专利名称：通用分组无线电业务中的物理信道的解除分配的制作方法
技术领域：
本发明与通用分组无线电业务(GPRS)有关，具体地说，与GPRS物理信道的解除分配方法和设备有关。
诸如GSM(全球移动通信系统)那样的当前数字蜂窝电话系统主要是为语音通信设计的。在一个移动台(MS)与一个基站子系统(BSS)之间数据通常是通过利用保留一个物理信道(即在一个或多个频率上的一系列有规律分隔的时隙)供呼叫持续使用的这种所谓电路交换传输模式的空中接口进行发送的。对于语音通信，需发送的信息流比较连续，电路交换传输模式是合理的、有效的。然而，在数据呼叫期间，例如传真传输、互联网接入等，数据流具有“突发性”，因此采用电路交换模式长期保留一个物理信道对于空间接口的使用来说是不经济的。
看到对数字蜂窝电话系统的数据业务的需求迅速增加，欧洲电信标准协会(ETSL)当前正在对称为普通分组无线电业务(GPRS)这样的一种新的基于GSM的业务进行标准化。GPRS为数据传输动态地分配物理信道。也就是说，只在有数据要发送时才将一个物理信道分配给一个具体的MS至BSS链路。这样就避免了在没有数据要发送时不必要地保留物理信道。
为了在数据和语音通信两种情况下都能有效地利用空中接口，希望GPRS与传统的GSM电路交换传输兼容。因此，GPRS将采用为GSM规定的基本信道结构。在GSM中，一个给定的频带在时间域划分为一系列相继的帧，称为TDMA(时分多址)帧。一个TDMA帧的长度为4.615ms。每个帧再划分为8个等长的相继时隙。在传统的电路交换传输模式，一个呼叫开始后，就通过在一系列TDMA帧的每个帧中保留一个给定的时隙(1至8)为这个呼叫规定了一个物理信道。在一个物理信道上的一串相继的4个时隙称为一个无线电块，表示在一个物理信道上分组交换数据的最短传输单位。同样规定一些物理信道用来传送信令信息。引入GPRS后，物理信道将动态地分配给用于电路交换传输模式或分组交换传输模式。在网络对电路交换传输模式的要求较高时，可以为这种模式保留较多的物理信道。相反，在对GPRS传输的需求较高时，也可以为这种模式保留较多的物理信道。此外，通过将每个TDMS帧中的两个或更多个时隙指配给单个MS可以提供一个高速的分组交换传输信道。
图1例示了支持GPRS的GSM蜂窝网的基本“体系结构”。图1中所用的术语按习惯定义如下MS 移动台PC/PDA 个人计算机/个人数据助理BSS 基站子系统BTS 基站收发信台BSC 基站控制器GPRS普通分组无线电业务HLR 归属用户位置寄存器SGSN服务GPRS支持节点GGSN网关GPRS支持节点MSC 移动业务交换中心SS7 第七号信令系统PSTN公众电话交换网只有在数据传输能很快建立的情况下才能获得采用分组交换传输所能获得的全部效益，也就是说，如果每次建立数据传输所需的时间比较长的话，传输持续期短的分组就没有多少好处。在所建议的GPRS系统中，快速建立是通过在一个MS首次接入蜂窝网时就规定这个MS与SGSN之间的一个“虚”信道或“环境(Context)”来达到的。这个虚信道不是一个实际的物理信道，而是涉及在SGSN和在MS设立和存储诸如MS标识符、加密密钥之类的一些参数。在真正要用GPRS在MS与SGSN之间开始数据传输时，就不需要产生和/或传送这些信息，从而可以极快地建立连接。在GSM技术规范GSM 03.64(ETSI)中列出了所建议的GPRS的空中接口协议。
图2概要地示出了在GSM 03.64规范中所说明的无线电链路协议组。图2中所使用的术语按习惯定义如下IP 互联网协议SNDCP 取决于子网的会聚协议LLC 逻辑链路控制
PLC 无线电链路控制MAC 媒体接入控制GSM RF GSM无线电频率Um GPRS/MC接口BSSGP 基站子系统GPRS协议ATM 异步传送模式FR 帧中继L1bis 层1bis。
SGSNGPRS服务支持节点BSC 基站控制器Gb SGSN/BSC接口无线电接口的用于分组交换传输的物理信道的指配是用RLC/MAC层控制消息在RLC/MAC层执行的。例如，一个MS可以通过用一个RLC/MAC消息发出“随机接入”请求来发起分组传送。MS所需的时隙(或无线电块)数可以利用另一个消息传送。类似，BSS可以利用RLC/MAC消息发起对MS的分组传送。如前面所述，在一个MS与一个SGSN之间创建一个虚信道时，就为这个MS指配了一个MS标识符。这个标识符称为临时逻辑链路标识符(TLL1)。在MS与BSS之间开始数据传输和分配一个或多个物理信道时，就为MS指配一个新的RLC/MAC标识符，称为临时信息流标识符(TFI)。在数据传输期间，RLC/MAC消息将在它们的信息段之一中包括这个TFI，以标识接收(或发送)MS。
可以设想，在一个混合的电路交换/分组交换网内，优先权将给予电路交换业务。这意味着在网络的业务量达到网络的容量时，如果再有一个对电路交换呼叫的请求，就必需重新分配物理信道，将用于分组交换业务的用于电路交换业务。重新分配可以通过等待在进行的分组交换传输完成后将释放的信道指配给电路交换业务来达到。然而，可以更为更有效的是，中断在这些信道上在进行分组交换传输，立即分配释放的信道，而受中断的传输只是在对电路交换传输的需求充分下降(或其他未中断的分组交换传输结束)后再完成。现有的GPRS建议要求在需要将容量用于电路交换传输时向MS发送RLC/MAC控制消息，命令它们停止在某些规定的物理信道上进行传输而请求从BSS接入其他物理信道。具体地说，是确定一个新的RLC/MAC控制消息，这个控制消息包括一个将这个消息定义为一个资源重新指配消息的消息标识符段和一个标明接收这个消息的MS的TFI段。当然，必需为每个当前占用一个要解除分配的物理信道的移动台分别发送一个资源重新指配消息，因此解除分配过程比较慢。要指出的是，每个分组交换传输通常占用一个上行链路和一个下行链路，于是必需为每个MS分别发送两个RLC/MAC控制消息。
本发明的目的是为GPRS提供一种物理信道解除分配的方法和设备，能中断一个分组交换数据传输并迅速对这个传输所占用的物理信道解除分配。
按照本发明的第一种情况，提供了一种对先前为在多个移动台(MS)和一个基站子系统(BSS)之间的分组交换传输所指配的一个或多个物理信道进行解除分配的方法，所述方法包括从BSS广播一个RLC/MAC控制消息，这个控制消息具有一个将这个消息标识为一个信道解除分配消息的消息类型段和一个标明需解除分配的物理信道的解除分配信道段，所述控制消息由占用所述物理信道的所述多个MS接收，对它们产生作用。
最好，所述RLC/MAC控制消息包括一个规定在几个时隙或无线电块后所标物理信道必需解除分配的一个数的段。这个数可以为零，如果这些物理信道必需立即解除分配的话。
最好，所述RLC/MAC控制消息含有一个标明每个所述MS可向BSS发送一个新的分组信道请求的载波(或频率)的段。更值是推荐的是，所述RLC/MAC控制消息含有一个PRACH(分组随机接入信道)分配段，标明在所标载波上进行所述请求的时隙。
最好，所述RLC/MAC控制消息在与所述需解除分配的物理信道所用的相同的载波频率上发送。这向所述MS表明这个消息与所述载波上的信道有关。因此，解除分配信道段只需标明解除分配时隙。最好是，所述RLC/MAC控制消息含有一个指定在所标载波上BSS将向MS发送一个下行链路资源重新指配消息的时隙的段，以及还含有一个指定BSS可以发送一个上行链路资源重新指配消息的时隙的段。这些资源重新指配消息可以包括一个在解除分配前指配给MS的TFI。
在本发明的一个实施例中，所述RLC/MAC控制消息含有一个传送临时信息流标志(TFI)的临时信息流标志段。这个TFI也存储在所述MS各自的存储器内，从而使每个所述MS都能确认所述RLC/MAC控制消息为一个广播消息。
在另一个实施例中，RLC/MAC控制消息不需要TFI段，而是用消息类型段告知各所述MS这个消息是一个广播消息，由所有占用在解除分配信道段标明的物理信道的MS接收，对这些MS起作用。
按照本发明的第二种情况，提供了一种对先前为在多个移动台(MS)和一个基站子系统(BSS)之间的分组交换传输所指配的一个或多个物理信道进行解除分配的设备，所述设备包括从BSS广播一个RLC/MAC控制消息的装置，这个控制消息具有一个将这个消息标识为一个信道解除分配消息的消息类型段和一个标明需解除分配的物理信道的解除分配信道段，而其中所有占用所述物理信道的所述MS都配置成接收所述控制消息，根据所述控制消息进行动作。
按照本发明的第三种情况，提供了一种蜂窝电话系统，这种蜂窝电话系统包括一个装有本发明上述第二种情况的设备的BSS和多个可接收所述广播RLC/MAC控制消息的MS。
通过下面结合附图所作的例示性说明可以更好地理解本发明和本发明所起的作用。在这些附图中图1原理性地示出了GSM/GPRS数字蜂窝电话网的体系结构；以及图2例示了图1所示网的GPRS无线电链路的各个协议层。
前面已经结合图1和2对支持GPRS的GSM网进行了说明。本发明涉及在移动台(MS)和基站子系统(BSS)之间的传输中所用的传输协议，具体地说，涉及RLC/MAC层的传输协议。为各个MS分配用于分组交换传输的物理信道(分组数据信道PDCH)的信令过程详细情况可参阅GSM技术规范GSM03.64，这里不再予以说明。本发明所关心的是先前由BSS分配的物理信道的解除分配。
在一个BSS确定必需释放先前为分组交换传输分配的物理信道供其他方面使用(具体地说用于电路交换呼叫)时，必需将这决定通知有关MS，以免丢失数据。具体地说，必需将要重新分配的物理信道和必需进行重新分配的时间通知MS。因此规定一个新的RLC/MAC控制消息。
网内每个MS用一个专用的临时信息流标志(TFI)码预编程。这个码对于所有MS是相同的，由MS用来识别“广播的“解除分配消息。所有的在用MS就在为分组数据传输指配的载波频率上“收听”在下行链路方向发送的含有所分配的TFI的RLC/MAT控制消息。这个新的RLC/MAC控制消息具有如下结构
其中字母“M”表示强制性的段(在本实施例中)，而“0”表示可选性的段。
控制消息的这些段的说明如下。消息类型这个段将发给收听MS的这个控制消息标识为一个MAC分组资源解除分配消息。临时信息流标志(广播)这个段提供一个TFI码，将这个消息标识为一个广播消息。解除分配时隙PDCH这个段标明需解除分配的一个或多个物理信道。利用一个8比特段，能够标明与有关载波频率上所有八个时隙相应的PDCH解除分配的各种情况。解除分配前的无线电块数这个段规定必需进行解除分配的时间。如果需要立即解除分配，这个无线电块数就规定为零。上行链路信道请求的信道分配这个段标明MS应在哪个载波(即频率)上请求一个新的PDCH。规定信道上的PRACH分配这个段标明PRACH分配到的在所分配的载波上的时隙。用于上行链路资源重新指配的时隙如果BSS需要发起与一个MS的新的分组交换传输，BSS就必需在上次用于BSS与这个MS之间的分组交换传输的载波频率上向MS发送一个上行链路和一个下行链路的重新指配消息。这个段标明将在这个载波上发送上行链路重新指配消息的时隙。用于下行链路资源重新指配的时隙这个段标明将发送下行链路资源重新指配消息的时隙。
熟悉本技术领域的人员可以理解，在不偏离本发明的范围的情况下可以对上述实施例进行各种修改。例如，为了保证所有使用要解除分配的PDCH的MS都知道解除分配，在某些MS暂时处在BSS覆盖区域之外的情况下可以两次或更多次发送RLC/MAC解除分配消息。本发明的实施例还可以采用在两个或更多个时隙上传输相同的RLC/MAC解除分配的方式。这可能是必要的，例如在一些MS利用一个TDMA内的多个时隙进行单个分组交换数据传输但只在其中一个时隙上收听控制消息时。如果不同的MS在不同的时隙上收听控制消息，为了通知所有使用一个物理信道的MS这个信道要解除分配，就需要这种多重传输。
RLC/MAC解除分配消息可以包括某种MS专用信息，这通过在这消息中包括一个MS专用标识符加以标识。这可能是必要的，例如为了将不同的资源重新指配信道(上行链路和下行链路)分配给不同的MS。
权利要求
1.一种对先前为在多个移动台(MS)和一个基站子系统(BSS)之间的分组交换传输所指配的一个或多个物理信道进行解除分配的方法，所述方法包括从BSS广播一个RLC/MAC控制消息，所述控制消息具有一个将这个消息标识为一个信道解除分配消息的消息类型段和一个标明需解除分配的物理信道的解除分配信道段，其中所述控制消息由占用所述物理信道的所述多个MS接收，对它们产生作用。
2.一种按权利要求1所述的方法，其中所述RLC/MAC控制消息包括一个规定在几个无线电块后所标物理信道必需解除分配的一个数的段。
3.一种按权利要求1或2所述的方法，其中所述RLC/MAC控制消息包括一个标明所述MS可向BSS发送一个新的分组信道请求的载波的段。
4.一种按权利要求3所述的方法，其中所述RLC/MAC控制消息含有一个标明一个PRACH分配到的、所述MS可以在所标载波上发送一个数据随机接入请求的时隙的段。
5.一种按以上任何一个权利要求所述的方法，其中所述RLC/MAC控制消息在与所述需解除分配的物理信道所用的相同的载波频率上发送，从而向所述MS表明所述消息与所述载波上的物理信道有关。
6.一种按权利要求5所述的方法，其中所述RLC/MAC控制消息含有一个指定在所述相同的载波上BSS将向所述MS发送一个上行链路资源重新指配消息的时隙的段。
7.一种按权利要求5或6所述的方法，其中所述RLC/MAC控制消息含有一个指定在所述相同的载波上BSS将向所述MS发送一个下行链路资源重新指配消息的时隙的段。
8.一种按以上任何一个权利要求所述的方法，其中所述RLC/MAC控制消息含有一个传送一个临时信息流标志(TFI)的临时信息流标志段。
9.一种按权利要求8所述的方法，其中所述TFI存储在所述MS的存储器内，使所述MS能确认所述RLC/MAC控制消息为一个广播消息。
10.一种按权利要求1至8中任何一个权利要求所述的方法，其中所述消息类型段向每个所述MS告知所述消息是一个广播消息，所有占用在解除分配信道段内所标明的物理信道需根据所述消息进行动作。
11.一种对先前为在多个移动台(MS)和一个基站子系统(BSS)之间的分组交换传输所指配的一个或多个物理信道进行解除分配的设备，所述设备包括从BSS广播一个RLC/MAC控制消息的装置，所述控制消息具有一个将这个消息标识为一个信道解除分配消息的消息类型段和一个标明需解除分配的物理信道的解除分配信道段，而其中所有占用所述物理信道的所述MS都配置成接收所述控制消息，根据所述控制消息进行动作。
12.一种蜂窝电话系统，所述蜂窝电话系统包括一个权利要求11的设备和多个配置成接收所述广播RLC/MAC控制消息的MS。
全文摘要
本发明提供了一种在支持GSM数字蜂窝电话网的GPRS中快速对指配给分组交换呼叫的物理信道(PDCH)进行解除分配的方法。一个PDCH解除分配的RLC/MAC控制消息从基站子系统(BSS)向各收听的移动台广播,其中含有一个可由收听的移动台(MS)识别的临时信息流标志(TFI)。移动台接收到这消息后就终止在所标PDCH上的分组交换数据传输。这个RLC/MAC消息还标明了在必需进行解除分配前尚可使用的PDCH时隙的个数。
文档编号H04L29/08GK1252919SQ98804343
公开日2000年5月10日 申请日期1998年3月11日 优先权日1997年4月21日
发明者A·莱皮萨里, J·海迈莱伊宁 申请人:诺基亚流动电话有限公司