专利名称：在cdma通信系统中发送公用信道消息的装置和方法
技术领域：
本发明的背景1、本发明的领域本发明总的涉及无线通信领域，特别涉及一种在CDMA(Code DivisionMultiple Access，码分多址)通信系统中发送公用信道消息的装置和方法。
2、相关技术的描述在基于TIA/EIA/IS-95标准的通信系统中，通常用正向寻呼信道和反向接入信道在基站(BS)和移动台(MS)之间进行消息的通信，在话音呼叫建立之前，正向寻呼信道和反向接入信道都是公用信道。为了与MS进行通信，BS必须在寻呼信道上发送消息，并在接入信道上接收响应。从移动台来看，为了与BS进行通信，MS在接入信道上发送消息，并在寻呼信道上接收响应。可以有多个寻呼和接入信道。每个寻呼信道用一个唯一的沃尔什码(Walsh code)来区别，而每个接入信道用一个用接入信道长码掩码(accesschannel long code mask)产生的长码来区分。
一产生要发送的公用信道消息，MS就以预定的功率电平在接入信道上发送消息，并且等候来自BS的确认。然而，如果其它MS也使用相同的接入信道，则该公用信道消息的发送易受消息争用的影响，这将导致BS中的接收故障。如果MS在预定的时间内未接收到确认，它便以递增了指定量的功率电平发送接入信道消息，并且等候来自BS的确认。
如果消息太长，不能一次发送，则应该先将其分割成适当的段，再重复上述过程进行发送。
图1是当消息比一次可发送的长，且被分割成段来发送时的传统的消息交换的流程图。在此方法中，MS在一个接入信道上发送一个消息段，然后再接入一个接入信道以发送后续的消息段。
在传统的接入信道通信方法中，如果共用相同的长码的移动台同时在接入信道上发送消息，便会发生消息争用，导致消息丢失。这种机制通常称为基于争用的随机接入(contention-based random access)。
如果在接入信道上发生消息争用，MS会再尝试在接入信道上发送该消息。这样，每个MS都使用移动台(MSs)所公用的长码在接入信道上发送消息，并且，如果消息争用出现，则MS在预定的时间内觉察出该消息事件，并在一个随机化时间延迟之后重发一个消息发送。MS最初尝试以预定的功率电平、通过接入信道接入BS。当它未能从BS接收到确认时，它便以比前一次尝试高一个指定量的功率电平进行下一次尝试。如果接入接入信道的重复尝试最终失败，则该过程便以最低的预定功率电平重新开始。
根据传统的公用信道消息发送方法，当消息的长度太长，不能一次发送时，便以相继的时间间隔，在接入信道上发送消息段。因此，在不同的MS用共用的长码在接入信道上尝试发送消息的情况中，消息争用是常有的现象，由此引起发送接入信道消息中的长延迟。因此，便需要有一种能够使移动台快速发送公用信道消息的方法。
本发明的概要正如在此具体表达和明确描述的那样，本发明的目的是提供一种在CDMA通信系统中使MS能够快速发送公用信道消息的装置和方法。
本发明的另一个目的是提供一种用于在CDMA系统中、如果公用信道消息比预定的长度长，则能够使MS在指定的信道上连续地发送公用信道消息的装置和方法。
本发明的另一个目的是提供一种用于在CDMA通信系统中、能够使MS在被临时指定为专用的信道上发送公用信道消息的装置和方法。
本发明的另一个目的是提供一种用于在CDMA通信系统中、能够使MS在公用信道上发送超过预定长度的公用信道消息的第一段，并在BS指定的信道上发送后续段，以防止公用信道的消息争用的装置和方法。
为实现上述目的，本发明提供一种CDMA通信系统中的公用信道消息发送装置和方法。在该发送方法中，MS发送一个公用信道消息，请求指定相继发送连续公用信道消息的信道，接着，BS对于该从MS接收到的消息，发送一个具有可用信道ID的响应消息。然后，MS对响应消息进行分析，并在用分配的信道ID指定的信道上发送下一个消息。
附图的简要描述通过参照附图对本发明的优选实施例进行详细的描述，本发明的上述目的和优点将会变得更加清楚，其中
图1示出了传统通信系统中的公用信道上的消息的交换；图2示出了本发明的一个实施例的通信系统中的公用信道上的消息的交换；图3A和3B分别示出了在本发明的实施例的公用信道上发送的MS启动消息和BS启动消息的结构；图4是本发明的实施例的通信系统中的MS的方框图；图5是本发明的实施例的BS的方框图；图6是在本发明的实施例的公用信道上发送消息的MS操作的流程图；以及图7是在本发明的实施例的公用信道上发送消息的BS操作的流程图。
优选实施例的详细描述下面将参照附图对本发明的优选实施例进行详细的描述。在附图中，相同的标号代表相同的部件。
术语和定义1、这里使用的“信道标识(channel identification，ID)”表示能被临时指定为专用(无争用)信道、以允许MS向BS发送反向公用信道消息的一个公用信道的特殊的扩频码信息。
2、“扩频码信息(spreading code information)”是一个通用术语，用于表示使用由一个MS的ESN(Electronic Serial Number，电子序列号)产生的公共长码掩码、和用于指定的特定长码ID。
3、“接入信道号(access channel number)”，为了避免移动台(MSs)之间的消息冲突，MS在被临时指定为专用信道的信道上向BS发送接入信道消息，而接入信道号就被用作其中使用的长码掩码的一部分。
4、“使用ESN的扩频码(spreading code using an ESN)”是指用MS的唯一ESN产生的公共长码。
5、“特定长码(specific long code)”是一个用于防止消息争用的长码。在本发明的实施例中，信道ID假定为能被临时指定为一个特定MS专用、或为少数几个MS半专用的公用信道的长码ID。
6、“消息标志(message flag)”是用于通知在当前消息之后是否还有消息的更多消息标志。
7、“信道指定请求标志(channel designation request flag)”，用于MS请求指定一个特定的接入信道专用为发送接入信道消息。
8、“信道指定标志(channel designation flag)”表示BS是否响应MS的请求而指定一个公用信道为专用。
9、“指定方法(designation means)”为扩频反向公用信道消息指定一个长码掩码，以避免其它MS之间的冲突。
如果反向公用信道消息太长，不能一次发送，则MS把消息分割成多个适当的段用于发送。在本发明的实施例中，MS在一个公用接入信道上发送消息的第一段，在由BS指定为专用的接入信道上发送所有的其它段，由此防止与正同时尝试在该接入信道上进行发送的其它MS的冲突。它还能实现MS请求反向信道的指定不包括所述已分割的消息，并从BS接收指定扩频码，然后在指定的信道上发送所述已分割的消息。
图2是在本发明的实施例的CDMA通信系统中的公共接入信道上发送消息的MS操作的消息流程图。
图3A和3B分别示出了要在公用接入信道上发送的MS始发的消息的格式，以及要在公用寻呼信道上发送的BS响应的控制消息的格式。
在图3A中，用于在公用接入信道上发送消息的消息类型格式包括消息类型字段(例如，数据或确认)；序列号字段，用于在连续发送消息时指示相应的消息段的号；消息标志字段，代表下一个消息存在或不存在；信道指定请求标志，用于MS请求指定发送消息的信道；以及数据字段，用于提供要发送的实际数据。这里假定当消息标志字段设置时，代表存在要发送的后续消息段。因此，清除的消息标志字段代表不存在后续的消息段。还假定当信道指定请求标志设定时，指示MS请求指定发送消息的信道，而清除的信道指定请求标志字段36指示没有MS请求指定信道。响应该信道指定请求，信道指定可以被BS选作使特定的MS能将接入信道用作专用的长码、或用于产生长码的ESN。在下文，指定的信道是指为向BS发送接入信道消息的MS指定为专用的信道。
在图3B中，示出了要在公用寻呼信道上发送到MS的、BS产生的控制消息的结构，包括消息类型字段31，用于指示消息的类型(例如，控制消息)；序列号字段33，当连续接收消息时，指示接收消息的号；信道指定标志35，根据它的设置或清除的状态，代表是否指定了MS请求的信道；以及信道ID字段37，提供指定为专用于一个特定MS或半专用于少数几个MS的接入信道的长码ID。如果指定由ESN产生的公共长码掩码，则MS自己知道ESN，并使用所述ESN产生公共长码掩码，因此不需要发送所述长码ID，而是仅指示公共长码掩码的使用。
下面将参照图2、图3A和图3B说明一种用于发送超过一次可发送的长度的公用接入信道消息的方法，MS把消息分割成多个消息段，并在公用接入信道上发送第一个消息段。然后，MS请求指定一个信道，以连续地发送全部剩余的消息段。接入信道消息的构成如图3A所示。一旦在反向公用接入信道上从MS接收到指定请求，BS便判定消息标志34和信道指定请求标志36是否被设置。如果两个标志都被设置，则BS判定是否有指定一个接入信道作为专用信道的可用的长码。如果有，BS便在公用寻呼信道上向MS发送如图3B所示的具有设定了的信道指定标志和可用长码ID 37的响应消息。
然后，MS使用由BS分配的指定的长码ID指定接入信道，并在指定的接入信道上发送下一个消息段。如果还有另外的消息段，则当前消息段的消息标志和信道指定请求标志被设置。除第一段外，其余段都在指定的接入信道上发送。应注意的是，由BS分配的长码ID可以与目前使用的信道ID相同或不同。如果没有可用于指定接入信道为专用的长码，则由BS产生的控制消息清除信道指定标志。这样，MS必须报告再次选择公用接入信道来发送剩余的消息段。
在上述过程中，当MS要发送最后的消息段时，它清除消息标志和信道指定请求标志。然后，BS响应该最后的消息段，产生控制消息，以清除信道指定标志。
图4是本发明的实施例的用于发送接入信道消息的MS的方框图，图6是从图4的MS发送接入信道消息的流程图。图5是用于响应从MS接收到的消息、产生控制消息的BS的方框图，图7是从图5的BS发送控制消息的流程图。
图5是响应从MS接收到的消息、产生控制消息的BS的方框图，并且图7是从图5的BS发送控制消息的流程图。
参照图4，MS中的接收器411把通过天线接收到的RF信号转换成基带信号，而解调器413把基带信号解调成原始信号。消息发生器415产生接入信道消息。消息处理器417通过分析接入信道消息的长度把它转换成图3A所示的格式。消息处理器417还通过分析从解调器413接收到的、如图3B所示的控制消息的字段，来产生用于分配的信道的长码ID。
存储器423存储用于指定信道的长码ID。长码ID可以是指定接入信道为无冲突的长码掩码信息。长码控制器421参考从消息处理器417接收到的长码ID来确定产生什么长码，而长码ID存储在存储器423中。如果没有从消息处理器417接收到长码ID，则长码控制器421便从存储在存储器423中的多个公用接入信道中选择多个长码ID中的一个。在要发送第一个接入信道消息段，或没有从消息处理器417产生长码ID的情况中，长码控制器421输出从那些存储在存储器423中的长码ID中选择出的一个。否则，如果从消息处理器417产生了一个长码ID，或要发送除第一消息段以外的一个消息段，则长码控制器421使得产生与长码ID相对应的接入信道的长码。长码发生器425在长码控制器421的控制下产生相应的长码。
因此，存储在存储器423中的长码ID可用于由多个MS共用的公用接入信道，并且，从消息处理器417输出的长码ID用于使一个特定的MS或少数几个MS能使用一个接入信道作为专用或半专用。
信道编码器及正交调制器419对从消息处理器417接收到的反向接入信道消息进行信道编码、重复、交织、以及正交扩频。乘法器427和429对从长码发生器425接收到的长码分别乘以PN序列PNI和PNQ。PN扩频器431对从乘法器427和429接收到的I信道和Q信道PN序列乘以从信道编码器及正交调制器419接收到的正交扩频信号。发送器433在发送之前把从PN扩频器431接收到的扩频的接入信道消息转换成RF信号。
在操作中，MS中的接收器411从BS接收RF信号，而解调器413通过对接收信号进行解扩和解码来产生控制消息。然后，消息处理器417从图3B的控制消息中提取用于信道指定的信道指定标志和长码ID(即，信道ID)，对字段进行分析，并在分析的基础上控制长码控制器421。
长码控制器421在以下的过程中确定长码。在存在由BS分配的长码ID时，长码控制器421控制与要产生的长码ID相对应的长码。在不存在这样的长码ID时，或者如果在从消息处理器417接收到的长码ID的接入信道上的接入尝试失败时，则长码控制器421便用随机数发生功能，在存储在存储器423中的可用的长码ID中选择一个长码ID。该随机数发生功能发生器位于长码控制器421中。
现在转到图5，BS包括消息发生器511，用于产生包括(长码ID)信息的控制消息，以指定在发送接入信道消息的接入信道中要使用的扩频码ID。调制器515对控制消息进行调制，并且，发送器517在发送之前把调制过的信号转换成RF信号。消息发生器511把长码ID提供给解调控制器521。然后，解调控制器521根据长码ID信息来控制解调单元527，以对从接收器525接收到的信号进行解调。如下表1所示，第一存储器513存储了分配给当前使用的MS的长码ID，并且，如表2所示，第二存储器523存储了解调单元527中的各个解调器551至55M所使用的长码。消息发生器511在产生控制消息时参考存储在第一和第二存储器513和523中的信息。
(表1)
(表2)
如表1所示，第一存储器511存储了当前分配给BS的覆盖区域内的多个MS的长码ID，并且，如表2所示，第二存储器523存储了当前由解调器551至55M使用的长码ID。消息发生器511根据第一存储器521的长码ID信息，确定一个可用的长码ID，并将该长码ID加载到控制消息上。解调控制器521从消息发生器511接收接入信道消息信息，并给解调器551至55M分配用于解扩的长码，从而对从接收器525接收到的信号进行可靠的解调。
下面将参照图6和图7详细地描述从图4的MS到图5的BS的接入信道消息的发送。
一旦在步骤612中从MS的消息发生器415接收到接入信道消息，消息处理器417便在步骤614中控制长码控制器421选择一个公用接入信道。然后，长码控制器421从存储器413中搜索用于选中的公用接入信道的消息中所包括的长码ID，并向把该长码ID输出到长码发生器425。在步骤616中，消息处理器417通过把接入信道消息的长度与一次可发送的消息的最大长度进行比较，来确定是否能一次对它进行发送。在步骤636和638中，如果接入信道消息能够一次发送，则消息处理器417产生具有清除了的消息标志和信道指定请求标志的接入信道消息。然后，在步骤640中，对接入信道消息进行必要的后续处理并进行发送。在步骤642中，MS等候来自BS的响应消息。这样，在公用接入信道上发送接入信道消息，以通知BS没有要发送的另外的消息段，且不使用由BS指定的信道。
在步骤616中，如果接入信道消息太长，不能一次发送，则在步骤618中，消息处理器417把接入信道消息分割成多个段，每段都能一次发送。在步骤620中，消息处理器417设置消息标志，以指示有一个要发送的另外的消息段，并且在步骤622中，它确定是否使用通过用户操作或内部参数由BS指定的信道，来进行连续接入信道消息段的发送。如果MS不打算使用指定的信道，则它在步骤638中清除信道指定请求标志。在步骤640和642中，MS发送接入信道消息段并等待来自BS的响应消息。这意味着下一个接入信道消息段将在公用接入信道上发送，而不是在BS指定的信道上发送。
然而，在步骤622中，如果MS打算在BS指定的信道上发送连续的接入信道消息段，则在步骤624中，消息处理器417设置信道指定请求标志，这意味着下一个消息段将在BS指定的信道上发送。在步骤626中，通过信道编码器及正交扩频器419、PN扩频器431以及发送器433发送接入信道消息段。一旦在步骤628中从BS接收到如图3B所示的响应消息，在步骤630中，消息处理器417便检查响应消息的信道指定标志，以确定是否有一个可用于MS的指定的信道。如果信道指定标志被清除了，则在步骤632中，消息处理器417确定没有指定为专用于发送下一个接入信道消息段的可用信道，并向长码控制器421提供用于选择公用接入信道的信息。如果信道指定标志被设置了，则在步骤634中，消息处理器417确定BS指定了信道专用于该MS，并向长码控制器421输出与指定信道相对应的长码ID。然后，长码控制器421向长码发生器425输出指定信道的长码ID，以便MS能在指定信道上发送如图3A所示的接入信道消息。
在上述操作中，如果有要连续发送的接入信道消息，则MS便通过设置信道指定请求标志来请求信道的指定，并通过检查从BS接收到的控制消息的信道指定标志来确定请求的信道是否指定了。在发送最后一个消息段时，MS清除消息标志和信道指定请求标志。
参照图7，一旦在步骤711中，从MS接收到接入信道消息，则BS的消息处理器519便在步骤713中通过检查接收的接入信道消息的消息标志，来确定是否有从MS接收的后续的接入信道消息。如果消息标志被清除了，则指示当前接收的消息是最后一个，消息处理器519便在步骤721中清除信道指定标志，并向调制器515输出如图3B所示的响应消息。清除了的信道指定标志防止MS接入指定的信道。
如果在步骤713中，消息标志被设置了，则消息处理器519便在步骤715中检查接收到的接入信道消息的信道指定标志。如果信道指定请求标志被清除了，则在步骤721和723中，消息发生器511产生具有清除了的信道指定标志的响应消息。如果信道指定请求标志被设置了，则消息发生器511从第一存储器513参考目前被占用的长码ID，来确定是否有用于指定信道的可用的长码ID。如果没有可用的长码ID，则消息发生器511便在步骤721中清除信道指定标志，以通知MS信道指定请求不能被确认，并在步骤723中发送响应消息。
在步骤717中，如果有可用的长码ID，则在步骤719中，消息发生器511设置信道指定标志，并把可用的长码ID加载到响应消息中，且在步骤723中发送该响应消息。
如上所述，基站一旦接收到接入信道消息，便通过分析接入信道消息的消息标志来确定是否有另一消息要从MS接收。如果有要连续接收的接入信道消息，则BS通过分析接收到的接入信道消息的信道指定请求标志，来确定MS是否请求指定发送后续消息的信道。一旦请求了信道指定，如果有用于信道指定的可用的长码ID，BS便发送具有设置了的信道指定标志、以及该长码ID的响应消息。每当接收到消息时都重复该过程，并且当前指定的信道可以与最近指定的信道相同或不同。即，如果前一个指定的信道可用于接入信道消息的发送，则BS可以指定相同的信道，而如果前一个指定的信道不可用，则选择另一个信道。
根据本发明的实施例，为发送一个太长而不能一次发送的消息，MS在公用信道上发送第一个公用信道消息段，其中设置消息标志，并且根据是否使用由BS指定的信道而设置或清除信道指定标志。然后，BS发送接收到的公用信道消息段的响应消息，其中根据接收到的接入信道消息段的内容而设置或清除信道指定标志和信道ID。MS根据响应消息的信息，在指定信道或公用信道上发送后续的消息段。因此，本发明有利地使多个MS之间的消息争用造成的消息丢失减到最小，增加了公用信道消息的发送效率，并可快速执行消息发送。
虽然参照特定的实施例对本发明进行了详细的描述，但是它仅是一个示例性的应用。例如，虽然本发明的描述限于从MS到BS的长公用信道消息的发送，但反向的同样的操作也是有效的。因此，可以清楚地理解，在不脱离本发明的范围和精神的情况下，本领域的任何技术人员可以进行许多变形。
权利要求
1.一种CDMA通信系统的MS中的公用信道消息通信装置，包括信道接收器，用于在正向公用信道上接收包括指定信道ID的消息；消息发生器，用于产生反向公用信道消息；消息发生器，用于将信道指定请求加到向反向公用信道消息上，并通过分析接收到的消息来处理信道ID；扩频码发生器，用于根据信道ID产生扩频码；以及信道发送器，用于用扩频码对产生的反向公用信道消息进行扩频，并发送扩频的消息。
2.如权利要求1所述的公用信道消息通信装置，其中，如果消息太长，以致于应该至少两次分别进行发送，则消息发生器便把信道指定请求加到反向公用信道消息上，以发送消息而不与其它MS发生消息争用。
3.如权利要求2所述的公用信道消息通信装置，其中，当请求信道指定时，消息发生器把指示有后续的消息的信息加载到反向公用信道消息上，把反向公用信道消息分割成段，并向信道发送器输出包括指示信息和信道指定请求的更多消息的消息段。
4.如权利要求1所述的公用信道消息通信装置，其中，如果在接收到的消息中不存在指定信道ID，则消息发生器分配公用信道的扩频码，并向扩频码发生器输出该扩频码。
5.如权利要求1所述的公用信道消息通信装置，其中，信道ID是用于指定MS能与BS进行通信而不与其它MS发生消息争用的信道的信息。
6.如权利要求5所述的公用信道消息通信装置，其中，信道ID代表用MS的ESN(Electronic Serial number，电子序列号)产生的公共长码的使用。
7.如权利要求5所述的公用信道消息通信装置，其中，信道ID是用于防止MS之间的消息争用的长码ID。
8.如权利要求1所述的公用信道消息通信装置，其中，消息发生器控制要为第一个消息段产生的公用信道的扩频码、和要为后续的消息段产生的指定信道的扩频码。
9.一种CDMA通信系统的BS中的公用信道消息通信装置，包括信道接收器，用于在反向公用信道上接收消息；消息发生器，如果接收到的消息包括信道指定请求，则产生包括指定信道ID的消息，该指定信道ID用于把信道扩频码分配给反向公用信道消息；以及信道发送器，用于在正向公用信道上发送消息。
10.如权利要求9所述的公用信道消息通信装置，其中，信道ID是用于指定MS能与BS进行通信而不与其它MS发生消息争用的信道的信息。
11.如权利要求10所述的公用信道消息通信装置，其中，信道ID代表用MS的ESN产生的公共长码的使用。
12.如权利要求10所述的公用信道消息通信装置，其中，信道ID是用于防止MS之间的消息争用的长码ID。
13.一种CDMA通信系统的MS中的公用信道消息通信方法，包括以下步骤(1)产生反向公用信道消息；(2)对反向公用信道消息进行分析，并发送带有信道指定请求的反向公用信道消息；以及(3)产生与在正向公用信道上接收到的消息中包括的指定信道ID相对应的扩频码，用该扩频码对产生的反向公用信道消息进行扩频，并在指定的信道上发送已扩频的消息。
14.如权利要求13所述的公用信道消息通信方法，其中，在步骤(2)中，如果反向公用信道消息太长，以致于应该至少两次分别进行发送，则发出信道指定请求。
15.如权利要求14所述的公用信道消息通信方法，其中，在步骤(3)中，把消息分割成帧，并发送带有指示有后续消息帧的信息的消息帧。
16.如权利要求15所述的公用信道消息通信方法，其中，在步骤(3)中，如果在接收到的消息中不存在信道ID，则产生用于反向公用信道的扩频码。
17.如权利要求14所述的公用信道消息通信方法，其中，信道ID是用于指定MS能与BS进行通信不与其它MS发生消息争用的信道的信息。
18.如权利要求17所述的公用信道消息通信装置，其中，信道ID代表用MS的ESN(Electronic Serial number，电子序列号)产生的公共长码的使用。
19.如权利要求17所述的公用信道消息通信装置，其中，信道ID是用于防止MS之间的消息争用的长码ID。
20.如权利要求13所述的公用信道消息通信方法，其中，在步骤(3)中，把信道指定请求加到第一反向公用信道消息上，并用用于发送的反向公用信道的扩频码对产生的消息进行扩频。
21.一种CDMA通信系统的BS中的公用信道消息通信方法，包括以下步骤在反向公用信道上接收消息；如果接收到的消息有信道指定请求，则产生包括信道ID的消息，该信道ID用于指定MS能发送反向公用信道消息的信道；以及在正向公用信道上发送产生的消息。
22.如权利要求21所述的公用信道消息通信方法，其中，信道ID是用于指定MS能与BS进行通信而不与其它MS发生消息争用的信道的信息。
23.如权利要求22所述的公用信道消息通信装置，其中，信道ID代表用MS的ESN产生的公共长码的使用。
24.如权利要求22所述的公用信道消息通信装置，其中，信道ID是用于防止MS之间的消息争用的长码ID。
全文摘要
一种CDMA通信系统中的公用信道消息发送装置和方法。在该发送方法中,MS发送具有请求指定用来发送连续公用信道消息的信道的消息,然后,BS发送响应消息,该响应消息具有用于从MS接收到的消息的可用信道ID。然后,MS通过分析响应消息,在用分配的信道ID指定的信道上发送下一个消息。
文档编号H04B7/216GK1263680SQ99800539
公开日2000年8月16日 申请日期1999年4月13日 优先权日1998年4月13日
发明者郑基成, 文熹灿, 李炫奭, 安宰民 申请人:三星电子株式会社