专利名称：在通信系统中把信道指派给远端单元的制作方法
技术领域：
本发明涉及通信系统，具体涉及用于在通信系统中把信道指派给远端单元的方法和装置。
通常，多点传播在网络中产生大量业务。更具体来说，产生大量业务的原因是由于在多点传播话路中涉及的每个个体均使上行链路信息通过网络。业务量直接与通过网络发送的数据量有关。因此，对于通信系统来说，尽可能少地发送是有利的，以便减少网络拥塞。因此，存在对无线通信系统内使网络业务降至最少的信道指派方法和装置的需求。
图2是根据本发明优选实施例的
图1中的基站的方框图。
图3是示出根据本发明优选实施例的图1和图2中的基站的工作的流程图。
图4是根据本发明优选实施例的图1中的多控制单元的方框图。
图5是示出根据本发明优选实施例的图1中的多控制单元的工作的流程图。
图6是示出根据本发明优选实施例的图1中的多控制单元的工作的流程图。
附图的详细说明为满足通信系统内的传输减少网络拥塞的需求，本发明提供了通信系统内的信道指派方法和装置。在群呼期间，每个远端单元接收下行链路附加传输，其包含高速数据(例如视频)。每个基站使用单个附加信道。在上行链路侧，附加信道在所有远端单元之间是共享的，然而一次只有一个远端单元被允许使用上行链路附加信道发送。就哪个远端单元提供最高话音能量基础信道上行链路作出决定，并且把上行链路附加信道指派给该远端单元。目前使用上行链路附加信道发送的远端单元将其传输(通过下行链路附加信道)广播到所有其他参与多点传播的远端单元。由于只允许单个远端单元通过上行链路附加信道发送，因而网络拥塞大幅减少。
本发明包括一种在无线通信系统内把信道指派给远端单元的方法。该方法包括步骤接收来自多个远端单元的多个上行链路传输，以及确定多个远端单元中的一个远端单元。在本发明的优选实施例中，该远端单元是根据远端单元的上行链路传输的能量而确定的。根据该确定把高数据率上行链路信道指派给该远端单元。
本发明还包括一种在无线通信系统内把信道指派给远端单元的方法。该方法包括步骤接收来自多个远端单元的多个上行链路通信传输，并从多个上行链路传输确定一个具有最高能量传输的远端单元。根据该确定，把一个第二上行链路通信信号指派给该远端单元。
本发明还包括一种装置，该装置包括信道电路，具有从多个远端单元发送的多个上行链路通信信号作为输入；和逻辑单元，具有一个信道指派命令作为输入。在本发明的优选实施例中，该信道指派命令用于根据远端单元的上行链路通信信号的能量把高速数据信道指派给一个远端单元。
现在转到附图，其中，相同编号表示相同部件，图1是根据本发明优选实施例的通信系统100的方框图。在本发明的优选实施例中，通信系统100使用如cdma2000国际电信联盟-无线电通信(ITU-R)无线电传输技术(RTT)候选提交文件中所述的下一代CDMA结构，但在替代实施例中，通信系统100可使用其他模拟或数字蜂窝通信系统协议，例如但不限于下一代全球移动通信系统(GSM)协议，或者如“1.8～2.0GHz码分多址(CDMA)个人通信系统的个人站-基站兼容性要求”(美国国家标准协会(ANSI)J-STD-008)中所述的CDMA系统协议。
通信系统100包括与无线电接入网络(RAN)121-122耦合的网络112。每个RAN 121-122均包括多个远端单元或者移动单元(MU)113-118，至少一个基地收发信台(BTS)101-102，以及至少一个多控制单元(MCU)119-120。尽管未显示，RAN 121-122还包括众所周知的网络单元，例如移动交换中心(MSC)，电路交换网络中的集中基站控制器(CBSC)，或者例如分组交换网络内的无线电网络控制器(RNC)、门卫(Gatekeeper)(GK)和网关(GW)。预想的是，通信系统100内的网络单元将以众所周知的方式利用处理器、存储器、指令集等进行配置，它们将以任何合适的方式进行工作，以执行本发明中提出的功能。
在本发明的优选实施例中，基站101-102能通过网络112提供多点传播话路。更具体来说，基站101-102使用如因特网工程任务组(IETF)的请求说明(RFC)文件1112和RFC 2236中所述的因特网组管理协议(IGMP)，以便提供多点传播。那些希望接收多点传播话路的远端单元113-118对系统广播信道上的多点传播广告消息进行监视，以确定要接收的话路。广播信道是如双模式宽带扩频蜂窝系统的移动站-基站兼容性标准，电信工业协会暂行标准95A(华盛顿1993年7月(IS-95A))所述的公用前向物理/寻呼信道的一部分，在此援引该标准作为参考。
在本发明的优选实施例中，广告消息包括有关对远端单元113-118可用的多点传播事件的信息。该信息包括话路的因特网协议(IP)地址、端口号、发送的时间和持续时间、以及事件的简要说明。在本发明的优选实施例中，CDMA空中接口的附加信道请求/许可/控制消息被作为TIA/EIA/95数据突发消息中的有效负载传送。如TIA/EIA/TSB58-B表4.2-1中所定义的，0x8001的扩展突发类型指派用于表明该数据突发传送一个调度控制消息。
基站101-102将加入多点传播话路，并且如果有至少一个远端单元113-118请求参与该话路，则通过空中接口并经高速数据信道(附加信道)转发该多点传播话路。一旦远端单元请求参与该多点传播事件，则把一个公用附加信道指派给远端单元，并且多点传播话路被广播到所有当前参与该多点传播事件的远端单元。
图2是根据本发明优选实施例的图1中的基站101-102的方框图。基站101-102包括逻辑单元201，发送/接收电路，其包括一个或多个公用控制信道电路204、一个或多个基础信道电路203、一个或多个附加信道电路205，加法器211，以及调制器215。在本发明的优选实施例中，可使用附加信道电路205和/或基础信道电路203与远端单元113-118进行通信。尤其是，基站101-102使用针对前向传输和反向传输而定义的两类信道。在优选实施例中，基础信道203类似于供话音和信令使用的现有CDMA业务信道。同样，公共控制信道204用于传送系统信息和控制信令，以及多点传播广告信息。
当发送多点传播话路(或群呼)时，基础信道203或公共控制信道204(即低数据率信道)用于发送因特网组管理协议(IGMP)消息，以便预订和取消预订一个多点传播话路。基础信道203还用于接收话音数据并将其发送到群呼中涉及的远端单元113-118。有关CDMA业务信道和公共控制信道的详情，参见IS-95A以及RTT候选递交文件。此外，使用基础信道电路203支持软越区切换(使用一个以上的基础信道电路203实现同时通信)。
附加信道电路205用于将高数据率业务(例如，多点传播分组数据，视频等)传送到远端单元113-118。附加信道的数据率在发送前予以规定。多个数据源在该信道上是时分复用的。此外，该信道的服务质量(例如，帧差错率(FER)，比特差错率(BER)和/或传输延迟)可独立于基础信道进行设置和操作。上述内容的说明可参见Rihchiuso等发明的美国专利号6,144,651(档案号CE03870R)，该专利被转让给本发明的受让人，并在此援引作为参考。
根据本发明优选实施例的来自基站101-102的数据传输和信道指派按如下所述发生反向接入(公用控制)信道电路接收来自远端单元的预订消息，用于加入一个多点传播话路。该预订消息最好通过业务信道发送，其中该业务信道已建立在远端单元和基站之间。如上所述，预订消息包括用于预订多点传播话路的IGMP消息。逻辑单元201确定是否目前预订了所请求的多点传播话路(即目前另一远端单元预订了该话路)，如果是这样，确认消息(Ack)消息被发送到远端单元。在本发明的优选实施例中，Ack消息包含当前信道(即已指派的Walsh代码和长代码)，其中，长代码是多点传播IP地址的函数。在本发明的优选实施例中，Ack消息包含附加信道Walsh代码和长代码，长代码由远端单元用于对多点传播话路进行解调。在优选实施例中，如果基站101-102目前没有预订多点传播话路，则逻辑单元201确定多点传播地址并发送一个队列消息，请求加入多点传播话路。
在多点传播话路期间，每个远端单元113-118接收下行链路附加传输109-110，其包含高速数据(例如视频)。在本发明的优选实施例中，每个基站101-102使用单个附加信道。在上行链路侧，附加信道在所有远端单元之间是共享的，然而一次只有一个远端单元113-118被允许使用上行链路附加信道发送。目前使用上行链路附加信道发送的远端单元将其传输(通过下行链路附加信道109-110)广播到所有其他参与多点传播的远端单元。例如，如图1所示，远端单元113-118正参与多点传播话路，其中，远端单元118通过上行链路附加信道111提供高速数据。高速数据通过下行链路附加信道109-110被发送到所有在话路中涉及的远端单元113-118。
尽管只有一个远端单元113-118可同时将高速数据提供给多点传播话路，然而所有远端单元113-118都可通过基础业务信道103-108同时参与(通过话音和所有控制消息)该话路。因此，根据本发明的优选实施例，所有远端单元113-118都可通过上行链路基础信道103-108提供话音业务。所有远端单元113-118的话音业务被组合(下文探讨)，并通过下行链路基础业务信道发送到所有远端单元113-118。
在本发明的优选实施例中，每个远端单元113-118均可使用上行链路附加信道发送。就哪个远端单元提供最高话音能量基础信道上行链路作出决定，并且把上行链路附加信道指派给该远端单元。例如，参照图1，上行链路基础信道107在所有上行链路基础信道103-108中具有最高话音能量，因为附加信道111已被指派给远端单元118。因此，根据本发明的优选实施例，从多个远端单元接收多个上行链路传输。就哪个远端单元具有最高上行链路传输能量作出决定，并且把高数据率上行链路信道指派给该远端单元。该过程定期重复，而且新的远端单元根据其传输能量，不断被指派以高速数据信道。因此，根据本发明的优选实施例，在稍后，从多个远端单元接收第二多个上行链路传输，并且如上所述一个第二远端单元被确定并被指派附加信道。
本发明仅每次允许单个远端单元113-118在附加信道上发送。为此，空中业务大幅减少。此外，由于高速传输受限，因而网络业务也同样减少。
图3是示出根据本发明优选实施例的图1和图2中的基站的工作的流程图。下面的说明假定远端单元113-118有效参与一个群呼，其中，各远端单元均被指派唯一业务信道，并且还指派了共享的上行链路和下行链路附加信道。逻辑流程从步骤301开始，在该步骤，逻辑单元201接收来自群呼中涉及的远端单元113-118的多个上行链路业务信道传输。接下来，在步骤303，逻辑单元210确定在基站覆盖范围内、群呼中涉及的远端单元是否在上行链路附加信道上有效发送。如果一个本地远端单元在上行链路附加信道上有效发送，则逻辑流程继续到步骤305，在该步骤，上行链路附加信道数据被传送到网络112。如果在步骤303，确定在群呼中涉及的远端单元目前无一在上行链路附加信道上发送，则逻辑流程继续到步骤307。在步骤307，逻辑单元201将通过业务信道接收的信号传送到MCU 119-120。
在步骤309，逻辑单元201接收来自网络112的下行链路业务信道数据和下行链路附加信道数据。此外，逻辑单元201接收来自MCU的上行链路附加信道指派命令。在本发明的优选实施例中，对于那些在群呼中涉及的远端单元来说，下行链路业务信道数据是远端单元上行链路话音传输的组合。下行链路附加信道数据是从在上行链路附加信道上有效发送的远端单元发送的数据。最后，上行链路附加信道指派命令包括有关哪个远端单元应被允许使用上行链路附加信道发送数据的指令。
在步骤311，基站将下行链路附加信道数据和下行链路业务信道数据广播到所有在群呼中涉及的远端单元113-118。在步骤313，逻辑单元201(通过附加信道指派命令)确定在基站覆盖范围内、群呼中涉及的远端单元是否应被指派上行链路附加信道。如果在步骤313，确定在基站覆盖范围内的一个远端单元应被指派上行链路附加信道，则逻辑流程继续到步骤315，在该步骤，该信道被指派，否则逻辑流程在步骤317结束。
如上所述，根据本发明的优选实施例，一次只有单个远端单元被允许使用附加信道发送。附加信道在远端单元之间是共享的，这样就使在群呼中涉及的各远端单元均可使用附加信道发送。为此，空中业务大幅减少。此外，由于高速传输受限，因而网络业务也同样减少。
图4是根据本发明优选实施例的图1中的(MCU)的方框图。MCU119/120包括逻辑单元401，选择/分配单元403，代码转换器(XCDR)404，加法器405，以及能量检测器406。在本发明的优选实施例中，MCU与在其RAN内的本地基站耦合。此外，对于每个群呼来说，如果该群呼涉及一个以上的RAN，则识别一个主MCU。在本发明的优选实施例中，主MCU是指主叫方所属的MCU。在群呼中，采用一组所列电话号码发起呼叫的人被识别为“主叫方”，而被其中一个所列电话号码呼叫的人被识别为“被叫方”。由于群呼不是点对点呼叫，因此该呼叫必须使用MCU作为会议电话桥分器。主叫方的第一次连接是由门卫或CBSC指派的MCU。这种已识别的MCU被定义为主MCU。所有其他后续MCU被识别为从MCU。
一旦主MCU被识别(这种情况是指MCU 120)，所有在本地(从)MCU内的本地最高话音能量信息都被发送到主MCU。这是以默认方式通过将每个从MCU内的两个最高话音能量发送到主MCU 120来实现的。在所有MCU内具有最高话音能量的远端单元由主MCU识别，并且该远端单元被许可使用上行链路附加信道，用于将视频发送到其BTS和其MCU。
根据本发明优选实施例的主MCU的操作如图5所示进行。在步骤501，选择器/分配器单元403接收来自其本地RAN内的多个远端单元的多个上行链路传输(业务信道)。在本发明的优选实施例中，多个上行链路传输包括基础业务信道数据，该数据包括从所有在群呼中涉及的远端单元发送的话音数据，然而在替代实施例中，基础业务信道数据可包括其他形式的数据，例如，功率控制、附加信道请求/许可/设置问题、软越区切换等。
一旦基础业务信道数据已接收，能量检测器单元406就分析每个信号，以确定最强的两个话音信号(步骤503)。在本发明的优选实施例中，每个上行链路基础业务信道将话音压缩代码(EVRC，增强可变速率数据编解码器，用于IS-127的CDMA)数据发送到一个本地MCU。根据每个上行链路业务信道内的编码率(速率1＝＞全速率，速率1/2＝＞半速率，速率1/8＝＞1/8速率或所有1的速率)比特以及FCBG/ACBG(固定/自适应代码本增益)比特，在能量检测器单元406内计算话音能量。
在步骤505，逻辑单元401接收来自不是其本地RAN一部分的(在群呼中涉及的)多个远端单元的多个上行链路传输(业务信道)。除了上行链路传输以外，还提供有关这些远端单元的最高话音能量信道和第二最高话音能量信道的信息。换句话说，在步骤505，每个从MCU均在从MCU本地RAN内，针对群呼中涉及的那些远端单元，向主MCU提供来自最高两个能量上行链路传输的上行链路传输。然后，逻辑单元401针对所有参与群呼的远端单元113-118，识别哪些信道是最高话音能量信道和第二最高话音能量信道(步骤507)。换句话说，在步骤507，所有在群呼中涉及的远端单元的一个子集是根据这些远端单元上行链路传输的能量而确定的。在步骤509，逻辑单元401将最高话音能量和第二最高话音能量信道数据发送到代码转换器单元404，在此，它们被解码为两个PCM流。这些流在求和单元405内被求和，并利用AGC(自动增益控制)合并为一个流，然后在代码转换器单元404内使用EVRC声码器407进行编码(步骤511)。已编码的EVRC数据由网络112通过选择器/分配器单元403发送到每个从MCU。每个MCU将该复制的并已编码的EVRC数据通过下行链路基础业务信道103-108，分别发送到所有在群呼中涉及的远端单元113-118(步骤513)。
在本发明的优选实施例中，只有两个信号被组合，因为EVRC声码器只能对最多两个人的话音进行编码。如果超过两人以上的话音加在一起，则修补信息超过了EVRC声码器的限制。此外，通过对最高话音能量求和，会议电话中的背景噪声大幅降低。不过应注意的是，在替代实施例中，如果使用其他形式的声音编码，则两个以上的话音可加在一起。
在步骤515，主MCU内的能量检测器和逻辑控制单元确定一个具有累积最高话音能量的发话人。在步骤517，逻辑单元401确定新发话人是否在某一段时间(时间可以是1秒)内，具有时间累积最高话音能量，如果是，则主MCU内的逻辑控制单元通过RNC，将切换发话人请求信号(上行链路附加信道指派命令)发送到所有BTS(步骤519)。逻辑流程回到步骤501。如果在步骤517，确定新发话人在某一段时间内不具有时间累积最高话音能量，则逻辑流程回到步骤501。
在本发明的优选实施例中，受话人和当前发话人都接收来自它们的基础业务信道的下行链路附加信道信息。未来发话人接收来自其基础业务信道的上行链路附加信道信息。在RNC和主MCU获得所有确认之后，先发出附加信道指派，然后在当前发话人内产生新视频I(内)帧。
该过程仅涉及当前发话人和未来发话人。如果当前发话人和新发话人都在相同的BTS内，则RNC通过BTS将上行链路附加信息发送到新发话人，并将下行链路附加信息发送到当前发话人。当RNC和主MCU都获得来自当前发话人和新发话人的确认时，信道指派命令便发出。当前发话人将关闭上行链路附加信道传输，并接通下行链路附加接收机。在BTS获得来自当前发话人的确认之后，新发话人断开下行链路附加接收机，并接通上行链路附加传输。如果当前发话人和新发话人在不同的BTS，并且新发话人的BTS具有上行链路附加资源，则从RNC和主MCU发出信道指派命令。当前发话人断开上行链路附加传输，并接通下行链路附加接收机，而且其BTS断开上行链路附加接收机。新发话人断开下行链路附加接收机，并接通上行链路附加传输，而且其BTS接通上行链路附加接收机。所有附加信道控制消息，例如，功率控制、请求、确认等，都通过单独基础信道发送/接收。
由于每个远端单元无需更改基础业务信道，因而基础业务信道是一个基本话音和控制信道。所有用于附加信道设置的信息也都从基础业务信道发送。无论主MCU如何切换发话人，每个远端单元113-118均使用其基础业务信道103-108收听一个发话人或两个发话人。由于基础业务信道103-108已被指派在每个远端单元113-118及其BTS101-102之间，因而所有用于附加信道109-111的信息都可事先预测，从而大大缩短附加信道的设置时间。此外，由于基础业务信道113-118被设计成窄带信道，并且附加数据信道109-111被设计成宽带信道，因而附加信道广播可大大节省RF资源。
图6是示出根据本发明优选实施例的图1中的多控制单元的工作的流程图。在步骤601，选择器/分配器单元403接收来自其本地RAN内的基站的基础业务信道上行链路数据。在本发明的优选实施例中，基础业务信道数据包括从所有在群呼中涉及的远端单元发送的话音数据，然而在替代实施例中，基础业务信道数据可包括其他形式的数据，例如，功率控制、附加信道请求/许可/设置问题、软越区切换等。一旦基础业务信道数据已被接收，能量检测器单元406就分析每个信号，以确定最强的两个话音信号(步骤603)。在步骤605，逻辑单元401将两个最高能量信号发送到主MCU。
虽然参照具体实施例对本发明作了具体说明，本领域技术人员将理解的是，在不背离本发明的精神和范围的情况下，可在形式和细节上作各种更改。例如，尽管远端单元113-118被显示为移动单元，然而本领域一般技术人员将意识到，远端单元113-118可以是固定的。此外，尽管MCU 119-120在显示时是与基站101-102分开而单独存在的，然而在本发明的替代实施例中，MCU 119-120可以纳入基站电路。意图是使所有此类更改都应在以下权利要求及其等效权利要求的范围内。
权利要求
1.在无线通信系统内把信道指派给远端单元的方法，该方法包括步骤接收来自一个群呼中涉及的多个远端单元的多个上行链路传输；确定多个远端单元中的一个远端单元，其中，该远端单元是根据远端单元的上行链路传输的能量而确定的；根据该确定把高数据率上行链路信道指派给该远端单元。
2.如权利要求1所述的方法，其中，接收来自多个远端单元的多个上行链路传输的步骤包括步骤接收来自多个远端单元的多个业务信道传输。
3.如权利要求1所述的方法，其中，确定所述远端单元的步骤包括步骤从多个远端单元中确定该远端单元，其中，该远端单元具有能量最高的上行链路传输。
4.如权利要求1所述的方法，其中，把高数据率信道指派给该远端单元的步骤包括步骤把附加信道指派给该远端单元。
5.如权利要求1所述的方法，进一步包括步骤通过高数据率信道从该远端单元接收数据；通过高数据率下行链路信道向多个远端单元广播该数据。
6.一种装置，包括信道电路，具有从多个远端单元发送的多个上行链路通信信号作为输入；逻辑单元，具有一个信道指派命令作为输入，其中该信道指派命令用于根据远端单元的上行链路通信信号的能量把高速数据信道指派给多个远端单元中的一个远端单元。
7.如权利要求11所述的装置，其中，信道电路是业务信道电路。
8.如权利要求11所述的装置，其中，高速数据信道是附加信道。
9.如权利要求11所述的装置，其中，所述远端单元是多个远端单元中能量最高的远端单元。
全文摘要
在群呼期间,每个远端单元(113－118)接收下行链路附加传输(109－110),其包含高速数据(例如视频)。每个基站(101－102)使用单个附加信道。在上行链路侧,附加信道在所有远端单元之间是共享的,然而一次只有一个远端单元(113－118)被允许使用上行链路附加信道发送。就哪个远端单元提供最高话音能量基础信道上行链路作出决定,并且把上行链路附加信道指派给该远端单元。目前使用上行链路附加信道发送的远端单元将其传输(通过下行链路附加信道(109－110))广播到所有其他参与多点传播的远端单元。
文档编号H04L12/56GK1363191SQ01800393
公开日2002年8月7日 申请日期2001年2月16日 优先权日2000年3月1日
发明者潘少为, 张金钟, 孟春阳, 蔡和春, 里奇·科姆罗 申请人:摩托罗拉公司