专利名称：将站接入到公共传输媒体的方法和用于实施这种方法的网络站的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种将具有权利要求1前序部分的特征的站接入到公共传输媒体的方法，以及一种实施该方法的网络站。
在通信系统中，如GSM(Global System for Mobile Communication)，UMTS(Universal Mobile Telecommunication System)或HiperLAN(LANLocal AreaNetwork)，移动站通过无线接口与网络一侧的站通信。无线接口可以并行或同时被大量的移动站使用。在一个公共传输媒体中站可以通过多址(Multiple Access，MA)的方式实现访问。而站间所分配的媒体可以是不同的，不管该媒体是在时域(Time Division Multiple Access，TDMA)、频域(Frequency Division Multiple Access，FDMA)、码域(Code Division Multiple Access，CDMA)还是在空域(Space DivisionMultiple Access，SDMA)。如在GSM、TETRA(Trans-European-Trunked-Radio)、DECT(Digital European Cordless Telecommunications)中常常采用将媒体细分为频率信道和/或时间信道。在分布式控制系统中根据测量的结果确定信道的可用性。根据无线电传播，信道的再利用如在相应的帧间距中是可行的。
未来的无线系统应该同时支持大量的不同的业务。而业务是根据不同的传送要求，如延迟或误差率，和接收过程来加以区分的。网络运营商的目标是在建立连接时满足约定的业务质量，并尽可能地有效利用可供使用的频谱。
在分布式控制通信系统中，信道分配基于无线电信道测量的结果，如上所述，由于一个站需要用于连接的传输容量，而附近的一个站占用了容量或者说相应的信道，所以没有可供支配的信道容量。这就导致了，不得不拒绝这个连接请求或者不能满是当前连接所约定的业务质量。在具有链路自适应性的通信系统，如EDGE/EGPRS(Enhanced Data Rates for GSM Evolution/Enhanced General PackerRadio Service)中，可以通过占用相邻站的信道来必要地进行交替的调制/编码，并因此降低可使用的数据速率，但是，当前的连接将受到影响。
尤其是在同时操作具有不同的业务质量要求的连接时出现了，对于较低要求的数据业务，如文件传送(FTP/File Transfer Protocol-Download)，在建立连接时需要并占用很多传输容量，以必须满足用户所请求的业务质量，当传输容量正好可支配时，例如可以进行文件传送。那么对于相邻的站该相应的容量不能再供支配并且必须拒绝该连接请求。
但对于系统仍然存在一个问题，如何将现有的传输容量尽可能有效地在分布式建立的无线小区中进行分配，其中一方面，应该尽可能充分地使用这些容量，即使这超出了所要求的业务质量，另一方面，在其它的无线小区需要时，也将不必一定占用该容量。
这个问题发生在系统处于，具有不同的业务质量要求的业务共享公共无线媒体，以及应用一种分布式建立的，测量动态的信道分配。其中原则上信道的种类，如时间信道或者/频率信道并不重要。目前存在的不同种类的系统在标准IEEE802.11中给出了一种集中式和分布式受控制模式。在分布式控制(Distributed Coordination Function(DCF))中所有的站被授予相同的权利，而不支持业务的优先级。在集中式控制(Point Coordination Function(PCF))中无线小区的每个站各自的访问被一个中心站控制作为接入点(Access Point，AP)，其中多个接入点通过一个分布式系统(Distributed System，DS)来连接。如果为了在Ad-hoc-Modus模式中支持一定的业务质量，接入点间不能相互通信，例如假如一个站的集中式控制(PCF)没有接入到一个分配或应用一个分布式系统，那么就不能解决所述的问题。在分布式接入时可以借助一个优先级，该优先级例如根据业务等级的请求来确定。控制各个分组的传输。但是这当前还不能得到该标准的支持。
在用于数据网络现有的系统HIPERLAN/2标准化中，基站(Access Point，AP)管理所述无线站(wireless Terminal，WT)接入到公共媒体上。多个基站可以通过上层结构(Access Point Controller(APC))来控制。在这个标准中仅考虑了在接入点范围内集中管理传输容量。如果接入点没有连接到固定网络，就将接入点称为中央控制器(Central Controller(CC))。
本发明的目的在于，提供了一种借助多址接入方法使站接入到公共传输媒体并尽可能有效地分配可用传输容量的方法以及实施所述方法的站。
该目的通过一种具有权利要求1所述的特征用于将站接入到一个公共传输媒体的方法以及说是通过一种具有权利要求10所述的特征实施所述方法的站来实现有利的扩展由从属权利要求的特征给出。
为了有利地通知站，该站与其它站共享一个公共传输媒体，这需要通过无线接口或者如在H2GF中网络一侧的站或接入点之间的接口发送有关容量需求的消息。发送的消息可以包括有关优先级和容量需求的信息。接收发送容量请求消息的站不必或者不必立即释放其空闲的传输容量，以便使得需求站利用这些传输容量。相应的信息还可以通过其它站来转发，如多个“Hop”(中继段)。
一种更加有利的方法是，通过一个易于检测的信号，特别是一个能量脉冲来交换信息。该易于检测的信号可以利用不同的系统进行分析，特别是利用其他的编码方法，其他的编码，其他的调制方法，带宽和/或频带。在这种情况下也考虑不同大小，并根据不同的大小在不同的网络运营商之间进行区分。
下面将借助附图进一步解释实施例。附图示出了
图1示出了一种根据第一实施例的无线小区的配置，其中所述的站共享一个公共传输媒体，图2示出了一个根据第二实施例的配置，和图3示出了一个解释实施例流程的示意图。
正如在图1中明确示出的，一个无线通信系统的实例，由一个或所示的多个无线小区Z构成，这些小区最好为部分相互重叠。在所述的无线小区Z内基站以及接入点AP位于网络的一侧，所述无线小区Z的接入点协调相应无线小区Z内的无线通信。网络一侧的站AP，APT与固定站或移动站以及用户的无线连接终端WT之间的无线接口，通过发送和接收设备来建立。所述发送和接收设备是基站及接入点AP的一部分或者与基站及接入点AP相耦合。尤其是发送和接收设备也可以是接入点终端APTi、APTj、APTk(i，j，k＝1，2，3…)的组成部分，其中多个也可以被设置作为在小区Z内或小区Z组中的接入点AP的子站。
本发明的实施例中，一个中央网络一侧的站如接入点AP，在其附近或者在其有效范围内协调传输，它例如在其控制的固定或移动站以及终端WT分配传输容量。如果中央网络一侧的站AP需要的传输容量大于当前占有的容量，而没有可支配的空闲信道，就通过无线接口发送一个相应的消息来通知在其附近的网络一侧的站APi，APj，APk(i，j，k＝1，2，3，…)缺少相应的传输容量。
而且该消息可以如此传输，即它易于检测，例如为一种同步序列的形式，和/或能够说明所要求的优先级和必需的传输容量。因此简单的消息不需要解码而仅仅检测即可。该消息也可以包含其他参数，然后在接收站中需要解码这些参数。
其它网络一侧的站Api，Apj，APk，尤其是接收这个消息的中央站自由地或定向地有时输出不紧急需要的传输容量到另外的信道上，从而使该信道被提供给所需要的站AP使用。所述不紧急需要的传输容量尤其是指用于要求不高的业务，例如所谓的“尽力”业务(“best-effort”业务)。
为了提高消息到达的有效范围，根据特别优选的实施方式，这些消息由其他站如中央站AP控制的基于无线电的网络一侧的或移动终端WT来转发。
在如在图1的表1中所清楚示出的第一实施例中，在当前标准的无线接入系统HIPERLAN/2(H/2)中，在网络一侧的基站或者接入点AP(Access Point)是以频率信道1-6的形式分配无线资源的。而接入点AP总共设置有一个或多个发送设备APT(Access Point Transceiver)和一个控制装置APC(Access Point Controller)。也可以按照小区Z或接入点终端APT来实现分配。信道分配中心也可以在一个网络一侧的控制装置APC的范围内实现协调。在不同的APC之间目前没有提供用于协调频率分配的任何通信。
每个发送装置或者接入点APT根据动态的频率选择DFS(Dynamic FrequencySelection)占用一个频率信道，其为了获得微小的干扰功率而具有尽可能大的重复应用间距。
与用户的容量分配相应的当前需求，是在媒体访问控制或者MAC控制(MACMedia Access Control)内通过时隙分配动态实现的。为了在不好的传输条件下也保持所需要的业务质量，设置例如一种自适应调制/编码，其被称作已知的链路自适应。这意味着，将在不好的信道条件下应用更高的编码和/或劣等的调制，籍此确实可降低可支配的数据速率。为了提高可支配的数据速率，必须降低无线信道的干扰。
如果有关的接入点AP不能选择其它的频率信道时，向采用相同信道或相同信道的小区传输消息，其中该消息说明容量缺少。对于接收该消息的接入点AP，存在用于支持有关的接入点AP的不同的可能性。
第一种可能性，可以选择到一个另外的频率信道。由于降低了干扰，使得有关的接入点AP可以使用更高质量的调制。
还有一种可能，为了遵循业务协议，例如所谓的业务质量(QoS)的情况下必然地要减少传输。必要时还可以以一种简单的物理操作方式(PHY-Mode)来运行并因此减少发送功率。通过采用适当的算法以进行链路匹配(Link Adaptation)同样也可以提高数据速率。
根据另一个实施例，在系统中，信道可以通过频分复用和时分复用多址接入(FDMA/TDMA)相结合而产生，信道容量的配置是通过各个信道的占用/释放来实现的，可以激活邻近基站释放被占用的信道。
如图1所示的第一实施例，其中给出了图3的流程。用户的连接请求(Connectrequest)与接入点终端APT3正好通信的该站WT请求用于附加传输容量的信道。但这里例如没有一个空闲信道可占用，因为所有的信道分配于确定的基站或者接入点或小区，也可以从图1的表1中推知。
确定网络一侧是否存在足够可用的传输容量，以给请求的站WT分配一个相应的信道。由于在这种情况下，接入点终端APT3发送一个容量请求(Capacityrequest(prio))到相邻的接入点终端APTi，APTj，APTk(i＝1，2，4，5)。容量请求(Capacity request(prio))还更有利地包括优先级指示prio，根据接收的接入点终端APTi，APTj，APTk可以确定请求的紧迫性或者业务质量。
在接收的接入点终端APTi，APTj，APTk中可以确定，是否它们位于释放相应信道容量的位置。如果为是，则例如在接入点终端APT2中籍此如可以释放信道3，如在图1的表2中所示。
传输容量请求的接入点终端APT3或者接入点AP连续监测无线接口上的容量状态。一旦发现有一个空闲信道或者变成空闲的信道，此处为信道3，它满足所要求的条件，就向请求的站WT发送连接确认(Connect confirm)。请求的站确认请求功能或装置重新连接的可能性。因此变成空闲信道3被接入点终端APT3所占用，正如在图1的表3中所示。
接入点终端APTi，APTj，APTk也可选择性地将有关释放和/或不能释放的相应消息发送到询问的接入点终端APT。这些接入点终端也不需要一直监视无线接口在图2中清楚地示出了一个实施例，在实施例中实施转发。在步骤1a中由接入点终端APT3控制传输容量的请求而并不是由其它的接入点终端APTi来控制，因为小区Z不能充分适当地相互重叠。
在下一步骤1b，处于相应范围内固定站和移动站以及WT终端将转发该信息，和在图2下面的表中大致画出作为在小区边界范围的圆周。在图2中表2的当前实例中，接入点终端APT2可以释放请求的传输容量，如信道3。基站或者请求初始容量的接入点终端APT3认识到这一点，并根据图2中地表3重新占据信道3，如上述两个实施例因此使可变的信道分配成为可能，以避免两个相邻站或者基站利用相同的信道，并且尽管如此也使优化利用可支配的信道成为可能。
权利要求
1.一种在无线通信系统中，用于站(WT，AP，APTi)接入到一种公共传输媒体的方法，在通信系统中所述站(WT，AP，APTi)与其它站共享该公共传输媒体，其中一个站(WT，AP，APTi)根据需要通过发送至少一个信息到至少一个位于小区(Z)之外的相邻站来通知它的容量请求。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，该信息由站(WT，AP，APTi)所接收和/或转发，这些站将作为用户一侧的站(WT)或网络一侧的站(AP，APT)。
3.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，一个具有空闲容量的站(APT2)释放一个传输信道。
4.如以上述权利要求之一所述的方法，其特征在于，一个容量请求的站(APT3)持续地监测传输媒体上的容量状态和/或从一个释放站(APT2)获得通知该容量释放。
5.如以上述权利要求之一所述的方法，其特征在于，所述信息包括容量请求。
6.如以上述权利要求之一所述的方法，其特征在于，根据容量请求传输具有不同优先级的信息。
7.如以上述权利要求之一所述的方法，其特征在于，容量请求通过其它站(WT)进行转发。
8.如以上述权利要求之一所述的方法，其特征在于，选择具有不同业务质量要求的业务的容量请求，取决于一种分布式系统化的动态测量的信道分配的使用。
9.如以上述权利要求之一所述的方法，其特征在于，所述消息，也就是信息，通过一种易于检测的信号，尤其是一个脉冲信号，来交换。
10.如权利要求9所述的方法，其特征在于，所述信号易于检测，来自于不同的系统，尤其是该系统具有不同的编码方法、不同的编码、不同的调制方法、不同的带宽和/或不同的频带。
11.如权利要求9所述的方法，其特征在于，使用一种接收的邻站熟知的信号作为易于检测的信号。
12.一种实施上述权利要求之一所述方法的站。
全文摘要
本发明涉及将站(WT，AP，APTi)接入到公共传输媒体的方法，其中所述站(WT，AP，APTi)与其它站共享公共传输媒体。为了尽可能有效地分配可用的传输容量，所述站根据需要发送有关其容量需求的消息来通知。该发送消息可以包括有关优先级和容量请求的信息。接收发送的容量请求的站，释放非必需的传输容量或者并非急需的传输容量，从而使得所需站可以使用所述的传输容量。相应的信息也可以通过其它站来转发，如通过许多“中继段”。
文档编号H04L12/56GK1631003SQ02812650
公开日2005年6月22日 申请日期2002年4月22日 优先权日2001年4月24日
发明者T·冰, E·波林斯, A·卡德尔卡, A·克雷姆林, M·罗特, E·舒尔茨, B·维曼 申请人:西门子公司