专利名称：用于分组数据模式的早期目标寻呼的控制pdu的制作方法
技术领域：
本发明涉及无线系统通信。更具体地，本发明涉及减小远程单元利用与交换数据相对照的分组数据与基站通信的建立时间。
背景技术：
无线产业在过去几年中有了长足的发展。无线通信已经成为日常生活标准的一部分。大多数人在日常生活的不同方面利用着无线通信的派生形式，例如全球移动通信系统(GSM)、通用移动电信系统(UMTS)、载波检测多路存取(CDMA)和801.11。
通常，无线系统设计用于一定地区的覆盖。这些区域通常称为小区(ce11)。小区能够使得多个资源重新使用相似的频率以支持距离较远的大城市区域中的服务。整个给定区域中的小区的地理尺寸不必一致，可以根据频率和功率水平、区域拓扑、时刻等等而变化。这些小区内的通信采用称为按需分配多路存取(Demand Assigned MultipleAccess，DAMA)的概念。DAMA使多个设备能够按需要以共享的方式接入网络。基本上，设备按照先来先服务的方式接入网络。在无线网络内有着多种向端用户提供多路存取的方法。最基本地，存在频分复用(FDMA)方法，它本质上是所有无线通信的出发点，假定每个小区都必须通过频率相分隔以避免无线设备中的干扰。FDMA将分配的频率范围分割为多个载波频率，以支持多个会话。
无线联网中使用的另一种方法是时分复用(TDMA)，这是一种数字技术，将每个频率信道分成多个时隙。频率信道内的每个时隙支持单独的设备会话。一般来说，基于TDMA的服务提供约三倍于FDMA服务的通信能力。
还有一种通信方法，相对较新，立足于扩频无线技术，被称为码分多址(CDMA)。扩频无线技术将发送信号的带宽扩展到射频的频谱上。组合的射频频谱通常比支持窄带信号传输所需的频谱更宽。也就是说，扩频使用两种技术，直接序列(DS)和跳频(FH)。简单地说，直接序列扩频是分组无线技术，其中窄带信号扩展到更宽的载波频带。换句话说，信号信息被组织成分组，每个分组在更宽的载波频带频率上以冗余的方式传送，即分组被多次发送。则可以支持多个传输。来自特定终端的传输由唯一代码确定，唯一代码诸如是加在每个数据分组之前的10比特代码。跳频扩频(FHSS)通常是比直接序列扩频优选的。FHSS包括在频率范围上宽带载波内的分组的短脉冲的传输。本质上，发射器和接收器以预定的跳跃顺序从一个频率跳到另一个频率，每个频率都被发送了多个分组。跳跃顺序是由中心基站天线控制的。
不管给定网络的通信方法是什么，通信设备需要一定量的预配置建立和实时建立。一种用于远程/移动单元和基站之间通信的这样的需求是建立和配置一定的通信参数。例如，通过分组数据模式，必须为每个分组通信建立通信数据速率、可用性和最大延迟时间，并在远程单元和基站之间进行协商。通常，协商和配置在远程单元开始与基站的通信会话时实时发生。这些协商和配置事件通常连续地进行，这意味着事件初始顺序发生在初始移动设备和基站之间，随后是相似的事件顺序，发生在基站和目标移动设备之间。这些事件顺序需要这样的过程，其中，来自一个设备的每个请求或命令必须首先由第二设备在随后的请求或命令发生在设备之间之前进行响应。而且，所有这样的第一移动设备和基站之间的通信必须在类似通信发生在基站和目标移动设备之间之前完成。
特别地，具有分组模式能力的用户需要通过发送协商信号来请求来自其服务基础设施节点(诸如基站)的数据会话。本质上，必须建立信令信道并通过基站系统授权以建立移动单元和基站之间的服务。一定量的时间延迟与来自初始移动单元的信令、系统授权和一定服务质量的协商相关联。时间延迟现象在第一移动单元试图与第二移动单元或寻呼目标通信时尤为显著。在这种情况下，寻呼目标或第二移动单元将经历相同的建立和协商步骤以建立同基站系统的链路，从而导致超长的建立时间。
减小建立时间将带来更快速的通信并最终减小连接特定通信频率的时间量。减小该时间的重点能够非常惊人地取决于移动单元应用。例如，调度单元需要与多个移动单元通信，将从减小的到达目标的建立时间中大大受益。同样地，需要提供一种系统和方法来减小用于初始移动单元和另一目标移动单元之间通信的时间和建立步骤。
发明内容
本发明涉及一种用于无线分组数据模式通信的系统和方法，用于在源设备和基站的建立过程中在源设备和一个或多个目标设备之间通过在控制结构中捕捉一个或多个通信参数来进行通信。这里的建立涉及一系列在源设备和基站之间的交互和顺序通信。本发明涉及发送控制结构到一个或多个目标设备，使用控制结构同时配置一个或多个目标设备，从而使目标设备能够与源设备通过基站进行通信。本发明的优点之一是减小了用于远程单元的建立时间。
图1是实现本发明的示例无线通信系统的框图。
图2是根据本发明的示例远程单元的电子框图。
图3是典型无线网络上服务级通信的框图。
图4A是表示远程单元发起的到基站的通信的流程图。
图4B是基站发起的到目标远程单元的流程图。
图5是表示从移动单元到基站的通信的流程图，此外根据本发明的方法生成了控制分组数据单元。
图6说明了控制分组数据单元的示例结构。
具体实施例方式
本发明提供一种建立和确定远程单元与基站之间通信的独特系统和方法。本发明适用于使用无线数据模式进行寻呼或交谈的无线通信设备。
先参看图1，框图说明了无线通信系统环境，在其中可实现本发明。如所示，固定部分108包括一个或多个基站106，其向多个远程用户设备102提供通信。通过通信链路116连接的基站106优选使用常规射频技术同用户设备102通信。一个或多个天线104提供从基站106到远程用户设备102的通信。基站106优选还通过天线104从多个远程用户设备单元102接收RF信号。在本发明的实施例中，在基站106和远程用户设备102之间传送的消息包括选择性寻址方案，用于识别发起或目标设备。在基站106和远程用户设备102之间交换的信息可包括用于通信系统的数据消息、命令和对操作参数的调整。远程用户设备102和基站106之间传输的还有对预定消息、肯定确认(ACK)、否定确认(NAK)和未预定消息(诸如注册请求和信息项请求)的响应。本领域技术人员将认识到，可利用用于无线通信的其他方法和机制来在基站106和远程用户设备102之间，或者在多个远程用户设备102之间进行通信。这样的方法都被本发明的范围所预见并包括。
通信网络100的固定部分108连接到公共交换电话网(PSTN)110，用于接收和发送与其他设备类型(如电话112和计算机114)的消息。远程用户设备102发起的呼叫或信息或发往远程用户设备102的呼叫或信息可以由诸如电话112或计算机114的设备接收或来自于这样的设备。本领域技术人员认识到，替代类型的网络，例如局域网(LAN)、广域(WAN)和因特网，也可用于接收或发送选择性呼叫信息到无线网络100。诸如计算机114的计算机还可以用作中央仓库，用于无线通信系统所使用的多种应用和信息。
还应该认识到，本发明适用于其他类型的无线通信系统，包括调度系统、蜂窝电话系统与语音和/或数据消息传递系统。下面将参考图2讨论可用于本发明的远程通信单元。
图2说明示例远程用户设备102及其各种部件。远程用户设备102包括天线202，用于接收输入消息和发送输出消息。天线202连接到发射器204和接收器206。发射器204和接收器206都连接到处理器216来处理有关输出和输入消息的信息并且根据本发明用于控制远程用户设备102。用户接口210有效连接到处理器216来提供用户交互和反馈。在本发明实施例中，用户接口210包括显示器212和键盘214。显示器212向用户提供操作信息和来自处理器216的反馈。键盘214使用户能够提供到处理器216的输入或响应。其他用于用户交互和反馈的方法和系统也可用于完成本发明的目的。晶体振荡器208提供常规定时给处理器216和远程用户设备102的其他部件。处理是由处理器216结合存储器218完成的。存储器218包括用于根据本发明对远程用户设备102进行编程和操作的软件指令和数据。远程用户设备102操作以与基站106通信。这样的操作将在下面结合图3、4A、4B和5进行详细讨论。
出于说明、解释和非限制的目的，将参考UMTS环境来讨论本发明。本发明等价地适用并能够用于任何无线通信策略和方法。
下面将结合图3对UMTS环境进行简短的概述。如图3所示，基站106包括一个或多个UMTS陆地无线接入网络(UTRAN)部件302。如前所述，UMTS是分组模式通信机制。同样地，存在通用分组无线业务(GPRS)，提供用于在远程用户设备102和基站106之间进行通信的环境。GPRS通过服务GPRS支持节点(SGSN)304提供分组路由和网关服务。安置SGSN，以在远程用户设备102和基站106的UTRAN 302之间通信。SGSN 304还提供到IP网络306的连接和通信。
操作中，远程用户设备102与SGSN 304针对服务质量进行协商，该服务质量将用于与基站106的UTRAN 302进行通信。服务质量包括用于通信的数据速率、可利用性、分组通信的最大时间延迟等等。服务质量协商涉及多个远程用户设备102和基站106设备之间的双向通信。这些设备通信的性质和交换的消息类型将结合图4A和4B进行进一步的讨论。
参看图4A和4B，说明了发起远程用户设备102通过基站106与寻呼/接收第二远程用户设备102进行通信。如较早前讨论的，在发起和接收用户设备102与基站106之间必须进行一定量的协商。这个协商要占用时间，因为不仅发起目标经历协商过程，寻呼目标也要经历相同的过程，因此相互连接这两个远程用户设备102所需的时间会加倍。尽管这个时间对于远程计算机用户处理数据可能不是问题，在远程语音用户的情况下，它增加了特定服务所需的总的建立时间并且产生了显著的延迟。
图4A说明基站106和源或发起用户设备102之间的消息流。图4A还说明了消息流从用户设备102发起分组数据寻呼开始到基站106接收到第一分组数据单元(PDU)为止的串行性质。通常，系统信息和其他相关数据被传递到远程设备，诸如正在工作的用户设备102，如步骤402所示。在本发明实施例中，用户设备102包括一键通(PressTo Talk，PTT)按钮，其用于发起到无线网络的通信或寻呼服务。PTT的激活使得诸如步骤404所示的连接请求从用户设备102发起到基站106。作为响应，基站106在步骤406以连接建立信号来确认这样的请求。该信号通知用户设备开始建立处理，在步骤408，其完成提示来自用户设备102的连接建立完成信号。步骤410，完成信号还同时继之以从用户设备102到基站106的服务请求。作为响应，在步骤412，基站106进行鉴权和译码请求，用户设备102在步骤414对其作出响应。这之后，在步骤416将安全模式命令传递到用户设备102。在步骤418，该命令导致响应信号指示安全模式的完成。一旦完成安全协商，用户设备102在步骤420发起请求来激活基站106上的PDP环境。这之后是步骤422，从基站106到用户设备102的无线承载建立方法。在步骤424，回传无线承载建立完成信号。无线承载建立完成的接收使得基站106接受PDP环境的激活并发送接受确认到用户设备102(步骤426)。这个由发起用户设备102开始的移动起源分组数据会话的结束提示了随后的从基站106到目标用户设备102的分组数据会话的开始。换句话说，移动终止分组数据会话源于基站106，到目标用户设备102。这个数据会话的过程将结合图4B进行讨论。
如图4B所示，在步骤430，基站106发送系统信息到目标移动用户设备102。基站106还在步骤432发送寻呼类型信息到目标用户设备102。这之后，在步骤434，目标用户设备102发起到基站的连接请求。从这点起，目标用户设备102和基站106之间的通信的步骤和性质等同于发起用户设备和基站之间的先前参考图4A讨论的通信的步骤和性质，换句话说，图4B的步骤434到步骤458等同于图4A的步骤404到步骤426，即重复过程。这个重复过程通过本发明的系统和方法来减轻。由于发起用户设备102和基站106之间的初始通信产生的信息用于随后的从基站106到目标用户设备102的通信。这个信息再利用的过程将结合图5进行讨论。
图5说明了提议的对用户设备102a的初始建立过程的改变，并且使用控制PDU，其包含最终从基站106发送到目标用户设备102b的信息。发起用户设备102a的建立过程在性质和持续时间上等同于参考图4A讨论的建立过程。换句话说，步骤502到526等同于前述步骤402到426。在本发明实施例中，步骤502-506的执行需要约5.3秒。如前所述，步骤502到526和步骤402到426提供发起用户设备102a的建立，与基站106相通信。基站106随后必须通信并建立目标用户设备102b，如图4B所示，需要约5.5秒，即步骤430到458。同样地，累积用于建立发起用户设备102a和目标用户设备102b之间通信的总时间将是约10.8秒。本发明的方法提供显著减少建立时间的方法。发起用户设备102a一表示与目标通信的需要就寻呼目标用户设备102b，而不是等待直到发起者建立完成。初始的到目标的通信发生在发起用户设备102a的建立过程中。换言之，早在发起者的建立过程，发起者就通知基站其想要寻呼特定目标。当发起者建立时，系统定位目标并开始为调度会话建立目标。本发明的方法通过在发起用户设备102a的建立会话过程中创建控制PDU减少了总建立时间。控制PDU的详细内容将在本文的稍后结合图6进行讨论。回到图5，步骤526的PDP环境的激活开始了通过基站106使PDU到寻呼目标用户设备102b的发送。本发明的方法和系统使用控制PDU的内容来建立目标用户设备102b的无线承载服务和其他参数。换言之，消除了基站106和目标用户设备102b之间延长的协商的需要，由此减小了建立时间。
为了便于使用控制PDU的这个信息交换，需要通信两端都知道的一定结构。
参考图6(统称为600)，示出并讨论了示例PDU结构。尽管示出的PDU控制结构600包含某些特定的参数，本领域技术人员应该理解，其他结构、格式和参数也可用于实现相同的结果。在本发明实施例中，控制PDU结构600包含PDU操作代码602、PDU长度604、服务目的参数606和目标IP608。具有这种结构的PDU早在发起用户设备的配置过程中就建立并发送以通知目标设备，发起者的意图是与该目标设备联系。PDU操作代码602标识了建立过程中的步骤，PDU长度604标识了PDU控制结构的总长度，服务目的参数606包含于特定操作代码相关的信息，目标IP唯一地标识了目标用户设备102b。
本领域技术人员应该理解，在用户设备102a、102b或基站106上实现的功能也可以各种组合和配置实现在任何一个或更多系统上，这样的变化是本发明考虑到的而且在本发明范围内。
参考特定实施例说明了本发明，其意在说明而非限制。替换实施例对于本领域技术人员而言是显而易见的，不会脱离本发明的范围。
从上述说明可以看出，本发明很好地适于获得所有上述目标和目的以及本系统和方法显然和固有的其他优点。应该理解，不用参考其他特征和子组合就可以利用和使用一定的特征和子组合。这是权利要求书所考虑到的并且在权利要求的范围内。
权利要求
1.一种用于无线分组数据模式通信的方法，用于启动源设备和一个或多个目标设备之间的通信，该方法包括通过在所述源设备和基站之间进行一系列交互和顺序通信，在所述源设备和所述基站上配置一个或多个通信参数；在控制结构中捕捉所述一个或多个通信参数；将所述控制结构发送到所述一个或多个目标设备；利用所述控制结构来配置所述一个或多个目标设备来与所述基站通信；和通过所述基站，在所述源设备和所述一个或多个目标设备之间通信。
2.如权利要求1所述的方法，其中，在所述源设备完成配置之前将所述控制结构发送到所述一个或多个目标设备。
3.如权利要求1所述的方法，其中，所述控制结构是分组数据单元。
4.如权利要求1所述的方法，其中，在建立持续时间内启动通信，所述建立持续时间小于单独配置源设备和一个或多个目标设备与基站通信所涉及的时间。
5.如权利要求1所述的方法，其中，所述无线分组数据模式通信是UMTS。
6.如权利要求1所述的方法，其中，所述通信是对所述一个或多个目标设备的寻呼。
7.如权利要求1所述的方法，其中，所述通信是所述源设备和所述一个或多个目标设备之间的交谈。
全文摘要
本发明涉及一种系统和方法，用于无线分组数据模式通信，启动源设备(102a)和一个或多个目标设备(102b)之间的通信，其具有减小了的建立时间。本发明在源设备(102)和基站(106)的建立期间在控制结构(600)中捕捉一个或多个通信参数(602－608)。然后，在源设备(102a)的配置时期，控制结构(600)被传送到一个或多个目标设备(102b)，用来配置一个或多个目标设备(102b)与源设备(102a)通过基站(106)通信，由此减小建立通信所需的总时间。
文档编号H04L12/28GK1698284SQ03820028
公开日2005年11月16日 申请日期2003年8月14日 优先权日2002年8月23日
发明者沙尔贝勒·卡万德, 黄展鹏 申请人:摩托罗拉公司