专利名称：带宽分配的制作方法
申请人的发明涉及电通信，特别涉及无线通信系统，诸如用于各种操作模式(模拟，数字，双模式等)的蜂窝和卫星无线电系统，以及接入技术，诸如频分多址(FDMA)，时分多址(TDMA)，码分多址(CDMA)和混合的FDMA／TDMA／CDMA。本发明具体方面特别针对增强的带宽分配，业务量与容量管理和事务处理的通过量的技术。
下面叙述针对可应用本发明的环境。这个一般描述是要提供已知系统和相关技术的一般概述，以便能够更好地理解本发明。
在北美，数字通信和多址技术诸如TDMA目前已由称为先进的数字移动电话业务(D-AMPS)的数字蜂窝无线电话系统提供，一些特征在临时的标准TIA／EIA／IS-54-B，由电信工业协会与电子工业协会(TIA／EIA)出版的“双模式移动站-基站兼容标准”中规定，TIA／EIA／IS-54-B标准引入在本发明中供参考。因为大量现有消费者基于只在具有频分多址(FDMA)的模拟域中操作的设备，TIA／EIA／IS-54-B是双模式(模拟和数字)标准，用于模拟与数字通信能力兼容。例如，TIA／EIA／IS-54-B标准提供FDMA模拟话音信道(AVC)和TDMA数字业务信道(DTC)。AVC和DTC是利用对无线电载波调频实现的，该载波信号具有接近800兆赫(MHz)频率，使得每个无线电信道具有30千赫(KHz)的频谱。
在TDMA蜂窝无线电话系统中，每个无线信道分为一系列的时隙，每个时隙包含来自数据源例如数字编码的话音会话部分的信息脉冲串。这些时隙分组为具有预定时长的连续的TDMA帧。每个TDMA帧中的时隙数与可同时共享无线电信道的不同用户数有关。如果TDMA帧中的每个时隙分配给不同的用户，则TDMA帧的时长是分配给同一用户的相连时隙之间的最小时间量。
分配给同一用户的相连时隙通常在该无线电载波上不是相连的时隙，它们构成用户的数字业务信道，该业务信道可认为是分配给该用户的逻辑信道。如在下面更详细地叙述的，数字控制信道(DCC)也可提供用于通信控制信道，而且这样的DCCH是由一系列通常在无线电载波上不相连时隙构成的逻辑信道。
只在如上述的TDMA系统的许多可能的实施例之一中，TIA／EIA／IS-54-B标准提供每个TDMA帧包括六个相连的时隙并且具有40毫秒(ms)的时长。因此，取决于用于数字地编码该会话的语音编码器／解码器(编解码器)的源速率，每个无线电信道可传递三至六个DTC(例如三至六个电话会话)。这样的语音编解码器可以全速率或半速率工作。全速率DTC要求在给定时间期间中两倍于半速率DTC的时隙，而且在TIA／EIA／IS-54-B中，每个全速率DTC使用每个TDMA帧的两个时隙，例如一个TDMA帧的六个时隙的第一与第四、第二与第五或第三与第六。每个半速率DTC使用每个TDMA帧的一个时隙。在每个DTC时隙期间，发送324比特，其主要部分260比特是编解码器的语音输出的结果，包括由于语音输出的纠错编码的结果的比特，和其余比特用于保护时间和用于诸如同步目的的开销信令。
可看出，TDMA蜂窝系统以缓冲与突发或不连续传输模式工作每个移动站只在其指定的时隙期间发送(和接收)。在全速率，例如移动站可在时隙1期间发送，在时隙2期间接收，在时隙3期间空闲，时隙4期间发送，在时隙5期间接收和在时隙6期间空闲，然后在随后的TDMA帧期间重复该循环。因此，可能是电池供电的移动站在它既不发送也不接收时可被关机或睡眠，以节省在这些时隙期间的电源。
除了语音或业务信道外，蜂窝无线电通信系统还提供寻呼／接入和控制信道，用于在基站与移动站之间传递呼叫建立消息。根据TIA／EIA／IS-54-B，例如有21个专用的模拟控制信道(ACC)，这些信道具有位于接近800MHz用于发送和接收的预定的固定频率。由于这些ACC总是在相同的频率找到，它们可以很容易地由该移动站进行定位和监视。
例如，当处于空闲状态时(即电源接通但是不进行或接收呼叫)，在TIA／EIA／IS-54-B系统中的移动站调谐到并然后规则地监视最强的控制信道(一般地讲是在那个时刻该移动站所在网孔的控制信道的)，并且可通过相应的基站接收和始发呼叫。当移动站在网孔之间移动同时处于空闲状态时，该移动站甚至“丢失”在“旧”网孔的控制信道的无线电连接并且调谐到“新”网孔的控制信道。初始调谐和随后的再调谐到控制信道二者是通过从它们已知的频率扫描可用的控制信道以便找到“最好”的控制信道自动地实现的。当找到具有好的接收质量的控制信道时，该移动站仍然调谐在这个信道直到质量再恶化为止。这样，移动站保持与该系统“接触”。
在空闲状态时，移动站必须监视寻址它的寻呼消息的控制信道。例如，当普通的电话(陆上线路)用户呼叫移动用户时，该呼叫从公共交换电话网(PSTN)传送到分析该拔号号码的移动交换中心(MSC)。如果拨号号码有效，MSC请求多个无线电基站的一些或全部基站经过它们相应的控制信道发送寻呼消息来寻呼被叫移动站，此寻呼消息包含被叫移动站的移动识别码(MIN)。接收寻呼消息的每个空闲移动站比较接收的MIN与它自己存储的MIN。具有符合存储的MIN的移动站经过特定的控制信道给该基站发送寻呼响应，该基站转发该寻呼响应给MSC。
当收到寻呼响应时，MSC选择对于接收该寻呼响应的基站可用的AVC或DTC，接通那个基站中的相应的无线电收发信机，和使得那个基站经过该控制信道发送一个消息给被叫移动站，命令该被叫移动站调谐到选择的话音或业务信道。一旦该移动站已调谐到所选择的AVC或DTC，就建立了呼叫的接通。
具有由TIA／EIA／IS-54-B规定的ACC的系统的性能在具有在TIA／EIA／IS-136中规定的数字控制信道(DCCH)的系统中改善了，TIA／EIA／ZS-136专门引用在此作为参考。使用这样的DCCH，每个TIA／EIA／IS-54-B无线电信道可携带只有DTC、只有DCCH或者DTC与DCCH二者混合。在TIA／EIA／IS-136B结构中，每个无线电载频可具有多至三个全速率的DTC／DCCH或者六个半速率的DTC／DCCH，或者它们之间的任何组合，例如，一个全速率与四个半速率DTC／DCCH。
但是，一般地，DCCH的发送速率不需要与TIA／EIA／IS-54-B中规定的半速率及全速率一致，和DCCH时隙的长度可以不统一而且可以不与DTC时隙的长度一致。DCCH可在TIA／EIA／IS-54-B速率信道上定义和例如可以由相连的TDMA时隙流中的每个第n时隙构成。在这种情况下，每个DCCH时隙的长度可以等于或可以不等于6．67ms，6．67ms是根据TIA／EIA／IS-54-B的DTC时隙的长度。可选择地(和对其它的可能选择没有限制)，这些DCCH时隙可以以本领域技术人员已知的其它方式定义。
在蜂窝电话系统中，要求空中链路协议，以便允许移动站与基站及MSC通信。通信链路协议用于始发和接收蜂窝电话呼叫。在通信工业内的通信链路协议通常称为第二层协议，其功能包括定界和成帧第三层消息。这些第三层消息可在驻留在移动站内的通信层3同等实体与蜂窝交换系统之间发送。物理层(第一层)定义物理通信信道的参数，例如无线电频率间隔、调制特性等。第二层定义物理信道限定内的信息准确传输所需的技术，例如纠错与检错等。第三层定义在物理信道上发送的信息的接收与处理的过程。
移动站与蜂窝交换系统(基站及MSC)之间的通信可参照
图1及图2进行一般的描述。图1示意地表示多个第三层消息11、第二层的帧13和第一层的信道脉冲串或时隙15。在图1中，相应于每个第三层消息的每组信道脉冲串可构成一个逻辑信道，而且如上所述，对于给定的第三层的消息的信道脉冲串在TIA／EIA／IS-136载波上通常不是相连的时隙。另一方面，该信道脉冲串可以是相连的，一个时隙结束就开始下一个时隙。
每个第一层信道脉冲串15包含一个完整的第二层帧以及其它信息例如纠错信息和用于第一层操作的其它开销信息。每个第二层帧包含至少第三层的一部分以及用于第二层操作的开销信息，虽然在图1中未表示，每个第三层的消息可包括各种信息单元，这些单元可认为是该消息的负荷、识别相应消息类型的标题部分和可能的填充部分。
每个第一层脉冲串和每个第二层帧被分为多个不同的字段。特别是在每个第二层帧中的有限长度数据(DATA)字段包含第三层消息11。由于取决于在第三层消息中包含的信息量，第三层消息具有可变长度，为了发送单个第三层消息需要多个第二层帧。结果，发送整个第三层消息也可能需要多个第一层信道脉冲串因为信道脉冲串和第二层帧之间有一对一的对应关系。
如上所指出的，当要求一个以上的信道脉冲串发送第三层消息时，几个脉冲串在无线电信道上通常不是相连的脉冲串。而且，几个脉冲串甚至通常是专用于传递第三层消息的特别逻辑信道的不相连的脉冲串。由于对每个接收的脉冲串的接收、处理和反应需要时间，发送第三层消息要求的脉冲串通常以交错格式发送，如在图2(a)示意表示的和上面结合TIA／EIA／IS-136标准所叙述的。
图2(a)表示以包含在载频中发送的相连时隙1、2、中的相连时隙1、2、…，N，…构成的前向(或下行链路)DCH的一些例子。这些DCCH时隙可在无线电信道上定义，如由TIA／EIA／IS-136规定的，而且如在图2(a)所看到的，可由一系列相连时隙中的每第n个时隙构成。每个DCCH时隙具有可以是或者可以不是6．67ms的时长，该时长是相应于TIA／EIA／IS-136标准的DTC时隙的长度。
如在图2(a)所看到的，DCCH时隙可安排为超帧(SF)，每个超帧包括传递不同类型信息的多个逻辑信道。一个或几个DCCH时隙可分配给该超帧中的每个逻辑信道。在图2(a)中的示例的下行链路超帧包括三个逻辑信道包括用于开销消息的六个相连时隙的广播控制信道(BCCH)；包括用于寻呼消息的一个时隙的寻呼信道(PCH)；和包括用于信道分配及其它消息的一个时隙的接入响应信道(ARCH)。在图2(a)的示例超帧中的其余时隙可专用于其它逻辑信道，诸如附加的寻呼信道PCH或其它信道。由于移动站的数量通常比该超帧中的时隙数大得多，每个寻呼时隙用于寻呼共享某个唯一字符如MIN的最后一位的几个移动站。
图2(b)表示用于前向DCCH的时隙的优选信息格式。在每个时隙中传送的信息包括多个字段，图2(b)表示在那个字段上的每个字段中的比特数。在SYNC(同步)字段中发送的比特以常规的方式用于保证编码的超帧相位(CSFP)和DATA(数据)字段的准确接收。SYNC字段包括由基站使用的预定比特码型，以便找到该时隙的开始。共享信道反馈(SCF)字段用于控制随机接入信道(RACH)，该信道由移动站用于请求接入该系统。CSFP字段传递编码的超帧相位值，该值使得移动站能够找到每个超帧的开始。这仅仅是前向DCCH的时隙中信息格式的一个例子。
为了有效的睡眠模式操作和快速网孔选择的目的，BCCH可分为多个子信道。BCCH结构表示当它接通时(当它锁定在DCCH时)在能够接入该系统(发出或接收呼叫)之前，允许该移动站读出最小量的信息。在接通之后，空闲的移动站需要只是规则地监视它的指定PCH时隙(通常每个超帧一个时隙)；该移动站在其它时隙期间可睡眠。移动站读出寻呼消息所花的时间与其睡眠所花的时间的比率是可控制的而且代表呼叫建立延迟与电源消耗之间的折衷。
由于每个TDMA时隙具有一定的固定信息传递容量，每个脉冲串典型地只传递第三层消息的一部分，如上所指出的。在上行链路方向，多个移动站试图在连接的基础上与该系统通信，同时多个移动站侦听从该系统在下行链路方向发送的第三层消息。在已知的系统中，任何给定的第三层消息必须使用发送整个第三层消息所要求的那样多的TDMA信道脉冲串进行传递。
数字控制和业务信道是诸如支持该移动单元较长的睡眠期间所希望的，这得到较长的电池寿命。数字业务信道和数字控制信道已扩展了优化系统容量及支持分级网孔结构即宏网孔、微网孔、微微网孔等的功能。术语“宏网孔”一般指具有与在常规蜂窝电话系统中的网孔大小(例如至少约1km的半径)相比的大小，而术语“微网孔”和“微微网孔”一般指逐渐变小的网孔。例如，微网孔可覆盖一个公共的室内或室外区域，如会议中心或繁忙的大街，微微网孔可覆盖高楼的办公室走廊或一层。从无线电覆盖方面看，宏网孔、微网孔和微微网孔彼此不同或者可彼此重叠以便处理不同的业务图或无线电环境。
图3是一个示例的分级的或多层的蜂窝系统。以六角型表示的伞宏网孔10构成一个重叠的蜂窝结构。每个伞网孔可包括一个底层的微网孔结构。伞宏网孔10包括以在虚线内包含的区域表示的微网孔20及以相应于沿城市大街的区域的长划线内包含的区域表示的微网孔30，和覆盖大楼单层的微微网孔40、50和60。由微网孔20和30覆盖的两个城市大街的交叉部分可能是一个业务密集的集中区域，因此可能代表一个热点。
图4代表包括示例的基站110和移动站120的一个示例的移动无线电话系统。该基站包括一个控制与处理单元130，它连接到MSC 140，后者又连接到PSIN(未示出)。这样的蜂窝无线电话系统的一般方面是本领域公知的，如由Wejke等人的美国专利5175867、名称为“蜂窝通信系统中相邻辅助过区切换”所叙述的，引用在本申请中供参考。
基站110通过由控制与处理单元130控制的话音信道收发信机150处理多个话音信道。而且，每个基站包括一个控制信道收发信机160，它能够处理一个以上的控制信道。控制信道收发信机160由控制与处理单元130控制。控制信道收发信机160在基站或网孔的控制信道上广播控制信息给锁定到那个控制信道的移动站。应该懂得，收发信机150和160可作为单个设备象话音与控制收发信机170那样实现，与共享相同无线电载频的DCCH及DTC一起使用。
移动站120接收在其话音与控制收发信机170的控制信道上广播的信息。然后，处理单元180评估该接收的控制信道信息，该控制信道信息包括该移动站锁定的侯选网孔的特征。并且确定该移动站应该锁定在那个网孔。有利地，该接收的控制信道信息不仅包括有关它相关的网孔的绝对信息，而且也包含有关接近于控制信道相关的网孔的其它网孔的相对信息，如在Raith等人的名称为“在无线电话系统中通信控制的方法和设备”的美国专利5353332中所述的，该专利引用在本申请书中供参考。
为了增加用户的“谈话时间”，即移动站的电池寿命，可提供一个数字前向控制信道(基站到移动站)，该信道可传递对目前模拟前向控制信道(FOCC)所规定的消息类型，但是以这样的格式允许在空闲移动站锁定到FOCC和此后只在该信息已改变时读出开销消息；在所有其它时间该移动站睡眠。在这样的系统中，利用基站比其它类型更频繁地广播一些消息类型，而移动站不必读每个消息广播。
由TIA／EIA／IS-54-B和TIA／EIA／IS-136标准规定的系统是电路交换技术，它是“面向连接”通信的类型，建立一个物理呼叫连接并且在只要通信端系统使数据改变就保持那个连接。电路交换的直接连接用作打开的管道线路，允许端系统在它们认为合适时使用该电路。虽然电路交换数据通信也可适合于固定带宽应用，但是对于低带宽和“多脉冲串(bursty)”应用是相对低效率的。
可能是面向连接(例如X．25)或“无连接”(例如因特网协议“IP”)的分组交换技术不要求建立和断开物理连接，这是与电路交换技术明显相反的。在相对短的、多脉冲串的或交互式事务处理中减少了数据处理时间并且增加信道的效率。无连接的分组交换网分配路由选择功能给多个路由选择站点，因而避免了在使用中心交换主机时可能出现的业务瓶颈。数据以合适的端系统寻址分组，然后沿着数据路径在独立的单元中发送。固定在通信端系统之间的中间系统有时称为“路由器”，在每个分组的基础上决定采用最合适的路由。路由选择决定是根据许多特性，包括最低费用路由或高费用度量；链路的容量；等待发送的分组数；对链路的安全要求；和中间系统(节点)工作状态。
沿着考虑路径度量的路由的分组传输与单个电路建立相反，它提供应用与通信的灵活性。还开发了在共同的环境中如何采用最标准的局域网(LAN)和广域网(WAN)。分组交换对于数据通信是合适的，因为许多应用和使用的设备如键盘终端是交互式的和以脉冲串发送数据。在用户输入许多数据给该终端或停下来想一个问题时一个信道不是空闲的，分组交换交插从几个终端来的多个传输到该信道。
由于路径的独立性和在网络节点故障时路由器选择迂回路由的能力，分组数据提供网络更坚固。因此，分组交换允许更有效地使用网络线路。分组技术根据发送的数据量而不是连接时间给用户提供计费的选择。如果已设计最终用户应用进行有效地使用空中链路，则发送的分组数是最小。如果每个单独用户的业务量保持最小，则业务提供者有效地增加了网络的容量。
通常分组网络被设计而且根据工业范围的标准，诸如开放系统接口(OSI)模型或TCP／IP协议组。这些标准不论正式的或实际上已开发了多年，和使用这些协议的应用已经很容易得到。基于标准的网络的主要目的是获得与其它网络的互连。因特网是目前取得这个目标的这样的基于标准的网络的最明显的例子。
分组网络类似于因特网或共同的LAN，它是目前商务和通信环境的一个综合部分。由于在这些环境中移动计算变得更普遍，无线业务提供者诸如使用TIA／EIA／IS-136的业务提供者处于提供接入这些网络的最好位置。无论如何，对蜂窝系统提供或建议的数据业务一般是基于电路交换操作模式，使用每个活动的移动用户专用的无线电信道。
基于电路交换操作模式的蜂窝系统的数据业务的几个例外在下面的文件中叙述，包括分组数据概念。
美国专利4887265和Proc．38th IEEE Vehicular TechnologyConf．第414-418页(1988．6)的文章“数字蜂窝系统中的分组交换”叙述了提供共享分组数据无线电信道的蜂窝系统，每个信道能够容纳多个数据呼叫。要求分组数据业务的移动站被分配给使用基本上规则的蜂窝信令的特定分组数据信道。该系统可包括与分组数据网络接口的分组接入点(PAP)。每个分组数据无线电信道接到一个特定的PAP，因此能够多路复用与那个PAP相关的数据呼叫。转换是由该系统以基本上类似于在用于话音呼叫的相同系统中使用的转换方式开始的。当分组信道的容量不足时，对于这些情况加上一个新的转换类型。
这些文件是面向数据-呼叫的和以与正常话音呼叫类似的方式基于使用系统始发的转换。在TDMA蜂窝系统中应用提供通用目的的分组数据业务的这些原理将导致频谱效率和性能不利。
美国专利4916691描述了一个新的分组模式蜂窝无线电系统结构和发送(话音和／或数据)分组给移动站的新过程。基站、经过中继线接口单元的公共交换机和蜂窝控制单元经过WAN连接在一起。发送过程是基于移动站开始的转换和给来自移动站发送的任何分组的标题加上(在呼叫期间)该分组通过的基站的标识符。在来自移动站的随后用户信息分组之间的延长的时间期间的情况下，移动站可发送用于传递网孔位置信息的目的的额外控制分组。
当蜂窝控制单元分配给该呼叫一个呼叫控制号时，它主要参与呼叫的建立。然后它通知该呼叫控制号的移动站和该呼叫控制号的中继线接口单元以及该始发基站的识别符。在呼叫期间，分组在中继线接口单元和目前服务的基站之间直接发送。
在美国专利4916691中叙述的系统不是与在TDMA蜂窝系统中提供分组数据业务的具体问题有关。
在欧洲电信标准协会(ETSI)T Doc SMG 458／93(1993．2．12)的“在GSM中的分组无线电”和在芬兰赫尔新基(1993．10．13)名称为“在未来竞争环境中的GSM”的研讨会期间提交的“为GSM提出的一般分组无线电业务”概述了在GSM中话音与数据的可能分组接入协议。这些文件直接涉及TDMA蜂窝系统，即GSM，虽然它们概述了优化的共享分组数据信道的可能组织，但是它们不涉及在整个系统解决方案中综合分组数据信道方面。
T Doc SMG 1 238／93，ETSI(1993．9．28)的“在GSM网络中的分组数据”描述了基于首先使用正规的GSM信令和验证建立分组移动站和处理接入分组数据业务的“代理”之间的虚拟信道提供GSM中的分组数据业务的概念。利用用于快速信道建立和释放修改的正规信令，则正规业务信道用于分组传送。这个文件直接涉及TDMA蜂窝系统，但是由于该概念是基于使用现有的GSM业务信道的“快速交换”方式的概念，与基于优化的共享分组数据信道的概念相比，它具有频谱效率和分组传送延迟(特别对于短消息)的缺点。
蜂窝数字分组数据(CDPD)系统技术规范1．0版本(1993．7)描述了提供分组数据业务的概念，它利用在目前高级移动电话业务(AMPS)系统即北美模拟蜂窝系统的可用无线电信道。CDPD是由一组美国蜂窝经营者承认的综合的、开放的技术规范。覆盖的项目包括外部接口、空中链路接口、业务、网络结构、网络管理和管理。
规定的CDPD系统在很大程度上是基于与现有AMPS基础结构无关的基础结构。与AMPS系统公共的是限于利用相同类型的无线电频率信道和相同的基站站点(由CDPD使用的基站可能是新的和特别的CDPD)以及采用协调在两个系统之间的信道分配的信令接口。
发送分组给移动站首先是基于发送该分组给根据移动站的地址装备归属位置寄存器(HLR)的归属网络节点(归属移动数据中间系统，MD-IS)，然后当需要时，根据HLR信息发送该分组给访问的、服务MD-IS；最后根据移动站报告其网孔位置经过目前基站从该服务MD-IS发送该分组给它的服务MD-IS。
虽然CDPD系统技术规范不直接涉及由本申请提出的在TDMA蜂窝系统中提供分组数据业务的具体问题，但是在CDPD系统技术规范中叙述的网络情形和概念可用作根据本发明空中链路协议需要的网络方面的基础。
CDPD网络被设计为现有数据通信网络和AMPS蜂窝网络的延伸。现有的无连接网络协议可用于接入CDPD网络。由于该网络总被认为是逐渐形成的，它使用一个开放网络设计，在合适时允许增加新的网络层协议。CDPD网络业务和协议被限于OSI模型的网络层及以下层。这样作允许较上层协议和应用发展而无需改变下面的CDPD网络。
从移动用户的观点，CDPD网络是传统网络数据与话音二者的无线移动扩展。使用CDPD业务提供者网络的业务，用户能够无缝地接入数据应用，许多应用可能驻留在传统的数据网络中。CDPD系统可看成是两个相互关系的业务组CDPD网络支持业务和CDPD网络业务。
CDPD网络支持业务执行维护与管理CDPD网络所需的职责。这些业务是记帐业务；网络管理系统；消息传送业务；和认证业务。定义这些业务一般允许在业务提供者之间的相互操作性。由于CDPD网络在技术上包含了超过其原来的AMPS结构，可以预料该支持业务保持不变。网络支持业务的功能是任何移动网络所必须的而且与无线电频率(RF)技术无关。
CDPD网络业务是数据传送业务，允许用户与数据应用通信。另外，数据通信的一端或两端可以移动。
总之，根据提供对分组数据优化的共享分组数据信道，需要在D-AMPS蜂窝系统中提供一般目的的分组数据业务的一种系统。本申请是针对提供类似由TIA／EIA／IS-136标准规定的面向连接网络和无连接的分组数据网络的组合优点的系统和方法。
在这样系统中的一个重要方面是信道或带宽分配。IS-136的这样信道分配的一个例子是移动辅助的信道分配(MACA)。在IS-136中，在指定广播控制信道(BCCH)上典型地发送MACA报告的传输所要求的移动站的业务信道之前接收MACA报告。例如，在进行基于连接或基于预留接入尝试中使用的过程可在快速BCCH上接入参数消息中发送。这样的IS-136随机接入参数例子包括最大忙／保留信息、最大重试信息、最大重复信息和最大停止计数。由于在指定业务信道之前使用MACA报告，在该移动站接入该系统之后MACA不提供任何信息。
蜂窝电话通信系统的另一个重要方面是均衡，均衡用于补偿无线电媒介中的不均匀或缺陷。为了减少多路径传播影响的目的，均衡器主要用在接收电路中，而且在蜂窝系统中减少发射机和接收机之间相对运动的影响。例如这在WO88／05981中叙述，它涉及包括所谓自适应均衡的TDMA系统。装入无线接收机的均衡器的设定是随从无线发射机发送的数据字时间多路复用的同步字而定。借助这些同步字，可设定均衡器以便补偿媒介的扩散属性。包括均衡器的无线接收经常用于高符号率通信(＞100kb／s)，对多路径传播的比特灵敏度大于较低符号速率通信的比特灵敏度。使用均衡器的一个缺点是它们增加接收机的复杂性和功耗。
没有均衡器提供能够应用非相干解调的优点，这导致接收机复杂程度较低和电流消耗较低。另外，由于高汽车速度，利用快速变化无线电信道得到坚固的接收机。其缺点在于该解调不能以时间分散(timedispersion)进行，它构成符号时间的相当大部分。
根据本发明的一个实施例，公开了再指定移动站在信道内新相位的方法。在通信系统中，多个移动站试图在有限数量的信道上通信。本发明首先使用一般的分配方法以便近似均匀地在可用信道上分配移动站。在移动站开始在该系统有效通信之后，使用第二分配方法改变在已变为重负荷的信道上一些移动站的相位。另外，消息也可以发送给移动站，该移动站已指定给重负荷信道但还没有有效地在重负荷信道上通信，指原移动站应改变到新信道。
通过结合附图阅读本说明书将理解申请人的发明的特性和优点，其中图1示意地表示多个第三层消息、第二层帧和第一层信道脉冲串或时隙；图2(a)表示一个前向DCC，配置成包含在载频上发送的相连时隙中的一系列时隙；图2(b)表示IS-136 DCCH字段时隙格式的例子；图3表示示例的分级或多层的蜂窝系统；图4是示例的蜂窝移动电话系统的方框图，包括一个示例的基站和移动站；图5表示可能的变换顺序的一个例子；图6表示PDCH再指定的例子；图7表示根据本发明的一个实施例的流程图；图8表示接收新相位指定的全速率移动站；和图9表示接收新相位指定的双倍速率的移动站。
为了帮助理解本发明，图5示出一个可能的变换顺序的说明图。本领域的技术人员都清楚，本发明不限于这个变换顺序，而且也应用于其它变换顺序。图5表示一个L3消息如何变换为几个第2层帧的专用分组数字控制信道(PDCH)的例子，第2层帧变换到时隙上的例子和时隙变换到PDCH信道上的例子。前向分组数字控制信道(FPDCH)时隙和反向分组数字控制信道(RPHCH)脉冲串的长度是固定的，虽然有不同固定长度的三个型式的RPDCH脉冲串。假定FPDCH时隙是在图5的物理层上。在本发明中，TDMA帧结构是与IS-136DCCH和DTC相同的。为了在使用多速率传输(双倍速率PDCH和三倍速率PDCH)时最大通过量，规定一个附加FPDCH时隙格式。
使用IS-136的数字控制信道(DCCH)来指示DDCH操作。图6表示在属于一个网孔的DDCH(或更具体地讲，具有公共母DCCH)和在不同网孔的DCCH(更具体地讲，在DCCH相邻表中指示为DCCH重选的候选者)之间的关系。在初始网孔选择时移动站总是首先到DCCH(母DCCH)。在DCCH，指示对PDCH的支持。如果DCCH指示对一个或几个专用PDCH的支持，提供一个PDCH(信标PDCH)的载频。然后分组数据业务中感兴趣的移动站调谐到信标PDCH和读出附加BCCH信息以便确定是否存在多个PDCH。如果在当前业务区中存在一个以上的PDCH，则移动站根据散列算法选择一个PDCH作为其指定的PDCH。如果该信标PDCH是当前业务区中唯一的PDCH，则它变为该移动站的指定PDCH。在确定其指定的PDCH之后，移动站读出在其指定的PDCH上的快速分组BCCH(F-PBCCH)和扩展的分组BCCH(E-PBCCH)信息。如果需要的话，移动站随后根据PDCH移动性管理规则在其指定的PDCH上登记。PDCH登记可导致该移动站指向替代的指定PDCH或保持其目前指定的PDCH。这时该移动站除了潜在地被激活用于在其母DCCH上的蜂窝业务外，还被激活用于在其指定的PDCH上的分组数据业务。
在通信系统中，多个移动站尝试在有限数量的信道上通信，每个信道可包含多个时隙。从效率的观点来看，不使所有的移动站指定给一个信道，但是也不是使它们分散在所有的信道中是有利的。在下面叙述并且在图7中示出一个相位分配方法。因此，在初始选择一个指定的PDCH之后，移动站可前进到在它指定的PDCH上登记。在登记响应中，为了根据信道利用率(例如分组数据负荷)提供移动站的实时分配给可用信道，该服务系统可选择指定该移动站给一个迂回信道(例如替代的指定PDCH)。虽然由移动站进行的指定PDCH的初始选择可根据移动站识别(MSID或其最后一位数字)并且提供在可用信道上移动站的初始分配，在登记期的后续再分配可根据信道负荷或在登记消息中识别的移动站属性进行。例如，移动可指示它是全速率、双倍速率或三倍速率移动站。因此，在移动站登记指定信道时该系统可认为一个三倍速率移动站具有与三个全速率移动站相同的潜在负荷。因此，由于两个三倍速率的移动站具有与六个全速率移动站相同的负荷，在指定六个全速率移动站给另一个信道时该系统可指定两个三倍速率移动站给一个信道。
在移动站已指定给分组数据信道之后，该移动站处于“等待分组”状态，其中该移动站不与该系统通信。在“等待分组‘状态中的移动站读出除了广播时隙之处的所有时隙。另外，移动站可能处于睡眠模式，在此模式中该移动站短时间规则地醒来以便读单个寻呼时隙。
由于例如在全速率移动站被指定给三倍速率信道时移动站的发送容量和接收容量比该信道小，该系统与该移动站通信可能有问题。全速率移动站只可侦听三个时隙之一，即有三个可能的相位(时隙1、时隙2、时隙3)。例如，全速率移动站将只侦听其指定信道如PPCH子信道(PPCH-SUBCH)的一个相位。双倍速率移动站工作在三个可能时隙的两个时隙(时隙1和2，时隙2和3以及时隙1和3)。最后，三倍速率移动站工作在所有时隙，因此没有需要解决的会合问题。但是，对工作在全速率和双倍速率的移动站，移动站和系统的相位(phase)必须相等。存在着必须解决这个会合问题的两个活动当该移动站处于“等待分组”状态时；和当该移动站处于睡眠模式时。
对处于睡眠模式的移动站，本发明使用信道的全速率信道在预定相位只寻呼移动站来解决会合问题，因为所有的移动站必须能够工作在全速率。例如，该系统只寻呼处于该信道第一相位的移动站。另外，包含在许多TDMA帧中取一的特定寻呼时隙可使用可能是MIN或IMSI的永久移动站的识别确定。
由于几个原因，寻呼时隙只指定给全速率信道。第一，与DCCH相比，典型地有较少的移动站预占PDCH。即使所有移动站有分组数据能力和所有用户已激活它们的分组数据业务帐号这也是对的，因为在大范围的无活动之后所有的PDCH移动站预占DCCH。第二，与IS-136操作相比，减少了预占PDCH的移动站所要求寻呼容量，因为寻呼区域可能限制到一个网孔。最后，如果使用较少信道编码，第2层帧较长，可与IS-136中的帧相比。这增强了将多个寻呼分组为单个第二层帧的可能性，避免在所有的PDCH时隙例如在三倍速率PDCH上寻呼的分散，不应该与预占一个PDCH的移动站数量相关的太多寻呼时隙。
当移动站已指定PDCH信道而不是处于睡眠模式时，它们根据它们的能力读出在FPDCH上的时隙。结果，根据一些参数例如移动站识别号，该移动站可均匀地指定给不同相位。此外，移动站根据下面所示的表1和2可确定读哪个相位(一子集的时间)。
表1．移动站PARCH相位分配
表2
在睡眠模式或“等待分组”状态中移动站会合问题的替代解决方案是给移动站发送登记响应消息中的必要的同步。例如，登记响应可包含速率和相位消息。在这个替代方案中，PPCH子信道不必与永久移动站识别号联系，而且寻呼信道不必限定在全速率。另外，在“等待分组”状态中的移动站的指定相位也可在登记响应消息中给出。
一旦移动站开始与该系统的有效通信，可再重指定该移动站的相位，以校正上述一般分配方法中出现的任何分配问题。在这个实施例中，第2层命令可用于通知移动站它应改变其相位，即移动站应位移它发送和接收的相位。在这个实施例中，已经与该系统通信的移动站的频率(如信道号)不改变。因此，如果有太多的移动站在某一信道上发送，则只能位移在该信道内的相位。但是，第3层消息可用于告诉移动站还没有开始通信，它们应该转换到另一个信道，使得在它们开始通信时，它们不工作在过负荷的信道。作为最后替代方案，移动站可总是缺省地为由在FPDCH上发送的BCCH信息确定的单个相位。在FPDCH上传递分组数据信息给移动站以及在RPDCH接收分组数据信息的过程期间的任何时间，该接收系统可选择修改相位指定。
相位分配的改变影响前向和反向信道。为了避免对移动站的严格时间限制，允许移动站保持其当前相位分配用于全速率传输的下一个预定传输事件(一时隙)和用于双倍速率传输的下两个预定传输事件(两时隙)。图8和9表示接收新相位指定的全速率和双倍速率移动站的例子。如图8和9所示的，在一个完全帧之后出现相位再指定。
虽然本发明已如此叙述了，但很明显可能以很多方式变化。这样的变化不认为是脱离本发明的精神和范围，而且如本领域技术人员已知道的，所有这样的改变预定包含在以下权利要求书的范围内。
权利要求
1．一种分配移动站到通信系统中信道内的相位的方法，包括步骤在登记之前或之后在可用信道中分配移动站，以便在所述移动站开始与该系统通信之前近似均匀地分配所述移动站；指定移动站到它们指定的信道内的预定相位；和重新指定移动站给它们指定信道内的不同相位，一旦该移动站开始与该系统通信时再分配移动站。
2．根据权利要求1的方法，其中所述的移动站分配是基于移动站的属性。
3．根据权利要求1的方法，其中所述的每个移动站的分配是基于移动站识别。
4．根据权利要求1的方法，其中在登记之后一些所述移动站处于睡眠模式，并因此具有利用该系统激活的最小带宽通信路径。
5．根据权利要求1的方法，其中在与该系统登记之后一些移动站在读出所有时隙，并因此具有利用该系统激活的最大带宽通信路径。
6．根据权利要求1的方法，其中所述相位与TDMA帧内的时隙有关。
7．一个基站，包括一个处理器，用于准备移动站的初始相位指定有关的第一消息和改变的相位指定有关的第二消息；和一个发射机，用于发送所述第一消息和第二消息给所述移动站。
8．根据权利要求7的基站，其中所述第二消息由所述处理器产生，以便更均匀地在信道中分配所述移动站的负荷。
9．根据权利要求7的基站，其中在从所述移动站接收登记消息之后，由所述发射机发送所述第一消息。
全文摘要
本发明公开再指定移动站在信道内新相位的方法。在通信系统中,多个移动站试图在有限数量的信道上通信。本发明首先使用一般的分配方法以便近似均匀地在可用信道上分配移动站。在移动站开始在该系统上有效通信之后,使用第二分配方法改变在已变为重负荷的信道上一些移动站的相位。另外,消息也可发送给移动站,该移动站已指定给重负荷信道但还没有有效地在重负荷信道上通信,指示移动站应改变到新信道。
文档编号H04W72/04GK1204441SQ96198922
公开日1999年1月6日 申请日期1996年10月18日 优先权日1996年10月18日
发明者A·K·赖思, A·E·思彻, L·比尔斯特伦, J·迪尔赤纳, R·C·亨赖, K·E·安德松, S·普罗库普 申请人:艾利森电话股份有限公司