专利名称：用于广播电信业务确认消息的随机存取信道拥塞控制的制作方法
技术领域：
本发明涉及无线通讯系统，尤其涉及在无线通讯系统中控制信道拥塞。
在基于公知的IS-136标准的时分多址(TDMA)的无线通讯系统中，称之为控制信道的一组信道被用于无线通讯系统和移动电话之间传递控制信息和短消息。控制信道一般包括至少一个反向信道和一个正向信道。反向信道和正向信道分别包括一组反向子信道和正向子信道。无线通讯系统利用正向子信道发射短消息、寻呼消息等等到移动电话。相反，移动电话利用反向子信道发射有关消息的呼叫处理(例如呼叫方和寻呼响应消息)、对短消息的确认等等到无线通讯系统。注意反向子信道在这里共同被称为随机存取信道(RACH)。
特别地，由无线通讯系统在这里被称为短消息业务信道(SMSCH)的一组正向子信道上发射短消息(SM)到一个特定的移动电话。一个短消息可以是两种类型之一(1)一个信息的消息，如一个数字页面；或(2)一个移动电话以一个确认来响应的请求。如果短消息是一个请求，移动电话可以在RACH上以一个SM确认响应无线通讯系统。一般地，SM请求与SM确认的比率是一比一。
当前推荐为IS-136的广播电信业务允许无线通讯系统在这里称之为广播信道(BCCH)的一组正向子信道上发射广播短消息(BSM)到无线通讯系统的覆盖区域或部分区域内的每一个移动电话。类似于短消息，广播短消息可以是两种类型之一(1)一个信息的消息，如股票报价，体育新闻等等；或(2)一个每个移动电话以一个确认来响应的请求，如一个表决。如果广播短消息是一个请求，移动电话可以在RACH上以一个BSM来响应。与SM请求不同，BSM请求与BSM确认的比率为一比多个。这样，如果大量的移动电话试图同时在相同的RACH上发射BSM确认，在确认的移动电话(即试图发送一个BSM确认的移动电话)中，以及在确认的移动电话和在相同的RACH上发射有关消息的呼叫处理的移动电话之间可能会引起冲突。换句话说，由于许多移动电话试图同时在RACH上发射，RACH可能变得拥塞。这样的拥塞阻止了有关消息的呼叫处理和BMS确认被无线通讯系统成功地接收。因此，要求控制由于大量的移动电话发射对于广播短消息的确认而引起的随机存取信道拥塞。
本发明的一个实施例是一种用于控制由于大量的移动电话发射对于广播短消息的确认而引起的随机存取信道拥塞的方法。在这个实施例中，在随机存取信道上的BSM确认传输由无线通讯系统使用随机存取信道限制和随机存取技术来控制。通过限制到特定的随机存取信道的BSM确认的传输，随机存取信道限制用于减少确认的移动电话和呼叫处理移动电话中的冲突。通过将BSM确认传输在时间上分布，随机存取技术被用于减少确认的移动电话中的冲突。
在本发明的另一个实施例中，无线通讯系统以一个位表和一个时间延迟参数发射一个广播短消息。位表说明哪一个特定的随机存取信道可以用于发射BSM确认。由移动电话使用的时间延迟参数与随机数发生器的输出一起确定一个随机延迟周期的持续时间。当随机延迟周期结束时，每个移动电话将试图使用在位表中说明的随机存取信道发射对于广播短消息的确认。
根据下面的描述、附加的权利要求书和附图，可以更好地理解本发明的各种特性、各个方面和优点，其中
图1描述了根据本发明一个实施例的时隙、块和帧的序列；图2描述了共同组成控制信道的一组反向子信道和一组正向子信道。
图3描述了一个说明本发明一个实施例用于控制随机存取信道拥塞的流程图；以及图4描述了一个说明识别当前反向子信道的方式的例子。
无线通讯系统和移动电话经过各种通讯信道如业务信道、控制信道等等进行通讯。定义每个通讯信道的方式部分地取决于被无线通讯系统使用的特别的多址技术。例如，如果无线通讯系统使用频分多址(FDMA)技术，通讯信道由频率信道定义。如果使用直接序列码分多址(DS-CDMA)技术，则由频率信道(或频带)和与分配给任何其他用户基本不相关的唯一的高比特率代码序列定义通讯信道。为了讨论，这里将根据一个基于公知的IS-136无线通讯标准的时分多址(TDMA)的无线通讯系统描述本发明的一个实施例。然而，这不应该被认为以任何方式将本发明限制在基于IS-136无线通讯标准的TDMA无线通讯系统中。本发明也适用于基于其他TDMA标准和多路存取技术的无线通讯系统。
在使用基于IS-136的TDMA技术的无线通讯系统中，由一个频率信道和一个时隙，即一个时间间隔定义通讯信道。图1说明了一个沿着频率信道f(t)的时隙10序列，其特征在于一组三个连续的时隙(例如时隙1、2和3)构成一个块，一组两个连续的块(例如块1和2)构成一个帧，以及一组32个帧构成一个超帧。在一个实施例中，信号在每块的第一时隙上发射-也就是只有每帧的第一和第四时隙是用于信号传输的通讯信道。注意这些时隙，即第一和第四在这里也被称为子信道。
在控制信道上发射广播短消息和相应的确认，这些信道是用于在无线通讯系统和移动电话之间发射控制信息和短消息的信道。在IS-136中，控制信道被称为数字控制信道(DCCH)。DCCH包括一个用于从移动电话发射消息到无线通讯系统的频率信道fx(t)，即反向信道，以及一个用于从无线通讯系统发射消息到移动电话的频率信道Fy(t)，即正向信道。反向信道fx(t)包括fy(t)32个正向子信道Fj(这里j=1,2,…32)。如图2所示，反向子信道Ri是每块反向信道fx(t)的第一时隙，而正向子信道Fj是每块正向信道fy(t)的第一时隙。特别地，反向子信道Ri是在一组六个连续块中的第一时隙，例如在帧1、2和3中的时隙1和4。比较起来，正向子信道Fj是在一组32个连续块中的第一时隙，例如在帧1到16中的时隙1和4。应该注意，每个反向子信道Ri每三个帧重复一次，而每个正向子信道Fj每十六个帧(或者超帧)重复一次。
六个反向子信道Rj共同的包括一组被称为随机存取信道(RACH)的子信道，这些信道一般由移动电话使用发射有关消息，如那些涉及始发呼叫和对寻呼的响应的呼叫处理。相反，正向子信道Fj包括下面的子信道组短消息业务、点对点、寻呼和存取响应信道(SPACH)，用于对特定的移动电话广播有关短消息业务、点对点、寻呼和存取响应的消息；广播信道(BCCH)用于广播通用系统有关的消息或短消息到一组或多组移动电话；共用信道反馈(SCF)用于支持RACH操作；以及备用信道用于将来的使用。
在IS-136中，在正向子信道Fj上的每个传输包括一个说明反向子信道Ri的当前状态的忙-备用-闲标记(即反向子信道是闲、忙或备用)和一个指示是否BSM确认经过反向子信道Ri在一个先前传输中被成功接收的确认标记。在一个实施例中，指示反向子信道R1状态的BRI标记在正向子信道F1和此后的每第六个正向子信道上发射，指示反向子信道R2状态的BRI标记在正向子信道F2和此后的每第六个正向子信道上发射，等等。例如，如图2所示，一个用于反向子信道R1的BRI标记(沿着反向子信道fx(t)在帧1的时隙1)在正向子信道F1(沿着反向子信道fy(t)在帧1的时隙1)上发射，一个用于反向子信道R1的BRI标记(沿着反向子信道fx(t)在帧4的时隙1)在正向子信道F7(沿着反向子信道fy(t)在帧4的时隙1)上发射，等等。
同样的，一个指示在反向子信道R1上一个先前传输中BSM确认的成功接收(由无线通讯系统)的确认标记在正向子信道F1和此后每第六个正向子信道上发射，一个指示在反向子信道R2上一个先前传输中BSM消息的成功接收(由无线通讯系统)的确认标记在正向子信道F2和此后每第六个正向子信道上传送，等等。例如，如图2所示，一个用于反向子信道R1的确认标记(沿着反向子信道fx(t)在帧1的时隙1)在正向子信道F7(沿着反向子信道fy(t)在帧4的时隙1)上发射，一个用于反向子信道R1的确认标记(沿着反向子信道fx(t)在帧4的时隙1)在正向子信道F13(沿着反向子信道fy(t)在帧7的时隙1)上发射，等等。
广播短消息一般是发射到无线通讯系统的覆盖区域(或它的一部分)内一组或者多组移动电话的短消息(在长度上不长于255个字符)。广播短消息可以在BCCH上发射，并且可以是两种类型中的一种(1)信息的消息，如股票报价、体育新闻等等；或者(2)一组或多组移动电话以一个确认来响应的请求，如表决。如果广播短消息是一个请求，移动电话能够在RACH上以BSM确认来响应。一个BSM请求一般要求多个BSM确认。如果大量的移动电话试图同时确认，即发射BSM确认，可能会发生两种类型的冲突。第一种类型的冲突是在确认的移动电话之间，即试图发送一个BMS确认的移动电话。第二种类型的冲突是在确认的移动电话和发射有关消息(例如始发呼叫的移动电话，对寻呼的响应，等等)的呼叫处理的移动电话之间。换句话说，由于许多移动电话试图同时在RACH上发射，RACH可能变得拥塞。这种拥塞阻止了呼叫处理消息和BMS确认被无线通讯系统成功地接收。
通过限制对于特定的反向子信道Ri的确认的移动电话，减少了在确认的移动电话和呼叫处理的移动电话之间的冲突。通过利用随机存取技术减少了确认的移动电话之间的冲突。参照图3，流程图30说明了一个用于控制RACH拥塞的实施例。在步骤300，无线通讯系统在它的覆盖区域内发射(经过一个或多个基站)给每个移动电话一个具有一个分配位表和一个对于广播电信业务消息确认的延迟时间(DTABTM)的广播短消息。分配位表指示移动电话能够存取用于发射一个BSM确认的特定的反向子信道Ri。在一个实施例中，分配位表是一个具有相应于包括RACH的六个反向子信道Ri的六位的位表。每位是一个指示是否相应的反向子信道Ri被分配或者可以进入确认的移动电话的值。例如，分配位表“101000”指示反向子信道R1和R3能够由确认的移动电话使用以发射BSM确认(而反向子信道R2,R4,R5,R6不能被确认的移动电话使用)。分配的(用于BSM确认)反向子信道Ri的数量由期望的BSM确认的容量和无线通讯系统的控制信道容量确定。例如，如果期望的BSM确认的容量很高并且无线系统具有足够的DCCH容量，则不只一个反向子信道Ri可以分配用于BSM确认。
DTABTM是一个时间延迟参数，例如二十分钟，该参数乘以一个由移动电话产生的随机数来确定一个随机延迟周期用于移动电话发射一个BSM确认。在一个实施例中，DTABTM参数根据BSM确认的紧迫程度和容量设置。如果BSM确认是时限的并且期望的响应容量是小的，则DTABTM参数能够被设置一个小值。相反，如果BSM确认不是时限的并且期望的响应容量是大的，则DTABTM参数能够被设置一个大值。
在步骤310，移动电话接收广播短消息请求(具有分配位表和DTABTM)并且等待第一随机延迟周期T1，这里在一个实施例中，T1是由移动电话产生的一个随机数(在0和1之间)和DTABTM的乘积。注意每个移动电话产生它自己的随机数，这样用于大多数移动电话的第一随机延迟周期T1是不同的。当第一随机延迟周期T1结束时，移动电话输入一个随机存取状态，在此期间移动电话试图使用下一个空闲分配的反向子信道Ri(在位表中指示)发射一个BSM确认。在步骤320，移动电话确定当前反向子信道Rc的身份以及，在步骤332，确定是否当前反向子信道Rc是分配的反向子信道Ri中的一个。
在一个实施例中，移动电话使用下面的方程确定当前反向子信道Rc的身份方程(1)这里HFC=0,1,2,3，…是当前的超帧计数，而SCC=0,1,2,…,63是当前超帧中子信道计数。注意超帧计数和/或子信道计数由无线通讯系统初始化。图4展示了一个例子40，说明当前反向子信道的身份是如何使用方程(1)确定的。在这个例子中，假定超帧计数是0并且子信道计数是8。使用方程(1)，当前反向子信道Rc被确定为R3。
当确定当前反向子信道Rc时，在步骤322，移动电话确定是否当前反向子信道Rc是分配的反向子信道Ri中的一个。如果当前反向子信道Rc不是分配的反向子信道Ri中的一个，则在步骤324移动电话在返回到步骤320之前等待一个等于三个时隙(或一块)的时间间隔(这里移动电话确定下一个当前的反向子信道Rc的身份)。如果当前反向子信道Rc是分配的反向子信道Ri中的一个，则移动电话进行到步骤330，这里移动电话检查以确定当前反向子信道Rc的状态-也就是，移动电话检查以确定是否当前反向子信道Rc是空闲的，即没有被另一个确认的或呼叫处理的移动电话使用。在一个实施例中，移动电话通过检查经过相应的正向子信道Fj由无线通讯系统发射的BRI标记来确定是否当前反向子信道Rc是空闲的。
如果当前反向子信道Rc不是空闲的，在步骤340，移动电话在重新检查反向子信道Rc的状态(即返回到步骤330)之前等待第二随机延迟周期T2。在一个实施例中，第二随机延迟周期T2是一个具有六块量化度的用于全价DCCH的0到18块之间的时间间隔。换句话说，移动电话在重新试图使用反向子信道Rc进入RACH(发射BSM确认)之前等待六、十二或十八块。这样一个实施例保证当前子信道Rc在第二随机延迟周期T2的结束处是同样分配的反向子信道Ri(如同在第二随机延迟周期T2的开始处)，因此省去了移动电话重复步骤320,322和324的需要。
如果反向子信道Rc是空闲的，在步骤350，移动电话经过当前反向子信道Rc发射它的BSM确认。在步骤360，移动电话检查以确定是否发射的BSM确认被无线通讯系统成功地接收。在一个实施例中，移动电话检查在下一个子信道Fj(相应于发射BSM确认经过的反向子信道Rc)中的确认标记以确定是否BSM确认被无线通讯系统成功地接收。如果BSM确认被无线通讯系统成功地接收，则移动电话在步骤390退出随机存取状态。
如果BSM确认没有被无线通讯系统成功地接收，则在步骤370移动电话确定是否再试发送BSM确认。在一个实施例中，在步骤370，移动电话检查以确定是否它们具有等于或超过可允许再试的最大数，即试图成功地发射BSM确认。如果是，则在重新检查选择的反向子信道Rc的状态(即返回到步骤330)之前移动电话在步骤380等待第三个随机延迟周期T3。在一个实施例中，第三个随机延迟周期T3是一个具有六块的量化度用于全价DCCH的0到30块之间的时间间隔。换句话说，移动电话在重新试图进入RACH(发射BSM确认)之前等待六、十二、十八、二十四或三十块。如果不是，则移动电话退出随机存取状态而不重新试图发射BSM确认。
虽然参照某些实施例已经相当详细地描述了本发明，其他方案也是可能的。因此，本发明的精神和范围不应该局限于这里包含的实施例的描述。
权利要求
1．一种用于控制无线通讯系统的控制信道上传输的方法，其特征在于步骤在移动电话上接收指示控制信道分配的第一消息；以及使用在第一消息中指示的控制信道从移动电话发射第二消息。
2．如权利要求1所述的方法，其特征在于经过一个广播信道接收第一消息。
3．如权利要求1所述的方法，其特征在于指示的控制信道是一个特别的随机存取信道。
4．如权利要求1所述的方法，其特征在于第一消息还指示一个时间延迟参数。
5．一种用于控制无线通讯系统的信道上的传输的方法，其特征在于步骤在移动电话上接收一个指示信道分配的位表；以及使用在位表中指示的分配的信道从移动电话发射一个消息。
6．如权利要求7所述的方法，其特征在于位表包括相应于多个信道的多个位值，每个位值指示是否相应的信道被分配了用于由移动电话传输消息。
7．一种用于控制无线通讯系统的信道上的传输的方法，其特征在于步骤在移动电话上接收第一消息和一个时间延迟参数；产生一个随机数；以及在使用时间延迟参数和随机数定义的一个周期完成之后，响应第一消息发射第二消息。
8．一种用于控制无线通讯系统的随机存取信道上的传输的方法，其特征在于步骤在移动电话上接收一个随机存取信道分配和一个时间延迟参数；等待一个使用时间延迟参数和一个随机数定义的周期；确定是否当前的随机存取信道是分配的随机存取信道；如果当前随机存取信道不是分配的随机存取信道，重复确定是否当前随机存取信道是用于下一个当前随机存取信道的分配的随机存取信道的步骤；以及如果当前随机存取信道是分配的随机存取信道，使用当前随机存取信道从移动电话发射一个消息。
9．如权利要求8所述的方法，其特征在于附加的步骤如果发射的消息没有被无线通讯系统成功地接收，重复发射消息的步骤。
全文摘要
本发明的一个实施例是一种用于控制经过一个相同的随机存取信道组同时发射对广播短消息(BSM)的确认的移动电话的数量的方法。在这个实施例中,BSM确认的传输由无线通讯系统使用随机存取信道限制和随机存取技术控制。特别地,通过分配一个或多个能够发射BSM确认的特定的随机存取信道,随机存取信道限制减少了确认的移动电话和呼叫处理的移动电话之间的冲突,并且通过将BSM确认的传输分布在一个时间周期上,随机存取技术减少了确认的移动电话之间的冲突。
文档编号H04L1/16GK1215963SQ9810959
公开日1999年5月5日 申请日期1998年6月8日 优先权日1997年6月9日
发明者安贾那·艾加沃尔, 阿维那施·特林巴克·塔瓦卡, 张布林(音译) 申请人:朗迅科技公司