專利名稱：統(tǒng)計地復用實時和非實時的話音和數(shù)據(jù)業(yè)務的系統(tǒng)的制作方法
本申請涉及題為“用于提供實時服務的基于脈沖串的接入和分配方法”的Balachandran 12-39-15，在此引入其供參考。
本發(fā)明涉及無線通信網(wǎng)絡，特別是在無線和/或蜂窩網(wǎng)絡上有效地提供話音通信的方法。
因特網(wǎng)的廣泛普及已鼓勵無線通信系統(tǒng)的開發(fā)者繼續(xù)改善其系統(tǒng)的數(shù)據(jù)通信能力。根據(jù)這一需要，已制訂出各種標準正文并繼續(xù)制訂支持更高數(shù)據(jù)速度的新的第三代(3G)標準。例如，如歐洲電信標準學會(ETSI)，無線電產業(yè)和廣播協(xié)會(ARIB)和電信工業(yè)協(xié)會(TIA)之級的標準組織正在繼續(xù)開發(fā)支持更快和更有效的無線通信的標準。
同樣，無線通信產業(yè)正在不斷開發(fā)和實施經空中接口提供更快，更強壯和更有效的數(shù)據(jù)通信的新無線傳輸協(xié)議。例如，GSM繼續(xù)發(fā)展。在另一個實例中，一般的分組無線服務(GPRS)已被開發(fā)為用于熟知的時分多址(TDMA)系統(tǒng)的分組交換升級。在該領域的其它改進中，還開發(fā)了增強的GPRS(EGPRS)。
目前，GSM,GPRS和EGPRS的物理層具有下列特性載波包括分配的GSM頻譜的兩個相隔45MHz的200kHz帶寬部分，一個用于下行鏈路，一個用于上行鏈路；將時間分成多個幀，該多幀包括52個幀和間隔240毫秒；每一幀包括8個時隙；一個載波上一個時隙被稱為GSM信道；在頻率為(f)的下行鏈路載波上的一個時隙(編號為j,j=0,…7)和對應的上行鏈路載波(f+45MHz)上的上行鏈路時隙(編號j)之間存在一一對應關系；一個時隙中的傳輸被稱為脈沖串，一個塊由同一時隙上預定義的四個脈沖串組構成。
目前設計無線接入集合信道以便在EGPRS狀態(tài)Ⅱ中提供實時服務。然而，近來的方案依賴于使用現(xiàn)有的在上行鏈路上基于脈沖串的隨機接入信道和在下行鏈路上基于塊的分配信道。在4個脈沖串(20毫秒)上交錯和發(fā)送每個塊。然而，調查表明基于20毫秒粒度的系統(tǒng)需要至少60毫秒的延遲預算。另外，調查已表明在一個20毫秒的消息內向多個移動站的分配傳輸因其較低的打包而效率較低并且不能與諸如智能天線和功率控制之級的干擾降低技術兼容。結果是，根據(jù)近來方案的基于塊的分配信道可能對實時傳送(例如話音的話音突峰)的統(tǒng)計復用導致過量的控制額外開銷和過量的延遲。希望提供更好的接入和分配系統(tǒng)和方法。
為了有效地使用無線或蜂窩數(shù)據(jù)電信系統(tǒng)(例如GPRS或EGPRS)的高容量，還希望提供話音和數(shù)據(jù)復用能力以及話音用戶的統(tǒng)計復用。目前設計這些蜂窩數(shù)據(jù)電信系統(tǒng)主要提供非實時(對延遲不敏感)數(shù)據(jù)服務。通話語音和其它實時交互通信對延遲敏感并需要設計新的控制機構，以便提供滿足臨界延遲要求的快速控制信道。因此，需要重新設計無線數(shù)據(jù)電信系統(tǒng)來提供該控制能力，以使它們適合于復用非實時服務和實時服務，例如對話語音這兩者。
本發(fā)明的方法滿足這一需要，其中描述了能夠在無線數(shù)據(jù)電信系統(tǒng)上有效和靈活地復用實時和非實時這兩種服務的方法。
根據(jù)本發(fā)明一個方面的簡要描述，提出了上述問題，并通過提供頻分雙工點對多點通信系統(tǒng)實現(xiàn)了本領域中的進步，頻分雙工點對多點通信系統(tǒng)將頻率分配分成兩個頻帶，從中心站向多個站傳送通信的下行鏈路頻帶，和從多個站向中心站傳送通信的上行鏈路頻帶。該系統(tǒng)還包括在每個頻帶內產生多個載波的載波發(fā)生器，每個載波與其它載波處在彼此隔開的關系，以致將每個頻帶再分成與該多個載波數(shù)量相等的多個子頻帶，所述多個子頻帶中的每一個具有該多個載波中的一個相應載波；時分復用器，通過時分復用成多個幀來分割每個子頻帶，時分復用器還將每個幀分成N個時隙；按每幀一次，每隔N個時隙分配定期出現(xiàn)的一系列時隙的開關，以便在所述中心站與所述多個站之間形成通信信道。
根據(jù)本發(fā)明的另一個方面，提出了上述問題，并通過提供頻分雙工點對多點通信系統(tǒng)實現(xiàn)了本領域中的進步，頻分雙工點對多點通信系統(tǒng)將頻率分配分成兩個頻帶，從中心站向多個站傳送通信的下行鏈路頻帶，和從多個站向中心站傳送通信的上行鏈路頻帶。該系統(tǒng)還包括在每個頻帶內產生多個載波的載波發(fā)生器，每個載波與其它載波處在彼此隔開的關系，以致將每個頻帶再分成與該多個載波數(shù)量相等的多個子頻帶，所述多個子頻帶中的每一個具有該多個載波中的一個相應載波；時分復用器，通過時分復用成多個幀來分割每個子頻帶，時分復用器還將每個幀分成N個時隙，按每幀一次，每隔N個時隙分配定期出現(xiàn)的一系列時隙的開關，以便形成信道。該切換由控制邏輯控制，以便僅當有數(shù)據(jù)要傳輸時向該中心站與多個站中的至少一個站之間的通信對話分配信道資源。
根據(jù)本發(fā)明的另一個方面，提出了上述問題，并通過提供頻分雙工點對多點通信系統(tǒng)實現(xiàn)了本領域中的進步，頻分雙工點對多點通信系統(tǒng)將頻率分配分成兩個頻帶，從中心站向多個站傳送通信的下行鏈路頻帶，和從多個站向中心站傳送通信的上行鏈路頻帶。該系統(tǒng)還包括在每個頻帶內產生多個載波的載波發(fā)生器，每個載波與其它載波處在彼此隔開的關系，以致將每個頻帶再分成與該多個載波數(shù)量相等的多個子頻帶，所述多個子頻帶中的每一個具有該多個載波中的一個相應載波；時分復用器，通過時分復用成多個幀來分割每個子頻帶，時分復用器還將每個幀分成N個時隙；按每幀一次，每隔N個時隙分配定期出現(xiàn)的一系列時隙的開關，以便形成信道。該切換由控制邏輯控制，以便當出現(xiàn)更高的優(yōu)先權數(shù)據(jù)時，具有更高優(yōu)先權的快速關聯(lián)控制信道消息預占具有較低優(yōu)先權的業(yè)務信道上的業(yè)務?？稍谝粋€脈沖串上傳輸快速關聯(lián)控制信道消息，或可在多個脈沖串上傳輸快速關聯(lián)控制信道消息。
根據(jù)本發(fā)明的另一個方面，提出了上述問題，并通過提供頻分雙工點對多點通信系統(tǒng)實現(xiàn)了本領域中的進步，頻分雙工點對多點通信系統(tǒng)將頻率分配分成兩個頻帶，從中心站向多個站傳送通信的下行鏈路頻帶，和從多個站向中心站傳送通信的上行鏈路頻帶。該系統(tǒng)還包括在每個頻帶內產生多個載波的載波發(fā)生器，每個載波與其它載波處在彼此隔開的關系，以致將每個頻帶再分成與該多個載波數(shù)量相等的多個子頻帶，所述多個子頻帶中的每一個具有該多個載波中的一個相應載波；時分復用器，通過時分復用成多個幀來分割每個子頻帶，時分復用器還將每個幀分成N個時隙；按每幀一次，每隔N個時隙分配定期出現(xiàn)的一系列時隙的開關，以便為所述中心站與所述移動站之間形成通信信道。
通過使該系統(tǒng)這樣靈活可利用實時通信與非實時通信之間的統(tǒng)計變化，以便有效地運轉它們兩者。


圖1是具有移動站接收機發(fā)射機和中心基站接收機發(fā)射機的GERAN系統(tǒng)的方框圖。
圖2表示用于Pre-GERAN和GERAN系統(tǒng)的用戶平面協(xié)議堆棧。
圖3表示兩個多幀各被分成各種類型的四個信道。
圖4表示根據(jù)本發(fā)明的系統(tǒng)的狀態(tài)圖。
圖5表示以另一種方式給出圖4的信息的狀態(tài)表。
圖6以表格形式表示RT TBF狀態(tài)圖。
圖7以列表形式表示消息與上行鏈路的相互作用。
圖8以列表形式表示下行鏈路信令與控制消息的概略。
圖9以列表形式表示下行鏈路脈沖串消息內容。
圖10以列表形式表示上行鏈路脈沖串消息內容。
圖11表示開始上行鏈路業(yè)務過程期間使用GARAN技術的網(wǎng)絡的移動站與基站之間的消息的臨時方框流程。
圖12表示結束上行鏈路業(yè)務過程期間使用GARAN技術的網(wǎng)絡的移動站與基站之間的消息的臨時方框流程。
圖13表示開始下行鏈路業(yè)務過程期間使用GARAN技術的網(wǎng)絡的移動站與基站之間的消息的臨時方框流程。
圖14表示結束下行鏈路業(yè)務過程期間使用GARAN技術的網(wǎng)絡的移動站與基站之間的消息的臨時方框流程。
圖15是根據(jù)本發(fā)明和現(xiàn)有技術基于單脈沖串的通信傳輸?shù)逆溌沸阅苣M結果的曲線圖。
圖16是根據(jù)本發(fā)明未捕獲情況的模擬結果的曲線圖。
圖17是根據(jù)本發(fā)明的功率捕獲情況的模擬結果的曲線圖。
圖18是根據(jù)本發(fā)明未捕獲情況的(3,8)算法模擬結果的曲線圖。
圖19是根據(jù)本發(fā)明功率捕獲情況的(3,8)算法模擬結果的曲線圖。
圖20是表示根據(jù)本發(fā)明的一種通信技術的下行鏈路分配的示意圖。
圖21是表示根據(jù)本發(fā)明另一種通信技術的下行鏈路分配的示意圖。
圖22是表示與圖20類似，但具有不同負載的下行鏈路分配的示意圖。
圖23是表示與圖21類似，但具有不同負載的下行鏈路分配的示意圖。
圖24是表示下行鏈路話音突峰可在其上對第1級移動站開始的脈沖串示意圖。
圖25是表示在與圖24不同的條件下下行鏈路話音突峰可在其上對第1級移動站開始的脈沖串示意圖。
圖26是表示單時隙上的半率語音和數(shù)據(jù)信道的示意圖；假設在“偶數(shù)”脈沖串上的鏈式交錯開始半率語音的話音突峰。
圖27是表示利用不同交錯方案的語音幀到達和結束(play out)瞬間的表格。
圖28表示在單個時隙上的半率語音和數(shù)據(jù)信道；假設0123/4567交錯給出半率語音用戶的話音突峰的開始。
圖29是表示利用QPSK調制的兩個交錯方案的性能表。
圖30是表示對單脈沖串消息的字誤碼性能的模擬結果曲線圖。
圖31表示未捕獲情況的模擬結果曲線圖。
圖32表示功率捕獲情況的模擬結果曲線圖。
圖33表示未捕獲情況的(3,8)算法的性能模擬結果曲線圖。
圖34表示(3,8)算法的性能模擬結果是功率捕獲情況的曲線圖。
圖35表示用于半率語音信道的控制額外開銷時隙的模擬計算表。
圖36表示用于全率語音的統(tǒng)計復用容量的表格。
圖37表示除其用于半率語音的統(tǒng)計復用容量外與圖36類似的表格。
現(xiàn)在參考圖1，示出系統(tǒng)1。在優(yōu)選實施例中的系統(tǒng)1是在此所述的GSM增強通用分組無線服務無線接入網(wǎng)絡(GERAN)。GERAN1具有中心或基站12，該基站具有如基站通常所擁有的發(fā)射機，接收機和天線(未示出)?；?2是GERAN1的部分。使用GERAN1進行通信和在移動站20上的主叫方之間傳送消息業(yè)務，在優(yōu)選實施例中向所有種級的主叫方和如移動站20,30之級的移動站傳遞消息業(yè)務。本發(fā)明提供完全與射束形成和功率控制技術兼容的新業(yè)務和控制信道，使其用于所有新業(yè)務和控制信道。
本發(fā)明具有單向業(yè)務和控制信道。通過應用下列原理實現(xiàn)統(tǒng)計復用的優(yōu)點。所有新控制和業(yè)務信道是單向的，與上行鏈路和下行鏈路方向中的頻率和時隙分配無關。可根據(jù)業(yè)務和控制信道功能的需要動態(tài)分配可供使用的資源。這樣在可供使用資源的分配中允許最大的靈活性。
在以前已知的GSM,GPRS和EGPRS狀態(tài)Ⅰ中，信道由相對下行鏈路來說在頻率f的200kHz載波上的一個時隙和上行鏈路上在(f+45MHz)的200kHz載波上的對應時隙組成。斷開上行鏈路和下行鏈路信道之間的該歷史關聯(lián)允許語音的統(tǒng)計復用，特別是，由于上行鏈路和下行鏈路資源需求單獨出現(xiàn)。當新數(shù)據(jù)或語音變得可用于傳輸時，斷開上行鏈路和下行鏈路之間的歷史關聯(lián)使可用于分配的資源庫最大。
對于任何GERAN方法和系統(tǒng)必須首先考慮對半雙工移動的影響，給出其費用優(yōu)點。(在TDMA系統(tǒng)中的半雙工移動在不同時隙中發(fā)射和接收，因此不需要雙工器)。在以前的GSM,GPRS和EGPRS狀態(tài)Ⅰ中，以它們與半雙工操作兼容的方式選擇上行鏈路和下行鏈路上的對應時隙。通過統(tǒng)計復用，當動態(tài)分配上行鏈路和下行鏈路兩種時隙時，可專門設計該系統(tǒng)以使半雙工移動具有最大的操作靈活性。設計新控制和業(yè)務信道以使可用于分配給這些移動的業(yè)務和控制信道資源庫最大的方式支持半雙工移動。
在下文中，便于對實時用戶，以及非實時(nRT)用戶快速分配和去分配業(yè)務和控制信道的基于脈沖串的接入和分配(BBAA)方法和系統(tǒng)共享相同資源。
以話音作為相應實例，每當產生話音突峰時，移動站(MS)發(fā)送接入請求消息。該單脈沖串消息包含唯一識別MS的被稱為ARI(接入請求標識符)字段。如果基站成功地接收到上行鏈路接入消息，向MS發(fā)送確認消息(同樣基于單脈沖串)。上行鏈路和下行鏈路傳輸在5毫秒內完成。這是最好的情況，假設處理延遲最小。將其與對上行鏈路/下行鏈路傳輸需要至少40毫秒的基于四個脈沖串的分配技術相比，很容易實現(xiàn)可能的接入延遲減小。該延遲減小對RT服務級話音非常關鍵。即使在上行鏈路接入消息惡化(因誤差或沖突)或下行鏈路消息惡化的情況下，MS能夠在接下來的5毫秒周期中重復整個處理。這種導致更短時間周期的更細的粒度是基于單脈沖串的方法和系統(tǒng)的主要優(yōu)點。通過把本發(fā)明的性能與基于20毫秒下行鏈路粒度(使用基于塊的分配)的技術相比較來證實該事實。
仿真表明，它可在40毫秒延遲約束下(接入失敗的概率小于1％)在基于單脈沖串的接入和分配信道上支持多于60個同時的話音呼叫?；?0毫秒粒度的方案需要至少60毫秒的延遲預算。模擬結果表明，基于本發(fā)明的脈沖串接入和分配技術提供了具有更短延遲預算的明顯性能優(yōu)點。此外，通過積極的重新使用，智能天線和功率控制可有效地利用基于脈沖串的接入和分配(BBAA)信道。該調度不適用于向多個用戶分配基于20毫秒的塊。
應指出，下行鏈路上脈沖串分配的高誤差率是可能認為該方案不適用的主要原因，模擬研究表明，較短的延遲意味著多個接入分配循環(huán)可在與基于塊的方案相同的周期內完成。這樣導致基于脈沖串的接入和分配方案具有更高的可靠性，更短的延遲和更高的容量。
將BBAA應用到GERAN(GSM EDGE(增強通用分組無線服務)無線接入網(wǎng)絡)在GERAN文獻2E99-584的相關部分中閱讀引言和范圍該GERAN說明書描述了對在分組交換網(wǎng)絡上傳送的GERAN空中接口上引入所有集合信道級的統(tǒng)計復用所需的關鍵新構想。它僅集中在支持所有UMTS服務的需求上，不提出網(wǎng)絡架構問題或電路交換服務。
GERAN(與EGPRS狀態(tài)Ⅰ相比)的中心新服務要求是使用分組交換主干網(wǎng)支持語音服務。該文獻的焦點是支持語音，實時數(shù)據(jù)，和非實時數(shù)據(jù)，以及保證QoS所需的對應新MAC過程的統(tǒng)計復用的新業(yè)務和控制信道的定義。
在此使用的縮寫表AMR Adaptive Multi-Rate(自適應多率)ARI Access Request Identifier(接入請求標識符)BCCH Broadcast Control Channel(廣播控制信道)BEP Bit Error Probability(比特誤差概略)BFACCH Burst-based FACCH(基于脈沖串的FACCH)CCCH Common Control Channel(公共控制信道)CID Carrier Identifier(載波標識符)CTS Carrier Time Slot(載波時隙)DBMCH Downlink Block Message Channel(下行鏈路塊消息信道)
DFACCH Dim-and-Burst FACCH(模糊和脈沖串FACCH)DMT Downlink(Burst)Message Type(下行鏈路(脈沖串)消息類型)DPRCH Downlink Periodic Reservation Channel(下行鏈路周期的預訂信道)DTCH/FS Downlink Traffic Channel for Full Rate Spech(用于全率語音的下行鏈路業(yè)務信道)DTCH/HS Downlink Traffic Channel for Half Rate Spech(用于半率語音的下行鏈路業(yè)務信道)DTCH/FD Downlink Traffic Channel for Full Rate Data(用于全率數(shù)據(jù)的下行鏈路業(yè)務信道)DTCH/HD Downlink Traffic Channel for Half Rate Data(用于半率數(shù)據(jù)的下行鏈路業(yè)務信道)EDT End Downlink Traffic(結束下行鏈路業(yè)務)EEP Equal Error Protection(相等誤差保護)EGPRS Enhanced General Paeket Radio Service(增強的通用分組無線服務)EUT End Uplink Traffic(結束上行鏈路業(yè)務)FACCH Fast Associated Control Channel(快速關聯(lián)的控制信道)FACKCH Fast Acknowledgment Channel(快速確認信道)FASSCH Fast Assignment Channel(快速分配信道)FFS For Further Study(進一步研究)FR Full-Rate(全率)FRACH Fast Random Access Channel(快速隨機接入信道)GERAN GSM/EDGE Radio Access Network(GSM/EDGE無線接入網(wǎng)絡)HR Half-Rate(半率)IPInternet Protocol(網(wǎng)際協(xié)議)L1 Layer 1(Physical Layer)層1(物理層)
MAC Medium Access Control(媒體接入控制)MCS Modulation and Coding Scheme(調制和編碼方案)MR Measurement Report(測試報告)MS Mobile Station(移動站)MSACCH Modified Slow Assoeiated Control Channel(改進的慢關聯(lián)控制信道)NRT Non-Real Time(非實時)OFF Offsetin Frame(幀中的偏移)PBCCH Packet Broadcast Control Channel(分組廣播控制信道)PCCCH Packet Common Control Channel(分組公共控制信道)PDCP Packet Data Convergence Protocol(分組數(shù)據(jù)會聚協(xié)議)PH Phase(狀態(tài))QoS Quality of Service(服務質量)RAB Radio Access Bearer(無線接入集合信道)RAN Radio Access Network(無線接入網(wǎng)絡)RDC Reassign Downlink Control(重新分配下行鏈路控制)RDT Reassign Downlink Traffic(重新分配下行鏈路業(yè)務)RLC Radio Link Control(無線鏈路控制)RR Radio Resource Management(無線資源管理)RRBP Relative Reserved Burst Period(相對預訂脈沖串周期)RT Real Time(實時)RTP Real Time Protocol(實時協(xié)議)RUC Reassign Uplink Control(重新分配上行鏈路控制)RUT Reassign Uplink Traffic(重新分配上行鏈路業(yè)務)SACCH Slow Associated Control Channel(慢關聯(lián)控制信道)SD Start Delay(開始延遲)SDT Start Downlink Traffic(開始下行鏈路業(yè)務)SID Silence Descriptor(無聲描述符)SUT Start Uplink Traffic(開始上行鏈路業(yè)務)
TBF Temporary Block Flow(臨時塊流動)TBFI Temporary Block Flow Identifier(臨時塊流動標識符)TCP Transport Control Protocol(傳送控制協(xié)議)TFI Temporary Flow Identifier(臨時流動標識符)TS Time Slot(時隙)UDP User Datagram Protocol(用戶數(shù)據(jù)報協(xié)議)UEP Unequal Error Protection(不相等誤差保護)UBMCH Uplink Block Message Channel(上行鏈路塊消息信道)UPRCH Uplink Periodic Reservation Channel(上行鏈路周期預訂信道)UMT Uplink(Burst)Message Type(上行鏈路(脈沖串)消息類型)UMTS Universal Mobile Telecommunications System(通用移動電信系統(tǒng))USF Uplink State Flag(上行鏈路狀態(tài)標記)UTCH/FS Uplink Traffic Channel for Full Rate Spech(用于全率語音的上行鏈路業(yè)務信道)UTCH/HS Uplink Traffic Channel for Half Rate Spech(用于半率語音的上行鏈路業(yè)務信道)UTCH/FD Uplink Traffic Channel fbr Full Rate Data(用于全率數(shù)據(jù)的上行鏈路業(yè)務信道)UTCH/HD Uplink Traffic Channel for Half Rate Data(用于半率數(shù)據(jù)的上行鏈路業(yè)務信道)UTRAN UMTS Terrestrial Radio Access Network(UMTS地面無線接入網(wǎng)絡)VAD Voice Activity Detection(話音活動量檢測)服務需求GERAN的服務需求以UMTS的服務需求為基礎，外加基于GSM/AMR的優(yōu)化語音服務。這些需求描述了無線集合信道等級，對并行集合信道流動的需求，越區(qū)切換，和與UMTS核心網(wǎng)絡校準。每個集合信道等級的具體誤差，通過量，和延遲需求要FFS，但容量范圍由當前的UMTS需求是清楚的。
與UMTS校準支持無線集合信道等級用于對話，流動，交互，和背景服務的UMTS無線集合信道等級利用較寬的誤差，通過量，和延遲需求的范圍覆蓋了實時和非實時數(shù)據(jù)服務的范圍。通過根據(jù)捕獲GERAN的唯一特性的需要來調節(jié)而將這些服務的GERAN需求與UMTS校準。
話音服務的需求以GSM/AMR的需求為基礎。專門為話音服務優(yōu)化GERAN無線集合等級。
支持具有不同QoS的并行集合信道流動GERAN將支持具有不同QoS需求的多達三個并行雙向集合信道流。該容量能夠支持同時的話音和數(shù)據(jù)服務以及多媒體服務。
用于RT服務的越區(qū)切換需求話音和實時數(shù)據(jù)服務具有現(xiàn)有的EGPRS重新選擇過程不支持的QoS特征。GERAN將包括在話音和實時數(shù)據(jù)服務的網(wǎng)絡輔助越區(qū)切換過程期間支持可接受的(TBD)QoS的維護的過程。這些越區(qū)切換過程的細節(jié)超出本文獻的范圍。
與UMTS核心網(wǎng)絡校準GERAN將僅利用適應GERAN的特有特性所需的那些變化與為UMTS建立的核心網(wǎng)絡接口需求相一致。特別是，這需要GERAN提供到UMTS核心網(wǎng)絡的Iu-ps接口。
目標配置限制阻塞調度為限制阻塞調度優(yōu)化所提出的概念，通過最充分地利用可使用的業(yè)務傳送信道實現(xiàn)最大的容量。在限制阻塞調度中，用于話音和實時數(shù)據(jù)服務傳遞的傳統(tǒng)電路信道因其在典型的流動期間明顯的″空載時間″周期而效率低。對于話音活動系數(shù)約為40％的話音服務，通過業(yè)務信道資源的統(tǒng)計復用明顯存在著增加整個容量的潛力。
限制干擾調度由于限制干擾系統(tǒng)必須在其信道容量的某一部分工作以達到可接受的集合性能，統(tǒng)計復用通常提供很少或不提供容量益處。然而，限制干擾調度(例如1/3重新使用)通過象射束形成和功率控制這樣的技術變成限制阻塞。它更適合優(yōu)化調度配置的GERAN，該調度配置利用使它們更限制阻塞的最新干擾管理技術的應用。該方案確保最大的容量利益可用于所有配置。
當頻譜可使用時優(yōu)選的較低積極重新使用(例如4/12)限制阻塞調度目前以及在可預見的將來將很普遍。在不受頻譜的可使用性限制的區(qū)域中優(yōu)選限制阻塞調度。由于在限制干擾條件下工作時覆蓋″孔″變得更普遍，在需要均勻服務質量的區(qū)域中也優(yōu)選限制阻塞調度。
所有新業(yè)務和控制信道本發(fā)明引入與射束形成和功率控制技術完全兼容的新業(yè)務和控制信道，能使其用于所有新業(yè)務和控制信道。這是通過將這些信道上的所有通信設計為點對點來實現(xiàn)的。在任何下行鏈路傳輸中沒有多播或廣播控制消息或控制字段。特別是，在任何下行鏈路脈沖串中不需要USF。
復用原理通過應用下列原理實現(xiàn)統(tǒng)計復用的優(yōu)點。
單向業(yè)務和控制信道所有新控制和業(yè)務信道是單向的，與上行鏈路和下行鏈路方向中的頻率和時隙分配無關?？筛鶕?jù)業(yè)務和控制信道功能的需要動態(tài)分配可使用的資源。這樣在可使用資源的分配中允許最大的靈活性。特別是，由于上行鏈路和下行鏈路資源需要獨立地出現(xiàn)，語音的統(tǒng)計復用需要斷開上行鏈路和下行鏈路信道之間的歷史關聯(lián)。當新數(shù)據(jù)或語音變得可用于傳輸時，斷開上行鏈路和下行鏈路之間的關聯(lián)使可用于分配的資源庫最大。
對于任何新GERAN概念必須首先考慮的是對半雙工移動的影響，給出其費用優(yōu)點。伴隨的論文專門講述了半雙工移動的考慮。專門設計新控制和業(yè)務信道，以便以使可用于分配給這些移動站的業(yè)務和控制信道的資源庫最大的方式支持半雙工移動。另一個進一步研究的考慮是對移動站上的可變上行鏈路/下行鏈路載波分離的影響。
不同時隙上的EGPRS狀態(tài)1和狀態(tài)2的業(yè)務由于需要獨立地分配上行鏈路和下行鏈路信道資源，不能在同一個時隙上復用EGPRS狀態(tài)1和狀態(tài)2(GERAN)業(yè)務。必須將該業(yè)務在任何時間分解到分離的時隙上。
復用不同的QoS等級該提議支持在相同信道上復用所有QoS等級。在所有流動中共享同一個上行鏈路和下行鏈路資源庫，而與其QoS等級無關，使統(tǒng)計復用的優(yōu)點最大。
TBF建立的操作在GERAN中增強GPRS/EGPRS的臨時塊流動(TBF)的概念，以便通過方向，QoS，和協(xié)議屬性具有唯一輪廓。
TBF輪廓的協(xié)商在移動站與網(wǎng)絡之間建立任何TBF之前，預占當前蜂窩中的CCCH或PCCCH，并由EGPRS中當前定義的過程控制。當建立第一個TBF時，其屬性定義如下TBF是單向(上行鏈路或下行鏈路)或雙向的。話音TBF通常是雙向的。數(shù)據(jù)TBF可以是單向或雙向的。需要任何有效交換，例如上層確認的數(shù)據(jù)業(yè)務可以是雙向的，因此節(jié)省了為周期業(yè)務重復TBF建立的額外開銷。向TBF指定與所希望的服務質量和集合信道等級一致的QoS屬性。給定指定QoS屬性，TBF也可適合于在兩個蜂窩之間切換時使服務中斷最小的網(wǎng)絡方向越區(qū)切換過程。
向TBF指定協(xié)議屬性。例如，對于話音服務，TBF使用為話音優(yōu)化的物理層信道編碼，并消除與其它協(xié)議層關聯(lián)的標題。數(shù)據(jù)服務通常需要為數(shù)據(jù)和所有協(xié)議層的標題的出現(xiàn)而優(yōu)化的物理層信道編碼，以便控制更復雜的協(xié)議功能。
用于建立的TBF的MAC過程一旦建立了第一個TBF，移動站保持在新RT業(yè)務和控制信道上，而與發(fā)送的數(shù)據(jù)存在或不存在無關，直到釋放該移動站的所有TBF。每個TBF保持有效，而與活動量無關，直到其超時或被網(wǎng)絡明確地釋放。
用于快速資源分配的信道當下行鏈路方向沒有數(shù)據(jù)傳送時(未向TBF指定下行鏈路業(yè)務信道)，移動站必須為快速資源分配指示(directive)監(jiān)測公共下行鏈路控制信道。這些分配指示根據(jù)需要向TBF指定業(yè)務信道資源，以利用有關的QoS屬性支持數(shù)據(jù)傳送。
當TBF具有現(xiàn)用的下行鏈路業(yè)務信道分配時，它通常利用另一個分配指示為快速關聯(lián)的控制信道消息監(jiān)測相同的物理信道。作為具有足夠的多時隙容量的移動站的一種替換，可要求該移動站監(jiān)測用于用戶數(shù)據(jù)的下行鏈路業(yè)務信道和用于快速分配指示的公共下行鏈路控制信道。
當移動站在下行鏈路方向具有多于一個現(xiàn)用TBF時，可要求其監(jiān)測公共下行鏈路控制信道和/或一個(或多個)用于快速分配指示的下行鏈路業(yè)務信道。
業(yè)務信道分配當TBF需要用于數(shù)據(jù)傳送的下行鏈路業(yè)務信道時，網(wǎng)絡向該移動站發(fā)送快速分配指示，以便分配用于數(shù)據(jù)傳送的下行鏈路業(yè)務信道。
當TBF需要用于數(shù)據(jù)傳送的上行鏈路業(yè)務信道時，移動站在上行鏈路快速接入控制信道上發(fā)送快速接入請求。網(wǎng)絡通過快速分配指示響應，以分配所需的上行鏈路資源。
在所有情況下，由于在TBF建立期間已經協(xié)商了QoS和協(xié)議屬性，不存在有關資源請求或分配的參數(shù)的模糊性。這些屬性在TBF期間不會從一個資源請求或分配改變到下一個資源請求或分配。
定時校準和功率控制只要移動站已建立了至少一個TBF，它保持在定時校準中和功率控制下。由于縮簡的脈沖串不必考慮失調，這樣允許所有接入脈沖串為正常長度。這樣也可避免在每個業(yè)務信道分配開始時執(zhí)行這些功能的額外開銷。
協(xié)議和架構為支持分組集合信道上的優(yōu)化語音，RT和NRT用戶，提出了兩個不同的協(xié)議堆棧以滿足如圖2所示的優(yōu)化語音和數(shù)據(jù)集合信道的要求。
在與QoS屬性一起建立的TBF協(xié)商用于特定TBF的協(xié)議堆棧。對于優(yōu)化的語音集合信道，在話音突峰期間向語音TBF分配專用單向業(yè)務信道。因此，不使用RLC/MAC標題。在語音TBF建立時交換IP/UDP/RTP標題信息，并因此從RF接口上的語音幀傳輸中將其消除。因此，對于優(yōu)化語音用戶省去了協(xié)議堆棧的整個陰影區(qū)，但對RT和NRT數(shù)據(jù)用戶不是這樣。對于RT和NRT數(shù)據(jù)用戶，保持EGPRS狀態(tài)2協(xié)議堆棧。對RT數(shù)據(jù)集合信道可能的優(yōu)化要FFS。
RLCGERAN僅對所需的那些擴展重新使用EGPRS狀態(tài)1 RLC，以使RLC過程適應新RT業(yè)務和控制信道。
MAC根據(jù)快速接入和該提議的分配過程，RT MAC對該GERAN是新的。
無線接口方面GERAN層1是EGPRS狀態(tài)1層1的增強版本。該增強涉及引入如下面描述的新的業(yè)務和控制信道類型。
業(yè)務信道設計GERAN中的所有業(yè)務信道被認為是單向信道。對語音業(yè)務信道進行鏈式交錯和對數(shù)據(jù)進行塊交錯。半率業(yè)務信道使用交替脈沖串。這對半雙工移動站有明顯復用優(yōu)點。在NRT數(shù)據(jù)的情況下，允許用RT數(shù)據(jù)和話音方便地復用。
語音，RT和NRT用戶可通過指定給同一個時隙上的兩個不同半率信道來共享一個時隙?？舍槍υ捯敉环寤颉鍞?shù)據(jù)間隔″的持續(xù)時間向具體的語音或數(shù)據(jù)用戶分配半率或全率業(yè)務信道。接收機不需要標題或挪用比特在這些業(yè)務信道之間進行識別。對于數(shù)據(jù)信道，挪用比特和標題格式用在EGPRS狀態(tài)Ⅰ中，但在下行鏈路上消除USF。
所有業(yè)務信道分配通過在新控制信道上發(fā)消息(包括TCH關聯(lián)控制信道)。
語音業(yè)務信道設計原理語音業(yè)務信道以在全率和半率信道上支持GSM/AMR模式為基礎。用于GSM/AMR模式的全率信道編碼與當前的GSM/AMR中的相同。用于半率AMR模式的信道編碼以8PSK或QPSK調制為基礎，取決于分開研究的結果。
交錯與GSM/AMR中一樣，所有情況中的交錯是40毫秒范圍的鏈式交錯。對于全率業(yè)務信道，通過20毫秒中4個無線脈沖串的鏈式重疊，該交錯40毫秒中在8個無線脈沖串上。對于半率業(yè)務信道，通過20毫秒中2個無線脈沖串的鏈式重疊，該交錯在40毫秒內隔開的4個無線脈沖串上。有時將該半率交錯模式描述為0246/1357，以描述40毫秒的間隔中在8個脈沖串上使用兩個半率信道中的每一個的交替脈沖串。有時將以20毫秒間隔在兩個半率信道之間交替的4個連續(xù)脈沖串上的2個語言幀的塊交錯的交替稱為0123/4567交錯。
與半雙工移動站的兼容性半雙工移動站通常對它們可支持的上行鏈路和下行鏈路信道的組合有嚴格的限制。由于統(tǒng)計復用可利用用于分配的較大資源庫更有效地工作，這是一個很重要的考慮。調查表明，通過定義所有半率業(yè)務和控制信道以便在任何一個時隙上使用不超過每隔一個脈沖串來對半雙工移動站實現(xiàn)最好的統(tǒng)計復用效率。下面討論為半率語音信道分配該脈沖串。
標題由于針對一個話音突峰長度將整個信道(全率或半率)用于TBF，不需要超出現(xiàn)有的GSM/AMR中的附加標題。
半語音塊對于鏈式交錯，在話音突峰的第一和最后20毫秒間隔中傳輸?shù)囊话胄畔⑼ǔＪ遣荒苁褂玫?。由于AMR利用每20毫秒的語音幀的不同規(guī)模而具有多種兼容的操作模式，能夠為這些目前不使用的比特定義新信道編碼，以便發(fā)射具體的語音幀。例如，利用7.4kbps的操作模式，能夠在第一塊不使用的比特上規(guī)定交替信道編碼以便對單個4.75kbps語音幀編碼。該半語音塊的性能比其余的語音幀的性能略差，但對通常的話音突峰質量的總的影響很小。
半語音塊的使用把到話音突峰開始的延遲降低20毫秒。通過利用半語音塊開始話音突峰，同樣將該業(yè)務信道上的總時間降低20毫秒(對應于開始鏈式交錯序列通常所需的第一個20毫秒的間隔)。通過對一個話音突峰最后的語音幀使用半語音塊，將該業(yè)務信道上的總時間另外降低20毫秒(總共40毫秒)，該話音突峰最后的語音幀對該話音突峰的清晰度相對不太重要。這是通過消除傳輸最無效的語音幀的最后20毫秒部分的要求實現(xiàn)的。
半語音塊也可用在話音突峰的中部以釋放傳輸一幀控制信息的空間。稱其為″模糊和脈沖串″信令，與″空白和脈沖串″信令相反。它用控制信息幀來代替整個語音幀。引入該″模糊和脈沖串″概念作為下面的新關聯(lián)控制信道。
話音突峰的初始脈沖串在GSM中，交錯必須在每隔20毫秒出現(xiàn)的無線塊邊界上開始。由于將每個話音突峰專門分配給業(yè)務信道，不需要保持該20毫秒的粒度。由于分配粒度從20毫秒減小到10毫秒，對于半率信道來說，允許話音突峰在任何脈沖串上開始，使到話音突峰開始的平均延遲改善了約5毫秒。由于分配粒度從20毫秒減小到5毫秒，全率信道的平均改善約為7.5毫秒。
AMR VAD和釋放延遲未設計目前的AMR VAD和釋放延遲間隔來利用語音的統(tǒng)計復用在系統(tǒng)中提供最佳性能。為進一步的研究候選它們兩者以減少話音突峰的平均長度而不明顯增加話音突峰出現(xiàn)的比率(它將造成RT控制信道上的負荷增加)。例如，應該能夠將釋放延遲間隔從7幀減少到更低的數(shù)量，例如2或3幀。目前仍不知道其如何影響控制信道負荷或語音削波的出現(xiàn)。
數(shù)據(jù)業(yè)務信道設計原理設計數(shù)據(jù)業(yè)務信道與語音業(yè)務信道完全兼容，同時重新使用為EGPRS定義的MCS1至MCS9信道編碼方案。
交錯對于全率數(shù)據(jù)信道，如在EGPRS中定義的，該交錯是0123/4567塊交錯。由于直到其被清楚地重新分配為止，TBF專用該信道，不需要脫離EGPRS。
對于半率數(shù)據(jù)信道，交錯是0246/1357塊交錯，每個數(shù)據(jù)塊在4個連續(xù)的奇數(shù)或偶數(shù)脈沖串(交替脈沖串)上交錯。
與半雙工移動站的兼容性與半率語音部分中一樣，半率數(shù)據(jù)業(yè)務信道與半率語音業(yè)務信道在統(tǒng)計復用效率方面具有相同優(yōu)點。
標題由于相對于數(shù)據(jù)突峰的長度將整個信道(全率或半率)專用于TBF，不需要超出現(xiàn)有EGPRS的附加標題。不使用USF并且可為其它目的定義。在所定義的該方案中同樣不使用TFI，但如果象在部分0中定義的，用ARI和/或TBFI來代替，則具有用于附加數(shù)據(jù)復用操作的潛在值。
話音突峰的初始脈沖串如上所述，數(shù)據(jù)信道可在任何分配的脈沖串上開始數(shù)據(jù)突峰，并在到數(shù)據(jù)突峰開始的延遲中提供與話音突峰相同的改進。
業(yè)務信道定義業(yè)務信道定義如下。
用于全率語音的下行鏈路業(yè)務信道(DTCH/FS)。該信道包括一個完整的時隙，具有8脈沖串鏈式交錯。該信道使用GMSK調制和非均勻差錯保護。
用于半率語音的下行鏈路業(yè)務信道(DTCH/HS)。該信道包括交替脈沖串上的一半時隙，具有4個脈沖串鏈式交錯。該時隙上的信道1包括偶數(shù)脈沖串，信道2包括奇數(shù)脈沖串。規(guī)定該調制和編碼方案。
用于全率數(shù)據(jù)的下行鏈路業(yè)務信道(DTCH/FD)。該信道包括一個完整的時隙，具有4個脈沖串塊交錯。將EGPRS狀態(tài)Ⅰ調制和編碼方案(MCS1-MCS9)用于該塊。釋放USF。
用于半率數(shù)據(jù)的下行鏈路業(yè)務信道(DTCH/HD)。該信道包括交替脈沖串上的一半時隙，具有4個脈沖串塊交錯。該時隙上的信道1包括偶數(shù)脈沖串，信道2包括奇數(shù)脈沖串。將EGPRS狀態(tài)Ⅰ調制和編碼方案(MCS1-MCS9)用于該塊(四個交替脈沖串)。釋放USF。
用于全率語音的上行鏈路業(yè)務信道(UTCH/FS)。該信道包括一個完整的時隙，具有8個脈沖串鏈式交錯。該信道使用GMSK調制和非均勻差錯保護。
用于半率語音的上行鏈路業(yè)務信道(UTCH/HS)。該信道包括交替脈沖串上的一半時隙，具有4個脈沖串鏈式交錯。該時隙上的信道1包括偶數(shù)脈沖串，信道2包括奇數(shù)脈沖串。規(guī)定該調制和編碼方案。
用于全率數(shù)據(jù)的上行鏈路業(yè)務信道(UTCH/FD)。該信道包括一個完整的時隙，具有4個脈沖串塊交錯。將EGPRS狀態(tài)Ⅰ調制和編碼方案(MCS1-MCS9)用于該塊。
用于半率數(shù)據(jù)的上行鏈路業(yè)務信道(UTCH/HD)。該信道包括交替脈沖串上的一半時隙，具有4個脈沖串塊交錯。該時隙上的信道1包括偶數(shù)脈沖串，信道2包括奇數(shù)脈沖串。將EGPRS狀態(tài)Ⅰ調制和編碼方案(MCS1-MCS9)用于該塊(四個交替脈沖串)。
半率業(yè)務信道結構半率業(yè)務信道包括一個時隙的偶數(shù)脈沖串(信道1)或奇數(shù)脈沖串(信道2)。半率業(yè)務信道的該偶數(shù)或奇數(shù)脈沖串在多幀中的分配不改變。它對當前的GSM業(yè)務信道毫無價值，脈沖串分配在奇數(shù)脈沖串和偶數(shù)脈沖串之間的多幀內每隔13個幀交替。脈沖串分配中的這種變化是與半雙工移動站的最大兼容性所必需的。
對于數(shù)據(jù)業(yè)務信道，不存在MSACCH，在一個時隙中指定的脈沖串都可用于業(yè)務。
語音和數(shù)據(jù)業(yè)務的復用可將兩個不同的半率業(yè)務信道(語音或數(shù)據(jù))分配給兩個不同的狀態(tài)，即一個時隙的奇數(shù)脈沖串或偶數(shù)脈沖串。在話音突峰期間將語音業(yè)務信道(半率或全率)分配給語音用戶。在數(shù)據(jù)突峰期間，一種簡單的固定分配過程將一個完整的數(shù)據(jù)業(yè)務信道(全率或半率)連續(xù)地分配給TBF。
在話音突峰期間不存在與全率語音用戶的復用，或在數(shù)據(jù)突峰期間不存在與全率數(shù)據(jù)用戶的復用。在全率話音或數(shù)據(jù)突峰結束后，可將對應的時隙分配給全速率或半率話音或數(shù)據(jù)TBF。
實時控制信道設計新RT控制信道提供進行話音和實時數(shù)據(jù)服務的統(tǒng)計復用所需的快速資源分配?；诿}沖串的爭用接入過程允許MS預占RT控制信道，以便每當上行鏈路業(yè)務流動從待用過度到現(xiàn)用時(例如當一個語音用戶的下一個話音突峰開始時)，為上行鏈路資源發(fā)信號。移動的接入請求識別符ARI在該接入脈沖串中傳輸，該接入脈沖串允網(wǎng)絡立即進行爭用解決。該網(wǎng)絡還在下行鏈路中包括單脈沖串快速分配消息中的ARI。具有5毫秒粒度的快速重試增加了單脈沖串接入和快速分配方案的強壯度?？焖僦匦路峙浜徒K止向網(wǎng)絡提供了分配和重新分配資源并滿足RT TBF的QoS的容量。
控制信道功能現(xiàn)有的BCCH或PBCCH提供移動站接入GERAN所需的廣播信息?，F(xiàn)有的CCCH或PCCCH提供協(xié)商初始TBF的屬性和傳送接入RT控制信道所需的參數(shù)的能力。一旦在話音，RT數(shù)據(jù)或NRT數(shù)據(jù)TBF中，需要下列功能(除非列出例外)。
接入請求移動站必須具有以TBF的名義請求上行鏈路資源的能力。
業(yè)務和控制信道分配網(wǎng)絡必須具有對移動站進行業(yè)務和控制信道分配(針對上行鏈路和下行鏈路資源)的能力。
TBF結束控制移動站必須具有請求網(wǎng)絡結束特定TBF的能力。該網(wǎng)絡必須具有操縱移動站立即終止TBF的能力。
網(wǎng)絡方向的確認移動站必須具有確認業(yè)務和控制信道分配以及TBF結束指令的能力，以便觸發(fā)確保快速資源分配的任何所需的重試過程。
定時超前和功率控制網(wǎng)絡必須能夠以定時超前和功率控制向移動站發(fā)出任何所需調節(jié)的信號。
越區(qū)切換信令如果移動站具有建立的話音或RT數(shù)據(jù)的TBF，則適合于越區(qū)切換過程。這種情況下，需要移動站向網(wǎng)絡提供定期的相鄰蜂窩的測量報告。網(wǎng)絡將向移動站發(fā)送所需的越區(qū)切換方向，在越區(qū)切換期間和之后適當?shù)貙⒃撘苿诱颈３衷赗T控制信道的控制下，以使服務中斷最小。
附加TBF的協(xié)商移動站或網(wǎng)絡必須能夠在處在RT控制信道的控制下的同時開始附加TBF的協(xié)商，以移動站的多時隙能力為條件。特別是，在處在RT控制信道的控制下時必須能為控制信令建立缺省數(shù)據(jù)TBF。
AMR信令在話音TBF期間，必須能使網(wǎng)絡向移動站發(fā)送定期的AMR模式命令。在下行鏈路話音突峰之外的話音TBF期間，必須能使網(wǎng)絡向移動站發(fā)送定期的SID信息。
在話音TBF期間，必須能使移動站向網(wǎng)絡發(fā)送定期的AMR模式請求。在上行鏈路話音突峰之外的話音TBF期間，必須能使移動站向網(wǎng)絡發(fā)送定期的SID信息。
RLC信令RLC信令可包括例如ack/nack消息，和BEP測量結果。
數(shù)據(jù)TBF期間，在下行鏈路方向的通信處理中，必須能使移動站向網(wǎng)絡發(fā)送定期的RLC控制消息。
數(shù)據(jù)TBF期間，在上行鏈路方向的通信處理中，必須能使網(wǎng)絡向移動站發(fā)送定期的RLC控制消息。
如果已將數(shù)據(jù)業(yè)務信道分配給需要RLC控制消息傳輸?shù)姆较蛑械腡BF，現(xiàn)有的RLC過程已經允許RLC控制消息與RLC數(shù)據(jù)幀自由地復用。
控制信道設計原理能夠統(tǒng)計復用的RT控制信道的關鍵功能是快速接入，分配，和確認。下列原理確保這些功能的快速性能。
基于脈沖串的信道所有快速接入，分配，和確認信道使用單脈沖串消息。這樣確保高容量的點對點傳輸以便通過每隔5毫秒的傳輸時機與射束方向控制和功率控制過程，精細的臨時粒度兼容。
接入請求識別符向每個移動站分配一個ARI作為RT控制信道上接入和分配過程期間的唯一識別符。通過在接入脈沖串中包括ARI，網(wǎng)絡立即進行爭用解決，而不是如同在GPRS和EGPRS中那樣在業(yè)務信道上等待爭用解決過程。該網(wǎng)絡可通過包括ARI的脈沖串分配消息立即響應。
半率和全率信道通常向快速接入，分配，和確認信道分配在給定時隙中具有所有脈沖串的全率信道。作為替換，也可以分配這些信道作為使用一個時隙中的所有奇數(shù)或所有偶數(shù)脈沖串的半率信道。
特別應指出，快速接入信道完全是針對爭用接入分配的。該網(wǎng)絡不向信號爭用時機廣播USF。由于不需要監(jiān)測USF，這在特定情況下等待進行接入的嘗試中節(jié)省了多達40毫秒。
快速重試由于所有全率接入，分配，和確認信道具有5毫秒粒度，這樣允許這些過程的快速重試多達每隔5毫秒一次。半率信道具有10毫秒的粒度。即使在這些信道上具有高誤差率，可迅速和有效地進行接入和分配過程。應指出，希望在這些信道上有跳頻以減少或消除脈沖串對脈沖串的衰落相關。
快速控制信道分配在TBF的建立中分配快速接入，分配，和確認信道，并在整個TBF中繼續(xù)使用，除非將它們重新指定。
相關控制信道定義定義幾個新的相關控制信道以支持所需的控制信道功能，同時該移動在需要該控制信令的方向中在業(yè)務信道上現(xiàn)用。
快速關聯(lián)控制信道(FACCH)FACCH與0中定義的每個業(yè)務信道關聯(lián)。因此，對于下行鏈路全率語音信道上的FACCH，與DTCH/FS關聯(lián)的FACCH被稱為FACCH/DFS。如此給其它FACCH信道命名。如同在GSM AMR集合信道中一樣，使用標準FACCH編碼。
模糊和脈沖串FACCH(DFACCH)DFACCH與0中定義的每個業(yè)務信道關聯(lián)。因此，與UTCH/FS關聯(lián)的DFACCH被稱為DFACCH/UFS。如此給其它DFACCH信道命名。
對DFACCH編碼的進一步研究超出了本發(fā)明的范圍。
基于脈沖串的FACCH(BFACCH)BFACCH與0中定義的每個業(yè)務信道關聯(lián)。因此，與DTCH/FS關聯(lián)的BFACCH被稱為BFACCH/DFS。如此給其它BFACCH信道命名。
在BFACCH上傳輸基于脈沖串的控制消息，代替同時在在業(yè)務信道上用于快速接入，分配，或確認的單脈沖串語音或數(shù)據(jù)。使用新的訓練序列或挪用比特從語音或數(shù)據(jù)中識別BFACCH。進一步研究BFACCH信道編碼。
改進的慢關聯(lián)的控制信道(MSACCH)MSACCH與0中定義的每個業(yè)務信道關聯(lián)。因此，與DTCH/FS關聯(lián)的MSACCH被稱為MSACCH/DFS。如此給其它MSACCH信道命名。
MSACCH是一組在定期的基礎上預訂的脈沖串，并與為GSM語音業(yè)務信道定義的SACCH具有相同結構。
在MSACCH上傳輸基于塊的信令消息，例如相鄰測量結果報告。
公共上行鏈路控制信道定義快速隨機接入信道(FRACH)設計FRACH傳輸單脈沖串快速爭用接入消息。FRACH上的業(yè)務與RACH和PRACH隔離。由于假設移動站接入FRACH上為時間對準，F(xiàn)RACH脈沖串上的保護周期較短并且該消息規(guī)?？梢暂^大。FRACH上最大的消息長度是TBD。
FRACH包括所有脈沖串上的全部時隙，或交替脈沖串上的一半時隙(半率)。
快速確認信道(FACKCH)設計FACKCH傳輸單脈沖串消息，以便確認來自網(wǎng)絡的確認分配和終止方向。在預訂的脈沖串中進行FACKCH傳輸。
在輪詢的基礎上使用RRBP方案在FACKCH上傳輸單脈沖串確認消息。這樣允許在20毫秒的塊周期內完成多個基于脈沖串的分配/確認序列并改善實時統(tǒng)計復用的速度和可靠性。
FACKCH包括所有脈沖串上的全部時隙(全率)，或交替脈沖串上的一半時隙(半率)。
上行鏈路定期預訂信道(UPRCH)使用UORCH傳輸需要在定期的基礎上更新的信令消息，例如SID更新和相鄰測量結果報告。它能夠在MSACCH上完全傳輸信令消息(例如跨越480毫秒)前放棄業(yè)務信道(例如在話音突峰結束時)。在釋放上行鏈路業(yè)務信道時為MSACCH信令的連續(xù)性設計UPRCH。
在分配上行鏈路業(yè)務信道時釋放UPRCH，并且每當在釋放上行鏈路業(yè)務信道時重新分配。
UPRCH包括所有脈沖串上的全部時隙(全率)，或交替脈沖串上的一半時隙(半率)。網(wǎng)絡為不在上行鏈路話音突峰中的每個話音TBF在全率UPRCH上每隔26個脈沖串預訂一個。26個話音TBF可同時共享全率UPRCH。
上行鏈路塊消息信道(UBMCH)為使用RRBP級方案中的輪詢預訂脈沖串而為塊(4脈沖串)消息，例如RLC信令設計UBMCH。
公共下行鏈路控制信道定義快速分配信道(FASSCH)設計FASSCH以便當沒有分配給MS的下行鏈路業(yè)務時傳輸單脈沖串分配和終止消息。使用不同消息指定下行鏈路業(yè)務信道，下行鏈路控制信道，上行鏈路業(yè)務信道，和上行鏈路控制信道。
FASSCH包括所有脈沖串上的全部時隙(全率)，或交替脈沖串上的一半時隙(半率)。
下行鏈路定期預訂信道(DPRCH)使用DPRCH傳輸需要在定期的基礎上更新的信令消息，例如SID更新，定時超前，和功率控制。它能夠在MSACCH上完全傳輸信令消息(例如跨越480毫秒)前放棄業(yè)務信道(例如在話音突峰結束時)。在釋放下行鏈路業(yè)務信道時為MSACCH信令的連續(xù)性設計DPRCH。
在分配下行鏈路業(yè)務信道時釋放DPRCH，并且每當在釋放下行鏈路業(yè)務信道時重新分配。
DPRCH包括所有脈沖串上的全部時隙(全率)，或交替脈沖串上的一半時隙(半率)。網(wǎng)絡為不在下行鏈路話音突峰中的每個話音TBF在全率DPRCH上預訂每26個脈沖串中的一個。26個話音TBF可同時共享全率DPRCH。
下行鏈路塊消息信道(DBMCH)為塊(4個脈沖串)消息，例如RLC信令，越區(qū)切換方向等設計DBMCH。
公共控制信道的復用FRACH,FACKCH,UPRCH,FASSCH和DPRCH可以是全率或半率控制信道。全率控制信道使用每個多幀中的所有脈沖串。半率控制信道使用每個多幀中的每個奇數(shù)或每個偶數(shù)脈沖串。
不在相同的全率或半率信道上復用這些信道。
可向一個時隙的兩個不同狀態(tài)(所有奇數(shù)或所有偶數(shù))分配兩個不同的半率控制或業(yè)務信道。應指出，對半率控制信道的脈沖串分配與對半率業(yè)務信道的脈沖串分配兼容并且相同。
DBMCH和UBMCH與其它公共控制信道的復用要FFS。
實時TBF操作的概述增強TBF(GPRS狀態(tài)1)的定義以支持RT服務。每個RT TBF可以是雙向(例如語音)或單向的(例如最佳結果數(shù)據(jù))。在PCCCH或CCCH上執(zhí)行RT TBF初始建立。每個RT TBF具有關聯(lián)的TBF輪廓。TBF建立期間RT TBF輪廓的協(xié)商包括QoS需求和由RAB支持的協(xié)議堆棧。
初始TBF建立期間交換的附加信息包括下列內容由網(wǎng)絡分配并發(fā)送到MS的臨時MS接入請求識別符ARI。
通過在PBCCH/BCCH上的廣播消息或清楚的信令向MS傳送載波信息(包括跳頻序列)。細節(jié)要FFS。
按請求的TBF向MS分配TBF識別符(TBFI)。
為RT和NRT數(shù)據(jù)TBF協(xié)商TBF待用定時器。對RT語音TBF是任選的(FFS)。
一旦建立了RT TBF，向MS分配一組RT控制信道，即用于上行鏈路信令的FRACH,FACKCH,UBMCH和UPRCH，以及用于下行鏈路信令和控制的FASSCH,DBMCH和DPRCH。每當釋放UTCH(或DTCH)時可重新分配UPRCH(或DPRCH)。在TBF期間不需要重新分配其余的控制信道，即用于上行鏈路的FRACH,FACKCH和UBMCA，以及用于下行鏈路的FASSCH和DBMCH。
使用快速接入和快速分配過程獨立啟動與RT TBF關聯(lián)的上行鏈路和/或下行鏈路業(yè)務?？稍赗T控制信道上協(xié)商和建立附加RTNRT TBF。
已建立的雙向TBF具有下列4種狀態(tài)TBF待用，DL現(xiàn)用，UL現(xiàn)用，和DL和UL現(xiàn)用。圖6示出單雙向RT TBF的狀態(tài)轉移圖。單向RT TBF和NRT TBF(如EGPRS狀態(tài)1中的定義)的狀態(tài)轉移是這些狀態(tài)的分組和可允許與雙向RT TBF關聯(lián)的轉移。
RT TBF狀態(tài)定義所建立的雙向RT TBF具有四種狀態(tài)，如圖6所示。圖5中也示出了信道分配(表1)。
RT TBF狀態(tài)DL待用在該狀態(tài)下，沒有向MS分配用于TBF的上行鏈路或下行鏈路業(yè)務信道。MS和網(wǎng)絡可以單獨初始上行鏈路和下行鏈路業(yè)務，建立新TBF，結束當前的TBF，或結束與MS關聯(lián)的所有TBF。網(wǎng)絡也可以向MS重新分配公共控制信道。
定時器可以按RT TBF與該狀態(tài)關聯(lián)，允許MS在下行鏈路和上行鏈路業(yè)務結束后處在可配置時間的TBF建立狀態(tài)。這樣避免了重新協(xié)商RT TBF的輪廓，應使下行鏈路或上行鏈路業(yè)務流在較短的時間周期內重新開始。
RT TBF狀態(tài)DL現(xiàn)用在該狀態(tài)下，向MS分配與RT TBF關聯(lián)的下行鏈路業(yè)務信道。使用BFACCH傳輸下行鏈路單脈沖串消息。使用FACCH和/或MSACCH傳輸其它下行鏈路信令和控制消息。
在分配給MS的上行鏈路公共信道上傳送上行鏈路信令和控制消息，上行鏈路公共信道在MS可能已建立的并行TBF中共享。
可在RT控制信道上初始新TBF。
RT TBF狀態(tài)UL現(xiàn)用在該狀態(tài)下，向MS分配與RT TBF關聯(lián)的上行鏈路業(yè)務信道。
使用BFACCH傳輸上行鏈路單脈沖串消息。使用FACCH和/或MSACCH傳輸其它上行鏈路信令和控制消息。
在分配給MS的下行鏈路公共控制信道上傳送下行鏈路信令和控制消息，該下行鏈路公共控制信道在MS可能已建立的并行TBF中共享。
可在RT控制信道上初始新TBF。
RT TBF狀態(tài)DL和UL現(xiàn)用在該狀態(tài)，向MS分配與RT TBF關聯(lián)的上行鏈路業(yè)務信道和下行鏈路業(yè)務信道。
使用BFACCH傳輸下行鏈路和上行鏈路單脈沖串消息。使用FACCH和/或MSACCH傳輸其它信令和控制消息。
可在RT控制信道上初始新TBF。
與單個RT TBF狀態(tài)轉移關聯(lián)的過程定義一組過程以進行與RT TBF關聯(lián)的狀態(tài)轉移。圖6(表2)示出與每個單獨的RT TBF狀態(tài)轉移關聯(lián)的過程和所涉及的可應用狀態(tài)。下面進一步描述用于該過程的定義和消息流。
控制消息上行鏈路信令和控制消息圖7(表3)提供了上行鏈路信令和控制消息以及使用的控制信道的概述。
接入請求如果分配了一個UTCH，則在BFACCH上發(fā)送該單脈沖串消息；否則，在FRACH上發(fā)送。其使用和內容在部分0中進一步描述。
對分配的確認如果分配了UTCH，在BFACCH上發(fā)送該組單個的脈沖串消息；否則，在FACKCH上發(fā)送。其使用和內容以后將在專門論述這一問題時進一步描述。
AMR模式請求如果分配了UTCH，在帶內發(fā)送AMR模式請求(2比特)。否則，在與其它周期信令消息，例如SID更新和相鄰測量報告復用的UPRCH上發(fā)送。這些消息的復用細節(jié)要FFS。
SID更新在與AMR模式請求和相鄰測量報告復用的UPRCH上發(fā)送SID更新。
相鄰測量報告如果分配了UTCH，則在MSACCH上發(fā)送；否則，在與其它周期信令消息，例如SID更新和AMR模式請求復用的UPRCH上發(fā)送。
RLC信令根據(jù)EGPRS狀態(tài)1的RLC過程，在UTCH或UBMCH上發(fā)送RLC信令。
結束TBF請求在BFACCH或FRACH上發(fā)送該單脈沖串消息。其使用和內容在下面進一步描述。
下行鏈路信令和控制消息圖8(表4)示出了所使用的下行鏈路信令和控制消息，以及RT控制信道的概述。
分配所有分配消息基于脈沖串。如果分配了DTCH，將它們在BFACCH上發(fā)送；否則，在FASSCH上發(fā)送。其使用和內容在下面進一步描述。
AMR模式命令如果分配了DTCH，則在帶內發(fā)送AMR模式命令(2比特)。否則，在與其它周期信令消息，例如SID更新和定時超前復用的DPRCH上發(fā)送。這些消息的復用細節(jié)要FFS。
SID更新在與AMR模式命令和定時超前復用的DPRCH上發(fā)送SID更新。
越區(qū)切換方向如果分配了DTCH，則在FACCH上發(fā)送越區(qū)切換方向；否則，在DBMCH上發(fā)送。
RLC信令根據(jù)EGPRS狀態(tài)1 RLC過程，在DTCH或DBMCH上發(fā)送RLC信令。
定時超前如果向MS分配了DTCH，則在MSACCH上發(fā)送定時超前；否則在DPRCH上發(fā)送。
功率控制如果向MS分配了DTCH，則在MSACCH上發(fā)送功率控制；否則，在DPRCH上發(fā)送。
結束TBF命令由網(wǎng)絡在BFACCH或FASSCH上發(fā)送該單脈沖串消息，以終止由該MS建立的單TBF或所有TBF。其內容在下面進一步描述。
下行鏈路脈沖串消息內容圖9(表5)提供了下行鏈路脈沖串消息和其內容的概述。
分配UTCH該消息用于按規(guī)定的TBF(由TBFI識別)分配UTCH。ARI字段包括快速爭用解決。
延遲的分配UTCH該消息用來延遲對規(guī)定的TBF(由TBFI識別)的UTCH分配。延遲字段表示移動站在其可以再次嘗試之前必須等待上行鏈路資源分配的周期。
分配DTCH該消息用來按規(guī)定的TBF(由TBFI識別)分配DTCH。RRBP字段用來表示用于發(fā)送該確認的預留脈沖串。
分配UPRCH在未向MS分配UTCH時，該消息用來向MS分配UPRCH以用于上行鏈路周期信令。當釋放UTCH并且MSACCH上的周期上行鏈路信令需要繼續(xù)在UPRCH上時重新分配該UPRCH。
分配DPRCH在未向MS分配DTCH時，該消息用來向MS分配DPRCH以用于下行鏈路周期信令。當釋放DTCH并且MSACCH上的周期下行鏈路信令需要繼續(xù)在DPRCH上時重新分配該UPRCH。
分配FRACH該消息用來向MS分配上行鏈路FRACH以用于快速爭用接入。在最初TBF建立時向MS分配FRACH，并且在建立的TBF期間通常不改變。
分配FACKCH在輪詢時，該消息用來向MS分配上行鏈路FACKCH以用于在預訂的脈沖串上發(fā)送確認。在最初TBF建立時向MS分配FACKCH，并且在建立的TBF期間通常不改變。
分配FASSCH該消息用來向MS分配下行鏈路FASSCH以用于監(jiān)測分配消息。在最初TBF建立時向MS分配FASSCH，并且在建立的TBF期間通常不改變。
結束TBF命令由網(wǎng)絡使用該消息以終止由MS建立的一個TBF(由TBFI識別)或所有TBF(TBFI=0)。
上行鏈路脈沖串消息內容圖10(表6)提供了上行鏈路脈沖串消息和其內容的概述。
接入請求由MS使用該消息以按規(guī)定的TBF(由TBFI識別)請求UTCH。
確認UTCH/DTCH/UPRCH/DPRCH/FRACH/FACKCH/FASSCHMS使用該組消息確認業(yè)務和控制信道分配確認結束TBFMS使用該消息確認結束TBF命令。
結束TBF請求MS使用該消息請求終止由MS建立的一個TBF或所有TBF(TBFI=0)。
信息單元定義
上述BBAA方法已應用到用于接入和分配的系統(tǒng)，以便在GERAN中實時和非實時地服務如下。下面的四個分部中描述了在統(tǒng)計復用話音，實時數(shù)據(jù)，和非實時數(shù)據(jù)的系統(tǒng)中對上行鏈路和下行鏈路業(yè)務信道資源(分別是UTCH和DTCH)進行實時安排所需的四個關鍵過程。每個數(shù)據(jù)流被稱為TBF(temporary block flow臨時塊流)。在快速隨機接入信道(FRACH)上進行接入請求。如果移動站未在下行鏈路業(yè)務信道上，業(yè)務信道分配則在公共快速分配信道(FASSCH)上進行，或在從正進行的下行鏈路業(yè)務挪用單脈沖串的基于脈沖串的快速關聯(lián)控制信道(BFACCH)上進行。如果移動站未在上行鏈路業(yè)務信道上，對分配的確認則在公共快速確認信道(FACKCH)上進行，或在BFACCH上進行。在上行鏈路(下行鏈路)話音突峰或數(shù)據(jù)突峰結束時，該網(wǎng)絡重新分配上行鏈路(下行鏈路)周期預訂信道[UPRCH(DPRCH)]，以便在移動站和網(wǎng)絡之間允許慢關聯(lián)控制信令的連續(xù)性。
開始上行鏈路業(yè)務(SUT)如圖11所示，移動站(MS)使用SUT過程開始與TBF關聯(lián)的上行鏈路業(yè)務流。上行鏈路業(yè)務流指向作為使用GERAN方法的網(wǎng)絡的部件的基站。
結束上行鏈路業(yè)務(EUT)如圖12所示，網(wǎng)絡和MS使用EUT過程來終止與TBF關聯(lián)的上行鏈路業(yè)務流。
開始下行鏈路業(yè)務(SDT)如圖13所示，網(wǎng)絡使用SDT過程來開始與TBF關聯(lián)的下行鏈路業(yè)務流。
結束下行鏈路業(yè)務(EDT)如圖14所示，網(wǎng)絡使用EDT過程來終止與TBF關聯(lián)的下行鏈路業(yè)務流。
重新分配上行鏈路業(yè)務(RUT)
如圖15所示，網(wǎng)絡使用RUT過程向與TBF關聯(lián)的MS分配新的上行鏈路業(yè)務信道。
重新分配下行鏈路業(yè)務(RDT)如圖16所示，網(wǎng)絡使用RDT過程向與TBF關聯(lián)的MS分配新的下行鏈路業(yè)務信道。
重新分配上行鏈路控制(RUC)如圖17所示，網(wǎng)絡使用RUC過程向MS分配新的上行鏈路控制信道。
重新分配下行鏈路控制(RDC)如圖18所示，網(wǎng)絡使用RDC過程向MS分配新的下行鏈路控制信道。
結束TBF(ET)如圖19所示，使用ET過程終止一個TBF或所有TBF。也可在差錯情況對所有其它情況使用結束TBF過程。每當分配期間出現(xiàn)差錯時，MS或網(wǎng)絡可使用結束TBF消息中斷正在進行的過程。
性能結果在EGPRS狀態(tài)Ⅱ中對半率信道的交錯可以在4個連續(xù)的脈沖串(表示為0123/4567交錯)或4個交替的脈沖串(表示為偶/奇交錯或0246/1357交錯)上的半率信道交錯EGPRS狀態(tài)Ⅱ(RT-EGPRS)上的無線塊。
交錯方案的選擇基于下列考慮目前的半雙工操作；開始話音突峰的延遲量；結束延遲的長度；話音和數(shù)據(jù)業(yè)務的復用量；和鏈路等級性能。
下面，在情況4的操作假設下(統(tǒng)計復用支持話音用戶)在上面的區(qū)域中評估兩種交錯方案的性能。
半雙工操作當可用于分配的資源庫較大時通過統(tǒng)計復用可實現(xiàn)更高的效率。然而，半雙工(即類型Ⅰ)移動站限制了可在上行鏈路和下行鏈路方向中分配的信道。這樣影響了可用于業(yè)務和控制信道分配的資源。由半雙工移動站強加的資源限制在不同活動周期期間可依據(jù)其功能而不同。所要考慮的活動周期如下在任何一個方向無業(yè)務-由下行鏈路控制信道限定上行鏈路控制信道的分配，反之亦然僅在下行鏈路中有業(yè)務-由上行鏈路控制信道限定下行鏈路業(yè)務信道的分配，反之亦然僅在上行鏈路中有業(yè)務-由下行鏈路控制信道限定上行鏈路業(yè)務信道的分配，反之亦然在兩個方向有業(yè)務-由下行鏈路業(yè)務信道限定上行鏈路業(yè)務信道的分配，反之亦然作為說明的例子，考慮上行鏈路話音突峰在進程中，下行鏈路話音突峰剛開始的情況。圖20示出假設0246/1357交錯時可分配給第1級移動站的下行鏈路話音突峰的半率信道。如果假設該移動站在上行鏈路時隙5(與下行鏈路時隙0重疊)上的奇數(shù)(1357)脈沖串期間被使用，則可在下行鏈路上分配時隙3至7上的偶數(shù)脈沖串和時隙0至4上的奇數(shù)脈沖串。因此，可分配下行鏈路上16個可能的半率信道中的10個。如果假設連續(xù)的脈沖串交錯(0123/4567)，可僅向該移動站分配下行鏈路上16個可能的半率信道中的7個(見圖21)。圖22和23說明了第8級移動站的對應資源的可使用性。在兩種情況下，對于這些移動站等級，可觀察到0246/1357交錯比0123/4567交錯可用于業(yè)務信道分配的資源庫大43％。
圖20示出可分配給第1級(半雙工，單時隙容量(capable),Tta=3,Trb=2,Ttb=Tra=0)MS的下行鏈路話音突峰的資源庫；假設在交替(奇/偶)脈沖串上執(zhí)行的交錯是4脈沖串交錯。
圖21示出可分配給第1級(半雙工，單時隙容量，Tta=3,Trb=2,Ttb=Tra=0)MS的下行鏈路話音突峰的資源庫；假設在連續(xù)脈沖串上執(zhí)行的交錯是4脈沖串交錯。
圖22示出可分配給第8級(半雙工，下行鏈路4時隙容量，Tta=4,Trb=1,Ttb=Tra=0)MS的下行鏈路傳輸?shù)馁Y源庫；假設在交替脈沖串上執(zhí)行的交錯是4脈沖串交錯。
圖23示出可分配給8級(半雙工，下行鏈路4時隙容量，Tta=4,Trb=1,Ttb=Tra=0)MS的下行鏈路傳輸?shù)馁Y源庫；假設在連續(xù)脈沖串上執(zhí)行的交錯是4脈沖串交錯。
圖24示出下行鏈路話音突峰可針對第1級(半雙工，單時隙容量，Tta=3,Trb=2,Ttb=Tra=0)MS開始的脈沖串；假設是交替脈沖串交錯。
圖25示出下行鏈路話音突峰可針對第1級(半雙工，單時隙容量，Tta=3,Trb=2,Ttb=Tra=0)MS開始的脈沖串；假設是連續(xù)脈沖串交錯。
開始話音突峰中的延遲另外，考慮上行鏈路時隙5(與下行鏈路時隙0重疊)上的奇數(shù)(1357)脈沖串期間現(xiàn)用的移動站的情況。那么在下行鏈路上，可向其分配時隙3至7上的偶數(shù)脈沖串和時隙0至4上的奇數(shù)脈沖串。圖24示出在使用0246/1357交錯時下行鏈路話音突峰可針對第1級移動站開始期間的脈沖串。圖6示出使用0123/4567交錯時下行鏈路話音突峰可以開始期間的脈沖串。
給出下行鏈路上可分配給第1級移動站(在雙工限定下)使用的半率信道，可觀察到下列情況傳輸開始時間中的粒度(見圖24和25)如果假設該交錯序列可在任何脈沖串上開始，圖24和25的粒度對0123/4567交錯是40ms，對0246/1357交錯是10ms。
到開始的平均延遲(見圖24和25)圖24和25中的平均延遲對0123/4567交錯是20ms，而對0246/1357交錯是5ms。
結束延遲圖26示出單個時隙上的半率語音和數(shù)據(jù)信道；針對假設在″偶數(shù)″脈沖串上鏈式交錯的半率語音用戶示出了話音突峰的開始。
假設分配話音突峰在脈沖串0開始。0246/1357交錯在脈沖串0,2中以第一語音幀的半塊傳輸開始。0123/4567交錯以脈沖串0,1,2,3中前兩個語音幀的傳輸開始。圖26示出對于0246/1357交錯，語音幀0,1,2,3,4,5和6變得可分別在脈沖串2,6,10,16,20,24和28的結束時可在接收機使用。圖28示出0123/4567交錯的對應可使用性分別在脈沖串3,3,11,11,20,20,29的結尾。圖27是表示具有不同交錯方案的語音幀到達和結束瞬間的表格。在圖27中，脈沖串0的結尾出現(xiàn)在0.0ms。應指出，由任何多幀期間的任何一個語音幀經歷的最大延遲來確定結束延遲。因此，從圖27可以觀察到，就結束延遲而言，兩種方案是等效的。對于0246/1357交錯，由語音幀3確定結束延遲；對于0123/4567交錯，由語音幀1和6確定結束延遲。在任何一種情況下，脈沖串0傳輸之后，該延遲是14毫秒。
圖28示出單個時隙上的半率語音和數(shù)據(jù)信道；為假設0123/4567交錯的半率語音用戶示出話音突峰的開始。
話音和數(shù)據(jù)業(yè)務的復用在每個時隙上有兩個半率信道。如果將用于話音突峰的半率業(yè)務信道之一分配給半率話音用戶，另一個半率信道則可用于話音或數(shù)據(jù)業(yè)務。圖26和28表示一個時隙的一個半率信道用于語音，另一個用于數(shù)據(jù)的情況。對于半率信道上的數(shù)據(jù)傳送，對EGPRS狀態(tài)Ⅰ標準化的調制和編碼方案(MCS-1至MCS-9)可適用于0123/4567交錯和0246/1357交錯這兩者。因此，復用話音和數(shù)據(jù)業(yè)務的能力對兩種交錯方案來說是等效的。
鏈路等級性能如果假設理想的跳頻，兩種交錯方案的鏈路等級性能是等效的。然而，對于非理想跳頻或無跳頻，期望誤碼性能不同。利用0123/4567交錯和0246/1357交錯執(zhí)行模擬，以便評定所得到的半率信道誤碼性能。
模擬假設如下7.4kbps AMR聲碼器模式(等級1a比特=8，等級1b比特=48，等級2比特=52)等差錯保護(EEP)等級1a比特上假設的CRC收縮率1/3卷積編碼QPSK調制典型城市(TU)，不良城市(BU)和丘陵地形(HT)模式理想的跳頻和無跳頻在由來自2個語音幀的編碼比特組成的每組4個脈沖串中假設24比特的USF和124比特的編碼標題。然而，如果消除了USF和標題，期望各種延遲擴展上的理想FH與非理想FH之間在性能中的相對差異沒有明顯的不同。
圖27的表中概括了用于HR信道的兩種不同交錯方案的性能。對于理想FH,0246/1357的性能比0123/4567交錯的性能略差。然而，對于無跳頻，所提出的交錯方案(0246/1357)對于慢衰減典型城市信道表現(xiàn)出比0123/4567交錯高1.0dB的增益。即使在快速衰減信道中，所提出的交錯呈現(xiàn)出0.4-0.8dB的適度增益。
圖29是表示兩種具有QPSK調制的交錯方案的性能的表格。
總之，用于半率信道的交替(0246/1357)脈沖串交錯提供了下列優(yōu)點在由移動站等級強加的半雙工限定下用于統(tǒng)計復用的資源庫較大；話音突峰開始的延遲較低；在沒有跳頻或跳頻不理想時鏈路等級性能更好。兩種交錯方案對復用話音和數(shù)據(jù)的能力和結束語音的延遲是等效的。因此，推斷出0246/1357提供更明顯的優(yōu)點而沒有任何代價，并且是EGPRS狀態(tài)Ⅱ半率信道的優(yōu)選方案。
脈沖串誤碼性能為了估算上行鏈路和下行鏈路脈沖串誤碼性能，假設上行鏈路和下行鏈路基于脈沖串的消息包含由6個CRC比特保護的28個信息比特。在此選擇的糾錯碼是具有限定長度5的1/3比率卷積碼。假設GMSK調制并且訓練序列包括26個比特。應指出，這些假設僅用作這些模擬的指示性實例，它們不對應控制消息的最終設計。
在圖30中，給出了對單脈沖串消息的字誤碼性能的模擬結果。給出兩條曲線，一條是單個天線的情況(可以認為是代表下行鏈路)，一條是兩個分支天線的情況(可應用于上行鏈路)。對于C/I=9dB(可認為是″最壞的情況″)，下行鏈路上的BLER是0.1，而上行鏈路上的BLER是0.01。這些值用作到隨機接入信道模擬器的輸入。
接入和分配方法和系統(tǒng)的性能模擬模型在該部分中，給出了對所提出的技術的性能的模擬結果。僅考慮話音業(yè)務。將一種指數(shù)通-斷模型用于話音活動模型。平均接通周期為1秒，而平均斷開周期為1.35秒，得到42.5％的平均話音活動。作為性能量度，選擇接入和分配循環(huán)失敗在40毫秒內完成的概率(接入失敗概率)。該時間周期包括發(fā)送下行鏈路消息并由MS讀取(分配延遲)所用的時間。上行鏈路和下行鏈路消息都基于單脈沖串傳輸。
系統(tǒng)的性能主要取決于捕獲效果假設。在隨機接入信道上負載適度的情況下，可能發(fā)生兩個或多個接入脈沖串同時到達接收基站。這種情況下，可能將這些接入脈沖串中的一個(或多于一個)成功地解碼并將此稱為捕獲。捕獲改善了基于ALOHA的隨機接入方案的性能是熟知的。通常，在具有明顯不同功率等級的幾個脈沖串到達接收機，并且它們中最強的功率捕獲該接收機的情況下認為是功率捕獲模型。然而，即使在接收的功率幾乎相同的情況下，通過改善的信號處理可進行捕獲。這些方法要FFS。在此，給出下列情況的結果未捕獲到；和功率捕獲(最多可恢復一個消息)。
在下面的描述中，給出了對隨機接入機構的性能的模擬結果。每個模擬點對應固定呼叫數(shù)量的10個模擬運行。每個運行模擬15分鐘的實際話音業(yè)務。假設具有四種狀態(tài)的指數(shù)補償算法。一旦產生話音突峰，在下一個可使用的隨機接入脈沖串中立即發(fā)送接入消息。在MS在接下來的5毫秒中未接收到確認的情況下，按概率a-1接入下一個隨機接入時隙，其中a是補償算法的基數(shù)。對于這些模擬，在未捕獲的情況下，該算法的基數(shù)是2，在考慮捕獲的情況下是1.2。在第二/第三次接入/分配失敗后，接入概率分別降低到a-2或a-3。在出現(xiàn)大于3次失敗的情況下，接入概率不再降低。補償算法是一種在大負載情況下避免協(xié)議不穩(wěn)定性的方式。替換的穩(wěn)定技術也是可能的，并且要FFS。
圖31給出對未捕獲情況的模擬結果，它表明如果接入失敗的概率不超過10-2的值，則僅可支持多達12個同時的呼叫。圖32對應于功率捕獲情況，在相同要求下，可支持多達60個呼叫，而接入失敗的概率不超過10-2。
與基于塊的分配比較另外模擬了接入算法的性能，它以20毫秒的下行鏈路粒度為基礎。根據(jù)該技術，需要隨機發(fā)送上行鏈路接入消息的MS在接下來的40毫秒中選擇8個可使用的隨機接入脈沖串中的3個并全部″辭退″它們。基站收集四個上行鏈路接入消息(在20毫秒中)，并在接下來的20毫秒中用下行鏈路上的4脈沖串交錯的消息應答到成功的MS。該技術的主要優(yōu)點是由于增加了交錯深度(與基于單脈沖串的下行鏈路傳輸相比)而提高了下行鏈路傳輸?shù)膹妷讯取?br> 在這些模擬中，與針對單脈沖串傳輸假設的10％的值相比，假設CIR=9dB(TU50，理想跳頻)的下行鏈路BLER是0.4％。在此假設可在4脈沖串下行鏈路消息中傳輸多達4個分配/確認消息。各個消息的編碼與單脈沖串情況中的相同(6個CRC比特和具有4個末尾比特的1/3比率卷積碼)。然而，在單消息內向多個移動站分配的傳輸因低打包和不與使用智能天線和功率控制的調度兼容而效率低。此外，對于基于塊的方案，僅由前20ms周期的接入嘗試可滿足40ms的延遲預算。在第二個20ms周期中的接入嘗試被浪費，并且只增加接入信道的負擔。結果是，該方案的性能也是通過寬松的60ms延遲預算研究的。
整個接入延遲由于在最好的情況中，最小的接入延遲變成40毫秒(從產生話音突峰時刻直到該基站成功地確認接收到上行鏈路接入消息為止)的事實而明顯增加。圖33和34分別針對未捕獲和功率捕獲說明了(3,8)算法的性能結果。已將兩個性能指數(shù)用于該方案。第一個是40毫秒內(對于基于脈沖串的方案)接入失敗的概率和60毫秒內接入失敗的概率。第一個標準(40毫秒)的目標值10-2不滿足任何情況。通過將標準放寬到60毫秒，對于未捕獲的情況，可支持多達15個呼叫，而對于功率捕獲的情況，可在同一個隨機接入信道上支持多達30個呼叫。
通過利用根據(jù)本發(fā)明的捕獲技術，在具有40毫秒延遲預算的基于單脈沖串的接入和分配信道上能夠支持60個以上的同時呼叫。這對應著每秒60/2.35=25.5個接入的成功接入率?；?0毫秒粒度的方案需要至少60毫秒延遲預算。通話語音不能提供附加的20毫秒延遲。模擬的結果已表明所提出的基于脈沖串的接入和分配提供具有較短延遲預算的明顯性能優(yōu)點。此外，可通過積極的重新使用，智能天線和功率控制有效地調度基于脈沖串的接入和分配信道，進一步改善額外開銷的效率。
EGPRS狀態(tài)Ⅱ中話音的統(tǒng)計復用的容量和控制信道額外開銷該部分描述了統(tǒng)計復用的控制信道額外開銷需求并給出了在限制阻塞調度中話路上可使用容量的增益。
語音模型通-斷模型假設一種具有平均話音突峰長度為T和平均無聲周期長度為S的通-斷模型。特別是，對于在該部分中給定的結果，使用T=1.0秒，和S=1.35秒。
話音活動檢測(VAD)必須設計一種適用于統(tǒng)計復用的適當?shù)脑捯艋顒訖z測器。VAD在話音突峰上施加一個釋放延遲(H)周期，以便如下改進VAD輸出的話音突峰和無聲持續(xù)時間T(VAD)=T+HS(VAD)=S-H對于160毫秒的釋放延遲間隔，獲得T(VAD)=1.16秒，和S(VAD)=1.19秒的結果。
復用增益對于上面的語音模型，由(S(VAD+T(VAD)/T(VAD)=2.03限制復用增益。由延遲限定和控制信道額外開銷進一步限制實際可獲得的復用增益。為計算控制信道額外開銷，假設利用n個載波進行載波調度，同時的呼叫數(shù)量=G×(1-c)×N其中，G=統(tǒng)計復用增益c=控制額外開銷所需的信道的小部分N=信道數(shù)量對于全率信道(n個載波)=8n對于半率信道(n個載波)=16n作為第一個近似值，假設G×(1-c)=1.5，即在考慮控制信道額外開銷后，在話路上有50％的增益。應指出，僅假設該系數(shù)以便計算控制信道額外開銷。實際可獲得的增益將在下面給出。
統(tǒng)計復用的控制信道的額外開銷的計算將控制功能映射到專門為上面的EGPRS狀態(tài)Ⅱ定義的控制信道。
上行鏈路控制信道提供的負載和容量FRACH上的接入率每個上行鏈路話音突峰，即在T+S的周期范圍需要1個接入。就是說，F(xiàn)RACH上的隨機接入率=1/(T+S)脈沖串/秒/呼叫。
已計算FRACH的容量為每秒25.5個接入(ETSI捕獲模型)。
輪詢脈沖串接入率在脈沖串消息信道上傳送對下行鏈路業(yè)務和控制信道分配，和上行鏈路控制信道分配的快速確認。為確保可接受的分配延遲，快速脈沖串消息信道的使用保持在60％以下或每秒120個脈沖串。
下列消息在該信道上傳送對下行鏈路分配的確認(每個下行鏈路話音突峰1次)。
對下行鏈路控制信道分配的確認(每個下行鏈路無聲周期1次)。
對上行鏈路控制信道分配的確認(每個上行鏈路無聲周期1次)。
因此，所提供的預訂脈沖串消息率是3/(T+S)脈沖串/秒/呼叫預訂的周期分配在預訂的周期分配上傳送AMR模式請求+AMR SID更新+相鄰測量。假設所需的比率是每120毫秒1個脈沖串在每個上行鏈路無聲周期中=8(S/(T+S))脈沖串/秒/呼叫。
進一步假設對初始SID更新和周期分配的延遲需求不嚴格，以便可主要利用這些信道。另外，假設該容量是每秒200個脈沖串或50個塊。
下行鏈路控制信道提供的負載和容量快速脈沖串消息比率在脈沖串消息信道上傳送下行鏈路業(yè)務信道分配，上行鏈路業(yè)務和控制信道分配的快速消息。為確?？山邮艿姆峙溲舆t，快速脈沖串消息信道的使用保持在60％以下或每秒120個脈沖串。
下列消息在該信道上傳送下行鏈路業(yè)務信道分配(每個下行鏈路話音突峰1次)。
上行鏈路業(yè)務信道分配(每個上行鏈路話音突峰1次)。
上行鏈路控制信道分配(每個上行鏈路無聲周期1次)。
因此，所提供的預訂脈沖串消息率是3/(T+S)脈沖串/秒/呼叫周期分配在預訂的周期分配上傳送AMR模式請求+AMR SID更新+定時更新+功率控制命令。假設所需的比率是每個下行鏈路無聲周期中每120毫秒1個脈沖串=8(S/(T+S))脈沖串/秒/呼叫。
還假設對初始SID更新和周期分配的延遲需求不嚴格，以便可主要利用這些信道。進一步假設該容量是每秒200個脈沖串或50個塊。除非在下行鏈路上定義單脈沖串格式，否則必須在導致明顯更高的額外開銷的塊中將該業(yè)務全部傳送。
控制信道額外開銷根據(jù)上面提供的消息業(yè)務和控制信道容量估算，已計算了圖35的控制額外開銷的計算表中所示的額外開銷值。圖35示出對作為該調度中的載波數(shù)量的函數(shù)的半率語音信道的控制額外開銷時隙的計算表。
從模擬結果中得出下列結論上行鏈路額外開銷是主要的；下行鏈路時隙不用于控制數(shù)據(jù)的允許附加容量；控制額外開銷近似全部時隙(下行鏈路上10％)的15％；需要單脈沖串下行鏈路消息格式以便減少控制額外開銷和提供快速分配。
限制阻塞調度中的容量從控制信道額外開銷的計算結果中可得出用于半率語音的控制信道額外開銷大約是15％。參考圖36，示出用于全率語音的統(tǒng)計復用容量表。在圖37中，給出了類似的表，但用于半率語音的統(tǒng)計復用容量。
在圖36和37的表中，為獲得復用增益的保守估算，使用控制信道的25％額外開銷。第2列給出了與第1列中載波的數(shù)量對應的時隙(或半時隙)的數(shù)量。這也是可傳送的電路模式話音呼叫的數(shù)量。第3列給出可用于統(tǒng)計復用的時隙數(shù)量。這是按第2列中時隙(或半時隙)數(shù)量的0.75倍獲得的(即，由于控制信道額外開銷而減少了25％)。
第4和5列給出了從語音統(tǒng)計復用模擬獲得的結果。該模擬假設如下阻塞限制對上行鏈路和下行鏈路分配沒有雙工器限定高容量隨機接入信道語音模型T=1.0秒，S=1.35秒。
釋放延遲周期H=160ms，所得到的活動系數(shù)(T+H)/(T+S)=1.16/2.35=0.49
當時隙(或半時隙)的數(shù)量較大時，獲得了接近(S+T)/(T+H)=2.03的邊界的統(tǒng)計復用增益。例如，280/144=1.94。然而，話路上的增益必須考慮控制信道額外開銷。因此，所得到的增益是280/192=1.43(或43％)，從圖36和37所示的表中得出在限制阻塞調度中，與話路相比，利用統(tǒng)計復用可達到的容量增益在25-50％的范圍中。明顯優(yōu)于以前的系統(tǒng)和方法。
因此，現(xiàn)在應該理解，已公開了一種用于無線系統(tǒng)中統(tǒng)計復用實時和非實時話音和數(shù)據(jù)業(yè)務的有利方法。雖然本發(fā)明是參考其優(yōu)選實施例具體說明和描述的，本領域技術人員應該理解，在此可對形式，細節(jié)和應用進行改變。因此，所附權利要求的意圖是覆蓋不脫離本發(fā)明真正精神和范圍的形式，細節(jié)和應用中的所有變化。
權利要求
1．一種將頻率分配分成兩個頻帶的頻分雙工點對多點通信系統(tǒng)，下行鏈路頻帶傳送從中心站到多個站的通信，上行鏈路頻帶傳送從多個站到中心站的通信，該系統(tǒng)包括在每個所述頻帶內產生多個載波的載波發(fā)生器，每個所述載波與其它載波處在彼此隔開的關系，以致將每個所述頻帶再分成與該多個載波的數(shù)量相等的多個子頻帶，所述多個子頻帶中的每一個具有所述多個載波中的一個相應載波，時分復用器，通過時分復用成多個幀來分割每個所述子頻帶，所述時分復用器還將每個幀分割成N個時隙，和切換設備，按每幀一次，每隔N個時隙分配定期出現(xiàn)的一系列時隙，以形成在所述中心站和所述多個站之間通信的信道。
2．根據(jù)權利要求1所述的系統(tǒng)，其中載波和信道分配是單向的。
3．根據(jù)權利要求1所述的系統(tǒng)，其中通過分配一個或多個上行鏈路信道和一個或多個下行鏈路信道來執(zhí)行雙工通信。
4．根據(jù)權利要求1所述的系統(tǒng)，其中每個載波具有跳頻模式。
5．根據(jù)權利要求1所述的系統(tǒng)，其中將控制映射到單向信道。
6．根據(jù)權利要求5所述的系統(tǒng)，其中通過所述單向信道在一個脈沖串上傳輸控制信道消息。
7．根據(jù)權利要求5所述的系統(tǒng)，其中在由多個脈沖串組成的塊中分別傳輸各個上行鏈路和下行鏈路控制信道消息。
8．根據(jù)權利要求1所述的系統(tǒng)，其中將業(yè)務映射到單向信道。
9．根據(jù)權利要求1所述的系統(tǒng)，其中通過僅傳輸?shù)皆撋闲墟溌窐I(yè)務信道被指定的站的控制消息來進行上行鏈路載波和時隙的分配。
10．根據(jù)權利要求1所述的系統(tǒng)，其中通過僅傳輸?shù)皆撓滦墟溌窐I(yè)務信道被指定的站的控制消息來進行下行鏈路載波和時隙的分配。
11．根據(jù)權利要求1所述的系統(tǒng)，其中通過僅傳輸?shù)皆撋闲墟溌房刂菩诺辣恢付ǖ恼镜目刂葡磉M行上行鏈路控制業(yè)務信道的分配。
12．根據(jù)權利要求1所述的系統(tǒng)，其中通過僅傳輸?shù)皆撓滦墟溌房刂菩诺辣恢付ǖ恼镜目刂葡磉M行下行鏈路控制信道的分配。
13．根據(jù)權利要求1所述的系統(tǒng)，其中每個站可具有利用獨立的通過量，誤差，和延遲特性分配的一個或多個通信對話。
14．根據(jù)權利要求1所述的系統(tǒng)，其中每個通信對話與在其協(xié)議堆棧的一層或多層的不同協(xié)議或協(xié)議模式關聯(lián)。
15．根據(jù)權利要求1所述的系統(tǒng)，其中僅在有數(shù)據(jù)被傳輸?shù)姆较蛳蛲ㄐ艑υ挿峙滟Y源。
16．根據(jù)權利要求15所述的系統(tǒng)，其中僅在有數(shù)據(jù)被傳輸時向通信對話分配資源。
17．根據(jù)權利要求16所述的系統(tǒng)，其中與上行鏈路業(yè)務信道一起分配上行鏈路慢關聯(lián)的控制信道。
18．根據(jù)權利要求17所述的系統(tǒng)，其中分配上行鏈路定期預訂的控制信道，以便在沒有分配的上行鏈路業(yè)務信道時的周期期間提供與上行鏈路慢關聯(lián)控制信道相同的功能。
19．根據(jù)權利要求16所述的系統(tǒng)，其中與下行鏈路業(yè)務信道一起分配下行鏈路慢關聯(lián)的控制信道。
20．根據(jù)權利要求19所述的系統(tǒng)，其中分配下行鏈路定期預訂的控制信道，以便在沒有分配的下行鏈路業(yè)務信道時的周期期間提供與下行鏈路慢關聯(lián)控制信道相同的功能。
21．根據(jù)權利要求1所述的系統(tǒng)，進一步包括具有更高的優(yōu)先權并可在業(yè)務信道上預占業(yè)務的快速關聯(lián)控制信道。
22．根據(jù)權利要求21所述的系統(tǒng)，其中在一個脈沖串上傳輸快速關聯(lián)控制信道消息。
23．根據(jù)權利要求21所述的系統(tǒng)，其中在多個脈沖串上傳輸快速關聯(lián)控制信道消息。
24．根據(jù)權利要求1所述的系統(tǒng)，其中跨越語音話音突峰和對話話音的無聲周期的周期控制信道的連續(xù)性還傳送信道質量反饋信息。
25．根據(jù)權利要求24所述的系統(tǒng)，其中所述周期控制信道還傳送信號測量報告。
26．根據(jù)權利要求25所述的系統(tǒng)，其中所述周期控制信道還傳送噪聲信息。
27．根據(jù)權利要求1所述的系統(tǒng)，其中上行鏈路和下行鏈路頻帶的規(guī)模不相等。
28．根據(jù)權利要求27所述的系統(tǒng)，其中上行鏈路頻帶中載波的數(shù)量與下行鏈路頻帶中載波的數(shù)量不同。
29．一種將頻率分配分成兩個頻帶的頻分雙工點對點通信系統(tǒng)，下行鏈路頻帶傳送從中心站到多個站的通信，上行鏈路頻帶傳送從一個移動站到中心站的通信，該系統(tǒng)包括在每個所述頻帶內產生多個載波的載波發(fā)生器，每個所述載波與其它載波處在彼此隔開的關系，以致將每個所述頻帶再分成與該多個載波的數(shù)量相等的多個子頻帶，所述多個子頻帶中的每一個具有所述多個載波中的一個相應載波，時分復用器，通過時分復用成多個幀來分割每個所述子頻帶，所述時分復用器還將每個幀分割成N個時隙，和切換設備，按每幀一次，每隔N個時隙分配定期出現(xiàn)的一系列時隙，以便在所述中心站和所述移動站之間形成消息信道。
全文摘要
一種對語音,點對點和點對多點通信的其它實時數(shù)據(jù)服務和非實時數(shù)據(jù)服務提供統(tǒng)計復用的系統(tǒng)。該系統(tǒng)具有允許實時,延遲臨界數(shù)據(jù)服務與非實時數(shù)據(jù)服務復用的快速接入和分配過程。保持跨越語音話音突峰和對話話音的無聲周期的周期控制信道的連續(xù)性以便在系統(tǒng)的不同部分之間傳送信號測量報告,信道質量反饋,和“舒適的”噪聲信息。
文檔編號H04J3/16GK1321007SQ0013529
公開日2001年11月7日 申請日期2000年12月8日 優(yōu)先權日1999年12月10日
發(fā)明者克里西納·巴拉單德蘭, 克里斯蒂安·德莫特里舒, 里查德·P·俄扎克, 薩基夫·南達, 謝宏 申請人:朗迅科技公司