專利名稱：快速建立cdma調度呼叫的方法和設備的制作方法
技術領域：
本發(fā)明通常涉及無線通信領域，更具體地，涉及碼分多址(CDMA)通信系統(tǒng)以及調度組呼叫通信系統(tǒng)。
背景技術：
通常的調度雙向無線通信系統(tǒng)包括通信單元，通信資源，通信站，以及通信源分配器。每個站具有實際上不同的覆蓋區(qū)域，并地理位于整個系統(tǒng)。每個站還有多個分配給它的通信資源，其中至少通信資源之一用作控制信道，多個剩余的通信資源用作語音信道。已知這樣的系統(tǒng)使用頻分多址(FDMA)和時分多址(TDMA)方法來轉播傳輸。
通常安排通信單元在通信組(交談組)中，通信組可能位于系統(tǒng)(在任何站)內的任何地方。當交談組的通信單元請求組呼叫時，它經其位于其內的基站的控制信道發(fā)射入站信令消息給通信資源分配器。(組呼叫通常允許位于系統(tǒng)內的相同交談組的所有成員相互之間通信。)入站信令消息一般包括請求通信單元的個人標識號碼，請求通信單元的交談組，以及組呼叫請求。一旦接收到入站信令消息，通信資源分配器將在每個站內給請求通信單元的交談組分配一條語音信道。
因此，在FDMA和TDMA調度系統(tǒng)中，所有在該站參與組呼叫的單元建立并監(jiān)測前向鏈路(在通信單元出現(xiàn)的各站都有一條)，由當前正發(fā)射給其他成員的組成員使用的單個反向鏈路。未發(fā)射交談組成員通常在監(jiān)聽模式(即，當其他成員正交談時不能發(fā)射)，因此未被分配專用反向鏈路。在TDMA系統(tǒng)中，例如，分配時隙給不同用戶。允許在指定反向鏈路上發(fā)射的交談組成員使用全功率發(fā)射，以支持在分配的時隙中的信號短脈沖群。盡管此種方法不連續(xù)或離散的特性，收聽者接收到看來是連續(xù)的服務。
在最近十年中，適應世界范圍對移動和個人便攜式通信的日益增長的需求，擴頻數字技術，其中一種類型通稱為CDMA，對于給定的無線頻譜分配獲得了較高帶寬效率，并因此證明對于服務大量的多址用戶，是比模擬或其他數字技術更好的可選方案。CDMA依靠調整功率以提取嵌入寬頻譜的編碼信號。從許多其它重疊的多余信號中提取期望信號的唯一方法是獲得正確的碼。這種編碼的使用允許重疊多個載波，從而得到更多信道，大大增強了在帶寬的每赫茲上得到的信道方面的性能。
CDMA非常適于蜂窩通信，但從未在通用的調度系統(tǒng)內采用。當前CDMA系統(tǒng)采用某種形式的前向功率控制。這意味著，在一個典型的一對一(蜂窩)通話中，通信單元周期報告基站其出站信號的接收情況。如果可能，基站降低其出站功率。如果必要，基站增加其出站功率?；竞屯ㄐ艈卧g的此種通信需要在兩者之間的上向通信鏈路。在調度情況中，最直觀的出站功率控制方案是基站響應來自任何單元提高功率的請求。然而，這種情況僅在所有參加調度呼叫的單元都建立了雙向通信鏈路時才發(fā)生。
反向功率控制是CDMA系統(tǒng)的另一重要方面。(實際上，比前向功率控制還重要的多。)反向功率控制試圖均衡由特定基站控制的所有通信單元的接收信號功率。通過基站監(jiān)聽通信單元來監(jiān)測(并相應的變化)功率，實現(xiàn)了CDMA的高效率。
為避免反向鏈路上的過多干擾，第一次(即在反向功率控制建立之前)訪問信道的通信單元使用通常稱為“訪問探查”的技術。這意味著它們用低功率訪問信道，并漸漸提高功率，直至固定端的響應告知已經接收到它們的信號。對于蜂窩通信系統(tǒng)，此種訪問技術造成的時間延遲是可忽略的。另一方面，在調度組呼叫期間建立一條用于隨后呼叫的鏈路的時間延遲是顯著的，必須預先建立。在調度中，任何一個交談成員可能想要發(fā)送一條入站消息，然后恢復到監(jiān)聽狀態(tài)。如果每個訪問都需要訪問探查，那么此種延遲對于調度服務質量是不可忍受的。解決方案之一是為CDMA系統(tǒng)建立多條反向(入站)信令鏈路。然而，這些鏈路必須以符合調度服務嚴格的定時要求的方式建立。
在今天的調度系統(tǒng)中，跟蹤交談組成員的位置。即，當通信單元從一個基站移動到另一個時，系統(tǒng)總是知道每個單元的服務基站。因此，在調度組呼叫開始時，系統(tǒng)就可以快速確定哪些基站必須分配無線資源以支持呼叫。然而，CDMA蜂窩系統(tǒng)使用定位尋呼。不是持續(xù)跟蹤單個單元，而是在呼叫建立期間廣播尋呼以確定哪個基站必須支持該呼叫。移動單元監(jiān)測尋呼信道，并當被尋呼時，用指示其服務基站的尋呼響應回答。通常，響應的單元使用訪問探查來最小化系統(tǒng)干擾。
雖然對于僅需要定位一個單元、并且在呼叫建立期間有足夠時間用于尋呼和尋呼響應的蜂窩呼叫這樣工作的非常好，但對于調度呼叫所允許的嚴格呼叫建立時間內定位多個單元，就不會工作出色。取決于系統(tǒng)用戶的需要，調度交談組可以包括十個或更多成員，并可以拼接到一起創(chuàng)建更大的組。很可能響應尋呼的組成員將碰撞，導致重試和延遲響應。此外，訪問探查的使用將進一步延遲響應。因此，為提供可和現(xiàn)有調度系統(tǒng)的調度服務相比的調度服務，CDMA基站必須在嚴格的調度呼叫建立時間內在所需基站建立所有需要的無線鏈路。
因此，需要一種設備和方法，用于快速建立CDMA調度呼叫。


圖1是說明根據本發(fā)明優(yōu)選實施例的通信系統(tǒng)的框圖。
圖2是說明根據本發(fā)明優(yōu)選實施例的來自圖1的通信系統(tǒng)的基站和移動站(MS)的框圖。
圖3是由根據本發(fā)明優(yōu)選實施例的基站執(zhí)行的步驟的邏輯流程圖。
圖4是由根據本發(fā)明優(yōu)選實施例的移動站執(zhí)行的步驟的邏輯流程圖。
具體實施例方式
為滿足對一種用于快速建立CDMA調度呼叫的基站和方法，在本發(fā)明中，提供了尋呼移動站，以向其通知呼叫，然后開始調度呼叫，而無需等待呼叫參與方的尋呼響應。首先由可能有呼叫參與方的所有服務覆蓋區(qū)域的基站發(fā)射調度呼叫，然后在那些一定時間周期內沒有接收到尋呼響應的基站停止呼叫。因此，在建立了調度呼叫的同時有效繼續(xù)“呼叫建立”。
參考圖1-4可以更充分理解本發(fā)明，其中相同的標記表示相同的部件。圖1是說明根據本發(fā)明優(yōu)選實施例的通信系統(tǒng)100的框圖。無線通信系統(tǒng)100是適當修改的CDMA系統(tǒng)，例如根據本領域公知的電信工業(yè)協(xié)會/電子工業(yè)協(xié)會暫行標準95(EIA/TIA IS-95)的寬帶擴頻數字蜂窩系統(tǒng)。系統(tǒng)100包括每個都是不同交談組成員的多個通信單元120-123。在優(yōu)選實施例中，每個通信單元120-123物理上都能進行雙工通信，雖然在通常的組通信期間，只有一個通信單元在某一時間發(fā)射。
固定基礎結構包括在無線通信系統(tǒng)100中支持通信通常所需的元件，并且，在優(yōu)選實施例中，符合標準的CDMA結構。更具體的，無線CDMA通信基礎結構包括已知的部件，例如基站110-112以及它們各自的服務覆蓋區(qū)域101-103。在實際中，基站110-112通常和一個或多個基站控制器、交換機以及其他已知而未顯示的基礎結構設備通信。為簡單、清楚說明本發(fā)明，將通信基礎結構限制到如圖1所示的。
圖2是說明根據本發(fā)明優(yōu)選實施例的基站111和移動站(MS)120的框圖。(本領域內廣泛使用的術語“移動站”在此說明中和“通信單元”可替換使用。)基站111包括發(fā)射機141，接收機142，以及控制器140。通常，基站，特別是基站發(fā)射機，接收機以及控制器是本領域公知的?？刂破?40優(yōu)選的包括一個或多個存儲裝置以及處理裝置，例如微處理器和計算機存儲器。在優(yōu)選實施例中，在基站存儲裝置內存儲的軟件/固件算法的控制下，基站111執(zhí)行已知基站操作所需的任務以及相對圖3描述的方法。
每個通信單元120-123包括一組公共元件。更具體地，通常包括一個或多個處理裝置(例如微處理器、數字信號處理器等)和存儲裝置的處理器150連接到發(fā)射機151和接收機152。這些元件的每一個都是本領域已知的。在優(yōu)選實施例中，在MS 120存儲裝置存儲的軟件/固件算法控制下，MS 120執(zhí)行已知MS操作所需的任務以及基于圖4描述的方法。
通過使用利用已知技術的編碼，例如通過組合正交沃爾什碼和偽隨機噪聲(PN)序列，有效地提供CDMA通信信道130-136，例如。在優(yōu)選實施例中，信道130-132包括出站尋呼信道，信道133-135包括分別由基站110-112發(fā)射的出站業(yè)務信道。最后，信道136優(yōu)選的是入站訪問信道，MS可在此信道上給基站111發(fā)信號。
優(yōu)選通信系統(tǒng)100的操作實際上如下進行。當發(fā)起調度呼叫時，分別由基站110-112分配出站業(yè)務信道133-135，并經出站尋呼信道發(fā)射廣播尋呼，表明信道133-135將用于調度呼叫。一旦接收到調度呼叫信號，不論是經基礎結構網絡或從始發(fā)MS，基站110-112分別經業(yè)務信道133-135發(fā)射調度呼叫。因此，如果被調度呼叫指定，MS120-123每個都從其服務基站接收尋呼，該尋呼將每個MS導入其服務站的業(yè)務信道上，調度呼叫將在業(yè)務信道上傳輸。因此，調度呼叫所尋址的MS可以開始接收調度呼叫，而無需預先發(fā)信號給基站。
與此不同，現(xiàn)有技術CDMA系統(tǒng)需要發(fā)送尋呼響應給MS的基站，通知基站MS的位置以及支持新呼叫所需的信道資源(例如一條業(yè)務信道)。如在以上背景部分中討論的，發(fā)送和接收尋呼響應會引入相當大的延遲到呼叫建立中，特別是對于調度呼叫。
本發(fā)明通過在分配業(yè)務信道和傳輸呼叫之前無需尋呼響應來解決這一問題。然而，因為基礎結構在呼叫開始之前并不知道調度呼叫所尋址的所有MS的位置，它在每個可能服務此類MS的基站都分配業(yè)務信道，并發(fā)射該呼叫。雖然一個或多個分配信道的基站很可能并沒有服務呼叫指定的任何MS。為解決這一問題，基站110-112監(jiān)測尋呼響應，然后如果在一段時間周期內未接收到響應則停止發(fā)射并撤銷分配的業(yè)務信道。
例如，在基站111的情況中，MS 120，122不是在業(yè)務信道134上傳輸的調度呼叫指定的交談組的成員，MS 120或MS122都不會響應在尋呼信道131上廣播的尋呼。接收機142在訪問信道136監(jiān)測尋呼響應，如果一段時間周期內未接收到響應，控制器140撤銷分配的業(yè)務信道，并命令發(fā)射機141停止經業(yè)務信道發(fā)射調度呼叫。
在優(yōu)選實施例中，在解除業(yè)務信道之前基站等待尋呼響應的一段時間周期是預定的。該周期優(yōu)選的基于至少一個MS接收到尋呼并成功響應的理論最壞情況方案?？蛇x的，可以基于基礎結構記錄的MS實際響應次數歷史記錄來動態(tài)調整該時間周期。
現(xiàn)在考慮發(fā)起了另一個調度呼叫，且MS 120是指定交談組的成員。由處理器150輸入指令的接收機152，現(xiàn)在將接收到呼叫尋呼，并經業(yè)務信道134開始接收呼叫。在參加了正進行的呼叫之后，由處理器150輸入指令的發(fā)射機151，經訪問信道136發(fā)射尋呼響應給基站111。接收機142，監(jiān)測訪問信道136的尋呼響應，從MS 120接收尋呼響應。接收到至少一個尋呼響應時，基站111繼續(xù)發(fā)射調度呼叫，以供MS 120繼續(xù)接收。
調度服務對現(xiàn)有技術系統(tǒng)中尋呼響應產生的問題之一是當響應相同的廣播尋呼時在公共訪問信道上的爭用。因為許多被尋址調度呼叫的MS都可能位于相同的服務覆蓋區(qū)域內，它們將競爭相同的訪問信道，以響應通知呼叫的尋呼。在優(yōu)選實施例中，入站公共訪問信道136是時隙響應信道，允許MS隨機確定一個發(fā)射其尋呼響應的時隙?？蛇x的，MS可以確定一個時隙，在此時隙中散列(hashing)其唯一ID來響應。兩個實現(xiàn)方案都用于擴展對發(fā)射的尋呼的多個響應，并都減少了碰撞發(fā)生的可能性并進一步延遲響應。
因此，和蜂窩呼叫相比，通過在呼叫建立中提供尋呼響應，本發(fā)明允許CDMA調度呼叫快速建立。在開始呼叫的短時間之后沒有接收到任何尋呼響應的基站從呼叫中被“刪除(pruned)”，從而釋放不需要的信道。因此，本發(fā)明提供了在呼叫建立期間定位多個通信單元而不推遲調度呼叫的開始的、相對簡單的解決方案。因為呼叫建立時間對于調度服務感覺質量的重要性，本發(fā)明提供了和調度優(yōu)先級一致的折衷解決方案。
圖3是由根據本發(fā)明優(yōu)選實施例的基站執(zhí)行的步驟的邏輯流程圖。邏輯流程300開始(步驟302)，基站發(fā)射(步驟304)指示已經分配了一條出站業(yè)務信道用于調度呼叫的尋呼時，。接收到調度呼叫源信號時，基站開始(306)經業(yè)務信道發(fā)射調度呼叫。基站還開始監(jiān)測(308)在其上傳輸任何尋呼響應將的公共訪問信道。雖然邏輯顯示發(fā)射調度呼叫在監(jiān)測尋呼響應之前發(fā)生，基站能持續(xù)接收和解碼在訪問信道上的信號，任何信號之一都可能是該調度呼叫的尋呼響應。因此，在實際中，只要能夠，基站就開始發(fā)射調度呼叫，而不考慮尋呼響應，(雖然通常取決于基礎結構其它部分的事件)并可能在開始發(fā)射的同時監(jiān)測訪問信道的尋呼響應。
如果接收到(310)尋呼響應，則基站僅繼續(xù)發(fā)射調度呼叫，邏輯流程結束。反之，如果(314)在超時周期(timeout period)內沒有接收到尋呼響應，則基站停止(316)發(fā)射調度呼叫，并撤銷分配的業(yè)務信道，將其釋放用于其他服務。因此，邏輯流程300結束(320)。
圖4是由根據本發(fā)明優(yōu)選實施例的移動站執(zhí)行的步驟的流程圖。邏輯流程400開始(402)，MS接收(404)指示有對MS的調度呼叫，且在出站業(yè)務信道上可接收該呼叫的尋呼。首先，MS開始(406)經業(yè)務信道接收調度呼叫(假定基站早已開始發(fā)射呼叫)。其次，MS在隨機確定的訪問信道時隙內發(fā)射(408)對基站尋呼的尋呼響應，同時繼續(xù)經業(yè)務信道接收調度呼叫。從而，邏輯流程400結束(410)。
雖然本發(fā)明參考特定實施例進行顯示和詳細描述，本領域技術人員應當懂得可做出形式上和細節(jié)上的不同變化而不背離本發(fā)明的精神和范圍。
權利要求
1.一種用于基站快速建立CDMA調度呼叫的方法，該方法包括步驟經出站尋呼信道發(fā)射指示將出站業(yè)務信道用于調度呼叫的廣播尋呼；開始經所述業(yè)務信道發(fā)射調度呼叫；監(jiān)測入站訪問信道以獲得對廣播尋呼的尋呼響應；當在一段時間周期內未接收到尋呼響應時，停止經業(yè)務信道發(fā)射調度呼叫；以及撤銷該業(yè)務信道。
2.如權利要求1的方法，進一步包括步驟當在一段時間周期內接收到至少一個尋呼響應時，繼續(xù)經所述業(yè)務信道發(fā)射調度呼叫。
3.一種基站，其包括發(fā)射機；接收機；和控制器，連接到所述發(fā)射機和接收機，適于命令所述發(fā)射機經出站尋呼信道發(fā)射指示用于調度呼叫的出站業(yè)務信道的廣播尋呼，適于命令所述發(fā)射機經該業(yè)務信道發(fā)射調度呼叫，適于命令所述接收機監(jiān)測入站訪問信道以獲得對廣播尋呼的尋呼響應；以及當在一段時間周期內未接收到尋呼響應時，適于撤銷所述業(yè)務信道，并命令所述發(fā)射機停止經所述業(yè)務信道發(fā)射調度呼叫。
4.一種用于CDMA移動站(MS)快速參加CDMA調度呼叫的方法，該方法包括步驟在出站尋呼信道上接收指示將出站業(yè)務信道用于調度呼叫的廣播尋呼；開始經所述改業(yè)務信道接收所述調度呼叫；在開始接收所述調度呼叫后發(fā)射對所述廣播呼叫的尋呼響應。
5.如權利要求4的方法，進一步包括步驟在發(fā)射所述尋呼響應后，繼續(xù)經所述業(yè)務信道接收所述調度呼叫。
6.如權利要求4的方法，其中MS在入站公共訪問信道上發(fā)射所述尋呼響應。
7.如權利要求6的方法，其中MS試圖以避免其他MS并發(fā)尋呼響應的方式來發(fā)射尋呼響應。
8.如權利要求7的方法，其中，所述入站公共訪問信道是時隙響應信道，且所述MS在隨機確定的時隙內發(fā)射所述尋呼響應。
9.如權利要求7的方法，其中，所述入站公共訪問信道是時隙響應信道，且所述MS在根據該MS識別號碼確定的時隙內發(fā)射所述尋呼響應。
10.一種移動站(MS)，其包括發(fā)射機；接收機，適于在出站尋呼信道上接收指示將出站業(yè)務信道用于調度呼叫的廣播尋呼；處理器，連接到所述發(fā)射機和接收機，適于命令所述接收機開始經所述業(yè)務信道接收調度呼叫，并適于隨后命令所述發(fā)射機發(fā)射對所述廣播尋呼的尋呼響應。
全文摘要
為滿足對一種用于快速建立CDMA調度呼叫的設備和方法的需要，在本發(fā)明中，尋呼移動站(例如120－123)，以向移動站通知該呼叫，然后開始調度呼叫而無需等待來自呼叫參與方的尋呼響應。首先由可能具有呼叫參與方的所有服務覆蓋區(qū)域(例如101－103)的基站(例如110－112)發(fā)射調度呼叫，然后停止那些一段時間周期內未接收到尋呼響應的基站。從而，建立調度呼叫的同時有效繼續(xù)“呼叫建立”。
文檔編號H04B7/26GK1579106SQ02821600
公開日2005年2月9日 申請日期2002年11月21日 優(yōu)先權日2001年12月20日
發(fā)明者邁克爾·L·尼達姆, 蒂莫西·J·威爾遜, 利·M·基尼茨 申請人:摩托羅拉公司