專利名稱：Tdma模式下的信令過程傳輸方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種無線信道的信令包傳輸技術(shù)，尤其涉及一種TDMA模式下的信令過程傳 輸方法。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有技術(shù)中對于信令傳輸中的上、下行問題，有的將幀結(jié)構(gòu)設(shè)計為上、下行對稱，對稱 設(shè)計的上、下行形式，無線信道利用率很低；有的針對上、下行存在的不對稱性，將幀結(jié)構(gòu) 設(shè)計為上、下行非對稱，這種非對稱設(shè)計，幀結(jié)構(gòu)固定不變，只能應(yīng)付特定的或可預(yù)知上、 下行分布的使用環(huán)境，其適用面很窄。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提出了一種TDMA模式下的信令過程傳輸方法，該方法包括根據(jù)主站和子站間 上、下行數(shù)據(jù)的繁忙程度，動態(tài)安排信令信道的邏輯幀的上、下行時隙。
根據(jù)下行數(shù)據(jù)隊列和集群系統(tǒng)的競爭預(yù)測算法動態(tài)安排邏輯幀的上、下行時隙。
動態(tài)安排邏輯幀的上、下行時隙的方法為1)初始幀安排為下、上行交錯進(jìn)行，初始幀 長Init—len， 2)根據(jù)集群系統(tǒng)的競爭預(yù)測算法預(yù)測下一幀的上行競爭情況，計算上行時隙數(shù) 目，同時根據(jù)當(dāng)前下行數(shù)據(jù)隊列計算下行時隙數(shù)目，3)根據(jù)下行時隙數(shù)目滿足的不同條件， 實時動態(tài)安排后續(xù)幀的幀結(jié)構(gòu)，4)重復(fù)步驟2)、 3)，繼續(xù)對后續(xù)幀結(jié)構(gòu)進(jìn)行安排；Initjen 為正整數(shù)。
步驟3)中，根據(jù)如下方法安排幀結(jié)構(gòu)
若下行時隙數(shù)在區(qū)間{0，預(yù)測的上行數(shù)目+Nl)內(nèi)，則安排下一幀的幀結(jié)構(gòu)為下、上行
交錯進(jìn)行，幀長取上行時隙數(shù)x2;
若下行時隙數(shù)在區(qū)間(預(yù)測的上行數(shù)目+Nl，預(yù)測的上行數(shù)目+ N2》內(nèi)，則安排下一幀的 幀結(jié)構(gòu)為下、上行交錯進(jìn)行，緊接著將多出的下行數(shù)安排為連續(xù)時隙；
若下行時隙數(shù)〉預(yù)測的上行數(shù)目+ N2，則安排后續(xù)幀的幀結(jié)構(gòu)為(1)安排一下、上行交 錯進(jìn)行的幀，幀長取上行時隙數(shù)x2; (2)再安排一個完整的連續(xù)下行幀，使剩下的下行隊列
數(shù)據(jù)量換算的下行時隙數(shù)5N3
其中，N2>N1，且N1， N2， N3均為正整數(shù)；
信令上行傳輸方式，包括 、
子站接收邏輯幀指示后，子站從競爭邏輯幀內(nèi)隨機(jī)選擇一個上行時隙，l)如果子站有業(yè) 務(wù)申請，子站就通過前面隨機(jī)選擇出的上行時隙向主站發(fā)送該業(yè)務(wù)申請的上行信令；2)接收到明確的主站應(yīng)答或隱含的應(yīng)答，則完成上行競爭。如果子站沒有接收到明確的主站應(yīng)答或 隱含的應(yīng)答，則子站等待新的邏輯幀指示，重復(fù)步驟l)， 2)直到最大競爭次數(shù)。 信令下行傳輸方式，包括
主站向子站發(fā)出需要子站應(yīng)答的下行信令時，將該下行信令的第2個時隙預(yù)留為應(yīng)答上 行時隙；在預(yù)留的應(yīng)答上行時隙內(nèi)，其它子站不應(yīng)發(fā)送任何數(shù)據(jù)。
對于應(yīng)應(yīng)答的子站，該子站的應(yīng)答信令不再進(jìn)行競爭，應(yīng)答信令直接通過預(yù)留的應(yīng)答上 行時隙進(jìn)行應(yīng)答；若應(yīng)答上行時瞎在邏輯幀中預(yù)先定義為下行，則被修改為上行。
本發(fā)明的有益技術(shù)效果是根據(jù)實際運行時上、下行數(shù)據(jù)的繁忙程度，實時地對幀結(jié)構(gòu) 進(jìn)行調(diào)整，提高無線信道的利用率，避免了傳輸過程中因某一信令丟失而引起的長延遲或信 令溝通過程失敗。 '


圖1、本發(fā)明的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖2、空中物理時隙結(jié)構(gòu)；
圖3、 ALOHA邏輯幀；
圖4、物理幀與邏輯幀的映射關(guān)系；
圖5、預(yù)留前的信令；
圖6、預(yù)留后的時隙使用；
具體實施例方式
空中信令信道主要按競爭的方式接入，以變幀長時隙邀請ALOHA協(xié)議為基礎(chǔ)，控制系 統(tǒng)在信令信道傳輸一個邏輯同步信息(Aloha信息)表示了一個邏輯幀的開始，同時邏輯同 步信息指示了接下來此幀內(nèi)時隙的用法(使用為上行還是下行)，并隱含了上行競爭邏輯 幀的長度；邏輯幀為Aloha指示邏輯幀內(nèi)上行時隙的組合(參見圖3);其中主站安排邏輯幀 時，競爭邏輯幀一定滯后于幀起始信息l個時隙，保證了處理時間(參見圖4)，
由于上、下行的使用方式均由主站控制系統(tǒng)控制(參見圖l)，那么主站可以根據(jù)數(shù)據(jù)傳 輸?shù)膶嶋H情況，來合理地安排物理時隙結(jié)構(gòu)；參見圖2，本系統(tǒng)無線信令信道除物理同步時 隙外被劃分一個個等長的時隙，同時并不規(guī)定時隙是上行還是下行，當(dāng)下行數(shù)據(jù)多時，可以 多安排為下行，如果上行數(shù)據(jù)多，應(yīng)多安排為上行。主要根據(jù)下行數(shù)據(jù)隊列和集群系統(tǒng)的競 爭預(yù)測算法安排幀結(jié)構(gòu)，這樣的幀結(jié)構(gòu)可變的方法可以靈活地適應(yīng)于上層協(xié)議的設(shè)計，而且
針對信令傳輸存在的不對稱性，此設(shè)計可以充分利用無線信道資源，提高傳輸效率。 具體的幀結(jié)構(gòu)安排方法如下
1)初始幀安排為下、上行交錯進(jìn)行，初始幀長Init—len， 2)根據(jù)集群系統(tǒng)的競爭預(yù)測算法預(yù)測下一幀的上行競爭情況，計算上行時隙數(shù)目，同時根據(jù)當(dāng)前F行數(shù)據(jù)隊列計算下行時 隙數(shù)目，3)根據(jù)下行時隙數(shù)目滿足的不同條件，實時動態(tài)安排后續(xù)幀的幀結(jié)構(gòu)，4)重復(fù)歩 驟2)、 3)，繼續(xù)對后續(xù)幀結(jié)構(gòu)進(jìn)行安排；Initjen (變量名稱)為正整數(shù)。 步驟3)中，根據(jù)如下方法安排幀結(jié)構(gòu)-
若下行時隙數(shù)在區(qū)間{0，預(yù)測的上行數(shù)目+Nl》內(nèi)，則安排下一幀的幀結(jié)構(gòu)為下、上行
交錯進(jìn)行，幀長取上行時隙數(shù)x2;
若下行時隙數(shù)在區(qū)間(預(yù)測的上行數(shù)目+Nl，預(yù)測的上行數(shù)目+ N2》內(nèi)，則安排下一幀的
幀結(jié)構(gòu)為下、上行交錯進(jìn)行，緊接著將多出的下行數(shù)安排為連續(xù)時隙；
若下行時隙數(shù)〉預(yù)測的上行數(shù)目+ N2，則安排后續(xù)幀的幀結(jié)構(gòu)為(1)安排一下、上行交 錯進(jìn)行的幀，幀長取上行時隙數(shù)x2; (2)再安排一個完整的連續(xù)下行幀，使剩下的下行隊列
數(shù)據(jù)量換算的下行時隙數(shù)SN3。
其中，N2>N1，且N1， N2， N3均為正整數(shù)； 信令上行傳輸方法-
子站上行信令通過競爭或預(yù)留的方式實現(xiàn)。子站接收邏輯幀指示后，在符合規(guī)定(例如
本地身份碼符合ALOHA信息中的允許接入碼)的競爭邏輯幀內(nèi)隨機(jī)選定一個上行時隙。如
果子站有業(yè)務(wù)申請(例如發(fā)起業(yè)務(wù)時，需要先上行信令)，那么在選擇的時隙中向主站發(fā)送
申請，并等待應(yīng)答。若主站未有應(yīng)答，那么子站就等待新的邏輯幀指示并進(jìn)行重新接入(重 發(fā)申請或新的業(yè)務(wù)申請)。
信令下行傳輸方法
當(dāng)主站向子站發(fā)送下行信令并需要該子站進(jìn)行應(yīng)答時，本系統(tǒng)定義的協(xié)議為主站需要 子站應(yīng)答的下行信令，都隱含預(yù)留一個應(yīng)答上行時隙(其他子站不應(yīng)在此時隙發(fā)送任何數(shù)據(jù))， 此子站的應(yīng)答信令不再需要進(jìn)行競爭，而是通過預(yù)留的上行時隙進(jìn)行應(yīng)答。這保證了信令溝 通過程的快速性。
具體預(yù)留應(yīng)答上行時隙的方法為修改應(yīng)應(yīng)答的下行信令第2個時隙為應(yīng)答上行時隙(若 本來為上行，則不用修改)，參見圖5、 6。
若被預(yù)留的時隙在Aloha中定義為上行，那么可能導(dǎo)致其他未接收到預(yù)留指令的子站在 己被預(yù)留的上行時隙進(jìn)行競爭發(fā)送，導(dǎo)致預(yù)留的失敗。因此，主站在安排邏輯幀時和發(fā)送需 應(yīng)答信令時，應(yīng)考慮被預(yù)留的時隙原先為下行(即將預(yù)留的應(yīng)答上行時隙在ALOHA中定義 為下行)，預(yù)留之后修改為上行，降低了預(yù)留失敗的風(fēng)險。(幀安排算法己經(jīng)考慮此要求)
權(quán)利要求
1、一種TDMA模式下的信令過程傳輸方法，其特征在于根據(jù)主站和子站間上、下行數(shù)據(jù)的繁忙程度，動態(tài)安排信令信道的邏輯幀的上、下行時隙。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的TDMA模式下的信令過程傳輸方法，其特征在于根據(jù)下行 數(shù)據(jù)隊列和集群系統(tǒng)的競爭預(yù)測算法動態(tài)安排邏輯幀的上、下行時隙。
3、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的TDMA模式下的信令過程傳輸方法，其特征在于動態(tài)安排 邏輯幀的上、下行時隙的方法為l)初始幀安排為下、上行交錯進(jìn)行，初始幀長Initjen， 2) 根據(jù)集群系統(tǒng)的競爭預(yù)測算法預(yù)測下一幀的上行競爭情況，計算上行時隙數(shù)目，同時根據(jù)當(dāng) 前下行數(shù)據(jù)隊列計算下行時隙數(shù)目，3)根據(jù)下行時隙數(shù)目滿足的不同條件，實時動態(tài)安排后 續(xù)幀的幀結(jié)構(gòu)，4)重復(fù)步驟2)、 3)，繼續(xù)對后續(xù)幀結(jié)構(gòu)進(jìn)行安排；Init—len為正整數(shù)。
4、 根據(jù)權(quán)利要求3所述的TDMA模式下的信令過程傳輸方法，其特征在于歩驟3) 中，根據(jù)如下方法安排幀結(jié)構(gòu)若下行時隙數(shù)在區(qū)間{0，預(yù)測的上行數(shù)目+Nl)內(nèi)，則安排下一幀的幀結(jié)構(gòu)為下、上行交錯進(jìn)行，幀長取上行時隙數(shù)X2;若下行時隙數(shù)在區(qū)間(預(yù)測的上行數(shù)目+Nl，預(yù)測的上行數(shù)目+ N2)內(nèi)，則安排下一幀的幀結(jié)構(gòu)為下、上行交錯進(jìn)行，緊接著將多出的下行數(shù)安排為連續(xù)時隙；若下行時隙數(shù)〉預(yù)測的上行數(shù)目+ N2，則安排后續(xù)幀的幀結(jié)構(gòu)為(1)安排一下、上行交 錯進(jìn)行的幀，幀長取上行時隙數(shù)X2; (2)再安排一個完整的連續(xù)下行幀，使剩下的下行隊列數(shù)據(jù)量換算的下行時隙數(shù)SN3其中，N2>N1，且N1， N2， N3均為正整數(shù)；。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的TDMA模式下的信令過程傳輸方法，其特征在于信令上行傳輸方式，包括子站接收邏輯幀指示后，子站從競爭邏輯幀內(nèi)隨機(jī)選擇一個上行時隙，l)如果子站有業(yè)務(wù)申請，子站就通過前面隨機(jī)選擇出的上行時隙向主站發(fā)送該業(yè)務(wù)申-請的上行信令；2)接收到明確的主站應(yīng)答或隱含的應(yīng)答，則完成上行競爭。如果子站沒有接收到明確的主站應(yīng)答或隱含的應(yīng)答，則子站等待新的邏輯幀指示，重復(fù)步驟l)， 2)直到最大競爭次數(shù)。
6、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的TDMA模式下的信令過程傳輸方法，其特征在于信令下行傳輸方式，包括主站向子站發(fā)出需要子站應(yīng)答的下行信令時，將該下行信令的第2個時隙預(yù)留為應(yīng)答上 行時隙；在預(yù)留的應(yīng)答上行時隙內(nèi)，其它子站不應(yīng)發(fā)送任何數(shù)據(jù)。對于應(yīng)應(yīng)答的子站，該子站的應(yīng)答信令不再進(jìn)行競爭，應(yīng)答信令直接通過預(yù)留的應(yīng)答上 行時隙進(jìn)行應(yīng)答；若應(yīng)答上行時隙在邏輯幀中預(yù)先定義為下行，則被修改為上行。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種TDMA模式下的信令過程傳輸方法，該方法包括根據(jù)主站和子站間上、下行數(shù)據(jù)的繁忙程度，動態(tài)安排信令信道的競爭邏輯幀的上、下行時隙。本發(fā)明的有益技術(shù)效果是根據(jù)實際運行時上、下行數(shù)據(jù)的繁忙程度，實時地對幀結(jié)構(gòu)進(jìn)行調(diào)整，提高無線信道的利用率，避免了傳輸過程中因某一信令丟失而引起的長延遲或信令溝通過程失敗。
文檔編號H04W74/00GK101541084SQ200910103678
公開日2009年9月23日 申請日期2009年4月24日 優(yōu)先權(quán)日2009年4月24日
發(fā)明者葉榮飛, 宏 肖 申請人:重慶金美通信有限責(zé)任公司