專利名稱：在無線系統(tǒng)中分配信道的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及在無線系統(tǒng)中分配信道的方法，該系統(tǒng)包括基站和通過控制和業(yè)務(wù)信道與基站進行通信的用戶站。
中繼無線電話系統(tǒng)的普遍特性是為該無線系統(tǒng)分配的無線信道數(shù)相對于需求而言往往是顯得太小。一個基站通常只有1到4個可用無線信道。其中一個一般用作控制信道，而其余則用作業(yè)務(wù)信道。如果在基站區(qū)域內(nèi)的業(yè)務(wù)密度很高，則會很容易地發(fā)現(xiàn)基站控制信道的容量在擁塞(congertion)時間是很低的。由于沒有足夠的控制和業(yè)務(wù)信道以供用戶請求，即發(fā)生業(yè)務(wù)擁塞，這種現(xiàn)象就更為明顯了。業(yè)務(wù)擁塞尤其會出現(xiàn)在基站控制信道的上行鏈路信道，即用戶站借以建立到基站的連接的信道上。在該控制信道上無線電話根據(jù)某種隨機存取原理來選擇傳輸時間。利用本領(lǐng)域中所知的隨機存取方法，由于信令消息之間的沖突在上行鏈路方向上只能成功利用總?cè)萘康目赡苤挥?0％的部分。這表明控制信道的上行鏈路方向往往構(gòu)成控制信道的瓶頸。
在無線系統(tǒng)中發(fā)生干擾也是眾所周知的。例如當(dāng)在同一頻率或彼此接近的頻率上工作的無線發(fā)送器相互干擾時便會出現(xiàn)干擾。在蜂窩無線網(wǎng)中，幾個基站有時可以使用同一無線頻率；通常這樣的基站彼此相距足夠遠以便一個無線站能夠在同一頻率上只和一個基站通信。但在特殊的無線電波傳播條件下，來自一個無線站的信號會到達錯誤基站的接收器，這就干擾了基站的正常無線傳輸。由于無線系統(tǒng)的普通業(yè)務(wù)信道的操作是以控制信道操作為礎(chǔ)的，這就更加危害到控制信道操作。相應(yīng)地，一個無線電話，即用戶站會收到來自范圍外基站的信號。通過使用只能防止對錯誤脈沖作出響應(yīng)的標識并不能防止由在錯誤頻率上傳輸?shù)臒o線信號對期望的傳輸造成的干擾。
正如在本發(fā)明的描述中所使用的，一個信道是指一個單獨的頻率或一個單獨頻率的單獨時隙，即一個單獨的傳輸方向。
而且，當(dāng)無線設(shè)備進行的操作違背網(wǎng)絡(luò)中使用的協(xié)議時，無線系統(tǒng)中會出現(xiàn)錯誤，例如當(dāng)無線設(shè)備在控制信道或控制信道時隙中或多或少地連續(xù)發(fā)送信號時會出現(xiàn)失敗。在完全不同的無線系統(tǒng)間的交叉通話也會導(dǎo)致類似的干擾。在某些情況下，在控制信道上發(fā)送干擾無線信號更會干擾無線系統(tǒng)的操作。
至少以下述方式便可干擾移動或固定無線系統(tǒng)的控制信道操作在整個可用頻帶的寬帶上干擾影響基站控制信道的接收器，即基站的接收頻域被部分或全部干擾。
在整個可用頻帶的寬帶上干擾影響移動或固定連接無線用戶的接收器，即基站的發(fā)送頻域被部分或全部地干擾。
在一個窄帶上干擾影響基站控制信道的接收器，即基站的接收頻率被干擾。
在一個窄帶上干擾影響移動或固定連接的無線用戶的接收器，即基站的發(fā)送頻率被干擾。
眾所周知通過改變控制信道頻率或在某些情況下只改變控制信道時隙可消除對控制信道操作的信令干擾。通過使用對所有用戶站已知的算法或在改變頻率之前預(yù)先向所有偵聽無線設(shè)備指示新的控制信道頻率，可以改變控制信道操作頻率。在低容量系統(tǒng)中使用幾個頻率不一定經(jīng)濟，盡管可以在系統(tǒng)中同時使用幾個控制頻率。
現(xiàn)有技術(shù)控制信道分配過程的一個缺陷是其不靈活性。在系統(tǒng)中必須把一個特定信道用作控制信道，即使該信道的容量不夠用。同時，一個業(yè)務(wù)信道會具有當(dāng)前不需用于傳輸?shù)娜萘俊?br> 由控制信道干擾或擁塞導(dǎo)致的現(xiàn)有技術(shù)的控制信道的變化的問題在于當(dāng)一個控制信道改變到一個新的控制信道上時，控制信道干擾會跟隨控制信道改變并開始在新控制信道上發(fā)送干擾信令?，F(xiàn)有技術(shù)解決方案的另一個問題在于無線系統(tǒng)，尤其是中繼無線系統(tǒng)的容量會很有限，即該系統(tǒng)沒有容量來分配一個空信道用作控制信道。相應(yīng)地，當(dāng)控制信道改變到一個已用的諸如業(yè)務(wù)信道的信道時，在該業(yè)務(wù)信道上最初發(fā)送的任何業(yè)務(wù)均須結(jié)束，而該信道上正進行的呼叫被中斷，并且參與呼叫的用戶必須發(fā)出新的連接建立請求。這自然就加重了系統(tǒng)，尤其是其控制信道和連接建立過程的負擔(dān)。
本發(fā)明的目標是消除本領(lǐng)域的上述問題。
本發(fā)明的一個目標是允許在基站控制信道擁塞而某些其它信道具有額外容量的情況下增加信令容量。
本發(fā)明的另一個目標是當(dāng)在控制信道上已有干擾或控制信道被干擾，而系統(tǒng)已改變控制信道并在此后控制信道又被干擾時允許進行控制信道操作，基于本發(fā)明的方法的目標是以一或多個受干擾無線信道不阻礙有效利用系統(tǒng)的方式在干擾期間分配控制信道操作。
本發(fā)明的又一個目標是以盡量少打擾所有正在進行的呼叫的方式完全受干擾無線信道改變和控制信道操作。
通過基于本發(fā)明的方法可獲得這種在無線系統(tǒng)中分配信道的方法，其特征在于下述步驟分配傳輸信道用于控制信道以便把控制信道的操作分布到更多的信道上；向用戶站指示分配用作控制信道的信道；在分配的控制信道上以分布方式進行控制信道操作。
本發(fā)明也涉及一個無線系統(tǒng)中的用戶站，該用戶站包括一個存貯器裝置，一個收發(fā)器，一個控制用戶站的操作的控制器。本發(fā)明的用戶站的特征在于上述存貯器被安排來存貯包含在控制信道分配消息中的信息，該消息由涉及信道的用戶站接收，而基站在這些信道上進行涉及用戶站的控制信道操作；上述用戶站還包括使用戶站的收發(fā)器在一或多個由控制信道分配消息指示的信道上進行控制信道操作的裝置。
本發(fā)明也涉及一個基站，該基站包括一個收發(fā)器單元，一個控制基站的控制單元。本發(fā)明的基站的特征在于其還包括組裝控制信道分配消息并把控制信道分配消息發(fā)送給期望的用戶站的裝置，該消息向用戶站指示分布控制信道的標識，基站在這些信道上與用戶站進行控制信道操作。
本發(fā)明所依據(jù)的思想是無線系統(tǒng)中擁塞基站或受干擾影響的基站的控制信道被臨時分配到幾個信道中，以使一或多個擁塞的，含有干擾或受干擾影響的無線信道不影響無線系統(tǒng)的有效使用。
這種在無線系統(tǒng)中分配信道的方法，無線系統(tǒng)中的用戶站和無線系統(tǒng)的優(yōu)點是它解決了與現(xiàn)有技術(shù)的系統(tǒng)有關(guān)的問題。
基于本發(fā)明的方法允許通過使無線電話能夠在無線系統(tǒng)控制下在某段時間內(nèi)在一預(yù)定業(yè)務(wù)信道上啟動發(fā)送信令來增加信令容量。
借助基于本發(fā)明的方法，通過使用業(yè)務(wù)信道的臨時未用容量或任何其它能利用的容量，可以增加基站控制信道的容量。
基于本發(fā)明的方法也允許用戶站在高業(yè)務(wù)密度期間以一種平衡方式，在不特別加重任何控制信道負擔(dān)的情況下來使用無線系統(tǒng)的資源。這樣會更有效地利用系統(tǒng)的無線容量。同時本發(fā)明的方法對系統(tǒng)負載的峰值進行了分級。
本發(fā)明的另一個優(yōu)點是在初始控制信道上已有干擾或控制信道已受干擾影響而系統(tǒng)已改變控制信道，并且此后控制信道仍被干擾的情況下，該方法仍允許在無線系統(tǒng)中進行控制信道操作。
本發(fā)明也具有允許以一種盡可能少打擾正在進行的呼叫的方式改變控制信道并實現(xiàn)控制信道操作。
下面將參照附圖更全面地描述本發(fā)明，其中

圖1說明了本發(fā)明可應(yīng)用的無線系統(tǒng)；圖2說明了無線系統(tǒng)中的信道分配；圖3說明了基于本發(fā)明的控制信道分配消息；圖4是說明基于本發(fā)明的基站的模塊圖；圖5是說明基于本發(fā)明的用戶站的模塊圖；圖6A和6B是說明基于本發(fā)明的基站操作的流圖；圖7說明了基于本發(fā)明的傳輸中斷消息；圖8是說明基于本發(fā)明的用戶站在處于控制信道上時的操作的流圖；圖9是說明基于本發(fā)明的用戶站在處于業(yè)務(wù)信道上時的操作的流圖；本發(fā)明涉及一個在控制信道受有意或無意干擾影響時或在控制信道過載時提供可靠信令的控制信道信令方案。本發(fā)明也涉及消除或減少窄帶干擾或只影響一部分工作區(qū)域的干擾的影響。這種過程在全頻域傳輸干擾非常強時完全能夠保護現(xiàn)代無線系統(tǒng)，因而從技術(shù)上很容易地能夠快速確定出干擾發(fā)送器或影響全頻域的干擾發(fā)送器的位置。確定出干擾源的操作當(dāng)然可以很快消除。
正如本發(fā)明中所使用的，術(shù)語控制信道是指一個無線頻率或TDMA(時分多址)系統(tǒng)中的一個無線頻率和時隙，該無線頻率和時隙被用于控制系統(tǒng)操作，建立基站和用戶站之間的呼叫，發(fā)送數(shù)據(jù)和短消息，和由用戶站完成的基站的變更(漫游)。
圖1說明了可應(yīng)用本發(fā)明的一個無線系統(tǒng)。如圖1所示一個常見的可應(yīng)用本發(fā)明的無線系統(tǒng)至少包括一個基站101和一或多個移動或固定無線站102，103，用戶站。無線站102，103通過基站相互通信。另外，由于經(jīng)常有從基站到固定用戶站，移動無線系統(tǒng)或其它電信網(wǎng)的交換機的線路連接，所以無線站可以與位于不是其指定基站的基站的覆蓋范圍內(nèi)的電信設(shè)備進行通信。
圖2說明了業(yè)務(wù)信道上無線系統(tǒng)中的信道的幀結(jié)構(gòu)。該圖說明如何把一個無線頻率劃分成時隙和無線信道。如圖2所示，各無線頻率均可以有一或多個時隙201。當(dāng)然也可在FDMA系統(tǒng)中實現(xiàn)基于本發(fā)明的方法和系統(tǒng)，其中無線頻率未被分成時隙。在圖2的例子中，一個幀202包括5個時隙。預(yù)定數(shù)量(N)個幀構(gòu)成復(fù)合幀203。除普通幀之外，復(fù)合幀可具有一個特效信令幀204，如圖所示，根據(jù)假定的信令要求它的長度可以等于普通幀的長度，也可以更小或更大。幀204，即幀號N為一個復(fù)合幀。在其時隙中由字母C所指示的時隙被固定分配用作控制信道。幀號2包含在下行方向上的時隙205，即基站發(fā)送該時隙。對應(yīng)于該時隙的時隙為上行方向上的時隙206，即用戶站發(fā)送該時隙。根據(jù)本發(fā)明，時隙對205，206被分配用作控制信道，盡管其已被用作業(yè)務(wù)信道。另外，基站在下行方向上把時隙210用作控制信道。而且，基站在進行隨機存取的上行方向上已分配時隙211和212給用戶站以用作控制信道。
在現(xiàn)有技術(shù)的方案中，常用控制功能已被集中到諸如205，206，即C的一個信令時隙中，根據(jù)所選定的隨機存取方法，該時隙對無線站來說是可用的。在圖2的例子中，如圖2所示，由基站發(fā)送的幀202和由無線站發(fā)送的幀207在時域內(nèi)被彼此切換。圖2給出了時間段t。當(dāng)把幀結(jié)構(gòu)和基站與用戶站發(fā)送次數(shù)與時間段比較時，可以看出用戶站總是在基站之后發(fā)送。這樣一個無線站能夠接收信令幀205并接著在時間206對其作出響應(yīng)。這允許使用一個無須同時發(fā)送和接收的簡單無線設(shè)備。這樣就可使用一個半雙工無線設(shè)備。當(dāng)然也可使用一個全雙工無線設(shè)備。
在基于本發(fā)明的方案中，系統(tǒng)使用并允許用戶使用所有或預(yù)定的無線信道或時隙來進行控制信道操作，尤其是對于一個新的控制信道，并且在檢測到一種干擾狀況之后。在干擾期間控制信道操作可完全保留或被部分分配。對于控制信道操作過載的情況也是這樣。
控制信道操作可被分成兩種不同的需要。一方面，系統(tǒng)試圖尋呼一個特定的無線站以建立一個入線呼叫。另一方面，一個無線站想從系統(tǒng)請求資源以建立一個出線呼叫。在第一種情況下，從系統(tǒng)的角度看系統(tǒng)應(yīng)知道被尋呼的無線站在哪個控制信道上發(fā)送信令。在第二種情況下，一個無線站通過哪個控制信道獲取系統(tǒng)資源對系統(tǒng)來說幾乎是沒有意義的。
根據(jù)受干擾影響的控制信道操作，基于本發(fā)明的方法基站和用戶站操作可被分成兩種略有不同的操作模式。首先討論在基站的控制信道的接收受到干擾的影響的情況下的基于本發(fā)明的操作。在這種情況下，基站通?？奢p易發(fā)現(xiàn)干擾并能夠以普通方式使用其自身的發(fā)送頻率指示一個新的雙向控制信道或控制時隙。在更有效的避免干擾的方法中，即在基于本發(fā)明的方法中，通過使無線站能夠至少把TDMA系統(tǒng)的公共控制信道時隙204用作隨機存取時隙的方式來分配控制信道操作?；疽部梢酝ㄟ^指定某些或全部的未用無線信道或其一部分作為控制信道來增加控制信道的容量。換而言之，空閑業(yè)務(wù)信道被分配用于控制信道。當(dāng)信道被用作控制信道時，則可能掃描各信道以查看被分配的新信道是否有干擾。如果因所有信道均被使用或為了獲得統(tǒng)一的分配而使得不能進行掃描，則基站會“竊取”，即臨時再分配部分可用業(yè)務(wù)信道容量以用于控制信道。
根據(jù)本發(fā)明，基站可以重新分配用于傳輸?shù)囊换蚨鄠€時隙工時隙部分以用于控制信道。在從基站到用戶站的傳輸方向上，基站把時隙的消息名變成諸如控制信道分配消息名的期望控制信道消息名并使用該部分時隙傳送上述消息。一個在所述的信道上接收諸如語音業(yè)務(wù)的用戶站根據(jù)消息名得知這個語音時隙不再用于傳輸語音。所述的用戶站以及在所述的業(yè)務(wù)信道上等待控制信道信令的用戶站根據(jù)消息名檢測出它們必須解釋消息的內(nèi)容并進行所要求的測量。
在從用戶站到基站的傳輸方向上基站也可分配時隙以用于控制信道。若一個用戶站當(dāng)前正在進行諸如語音業(yè)務(wù)，則基站首先通過發(fā)送一個業(yè)務(wù)中斷消息來命令所述的用戶站中斷傳輸，并且接著根據(jù)所用的控制信道協(xié)議賦予一個或某些用戶站傳輸權(quán)利。在收到業(yè)務(wù)中斷消息時，用戶站停止傳輸。停留在信道上的用戶站可以使用釋放的時隙或其部分發(fā)送一個隨機存取消息。圖7給出了一個業(yè)務(wù)中斷消息的實施例。在圖7所示的消息中，業(yè)務(wù)中斷和隨機存取控制被混合在一起以便能夠有效利用控制信道容量。當(dāng)然，在基于本發(fā)明的方案中，也可以實現(xiàn)相互獨立的業(yè)務(wù)中斷和隨機存取控制。
在某些針對隨機存取的例子中，控制信道能夠在控制信道分配消息中向請求存取的無線設(shè)備發(fā)送隨機存取算法數(shù)據(jù)355。與隨機存取控制有關(guān)的數(shù)據(jù)當(dāng)然可以在與控制信道分配消息分離的隨機存取控制消息中被發(fā)送出去。由基站發(fā)送的控制信道分配消息包含有關(guān)準許的無線信道與時隙的數(shù)據(jù)以及用于控制不同用戶的存取請求的參數(shù)。
在基于本發(fā)明的方案中，控制信道分配消息或隨機存取控制消息的數(shù)據(jù)以指示所述的進行隨機存取的無線信道可用的無線信道或時隙的數(shù)據(jù)為結(jié)束。
在普通情況下，通過分配足夠長的隨機存取幀讓各無線設(shè)備從中隨機選擇一個時隙用于存取嘗試來減少嘗試隨機存取的沖突概率。不成功的存取嘗試可在下一幀中或在經(jīng)一段預(yù)定等待時間后分配的新控制信道的適當(dāng)周期內(nèi)被加以重復(fù)。在基于本發(fā)明的方案中，各用戶被分配在無線信道之間以便存取幀的長度能比常用的更小?；究筛鶕?jù)被賦予用戶站的用戶號，組號，隨機存取組號，或一部分這樣的號在無線信道之間劃分用戶。在某些隨機存取協(xié)議中，隨機存取組被用作關(guān)于用戶站隨機存取控制中的用戶號，優(yōu)先權(quán)等的簡短描述。這樣基站的控制信道操作可以分布到幾個無線頻率上，而且無論這些頻率是業(yè)務(wù)信道頻率還是控制信道頻率均可以做到這樣?；緝H是把某些容量再分配給控制信道。
當(dāng)然，基站基本上從當(dāng)前未用的信道分配諸如隨機存取幀的隨機存取時隙。另外，尤其是在基站以時隙的精度控制無線設(shè)備傳輸?shù)南到y(tǒng)中，時隙是從已使用的無線信道中再分配，即“竊取”出來的。
在如上所述建立的控制信道上的實際隨機存取控制是通過由系統(tǒng)在所述的初始控制信道或被再分配用于控制信道的業(yè)務(wù)信道上發(fā)送的控制信道分配消息來進行的。隨機訪問協(xié)議可以包含去除在控制信道分配消息或隨機存取控制消息被發(fā)送后分配的隨機存取時隙的功能。在基于本發(fā)明的方案中，也可以通過發(fā)送業(yè)務(wù)中斷消息來中止對在業(yè)務(wù)信道上發(fā)送諸如語音的信號的許可，這使得在正被用于傳輸?shù)臉I(yè)務(wù)信道上分配隨機存取時隙成為可能。圖3給出了用于隨機存取和傳輸控制并從基站發(fā)向無線站的控制信道分配消息部分。
下面將針對基站控制信道的傳輸被干擾的情況描述基于本發(fā)明的操作。
在這種情況下，當(dāng)找不到質(zhì)量合格的控制信道時用戶無線設(shè)備便檢測出了干擾。當(dāng)有大量的失敗的用戶尋呼嘗試時或當(dāng)沒有用戶作出的隨機存取嘗試或這樣的嘗試特別少時，基站也檢測出這種情況。在基于本發(fā)明的方案中，基站開始把某些或所有的未用傳輸信道用作控制信道。另外，特別是在所有信道正在使用時，基站允許所有用戶使用公共的特定于無線信道的控制信道時隙。為了增加容量或得到統(tǒng)一的分布，基站可重新分配正使用的部分業(yè)務(wù)容量以用于控制信道。
控制信道的操作，尤其是分布控制信道的存在，以和上述相同的方式通過控制信道分配消息被通知到無線設(shè)備，該消息由系統(tǒng)在需要的情況下，通過使用允許進行控制信道操作的無線信道和時隙發(fā)送出去。這個控制信道分配消息指出在哪些信道，即在哪個頻率或哪些頻率上以及在哪些時隙中系統(tǒng)嘗試尋呼無線站建立呼叫。為了使系統(tǒng)不用在所有的分配用作控制信道的頻率上發(fā)送尋呼消息，控制信道分配消息包括無線站憑借來根據(jù)用戶分組或用戶號啟動使用預(yù)定無線頻率/信道或各個預(yù)定無線頻率/信道的信息。上述情況的綜合情況也是可能的，下面參照圖6A和6B詳細對其加以描述。
圖3給出了基于本發(fā)明的控制信道分配消息。字段350是一個針對控制信道分配消息的標識字段。字段351是一個定義信道的字段，這些信道即是無線信道，邏輯信道或被用作新的臨時控制信道的無線信道。字段352指示新控制信道的時隙。字段353指示新控制信道的有效周期，即用戶站在該信道上能夠與基站通信的時間段。這個時間段可以很短，即幾分之一秒，也可以很長，有效期可以下述方式加以重復(fù)，即賦予不同信道的時間段互不重疊，這樣一個用戶站也能夠利用幾個不同信道的控制信道操作。業(yè)務(wù)354指示一個用戶組，即標識那些開始在由消息定義的信道上，也就是在某些頻率和/或時隙上進行通信的用戶。業(yè)務(wù)355包含其它可能的參數(shù)。
圖4是說明基于本發(fā)明的常見基站的模塊圖。該基站包括一些具有發(fā)送器部分Tx和接收器部分Rx的收發(fā)器410，411，412，413，414，415，416，417通過把發(fā)送器Tx調(diào)到特定的下行頻率并把接收器Rx調(diào)到對應(yīng)于下行頻率的上行頻率，各收發(fā)器均被調(diào)到一個特定的信道對上。在下行和上行頻率之間可以有一種規(guī)則的雙工空距(spacing)，或者是用其它的方式來確定空距，例如通過基站定義信道或無線頻率和根據(jù)需求動態(tài)分配所使用的雙工空距。當(dāng)然，無線發(fā)送器可以是模擬的或數(shù)字的。收發(fā)器通過總線裝置421或類似的裝置連接到基站控制器420。干擾檢測裝置430被連至控制器420。安裝并發(fā)送控制信道分配消息的裝置423和安裝并發(fā)送業(yè)務(wù)中斷消息的裝置425也與控制器相連。本發(fā)明的基站以這樣的方式操作，即當(dāng)干擾檢測裝置430在一個諸如由收發(fā)器410支持的基站控制信道上檢測到諸如擁塞的干擾時，它把這種干擾情況通知給控制器420。干擾檢測裝置430也可以包括測量控制信道負載并檢測過載的功能。在出現(xiàn)干擾或過載的情況下控制器420對干擾檢測裝置430作出響應(yīng)啟動裝置423，該裝置根據(jù)控制器給出的指令和命令裝置期望類型的控制信道分配消息。利用該消息，控制器可以通過用收發(fā)器412和416維護新的臨時控制信道的操作來嘗試分配以前的控制信道的操作。在裝配完控制信道分配消息后，該消息通過總線裝置被傳給收發(fā)器中的一個，該收發(fā)器在期望的時刻和期望的信道，例如舊的控制信道上把裝配的控制信道分配消息發(fā)送出去，該信道是由收發(fā)器410支持的。而且，如果基站沒有空閑的收發(fā)器容量，即信道容量，當(dāng)系統(tǒng)中出現(xiàn)干擾時，控制器420命令裝配并發(fā)送業(yè)務(wù)中斷消息的裝置425裝配并發(fā)送一個業(yè)務(wù)中斷消息。裝置425完成上述測量并如上述那樣向一個收發(fā)器單元發(fā)送裝配的消息以便把消息傳送給用戶站。
圖5是一個說明基于本發(fā)明的用戶站的模塊圖。該圖給出了一個常見的用戶站，即用戶使用的無線電話的結(jié)構(gòu)。收發(fā)器(Tx/Rx)501的功能是調(diào)整到在各個具體情況下使用的無線道上。無線信道可以是無線系統(tǒng)的基站的傳輸或控制信道。收發(fā)器501有一個相關(guān)的天線。
控制器503的功能是控制用戶站的操作?？刂破?03通過總線裝置505與收發(fā)器Tx/Rx相連。收發(fā)器使用的信道由控制器503確定，即收發(fā)器501被調(diào)到信道，也就是控制器503確定的無線頻率上。收發(fā)器501在控制器503的控制下被接通?？刂破?03通過收發(fā)器501接收并發(fā)送信令消息。
控制器503具有一個相關(guān)的含有固定數(shù)據(jù)和可變數(shù)據(jù)的存貯裝置504。固定數(shù)據(jù)包括用戶站專用用戶號，用戶站所屬的組號，和屬于系統(tǒng)的無線信道號?？勺償?shù)據(jù)包括諸如復(fù)位狀態(tài)，呼叫建立狀態(tài)，通話狀態(tài)等的用戶瞬間狀態(tài)和指示用戶站被調(diào)節(jié)到的信道的信息。基于本發(fā)明的用戶站的存貯裝置504被安排來存貯有關(guān)基站借以發(fā)送控制信道信令的信道的數(shù)據(jù)，和包含在用戶站接收的控制信道分配消息中的數(shù)據(jù)。存貯裝置也被用來存貯包含在用戶站接收的業(yè)務(wù)中斷消息(圖7)中的數(shù)據(jù)。
圖5所示的用戶站還包括裝置509，該裝置調(diào)節(jié)用戶站的收發(fā)器501在由接收的控制信道分配消息指示的信道上與基站交換控制信道信令。
圖5所示的用戶站還包括裝置510，該裝置根據(jù)由用戶站接收的業(yè)務(wù)中斷消息(7)臨時中斷在由業(yè)務(wù)中斷消息指示的信道上的用戶站信令。有可能確定出無線單元的控制器503中的上述裝置(509和510)的位置，但也可以把它們定位在無線單元的其它位置上。
圖5所示的用戶站還包括對由基站發(fā)送到用戶站的控制信道分配消息作出響應(yīng)的裝置520。根據(jù)該消息，裝置520在存貯裝置504中存貯包含在控制信道分配消息中的數(shù)據(jù)，并控制控制器503使之命令用戶站在收發(fā)器501的控制信道分配消息所指示的時刻切換到在控制信道分配消息中指示的信道上。
圖6A和6B是說明基于本發(fā)明的基站的操作的流圖。在圖6A中假定在基站操作開始時沒有干擾，并且系統(tǒng)處于“Normal control channel”狀態(tài)601。當(dāng)系統(tǒng)在601檢測接收被干擾時，基站發(fā)送指示無線信道和時隙351，352可用于控制信道操作的控制信道分配消息607。同時基站指出無線站354應(yīng)在哪些無線信道和/或時隙上等待以其為目的地的諸如入線呼叫的消息。作為操作的結(jié)果，系統(tǒng)進入“Extendedcontrol channel”狀態(tài)608，620，若所有或多數(shù)基站信道正被使用，則基站保留一個或一些業(yè)務(wù)信道的容量以進行隨機存取和其它控制信道操作。若需要621，便分配時隙或時隙部分622用于本身的信號傳輸和發(fā)送向無線站指示哪些無線信道和時隙可用的控制信道分配消息623。若需要631，則基站通過用業(yè)務(wù)中斷消息633中止某些以前授權(quán)的傳輸階段來發(fā)送隨機存取控制消息632以便允許隨機存取嘗試。在基于本發(fā)明的方案中，隨機存取控制消息632和業(yè)務(wù)中斷消息可以是圖7所示的混合消息或完全分開的消息或消息部分。
當(dāng)系統(tǒng)處在“Extended control channel”狀態(tài)620時，它通過分配傳輸時間642以供其自身使用并發(fā)送一個實現(xiàn)該服務(wù)的諸如連接建立消息的消息來實現(xiàn)尋址到它的服務(wù)請求641。如果在無線路徑上以隨機存取消息的形式收到服務(wù)請求641，并且同時從基站到無線站的傳輸方向被其它呼叫所使用，則基站通過把時隙的消息名改為所需的控制信道信令消息643的名稱從該呼叫中取出一個完整的業(yè)務(wù)時隙或者業(yè)務(wù)時隙642的一部分用來傳輸信令，并且在業(yè)務(wù)時隙或其一部分中發(fā)送該消息。操作在“Extended control channel”狀態(tài)644繼續(xù)進行。
如果在651某些業(yè)務(wù)信道被釋放，則基站使用傳輸時間652并通過控制信道分配消息653把新的可用信道和時隙通知給無線站。
同時用作控制信道的業(yè)務(wù)信道可被完全釋放以用于業(yè)務(wù)傳輸。操作在“Extended control channel”狀態(tài)654繼續(xù)進行。
如果在661控制信道干擾消失，則基站使用傳輸時間662并通過分配消息663和普通操作664，601通知無線站控制信道已被恢復(fù)，即普通控制信道操作在業(yè)務(wù)信道上結(jié)束。
若在602基站檢測到其傳輸被干擾，則檢查是否有空閑的無線信道和/或時隙。若發(fā)現(xiàn)一個空閑信道或一些空閑信道，則基站開始把它們用作控制信道并通過控制信道分配消息607指出新的控制信道，接著進入“Extended control channel”狀態(tài)。若沒有空閑信道605，則基站可以開始使用在適當(dāng)業(yè)務(wù)信道上的傳輸時間606，通過控制信道分配消息607指示新控制信道并進入“Extended control channel transmission”狀態(tài)。
若在609基站需要更多的控制信道容量609，則基站發(fā)送控制信道分配消息607并進入“Extended control channel”狀態(tài)608。相應(yīng)地，當(dāng)在671不再需要擴展容量時，基站使用傳輸時間672，發(fā)送控制信道分配消息673并切換到普通控制信道操作674。
讀者顯然可以發(fā)現(xiàn)，上述操作只是部分覆蓋了普通控制信道操作。根據(jù)上述原理也可在被釋放的，可能僅在瞬時用作控制信道的業(yè)務(wù)信道上很容易地實現(xiàn)這種操作。
圖7給出了基于本發(fā)明的業(yè)務(wù)中斷消息。基站使用該消息在業(yè)務(wù)與控制信道操作期間控制用戶站的發(fā)送器。字段701是指示消息為業(yè)務(wù)中斷消息的消息標識。字段702是指示上行信道是否已分配用作業(yè)務(wù)信道或是否在后面的上行時隙中被用于隨機請求嘗試。字段703指示業(yè)務(wù)信道的初始用戶，即在上行信道未被用作控制信道和/或用于隨機存取嘗試時在后續(xù)上行時隙中該業(yè)務(wù)信道被賦予的用戶。業(yè)務(wù)信道的“owner”，即信道被賦予用于業(yè)務(wù)傳輸?shù)挠脩粽灸軌蛟跇I(yè)務(wù)703的內(nèi)容對應(yīng)于業(yè)務(wù)信道擁有者標識時根據(jù)業(yè)務(wù)信道協(xié)議來進行發(fā)送。字段704是指示業(yè)務(wù)信道上的初始傳輸應(yīng)被中斷的時間的中斷時間字段。在本方案中基站通過設(shè)置字段702的內(nèi)容使之指示上行信道被用于隨機存取或業(yè)務(wù)信道被賦予除當(dāng)前擁有者之外的其它用戶來指示針對具體用戶的業(yè)務(wù)中斷。在本發(fā)明中，也可通過其它方式來中斷業(yè)務(wù)傳輸，所有這些方式的典型特性是基站在傳輸期間或之間，例如在短暫的傳輸停止時發(fā)送一個用戶站能夠識別的中斷指示。在本發(fā)明的描述中，所有中止傳輸信道擁有者傳輸權(quán)利一段短的時間的情況均稱作“traffic interraption message”傳輸。
圖8是一個說明基于本發(fā)明的用戶站在控制信道上的操作的流圖。操作從“Normal contrll channel”狀態(tài)801開始，其中用戶站接收控制信道分配消息802，存貯其中包含的數(shù)據(jù)(圖3)，在控制信道分配消息有一列控制信道時，在804選擇一個合適的控制信道806并進入“Extendedcontrol channel”狀態(tài)801。
尤其是在干擾情況下，用戶站可以丟失與控制信道841的連接，開始搜索一個新的控制信道842并找到一個潛在的控制信道以進入“ Potentialcontrol channel”狀態(tài)843。若用戶站選擇的信道是控制信道或發(fā)送控制信道數(shù)據(jù)的信道，則用戶站在該狀態(tài)接收控制信道分配消息845，存貯其中包含的參數(shù)803，此后操作按上述方式繼續(xù)。
當(dāng)用戶站處于“Extended control channel”狀態(tài)810時，用戶站有必要從基站獲取服務(wù)811，根據(jù)系統(tǒng)使用的隨機存取協(xié)議用戶站向基站發(fā)送一個諸如呼叫建立請求的服務(wù)請求812并仍停留在“Extended controlchannel”狀態(tài)813。用戶站接收針對服務(wù)請求或其它服務(wù)實現(xiàn)的諸如短消息831的響應(yīng)。這不影響用戶站的狀態(tài)832。
用戶站可以接收新控制信道分配消息821，用戶站在822檢查消息參數(shù)是否定義一個普通控制信道，并在是普通控制信道828的情況下返回到普通控制信道操作模式829。如上所述，在824有可能讓用戶站在826選擇一個新的擴展控制信道827。
讀者顯然可發(fā)現(xiàn)，前面主要針對本發(fā)明的情況描述了用戶站的操作，其中沒有描述其它的控制信道功能，當(dāng)系統(tǒng)使用擴展控制信道操作時這些功能在基于本發(fā)明的方案中是可能的。圖9說明了用戶站在處于傳輸信道上時基于本發(fā)明的操作。在本發(fā)明中，用戶站如何被控制和切換到傳輸信道沒有什么意義。關(guān)于操作的描述從用戶站處于傳輸信道，即處于“Traffic channel”狀態(tài)901的時間點開始。在這個狀態(tài)用戶站能夠接收業(yè)務(wù)終止消息“Connection terminated”911，它在912查詢存貯數(shù)據(jù)以找出是否正進行普通控制信道操作，若在915是這樣，則進入普通控制信道916。用戶站可以在業(yè)務(wù)信道上接收控制信道分配消息921，存貯消息中包含的數(shù)據(jù)以備后用并停留在“Traffic channel”狀態(tài)923?；疽部梢园巡糠謽I(yè)務(wù)信道容量用于針對隨機存取嘗試的控制信道。用戶站從“Traffic interruption”消息931檢測出這個并在消息中定義的時間或已知階段內(nèi)中止其傳輸932，然后停留在“Traffic channel”狀態(tài)。顯然該圖使用對本發(fā)明必要的狀態(tài)定義只說明了業(yè)務(wù)信道操作的基本功能；在更詳細的業(yè)務(wù)信道表示下，這樣的狀態(tài)顯然會被分成幾個子狀態(tài)。
與之相關(guān)的圖和描述只是為了說明本發(fā)明的思想。具體地講，基于本發(fā)明的在無線系統(tǒng)中分配信道的方法，無線系統(tǒng)的用戶站和無線系統(tǒng)可以在權(quán)利要求書的范圍內(nèi)變化。前面只是針對中斷無線電話系統(tǒng)描述了本發(fā)明，但它也可以用在其它類型的無線電話系統(tǒng)中，例如常規(guī)移動電話系統(tǒng)。
權(quán)利要求
1.在無線系統(tǒng)(圖1)中分配控制信道的方法，該系統(tǒng)包括基站(101；圖4)和用戶站(102，103；圖5)，用戶站在控制信道(C)和業(yè)務(wù)信道(1-5)上與基站通信，其特征在于該方法包括下述步驟分配業(yè)務(wù)信道(206)用于控制信道以便把控制信道操作分布到更多的信道上；向用戶站(102，103)指示(607，623，653)被分配用作控制信道的信道；在分配的控制信道上以分布方式進行(608，624，634，644，654)控制信道操作。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于上述分配業(yè)務(wù)信道(206)用作控制信道是根據(jù)在系統(tǒng)控制信道上檢測到干擾(602，610)來進行的。
3.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于上述分配業(yè)務(wù)信道(206)用作控制信道是根據(jù)對在無線系統(tǒng)中檢測的控制信道的額外需要(609)來進行的。
4.如權(quán)利要求1，2或3所述的方法，其特征在于空閑信道(206)以分布方式被分配給用戶站以便通過經(jīng)基站向用戶站發(fā)送(607)控制信道分配消息(圖3)在分配的信道間臨時分配控制信道操作，控制信道分配消息含有以分布方式分配的信道的標識；用戶站接收上述控制消息并在其存貯器(504)中存貯(803)上述以分布方式分配的信道標識；用戶站和基站在以分布方式分配的控制信道上進行控制信道操作(608)。
5.如權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于上述控制信道分配消息(圖3)包含指示以分布方式分配的控制信道用于控制信道的時間(352，353)的信息，而用戶站根據(jù)消息中的信息切換到初始或分配的控制信道上。
6.如權(quán)利要求4或5所述的方法，其特征在于在以分布方式分配上述信道之前掃描要分配的信道以檢查它們是否有干擾。
7.如權(quán)利要求1到6所述的方法，其特征在于如果系統(tǒng)沒有足夠的空閑信道(605)，則通過基站發(fā)送傳輸中斷消息(圖7)以命令用戶站(102，103)臨時中斷預(yù)定信道上的傳輸；上述用戶站中斷上述信道上的傳輸；系統(tǒng)利用上述信道并以分布方式通過從基站向用戶站發(fā)送控制信道分配消息(圖3)把它們分配給用戶站以便控制信道操作被臨時分配到所有為控制信道而釋放的信道之間，控制信道分配消息含以分布方式分配的信道標識；用戶站(102，103)接收(802)上述控制信道分配消息并在存貯器(504)中存貯(803)以分布方式分配的信道的標識；用戶站和基站(101)在以分布方式分配的信道上進行控制信道操作(608；810)。
8.如權(quán)利要求4，5或7所述的方法，其特征在于上述控制信道分配消息(圖3)包括以分布方式分配的被用作臨時隨機存取信道的信道的標識或以分布方式分配的，用戶站(102，103)借以臨時偵聽來自基站的傳輸?shù)男诺赖臉俗R(351)。
9.如權(quán)利要求1，2，3，5，6，7或8所述的方法，其特征在于臨時控制信道根據(jù)已知的信息以系統(tǒng)和用戶站均知道分配給用戶站的臨時信道的標識(351)的方式被分配給基站(101)和用戶站(102，103)。
10.如權(quán)利要求9所述的方法，其特征在于上述對基站(101)和用戶站已知的信息是用戶站的用戶號或一部分用戶號。
11.如權(quán)利要求9所述的方法，其特征在于上述對基站(101)和用戶站已知的信息是用戶站的組呼叫群的標識或部分標識。
12.如權(quán)利要求9所述的方法，其特征在于上述對基站(101)和用戶站(102，103)已知的信息是用戶站的隨機存取群的號碼或部分號碼。
13.如權(quán)利要求1，2，3，4，5，7，8，9，10，11或12所述的方法，其特征在于以從基站(101)向用戶站(102，103)發(fā)送一列(351)潛在臨時控制信道的方式來任意分配臨時控制信道，并且用戶站從該列中任意選擇一或多個臨時控制信道以供使用。
14.如權(quán)利要求1到13所述的方法，其特征在于如果系統(tǒng)中釋放(651)更多的信道，則系統(tǒng)通過發(fā)送(653)一個控制信道分配消息(圖3)通知用戶站新信道的標識來把新控制信道分配(652)給此前已分配控制信道的用戶站。
15.如權(quán)利要求1到14中任一個所述的方法，其特征在于系統(tǒng)通過向用戶站發(fā)送(663，673)控制信道分配消息(圖3)來返回普通狀態(tài)(661，671)，而用戶站根據(jù)上述有關(guān)分配信道的消息進行控制信道操作(664，674)。
16.一個用戶站(圖5)包括一個存貯裝置(504)；一個收發(fā)器(501)；一個控制用戶站操作的控制器(503)；其特征在于上述存貯裝置(504)用于存貯(803)控制信道分配消息(圖3)中包含的信息，該消息是由用戶站接收的，它涉及基站(101，圖4)借以和用戶站(102，103)進行控制信道操作(608，624，634，644，654)的信道；而上述用戶站(圖5)還包括使用戶站的收發(fā)器(501)在由控制信道分配消息(圖3)指示的一或多個信道上(351)進行控制信道操作的裝置(509)。
17.如權(quán)利要求16所述的用戶站，其特征在于上述用戶站(圖5)還包括根據(jù)由用戶站接收的業(yè)務(wù)中斷消息(圖7)臨時中斷用戶站傳輸?shù)难b置(510)。
18.基站(圖4)包括一個收發(fā)器單元(410-417，Tx/Rx)；一個控制基站的控制單元(420)，其特征在于基站還包括組裝控制信道分配消息(圖3)并向期望的用戶站(102，103)發(fā)送控制信道分配消息(圖3)的裝置(423)，該消息向用戶站(102，103)指示分布控制信道的標識，而基站(101)則在該信道上和用戶站(102，103)進行控制信道操作(608，624，634，644，654)。
19.如權(quán)利要求18所述的基站，其特征在于基站還包括構(gòu)成業(yè)務(wù)中斷消息(圖7)并向期望的用戶站(102，103)發(fā)送上述傳輸中斷消息的裝置(425)，該消息命令期望的用戶站臨時中斷預(yù)定信道上的傳輸。
全文摘要
本發(fā)明涉及在無線系統(tǒng)中分配控制信道的方法，該系統(tǒng)包括基站(101)和在控制與業(yè)務(wù)信道上和基站通信的用戶站(102，103)。為了使控制信道操作更有效并避免干擾，業(yè)務(wù)信道被分配用作控制信道以便在更多的信道中分配控制信道操作，分配用作控制信道的信道被指示給用戶站(102，103)，而控制信道操作以分布方式在分配的控制信道上進行。
文檔編號H04W28/02GK1138938SQ95191225
公開日1996年12月25日 申請日期1995年1月13日 優(yōu)先權(quán)日1994年1月14日
發(fā)明者雷諾·塔拉爾莫, 米卡·萊姆斯托 申請人:諾基亞電信公司