無線通信系統中提前終止脈衝串傳輸的方法
2023-10-30 15:36:02
專利名稱：：無線通信系統中提前終止脈衝串傳輸的方法
技術領域：
：本發明涉及無線通信系統，具體涉及此類系統中的防止功率過載或幹擾過量。已經開發了各種通信系統，使得在始發地與目的地之間實現信息信號的傳輸。已應用有模擬系統(第一代)和數字系統(第二代)兩類系統，它們通過使信源地點與目的地點進行連結的通信信道傳輸此種信息信號。數字方法相對於模擬技術具有若干優點，比如包括對信道噪聲和幹擾有改善的抗禦能力，通信容量增大，通過使用加密措施可提高通信安全性。第一代系統主要是面向話音通信的，而第二代系統同時支持話音應用和數據應用。第二代系統中熟知有多種技術，用於處理有不同傳輸要求的各種數據傳輸。對於無線系統已經開發了基於多址技術的幾種調製/編碼方式，例如有頻分多址(FDMA)、時分多址(TDMA)和碼分多址(CDMA)。FDMA技術中，對每個用戶分配一個或多個專用的子頻帶頻率。TDMA技術中，標識出周期性重複的諸時隙，在每個時間片段內對每個用戶分配一個或多個時隙。CDMA系統可提供出降低的多徑失真和同信道幹擾，並在頻率/信道規劃上可減少FDMA和TDMA中一般存在的負擔量問題。CDMA系統中，對於向每個用戶的每一呼叫指配一個獨特的二進位擴頻序列(一種碼)。通過與指配的碼相乘，用戶的信號被擴頻在一個信道帶寬內，它比之用戶信號帶寬本身要寬得多。系統信道帶寬與用戶信號帶寬之比通常稱為擴頻增益。在同一時間內，所有的有效用戶共享同一個系統信道帶寬頻譜。計算出的信號-幹擾比(S/I)決定了傳輸鏈路的連接質量。在給定一個所需的S/I比下，系統容量與擴頻增益成比例。在接收機上，通過應用一個與關聯的碼序列有密鑰聯繫的相關器對所需的信號進行去擴頻，可使每個用戶的信號與其它用戶的信號分離開。第一代模擬系統和第二代數字系統在設計上是用有限的數據通信容量來支持話音通信的。第三代無線系統應用了諸如CDMA的寬帶多址技術，可期望能有效地處理例如話音、視頻、數據和圖像等多樣的業務。第三代系統所支持的各種特性中，包括在移動終端與陸地線網絡之間傳輸高速率數據。眾所周知，高速率數據通信的特徵往往在於，以高的數據傳輸速率進行短暫的「脈衝串(burst)」傳輸之後，跟隨著的是數據源在某一較長時段內只有少量的、甚至沒有傳輸活動。為了適應第三代系統中這種高速率數據業務的脈衝串性質，必需對通信系統指配一個大的帶寬時段(對應於高的數據速率)，以隨時供數據脈衝串持續期間使用。依靠第三代系統有能力處理此種脈衝串性的高速率數據傳輸，它使用戶的信息通過量和時間延遲能得到有利改善。然而，由於需要很大量的瞬時帶寬用於傳輸脈衝串的高速率數據，對此種脈衝串傳輸的管理，尤其是對於功率分配和系統資源分配，必須仔細處理，以免對應用相同頻率分配的其它業務發生不應有的幹擾。因此，系統設計人員對於經由無線鏈路的不同通信類型，在設定高效的數據速率上需要在許多方面認真對待，包括以合適的系統資源分配給用於高速率數據業務所關聯的數據脈衝串。還存在一種需求，通過以不同的數據速率來適應各式各樣用戶而增強通信系統的性能。尤其是，需藉助於防止功率過載和幹擾過量問題來保持傳輸質量。在機理上還存在一種伴隨的需求，即要改善或增大系統的信息通過量和各個用戶的數據速率，尤其適應於訪問無線通信系統的高速率數據。還有一個需求，要在多用戶環境下更有效地作出系統資源的分配。本發明的一個目的是對脈衝串傳輸的帶寬分配進行管理，以改善無線系統功率容量的利用。在推進此目標上，本發明依據一項或多項智能判斷準則，給出了提前終止脈衝串傳輸的一種機理。在決定提前終止脈衝串傳輸中，本發明對過載情況和過量的幀差錯率(FER)或者幀再傳輸請求(ARQ-NACK)率進行檢查。另外，在一個已知的時間段期內檢查數據傳輸的活動性，尤其是在此段時間內檢查是否不存傳輸活動。具體地，在正向鏈路脈衝串傳輸模式中用於提前終止脈衝串傳輸的一項或多項準則包括在服務的收發信機基站(BTS)上的功率過載情況，超過可接受的差錯率的FER(或者是ARQ-NACK率)的值，在一個已知的時間段內不存在任何的數據傳輸活動。用於反向鏈路脈衝串傳輸的準則包括對於一個特定的MS(移動臺)在一個評估集合內任何BTS中的幹擾過載情況，FER或ARQ-NACK率的過量值，以及在一個已知的時間段內是否不存在數據傳輸活動。通過有效地管理脈衝串傳輸的分配，本發明提供出一種新穎方法用於提高無線通信系統的性能。本發明有利地增大了系統信息通過量和數據速率，並使數據信道中的功率容量最大化。特別是，當功率過載和幹擾過量問題已明顯時，仍能保持傳輸質量。結果，系統資源得以有效地節約和更好地利用。圖1是一個流程圖，示明了本發明的方法。圖2是一個流程圖，示明了用於前向鏈路數據脈衝串傳輸的本發明之方法。圖3是一個流程圖，示明了用於反向鏈路數據脈衝串傳輸的本發明之方法。早期的無線系統，尤其是第一代模擬系統，重點主要是話音通信。至於第二代無線系統，包括CDMA、TDMA和移動通信全球系統(GSM)，在話音質量、網絡容量和業務增強上帶來了不同程度的改進。然而，雖然第二代系統適合於供話音、低碼率數據、傳真和消息發送等應用，但對於高速率的數據速率它們通常不能有效地滿足要求。向第三代無線通信的演變實質上反映了向多媒體移動通信世界偏移的一個範例，那裡的用戶不僅要接入話音業務，而且要接入視頻、圖像、文本、圖形和數據通信。對第三代網絡，預期可以向移動用戶提供出144kbps至2Mbps之間的數據速率。在支持較高速率數據通信應用的無線網絡中，仍然須十分仔細地管理脈衝串傳輸，以便在處理較高速率應用和其它應用(例如話音呼叫)時避免功率過載或不可接受的幹擾。如此後將表明的，本發明給出了一種新型方法，就此種較高速率的數據應用而言，通過有效地管理對脈衝串傳輸的分配，提高了無線通信系統的性能。雖然，對基於無線信號的CDMA編碼，此後依據優選實施例將說明本發明，但很顯然，本發明的方法也能夠應用於其它的無線信道安排方式(包括TDMA和GSM)中。脈衝串分配(也即對於預期的數據脈衝串向用戶提供的帶寬/功率分配)是根據在分配時刻上用戶的歷史情況和當時情況進行的。此種當時情況會十分快速地變化，甚至在脈衝串傳輸的幀時間內也如此。此種變化的結果，使得一個給定的脈衝串傳輸分配在分配之後的某個時間上會變得不合適的，例如，由用戶傳輸出的有效數據速率會跌落到脈衝串傳輸分配所顧及的數據速率之下。例如，由於在同一小區內的其他用戶對系統傳輸資源的先有佔用，可能得不到為達到其希望的FER所需要的功率予以應用。此外，在一個長時間的脈衝串傳輸期內，尤其是如果用戶高度地移動時，所達到的FER會跌落到所需的水平之下。而且，特別是在城區用戶環境下，會不利地影響傳輸質量的衰落狀態在脈衝串傳輸期內可能改變功率加載情況以及可達到的FER。結果，持續不變的脈衝串傳輸分配不必要地浪費了功率容量和系統資源。數據速率和信息通過量也有這樣的情況。前向鏈路中總的數據傳輸可能遇到功率過載問題，另一方面，反向鏈路中的數據傳輸可能遇到幹擾過量問題。在已建立的、可提供出高數據速率的脈衝串傳輸的無線系統中，對於一個這樣的脈衝串傳輸它所需的傳輸功率總量往往代表了傳輸站處理此脈衝串信息可應用的總傳輸功率的很大一部分。因此，可能消耗很大量傳輸功率的單個高數據速率用戶的傳輸要求會導致在前向鏈路的脈衝串傳輸中發生過載問題。類似地，對於反向鏈路的脈衝串傳輸來說，一個這樣的高數據速率(以及高功率)用戶可能產生出重大的幹擾，這將有害地影響同一物理近地內的其他反向鏈路用戶。為了向有關用戶告知這種情況，即持續的脈衝串傳輸可能不再是合適的(如上面的論述)，本發明有利地提供出智能判斷準則，用於對無線通信系統中的前向鏈路和反向鏈路實施有效的脈衝串傳輸提前終止。對於後面要說明的本發明的示例性實施例來說，本發明的方法在工作中根據不可接受的FER(或者是ARQ-NACK率)的出現，以及用戶輸入信號的明顯損失或者終止，對前向功率過載情況(或者是反向鏈路中的幹擾過載)確立和實行脈衝串傳輸提前終止準則。然而，本
技術領域：
內的熟練人員顯然知道，也可以選取其它準則，而所有此類準則都規定在本發明的範疇之內。用於提前終止脈衝串傳輸的本發明之方法的詳細描述，示於圖1中。從圖中可見，當脈衝串傳輸進行中時，在步驟101上系統監測MS上的負載情況，並檢查任何的過載。如果檢測到功率過載，便在步驟104上提前終止數據脈衝串的傳輸。如果過載測試表明沒有過載，則在步驟102上系統對照可接受的差錯率來檢查FER。另一種方法是對照可接受的差錯率來檢查幀再傳輸請求(ARQ-NACK)率。如果FER或ARQ-NACK率超過了可接受的差錯率，便在步驟104上提前終止數據脈衝串的傳輸。如果FER(或者ARQ-NACK率)測試被通過，則在步驟103上系統監測數據傳輸的活動性，觀察在一個已知的時間段期間有否傳輸活動。如果在已知的時間段期間檢測不到數據傳輸活動，便在步驟104上提前終止脈衝串傳輸。如果檢測到數據傳輸活動，則在步驟105上繼續脈衝串傳輸，直至其分配的時間段結束。應當指出，這些準則的應用規則對本發明的方法和範疇來說並不重要。這裡提出的規則只不過作為示例。參照圖1中的步驟101、102和103，對於按照示例性的本發明之實施例中用於提前終止脈衝串傳輸的特定準則，以及此類準則的檢測，結合下面進一步的說明將更好地理解之。在作出脈衝串分配之後的數據源傳輸中，由相關的BSC(基站控制器，或者等效的裝置)監測脈衝串分配的狀態，並根據對傳輸事件(它指明一項或多項脈衝串傳輸終止準則)的檢測，在需要時使BTS或MS實行脈衝串傳輸提前終止。對於本發明所示例的實施例來說，那些準則是1.在與一個或多個高數據速率用戶進行通信的任何服務著的BTS上作過載檢測。前向鏈路中，檢測到的過載可能是功率過載情況。反向鏈路中，檢測到的過載可能是傳輸路徑中的幹擾過載。當一個以上的高數據速率用戶在一個小區內運行的情況下檢測到此種功率過載時，可以應用由用戶確定的選擇準則來選定此多個用戶之一實施傳輸終止。很顯見的優先方法可包括或是選定最高數據速率用戶，或是選定最低數據速率用戶(這裡假定傳輸功率的恢復只需藉助於終止最低數據速率用戶，便足以克服功率過載情況)。本
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內的熟練人員顯然知道其它方式的此類選擇。2.FER或者ARQ-NACK率超過了一個可接受的值。很顯然，ARQ-NACK率的作用可代替鏈路的幀差錯率。在確定這樣一個可接受的ARQ-NACK率中，通常可應用下面的關係式NACK率＝NACK的數目/Observation_Windows＞Acceptable_NACK。這裡，NACK意味著否定的認可，Observation_Window是一個具體的幀或者一個具體的幀數。3.在一個已知的時間段期間對於所分配的脈衝串傳輸鏈路檢測不到數據傳輸活動。在一個已知時間段內可檢知沒有數據傳輸活動的一種專門的實施例，詳細說明在美國專利申請No.＿＿＿＿中，其名稱為「AMETHODOFREDUCINGBURSTASSIGNMENTSETUPTIMEINWIRELESSCOMMUNICATIONSYSTEMS」，它同時指出於此，引用來作為這裡的參考。應當指出，只要這些準則中的任一個被滿足，便實施脈衝串傳輸的提前終止。用於提前終止前向鏈路脈衝串傳輸之方法的一個特定實施例示明於圖2的方框圖中。本發明之方法應用於前向鏈路脈衝串傳輸的情況，類似於圖1中表明的本發明的一般方法。具體地參看前向鏈路中脈衝串傳輸時檢測功率過載的情況，如圖2中所示，在步驟201上，對於被監測的、與用戶進行通信的各BTS之集合中的任一個BTS，系統監測和檢測MS上的相對信號強度。被監測的BTS集合可以是對該用戶起作用的BTS集合。然而，也可以選擇其它的BTS集合，例如是在美國專利申請No.＿＿＿＿中敘述的被減少的BTS集合，其名稱為「INTELLIGENTBURSTCONTROLFUNCTIONSFORWIRELESSCOMMUNICATIONSYSTEMS」，它同時提出於此，引用來作為這裡的參考。如果被監測的BTS集合內的任一個BTS顯示出功率過載情況，則如步驟204所示地終止脈衝串傳輸。用於提前終止反向鏈路脈衝串傳輸之方法的一個特定實施例示明於圖3的方框圖中。本發明之方法應用於反向鏈路脈衝串傳輸的情況，類似於圖1中表明的本發明的一般方法。具體地參看反向鏈路中脈衝串傳輸時檢測幹擾過載的情況，如圖3中所示，在步驟301上，對於被監測的、與用戶進行通信(或者可能通信)的各BTS之集合中的任一個BTS，系統監測和檢測MS上的相對信號強度。被監測的BTS集合可以是對該用戶起作用的BTS集合。然而，也可以選擇其它的BTS集合，例如是在美國專利申請No.＿＿＿＿中敘述的BTS的反向評估集合，其名稱為「SYSTEMANDMETHODFORPREVENTIONOFREVERSEJAMMINGDUETOLINKIMBALANCEINWIRELESSCOMMUNICATIONSYSTEMS」，它同時提出於此，引用來作為這裡的參考。如果被監測的BTS集合內任一個BTS顯示出功率過載情況，則如步驟304所示地終止脈衝串傳輸。按照本發明之方法由系統決定提前終止脈衝串傳輸之後，如果不需要的脈衝串傳輸能儘可能快地被終止，系統資源可得到最佳化的應用，故快速終止是關鍵性的。對於快速終止脈衝串傳輸的活動性，可以利用本
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內已知的各種消息傳送方法。本
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內的熟練人員知道，有著許多種未在這裡特別說明的無線系統布置，對於它們也可以應用本發明的方法。儘管對本發明以其優選實施例作了說明，但並不是意在將本發明限制於此處公布的明確實施例。特別地，本發明可以應用於第三代移動通信系統或個人通信系統，它們能提供出許多不同運行方式的數據業務，諸如電話、電話會議、話音郵件、節目聲音、可視電話、視頻會議、遠程終端、用戶文檔(profile)編輯、傳真、話音頻帶數據、資料庫訪問、消息廣播、不受限的數字信息、導航、定位和網際網路下載業務等。本發明之提前終止脈衝串傳輸的方法也可以應用於第二代系統或是具有脈衝串傳輸能力的任何系統中。因此，這裡的說明應認為只是用於示例的。本
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內的熟練人員可以作出各種變更和修改，它們偏離不開本發明的範疇和精神實質。所以，本發明的範疇由後面的權利要求項及它們的相關項來規定和加以保護。本發明在最廣泛的範圍上與此處公開的原理和新型特性保持一致。對權利要求範圍內所有修改的一切應用都保留有權利要求。權利要求1.一種無線系統中的資源分配方法，該系統具有多個移動臺(MS)和多個收發信機基站(BTS)，它們組成多個MS-BTS通信路徑，該方法包括步驟傳輸一個數據脈衝串；對於與系統運行相關的至少一個準則進行評估；如果符合了該至少的一個準則，便終止脈衝串傳輸。2.權利要求1的方法，還包括步驟對多個MS-BTS路徑中的至少一條路徑檢測功率過載情況；以及如果檢測到功率過載，便終止脈衝串傳輸。3.權利要求1的方法，還包括步驟判定幀差錯率(FER)是否超過一個可接受的差錯率；以及如果幀差錯率超過此可接受的差錯率，便終止脈衝串傳輸。4.權利要求1的方法，還包括步驟在一個已知的時間段內檢測數據傳輸活動性；以及如果在此已知時間段內檢測不到數據傳輸活動性，便終止脈衝串傳輸。5.權利要求1的方法，還包括步驟對多個MS-BTS路徑中的至少一條路徑檢測功率過載情況；判定幀差錯率是否超過一個可接受的差錯率；在一個已知的時間段內檢測數據傳輸活動性；如果檢測到功率過載，便終止脈衝串傳輸；如果幀差錯率超過可接受的差錯率，便終止脈衝串傳輸；以及如果在已知的時間段內檢測不到數據傳輸活動性，便終止脈衝串傳輸。6.權利要求1的方法，其中該系統是一個碼分多址(CDMA)系統。7.一種用於無線系統的通信方法，該系統中具有多個移動臺以及對應於各個移動臺的一個收發信機基站有效集合，該系統又具有前向鏈路脈衝串傳輸能力，該方法包括步驟傳輸數據脈衝串；在與移動臺通信的、被監測的收發信機基站集合內檢測功率過載；以及如果在被監測的收發信機基站集合內檢測到功率過載，便終止脈衝串傳輸。8.權利要求7的方法，還包括步驟判定幀差錯率是否超過一個可接受的差錯率；以及如果幀差錯率超過可接受的差錯率，便終止脈衝串傳輸。9.權利要求7的方法，還包括步驟在一個已知的時間段內檢測數據傳輸活動性；以及如果在已知的時間段內檢測不到數據傳輸活動性，便終止脈衝串傳輸。10.權利要求7的方法，還包括步驟判定幀差錯率是否超過一個可接受的差錯率；在一個已知時間段內檢測數據傳輸活動性；如果幀差錯率超過可接受的差錯率，便終止脈衝串傳輸；以及如果在已知的時間段內檢測不到數據傳輸活動性，便終止脈衝串傳輸。11.權利要求7的方法，其中該系統是一個碼分多址(CDMA)系統。12.一種用於無線系統的通信方法，該系統中具有多個移動臺以及對應於各個移動臺的一個收發信機基站評估集合，該系統又具有反向鏈路脈衝串傳輸能力，該方法包括步驟傳輸數據脈衝串；在與移動臺通信的、被監測的收發信機基站集合內檢測功率過載；以及如果在評估集合內檢測到功率過載，便終止脈衝串傳輸。13.權利要求12的方法，還包括步驟判定幀差錯率是否超過一個可接受的差錯率；以及如果幀差錯率超過可接受的差錯率，便終止脈衝串傳輸。14.權利要求12的方法，還包括步驟在一個已知的時間段內檢測數據傳輸活動性；以及如果在已知的時間段內檢測不到數據傳輸活動性，便終止脈衝串傳輸。15.權利要求12的方法，還包括步驟判定幀差錯率是否超過一個可接受的差錯率；在一個已知的時間段內檢測數據傳輸活動性；如果幀差錯率超過可接受的差錯率，便終止脈衝串傳輸；以及如果在已知的時間段內檢測不到數據傳輸活動性，便終止脈衝串傳輸。16.權利要求12的方法，其中該系統是一個碼分多址(CDMA)系統。全文摘要本發明提供一種新穎方法,通過有效地管理脈衝串傳輸的分配可增強無線通信系統的性能。取決於一組智能判斷準則,提供出了提前終止脈衝串傳輸的一種機理。在確定提前終止脈衝串傳輸時,本發明是檢查功率過載情況和過量的幀差錯率(FER)。還在一個已知的時間段內進行檢查,脈衝串傳輸不應超過預定的傳輸數據。本發明可有利地增大系統的信息通過量和數據速率,並使數據信道中的功率容量最大。尤其是,在解決功率過載和幹擾過量問題時,可保持傳輸質量。結果,能有效地節省系統資源,並加以更好的利用。文檔編號H04L1/00GK1270454SQ0010499公開日2000年10月18日申請日期2000年4月7日優先權日1999年4月8日發明者郭文義(音譯),陸明(音譯)申請人:朗迅科技公司