用於在a－接口上發送間歇消息的系統和方法
2023-12-07 03:11:11 2
專利名稱：用於在a－接口上發送間歇消息的系統和方法
技術領域：
本發明總地針對蜂窩通信，特別是針對在一個寬帶蜂窩通信系統中發送消息的系統。
背景技術：
蜂窩通信系統中的通信通常通過稱作通信信道的通信資源在發送設備和接收設備之間進行。碼分多址接入(CDMA)是一種允許多個用戶之間在一個單一頻率上同時通信(話音和數據)的蜂窩通信模式。同時操作是通過對於每個用戶使用不同的代碼來實現的，並且一個單個信號只有在解碼之後才是可辨別的。在基站或移動單元接收到的信號包括來自單個移動單元或基站的許多頻率和時間重疊的編碼信號。此外，在CDMA無線系統中，在通信過程中移動單元被連結到一個以上的基站。當移動單元穿過蜂窩區域時，該移動單元總是尋求連結到有最強信號的基站。基站之間的切換可以通過硬越區切換或軟越區切換來實現。在軟越區切換過程中，一個移動單元可以同時與三個不同基站之間進行發送和接收。它仍有一個源基站，但也有其它發送和接收相同信號的被連結的基站。
一般地，在CDMA系統中，用戶消息被在移動單元和多個基站之間來回發送。這些用戶消息典型地用來建立一條補充數據信道或報告移動單元從該區域中的基站接收的功率強度。移動單元發送導頻強度測量消息(PSMM)給源基站以及該移動單元與之通信的其它基站。
與所有通信系統一樣，CDMA從其首次出現以來一直在發展。最近被採用的標準CDMA2000(IOS V4.0)提供了5毫秒(ms)消息用來傳送基本的信令信息以允許移動單元與基站之間的快速交互。5毫秒消息用於資源請求(SCRM)和分配消息(SCAM)以及導頻測量更新。在基本(FCH)或專用控制信道(DCh)上傳送並且總是以9.6kpbs的相同速率發送這些消息。因此，消息總是24比特長(在物理層添加有額外的8比特的尾和16比特的CRC)。
在IOS V4.0中定義的A3接口傳送BS的選擇分配單元(SDU)功能和信道單元部件(BTS)之間的編碼的用戶信息(話音/數據)和信令信息。A3接口由兩部分組成信令和用戶業務量。信令信息在獨立於用戶業務量信道的邏輯信道上傳遞，並控制用於傳輸用戶業務量的信道的分配和使用。目前沒有用於要傳送給所有在軟越區切換過程中與該移動單元聯絡的基站的5毫秒消息的方法。IOS V4.0文本不包括對基站之間A3接口上5毫秒消息的支持。現有的20毫秒消息格式不能被修改以包含該5毫秒消息。當一個20毫秒消息被發送給移動單元時，要包括一個幀序列號(FSN)，因為該消息必須被從所有涉及該信號的基站中發送並被同步，以便這些基站在相同時間將該幀發送到移動單元。基站不僅要指定一個特定的20毫秒時隙，還必須指定20毫秒時隙內的特定5毫秒時隙。因為在20毫秒消息中沒有額外比特，所以在軟越區切換過程中無法改變現有消息或使用現有消息來發送5毫秒消息。
因此本領域中需要一種系統，用來在軟越區切換過程中提供基站之間以及基站和一個移動單元之間的5毫秒消息的同步通道。
發明內容
為了解決上述現有技術的缺陷，本發明的一個主要目的是提供用於一個基站中的消息傳送系統，用來發送和接收間歇消息。該傳送系統包括i)用來將一個間歇消息插入到數據幀中的控制器；ii)基站中用來接收和處理間歇消息的選擇分配單元；以及iii)用來將帶有插入的間歇消息的數據幀通過A3接口發送到其它基站的發送器。
根據本發明的一個實施方案，提供了用於基站中的程序指令，以擴展數據幀中的幀序列號信息。
根據本發明的另一個實施方案，提供了用於基站中的指令，以為間歇消息提供一個位置標識符。
根據本發明的另一個實施方案，提供了用於基站中的指令，以製作被修改數據幀的多個拷貝並將所有拷貝發送到目標基站。
根據本發明的另一個實施方案，提供了用於基站中的時間劈(hack)，以使目標基站將帶有間歇消息的數據幀發送到移動單元。
根據本發明的另一個實施方案，提供了用於基站中的、使用基站之間的A3接口將一個間歇消息從移動單元傳送到選擇分配單元。前述內容相當廣義地概述了本發明的特徵和技術優點，以便本領域中的技術人員能夠更好地理解下面的發明詳細描述。下文中將描述形成本發明的權利要求主題的本發明的其它特徵和優點。本領域中的技術人員應當理解，他們可以使用所公開的概念和特定實施方案作為基礎來修改或設計其它用來實現與本發明相同目的的結構。本領域中的技術人員還應當認識到，這樣的同等構造不應背離廣義形式上的本發明精神和範圍。
在進行下面的發明詳細描述之前，有利地是先提出貫穿本專利文件的特定單詞和短語術語「包括」和「包含」及其派生詞是指無限制地包含；術語「或」是包含性的，指和/或；短語「與...相關的」和「與之相關的」及其派生詞是指包括、被包括在內、與...互連、包含、被包含在內、連接到或與...連接、耦合到或與...耦合、可與...通信、與...合作、交織、並置。約等於、被限定於、有、有...特性或類似的含義；術語「控制器」指控制至少一個操作的任何設備、系統或其一部分，這樣的一個設備可以以硬體、固件或軟體、或它們中的至少兩個的某種組合實現。應當指出，與任何特定控制器相關的功能可以是集中式的或分布式的，不管是本地還是遠程地。本領域中的普通技術人員應當理解，貫穿本專利文件所提供的特定單詞和短語的定義在許多(如果不是最多的)情況下，適用於這些被定義單詞和短語的現有的以及將來的使用。
為了更好地理解本發明及其優點，現在連同附圖來參考下面的描述，其中相同編號代表相同對象，其中圖1表示根據本發明的一個實施方案的示範無線網絡的一般概覽；圖2更詳細描述了根據本發明的一個實施方案的示範基站；圖3表示根據本發明的一個實施方案，與一個源基站和一個目標基站通信的移動單元的簡要框圖；圖4A描述了根據本發明的一個實施方案，在A3接口上從一個源BS發送到一個目標BS的五毫秒前向消息的布局；圖4B是根據本發明的一個實施方案，在A3接口上從一個目標BS發送到一個源BS的五毫秒反向消息的布局；圖5A描述了根據本發明的一個實施方案的前向層3五毫秒消息的布局；圖5B表示根據本發明的一個實施方案的反向層3五毫秒消息的布局；以及圖6描述了根據本發明的一個實施方案，通過A3接口發送間歇消息的過程的簡要框圖。
具體實施例方式
下面討論的圖1到圖6以及本專利文件中用來描述本發明原理的各實施方案僅是用來示例的而不應當以任何方式理解為限制本發明的範圍。本領域中的技術人員應當理解，本發明的原理可以在任何恰當安排的無線辦公網絡中實現。
圖1表示根據本發明的一個實施方案的示範無線網絡的一般概覽。無線網絡100包括多個小區位置121-123，每個含有基站BS101、BS102或BS103中的一個。基站101-103可操作而與多個移動單元(MU)111-114通信。移動單元111-114可以是任何恰當的無線通信設備，包括傳統的蜂窩電話、PCS手機設備、可攜式計算機、遙測設備等等。
虛線表示基站101-103所在的小區位置121-123的大概邊界。只是為了說明和解釋而將小區位置畫成大致圓形的。應當清楚地理解，依據所選擇的小區配置和自然的以及人為的障礙物，這些小區位置還可以有不規則的形狀。
在本發明的一個實施方案中，BS101、BS102和BS103中的每一個包括一個基站控制器(BSC)和一個基站收發信臺(BTS)。對於本領域中的技術人員來說，基站控制器和基站收發信臺是眾所周知的。基站控制器是為無線通信網絡中的指定小區管理包括基站收發信臺在內的無線通信資源的設備。基站收發信臺包括RF收發信機、天線和其它位於每個小區位置內的電子設備。該設備包括空氣調節單元、加熱單元、供電、電話線接口以及RF發送器和RF接收器以及呼叫處理電路。為了在解釋本發明的操作時簡單和清楚，每個小區121、122和123中的基站收發信臺以及與每個基站收發信臺相關的基站控制器被共同地用BS101、BS102和BS103分別表示。
BS101、BS102和BS103互相之間並與公共電話系統(來示出)之間通過通信線路131和移動交換中心(MSC)140傳送話音和數據信號。移動交換中心140對於本領域中的技術人員來說是眾所周知的。移動交換中心140是一個交換設備，用來在一個無線網絡和諸如公共電話系統和/或網際網路之類的外部網絡的用戶之間提供服務和協調。通信線路131可以是任何合適的連接裝置，包括一條T1線、一條T3線、一條光纖鏈路和一個網絡骨幹連接等。在本發明的某些實施方案中，通信線路131可以是幾個不同的數據鏈路，其中每條數據鏈路將BS101、BS102或BS103中的一個耦合到MSC140。
在示範無線網絡100中，MU111位於小區位置121中並與BS101通信，MU113位於小區位置122中並與BS102通信，MU114位於小區位置123中並與BS103通信。MU112也位於小區位置121中，鄰近小區位置123的邊緣。貼近MU112的方向箭頭指示MU112向小區位置123的移動。在某一點，當MU112移進小區位置123而離開小區位置121時，就出現了一次「越區切換」。
眾所周知，「越區切換」過程將一個呼叫的控制從第一小區傳送到第二小區。「軟」越區切換是在不通知MU112用戶的情況下，提供小區(基站)之間的轉移的一種越區切換類型。通過A3接口來支持基站之間的直接的BS到BS信令和業務量連接。例如，如果MU112在與BS101通信且感知來自BS101的信號正變得不可接受的衰弱，則MU112將轉接到有更強信號的BS，例如BS103發送的信號。MU112和BS103建立一條新的通信鏈路，並且信號被發送到BS101和公共電話網絡以通過BS103傳送正在進行的話音、數據或控制信號。從而呼叫被無縫地從BS101傳送到BS103。一個「空閒」越區切換是正在控制或尋呼信道中通信，而不是在常規的業務量信道上傳輸話音和/或數據信號的行動裝置進行的小區之間的越區切換。
圖2更詳細地描述了根據本發明的一個實施方案的示範基站。基站101包括基站控制器(BSC)210和基站收發信臺(BTS)220。前面已經連同圖1描述了基站控制器和基站收發信臺。BSC210管理包括BTS220的小區位置121中的資源。BTS220包括BTS控制器225、信道控制器235，信道控制器235含有典型的信道單元240、收發信機接口(IF)245、RF收發信機單元250和天線陣255。
BTS控制器225包括能夠執行控制BTS220的全部操作並與BSC210通信的操作程序的處理電路和存儲器。在正常情況下，BTS控制器225指導信道控制器235的操作，該信道控制器235含有多個信道單元，包括執行前向信道和反向信道中的雙向通信的信道單元240。「前向」信道指從基站到移動單元的出站信號，而「反向」信道指從移動單元到基站的入站信號。在本發明的一個有利實施方案中，信道單元根據碼分多址接入(CDMA)協議對小區121中的移動單元操作。收發信機IF245在信道控制器240和RF收發信機單元250之間傳送雙向信道信號。
MU位置確定控制器260，連同位於RF收發信機250和信道控制器235中的電路，控制所選擇移動單元(在這種情況下是MU112)的發射功率(即反向信道功率)並計算BS。101和MU112之間的距離。最後，MU位置確定控制器260使用它計算的距離以及由諸如BS102和BS103之類的其它基站計算的一個或多個距離，來確定MU112的位置。
天線陣255將前向信道信號從RF收發信機單元250發送到BS101的覆蓋區域中的移動單元。天線陣255還將從BS101的覆蓋區域中的移動單元接收到的反向信道信號發送到收發信機250。在本發明的一個優選實施方案中，天線陣255是一個多扇區天線，例如三個扇區的天線，其中每個天線扇區負責在覆蓋區域的120度弧形中的發送和接收。此外，RF收發信機250含有一個天線選擇單元，用來在發送和接收操作過程中在天線陣255的不同天線中進行選擇。
圖3A表示根據本發明的一個實施方案，與一個源基站和一個目標基站通信的移動單元的簡要框圖。移動單元302通過基站收發信臺306正在與基站304通信。移動單元302還與源基站310通信。在圖1中，移動單元112正在準備進入由BS103支持的小區。BS103成為目標基站且軟越區切換開始。
通過基站之間的直接的BS到BS信令和業務量連接來支持有效的BS間的軟越區切換。A3和A7接口被用來支持這種基於分組技術的BS間軟越區切換形式。由信令和用戶業務量子信道組成的A3接口提供建立和清除A3業務量連接的能力。A3接口還提供對諸如打開/關閉話音保密或改變呼叫的業務配置這樣的操作過程的支持。從目標BS將A3-連接消息發送到源BS以啟動或添加小區到一條或多條A3用戶業務量連接。期待在響應中有一個A3-連接確認(Ack)消息。
一旦接收到A3信令地址信息，接收BS就開始建立與源BS的A3信令連接的過程。A3信令地址被目標BS用來分配由A3信令所使用的一個邏輯電路。SDU ID標識SDU功能的特定情況。A3信令鏈路建立之後，將A3-連接消息從目標BS發送到另外一端的實體。目標BS期待一個指示了處理A3-連接消息結果的A3-連接確認消息。當A3用戶業務量連接已被建立時，則交換業務量分組以驗證兩個實體可以通過A3通信。(3.4.1.1.1節，CDMA2000接入網絡接口中間可操作性規範IOS V4.0，2000年6月)。
信號通過A3接口(由IOS V4.0定義的源和目標基站之間的接口)傳回到源基站310。來自移動單元302的信號被傳送到選擇分配單元(SDU)312。SDU312接收來自所有已從移動單元302接收始發信號的基站的信號。然後SDU312從所接收到的信號中選擇最可能是正確的信號並丟棄其它信號。在反方向，當源基站310正在發送分組到移動單元302時，SDU312製作要被發送的任何數據幀的拷貝並將這些拷貝發送到諸如BS304的其它基站。此外，SDU312發送傳輸幀的時間。如果移動單元302正在同時向/從多個基站發送/接收，則在與移動單元302的通信過程中，可能出現一個更清楚的信號。由被連結的基站接收到的所有信息被傳送到SDU312，SDU312在將最強的信號發送到移動單元302之前處理所有的消息。
圖3B是指示了在本發明的一個實施方案中，用來接收一個5毫秒消息的5毫秒時隙的20毫秒幀的圖。由於在一個20毫秒幀中，可以在任何5毫秒子間隔邊界上發送/接收5毫秒消息，所以A3消息中的序列號信息必須被擴展以包括指示了消息要被發送(或接收)哪個5毫秒子間隔的信息。這是利用一個2比特域來實現的。
圖4A描述了根據本發明的一個實施方案，在A3接口上從一個源BS發送到一個目標BS的五毫秒前向消息的布局。在IS-2000基本信道(FCH)或IS-2000DCCH(專用控制信道)類型的A3 IS-2000用戶業務量子信道上，將該A3消息從源BS發送到目標BS。它被用來發送一個前向鏈路毫秒消息到目標BS以傳輸到移動臺。
圖4B是根據本發明的一個實施方案，在A3接口上從一個目標BS發送到一個源BS的5毫秒反向消息。在IS-2000FCH或IS-2000DCCH類型的A3 IS2000用戶業務量子信道上，將該A3消息從目標BS發送到源BS。它被目標BS用來將一個被解碼的反向鏈路5毫秒消息和控制信息發送到源BS。
圖5A描述了根據本發明的一個實施方案的前向層3五毫秒消息的布局。單元500含有CDMA前向5毫秒消息幀和用於在選擇/分配單元到基站收發信臺方向的分組流動的控制信息。SDU將保留時隙502設置為『00』。SDU將5毫秒時隙504設置為目標BS要偏移消息的5毫秒子間隔的數量。例如，值＞00』指示要在20毫秒間隔的開始發送5毫秒消息，而值『01』指示要在20毫秒幀間隔的第二個5毫秒時隙中發送消息。SDU將FSN域506設置為幀中的系統時間，模16相應於在空中前向方向上幀的傳輸時間。前向鏈路信息508由SDU設置並發送到MS。SDU將前向鏈路信息508中的信息比特設置成為由多選項子層提供的信息比特，且比特順序如IOS V4.0規定。
圖5B表示根據本發明的一個實施方案的反向層3五毫秒消息的域布局。單元510含有CDMA反向5毫秒消息幀和用於BTS到SDU方向的分組流動的控制信息。BTS將保留時隙512設置為『0』。如果反向業務量幀CRC(未示出)通過，則將幀質量指示符(FQI)設置為『1』。否則，BTS將該域設置為『0』。
將5毫秒時隙516設置成消息在其中被接收到的5毫秒子間隔。例如，值『00』指示5毫秒消息在20毫秒間隔的開始被接收到，而值『01』指示該消息在20毫秒幀間隔的第二個5毫秒時隙中被接收到。由BTS將FSN518設置成為幀中的CDMA系統時間，模16(參見IOS V4.0)對應於在反方向上空中接口幀的接收時間。
由BTS將反向鏈路信息520設置成為BTS從MS接收的信息。BTS將信息比特設置成為從MS接收到的、對應於多選項以微秒計(參見IOSV4.0)的信息比特。所使用的比特順序是由IOS V4.0中規定的順序。
圖6描述了根據本發明的一個實施方案，通過A3接口發送間歇消息的過程的簡要框圖。當SDU將5毫秒消息鑿孔到一個20毫秒數據幀中時，該過程開始。將數據幀中的幀序列號擴展用於5毫秒消息的位置標識符(過程步驟600)。
源基站中的選擇/分配單元複製該數據幀，然後將20毫秒消息通過A3接口發送到相關的目標基站。包括在20毫秒消息中的是目標基站將帶有5毫秒消息的數據幀發送到移動單元的特定時間。然後目標基站同時將20毫秒消息發送到移動單元(過程步驟602)。
源基站接收和處理由移動單元發送到目標基站的5毫秒消息。在這種情況下，反向執行該過程，目標基站每個都發送一個來自該移動單元的20毫秒數據幀到源基站SDU，每個20毫秒消息包括一個5毫秒消息(過程步驟604)。SDU處理20毫秒消息的每一個並確定有最強信號的20毫秒消息。然後將其餘的消息丟棄(過程步驟606)。
在CDMA2000標準中，在傳輸一個20毫秒幀的過程中接收到的5毫秒消息被在一個5毫秒邊界上鑿孔到該20毫秒幀中。由於空中接口是如此的不確定，所以一個20毫秒幀含有相當多的重複。在20毫秒消息內，對20毫秒消息中的比特進行非常頻繁的交織或重複。當將5毫秒消息鑿孔到20毫秒消息中時，在該消息的其它部分有足夠的重複以保證一個正確的幀。此外，可能發送一個空白的或無數據的20毫秒消息並將該5毫秒消息鑿孔到該幀中。
接收機仍可能正確接收和解碼該5毫秒消息和該20毫秒消息。因此，源BS可以發送一個帶有一個序列號的5毫秒消息，該序列號與用於一個先前或還未發送的20毫秒幀的序列號重疊。該5毫秒時隙參數標識了在20毫秒幀中何處鑿孔。類似地，目標BTS可以接收一個20毫秒幀中的5毫秒消息，在這種情況下，目標BTS用相同序列號將5毫秒消息和20毫秒幀發送到源。同樣，該5毫秒時隙將標識5毫秒消息在20毫秒幀中的何處被接收。
由於是在20毫秒幀中發送/接收該5毫秒消息，所以沒有必要在正常地與20毫秒幀相關的A3消息中包括信息的類型(例如功能控制信息和反向鏈路質量)。
儘管已經詳細描述了本發明，但是本領域中的技術人員應當理解，在不偏離其最廣義形式的本發明的精神和範圍的情況下，在這裡可以做出各種修改、替代和變更。
權利要求
1.一種用於在基站中發送和接收間歇消息的消息傳送系統包括用來將上述間歇消息中的一個插入到數據幀中的控制器；用來接收和處理上述間歇消息的源基站中的選擇分配單元；以及用來通過上述A3接口將上述數據幀發送到多個基站的發送器。
2.如權利要求1提出的消息傳送系統，其特徵在於還包括用來擴展上述數據幀中的幀序列號信息的程序指令；以及用來為上述間歇消息提供位置標識符的指令。
3.如權利要求1提出的消息傳送系統，其特徵在於還包括用來複製上述被修改數據幀的指令。
4.如權利要求1提出的消息傳送系統，其特徵在於還包括用來將所有拷貝發送到上述目標基站的上述發送器。
5.如權利要求1提出的消息傳送系統，其特徵在於還包括用來包含將帶有上述間歇消息的上述數據幀發送到一個移動單元的特定時間的裝置。
6.如權利要求1提出的消息傳送系統，其特徵在於還包括一個接口，用來當上述移動單元進行軟越區切換時，將上述間歇消息從多個目標基站發送到一個源基站中的上述選擇分配單元。
7.如權利要求1提出的消息傳送系統，其特徵在於還包括一種裝置，用來檢測上述選擇分配單元中的錯誤，以便在從上述多個目標基站接收到的上述多個消息中選擇最正確的消息，並丟棄上述接收到消息的其餘消息。
8.一種用來發送間歇消息的無線通信網絡和系統，包括一個移動單元；至少一個基站；以及用來發送間歇消息的消息傳送系統包括用來將上述間歇消息中的一個插入到數據幀中的控制器；用來接收和處理上述間歇消息的源基站中的選擇分配單元；以及用來通過上述A3接口將上述數據幀發送到多個基站的發送器。
9.如權利要求8提出的消息傳送系統，其特徵在於還包括用來擴展上述數據幀中的幀序列號信息的程序指令；以及用來為上述間歇消息提供位置標識符的指令。
10.如權利要求8提出的消息系統，用來發送間歇消息，其特徵在於還包括用來複製上述被修改數據幀的指令；以及用來將所有拷貝發送到上述目標基站的上述發送器。
11.如權利要求8提出的消息傳送系統，其特徵在於還包括用來包含將帶有上述間歇消息的上述數據幀發送到一個移動單元的特定時間的裝置。
12.如權利要求8提出的消息傳送系統，其特徵在於還包括一個接口，用於當上述移動單元進行軟越區切換時，將上述間歇消息從多個目標基站發送到一個源基站中的上述選擇分配單元。
13.如權利要求8提出的消息傳送系統，其特徵在於還包括一種裝置，用來檢測上述選擇分配單元中的錯誤，以便在從上述多個目標基站接收到的上述多個消息中選擇最正確的消息，並丟棄上述接收到消息的其餘消息。
14.一種在基站中使用的、在A3接口上發送間歇消息的方法包括步驟將上述間歇消息中的一個插入到一個數據幀中；通過上述A3接口將上述數據幀發送到多個目標基站；以及通過一個源基站中的選擇分配單元接收和處理上述間歇消息。
15.如權利要求14提出的用於在A3接口上發送間歇消息的方法，其特徵在於還包括擴展上述數據幀中的幀序列號信息；以及為上述間歇消息提供一個位置標識符。
16.如權利要求14提出的用於在A3接口上發送間歇消息的方法，其特徵在於還包括複製上述被修改的數據幀；以及將所有拷貝發送到目標基站。
17.如權利要求14提出的用於在A3接口上發送間歇消息的方法，其特徵在於還包括包含將帶有上述間歇消息的上述數據幀發送到一個移動單元的特定時間。
18.如權利要求14提出的用於在A3接口上發送間歇消息的方法，其特徵在於還包括當上述移動單元進行軟越區切換時，通過A3接口將上述間歇消息從多個目標基站發送到一個源基站中的上述控制器。
19.如權利要求14提出的用於在A3接口上發送間歇消息的方法，其特徵在於還包括上述控制器在從上述多個目標基站接收到的上述多個消息中選擇最正確的消息，並丟棄上述接收到消息的其餘消息。
全文摘要
公開了用於通過A3接口發送間歇消息以提供用於在基站中發送和接收間歇消息的消息傳送系統的系統和方法。該傳送系統包括i)用於將間歇消息插入數據幀的控制器;ii)在基站中用於接收和處理該間歇消息的選擇分配單元;以及iii)用於通過A3接口將帶有插入的間歇消息的數據幀發送到其它基站中的發送器。
文檔編號H04B7/00GK1356837SQ0114112
公開日2002年7月3日 申請日期2001年9月28日 優先權日2000年11月28日
發明者W·J·森珀爾 申請人:三星電子株式會社