移動通信系統中的時隙分配的製作方法
2023-05-30 07:16:21 2
專利名稱：移動通信系統中的時隙分配的製作方法
技術領域：
本發明涉及移動通信系統中的時隙分配方法，這種移動通信系統包括一個基站和若干個移動臺，所述基站用於與所述移動臺在一個分成TDMA幀的無線頻率上通信，每幀又進一步被劃分為時隙，其中至少有一個時隙可被分配作為一個或多個移動臺的業務信道。
本發明涉及集群行動電話系統領域。集群系統是一種無線網絡，它通過無線信道的共享來為幾個機構提供專用(Company-Specific)無線網的服務。集群系統包括控制交換機，基站和行動電話。集群系統典型的結構是蜂窩式，每個小區都有一條或多條無線信道，這些信道又進一步被劃分為時隙，其中的一個或多個時隙用作信令信道，其餘的用作業務信道。信令信道用於呼叫建立、登記等。業務信道用於傳輸語音以及用於電路模式數據連接。
本發明特別適用於具有數字無線通路的行動電話系統。在標準ETS300 392-21994，無線電設備和系統(RES)、泛歐集群無線電(TETRA)、語音加數據(V+D)，第二部分空中接口，ETSI，第625頁中已描述了一種數字行動電話系統。
本發明主要應用於PMR(專用移動無線通信)行動電話或移動通信系統中。PMR系統通常用於公司或政府機構。移動通信系統可以採用，例如，FDMA或TDMA技術。本發明具體應用於TDMA(時分多址)系統中。
在基站和用戶臺之間分配信道時，由於僅有少量的頻率和/或時隙，通常只有有限數量的可供使用的信道。在現代移動通信系統中，很重要的一點是移動臺在與基站建立電信連接，例如語音或數據連接的同時，還可以與基站建立信令連接(控制信道)。例如，在給移動臺傳輸關於另外呼叫的信息，例如關於開始或持續呼叫的信息，或者是短數據消息或狀態消息時，就需要有信令連接。在現有技術解決方案中，呼叫中的無線單元以合適的間隔短時間切換到另外的頻率，去偵聽它們，即監測或掃描想要的鄰近信道。然而，這樣的方案不能使一個移動臺可靠地接收短數據消息和狀態消息。另外，把無線單元的接收器切換到另外的頻率，即掃描，需要保護時間，而在這段時間內，該無線單元不能進行通信。
在FDMA(頻分多址)系統中，在呼叫或數據呼叫過程中傳輸信令消息或另外類型數據的情況叫作帶內信令。這種系統中，信令呼叫過程通常要佔用信道的部分容量，即信令替換了實際的語音或電路模式數據。
另外，也可以為用戶的信令固定分配業務容量的一部分。這叫作帶外(共路Channel-associated)信令。
現有技術方案中存在的問題是，根據現有技術TETRA行動電話系統協議的控制信道容量在單獨和組呼叫的語音段(speech item)中極受限制。在一個語音段中，只可以每秒一次地使用一條慢信道。在政府部門使用的PMR網中，某些服務和特定的實現需要在語音段中有更高的信令容量。
本發明的目的是提供一種方法，採用它，TDMA移動通信系統中的移動臺在與該移動通信系統中的基站通話的同時可以發送和接收信令消息。這樣本發明就實現了當一個移動臺正參與第一通話的同時，可以接收信息，例如，關於它可能要參與的另一呼叫是什麼的信息。本發明進一步的目的是允許移動臺在參與通話的同時，接收短數據消息和狀態消息。
本發明的具體目的是提供一種方法和系統，通過它們，移動臺正在TDMA系統中某個幀的業務信道時隙參與通話的同時，能接收和發送信令消息。
該種分配時隙的新方法是用本發明的方法達到的，其特徵在於該方法包括下列步驟基站給移動臺發送關於把一個不是業務時隙的時隙用作工作於所述無線頻率的移動臺所共用的信令時隙的信息，在所述基站(300)和所述移動臺之間的信令業務中，以這樣一種方式開始把所述時隙用作工作於所述無線頻率的移動臺所共用的信令時隙，這種方式使得該移動臺還能在一個或多個業務時隙內通信。
本發明進一步涉及一種移動通信系統，該通信系統包括若干個移動臺，一個在某個頻率上與所述移動臺進行通信的基站，該無線頻率被劃分為TDMA幀，幀又進一步被劃分為時隙，其中至少有一個時隙可被分配用作一個或多個移動臺的業務信道，所述基站包括一個天線，一個收發器，一個控制模塊，和與移動臺進行信令交換的模塊。
本發明移動通信系統的特點是基站進一步包括給與基站通信的移動臺發送關於把所述TDMA幀上一個不是業務時隙的時隙分配用作在所述頻率上通信的移動臺所共用的信令時隙的信息的模塊，響應該信息，在所述無線電頻率上通信的所述移動臺在所述基站和所述移動臺之間的信令業務中利用所述時隙作為它們的共用信令時隙，這種使用應保證所述移動臺仍可以在一個或多個業務時隙內通信。
本發明進一步涉及一種移動臺，包括一個在某個頻率上與所述移動臺通信的收發器，該頻率被劃分為TDMA幀，幀又進一步被劃分為時隙，其中至少一個時隙可被分配作為一個或多個移動臺的業務信道。
本發明的移動臺的特徵是該移動臺包括響應關於在所述TDMA幀上分配了一個不是業務時隙的時隙用作在所述無線電頻率上通信的移動臺所共用的信令時隙的信息，命令所述移動臺與另外移動臺在所述基站和該移動臺之間的信令業務中都使用所述時隙作為公用信令時隙，並且這種使用應保證所述移動臺仍能在所述幀的一個或多個業務時隙內通信的裝置。
本發明還涉及一種移動臺包括一個在劃分為TDMA幀的頻率上與移動通信系統的基站通信的收發器，幀進一步被劃分為時隙，其中至少一個可被分配用作一個或多個移動臺的業務信道，所述移動臺能僅在幀的一個時隙內與基站通信。在這種情況下，本發明移動臺的特點是響應關於在所述TDMA幀上分配了一個不是業務時隙的時隙作為在所述頻率上通信的移動臺所共用的信令時隙的信息，該移動臺僅在所述幀的一個或多個業務時隙上被安排通信。
本發明基於這樣的想法關於控制或信令，以及分配給無線單元，通常是移動臺，的信道和業務信道的信息都是在一則消息裡從基站足夠精確地發給移動臺。然後在一個TDMA幀內，移動臺既能在信令信道又能在業務信道上通信。這樣，根據本發明，移動臺就能在參與連續的電信連接，例如通話的同時，在信令信道上接收和發送信令消息。
在移動通信系統中，這種分配時隙的方法的優點在於它解決了現有技術中的問題它允許移動臺在某一幀內不管是在業務時隙還是在信令時隙內，都能迅速地開始通信。
本發明的另外一個優點是，它僅在需要時，即當額外的信令容量都真的被用戶所用時，才分配一個公共的通話內(in-Call)信令時隙。這樣就提高了基站和移動臺之間通信的靈活性。
下面，將參照附圖對本發明作更為詳細的描述，其中
圖1示出了TETRA無線電話系統中的幀格式；圖2A示出了根據本發明第一實施方式的待送到移動臺的信道分配消息；圖2B示出了根據本發明另一實施方式的待送到移動臺的信道分配消息；圖3示出了根據本發明的移動通信系統中的基站的方框圖；圖4示出了根據本發明的移動臺的方框圖。
為了能在同一頻率上給幾個無線單元提供服務，在時分無線系統，例如TETRA中，把每幀都分為多個時隙。根據本發明的協議，當需要時，在每個頻率上至少分配一個時隙用作控制信道，為所有使用該頻率的無線單元服務。
根據本發明第一實施方式的無線單元，在同一幀內能偵聽至少一個業務時隙和一個控制信道時隙。
根據本發明的協議，可以把關於TETRA系統和基站的信息以及關於只是呼叫時或永久地使用本發明方法的信息編制到無線單元中去。本發明的協議還允許把有關擴展相關控制信道的必要信息通過無線通路上的信令從基站傳輸到移動臺，這就使得與常規無線通信的共享變得更靈活。
圖1示出了TETRA移動通信系統中的幀格式，根據TETRA協議，上行鏈路頻率，即反向頻率，或從移動臺到基站方向(MS→300，圖3)的頻率在系統信道中相對下行鏈路頻率，即同向頻率，或從基站到移動臺(300→MS，圖3)的頻率延遲了兩個時隙。該系統包括若干個主頻率，它帶有一條主信令信道以及另外任選的信令信道和業務信道。本發明尤其涉及業務信道頻率，它們通常用作業務信道，但本發明也可以應用於主頻率。
在TETRA無線系統的幀格式中，一個超級幀包括60個多幀，每個多幀包括18個TDMA幀。多幀中的第18幀是一控制幀。每個TDMA幀被分為四個時隙101-104。根據本發明，例如，可以把時隙102用作信令信道，以及時隙101、103和104用作業務信道。在圖中，多幀分別用1到60來編號，幀分別用1到18來編號，時隙分別用1到4來編號。
圖2A示出了待傳給移動臺的根據本發明第一實施方式的信道分配消息。根據該實施方式，基站發送給移動臺的信道分配消息包括如圖2A所示的域分配類型2A1和位映射2A2。在本發明的方案中，該分配類型表示，例如，待分配的信道是信令(信道)時隙或業務(信道)時隙，以及這些域的順序。圖2A所示的位映射2A2表示幀內已根據分配類型被分配使用的那些時隙。如果某個時隙被分配了，那麼在位映射中可以用例如「1」來表示。例如，在一個每個TDMA幀包括4個時隙的系統中，位映射「1010」表示用「1」表示的第一時隙已分配給信令，而同樣是用「1」表示的第三時隙，分配給業務，例如語音。在第二個例子中，位映射「0111」表示時隙2用於信令，而時隙3和4一道被用於業務，例如高速數據。假如只分配了一個信令時隙，那麼位映射，例如，「1000」，定義時隙1為信令時隙，而另外時隙未被使用。
假如在這樣一種安排中只分配了一個業務時隙/若干個時隙/，那麼就可以為這一目的提供第二分配類型，它表示所分配的時隙僅用作了業務信道。
圖2B示出了待送到移動臺的根據本發明另一實施方式的信道分配消息。根據該實施方式，至少是信令時隙和業務時隙/時隙被分別表示，如圖2B所示。取決於消息編碼的方式，業務時隙內的某些域在實際消息中可以不一樣。在圖2B中，第一域2B1包含想要的信令時隙數目；域2B2包含第一業務時隙的數目；域2B3和2B4分別表示第二和第三業務時隙的數目。在圖2B的情況下，例如，時隙從1開始編號，而「0」表示沒有時隙分配給所討論的功能。例如消息「2，3，4」，表示時隙2分配給信令，時隙3和4分配給業務。
圖3示出了根據本發明的基站結構。一個基站可以包括一條信道或多條信道。本發明的基站包括多條無線信道，即不同的頻率。一條無線信道或頻率是時分的，這樣在一個頻率內就可以有多個在該頻率不同時隙內的呼叫或信令連接。基站300在某個頻率上與移動通信系統的移動臺MS通信，無線頻率被分為TDMA幀，幀又進一步被分為時隙，其中至少有一個時隙可被分配用作一個或多個移動臺的業務信道。
每條無線信道都與一個收發器TX/RX301和一個控制器302相連。無線接口模塊303包括對天線信道進行組合併把它們與天線304相連的電路，無線信號從天線304被發送到天線通道308。
基站通過接口模塊305與交換中心相連。連接通常是數字的，並且有多個語音或信令信道被復用到該同一個連接中。
以及其它的功能，信道控制器302包括與用戶臺互傳信令的模塊307。控制器302也給用戶臺或用戶發送信令消息，例如當通話被建立或拆除時。
基站進一步包括給與基站通信的移動臺發送關於在所述TDMA幀上分配了一個不是業務時隙的時隙用作在所述天線電頻率上通信的移動臺所共用的信令時隙的信息的模塊，響應該信息，在所述頻率上通信的所述移動臺，在所述基站和所述移動臺之間的信令業務中使用所述時隙作為它們的公用信令時隙，這種使用應保證移動臺仍能在一個或多個業務時隙內通信。
圖4示出了根據本發明的通信移動臺的方框圖。圖4示出了一個典型的通信無線單元400，即一部行動電話，一個移動臺或用戶臺。收發器(TX/RX)401的功能是調諧到在給定時刻所用的無線信道。收發器401在某個頻率上與基站或中繼站通信，該頻率被分為TDMA幀，幀進一步被分為時隙，其中至少有一個時隙能被分配用作一個或多個移動臺的業務信道。收發器401與天線402連接，天線又與無線通道RP連接。所用頻率範圍通常為60到1000從Hz(VHF和UHF範圍)，但也可以使用另外的頻率。在無線通道RP上，既可以採用模擬調製，也可以採用數字調製。無線單元可以調諧到上行頻率和下行頻率並進行通信。
用戶接口405包括電聲轉換器，通常是，一個耳機406和一個麥克風407，和一個可選的拔號按鈕或用於開始或結束通話的按鈕。在集群系統中，由於無線通道RP的傳輸為單方向通常是有利的，所以用戶臺上通常有一個通話鍵(PTT)，在通話時它必須被按下。圖4中未示出通話鍵。
控制器403的功能是控制無線單元的工作。控制器403與用戶接口405相連，並從用戶接口接收例如開始和結束通話的信號。控制器403還可以通過用戶接口405給用戶送去與行動電話和/或行動電話系統的工作相關的聲頻或視頻信號。
控制器403與收發器TX/RX401相連。收發器所用的信道由控制器403來分配，即收發器401調諧到控制器403所分配的信道或無線頻率上以及調諧到合適的時隙上。控制器403還用來激活收發器401。控制器403通過收發器401接收和發送信令消息。根據本發明的通信無線單元，或移動臺400，可以用於這樣一個無線系統中，例如該系統包括一個至少由一個基站和若干個用戶臺以及還可能有一個或多個中繼站，中繼站。用於在至少一個基站和若干個用戶臺之間的信號接續。在這種情況下，通信移動臺包括存儲模塊411，收發器401，以及控制移動臺工作的控制器403。
根據本發明第一實施方式的移動臺400包括響應分配信息的模塊409，該信息是關於在所述TDMA幀上分配了一個不是業務時隙的時隙用作在所述無線電頻率上通信的所有移動臺的共用信令時隙，並命令所述移動臺與另外移動臺在所述基站和移動臺之間的信令業務中都將所述時隙用作公信令時隙，還要求這種使用應保證所述移動臺仍能在所述幀的一個或多個業務時隙上通信。
根據本發明的第二實施方式，響應關於在所述TDMA幀上分配了一個不是業務時隙的時隙用作在所述無線電頻率上通信的移動臺所共用的信令時隙的信息，該移動臺被安排僅在所述幀的一個或多個時隙上通信。
附圖及相關的說明僅用於說明本發明的原理。也就是說，在所附權利要求的範圍內，本發明的方法，移動通信系統和移動臺都是可以修改的。儘管本發明上面的描述主要是參照TETRA無線電話系統，但它仍可應用於另外類型的移動通信系統中。
權利要求
1.一種移動通信系統中的時隙(101-104)分配方法，移動通信系統包括一個基站(300)和若干個移動臺(MS)，所述基站與所述移動臺在某個頻率上通信，該頻率被分為TDMA幀(1-18)，幀進一步被分為時隙(101-104)，其中至少有一個時隙(101，103，104)可被分配用作一個或多個移動臺的業務信道，該方法的特法徵在於包括下列步驟該基站(300)給某個移動臺(MS)發送關於分配了一個不是該移動臺所用的業務時隙(101，103，104)的時隙作為在所述無線電頻率上通信的這些移動臺(MS)所共用的信令時隙(102)，在所述基站(300)和所述移動臺之間的信令業務中將所述時隙(102)用作在所述頻率上通信的這些移動臺(MS)所共有的信令時隙，這種使用應保證這些移動臺仍能在一個或多個業務時隙上通信。
2.根據權利要求1的方法，其特徵在於基站(300)給移動臺(MS)進一步發送關於在所述幀中哪一個/哪些時隙(101，103，104)被分配給了所述移動臺的信息。
3.根據權利要求1或2的方法，其特徵在於基站(300)給移動臺(MS)進一步發送關於共用信令時隙(102)的分配並沒有使先前分配的業務信道(101，103，104)無效的信息。
4.根據權利要求1或2的方法，其特徵在於基站(300)給移動臺(MS)進一步發送關於在共用信令時隙(102)分配後所進行的給某一或某些移動臺的業務信道的分配並沒有使先前分配的信令信道無效的信息。
5.根據權利要求1或2的方法，其特徵在於在所述幀內給所述移動臺(MS)分配一個用作信令時隙(102)的時隙是通過把關於信令信道分配的消息包括在業務信道分配消息內來完成。
6.根據權利要求1或2的方法，其特徵在於在所述幀內給所述移動臺分配一個作為信令時隙的時隙是通過總是把所述幀內的第一個時隙用作信令時隙(101)來完成。
7.根據權利要求1或2的方法，其特徵在於在所述幀內給所述移動臺分配一個作為信令時隙的時隙是通過把位映射(2A2)所指明的第一個時隙(101)分配用作信令時隙來完成。
8.根據權利要求2或4的方法，其特徵在於關於所述幀內的哪一個時隙是在所述頻率上通信的移動臺(MS)所共有的信令時隙(102)的信息包括在從基站(300)發往移動臺的系統信息消息中。
9.根據權利要求8的方法，其特徵在於關於所述幀內的哪一個時隙是在所述頻率上通信的移動臺(MS)所共有的信令時隙(102)的信息包括在從基站(300)發往移動臺(MS)的系統信息消息的位映射中。
10.根據前述權利要求1-9任一項的方法，其特徵在於接收到關於在所述幀內分配了一個不是業務時隙(101-104)的時隙用作在所述頻率上傳輸的移動臺所共有的信令時隙後，一個僅在該幀的一個或多個業務時隙上與基站通信的移動臺僅在所述的某個/某些業務時隙內與基站通信。
11.一種移動通信系統(圖3)，包括若干個移動臺(MS)，一個在某個頻率上與所述移動臺通信的基站(300)，該頻率被劃分成TDMA幀，幀又進一步被劃分為時隙，其中至少有一個時隙可被分配用作一個或多個移動臺的業務信道，所述基站包括一個天線(303)，一個收發器(301)，一個控制模塊(302)，和用於與移動臺進行信令交換的模塊(307)，其特徵在於基站(300)進一步包括向與基站通信的移動臺(MS)發送信息的模塊(306)，該信息是關於在所述TDMA幀上分配了一個不是業務時隙(101，103，104)的時隙用作在所述頻率上通信的移動臺所共有的信令時隙(102)，響應該信息，在所述頻率上通信的所述移動臺(MS)在所述基站(300)和所述移動臺之間的信令業務中使用所述時隙作為它們共有的信令時隙(102)，這種使用應保證移動臺仍能在一個或多個業務時隙(101，103，104)上通信。
12.一種移動臺(圖4中的400；MS)，包括一個在某個頻率上與基站通信的收發器(401)，該頻率被劃分為TDMA幀(1-18)，幀又進一步被劃分為時隙(101-104)，其中至少有一個時隙可被分配用作一個或多個移動臺(MS)的業務信道，其特徵在於移動臺包括響應關於把所述TDMA幀上分配了不是業務時隙(101，103，104)的時隙用作在所述頻率上通信的移動臺所共有的信令時隙(102)的信息，並要求所述移動臺(400)與另外移動臺一起在所述基站(300)和移動臺之間的信令業務中利用所述時隙(102)作為公用信令時隙，而且這種使應保證所述移動臺仍可在所述幀的一個或多個業務時隙內通信的裝置(409)。
13.一種移動臺(圖4中的400；MS)，包括一個在某個頻率上與移動通信系統中的基站通信的收發器，該頻率被劃分為TDMA幀(1-18)，幀又進一步被劃分為時隙(101-104)，其中至少有一個時隙可被分配用作一個或多個移動臺的業務信道，所述移動臺能僅在該幀的一個時隙內與基站通信，其特徵在於響應關於在所述TDMA幀上分配了一個不是業務時隙的時隙作為在所述頻率上通信的移動臺所共有的信令時隙(102)的信息，該移動臺(400)被安排僅在所述幀的一個或多個業務時隙(101，103，104)內通信。
全文摘要
移動通信系統中分配時隙的方法，基站在某個頻率上與移動臺通信，該頻率被分為TDMA幀，幀進一步被分為時隙，其中至少有一個(101，103，104)可被用作移動臺的業務信道。該方法包括步驟基站給移動臺發送關於分配了一個不是業務時隙的時隙作為在所述頻率上通信的移動臺所共用的信令時隙(102)的信息；在移動臺與基站(300)之間的信令業務中利用所述時隙(102)作為共用信令時隙，並保證移動臺仍能在業務時隙內通信。
文檔編號H04J3/16GK1146833SQ96190084
公開日1997年4月2日 申請日期1996年2月16日 優先權日1995年2月17日
發明者萊諾·塔拉莫 申請人:諾基亞電信公司