CN102405625A - 在正交频分复用通信系统中按键通话通信的系统和方法 - Google Patents

Abstract

一种允许在正交频分复用(OFDM)通信网络中按键通话通信的系统。为作为组呼一部分的单独无线通信装置分配了用于下行链路时段的相同OFDM音调集或多个集。因为每一个无线通信装置接收到了相同的音调集，每一个装置将同时接收到通信。已分配的OFDM音调不必在可获得音调块内是邻近的。因为可获得大量的OFDM音调，该概念可被扩展为大量组，其中每一个组独立地支持组呼功能。

Description

在正交频分复用通信系统中按键通话通信的系统和方法

技术领域

本发明通常涉及通信系统，更具体地，涉及在正交频分复用网络中的按键通信系统的技术。

背景技术

通常具有宽的和无处不在的覆盖率的公共无线网络，可用于提供私用网络类型性能。基于iDEN技术的公共网络，例如，给出了提供按键通话性能的能力，类似于在没有构建这样网络的成本的私用地面移动双向网络中的那些。

在提供公共无线网络例如GSM、TDMA等上的双向类似服务中的难处是所有移动单元的同步，使得所有移动单元同时地接收消息。重要的是，该组呼功能将同步使得所有单元能够同时基于命令动作。例如，准备同时进入建筑物的前门和后门的SWAT组将需要两个入口组都几乎同时地接收到这些命令以输入。该同时性已经成为使用数据包技术的网络的一个课题。在该网络上和在该调制解调器上的数据包计时中的变化使得同时接收无法预测。一些系统试图同步传输，通过建立电话呼叫和将所有这些移动单元一起会谈。该技术局限于其建立该电话呼叫所需时间量，使得在同时进行通信时，该呼叫的建立表示了在按下该按钮进行通话和该通信路径实际建立之间的滞后。这些技术都没有精确地复制在私用双向网络上的按键通话过程。

该iDEN系统补救了传统公用无线网络的缺点，通过将用于组呼(Group Call)的所有接收单元同时置于接收模式中。该iDEN网络使用了时分技术，其将所有通信划分成被称为时段的时间片段。通过将组呼中的所有移动单元导入包含该通信的单个时段中，所有单元在同时接收到同一通信。

这样的技术无法用于其他的通信形式。特别地，能够理解，对于在正交频分复用系统中按键通话通信的系统来说非常需要。本发明提供了这个，以及其他优点，如从后续具体说明和附图处显而易见的一样。

附图说明

图1描述了依照先前教导用于实施通信网络的示范性通信结构。

图2描述了在正交频分复用系统中的频率分配。

图3是依照先前教导构建的无线通信装置的功能方框图。

图4是描述了图1和2的系统操作的流程图。

发明详述

正交频分复用(OFDM)通信系统利用了大量紧密分布的子载波进行数据传输。将该输入数据划分成多个并行数据流，为每一个子载波使用一个。随后使用常规调制方案对每一个子载波进行调制，例如相移键控(PSK)、正交幅度调制(QAM)等。这些子载波相互正交以阻止内载波干扰。本领域技术人员应当清楚，OFDM技术已经发展成为用于宽带无线通信的普遍通信技术。

在呼叫建立过程期间，将音调集或音调分组(即子载波信道)分配给特定移动单元。在移动单元和基站之间的信道建立操作和实际通信过程期间的特定移动单元的音调分配在本领域是公知的，而不需要在此进行更具体描述。然而，此处所述的这些技术使得利用OFDM技术的移动单元能够同步，导致所有分组成员同时接收到在按键通话系统中的通信。

该通信技术由图1所述的系统100来实施。基站102通过无线通信链路118-124分别与多个无线通信装置108-114进行通信。因此，这些无线通信装置108-114都在该基站102的覆盖区域内。该无线通信装置114也在基站104的覆盖区域内。该无线通信装置114能够通过无线通信链路126与该基站104进行通信。无线通信装置116同样在图1中描述，其通过无线通信链路128与该基站104进行通信。将该OFDM音调或音调分组到这些无线装置中每一个(如，该无线通信装置108)的分配过程和在该无线通信装置108-114和该基站102之间的实际通信在本领域中公知而不需要在此进行更具体描述。

该基站102通过通信链路132通信地耦合基站控制器130。在典型的实施方案中，该基站控制器130可为一个或多个基站102提供操作上的控制。如图1中所述，该基站104也通过通信链路129耦合到该基站控制器130。本领域技术人员应当清楚，典型的无线通信网络将具有大量基站，每一个基站与大量无线装置进行通信。为了清楚起见，在图1中仅仅描述了两个基站(即，该基站102和104)和少量无线通信装置(即，该无线通信装置108-116)。

依次地，该基站控制器130通过通信链路136耦合移动交换中心(MSC)134。如本领域知道的一样，该MSC 134通常耦合到大量基站控制器并负责到其他基站和/或电话网络的呼叫的切换和路由，如该公共交换电话网络(PSTN)138。

该MSC 134也可以通过通信链路142提供到核心网络140的访问。该核心网络140是可包括多个如授权、开账单等功能的通信网络的中心部分。另外，该网络140可提供到其他网络的访问，如该互联网，通过一个或多个网关(未示出)进行网页应用程序。

该MSC 134通常用于电路交换网络。对于包交换网络，可基于TCP/IP和VoIP技术来提供相等功能的集合。该网络元件的特定形式可基于实施方式细节而变化。然而，本领域技术人员应当理解，该先前教导的OFDM实施方案可应用于多种网络结构。

将图1简化以描述该系统100的操作，具有一组相互接近进行通信的无线通信装置。在所述的实施方案中，这些无线通信装置108-114都与同一基站(即该基站102)进行通信。然而，本领域技术人员应当清楚，该无线通信装置108-114也与其他基站进行通信。例如，该无线通信装置114能够与该基站102通过该无线通信链路124进行通信或通过该无线通信链路126与该基站104进行通信。为了简化起见，图1同样减少了多个常规网络元件，如网关、防火墙和对于该先前教导的清楚理解而言不贴切的其他控制元件。

为了组呼功能中的操作可指定多个移动通信装置。当将单独移动通信单元指定为同一组的一部分时，该组的无线通信装置将被分配到同一OFDM音调以用于通信目的。图2描述了多个上行链路和下行链路时段和将这些音调到各个组的指定。在图2所述的实施例中，一组无线通信装置(如该无线通信装置108-110)被指定为组1。与图2中所述的一样，将组1的无线通信装置在下行链路时段1和3中分配到音调2、3和5。应当注意到，分配到的音调不必要是邻近的。而且，分配给特定组的音调数量可基于该特定通信应用的带宽需求而动态变化。即，单个语言通信可能需要比其他形式数据通信如串流视频更少的带宽。

分配给组2(如该无线通信装置112-116)的第二音调集也在图2中进行了描述。在本实施例中，在下行链路时段1、3、7、9和11中为该组2的无线通信装置分配了音调9和10。在将其识别作为某些组成员的特定分区、信元或区域中的所有无线通信装置将接收到组呼和被分配在该下行链路(本领域技术人员应当清楚，该下行链路通常被认作为从该基站102到这些无线通信装置的通信)上每一个时段内的同一OFDM音调集。因此，在此处所述的实施例中，被分配到组1处的无线通信装置108-110将都具有被分配到每一个模块单元处的相同OFDM音调。

使用该分配到的音调以常规方式对每一个组的信息进行编码。当该基站使用用于组的分配音调来传送该编码信息时，在该组呼中的所有成员将同时接收到该信息。因此，可将这些技术用来支持在OFDM通信网络中的按键通话系统。

在图2中以具有分配给这些组(如组1、组2和组3)的独立各个的相对少数音调的极其简化形式来示出此处所述的概念。然而，典型的OFDM波形包含了数百或数千个音调。这有利地允许了可支持大量组呼，仅仅通过把合适的无线通信装置引入每一个组以接收分配给该组的合适音调或音调集。再次，图2描述了具有提供了分配给每一组的相对少数音调的仅仅三个组的过分简化版本。然而，此处所述的原理可被扩展为大量组。

图1描述了在组中(如组1)的无线通信装置(如无线通信装置108-110)，在与单个基站通信时。然而，本公开的原理允许组成员耦合到不同基站。在上述SWAT组的实施例中，该实际组成员可与单个基站或多个基站通信，如果用于该SWAT组的操作区域是大地理区域。另外，可建立例如指挥所，在离操作战场一些距离处。因此，该指挥所无线通信装置可与不同基站通信是可能的。在图1的实施例中，该无线通信装置116可以是组1的一部分。即使该无线通信装置116与该基站104进行通信，其将接收到传送给组1成员的所有通信。本领域技术人员应当清楚，该OFDM音调的频率或子载波可能从基站102到基站104而不同。即，可将与该基站102通信的组1的成员分配了第一OFDM音调集，而可将与该第二基站通信的组1的成员分配了可能与该第一OFDM音调集相同或不同的第二OFDM音调集。然而，该系统100能够将与不同基站通信的组成员识别作为相同组的成员，即使这些不同基站可能已经将不同的OFDM音调集分配给与此通信的各个无线通信装置。类似地，在单个组中的无线通信装置可能在与相同基站通信，但是与该基站的不同分区通信。以这样的方式，所有指定组的成员，无论耦合到相同分区或基站或耦合到不同分区或完全不同基站，仍能够被配置以同时接收到来自其他组成员处的通信。

图3是电子装置如图1中无线通信装置108-114的功能方框图。该装置包括中央处理单元(CPU)148。本领域技术人员应当清楚，可将该CPU148实施为常规的微处理器、专用集成电路(ASIC)、数字信号处理器(DSP)、可编程门阵列(PGA)等。该无线通信装置108不限于该CPU 148的特定形式。

图3中的电子装置也包括存储器150。该存储器150可存储用来控制该CPU 148操作的指令和数据。该存储器150可包括随机访问存储器、只读存储器、可编程存储器、闪存等。该电子装置不限于用来实施该存储器150的硬件的任意特定形式。也可将该存储器150整个地或部分地与该CPU148集成地构成。

图3的电子装置也包括常规组件，例如显示器152、小键盘或键盘154和音频输入装置156。该电子装置也可包括视频输入158，例如在许多无线电子装置中常用的常规内建相机。这些是以已知方式操作而不需进行更具体描述的常规组件。

图3的电子装置也包括发射机162，例如可由该无线通信装置108所使用以与该基站102(见图1)进行正常的无线通信。图3也描述了与该发射机162一起操作以与该基站102进行通信的接收机164。在典型的实施方案中，将该发射机162和接收机164实施为收发器166。该收发器166连接到天线168。该收发器166和该天线168的操作在本领域中是公知的而不需要在此进行更具体的描述。

在图23中的无线通信装置也包括按键通话(PTT)处理器170。该PPT处理器170控制在组呼模式中该无线通信装置的操作。该PTT处理器170包括PTT按钮(未示出)，其在由该用户激活时，将该装置置于传送模式使得将传送来自该PTT激活装置处的友好通信，通过该基站102，到其他组成员的无线通信装置。

本领域技术人员应当意识到，可将该PTT处理器170实施为存储在该存储器150内并由该CPU 148执行的一系列计算机指令。然而，将该PTT处理器170示为在图3的功能方框图中的分散块，因为其实施了分散功能。

总线系统172将在图3所示的各个组件耦合在一起。该总线系统可包括地址总线、数据总线、电源总线、控制总线等。为了方便起见，将图3中的各种总线描述为该总线系统172。

在图4的流程图中描述了该系统100的操作。在步骤200处，该系统100实施了呼叫建立操作。在典型组呼设置中，一旦建立了组呼，其将通常被保持一些预定或预留时间，其每次被更新，该组的成员继续通信。如果该预定或预留时间周期流逝而没有组通信，可释放该资源以及启动呼叫拆卸过程。可替换地，可能的是，每次实施呼叫建立和拆卸操作，由该组成员中的一个激活按键通话按钮。当该后续处理可能释放用于组成员通信之间的OFDM音调时，每次按下按钮可能对其增加开销以建立和拆卸该呼叫。如本领域技术人员应当清楚的一样，每次建立该呼叫，必须将该OFDM音调或多个音调分配给所有组成员。然而，本公开也想要包括方法。

在该通信过程期间，可增加附加的组成员。在上述步骤200中所述的呼叫建立过程可被应用于附加的无线通信装置。如果该附加的无线通信装置将被增加到组(如组1)，将该无线通信装置分配了如先前分配给组1的一样的OFDM音调组。

在步骤202中，该系统100将音调分配给指定的组(如组1)。在步骤204中，该组以常规方式处理通信。在该上行链路上，任意组成员能够启动传输，通过在该无线通信装置上按下该按键通话按钮。以上述方式将该消息发送到该基站并中继到所有其他组成员。如果组成员连接到其他基站(如该基站104)，通过该通信系统回程从该基站102到该基站104处中继该消息用于到耦合该基站的组成员的传输。

如果可获得足够的光谱资源，该系统100能够分配不同的OFDM音调集以用在组内每一个无线通信装置的上行链路上。这被称作为抗干扰的无可争议的上行链路，因为每一个无线通信装置具有到该基站(如该基站102)的独立上行链路。该基站将以上述方式中继在该上行链路上接收到的消息，从这些无线通信装置之一到所有组成员。如果多个无线通信装置将消息发送到在他们各个上行链路上的一个或多个基站，该系统100能够数字地将该多个上行链路消息混合并在该共享下行链路上传送该合并的消息。这有效地提供了在组成员之间的会谈呼叫，其中一个或多个人可同时讲话。

可替换地，如果资源是稀缺的，可能的是使用基于内容的系统，其中组成员必须在该上行链路上竞争可获得的时间。如果组成员试图同时通信，该基站控制器检测该冲突并将信号发回到在该组中的无线通信单元，生成了锁定音调。该锁定音调警告该用户已进行了同时访问的努力且该用户在说话和步测他们的访问努力之前应当倾听。因为该冲突检测和锁定音调生成发生如此之快，看起来在该用户在该无线通信装置上按下该按键通话按钮时生成了该锁定音调。在该下行链路上，该基站(如该基站102)使用分配的OFDM音调集来传送数据。然而，因为在该指定组中的这些无线通信装置的每一个都具有为该下行链路所分配的相同OFDM音调集，每一个组成员将同时接收到下行链路通信。

在步骤206中，该系统确定该呼叫是否已经终止。如果该呼叫未终止，该决定206的结果是NO，该处理返回到步骤204以继续处理通信。

如果该呼叫终止，该决定206的结果是YES，在步骤208中，该系统取消选择分配给该组的音调。这使得该音调可为其他网络操作获得。在步骤210中，该系统处理呼叫拆卸操作。

前面所述实施方案描绘了不同组件，其包含在其他不同组件内或连接其他不同组件。应当理解，这样描绘的结构仅仅是示范性的，并且实际上能够实施许多其他能够获得相同功能的结构。在概念意义上，获得相同功能的组件的任意设置被有效地“关联”使得实现所需功能。因此，此处合并以获得特定功能的任意两个组件可被视为相互“关联”使得实现所需功能，不考虑结构或中间的组件。同样，如此关联的任意两个组件也可被认作为相互“可操作地连接”或“可操作地耦合”以实现该所需功能。

当已经示出和描述了本发明的特定实施方案时，对于本领域技术人员来说显而易见的是，基于此处教导，可作出变化和修改而不背离本发明和其较广泛的方面，因此，该附属权利要求用来将所有这些变化和修改包括在他们的范围内，如在本发明的真正精神和范围内一样。而且，将理解的是，本发明由该附属权利要求唯一地进行限定。本领域技术人员应当理解，一般地在此处所使用的术语，以及在该附属权利要求(如该附属权利要求的主体)中特别地所使用的术语，通常用意用作“开放”术语(如，术语“包括”应被理解为“包括但不限于”，该术语“具有”应被理解为“至少包括”，该术语“包括了”应被理解为“包括了但不限于”等)。本领域技术人员应进一步理解，如果引用的权利要求列出的特定数量是想要的，这样的意图将被明确地列举在该权利要求中，以及在缺少这样列举中没有这样的意图。例如，为了有助于理解，下列附属权利要求可包含介绍短语“至少一个”和“一个或多个”的使用以引用权利要求的列举。然而，这样短语的使用不应被分析为暗示，由不定冠词“a”或“an”的权利要求列举的引用将包含这些引用权利要求列举的任意特定权利要求限制为包含仅仅一个这样列举的发明，即使当相同权利要求包括了该介绍短语和“一个或多个”和“至少一个”和如“a”或“an”(如，“a”或/或“an”通常应理解为表达“至少一个”或“一个或多个”)的不定冠词；该相同为用来引用权利要求列举的不定冠词的使用保真。另外，即使明确列举了引用权利要求列举的特定数量，本领域技术人员应当意识到，这样的列举通常应被理解为表示至少该列举的数量(如，该“两个的列举”的仅有列举，没有其他修饰字，通常表示至少两个的列举，或两个或更多的列举)。

相应地，除了通过该附属权利要求之外未对本发明进行限定。

Claims (24)

1.一种正交频分复用(OFDM)无线通信系统，包括：

多个OFDM无线通信装置；

第一基站，配置用来通信该多个OFDM无线通信装置中的所选装置作为使用第一OFDM音调集的第一组；和

第一基站控制器，配置用来指示该多个OFDM无线通信装置中的所选装置以从使用该第一OFDM音调集的第一基站处接收数据，其中该多个OFDM无线通信装置中的所选装置从作为组通信的第一基站处接收数据。

2.如权利要求1所述的系统，其中该第一OFDM音调集选自可获得的OFDM音调集且是非邻近的OFDM音调。

3.如权利要求1所述的系统，其中基于该组通信的带宽需要选择在该第一OFDM音调集中的OFDM音调数量。

4.如权利要求3所述的系统，其中，如果该组通信的带宽需要发生变化，改变在该第一OFDM音调集中的OFDM音调数量，其中如果该组通信的带宽需要增加，将附加OFDM音调加到该第一OFDM音调集，以及如果该组通信的带宽需要减少，将OFDM音调从该第一OFDM音调集处移走。

5.如权利要求1所述的系统，其中该第一基站控制器进一步被配置用来指示附加的OFDM无线通信装置，而不是该多个OFDM无线通信装置中的所选装置，以从使用该第一OFDM音调集的第一基站处接收数据，其中该附加的OFDM无线通信装置使用了该第一OFDM音调集从作为该第一组一部分的第一基站处接收数据。

6.如权利要求1所述的系统，其中该第一基站从该多个OFDM无线通信装置之一处接收通信，并传送使用该第一OFDM音调集的通信，借此该OFDM无线通信装置的第一组从作为一组的那个无线通信装置处接收消息。

7.如权利要求6所述的系统，进一步包括在那个无线通信装置上的按键通话按钮以启动该消息到该第一基站处的传输。

8.如权利要求1所述的系统，进一步包括：

第二基站，配置用来在作为该第一组一部分的该第二基站覆盖范围内与该多个OFDM无线通信装置一部分进行通信，该第二基站使用第二OFDM音调集；和

第二基站控制器，配置用来指示该多个OFDM无线通信装置的一部分以从使用该第二OFDM音调集的第二基站处接收数据，其中使用该第二OFDM音调集的该多个OFDM无线通信装置的一部分从作为该第一组一部分的第二基站处接收数据。

9.如权利要求8所述的系统，其中该第一基站和该第二基站之一从在该第一组中的OFDM无线通信装置之一处接收通信并将该通信传送给该第一基站和该第二基站中的另一个，该第一基站被进一步配置用来将该通信传送给使用该第一OFDM音调集的多个OFDM无线通信装置的所选装置，该第二基站被进一步配置用来将该通信传送给该多个OFDM无线通信装置的一部分，在使用该第二OFDM音调集的第二基站的覆盖范围内，借此该OFDM无线通信装置的第一组从作为一组的那个无线通信装置处接收该消息。

10.如权利要求8所述的系统，其中该第一OFDM音调集和该第二OFDM音调集是相同OFDM音调集。

11.如权利要求8所述的系统，其中该第一基站控制器和该第二基站控制器是相同基站控制器的部分。

12.一种用于与多个OFDM无线通信装置进行通信的正交频分复用(OFDM)无线通信系统，该系统包括：

第一基站，配置用来通信该多个OFDM无线通信装置中的所选装置作为使用第一OFDM音调集的第一组；和

第一基站控制器，配置用来指示该多个OFDM无线通信装置中的所选装置以从使用该第一OFDM音调集的第一基站处接收数据，其中该多个OFDM无线通信装置中的所选装置从作为组通信的第一基站处数据。

13.如权利要求12所述的系统，其中该第一OFDM音调集选自可获得的OFDM音调集且是非邻近的OFDM音调。

14.如权利要求12所述的系统，其中该第一基站控制器进一步被配置用来指示附加的OFDM无线通信装置，而不是该多个OFDM无线通信装置中的所选装置，以从使用该第一OFDM音调集的第一基站处接收数据，其中该附加的OFDM无线通信装置使用了该第一OFDM音调集从作为该第一组一部分的第一基站处接收数据。

15.一种正交频分复用(OFDM)无线通信系统，包括：

在呼叫组中的多个无线通信装置，每一个具有：

OFDM发射机，配置用来传送数据；和

OFDM接收机，配置用来使用多个OFDM子载波信道接收数据，其中在该呼叫组中的多个无线通信装置的每一个被配置用来接收说明该多个OFDM信道的命令，其中在该呼叫组中的多个无线通信装置的每一个使用了相同的多个OFDM信道。

16.如权利要求1所述的系统，其中在该呼叫组中的多个OFDM无线通信装置的每一个被配置用来将通信传送给基站接收机和在该呼叫组中的多个无线通信装置的其他装置被配置用来从作为一组的基站发射机处进行接收。

17.如权利要求16所述的系统，进一步包括在该呼叫组中的多个OFDM无线通信装置的那个装置上的按键通话按钮以启动该消息到该第基站接收机处的传输。

18.如权利要求16所述的系统，其中该基站接收机和该基站发射机是相同基站的部分。

19.一种使用正交频分复用(OFDM)无线通信以与多个OFDM无线通信装置进行通信的通信方法，该方法包括：

接收请求以建立在该多个OFDM无线通信装置的所选装置之间的组呼；

指示该多个OFDM无线通信装置的所选装置以接收使用该第一OFDM音调集的组呼数据，其中参与该组呼的该多个OFDM无线通信装置的所选装置的每一个被配置用来使用该第一OFDM音调集以接收该组呼数据；和

接收使用该第一OFDM音调集的组呼数据。

20.如权利要求19所述的方法，其中该第一OFDM音调集选自可获得的OFDM音调集且是非邻近的OFDM音调。

21.如权利要求19所述的方法，进一步包括：

指示附加的OFDM无线通信装置，而不是该多个OFDM无线通信装置中的所选装置，以接收使用该第一OFDM音调集的数据，其中该附加的OFDM无线通信装置参与了该组呼。

22.如权利要求19所述的方法，其中该多个OFDM无线通信装置的所选装置的第一部分在第一基站的覆盖范围内，该多个OFDM无线通信装置的所选装置的第二部分在第二基站的覆盖范围内，该方法进一步包括：

指示该多个OFDM无线通信装置的第一部分以接收使用该第一OFDM音调集的数据，其中参与该组呼的该多个OFDM无线通信装置的第一部分的每一个被配置用来使用该第一OFDM音调集以接收该组呼数据；

指示该多个OFDM无线通信装置的第二部分以接收使用该第二OFDM音调集的数据，其中参与该组呼的该多个OFDM无线通信装置的第二部分的每一个被配置用来使用该第二OFDM音调集以接收该组呼数据；

该多个OFDM无线通信装置的第一部分从使用该第一OFDM音调集的第一基站处接收该组呼数据；和

该多个OFDM无线通信装置的第二部分从使用该第二OFDM音调集的第二基站处接收该组呼数据。

23.如权利要求22所述的方法，其中该第一OFDM音调集选自可获得的OFDM音调集且是非邻近的OFDM音调。

24.如权利要求22所述的方法，其中该第一OFDM音调集和该第二OFDM音调集是相同OFDM音调集。

Images