CN1101118C - 用增加的寻呼信道数据传输速率的移动通讯的寻呼方案 - Google Patents

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Abstract

用于移动通讯系统的寻呼方案，在保持寻呼所要求平均时间短于只增加时隙数情况的寻呼平均时间的同时，通过减小间歇率能够压缩移动台的功率消耗。每个基站传输一个寻呼信道，在该寻呼信道上在间歇性时间内为每个移动台传输寻呼信号，这些寻呼信道的数据传输率高于移动通讯系统要求的寻呼信道速率，从而缩短用于每个移动台的寻呼信号的传输时间。

Description

用增加的寻呼信道数据传输 速率的移动通讯的寻呼方案
本发明涉及移动通讯系统的寻呼方案，该移动通讯系统具有许多在各自小区内的基站，小区中的每个基站发射一个寻呼信道，在寻呼信道上为每个移动台在间歇性时间内发射寻呼信号，从而使每个移动台通过在这些间歇性时间内接收寻呼信号，能够判断自己台寻呼信号的有无。
蜂窝移动通讯系统中，位于基站小区内的移动台呼叫结束的时候，基站通过利用一个称为寻呼信道的下行链路无线信道，完成对移动台的呼叫。
通常，这个寻呼信道(PCH)的每个帧沿时间轴被分成许多如图1所示的时隙(TS)，寻呼信道帧的哪个时隙对哪个移动台进行寻呼在寻呼信道中被预先确定。因而，在等待对自己移动台的呼叫时间内，移动台只间歇性接收寻呼信道帧的指定时隙就足够了，而没有必要去持续接收寻呼信道。
通过增加一些将要使用的时隙，压缩移动台实际接收寻呼信道的时间周期相对于寻呼信道帧的整个时间周期的比率(此处指间歇比)是可能的，与持续接收寻呼信道的情况相比，显著地压缩移动台的呼叫等待时间内的功率消耗，因而也是可能的。
图1所示的例子中，寻呼信道的每个帧被分割成适当的时隙，移动台在呼叫等待时间内只接收其中的一个时隙(图1例中的TS3)。因而本例中，间歇比为
Figure C9712269400031
从而使移动台在呼叫等待时间内的功率消耗可以压缩到
目前常规移动通讯系统中，已通过增加一些时隙来压缩间歇比。然而，当增加了一些时间后，如图2所示的寻呼间隔也相应地增加了，从而寻呼所要求的平均时间也增加了，因而通过增加一些时隙来减少间歇比存在一个极限。图2所示例子中，时隙数量由图1中使用的8个增加到12个，从而使间歇比从 压缩到
Figure C9712269400042
但是寻呼所要求的平均时间也相应地增加了。
通过减少寻呼必需的数据量及因而减少单元时隙的持续时间，来减少寻呼间隔也是可行的，但也存在一个寻呼所必需的数据量可被缩减的极限，因而可按这种办法压缩的间歇比也存在一个极限。
在保持寻呼所要求的平均时间少于只增加时隙数量的情况时所要求的平均时间的同时，提供一个通过压缩间歇比能够减少移动台的功率消耗的用于移动通讯系统的寻呼方案是本发明的一个目的。总之，通过使用寻呼信道的较高数据传输率从而减少单元时隙持续时间以及因而增加时隙数量的办法，来实现本发明的目的。
根据本发明的一个方面，本发明提供了具有许多在各自小区中的基站和移动台的移动通讯系统中的一种寻呼方法。该方法包括以下步骤：以许多不同数据传输率从每个基站的无线信道发射，这些无线信道包括一个寻呼信道，每个移动台的寻呼信号在寻呼信道上在间歇时间内被发射，寻呼信道具有比移动通讯系统所要求的寻呼信道速率高的数据传输速率，从而缩短了每个移动台寻呼信号的传输时间；通过在所述的间歇时间内接收寻呼信道，在每个移动台判断所述的每个移动台寻呼信号的有无。
根据本发明的另一个方面，本发明提供了用于移动通讯系统的基站设备，移动通讯系统具有许多在各自小区中的基站和移动台。基站设备包括：用于发射通讯信道的通讯信道发射单元；用于按许多不同数据传输速率发射控制信道的控制信道传输单元，其中控制信道包括一个寻呼信道，在该寻呼信道上用于每个移动台的寻呼信号在间歇时间内被发射。寻呼信道具有比移动通讯系统所要求的寻呼信道速率高的数据传输速率，从而可减少用于每个移动台寻呼信号的传输时间。
根据本发明的另一方面，该发明提供一个用于移动通讯系统的移动台设备，该移动通讯系统具有许多在各自小区内的基站和移动台。移动台设备包括：从每个基站接收信号的接收单元，其中接收单元包括为每个移动台在间歇时间内在一个寻呼信道上发射的寻呼信号，寻呼信道被每个基站以比移动通讯系统所要求的寻呼信道速率高的数据传输率发射；通过寻呼信道的数据传输率控制接收单元在所述间歇时间内接收寻呼信道，判断所述移动台设备寻呼信号有无的控制单元。
根据本发明的另一方面，该发明提供一种用于移动通讯系统的寻呼方法，该移动通讯系统具有许多在各自小区内的基站和移动台。寻呼方法包括以下步骤：从各个基站无线信道以许多不同的数据传输率传输，这些无线信道包括一个寻呼信道，在该寻呼信道上用于每个移动台的寻呼信号在间歇时间内传输，该寻呼信道的数据传输率是可变的；及通过在所述的间歇时间内接收寻呼信道，在每个移动台判断所述的每个移动台的寻呼信号的有无。
根据本发明的另一方面，该发明提供一个用于移动通讯系统的基站设备，该移动通讯系统具有许多在各自小区内的基站和移动台。基站设备包括：用于传输通讯信道的通讯信道传输单元；及以许多不同数据传输率传输控制信道的控制信道传输单元。其中控制信道包括一个寻呼信道，在该寻呼信道上每个移动台的寻呼信号在间歇时间内被传输，该寻呼信道的数据传输率是变化的。
根据本发明的另一方面，该发明提供一个用于移动通讯系统的移动台设备，该移动通讯系统具有许多在各自小区内的基站和移动台。移动台设备包括：从每个基站接收信号的接收单元，其中接收单元包括用于每个移动台在间歇时间内在一个寻呼信道上发射的寻呼信号，被每个基站以变化的数据传输率发射的寻呼信道；及通过寻呼信道的数据传输率控制接收单元在所述间歇时间内接收的寻呼信道，判断所述移动台设备的寻呼信号有无的控制单元。
通过下面结合附图的描述，本发明的其它特征及优点将会是显而易见的。
附图简述：
图1为根据用于移动通讯系统的常规寻呼方案的，一个示例性寻呼信道的示意图。
图2为根据用于移动通讯系统的常规寻呼方案的，另一个示例性寻呼信道的示意图，其中增加了一些时隙。
图3为移动通讯系统的一个示例性配置的原理示意图，本发明的寻呼方案应用于该原理示意图。
图4为应用于根据本发明寻呼方案的第一个实施例中使用的示例性寻呼信道的示意图。
图5为应用于根据本发明寻呼方案的第一个实施例中使用的示例性信道配置的原理示意图。
图6为应用于根据本发明寻呼方案的第一个实施例中的基站的示例性配置的方框图。
图7为应用于根据本发明寻呼方案的第一个实施例中的移动站的示例性配置方框图。
图8为应用于根据本发明寻呼方案的第一实施例中的基站的另一个示例性配置方框图，用于CDMA系统的情况。
图9为应用于根据本发明寻呼方案的第一实施例中的移动台的另一个示例性配置方框图，用于CDMA系统的情况。
图10为应用于根据本发明寻呼方案的第二个实施例中的基站的示例性配置方框图。
图11为应用于根据本发明寻呼方案的第二个实施例中使用的一个示例性广播信道方框图。
图12为应用于根据本发明寻呼方案的第二个实施例中基站的另一个示例性配置方框图。
现在参照图3至图9，将详细描述用于根据本发明的移动通讯系统的寻呼方案的第一个实施例。
图3为本发明使用的移动通讯系统的示例性总体配置，其中在其小区10中提供了一个基站(BS)1，基站与位于小区10内的移动台(MS)2进行通讯。
本移动通讯系统中，基站1传输一个寻呼信道(PCH)，寻呼信道具有许多如图4所示的时隙。
位于基站1的小区10内的移动台2呼叫终止时，通过利用图4的这个寻呼信道，基站1完成对移动台2的呼叫。本寻呼信道(PCH)的每个帧沿时间轴被分割成许多如图4所示的时隙(TS)，寻呼信道中的哪个时隙对哪个移动台进行寻呼被预先确定。从而，在呼叫等待时间中，移动台2只间歇地接收寻呼信道帧的指定时隙(图4中的时隙TS3)就足够了，因而移动台2的功率消耗在呼叫等待时间中可以被显著地减少。
此处，移动台2在呼叫等待时间内的功率消耗可以通过减小间歇率得到进一步的减少。在这方面，常规TDMA移动通讯系统中，由基站传输的所有无线信道的数据传输率是一样的，从而通过增加时隙数减小间歇率。然而，当利用各种数据传输率的无线信道象在CDMA移动通讯系统中那样被传输及方便地接收时，通过增加寻呼信道的数据传输率来减小间歇率更具有优越性。
鉴于这种情况，图4的寻呼信道利用比图1所示的常规情况下数据传输率高的数据传输率，从而使单元时隙周期对于同样的数据量来说，图4与图1相比更短些。因而，既使增加了一些时隙，与不使用如图2所示的较高的数据传输率而直接增加一些时隙的情况下相比，该寻呼所要求的平均时间更短些。
如图4所示的例子中，时隙数被增加到16，它是图1情况下时隙数的2倍，与图1情况相比，从而使间歇比被缩减到
Figure C9712269400071
。另一方面，图4中的单元时隙周期被减小到
Figure C9712269400072
，从而使该寻呼所要求的平均时间与图1情况下几乎相同。因而，从这方面看图4的这种情况优于图2的常规情况。
图5为移动通讯系统的一个示例性信道配置。如图5所示，移动通讯系统通常拥有具有各种数据传输率的无线信道，而且本实施例中它们当中具有最高数据传输率的信道被分配给寻呼信道。
图6为本实施例中基站l的示例性内部配置，配置包括：分别用于寻呼信道D1(具有更高的数据速率)编码的许多编码器11(11a到11n)，广播信息D2，控制信息D3，基站1输入的用户数据D4(用户数据-1 D4-1到用户数据-N D4-N)，用于调制对应编码数据的许多调制器13(13a至13n)，用于放大对应调制信号的许多放大器15(15a至15n)，用于调制信号多路复用的多路复用开关(MUX)17，用于发射多路复用信号的天线19。
此处，编码器11和调制器13能够实现许多不同的数据传输率，从而使基站1能够以许多不同的数据传输率发射无线信道。
图6的配置中，将由寻呼信道发射的寻呼信息以比控制信道的其它控制信息和通讯信道(业务信道)的用户数据高的数据率进入。因而，寻呼信道的数据传输率变得更高，移动台2的间歇性接收的间歇率结果是也变得更小。
图7为本实施例中移动台2的示例性内部配置，配置包括：从基站1接收信号的天线21，放大接收信号的放大器22，对被放大信号解调的解调器23，对被解调信号解码以获得解调输出25的解码器24，根据解调输出25控制解调器23及解调器24的控制单元26。
图7配置中，根据寻呼信道的更高数据传输率控制单元26首先控制解调器23和解调器24进入适合于接收寻呼信道的状态。然后，当在解调输出25检测到寻呼信号时，根据控制信道和通讯信道的数据传输率，控制单元26控制解调器23和解调器24进入适合于接收控制信道和通讯信道的状态。
此处，作为寻呼信道的更高传输率，系统中可使用的最大传输率可被用作最大的效能。然而，由于系统的需要，寻呼信道的更高传输率存在限制时，通过利用可被用于寻呼信道的最高数据传输率，根据系统要求依然可能期望相同的效能。
由于系统需要，可能在寻呼信道的更高传输率上存在这样的限制，例如如下所述。换句话说，当寻呼信道的数据传输率被提高N倍时，有必要将传输功率增加N倍以获得与数据传输率被提高之前一样的接收质量。然而，传输功率的增加将导致传输设备规模的庞大，从而对传输功率可被增加的程度有一个极限，因为这样的系统要求因而引起了对寻呼信道更高数据传输率的限制。
注意，本实施例中，通过利用寻呼信道的比系统中可使用的所有数据传输率的平均值高的数据传输率，还可能期望相同的效果。
一般来说，根据本发明，通过利用寻呼信道的比移动通讯系统所要求的寻呼信道速率高的数据传输率，也可能期望相同的效果。
从另一方面讲，在将本发明的寻呼方案应用到CDMA移动通讯系统的情况时，不用扩大所占用的频率带宽，通过将寻呼信道的扩展因子(相对于信息位速率的扩展码片速率的比率，也被称为过程增益)设置得比其它相应信道更低，可以实现寻呼信道的更高数据传输率。
更具体地讲，本CDMA情况下，基站1具有如图8所示的示例性内部配置，图8在下述方面不同于图6，用于扩展相应调制信号的许多扩展器14(14a至14n)即在调制器13和放大器15之间提供，其中用于寻呼信道的扩展器14a被设置成具有比其它扩展器低的扩展因子。
此外，本CDMA情况下，移动台2具有如图9所示的示例性内部配置，图9在下述方面不同于图7，即在放大器22和解调器23之间提供用于解扩展放大信号的解扩器27(相关器)，而且控制单元26还根据解调输出25控制这个解扩器27。
现在参考图10至图12，将根据本发明详细描述用于移动通讯系统的寻呼方案的第二实施例。
第二实施例不同于上述的第一实施例，即寻呼信道的数据传输率是可变的。
此种情况下，基站1具有如图10所示的示例性内部配置，图10在下述方面不同于图6，即图10还提供了一个控制单元18，控制单元18控制编码器11a和调制器13a，并根据通讯业务量信息D0产生广播信息D2，从而实现寻呼信道的可变数据传输率。
图10的本配置中，控制单元18根据寻呼信道希望的数据传输率，控制编码器11a和调制器13a，而在同时，产生包括关于寻呼信道的数据传输率信息的广播信息，广播信息将由广播信道传送。更具体地讲，如图11所示，由基站1传输的广播信道(BCCH)包括：例如，一个用于建立帧同步的同步字，一个本小区的ID本小区的信息(如业务状态，各种控制信道，即本小区的频率或代码)，周围小区信息(如业务状态，各种控制信道即周围小区的频率或代码)，及其它信息。其中本小区信息还包含一个指示本基站小区使用的寻呼信道数据传输率的，本小区寻呼信道的数据率信息。
至于由每个基站的控制单元18控制的寻呼信道的数据传输率方式，可采用下述的方案，例如
(1)系统操作员开始时设置寻呼信道的规定的数据传输速率。
(2)然后，在每个基站根据寻呼操作的一个频率来改变数据传输率。例如，当请求寻呼操作更频繁时，可将数据传输率设置得更高些。
(3)还可根据每个基站的通讯信道的综合状态来改变数据传输率。例如，当使用的通讯信道数较大时，为了减少由寻呼信道引起的干扰  可将数据传输率设置得更低些。
为了实现(2)和(3)的控制，需要提供一些使用的通讯信息(如一些寻呼操作)等的业务信息作为上面所述的控制单元的输入。
将第二实施例的寻呼方案应用到CDMA移动通讯系统也是可行的，且与第一实施例情况相似。这种情况下，通过控制寻呼信道的扩展速率比其它相应的信道的扩展速率因子更低些，而不用扩大占用的频率带宽，可以实现寻呼信道的更高数据传输率。
更具体地讲，本CDMA情况下，基站1具有如图12所示的示例性内部配置，图12在下述方面不同于图10，即在调制器13和放大器15之间提供用于扩展相应调制信号的许多扩展器14(14a至14n)，其中寻呼信道的扩展器14a被控制得具有比由控制单元18控制的其它扩展器更低的扩展因子。
注意，本第二实施例中，除了控制单元26首先控制解调器23和解码器24进入适合于接收广播信道的状态，从而获得寻呼信道速率信息，及然后根据由信道速率信息指示的寻呼信道的数据传输率控制解调器23和解码器24进入适合于接收寻呼信道的状态之外，移动台2能具有与图7(或CDMA情况时的图9)的配置基本相同的配置。因而移动台2中的操作与在第一实施例中的操作相同。
如所描述那样，根据本发明，可能为移动通讯系统提供一个寻呼方案，该寻呼方案能通过在保持寻呼所要求的平均时间比只增加时隙数情况下更短的同时，来减小间歇率，通过为寻呼信道使用一个更高的数据传输率，从而缩减单位时隙周期和增加时隙数，以减少移动台的功率消耗。用这种方法，寻呼信道每个帧提供的时隙数可以被增加，从而使每个移动台的间歇率变得更低，而不用增加寻呼所要求的平均时间。
应注意到，除了上面已提到的那些方面之外，在不违背本发明新颖性和优点特征前提下，可以实现上面实施例的许多改型和变型。相应地，所有这些改型和变型将包容在附加权利要求书的范围之内。

Claims (2)

1.在具有许多在各自小区内的基站和移动站的移动通讯系统中进行寻呼的方法，包括步骤：
从各个基站以许多不同的数据传输率传输无线信道，其中无线信道包括一个寻呼信道，在此寻呼信道上在间歇性的时间上传输用于每个移动台的寻呼信号，寻呼信道具有可变的数据传输率；以及
通过在所述间歇性时间上接收寻呼信道，在每个移动台判断所述的每个移动台的寻呼信号的有无；
其中根据寻呼操作的至少一个频率及每个基站的通讯信道利用状态来改变寻呼信道的数据传输率。
2.应用于具有许多在各自小区内的基站和移动台的移动通讯系统中的基站设备，包括：
用于传输通讯信道的通讯信道传输单元；以及
用于以许多不同数据传输率传输控制信道的控制信道传输单元，控制信道包括：一个寻呼信道，在该寻呼信道上在间歇性时间上传输用于每个移动台的寻呼信号，寻呼信道具有一个可变化的数据传输率；以及
其中控制信道传输单元根据寻呼操作的至少一个频率和通讯信道的利用状态，来改变寻呼信道的数据传输率。
CN97122694A 1996-11-14 1997-11-13 用增加的寻呼信道数据传输速率的移动通讯的寻呼方案 Expired - Lifetime CN1101118C (zh)

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