CN1105434C - 通信系统时散补偿方法 - Google Patents

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Abstract

本发明揭示了一种校正通信系统中时散有害影响的方法。为一个移动台指定一个第一传输速率后，这个移动台就可以检测在传输中的时散。根据所检测到的时散是否能由移动台内的补偿器在一段预定时间内加以补偿，移动台可以请求一个不同的传输速率。系统对请求作出响应，向移动台发送一个指定一个可以高于或低于第一传输速率的第二传输速率的指示。

Description

通信系统时散补偿方法
                           背景
本发明属电信技术领域。具体地说，本发明涉及各种工作模式(模拟、数字、双模)的无线通信系统，诸如蜂窝和卫星无线电系统，以及各种接入技术，诸如频分多址(FDMA)、时分多址(TDMA)、FDMA/TDMA/CDMA混合多址等。本发明特别与带宽分配、业务量和容量管理、事务处理吞吐量和质量等改善的技术有关。
下面将说明可以应用本发明的系统的环境。这个一般性的说明旨在提供相应现有系统和技术的背景，以便可以更好地理解本发明。在北美，数字通信和诸如TDMA之类的多址技术通常由称为高级数字移动电话业务(D-AMPS)的数字蜂窝无线电话系统提供，在电信工业协会和电子工业协会(TIA/EIA)发布的临时标准TIA/EIA/IS-54-B“双模移动台-基站兼容性标准”中规定了这种业务的一些特性，这个标准列作本申请参考。由于存在很大的消费只能在模拟领域以频分多址(FDMA)工作的设备的基础，TIA/EIA/IS-54-B是一个双模(模拟和数字)标准，用于模拟兼容性和数字通信能力。例如，TIA/EIA/IS-54-B标准规定了FDMA的模拟语音信道(AVC)和TDMA的数字业务信道(DTC)。AVC和DTC都用频率为800MHz左右的调频无线电载波信号实现，每个无线信道的带宽为30KHz。
在TDMA蜂窝无线电话系统中，每个无线信道划分为一系列时隙，每个时隙包括一个含有来自数据源的信息(如经数字编码的部分语音会话)的突发脉冲串(burst)。这些时隙组成相继的各具有预定持续期的TDMA帧。每个TDMA帧中的时隙数与能同时享用这个无线信道的不同用户的数目有关。如果一个TDMA帧中的每个时隙分别分配给不同的用户，那么一个TDMA帧的持续期就等于分配给同一用户的两个相继时隙的时间差。
分配给同一用户的各相继时隙通常在无线电载波上不是相接的时隙，它们构成用户的数字业务信道，可以认为是分配给用户的逻辑信道。正如下面将要详细说明的那样，还可以配置一些数字控制信道(DCC)，用来传送控制信号，这些DCC是各个分别由一系列在无线电载波上相继但不相接的时隙形成的逻辑信道。
只有在上述TDMA系统的许多可能实施方式的一种实施方式中，TIA/EIA/IS-54-B提出每个TDMA帧包括六个相接的时隙，而持续期为40毫秒(ms)。因此，每个无线信道可以承载三个至六个DTC(例如三至六路电话会话)，取决于源的用来对会话进行数字编码的语音编码解码器(Codec)的速率。这种语音编码解码器可以以全速率或半速率工作。一个全速DTC在给定时间段内需要有数目是半速DTC的两倍的时隙，因此在TIA/EIA/IS-54-B中每个全速DTC占用每个TDMA帧的两个时隙，即六个时隙中的第一和第四、第二和第五或第三和第六时隙。每个半速DTC占用每个TDMA帧的一个时隙。在每个DTC时隙期间发送324比特，其中主要部分，260比特，分配给编码解码器的语音输出，包括那些用于语音输出纠错编码的比特，而其余的比特用于防护时间和起诸如同步之类作用的开销信令。
可见，TDMA蜂窝系统工作在一种缓存和突发模式，也就是断续传输模式：每个移动台只在分配给它的时隙内发送(和接收)。例如，在全速率一个移动台可以在时隙1期间发送，在时隙2期间接收，在时隙3期间空闲，在时隙4期间发送，在时隙5期间接收和在时隙6期间空闲，如此在相继各TDMA帧期间反复循环。因此，可能是电池供电的移动台能在既不发送又不接收的时隙期断开或休息，以节约功率。
除了语音或业务信道，蜂窝无线通信系统还提供寻呼/接入或控制信道，用来承载基站和移动台之间的呼叫建立消息。例如，按照TIA/EIA/IS-54-B，有21个专用模拟控制信道(ACC)，各自具有在800MHz附近的预定的固定频率，用于发送和接收。由于这些ACC始终在同样频率上能找到，可以移动台很容易对它们进行定位和监视。
例如，在处于空闲状态(即电源接通，但不进行或接收呼叫)时，TIA/EIA/IS-54-B系统中的移动台调谐到最强的控制信道(一般是当时移动台所在小区的控制信道)上，有规律地加以监测，从而可以通过相应基站接收或发起呼叫。在处于空闲状态而在小区之间移动时，移动台最终会“失去”在“老”小区控制信道上的无线连接而调谐到“新”小区控制信道上。初始调谐和以后重新调谐到相应控制信道上都是通过搜索频率已知的各可用控制信道、找出“最好的”控制信道自动完成的。当找到一个接收质量良好的控制信道时，移动台就保持调谐在这个信道上，直至接收质量又变差为止。以这种方式，各移动台与系统保持“接触”。
虽然处在空闲状态，移动台仍必需监视控制信道，以便接收发给它的寻呼消息。例如，在普通电话(陆地线路)用户呼叫移动用户时，呼叫从公众电话交换网(PSTN)送至移动业务交换中心(MSC)，对所拨的号码进行分析。如果所拨的号码有效，MSC就请求所有或其中一些无线电基站在它们各自的控制信道上发送含有被叫移动台的移动标识号码(MIN)的寻呼消息来寻呼被叫移动台。接收到寻呼消息的每个空闲的移动台将所接收的MIN与它本身存储的MIN进行比较。存储的MIN与之匹配的移动台在特定的控制信道上将一个寻呼响应发给基站，由它转给MSC。
接收到寻呼响应，MSC就为接收到寻呼响应的基站选择一个可用的AVC或DTC，将这个基站中的相应无线电收发机接通，使基站通过控制信道向被叫移动台发送一个消息，指令被叫移动台调谐到所选的语音或业务信道上。一旦移动台调谐到了所选的AVC或DTC上，就建立起呼叫的直通连接。
在具有在TIA/EIA/IS-136中所规定的数字控制信道(DCCH)的系统中，具有由TIA/EIA/IS-54-B规定的AAC的系统的性能已经得到改善。TIA/EIA/IS-136在此列作参考。利用这种DCCH，每个TIA/EIA/IS-54-B的无线信道可承载只是DTC，只是DCCH或DTC和DCCH两者的混合。在TIA/EIA/IS-136的框架内，每个无线电载波频率可以有高达三个全速率DTC/DCCH，或六个半速率DTC/DCCH，或者任何这两者的组合，例如一个全速率和四个半速率DTC/DCCH。
然而，一般来说，DCCH的传输速率不必与在TIA/EIA/IS-54-B中规定的半速率和全速率一致，而DCCH时隙的长度也可以是不均匀的，可以与DTC时隙的长度不一致。DCCH可以设置在一个TIA/EIA/IS-54-B的无线信道上，可以包括相连TDMS时隙流中各个第n个时隙。在这种情况下，每个DCCH时隙的长度可以等于或不等于每个遵从TIA/EIA/IS-54-B的DTC时隙的长度，6.67ms。或者(并不限制其他可能情况)，这些DCCH时隙也可以以本领域中已知的其他方式设置。
在蜂窝电话系统中，为了使移动台可与基站和MSC通信需要一个无线链路协议。这个通信链路协议是用来发起和接收蜂窝电话呼叫的。通信链路协议在通信工业内通常称为层2协议，它的功能包括使层3消息分块或成帧。这些层3消息可以在驻留在移动台和蜂窝交换系统内的通信层3对等实体之间发送。物理层(层1)规定了物理通信信道的参数，例如射频间隔、调制特性等。层2规定了在物理信道的限制内精确传输信息必须的技术，例如差错的校正和检测等。层3规定了接收和处理在物理信道上发送的信息的规程。
移动台和蜂窝交换系统(基站和MSC)之间的通信可以结合图1和图2概括地加以说明。图1示意性地示出了一些层3消息11、层2帧13和层1信道突发脉冲串或时隙15。在图1中，与每个层3消息相应的每组信道突发脉冲串可以构成一个逻辑信道，而如上所述，对于一个给定的层3消息的这些信道突发脉冲串通常不会是在一个TIA/EIA/136载波上的一些相接时隙。但是，信道突发脉冲串可能是相接的：一个时隙一结束，下个时隙就可能开始。
每个层1信道突发脉冲串15含有一个完整的层2帧以及其他信息，例如纠错信息和层1操作所需的开销信息。每个层2帧含有至少一个层3消息的一部分以及层2操作所需的开销信息。虽然在图1中没有示出，每个层3消息包括各个认为是消息有效负荷的信息元、一个标识各自消息类型的头部，可能还有填充部。
每个层1突发脉冲串和每个层2帧划分为一些不同的段。特别是，每个层2帧中有一个含有层3消息11的长度有限的数据段。由于各层3消息具有可变的长度，这取决于在层3消息中所含的信息量，因此传输单个层3消息可能需要多个层2帧。由于信道突发脉冲串与层2帧之间存在一一对应的关系，因此发送这个完整的层3消息也可能需要多个层1信道突发脉冲串。
如上面所指出的那样，在需要多个信道突发脉冲串来发送一个层3消息时，这些突发脉冲串通常不是在无线信道上相接的。此外，这些突发脉冲串不是用于承载层3消息的特定逻辑信道的通常是均匀间隔的相继突发脉冲串。由于对每个接收到的突发脉冲串的接收、处理和反应都需要时间，因此传输一个层3消息所需的这些突发脉冲串通常以参差格式发送，如图2(a)中所示和如前面结合TIA/EIA/IS-136标准所述。
图2(a)示出了一个配置成一系列包括在以一个载波频率发送的相接时隙1，2，…中的时隙1，2，…N，…的正向(下行链路)DCCH的普通例子。这些DCCH时隙可以规定在一个无线信道上，诸如TIA/EIA/IS-136规定的无线信道，也可以例如如图2(a)所示由一个相接时隙序列中的各个第n个时隙组成。每个DCCH时隙的长度可以是也可以不是6.67ms，按照TIA/EIA/IS-136标准的一个DTC时隙的长度。
如图2(a)所示，DCCH时隙可以组成超帧(SF)，每个超帧包括一系列承载不同类型信息的逻辑信道。超帧中的每个逻辑信道可以配有一个或多个DCCH时隙。图2(a)中的示例性下行链路的超帧包括三个逻辑信道：一个包括六个用于开销消息的相继时隙的广播控制信道(BCCH)；一个包括一个用于寻呼消息的时隙的寻呼信道(PCH)；以及一个包括一个用于信道指配和其他消息的时隙的接入响应信道(ARCH)。图2(a)的示例性超帧中其余时隙时可以用于其他逻辑信道，如附加的寻呼信道PCH或其他信道。由于移动台数通常大大超过超帧中的时隙数，因此每个寻呼时隙用于寻呼几个共享某些唯一特征(如MIN的最后一位数字)的移动台。
图2(b)例示了一个正向DCCH时隙的优选信息格式。在每个时隙内传送的信息包括多个段，图2(b)中指出了各段的比特数。在SYNC段内发送的那些比特按传统方式用于保证精确接收编码超帧相位(CSFR)和DATA段。SYNC段包括一个由基站使用的预定比特模式，用来寻找时隙的开始。共用信道反馈(SCF)段用来控制移动台用来请求接入系统的随机接入信道(RACH)。CSFP段用来传送使移动台能找到每个超帧的开始的编码超帧相位值。这只是在正向DCCH时隙中信息格式的一个例子。
为了高效率地执行休息模式操作和快速选择小区，BCCH可以划分成几个子信道。已知的一种BCCH结构可以使移动台在接通时(如果已锁定在一个DCCH上)只要读少量信息就能接入系统(发起或接收呼叫)。接通后，一个空闲的移动台只需定时监视指配给它的PCH时隙(通常每个超帧一个)，而在其他时隙可以休息。移动台读寻呼消息的时间与休息时间之比是可控的，表示了呼叫建立延迟和功率消耗之间的折衷。
由于每个TDMA时隙具有某个固定的信息承载容量，因此每个突发脉冲串如上所述通常只承载一个层3消息的一部分。在上行链路方向，多个移动台根据竞争试图与系统通信，同时这些移动台侦听系统在下行链路方向发送的层3消息。在已知的一些系统中，任何一个层3消息必需用发送这个完整的层3消息所需的那么多的TDMA信道突发脉冲串承载。
由于各种原因，例如使移动单元可以有比较长的休息时间以便延长电池寿命，需要利用数字控制和业务信道。数字业务信道和数字控制信道具有经扩展的功能，使系统容量最优化和支持分级的小区结构，也就是由宏小区、微小区、超微小区等构成的结构。所谓“宏小区”通常是指大小可以与传统的蜂窝系统中一些小区的大小(例如半径至少在1公里左右)相比的小区，而“微小区”和“超微小区”通常是指逐级更小的小区。例如，一个微小区可以覆盖一个公共的户内或户外区域，如一个传统的中心或一条繁忙的街道，而一个超微小区可以覆盖一个办公楼道或高层建筑的一个楼层。就无线电覆盖而言，宏小区、微小区和超微小区可以相互区别，也可相互交叠，以便处理一些不同的业务模式或无线电环境。
图3例示了一个分级或多级蜂窝系统。由一个六角形表示的伞形宏小区10构成一个交叠的蜂窝结构。每个伞形小区可以含有一个基础微小区结构。伞形小区10包括由虚线所围区域表示的微小区20和由点划线所围区域表示的微小区30；分别与沿城市街道的区域相应，还包括超微小区40、50和60，分别覆盖一个建筑物的各个楼层。由微小区20和30覆盖的两条城市街道的交叉口可以是一个交通车辆高度集中的区域，因此可能是一个通信业务繁忙区域。
图4示出了一个包括典型的基站110和移动台120的示例性蜂窝移动电话系统的方框图。基站包括一个控制和处理单元130，接至与PSTN(未示出)连接的MSC140。这种蜂窝无线电话系统的一般情况为该技术领域中所周知，可参见授予Wejke等人的美国专利No.5,175,867“蜂窝通信系统中的邻域强制切换”，该专利列作本申请参考。
基站110通过由控制和处理单元130控制的语音信道收发机150处理多个语音信道。此外，每个基站上包括一个可以处理一个以上的控制信道的控制信道收发机160。控制信道收发机160受控制和处理单元130的控制。控制信道收发机160在基站或小区的控制信道上向锁定在这个控制信道上的移动台广播控制信息。可以理解，收发机150和160可以用单个装置实现，像语音和控制收发机170那样，用于共享同一无线电载波频率的各DCCH和DTC。
移动台120用它的语音和控制信道收发机170接收在控制信道上广播的信息。然后，处理单元180处理出所接收的控制信道信息，其中包括移动台要锁定的各候选小区的特性，再确定移动台应锁定在哪个小区。最好，所接收的控制信道信息不仅包括有关这个控制信道可配合的小区的绝对信息，还包括有关在这个控制信道所配合的小区附近的其他小区的相对信息，可参见授予Raith等人的美国专利No.5,353,332“无线电话系统中的通信控制方法和设备”，该专利列作本申请的参考。
为了增加用户的“说话时间”，也就是移动台电池寿命，可以设置一个数字正向控制信道(基站至移动台)，它能承载为当前各模拟正向控制信道(FOCC)规定的各种消息，但采用的格式能使一个空闲的移动台可以在锁定到FOCC时和以后只在信息有改变时才读开销信息，而在其他所有时间都休息。在这样的系统中，基站广播某些类型的消息比其他类型的消息更频繁一些，而移动台并不需要读广播的每一个消息。
TIA/EIA/IS-54B和TIA/EIA/IS-136标准规定的系统是采用电路交换技术，这是一种“面向连接”的通信，它建立一个物理的呼叫连接，只要通信终端系统还有数据需要交换就一直保持这个连接。电路交换的直接连接用作一个开放的管道，允许终端系统只要认为合适就可以使用这个电路。虽然电路交换数据通信可以很适合一些不变带宽应用，但对于低带宽和“突发性”应用来说效率就不高了。
可以是面向连接(如X.25)或非连接(如互连网协议“IP”)的分组交换技术不需要建立和拆除物理连接，这显著与电路交换技术相反。这减小了数据等待时间而增大了一个信道在处理比较短的、突发性的或交互性的事务的效率。非连接分组交换网将路由选择功能分到多个路由选择站，因此避免了在采用一个集中的交换中枢时可能出现的业务瓶颈。数据用适当的终端系统编址构成一系列分组后，以独立的分组为单位沿数据通路发送。位于通信终端系统之间的中间系统(有时称为“路由器”)为每个分组作出应选取的最适当的路由的判决。路由选择判决根据多个特征，包括：最小成本路由或成本度量，链路容量，等待传输的分组数，链路安全性要求，以及中间系统(节点)的工作情况。
分组沿考虑通路情况选择的路由传输，而不是建立单独的电路，提供了应用和通信的灵活性。这就是为什么大多数标准的局域网(LAN)，和广域网(WAN)是在这种同样的环境下发展起来的。分组交换适合数据通信，因为许多应用和所用的装置(如键盘终端)都是交互性的，以突发形式发送数据。在用户将更多的数据输入终端或暂时停一下以思考问题时，信道并不闲置，分组交换会将来自一些终端的多路传输插入这个信道。
分组数据提供了较大的网络可靠性，因为通路是独立的，而路由器在网络有节点发生故障时能选择另一条替代的通路。因此，分组交换可以更有效地利用网络的线路。分组技术提供了可根据发送的数据量而不是连接的时间进行计费的可选用方案。如果终端用户的应用已经设计成可高效率利用无线链路，则发送的分组数将是最少的。如果将每个用户的业务量保持为一个最小值，那么服务提供方就已有效地增大了网络容量。
分组网通常是根据全工业数据标准，诸如开放系统接口(OSI)模型或TCP/IP协议组，设计的。这些标准已经正式或实际上推行了许多年，采用这些协议的各种应用很容易得到。各种网络遵从标准的主要目的是为了获得与其他网络的互联性。互联网是今天为了达到这个目的开发的这种遵从标准的网络的最明显的例子。
像互联网或联合LAN那样，分组网是当今商务和通信环境的必备部分。随着移动计算在这些环境中的普及，作为采用TIA/EIA/IS-136的无线服务的提供方最好提供对这些网的接入。然而，由蜂窝系统提供的和为蜂窝系统提出的数据服务通常是基于电路交换工作模式，每个在用移动用户占用一个专用的无线信道。
对于基于电路交换工作模式的蜂窝系统的数据业务的少数例外情况在下面这几个涉及分组数据概念的文献中有所说明。
美国专利No.4,887,265和“数字蜂窝系统中的分组交换”(“PacketSwitching in Digital Cellular Systems”Proc.38th IEEE VehicularTechnology Conf.pp.414-418，June 1988)揭示了一种提供一些各能接纳多个数据呼叫的共享分组数据无线信道的蜂窝系统。利用基本上是正规的蜂窝信令为一个请求分组数据服务的移动台指配一个特定的分组数据信道。这种系统可以包括一些用来与各分组数据网对接的分组接入点(PAP)。每个分组数据无线信道接至一个相应的PAP，因此能对与这个PAP有关的那些数据呼叫进行多路传输。越区切换由系统以与在同一系统中对于语音呼叫所使用的越区切换非常类似的方式启动。增加了一种新的越区切换，用于分组信道容量不足的情况。
这些文献面向数据呼叫，基于采用以与对于正规语音呼叫类似的方式系统启动越区切换。应用这些原则在TDMA蜂窝系统中提供通用分组数据服务会导致谱效率和性能下降的缺点。
美国专利NO.4,916,691揭示了一种新的分组模式蜂窝无线系统体系结构和一种为(语音和/或数据)分组选择传至移动台的路由的新的规程。基站、经中继接口单元的公众交换机以及蜂窝控制单元通过WAN连接在一起。这种路由选择规程基于移动台启动越区切换和在任何(在呼叫期间)从一个移动台发出的分组的头上加一个分组所通过的基站的标识符。如果在从一个移动台发出的以后的用户信息分组之间有一个扩展的时间间隔，这个移动台可以发送额外的控制分组，传送小区位置信息。
蜂窝控制单元主要在呼叫建立阶段起作用，为呼叫指定一个呼叫控制号码，然后将呼叫控制号码通知移动台和将呼叫控制号码和初始基站的标识符通知中继接口单元。呼叫期间，各分组就在中继接口单元和当前服务基站之间直接传送。
美国专利No.4,916,691中所述系统并没有涉及在TDMA蜂窝系统中提供分组数据服务的具体问题。
“GSM中的分组无线信道”，欧洲电信标准委员会(ETSI)T Doc SMG458/93(1993.2.12)和在题为“将来竞争环境下的GSM”讨论会期间提交的“为GSM提出的普通分组无线业务”(Helsinki，Finland，1993，10，13)概述了一种对于GSM中的语音和数据可行的分组接入协议。这些文献直接与TDMA蜂窝系统(即GSM)有关，虽然它们勾划了一种优化的共享分组数据信道的可能配置的概况，但并没有论及在总系统解决方案中的综合分组数据信道的各个方面。
“GSM网上的分组数据”，T Doc SMG 1238/93，ETSI(1993.9.28)描述了一种在GSM中根据首先利用正规的GSM信令和鉴定在一个分组移动台和一个处理接入分组数据业务的“代理方”之间建立一个虚信道来提供分组数据服务的设想。利用为快速建立和释放信道而修改的正规信令，正规的业务信道于是就可用来传送分组。这个文献直接涉及TDMA蜂窝系统，但由于这种设想是基于利用现有GSM业务信道的一种“快速交换”型式，因此与基于优化的共享分组数据信道的设想相比，在谱效率和分组传送延迟(特别是对于短消息来说)上都有不足之处。
列作本申请参考的蜂窝数字分组数据(CDPD)系统规范，公报1.0(1993.7)，描述了一种利用在当前的高级移动电话业务(AMPS)系统，即北美模拟蜂窝系统，可用的无线电信道提供分组数据服务的设想。CDPD是一个得到美国蜂窝操作员组赞同的综合开放规范。可列项目包括外部接口、无线链路、接口、业务、网络体系结构、网络管理和管理机构。
规范的CDPD系统很大程度上基于一种独立于现有的AMPS基础结构的基础结构。与AMPS系统共同之处局限于利用相同类型的射频信道和相同的基站地点(CDPD所用的基站可以是新的、CDPD专用的)，用一个信令接口协调这两个系统之间的信道指配。
为一个分组选择送至一个移动台的路由主要是：首先，根据移动台地址选择将分组送至配备有归属用户位置寄存器(HLR)的归属网节点(归属移动数据中间系统，MD-IS)的路由；然后，如有必要，根据HLR信息选择将分组送至一个受访问的服务MD-IS的路由，最后根据移动台向它的服务MD-IS报告的它的小区位置将分组从服务MD-IS通过当前基站传送给移动台。
虽然CDPD系统规范并没有直接涉及本申请所研究的在TDMA蜂窝系统中提供分组数据服务的问题，但在CDPD系统规范中所描述的网络情况和设想可用作对于符合本发明的无线链路协议所需的网络方面的基础。
CDPD网设计成现有数据通信网和AMPS蜂窝网的扩展。现有非连接网协议可以用来接入CDPD网。由于这种网始终认为正在发展，因此它采用了允许在适当情况下增添一些新的网络层协议的开放网结构。CDPD网的业务和协议局限于OSI模型的网络层和以下各层。这样就允许较高层协议和应用的开发并不需要改变基础CDPD网。
从移动用户方面来看，CDPD网是传统网(数字和语音)的无线移动扩展。利用CDPD服务提供方的网络服务，用户能毫不察觉地接入各种数据应用，而其中有许多归属于传统的数据网。CDPD系统可以看成两个交错的业务集：CDPD网支持业务和CDPD网业务。
CDPD网支持业务履行维护和管理CDPD网必需的职责。这些业务由计费服务器、网络管理系统、消息传送服务器和鉴权服务器实现。这些业务定义成使各服务提供方之间可以协作。由于CDPD网在技术上的发展超过了它原来的AMPS的基础结构，因此也可以预期这些支持业务将保持不变。网络支持业务的功能对于任何移动网来说是必需的，与射频(RF)技术无关。
CDPD网业务是允许用户可与数据应用通信的数据传送业务。此外，数据通信的一端或两端都可以是移动的。
总而言之，有必要在提供对分组数据优化的共享分组数据信道的基础上开发一种在D-AMPS蜂窝系统中提供通用分组数据服务的系统。这种应用针对可提供像由TIA/EIA/IS-136标准所规定的面向连接的网和非连接的分组数据网的综合优点的系统和方法。
这种系统中的一个重要方面是分配信道或带宽。一个对于IS-136的这种信道分配的例子是移动台协助信道分配(MACA)。在IS-136中，指配业务信道前，先要接收一个通常在广播控制信道(BCCH)上发送的MACA消息。例如，在试图根据竞争或预约接入中所用的规程可以在接入参数消息中在快速BCCH上发送。这样的一些IS-136随机接入参数例如包括最大占线/预约信息、最多再试信息、最多重复信息和一个最大停止计数器。由于MACA报告在指配业务信道前使用，因此MACA不提供任何在移动台接入系统后的信息。
蜂窝电话通信系统的另一个重要方面是均衡，用于补偿无线电媒体中的不均匀和缺陷。均衡器主要在接收电路中使用，用于减小多路经传播的影响和在蜂窝系统中发射机与接收机之间相对运动的影响。这可参见例如WO88/05981，它与一种包括所谓自适应均衡的TDMA系统有关。配置在无线电接收机中的均衡器是根据从无线电发射机发射的与数据字时分复用的同步字调定的。依靠这些同步字，均衡器可以调整成能对媒体的弥散特性进行补偿。包括均衡器的接收机通常用于高码元率通信(＞100kbit/s)。对于多路径传播的影响而言，高码元率通信的比特敏感性要比低码元率通信的大。采用均衡器的缺点是增加了接收机的复杂程度和功率消耗。
没有均衡器的优点是可以采用非相干解调，这使接收机比较简单，电流消耗也小。此外，接收机可以适应运载工具高速运动迅速改变无线电信道，因此更为可靠。缺点是在时散(time despersion)与码元宽度相当的情况下这种解调不能进行。EP-A-0415897揭示了一种方法，在移动电话机的接收电路中对进入的基带信号进行解调和均衡，以补偿基站和移动电话机之间无线电媒体的缺陷(多路径传播)。然而，并不是始终要对解调的信号进行均衡的，例如在码元率比较低或单路径传播的情况下就不需要均衡。按照EP-A-0415897，在解调前先对接收信号的时散进行估计，在时散确定大于给定值时进行有均衡的解调，而在时散值不大时进行无均衡的解调。这能使接收电路所消耗的功率得到降低，特别是在侦听模式。
                           概述
在设计移动台时，移动台制造厂家必需折衷考虑潜在用户的希望以最高的可能速率进行通信的要求和厂家的希望生产复杂程度低的移动台(即在低速率工作的移动台)的愿望。按照本发明的一个实施例，采用一种在条件有利时能以最高的可能速率进行通信的时散补偿器来兼顾用户和厂家双方的要求。
具体地说，本发明的一个方面提供了一种校正通信系统中时散有害影响的方法。这种方法包括下列步骤：为一个移动台指定一个第一传输速率；在所述移动台检测传输中大于移动台内一个可调补偿器能加以补偿的时散；在检测到大于能加以补偿的时散时，请求一个较低的传输速度；向移动台发送一个指定一个低于第一传输速率的第二传输速率的指示；以及调整补偿器，补偿所检测到的时散。
在本发明的另一个方面，所提供的校正通信系统中时散有害影响的方法包括下列步骤：为一个移动台指定一个第一传输速率；在所述移动台检测传输中小于移动台内一个可调补偿器能加以补偿的时散；在检测到小于能加以补偿的时散时，请求一个较高的传输速率；向移动台发送一个指定一个高于第一传输速率的第二传输速率的指示；以及调整补偿器，补偿所检测到的时散。
在其他方面，补偿器可以是一个瑞克(rake)接收机，通过改变瑞克接收机中所用的抽头的数目加以调整。或者，补偿器也可以是一个均衡器，特别是一个维特比均衡器，通过改变维特比均衡器中所用的状态的数目加以调整。
                        附图简要说明
通过以下结合附图所作的说明将可对本发明的特征和优点有更充分的认识。在这些附图中：
图1示意性地例示了多个层3消息、层2帧和层1信道突发脉冲串或时隙；
图2(a)示出了配置为包括在以载波频率发送的相接时隙内的一系列时隙的正向DCCH；
图2(b)例示了IS-136DCCH分段时隙格式；
图3例示了分级或多级蜂窝系统情况；
图4为例示性蜂窝移动无线电话系统的方框图，其中包括例示性的基站和移动台；
图5例示了一种可能的映射顺序；
图6例示了PDCH重新指配的情况；
图7例示了传统的RAKE接收机；
图8例示了传统的均衡器；以及
图9例示了按照本发明的一个实施例执行的流程图。
                        详细说明
为了便于理解，在图5中例示了一种将较高层消息映射为较低层消息的可能顺序。图中示出了一个层3消息(可以是从更高层得出，诸如一个遵从CDPD移动数据链协议的帧)怎样映射为一些层2帧的专用PDCH例子，一个层2帧映射成一个正向PDCH时隙的例子，以及时隙映射成一个PDCH信道的例子。(也可参见图2(a)、2(b))对于熟悉本技术领域的人员来说，本发明显然并不局限于这种映射顺序，也可以采用其他映射顺序。正向分组数据信道(FPDCH)的时隙和反向分组数据信道(RPDCH)的突发脉冲串的长度都是固定不变的，虽然可以有RPDCH突发脉冲串具有不同固定长度的三种形式。FPDCH时隙和全速率PDCH假设为处于图5中的物理层。这样的说明假设TDMA帧结构是与IS-136DCCH和DTC的相同。为了使在采用多速率信道(二倍速PDCH或三倍速PDCH)时吞吐量最大，规定了一个不同的FPDCH时隙格式，如图5中所示。对于这种典型的物理层结构的更详细情况，有兴趣的读者可参见WO97/151,156。
IS-136的数字控制信道用来指示PDCH操作。图6示出了属于一个小区(具体地说，具有一个共同的母DCCH)的各PDCH和在不同小区中(具体地说，在邻近DCCH表中作为DCCH重迭的候选对象列出)的各DCCH之间的关系。移动台在开始小区选择时首先接到一个DCCH。在这个DCCH上，指示对PDCH的支持。如果DCCH指示对一个或多个专用PDCH的支持，就提供一个PDCH(信标PDCH)的载波频率。于是移动台用这个信标PDCH进行登记后，就可以由系统重新指配给另一个专用PDCH。
在设计移动台时，移动台制造厂家必需折衷考虑潜在用户的希望以最高的可能速率进行通信的要求和厂家的希望生产复杂程度低(即成本低)的移动台的愿望。所有通信系统都有的一个问题是它们必需处理时散的影响。信号通过无线接口传输时就会出现时散或回声。应该指出的是无论传输速率亦即时隙或代码数是多少都会出现时散。因此，就这个意义上来说，速率并不规定为无线接口的总比特率，而是规定为指配给TDMA系统中的一个移动台的时隙数和指配给CDMA系统中的一个移动台的代码数。这样，移动台或基站不可能通过简单地降低发送信号的速率来消除时散的影响。因此，通信系统需要利用时散补偿器补偿发送的信号的时散影响。时散补偿器可以是(但不局限于)TDMA系统中的均衡器或CDMA系统中的RAKE接收机。图7例示了一种传统的RAKE接收机的方框图，而图8例示了一种传统的均衡器的方框图。RAKE接收机和均衡器的一般工作情况为该技术领域中所周知，因此不再在此说明。
考虑到在用户的希望以最高的可能速率进行通信的要求和厂家的希望生产不很复杂的移动台的愿望之间的折衷，厂家可能决定设计一种带有能以最高的可能速率工作的时散补偿器的移动台。采用这样的设计，移动台将很复杂，因此就很贵。在另一种情况下，时散补偿器可以设计成只能以低速率工作，这样构成的不大复杂的移动台就只能以低速率进行通信。然而，本发明可以使不大复杂的移动台在条件有利的情况下能以高速率进行通信，如图9所示。
例如，一个不大复杂的移动台(具有一个能力有限的时散补偿器)在条件有利而不需要时散补偿的情况下可以在系统中以最大速率进行通信。在条件不利时，这个移动台就会遭遇到由于它的补偿器补偿能力有限而不能补偿的时散问题(95)。根据检测到的时散(93)，移动台可以向系统发送一个请求(96)，请求一个较低的通信速率。然后，移动台等待基站消息对选用哪个速率的指示(97)。移动台一接到这个指示就开始以所指示的新速率进行工作(98，94)。虽然时散也影响低速率通信，但处理时散所需的补偿器的复杂程度由于较低的通信速率可以得到降低(98)(通过使用较少的RAKE接收机抽头或较少的均衡器状态或其他信息，使补偿可较快执行)。
移动台也可以请求一个较高的传输速率。例如，在GSM中，一个均衡器必需能处理一个全速率信道，补偿在从0微秒(As)至16As的范围内的时散。均衡器的复杂程度至少取决于所遭到的时散量和每个时间单位处理的码元数。因此，如果时散量小于16As，那么每个时间单位处理的码元数就可以增加，而不需要改变均衡器的基本复杂程度。例如，如果一个在全速率工作的移动台(即具有一个能补偿高达16As的均衡器)确定时散量小于8As，那么处理的码元数通常就可加倍。在这种情况下，补偿器可以编程成使用较少的抽头、状态等，以处理更多的码元。结果，这个全速率移动台现在能处理一个二倍速信道。移动台能利用这些功能来请求它所能处理的最高速率信道。即使是在呼叫建立过程期间，也能根据移动台对控制信道的监测和确定的信道条件作出这样的请求。
以上对本发明作了说明。显然，本发明在许多方面可以加以改变，这些改变并不偏离本发明。所有这些对熟悉本技术领域人员来说是显而易见的修改都应包括在所附权利要求规定的本发明专利保护范围之内。

Claims (12)

1.一种校正通信系统中时散有害影响的方法，所述方法包括为一个移动台指定一个第一传输速率(92)和在所述移动台检测在传输中的时散(93)的步骤，所述方法的特征是它还包括下列步骤：
确定所检测到的所述在传输中的时散是否大于移动台内一个可调补偿器能加以补偿的时散(95)；
在检测到大于能补偿的时散时，请求一个较低的传输速率(96)；
向移动台发送一个指定一个低于第一传输速率的第二传输速率的指示(97)；以及
调整补偿器，补偿所检测到的时散(98，94)。
2.权利要求1所述的方法，其特征是所述补偿器是一个瑞克接收机。
3.权利要求2所述的方法，其特征是所述补偿器通过改变瑞克接收机中所用的抽头数加以调整。
4.权利要求1所述的方法，其特征是所述补偿器是一个均衡器。
5.权利要求1所述的方法，其特征是所述补偿器是一个维特比均衡器。
6.权利要求5所述的方法，其特征是所述补偿器通过改变维特比均衡器中所用的状态数加以调整。
7.一种校正通信系统中时散有害影响的方法，所述方法包括为一个移动台指定一个第一传输速率(92)和在所述移动台检测传输中的时散(93)的步骤，所述方法的特征是它还包括下列步骤：
确定所检测到的所述在传输中的时散是否小于移动台内一个可调补偿器能加以补偿的时散(95)；
在检测到小于能补偿的时散时，请求一个较高的传输速率(96)；
向移动台发送一个指定一个高于第一传输速率的第二传输速率的指示(97)；以及
调整补偿器，补偿所检测到的时散(98，94)。
8.权利要求7所述的方法，其特征是所述补偿器是一个瑞克接收机。
9.权利要求8所述的方法，其特征是所述补偿器通过改变瑞克接收机中所用的抽头数加以调整。
10.权利要求7所述的方法，其特征是所述补偿器是一个均衡器。
11.权利要求7所述的方法，其特征是所述补偿器是一个维特比均衡器。
12.权利要求11所述的方法，其特征是所述补偿器通过改变维特比均衡器中所用的状态数加以调整。
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