CN1115852C - 临时设备标识符消息响应控制方法 - Google Patents

Abstract

通过要求用户台等待一个预定时间量，响应临时设备标识符(TEI)消息(60)企图访问反向信道(611，612，613，614，...)的用户台(2)之间的竞争受到限制。根据随机数(在0和45之间)和一个基于若干临时设备标识符消息播发的因子(在0和9倍之间)而选择时间延迟。用于确定对用户台的响应机会的方法还包括在第一阶段的退回阶段(721)。对于延迟阶段(717)的时间延迟取决于时间的随机周期(714)以及由根据获得一个临时设备标识符的微时隙所需要的时间的预定最大值。

Description

临时设备标识符消息响应控制方法

本发明所属技术领域

本发明一般地涉及无线通信设备。具体地说，本发明涉及无线用户台的控制响应通话量以限制功率消耗和避免冲突。

本发明的背景技术

被称为“高级移动电话服务”(AMPS)的用户移动无线双工声音传输的近代模拟蜂窝系统采用FCC指定的载波频率，其范围为800～900MHz。车载蜂窝电话机以最高1瓦的功率发送话音信号至一给定网元内的蜂窝基地台。电池供电的手持式蜂窝话机利用最高1/4瓦的发送功率向一给定网元内的蜂窝基地台发送话音信号。

人类的模拟话音是高级移动电话服务系统最先设计用于通信的信号。高级移动电话服务被优化，得以在一给定信道的带宽内能传送尽可能多的模拟话音信号。采用低功率移动话机、FM调制、和较高载波频率范围(800～900MHz)的蜂窝式电话的机动性能是通过基地台的蜂窝状配置来实现的。在当用户移动出当前的网元区时，他的信号即传送到下一网元侧。这种蜂窝式的传递可能导致发送或接收中的暂时丢失。话音信号的暂时丢失是无关紧要的，因为用户知道这里有信号丢失和话音信息可被再发送，然而对于数字数据发送，信号丢失即使是暂时的，也会产生特殊问题。话音信号发送中丢失的其它原因有信号强度降低，反射，瑞利衰减，和蜂窝盲点。

便携式计算机的可利用性很自然引发了从遥远地点进行无线发送数字数据的希望。目前，高级移动电话服务话音蜂窝系统被用于以电路转换的蜂窝式数据的形式通过高级移动电话服务载波信道发送数字数据。原始(基带)数字数据必须经过变换以使之能通过模拟高级移动电话服务系统发送和接收。高级移动电话服务系统用作数据传输的一个缺点在于，信道带宽窄小和传输误差限制了发送和接收数字数据的波特率。而且高级移动电话服务移动蜂窝系统的其它因素也可能造成原始数字数据的丢失。

因此，在集成组件中的话音和数据信号的有效无线通信一直很困难。而且也难以将高级移动电话服务话音传输特点与如数据传输、电子邮件、和双工寻呼之类的应用相结合，同时难以将能提供如无线传真调制解调器那样的电路转换式蜂窝数据接口结合进一单个的手持电池操作式无线话机。这方面已部分地由CDPD系统1.1版本中描述的蜂窝式数字包数据系统(这里被结合应用作为背景材料)，该发明的共同受让人的美国专利申请第08/117,913(1993年9月8日提交)和第08/152,005号(1993年11月12日提交)专利申请中揭示的系统实现。CDPD通信系统共用于CDPD规范(CDPD规范被用作参考)1.1版本405节中所述分配到高级移动电话服务信道的相同载波频率。

CDPD系统的典型基地台或移动数字基地台(MDBS1，在此如图1中所示)利用高级移动电话服务网元中的一信道来建立链路并与用户的无线专用台进行通信。MDBS可以利用服务提供者所提供的可利用的高级移动电话服务之外的其它频率。无线专用台(M-ES2)为一便携式计算机，手机或者其它包含专用通信台的便携式电子装置。MDBS用作为无线台专用台M-ES2的用户和一有线线路、微波通信线路、卫星通信线路、高级移动电话服务蜂窝通信线路、或其它CDPD链路(例如移动数据中介系统MD-IS3和中介系统4、5、6)的服务提供者网络之间的通信链路，以传送数据到其它的无线专用台、计算机网络、或非移动式或固定终端用户系统(F-ES7，8)。

CDPD网络被设计作为现有通信网络，如高级移动电话服务网络和互联网的扩充运行。从移动用户方面看，CDPD网络仅仅是传统网络的无线移动式扩展。CDPD网络共用现在高级移动电话服务网络的传输设施，并提供不冲击高级移动电话服务服务的非侵入式包转换数据服务。事实上，CDPD网络对高级移动电话服务网络是完全透明的，它“不了解”CDPD功能。

CDPD系统采用根据数据包中所载的目标地址和当前网络布局的信息而由网络个别地确定各数据包的路径的无连接网络服务(CLNS)。M-ES2的数据传输的分包化特性使得许多CDPD用户能共享公共信道，仅在他们有数据要发送时才访问信道，否则即让其能由其它CDPD用户应用。系统的多路访问性质使得它能在一给定地区(一标准高级移动电话服务基地台收发信机的发送范围和区域)仅安装有一个CDPD台的条件下同时提供给许多用户相当大的CDPD覆盖面积。

CDPD网络的广播通信线路接口部分由一组网元组成。一个网元以一固定的发射台例如MDBS1的RF发射范围之内的地理边界确定，它可以能接收的信号强度电平被移动用户如M-ES2接收。支持此网元的发射机可被定位于网元的中央，通过全向辐射天线进行发射，或者将发射机定位于一网元的边缘。并通过定向天线发射来覆盖网元的仅一部分，称之为一扇区。典型的结构中，共同安装有用于若干扇区的发射机。由一组网元作用的面积具有某些区域重叠，以使得一漫游无线用户台能以大致类似于高级移动电话服务系统中的标准传送的方式由一网元转接到一邻接网元的方式保持连续的服务。如果M-ES能由从一网元到另一网元的转换保持连接的服务，就认为此二网元是相邻接的。这种被称之为网元转换的转换处理与正常高级移动电话服务传送过程无关。图1中，无线专用台2与MDBS1间的接口(A)为由采用标准高级移动电话服务频率的射频频率链路所构成的“广播接口”。MDBS1通过移动数据中介系统(MD-IS)3连接到其它的移动数据基地台。数个移动数据基地台可受一单个移动数据中介系统的控制。移动数据中介系统通过如图1中的4和5的中介系统相互连接。

中介系统由至少一个连接到不只一个子网络的节点组成(如中介系统MD-IS 3)。中介系统的主要作用是将数据由一子网络传送到另一个。移动数据MD-IS 3根据在MD-IS控制下的移动数据基地台的范围之内的各无线专用台的当前地点的情况，确定数据包的路由。MD-IS是“觉察到”任一无线专用台的地点的唯一网络实体。但在某些情况下(如CDPD规范1.1版本所定义的)，某一移动数据基地台将始终监视特定无线专用台的状况。一CDPD专用移动网络定位协义(MNLP)在各MD-IS之间操作(通过中介系统)以便交换有关无线专用站的定位信息。

整个CDPD网络由一具有与至少一个移动数据中介系统3的接口的网络管理系统(NMS)加以控制。利用一专用协议，可在适当的条件下将编程指令由NMS 10通过MD-IS 3发送给任意数量的移动数据基地台。

这样的编程指令可被用于传送有用的网络数据到MDBS，以及针对象维持信道队列这样的关键特点来组构MDBS的操作。NMS还控制其它的CDPD系统特性，例如对寻呼消息的定时以符合M-ES手机的非固定的周期。CDPD的一个优点是由NMS 10通过MD-IS 3，或者依靠到MDBS的直接连接，对移动数据基地台提供操作指令的能力，如CDPD规范1.1版本，节402和403中所作的MDBS体系结构说明中所概述的。

图2说明图1的CDPD网络与一标准高级移动电话服务网络之间的比较。MDBS 1为高级移动电话服务基地台21的CDPD等效体，两者均用作为移动用户的链路，2、2’和2”用于CDPD系统，22、22’和22”用于高级移动电话服务用户。高级移动电话服务和CDPD二者的功能均能由相同的手机或终端系统设备控制。MDBS1最好以高级移动电话服务基地台21定位，如后面更详细说明的那样。

作为对连接到它的CDPD移动数据基地台的本地控制器，MD-IS 3通常相当于用来控制多个高级移动电话服务基地台21、21’、和21”的移动电话交换局(MTSO)23。在高级移动电话服务系统中，MTSO 23可通过通信线路经由专用的陆上通讯线路或通过公共电话交换网络(PSTN)连接到各个不同的基地台21、21’、和21”。同样，MD-IS 3与由其控制的不同的移动数据基地台1、1’、和1”之间也以相同方式进行连接。不过与高级移动电话服务系统采用不同的信令协议。

与高级移动电话服务相比，CDPD的基础结构需求非常小。CDPD基地台设备最好位于现存高级移动电话服务基地台蜂窝设备的蜂窝载体的网元侧。CDPD系统的多路访问特性使得它能在一给定区域中仅装置一台CDPD无线设备的情况下同时对许多用户提供相当大的CDPD覆盖面积。这种多路访问是一移动终端系统仅在有数据要发送时才访问CDPD信道的结果。

如果高级移动电话服务基地台与MDBS被置于同一地点，二者可利用相同的RF设备。相反，为了共用RF通信链路，高级移动电话服务系统的MTSO和CDPD系统的MD-IS则不必要置在一起。在高级移动电话服务系统中，MTSO 23具有通过PSTN 24连接高级移动电话服务基地台和移动台到其它部分的责任。CDPD的中介系统4对应于PSTN为高级移动电话服务系统的应用。象高级移动电话服务系统那样，为通过电话系统终端网络28实现对远地用户或系统的呼叫，CDPD系统还必须利用公共电话交换网络或另外的陆路通讯网络。但为通过PSTN完成呼叫，CDPD系统采用与高级移动电话服务系统所用不同的协议。

MDBS维持许多(最多到MDBS传送能力)通过广播通信线路接口的信道流，如由控制该MDBS的MD-IS所指定的。在需要时，例如当在CDPD信道上对高级移动电话服务通信进行检测时，MDBS指示所有的无线专用台改变信道。各无线专用台的终端流每次承载在一信道流上，通常是由移动用户多半根据由有关为CDPD应用的最佳信道的MDBS接收的数据所选定的。一给定网元中的来往业务(MDBS的终端流)承载在MDBS与MD-IS之间的单个DSO中继线上。MDBS与MD-IS间通过此DSO中继线的通信遵循标准格式，如T1。

在CDPD网络内，数字数据在MDBS与M-ES间采用高斯最小位移键控(GMSK)调制传送。自基地台至无线专用台M-ES的传送是连续的。这些由无线专用台M-ES到MDBS的传送采用猝发方式，此时无线专用台M-ES仅在它有数据要发送且信道未被其它移动无线专用台占用时才访问该信道。这使多个移动无线专用台能共用一单个信道，而对于具有相对很小数据量的单歇性事务特点的数据传送，与通过普通的电路转换蜂窝式调制解调器发送数字数据相比，能大大减少连接时间。

与普通蜂窝式调制解调器中所用的信号方案(它是根据必须在现有的话音信号系统的限制内需要的运行所选择的)不同，用于CDPD通信的GMSK调制技术是明确地针对为取得在蜂窝式信道中非常高的位传输率和良好的差错性能两者所选择的。选择调制不为先前存在的信号结构所限这一事实使得CDPD系统与普通的蜂窝式调制解调器中的相比能在非常低的接收信号电平时获得大得多的瞬时位速率。这就意味着，CDPD通信系统在许多信号质量不能适应良好的蜂窝调制解调性能的地区提供可靠的高速数据传输。当前，通过CDPD传送的原始(基带)数字数据包括有电子邮件消息，数字传真数据，或者其它的表明网络连接以使文件可以象正连接到一局域网那样传送的数字数据。

移动数据中介系统MD-IS 3为其服务区内的所有访问无线专用台处理数据包路由。MD-IS进行二种服务：保存各当前寄存在一特定服务地点的M-ES信息库的登记服务；和重新寻址服务，去封装所传送的数字包并确定它们去到正确网元的路由。服务中的MD-IS还为网络支持服务应用受理鉴别、授权、和统计服务。

CDPD通信系统可利用在蜂窝话音信道组合之外设置的并保留为CDPD应用的专用信道运行。在此替代方案中，较典型的运行方式是，CDPD通信系统可以利用也可被高级移动电话服务通信采用的信道上的空闲时间。在此第二种情况下，移动数据基地台可执行“RF取样”来确定可用信道和检测当前正用于CDPD通信中的信道上话音通信业务的起始。如果一高级移动电话服务蜂窝式单元开始在一为CDPD通信所占用的信道上传送，CDPD单元即中止该信道上的传送并转换到另外的可用的信道(称为“信道跳越”的处理)，或如果无其它信道可用，则中止传送直至一信道可用于CDPD。

尽管CDPD系统共用现有的高级移动电话服务射频信道，高级移动电话服务呼叫总被给予最先的优先权，而且它们始终能抢占任何正被CDPD应用中的信道。不过，蜂窝式服务提供者有可能选定专用于CDPD的一个或多个信道。在这种情况下，高级移动电话服务呼叫将永不能企图抢先占用专用于CDPD的信道。

正常运行中，MDBS将执行信道跳越来避开要为高级移动电话服务通信所用的信道。为这样，MDBS执行对高级移动电话服务信道的监视器作业，并保存网元中可为CDPD应用的各信道的状态(被话音占用或未被应用)表。MDBS根据准则(CDPD标准中未指定)的组合由表中未被应用信道中选取供CDPD应用的信道。这些可能要包括可能发生的以下情况：信道将在最近的未来为许音系统所需要，对信道所发生的干扰量，CDPD通信可能对不同网元中的其它语音用户或对其它扇区造成的干扰量，以及其它因素。MDBS传送一所有可能供CDPD使用的信道(当前有未被语音通信占用)的表给无线专用台。MDBS如果确定另外的信道更合适的话，它可在信道被高级移动电话服务通信先占用之前执行信道跳越。在这样的情况下，MDBS发送一消息到无线专用台，命令它们改变到所选择的特殊信道，而后MDBS执行跳越。这类跳越比意外的跳越要有秩序和有效得多，因为无线专用台无需搜索下一信道。

如果现有CDPD信道为高级移动电话服务预先占用，MDBS由那些未被高级移动电话服务通信利用的信道中选择另外的信道并立即向其跳越而无需通知无线专用台(意外跳越)。而后无线专用台确定CDPD信号不再出现在当前信道上而且搜索表中的其它信道以确定CDPD通信已跳越到的信道(如果存在的话)。

CDPD具有易于与现有高级移动电话服务系统接口和与其共用某些前端设备的能力。为利用种能力，MDBS必须具有实际与现有高级移动电话服务基地台接口的能力。因而，MDBS应当很小、无障碍、并能不必中断现有高级移动电话服务设备即可易于进行访问。MDBS必须被组构得能易于连接到正常与高级移动电话服务系统共用的MDBS之外的设备。这种存在于高级移动电话服务基地台中的外部设备包括天线系统，RF功率放大器(特别是能与现有高级移动电话服务共用的线性放大器)，RF多路耦合器，功率分离器，天线共用器，和可选设备。由于MDBS共享高级移动电话服务基地台的环境，MDBS应当不对象环境控制和维护这样的支持系统构成太大的额外负担。因此，MDBS必须紧凑和灵活，仅构成执行网元方所需的MDBS功能所需的部件。

图3为一便携通信终端手机100的方框图。大体上此便携通信终端类似于具有至少一个射频收发信机的射频组件102的通常的便携式无线电话手机。射频收发信机利用一主天线104来接收和发送被便携终端所处理的各种形式的信号，例如高级移动电话服务数据(电路转换蜂窝数据)通信，高级移动电话服务话音通信，和CDPD通信。分集式天线106被用作为后备，以保证某些不利情况下的接收。电话式手机112被用来作高级移动电话服务话音通信。

便携终端也可借助一连接到无线控制处理器108的数据/模拟访问接口(DAA)而插入本地公用电话交换网络(PSTN)。这一处理器连同控制处理器和调制解调器109共享便携终端的各种控制功能，包括呼叫建立、高级协议、低级协议、功率调节、调制解调操作和与外部主计算机的数据传送。为便于用户应用，主计算机可以是一个人机(PC)或家用数据助理设备(PDA)或者其它电子装置。便携终端的连接件是通常与PC外接插件结合应用的标准型式。

图3说明的便携数据终端手机和无线专用台可被组构得以实现在图4中表明和在美国专利申请第08/117,913号中描述的所有运行模式。图4中200所指定的模式表示由便携数据终端手机的操作人员或程序员选择的菜单模式。二种模式(高级移动电话服务或CDPD)之一可由操作员利用手机上的键盘加以选择。如果一主计算机正在将数据输入进便携终端(手机)100中，则可选择被选定的模式或一预定的缺省设置作为数据传送的部分。

系统最好通常处于低功率的睡眠模式。这种睡眠即静止模式促成最小的功率消耗。通常，睡眠模式将每10～255秒被中断一次，以检查例如输入的寻呼信号之类的消息。如果没有收到任何消息，CDPD保持为空闲模式。CDPD可因接收到寻呼信号或者来自主计算机或手机用户为启动CDPD模式中的数据传送的命令而成为激活状态。保持在CDPD模式的优点在于电池不致有沉重负担，从而按照当前的电池工艺，满发送功率下的对话时间可长于1小时而同时监视高级移动电话服务控制信道的等待时间可长于12小时。

睡眠模式过程被用来将手机置于睡眠模式，这被定义作为在数据链路建立过程(无线专用台与移动数据中介系统间的通信)期间，无线专用台M-ES可能要求的可选操作模式。睡眠模式的目的是要有助于无线专用台中储备功率。睡眠模式的总体动行使M-ES能禁止或切断其接收机和相关电路的电源。这一模式是CDPD运行的主要优点。

睡眠模式过程在“多帧建立状态”中运行。在此运行中，如果在由参数T203所规定的时间周期之后一特定无线专用台M-ES与MDBS间的数据链路连接上无任何帧交换，此数据链路连接即可被置于手机的临时设备标识符(临时设备标识符)睡眠状态。在此状态期间，整个网络均将不会传送为该M-ES指定的信息。如果在进入睡眠状态之后新的帧成为突出的并等待开始发送，网络就将以周期的间隔广播一预定的消息。此消息含有一对信道数据未定的临时设备标识符的表，无线专用台预期会以周期间隔被唤醒，以确定来自它们的数据是否是未定的，并通知网络它们愿意接收此未定的数据。通常，M-ES可在任何时间退出睡眠状态。

参数T203表示在M-ES被期望进入CDPD睡眠模式之前容许数据链路连接上无帧交换的最大时间。在用户/专用(M-ES)侧，参数T203的定时按反向信道(自M-ES至MDBS)上的任何型式的数据链路层帧的传送起动或再起动。在网络侧，对一特定M-ES的参数T203按CDPD信道上数据链路层帧(任何型式)的接收起动或再起动。如果参数T203的值失效，数据链路实体将进入临时设备标识符睡眠状态，并从用户侧发出这一状态的标记。层管理实体可采取节能措施，例如断开用户无线接收机或其电路的其他非主要部分。

第二参数T204表示网络侧对一睡眠M-ES广播未定数据的临时设备标识符通报的时间间隔。对一信道流保持参数T204的单个定时操作，所有用户侧管理实体通过CDPD规范的403章6.8.8节中说明的临时设备标识符通报过程显现并同步到特定信道流T204。在网络着手通报临时设备标识符睡眠状态中的M-ES的最大时间内排队的帧的数量与执行过程相关。网络释放数据链路连接并废弃因之使临时设备标识符睡眠通报过程中断的所有被排列的帧。期图通报未定网络传输的临时设备标识符睡眠状态中的M-ES的最大次数被指定为系统参数N204。网络正常地中止对来自M-ES没有响应的逐次的临时设备标识符通报消息的包括作为参数N204的临时设备标识符的临时设备标识符睡眠通报过程。结果，M-ES将由CDPD系统撤消登记。

前述操作的完整说明见CDPD规范403章6.8节。M-ES和MD-IS的并行操作在图5的流程中说明。二者识别M-ES特定用户所作最后的CDPD通信已在何时进行。在这方面，M-ES与MD-IS双方能相互同步。利用内部时钟，二单元跟踪M-ES与MD-IS之间最近的CDPD通信过去之后的时间流逝，如步骤702中指明的。这样，在按照CDPD规范这一部分的操作中，如果在一定时间长度(参数T203)内没有数据通过广播通信线路在任一方向上发送，M-ES将进入睡眠模式而网络将认为M-ES入睡，如步骤703所指明的。一旦M-ES进入睡眠模式，M-ES和MD-IS双方中进行另一定时操作。

这一周期的总长度由前述的参数T204与N204的乘积确定。如果网络有数据要传送到被认为是睡眠中的M-ES，网络将该M-ES的临时设备标识符加到具有数据等待它们的一特定信道流上的睡眠单元表。不过，网络将不发送该数据(步骤704)。当每次帧被参数T204测量时，网络将发送对一特定无线专用台M-ES的临时设备标识符标志，指示有数据在等待该无线专用台。这样，此无线专用台在由T204所确定的时间帧期间的某时刻必须监视CDPD信道，以便能确定是否有消息等待该无线专用台。

具有等待消息的无线专用台的表是在临时设备标识符通报消息中在该信道流上向所有台周期地广播。这样的通报间的时间由参数T204指定。这一参数确定在对此消息醒来之前期望M-ES睡眠的时间长度。当M-ES醒来时，它等待直至接收到一通报消息。如果该M-ES的临时设备标识符在此表上，它通报网络它已准备好接收数据。如果一特定的M-ES的临时设备标识符不在该表上，M-ES回到通常由参数T204指定的另一睡眠时间周期。如果对一临时设备标识符已作多个连续通报(由参数N204指定)而没有表明它已准备好接收数据的主体M-ES，网络将认为此M-ES不再存在于CDPD系统上并丢弃对该M-ES待定中的数据，如步骤705所指明的。

如果此特定M-ES正在比参数N204与T204的乘积所包括的时间更长的时间内处理正常的高级移动电话服务通信，则对该M-ES保存的数据被网元废弃。这样，CDPD通信即因高级移动电话服务通信的正常运行而丢失。从而，需要此专用台M-ES维持与CDPD信道一致以足够监视其临时设备标识符的长度。这要求唤醒状态中的附加时间，结果是额外的电池消耗。

由于高级移动电话服务模式运行被认为具有超过CDPD模式运行的优先级，因此手机最好花费其大部分时间监视高级移动电话服务通信并且在CDPD模式上仅只需足以检取无线专用台的指定消息并免除去登记。运行无线专用台M-ES的一种模式是保持以高级移动电话服务模式监视高级移动电话服务控制信道，同时周期地中断来查询CDPD网络，当高级移动电话服务模式中断时，无线专用台M-ES发送一查询信号至CDPD网络，以唤醒应答和确定CDPD网络上是否有任何数据在等待发送往该无线专用台。在对来自CDPD网络的返回消息应答后等着听一适当时间长(通常为T203)之后，无线专用台转换模式并回到高级移动电话服务信道。这种转变最好发生在任何当无线专用台处于CDPD模式时期可能丢失的任何有关高级移动电话服务页面重新传送之前。

蜂窝数字包数据系统中的改进效率导致了临时设备标识符消息在一个很短的时间周期内分成组，以便来自相当多的用户台的响应实际自动地在该被缩短的时间周期内发生，如在申请号为08/533,152，发明题目为“在移动包数据通信系统中用于对承受功率消耗限制的无线用户台进行控制的方法和装置”，申请日为1995年9月25日的美国专利申请中和在申请号为08/534,855，发明题目为“临时设备标识符消息通知方法”，申请日为1995年9月27日的美国专利申请中进行的描述，这里一并提出并结合于此文做为参考。这种效率增加的结果是，未决数据在一个简短的时间内被通知给相当多的用户台，而所有的用户台在实质上引起冲突的同一时刻将尝试访问共享的信道。这种情况在一般的模拟话音蜂窝操作中也会发生。然而，该问题并未被谈及，因为在蜂窝数字包数据操作中的上述改进并没有被应用到模拟蜂窝操作中。

存在两种冲突情况。第一种情况发生在当一个用户台试图访问一个信道，而来自MDPS的指示表明该特定信道已处在使用中。冲突并不在此时发生。然而，如果该用户台连续地检查所述信道的状态直到其变为空闲为止，那么冲突的问题确实存在。高冲突可能性是由这样的情况引起的：即一个以上的用户可以通过相同的路由访问相同的信道。

在第二种情况中，冲突已经发生并已被涉及该冲突的用户台之一检测到。此时做出检测，至少其中一个用户要释放其已访问的信道，然后等待。通常，该用户台将不断地尝试访问该从属信道，从而加剧了信道的冲突机会。

作为这两种冲突的结果，在一个短时间周期内接收到大量临时设备标识符消息之后试图访问有限数量的信道的竞争用户台之间可能存在着不断的竞争。这将严重地阻碍信道分配，并且使得众多用户台的信道访问非常困难且耗时。事实上，冲突现象会大大地抵消掉前面有关预测临时设备标识符消息传送的发生所描述的好处。

本发明概要

本发明的第一个优点是避免了在寻求相同信道的用户之间的各种类型的冲突。

本发明的另一个优点是增加了在用户台中信道分配的效率。

本发明的又一个优点是允许事实上100％的反向信道利用率。

本发明的再一个优点是由于在访问占用信道的无效尝试中花费的时间和能量很少，因而减少了功率消耗，提高了电池的寿命。

本发明的这些和其他优点通过一种在无线通信系统中控制无线用户台响应临时设备标识符(TEI)消息的方法来实现的。所述无线通信系统具有至少一个基地台，用于控制一通信流向各无线用户台广播。该方法包括把所述通信流划分成多个小段和把所述小段划分成多个块的步骤。一个基地台的所有未决临时设备标识符消息按照由该基地台在一前向信道上发送的预定次序被放置在每个小段的第一个块中。对反向信道进行分割以便为每个在前向信道上传送的临时设备标识符消息指定一个块，从而每个接收相关临时设备标识符消息的用户台仅在该被指定的块中响应相应的临时设备标识符消息。

本发明的另一个方面是在一种在无线通信系统中控制无线用户台响应临时设备标识符(TEI)消息的方法中发现的。所述无线通信系统具有至少一个基地台，用于控制一通信流向各无线用户台广播。该方法包括把所述通信流划分成多个小段和把多述小段划分成多个块的步骤。一个基地台的所有未决临时设备标识符消息按照由该基地台在一前向信道上发送的预定次序被放置在每个小段的第一个块中。在反向信道上的一个块被分配给在该前向信道上传送的每个临时设备标识符消息，作为由与每个所述临时设备标识符消息相关的每个用户台做出的响应。结果，在该反向信道上的每个块在一个从前向信道上的临时设备标识符消息起始的时间延迟之后开始，其中该时间延迟包括一个随机数和多个在前向信道上广播的临时设备标识符消息。

附图的简要说明

图1是一个常规的蜂窝数字包数据系统的方框图。

图2是一个使蜂窝数字包数据系统与一个普通高级移动电话服务系统产生关联的方框图。

图3是一个便携电话手机的方框图。

图4是移动数字基地台结构的方框图。

图5是描述无线用户台与一个相关MDIS之间并行操作的流程图。

图6是说明本发明的消息块按排的示意图。

图7是说明一个使用图6的数据按排的系统的操作程序的流程图。

优选实施例的详细描述

图6是说明在前向和反向信道上消息块按排的时间流程图。在前向信道上(从移动数字基地台到用户台)，消息流被划分成块60，62，63，64，65，66....临时设备标识符通知消息被包含在第一块60中，并按照它们由移动数字基地台接收的次序设置。这些临时设备标识符消息被依次设置并表示为61，61′，61＂...61^N。如图6中所示的所有临时设备标识符消息的按排在前面作为背景技术提出的申请号为08/533,152，申请日为1995年9月25日，发明题目为“在移动包数据通信系统中用于对承受功率消耗限制的无线用户台进行控制的方法和装置”的美国专利申请中进行了描述。临时设备标识符消息的按排并不从属于本发明的主题。此外，正是用户台的反向信道上的响应构成了本发明和对由该临时设备标识符消息的按排引起的问题的解决。

包含短脉冲串611，612，613，614...的反向信道被完全利用直到所有响应临时设备标识符消息的用户台都已发送了它们的短脉冲串为止。用户的按排与块60中的相同，以便用户台不得不按预定次序以每个用户仅发送一个如图6所示的单一FEC短脉冲串作为响应。结果，在试图访问反向信道以回复临时设备标识符通知的用户台之间不存在竞争或导致的冲突。

信道短脉冲串消息611，612，613...是通过利用一个以前向信道上的临时设备标识符消息(块60)的结束为基础的参考点来实现的。最好选择该参考点作为在该临时设备标识符消息的结束之后的一个微时隙(块的1/7)。在9个微时隙的一个时延使前向信道块60中相应临时设备标识符消息的位置定时之后，与一个临时设备标识符消息相关联的每个响应用户台做出响应。所述时延立即在参考点之后发生。要注意的是，虽然所述参考点最好是在块60中临时设备标识符消息的结束之后的一个微时隙，但其可被设置成实际为任何数量的微时隙。

在一个如图7流程图所描述的替换方法中，所有未进入睡眠状态的用户台将被强迫进入一种延迟模式。在该模式中，访问反向信道以应答短脉冲串611，612，613，614...的尝试成随机化。这样，每个用户台打算在反向信道上发送一个短脉冲串的访问时间被定义为整个通知消息中临时设备标识符数量的0和9倍之间的某个因数(以一个微时隙的长度定义的时间为单位，一个时隙为一个块的1/7)与一个随机选取的数(0-54)相乘。该时间也可以大于这个值。

图7中描述了根据本发明的一个用户台(诸如图3中所描述的)的综合性操作。在步骤710，手机处在唤醒模式并正对合适的消息进行监视。取决于用户台所工作的系统，该用户台可能已经以任何一种方式进入唤醒模式并可能已经保持在该唤醒模式任意长的时间。这种配置并不做为本发明的一部分。

在对一个相应临时设备标识符消息进行监视的正常过程中，用户台在步骤711将确定诸如图6中60所描述的一块临时设备标识符消息是否已被标识。如果在一个预定时间量之后，消息并没有被找到，用户台可以再次进入如步骤713所描述的睡眠模式。要注意的是，再次进入睡眠模式是本发明的优选实施例，因为本发明的目的是使能量消耗最小化并进而延长电池寿命。然而，该用户台可以保持在唤醒模式直到临时设备标识符消息的下一次传送发生。在该替换中，用户台可以保持在清醒状态，并转换频率以对一个高级移动电话服务信道进行监视。然而，这另两项工作要消耗额外的能量并进而使电池寿命降低。

如果临时设备标识符消息块60已被找到，在步骤712，用户台必须识别是否有一个与该用户台相应的临时设备标识符消息正被广播。如果不是，该用户台将最好进入睡眠模式直到一定时操作或某些其他功能使其进入唤醒模式以监听在一稍后时刻是否存在一相应临时设备标识符消息。如上所述，该用户台返回到睡眠模式不是必须的。然而，鉴于上述理由，这被认为是最佳的。

如果一个与该用户台相应的临时设备标识符消息是在表中，在步骤714执行一个随机时间操作。在通过合适的单一FEC块短脉冲串(611，612，...)尝试访问反向信道之前，一个时延被强加给该用户台。该时延将是在设置在块60中的若干临时设备标识符消息的0和9倍之间(时间单位以一个微时隙的大小为基础，一个徽时隙为一个块的1/7)。然而，该时延可以大于该值。

在步骤715，为了访问反向信道，用户台对该反向信道进行检查。在步骤716，用户台确定该反向信道是否为忙。如果该信道为忙，该用户台将经历在717的一个延期步骤，加入一个预定的时延。该所花费的时间被确定为在0和某些预定最大时间单位之间的一个随机时间周期。在该优选实施中，其时间单位被定义为一个微时隙所需的时间，诸如构造块60的那些微时隙。当该时间已到期时，用户台为访问所述信道将再一次对该信道进行检查。如果在重复步骤716期间该信道呈现为忙，第二个延期步骤717将在上述限制内选择另一个随机时间。

如果反向信道为空闲，该用户台将发送一个合适的FEC短脉冲串以响应该临时设备标识符消息。为了进行通信的目的，设计该短脉冲串获得一个反向信道。在步骤719，用户台检查以确定其是否获得了通信所必须的反向信道。如果在步骤720确定成功，则由该用户台寻求的通信已开始。

另一方面，如果在所需信道上已发生了冲突，用户台进入步骤721的退回阶段。此时，如果用户台已访问该信道，则该用户台将释放该信道，并等待一个随机的时间量。该时间被定义为在0和一预定初始上限之间的值。在该时间过后，用户台在步骤715将再次检查该信道并执行从步骤716至720相同的一系列步骤。如果该用户台被再次送到退回模式，则在位于0和二倍该预定初始最大值之间选择另一随机时间。如果用户台被迫第三次经历相同的一系列步骤，则该初始上限被再一次加倍。这种加倍持续直到达到所述上限的一预定最终最大值。

虽然通过举例的方式已对本发明的结构进行了描述，但其并不对本发明构成限制。例如，可以应用本发明以适应其他类型的通信系统。因此，本发明应被认为和包括落入所附权利要求范围内的任何和所有结构，改进，变形，组合或等效结构。

Claims (2)

1.一种在一无线通信系统中控制无线用户台响应临时设备标识符消息的方法，所述无线通信系统具有至少一个基地台，用于控制一通信流向各无线用户台广播，所述方法的特征在于包括：

(a)把所述通信流划分成多个小段；

(b)把所述小段划分成多个块；

(c)把一个基地台的所有未决临时设备标识符消息按照由所述基地台在一前向信道上发送的预定次序放置在每个小段的第一个块中；以及

(d)把在反向信道上的一个块分配给相应的在所述前向信道上传送的每个临时设备标识符消息，从而，每个接收一个相关的临时设备标识符消息的用户台仅在被分配用于所述相应临时设备标识符消息的所述块中有响应。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于所述反向信道上的每个块在从所述前向信道上的临时设备标识符消息起始的时间延迟之后开始，其中所述时间延迟包括一个随机数和多个在所述前向信道上广播的临时设备标识符消息。

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