CN1127841C

CN1127841C - 同步时分多路复用双向无线通信系统

Info

Publication number: CN1127841C
Application number: CN 96180523
Authority: CN
Inventors: 道格拉斯·I·阿叶斯特; 马莱克·J·克翰; 迈克尔·J·鲁道茨
Original assignee: Motorola Inc
Current assignee: Motorola Mobility LLC; Google Technology Holdings LLC
Priority date: 1996-12-09
Filing date: 1996-12-09
Publication date: 2003-11-12
Anticipated expiration: 2016-12-09
Also published as: CN1239624A

Abstract

使用同步时分多路复用通信协议的双向无线选择呼叫通信系统(20)在时隙(78)期间，从多个选择呼叫收发信机(32)向寻呼终端(33)发送分为多个数据单元(120，126，和128)的消息，数据单元的数目和时隙由寻呼终端控制器(26)基于包含消息的大小的信息的信息而设置，该信息在来自多个选择性呼叫收发信机的每一个未编排的发送中收到。寻呼终端控制器(26)在一个时隙期间，基于在多个固定接收器(30)收到的对来自每一收发信机最近的发送的信号质量指示信号，并基于固定接收器的位置，引导多于一个选择呼叫收发信机在一个信道上进行发送。

Description

同步时分多路复用双向无线通信系统

本申请与由本申请的同一发明人在1995年8月11日递交的申请号为No.60/002,160，名称为“用于逆向信道报文传送的系统控制非对称ARQ协议”的共同未决临时申请相关，且申请人在此要求其先前的提交日期的权益。

技术领域

本发明一般涉及双向无线通信，并特别涉及一种用于处理从由带有有限报文传送容量的选择呼叫收发信机接收的无线信号恢复的错误信息的协议。

背景技术

恢复射频或无线通信系统中错误信息的已知方法，是通过在向数据分组的始发者返回传输中确认每一分组成功或不成功的接收而请求对错误数据分组的重新传输。返回传输包含关于每一收到的数据分组显式或隐式信息，并向消息接收者启动错误分组的重新传输。恢复错误消息数据的这一已知方法称为自动请求重发(ARQ)协议。ARQ协议的两个例子是其中只有特定的、错误数据片段被重新传输的“选择重复”，和启动从第一的不正确的片段开始的所有数据片段的重新传输的“退n步”。已知的ARQ方法需要消息数据的发送者和接收者有等同的传输容量并彼此独立操作，直到整个的消息已经被处理之前要交换消息数据和响应信息。就其缺陷而言，这些已知的ARQ方法没有被设计为在诸如双向寻呼系统那样的系统控制为单侧的系统上操作。在双向无线选择呼叫或寻呼系统中，在固定寻呼端的系统控制器负责对选择的呼叫收发信机的所有传输的编排，包括指示何时能够由双向寻呼机或收发信机进行任何ALOHA-式传输。具有有限逆向信道(即从双向寻呼机到寻呼系统的传输)报文传送容量的典型的双向寻呼系统要求，便携式选择性呼叫收发信机只有在由系统控制器命令这样作时才进行传输。

在这样的系统中操作的便携式寻呼机，或选择呼叫收发信机，在存储器、处理能力、以及由于有限的电池容量其进行多次连续传输的能力受到限制。用于已知的ARQ方法要求独立地启动和控制从消息数据的发送器和接收器两者传输的能力，故选择呼叫收发信机不能支持使用已知的方法完成ARQ事务所必须的传输要求。已知的ARQ方法对数据存储、处理和传输的要求高于选择呼叫收发信机能力。选择呼叫收发信机中的这些限制使已知的ARQ方法不能适用于传输编排只由系统控制器提供、带有有限入站报文传送容量的双向寻呼系统。

已知的寻呼系统还缺乏有效分配多个双向寻呼机以便在同一时隙期间进行传输的能力，因为已知的系统或者缺乏关于多个双向寻呼机位置的足够信息，或者缺乏指令一个以上的双向寻呼机同时传输的能力，或者两者都缺乏。

这样所需要的是这样一种消息确认方法和装置，它要求自动重发在寻呼系统终端通过逆向信道接收的来自从选择的呼叫收发信机无线信号恢复的丢失或错误的信息，它把由确认所引起的延迟进减小到最低，并消耗最小正向信道容量。

发明内容

根据本发明的一个方面，在此提供一种同步时分多路复用双向无线通信系统，具有控制器和多个便携式选择呼叫收发信机，用于在由控制器分配的时隙期间从多个便携式选择呼叫收发信机向控制器传输消息，该同步时分多路复用双向无线通信系统具有至少一个发送器和多个固定的接收器，消息被分为多个数据单元，该系统包括：在控制器处的存储器，用于存储多个固定接收器的每一个的地理位置；在控制器处与多个固定的接收器的每一个连接的信元点控制器，用于对在时间上最近从多个便携式选择呼叫收发信机的每一个收到的无线发送提供信号质量指示信号；以及在控制器处的消息处理器，用于响应对在时间上最近从至少二个便携式选择呼叫收发信机的每一个收到的无线发送的信号质量指示信号，在一个时隙期间编排来自多个便携式选择呼叫收发信机的至少两个便携式选择呼叫收发信机的每一个的至少一个数据单元的同时无线发送。

附图说明

图1是根据本发明的优选实施例的双向无线选择呼叫通信系统的框图。

图2是图1的双向无线选择呼叫通信系统中使用的系统控制器的电路框图。

图3是表示图1的双向无线选择呼叫通信系统的正向和逆向信道无线信号的时序图。

图4是表示数据块的双向无线选择呼叫通信系统正向信道帧的表示。

图5是图4中所示数据块内各种大小数据单元的概略表示。

图6是系统控制器和选择呼叫收发信机之间的无线通信序列的图示。

图7是图6的无线通信序列期间在系统控制器和选择呼叫收发信机中滑动窗口数据结构中变化的表示。

图8是图6的无线通信序列期间在系统控制器和选择呼叫收发信机中滑动窗口数据结构中变化的表示。

图9是图6的无线通信序列期间在系统控制器和选择呼叫收发信机中滑动窗口数据结构中变化的表示。

图10是图6的无线通信序列期间在系统控制器和选择呼叫收发信机中滑动窗口数据结构中变化的表示。

图11是图6的无线通信序列期间在系统控制器和选择呼叫收发信机中滑动窗口数据结构中变化的表示。

图12是系统控制器和选择呼叫收发信机之间的另一无线通信序列的图示。

图13是系统控制器和选择呼叫收发信机之间的另一无线通信序列的图示。

图14是用于系统控制器的逆向信道ARQ方案操作的流程图。

图15是用于选择呼叫收发信机的逆向信道ARQ方案操作的流程图。

图16是描述双向无线通信系统10的地理区域一部分的图示。

具体实施方式

参见图1，其中根据本发明的优选实施例示出双向无线通信系统、最好是双向无线选择呼叫通信系统或系统20的电路框图。系统20包括一消息输入装置，诸如通过通常的公用交换电话网(PSTN)24与系统控制器或控制器26连接的普通电话22。控制器26监视至少一个射频发送器28和多个固定射频接收器30的操作，并把入站和出站消息编码和解码为与陆地线路消息交换机相容的格式。控制器26还包含编码器和解码器，且其功能是对来往于选择呼叫收发信机或收发信机32的呼叫消息进行编码和解码。控制器26、至少一个射频发送器28及多个固定射频接收器包括最好是固定的终端33。

系统控制器26使数据和存储的消息排队用于向选择呼叫收发信机32传输。控制器26中的用户数据库存储与每一用户的收发信机相关的信息，包括分配给每一收发信机的唯一地址和在PSTN24内使用的以便确定消息到每一收发信机32的路由的电话号码，以及用户确定的偏好。

系统控制器26编排消息的传输及来自包括便携式选择呼叫收发信机在内的选择呼叫收发信机32的确认。这些传输包括来自收发信机的需求型传输，诸如对已经由控制器26发送的消息的确认以及对诸如从控制器26发送的状态询问消息的响应。编排的传输还能够包括来自收发信机的非需求型传输，诸如由收发信机保存的消息，收发信机已经就此在先前由收发信机发送给控制器26的消息或确认内通知控制器26。与业内一般专业人员熟知的诸如在ALOHA系统中使用的非编排、随机输入逆向信道组织方案可达到的相比，在一定环境下使用逆向信道编排改进了逆向信道的吞吐量。如以下所作的更为详细的说明，被编排的逆向信道是对正向和逆向信道两者时间共享的单个无线信道频率中可用的全部时间的一部分。另一方式是，被编排的逆向信道是与正向信道无线频率不同的第二无线载波频率中可用的时间的一部分、或全部可用时间。

现在参见图2，系统控制器26包括单元区控制器34、消息处理器36、出站消息存储器38、用户数据库40、电话接口42、信道分配单元44、地址字段单元46、信息字段单元48、数据帧单元51、及控制帧单元52。单元区控制器34通过链路54与射频发送器28及接收器30(图1)结合。单元区控制器34把包括选择呼叫地址的出站消息结合到发送器和接收器，并控制发送器和接收器发送包括出站消息的协议周期。单元区控制器34还处理来自收发信机32的入站消息。入站消息由发送器和多个固定的接收器接收，并结合到单元区控制器34。确定路由并处理消息的消息处理器结合到电话接口42、用户数据库40、及出站消息存储器38。电话接口42处理交换电话网24(PSTN)(图1)的物理连接，连接和断开电话链路50的电话呼叫，并确定电话链路50和消息处理器36之间的音频信号路由。

用户数据库40存储每一用户的信息，包括分配给每一选择的呼叫收发信机32的选择呼叫地址与PSNT24内使用的电话号码之间的相互关系，以便确定到每一收发信机32的消息和电话呼叫的路由，以及包括用户确定的其它偏好。出站消息存储器38用来存储向多个收发信机至少之一传送被排队的消息的排队，其中消息排队的每一消息与也存储在出站消息存储器38中的每一消息所针对的多个收发信机32之一的选择的呼叫地址相关。消息处理器36编排出站消息及在一传输周期中与其相关的选择呼叫地址。消息处理器36还确定用于响应消息以尽量降低发送器和接收器消息争用的响应编排，并把响应的定时信息纳入出站消息，使得收发信机32将根据响应编排作出响应。消息处理器36把入站消息识别为与用户数据库40中的收发信机之一相关的响应消息，把响应消息识别为与出站消息存储器38中的出站消息之一相关。然后消息处理器36进而根据它们的内容处理出站和响应消息。单元区控制器34、消息处理器36、出站消息存储器38、用户数据库40、及电话接口42是控制器26的普通部件。

作为系统控制器26操作的一例，当出站消息已经传输到预定选择的呼叫收发信机32，该消息通过用户的行为呈现在收发信机32的显示器上，消息响应从收发信机32传回控制器26，并该消息响应由消息处理器36识别为由收发信机32产生的用户确认时，则完成了存储在出站消息存储器38中的出站消息的传递。在这例子中，消息处理器36产生发送给出站消息始发者的另一消息，以便通知始发者此消息已经由收发信机32确认。

地址字段单元46与用户数据库40、出站消息存储器38、信息字段单元48及控制帧单元52结合。信息字段单元48进而与出站消息存储器38和控制帧单元52结合。控制帧单元52进而与单元区控制器34结合。信道分配单元44与数据帧单元51结合。地址字段单元46将来自出站消息存储器38的编排恢复成要在即将来临的传输周期中传输的消息。地址字段单元46对每一恢复的消息(从用户数据库40)确定相关的选择呼叫地址及消息的长度。消息的长度结合到信息字段单元48。

当消息信息是预定的短消息集合之一，例如确认或响应命令时，或者当消息信息小于第一预定长度，该长度在这里以下的例子中为三个字的长度时，则该消息由信息字段单元48结合到控制帧单元52，作为短信息分组包含在由控制帧单元52在控制帧内开始位置处装配的控制帧的信息字段中。控制帧单元52把短消息的开始位置结合到地址字段单元46，这产生与选择呼叫地址相关的子向量并指出开始位置。术语“向量”或“子向量”是指数据的多位字段，诸如在信号内无线传输的本发明的确认向量。在预定的短消息集合中的每一短消息的长度是在每一预定的消息内指示的，并小于第二长度，在这一例子中这长度是九个字长。例如，取决于收发信机32正在被命令重新发送的预定长度响应数据分组的数目，命令收发信机32执行自动请求重发的短消息是从4到8个字长度可变长的。不在预定消息集合中的每一短消息的长度由控制帧单元52纳入每一短消息。然后带有子向量的选择呼叫地址结合到控制帧单元52，并由控制帧单元52装配到该短消息分组所在的同一控制帧的地址字段中。

当消息信息不是预定的短消息集合之一，或长度等于或大于第一预定长度时，消息由信息字段单元48结合到数据帧单元51，通过控制帧单元52或者数据帧单元51在控制帧或数据帧内开始的位置，作为长消息分组分别纳入控制帧的信息字段或者正在被装配的数据帧。控制帧单元52或者数据帧51使控制或数据帧内的长消息的开始位置以及长消息的长度结合到信息字段单元48，该字段产生由控制帧单元52结合到并包含到控制帧的信息部分的向量分组。小于第三预定长度的向量，这在本例中是小于六个字长，指示长消息的开始位置和长度。控制帧单元52把控制帧内的向量分组的开始位置结合到地址字段单元46，这产生与指示向量分组开始位置的选择呼叫地址相关的子向量。然后带有子向量的选择呼叫地址由控制帧单元52装配到包含向量分组的同一控制帧的地址字段中。

当系统包括多于一个正向的信道时，例如在具有三个可同时用于无线信号广播的射频的系统中，信道分配单元44对数据帧进行编排以便在多个正向信道之一上传输。这种情形下，数据帧单元51把数据帧将在哪一个信道上传输的指示结合到信息字段单元48，作为长消息开始位置的一部分指示，以便纳入由控制帧单元52产生的向量分组中。

应当看到，为在选择呼叫收发信机32中改进电池寿命，针对特定收发信机32的消息的选择呼叫地址被包含在传输周期预定位置的控制帧中，使得预定控制帧开始时收发信机32只需进入常规功率模式。

系统控制器26最好是由伊利诺州Schaumburg市的Motorola公司制造的型号为MPS2000的寻呼终端，并使用这里所述的根据本发明优选实施例的独特的固件或软件单元修改。单元区控制器34、消息处理器36、出站消息存储器38、用户数据库40、电话接口42、信道分配单元44、地址字段单元46、信息字段单元48、数据帧单元51、以及控制帧单元52最好在型号MPS2000的寻呼终端部分内实现，这包括但不限于提供程序存储器、中央处理器、输入/输出外围、及随机访问存储器的那些部分。控制器是使用由伊利诺州Schaumburg市的Motorola公司制造的型号E09PED0552 PageBridg的寻呼终端另外实现的。用户数据库40和出站存储器38是作为磁或光盘存储器另外实现的，另外这可在控制器26的外部。

系统控制器26最好是由伊利诺州Schaumburg市的Motorola公司制造的型号为E09PED0552 PageBridg的寻呼终端，使用这里所述的根据本发明优选实施例的专用固件或软件单元修改。另外控制器能够使用由伊利诺州Schaumburg市的Motorola公司制造的MPS2000的寻呼终端实现。另外用户数据库是作为磁或光盘存储器实现的。

接收器30最好包括由伊利诺州Schaumburg市的Motorola公司制造的Nucleus型号的接收器，其把唯有的功能添加到标准型号。唯有的功能是通过根据业内专业人员熟知的技术而开发的固件或软件例行程序提供的。

接收器30工作在系统的第一型或第二型。在系统的第一型中第一无线载波频率是由正向信道和逆向信道时间共享的，正向信道用来从发送器以正向信道无线信号向一个或多个识别出的收发信机传输信息，而逆向信道用于从识别出的收发信机以逆向信道无线信号向接收器传输编排的响应。天线截取正向信道无线信号，该信号包括电话信号、数字消息及命令。

在系统的第二型中，正向无线信道和逆向无线信道处于两个不同的无线频率，且发送器以两个无线信号发送命令：具有作为正向信道无线频率的第一无线载波频率的正向信道无线信号，以及具有作为逆向信道无线频率的第二无线载波频率的逆向信道无线信号，虽然命令的正向和逆向传输不一定必须是同时的。这样，在第一和第二型系统中，因为命令和编排的响应以同一频率发送，故只需接收一种频率以便恢复用来产生控制信号并进行响应测试的命令和编排响应。

入站消息是由选择呼叫收发信机32以基地或默认的入站数据率发送的。基地入站数据率是预定的入站数据率组中之一。这里所使用数据率的例子是1600、6400、或9600比特/秒(bps)。预定的入站数据率组中的每个与各预定的调制方法相关。单元区控制器34接收带有从用户数据库40通过接收器接收的每一入站消息的信号质量指示符。信号质量指示符由接收器30中的接收信号强度指示电路(RSSI)，在消息接收期间以业内专业人员熟知的方式确定。业内专业人员所熟知的确定信号质量的另外的技术，诸如包含检错位的误码率，也可同样使用。单元区控制器34与用户数据库40耦合，并存储信号质量指示符以及在与收发信机32相关的用户数据库中接收该指示符的时间。单元区控制器34还使用信号质量指示符的值，以及从与收发信机32相关存储的先前的入站消息获得的信号质量指示符的值和年使用期限，确定被存储在与收发信机32相关的用户数据库40中的优化的入站数据率的更新。还从入站数据率组选择优化入站数据率。

例如，在系统安装时为了使用其它特性诸如系统中的发送器和接收器数等优化诸如成本和复盖范围等系统特性，选择基地入站数据率。基地入站数据率包含在出站无线信号的部分中，该信号由在传输周期期间接收出站消息的所有选择呼叫接收器解码，并由接收器32发送的每一入站消息默认使用。然而如以下更为详细说明，至少在某些入站消息的某些部分中也使用优化的入站数据率。应当注意到，在很多情形下，对于给定的接收器其优化的入站数据率大于基地入站数据率。当出站消息可能产生最小预定长度的入站消息时，单元区控制器34把与该接收器出站消息指定的接收器相关的优化入站数据率包含在出站消息中，这是本发明的独特方面。例如，当预定的入站数据率优选组由四个数据率组成时，对预定的入站数据率的优选组优化的入站数据率能够使用出站消息的两位被传送。

单元区控制器34还与用于在其中存储对由控制器26控制的每一接收器30的同步模式的状态的接收器数据库结合。如这里以下所述，每一接收器30处于两种模式之一：同步的或异步的。第一型的接收器总是处于异步模式。第二型接收器通常处于同步模式，但是可以后退到异步模式，例如当在接收器的同步部分发生故障时。这种后退通过接收器报告给单元区控制器34。

单元区控制器34还在用户数据库中存储与每一选择呼叫收发信机32相关的接收器位置。与每一收发信机32相关的位置标识被确定为最有可能从收发信机32接收下一个入站消息的接收器30。当在预定的时间期限内以预定的最小信号质量水平从收发信机接收先前的响应时，位置被确定。当从收发信机32接收来自多个发送器30的响应消息的多个拷贝时，该位置由这样的接收器30确定，该接收器对最近收到的来自多个便携式选择呼叫收发信机的每一个的无线传输指示最高信号质量。当预料某收发信机32的出站消息产生响应消息时，诸如确认或指定响应消息，单元区控制器34从接收器数据库恢复通过用户数据库40中的位置与收发信机32相关的接收器30的同步模式，并把标识接收器同步模式的前端指示符纳入出站消息。当在预定时间内没有从收发信机32收到足够水平的信号质量水平时，异步模式由出站消息中的前端指示符指示。

参见图3，时序图示出系统20的正向和逆向信道无线信号。在正向信道帧60期间传输的正向信道无线信号处于第一无线载波频率。在逆向信道帧62期间传输的逆向信道无线信号处于第二无线载波频率。

正向信道帧60持续时间是从正向信道帧边界64到下一个正向信道帧边界65，在这期间进行从发送器向系统的第一型的一个或多个被标识的选择呼叫收发信机的正向信道无线信号传输。正向信道帧边界最好以规则的1.875秒的时段传输，并参照每一小时起点处精确出现的第一传输周期的第一帧边界，其中每一小时的起点使用标准时间基建立。交替的帧持续时间也被交替地同等使用。正向信道无线信号包括从发送器发送的一个或多个顺序的无线信号。正向信道帧同步和信息部分66及多个出站正向信息68和70由发送器在正向信道无线信号内传输。多个出站消息的每一个由多个相等持续时间的数据字72组成，这些字是使用出站数据率及一般对正向信道预定的相关调制帧发送的。出站数据率为1600、3200、或6400比特/秒(bps)，且调制方案是两个或四个水平FM。逆向信道帧62持续时间是从逆向信道帧边界74到下一个逆向信道帧边界76，并包含相等的持续时间的多个预定逆向信道时隙78，时隙是使用默认的或基地入站数据率和相关的调制方案发送的。响应消息作为多个数据单位80、82和84被发送，每一数据单位包括多个数据符号并延伸到一个或多个逆向信道时隙78。一个响应消息包括一个或多个这样的数据单位。每一数据单位80、82和84是响应在出站正向消息68和70之一收到的命令86从标识的收发信机发送的。

每一帧同步和信息部分66包含帧同步模式，该模式标记正向信道帧边界64和65，建立数据符号(数据率)同步，并把描述逆向信道偏移88的信息作为数个逆向信道时隙78纳入逆向信道帧边界74。每一出站正向消息68和70的开始时间例如是由字数相对于正向信道帧边界64定义的。命令86由控制器26纳入一个或多个出站正向消息68和70，通过与用户数据库40(图2)中的收发信机相关的选择呼叫地址、以及标识的收发信机开始以逆向信道无线信号发送数据单位的编排的响应时间标识选择呼叫收发信机之一。命令86包括数据单位指定长度，以作为逆向信道时隙78的数目。出站正向消息68和70还可能包含数据90，诸如字母信息消息。每一数据单位80、82和84的开始时间相对于下一个逆向信道帧边界76编排，例如作为数据单位84，该数据单位编排在包含在偏移92中时隙之后开始的时隙。

由系统20中的选择呼叫收发信机32对正向信道帧的接收和逆向信道帧62的的发送两者所要求的正向信道帧60、逆向信道帧62、数据字或字72、数据符号、逆向信道偏移88、以及逆向信道时隙78的同步，是从正向信道帧同步和信息部分66确定的。当收发信机32接收正向信道无线信号时，收发信机32处理包含在正向信道无线信号中的出站正向消息68和70，此时出站正向消息68和70包含收发信机32的选择呼叫地址。当命令86作为响应命令由收发信机32接收时，具有与响应命令相关的选择呼叫地址的收发信机32在命令86中由控制器26命令的编排的响应时间，例如发送具有指定的数据单位长度的编排的数据单位80、82和84之一。由标识的收发信机在出站正向消息68与70收到的命令86和来自收发信机32的编排数据单位80、82和84之间的对应关系在图3中由箭头线从出站消息68和70到编排的数据单位80、82和84标出，其一个例子是从在正向消息70中完成的命令连接到由数据单位80组成的编排响应的线94。另一例子是线96，该线是从命令(图3中未示出，并在比图3中所示的正向信道帧60早的正向信道帧中完成)连接到图3中所示的逆向信道帧。

从选择呼叫收发信机32发送的每一数据单位80、82和84本身是完整的，即包括接收器30需要的所有信息的单位中，以检测并解码编排的数据单位80、82和84。即每一编排的数据单位80、82和84包含同步模式，用于对数据单位、收发信机的唯一地址及传送发送的数据单位长度的信息解调和解码。每一数据单位以基地入站数据率发送的第一部分开始，并以优化的入站数据率发送的第二部分结束(应当注意，优化的入站数据率能够与基地入站数据率相等)。

系统控制器26负责编排系统20中的正向和逆向信道报文传送。控制器通过PSTN接收正向信道消息数据。控制器根据由诸如RedFlex50寻呼协议等同步寻呼协议规定的格式化规则，产生正向信道数据，这是一种同步时分复用双向无线通信系统协议，并把正向信道消息数据中继到向选择呼叫收发信机通过空中发送正向信道数据的基地发送器。控制器还通过其与接收器的连接接收逆向信道报文传送数据。接收器30接收来自便携式收发信机的通过空间的逆向信道的发送，并把收到的数据发送到控制器供处理。接收器与由控制器产生的正向信道发送同步以便有效地监视用于输入来自收发信机的发送的逆向信道。基地发送器接收来自控制器的格式化的正向信道数据，并通过空中向收发信机发送数据。收发信机是包含有限的存储和处理能力的小型便携式报文传送单元(PMU)。这些单元依靠控制器访问逆向信道的编排部分。收发信机保持与正向信道发送同步并把正向信道数据解码以确定逆向信道的特性。这些单元当被控制器命令这样作时能够在逆向信道上发送完整的或分段的消息。从收发信机的发送是由接收器接收的。

用于在系统20中正向和逆向信道报文传送的时间同步协议规定数据按帧格式化，每个持续时间为1.875秒。帧的一个周期由128个帧组成并有4分钟的发送时间。在正向信道上每小时有15个帧周期发送。

系统20的组件及其操作更详细的说明以及双向寻呼协议的功能在以下的四个美国专利和以下4个美国专利申请中说明，所有这些转让给本发明的受让人，并所有这些在此结合作为参照：1989年10月17日授予Siwiak等人的名称为“频分复用确认返回寻呼系统”的专利No.4,875,083；1990年5月22日授予Leonardo等人的名称为“带有消息存储和重新发送功能的寻呼终端装置及其方法”的专利No.4,928,096；1992年12月1日授予Nelson等人的名称为“时分复用选择呼叫系统”的专利No.5,168,493；1995年2月14日授予Bruckert等人的名称为“用于选择服务收发信机的方法和装置”的专利No.5,390,339；由Ayerst等人1995年3月15日递交的、名称为“用于组织并恢复无线通信系统中传输的信息的方法和装置”、序号为08/404,698的专利申请；由Ayerst等人1994年8月1日递交的、名称为“用于改进的固定系统接收器的消息接收的方法和装置”、序号为08/283,369的专利申请；由Budnik等人1995年3月3日递交的、名称为“用于优化无线通信系统的数据率的方法和装置”、序号为08/398,263的专利申请；以及由Ayerst等人1995年3月3日递交的、名称为“用于优化无线通信系统中接收器同步的方法和装置”、序号为08/398,274的专利申请。

如图4所示，在正向信道发送的每一数据帧60由同步部分100(115ms持续时间)、和11个数据块102(每一160ms持续时间)组成。数据块102包含分为块信息、地址、向量和消息数据字段的正向信道数据。用于向系统控制器入站报文传送的逆向信道与正向信道是时间同步的，并由发送时隙78组成(每一在9600bps下持续时间大约为16.04ms)。1.875秒的信号帧时间包含0-115范围内的某些数目的发送时隙。每帧60的时隙78的数目取决于系统20工作在时分双工(TDD)模式还是频分双工(FDD)模式。逆向信道时隙范围的部分103被指定为编排发送部分，且发送时隙的其余部分104被指定为非编排或时隙ALOHA部分。控制器向收发信机通过正向信道向量字段数据指定发送时隙。

现在参见图5，从选择呼叫收发信机的逆向信道发送为数据单元(DU)形式。数据单元是由系统确认的编排的发送数据包。数据单元或数据单元序列必须总以起始地址单元为前导。在任何数据单元内是一个用于检测差错的12位CRC。该数据单元是由某些整数个分组构成的。这一数目是可变的且在开始发送处由调度程序确定。一旦已经对消息指定了数据单元长度(按照每数据单元的分组数)，该长度在消息发送的持续时间内不能改变。对每一数据单元指定一用于ARQ过程的ID号码。信号分组的结构示于表1中。替代地，使用如图5中所示的多个分组数据单元126和128。收发信机的发送由或者是以起始地址单元124(SAU)为前导的单一数据单元120组成，或者是由以起始地址单元124(SAU)为前导的数个连续的数据单元122组成，每一DU或者由单一发送时隙组成，或者由多个发送时隙组成。SAU包含标题信息，并且跟随该SAU的另外的DU包含消息数据。见表示单一数据单元内位的表示的表1。

表1

单一分组数据单元(标准型)

d-DU标识号码(ID)

i-信息位，其中i_L是最低有效位，而i_L是最高有效位。

c-CRC-12位

p-从里德-索络蒙(31，23)代码简化版本获得的奇偶校验位

p_e-所选择的奇偶校验位，使得前5位与这位的算术和为偶数

本发明的ARQ方案对逆向信道消息提供了可靠而有效的逆向信道消息投送。这一方案不同于其中发送和接收侧独立动作的传统的滑动窗口ARQ协议。在本发明的优选实施例中，一旦已经确定特定的收发信机希望发送消息，则控制器具有对何时编排逆向信道发送以及对何时确认它们的接收的完全控制。ARQ方案使控制器，也称为网络操作中心(NOC)，能够命令重新发送带有差错接收的消息，并能够恢复正向或逆向信道上的发送丢失。ARQ方案使系统20能够要求重新发送带有差错的收到消息，并恢复正向或逆向信道上的发送丢失。

收发信机通过首先向逆向信道时隙ALOHA部分中的终端33发送“保留请求”ALOHA分组而初始化一个或多个编排的发送。(参见图4)。见表示保留请求向量内的各位的表2。

表2

保留请求向

分组类型	D₁₄	D₁₃	D₁₂	D₁₁	D₁₀	D₉	D₈	D₇	D₆	D₅	D₄	D₃	D₂	D₁	D₀
分组类型	D₁₄	D₁₃	D₁₂	D₁₁	D₁₀	D₉	D₈	D₇	D₆	D₅	D₄	D₃	D₂	D₁	D₀	保留请求	0 0 0 1				l₁₀ l₉ l₈ l₇ l₆ l₅ l₄ l₃ l₂ l₁ l₀

l-以字节为单位的消息保留的长度(1-2048)

l₁₀l₉l₈…l₁l₀

1)00…00--＞1字节

1)00…01--＞2字节

ll…ll--＞2048字节

另外，对大于2048位的消息，通过收发信机发送长保留请求向量。参见表示长保留请求向量内的各位的表3。

表3

长保留请求向量

分组类型	D₁₄	D₁₃	D₁₂	D₁₁	D₁₀	D₉	D₈	D₇	D₆	D₅	D₄	D₃	D₂	D₁	D₀
分组类型	D₁₄	D₁₃	D₁₂	D₁₁	D₁₀	D₉	D₈	D₇	D₆	D₅	D₄	D₃	D₂	D₁	D₀	长保留请求	0 0 1 0				k₁₀ k₉ k₈ k₇ k₆ k₅ k₄ k₃ k₂ k₁ k₀

k-以字节为单位的消息保留的长度(2048+8*k_(k10…k1k0))

000…00--＞2048+8*1字节

000…01--＞2048+8*2字节

111…10--＞2048+8*2047字节

111…11--＞对允许长于18424字节的请求。直到实现的应用程序层，以便通知系统控制器消息的确切大小。

两种保留请求向量包含至少一个消息长度的数值度量。在接收保留请求或长的保留请求发送时，控制器确定消息的长度以及对于最近的接收器始发消息的选择呼叫收发信机近似的位置。替代地，控制器通过由收发信机发送的上次记录和位置询问分组确定收发信机近似位置。参见表示记录和位置询问分组内的各位的表4。当收发信机改变它所位于的区域时，发送记录和位置询问分组。

表4

记录和位置询问分组

分组类型	D₁₄	D₁₃	D₁₂	D₁₁	D₁₀	D₉	D₈	D₇	D₆	D₅	D₄	D₃	D₂	D₁	D₀
分组类型	D₁₄	D₁₃	D₁₂	D₁₁	D₁₀	D₉	D₈	D₇	D₆	D₅	D₄	D₃	D₂	D₁	D₀	记录和位置询问	0 1 1 0				r r r z₇ z₆ z₅ z₄ z₃ z₂ z₁ z₀

z-以正向信道块信息字格式类型f₃f₂f₁f₀＝1110收到的区域定义位(LSB)。当向新的正向信道区域记录或响应位置询问时使用。

然后位置信息由系统控制器使用，以便为从各选择呼叫收发信机同时的逆向信道发送计划频率的重新使用。假如几个收发信机相互分开足够远以至不会相互干扰，这是通过确定收发信机近似的地理位置、并向这几个收发信机指定相同的发送时隙的控制器实现的。以下将更为详细地说明本发明的这一新颖方面。

如果系统控制器初始化选择呼叫收发信机的发送，则能够从“记录与位置询问响应”ALOHA分组(参见表4)获得位置信息，该分组是由收发信机响应在“对PMU命令”的向量中发送的“位置询问”命令发送的。在两种情形下，由于当由控制器命令时收发信机形成编排的发送，故收发信机的位置被更新，允许控制器保留为频率重新使用考虑的最近的信息。

所有选择呼叫收发信机逆向信道上的发送完全是自己保持对初始地址、签字、发送长度等的识别。因而控制器能够命令两个或多个收发信机在相同的或重叠的时间在相同的正向信道同时广播的区域内发送(这样允许逆向信道频率重新使用)，并且假如每一用户捕捉到不同的接收器，则这些接收器将能够分辨出不同的用户。

控制器通过在正向信道向收发信机发送“逆向信道保留的允许”向量而响应“保留请求”。逆向信道保留的允许向量用来指示编排的逆向信道发送的开始时间和持续时间。系统通过这一向量向收发信机提供对逆向信道编排部分的访问。参见描述逆向信道保留的允许向量内的各位的表5。

表5

逆向信道保留允许

位的位置
位的位置			1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13	14	15	16	17	18	19	20	21	22	23	24	25	26	27	28	29	30	31	32
信息	奇偶性	Ck	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13	14	15	16	17	18	19	20	21	22	23	24	25	26	27	28	29	30	31	32
信息	奇偶性	Ck	x₀ x₁ x₂ x₃ V₀ V₁ V₂ V₃ S₀ S₁ S₂ S₃ S₄ S₅ S₆ a₀ a₁ a₂ w₀ w₁ w₂x₀ x₁ x₂ x₃ f₀ f₁ f₂ f₃ f₄ f₅ p₀ p₁ p₂ p₃ p₄ p₅ p₆ p₇ l₀ l₁ l₂																					p p p p p p p p p pp p p p p p p p p p										pp

V-向量类型V₃V₂V₁V₀＝1011-逆向信道保留允许

S-签字(0-127十进位制)

a-数据单元的分组数

w-对于ARQ方案(min＝2，max＝8)滑动窗口的大小(以单位-SAU/DU)，w＝001指示窗口大小为2，w＝111指示窗口大小为8。

f-从当前帧开始的帧号码(0-63)。

p-开始分组(p₇P₆…p₁p₀)＝从逆向信道开始的分组计数

l-按单位(SAU/DU)的保留长度

x-Std4位校验字符

一旦收到了“逆向信道保留允许”向量，则接收器把消息格式化为以起始地址单元(SDU)为前导的DU。SAU和每一DU包含4位标识代码和12位循环冗余校验(CRC)。参见描述起始地址单元向量内的各位的表6。

表6

起始地址单元

A每数据单元的分组数(1-8)

A₂A₁A₀

000-每数据单元1个分组

001-每数据单元2个分组

111-每数据单元8个分组

l-发送中的数据单元数

121110

000-1个数据单元

001-2个数据单元

起始地址单元是编排的消息发送的第一分组。它包含当处理消息时由系统使用的发送收发信机的地址消息长度和其它信息。起始地址单元总是一个分组长度，并包含12位CRC，以用于检测分组内的差错。发送中在第一数据单元之前的起始地址单元指示1.)数据单元中的分组数，以及2.)发送中的数据单元数。

然后选择呼叫收发信机在由控制器在“逆向信道保留允许”向量中所指定的时隙开始发送数据。系统控制器保持包含每一接收的数据单元状态的数据结构，并使用这一信息在“向PMU命令”或“向带有编排的PMU命令”向量中设置ACK标志。每一数据单元包含用来校验收到的数据的完整性的CRC。在每一数据单元由控制器接收时，对CRC进行评估并被放入控制器的消息存储器。在收到发送之后，系统控制器向带有附属于逆向信道消息的确认信息的选择呼叫收发信机发送“向PMU命令”或“向带有编排的PMU命令”向量。参见描述向PMU命令的向量内的各位的表7。

表7

PMU的命令

位的位置
位的位置			1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13	14	15	16	17	18	19	20	21	22	23	24	25	26	27	28	29	30	31	32
信息	奇偶校验	Ck	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13	14	15	16	17	18	19	20	21	22	23	24	25	26	27	28	29	30	31	32
信息	奇偶校验	Ck	x₀ x₁ x₂ x₃ V₀ V₁ V₂ V₃ S₀ S₁ S₂ S₃ S₄ S₅ S₆ t₀ t₁ t₂ t₃ t₄ rx₀ x₁ x₂ x₃ b₀ b₁ b₂ b₃ b₄ b₅ b₆ b₇ g₀ r r r r r r r r																					p p p p p p p p p pp p p p p p p p p p										pp

V-向量类型V₃V₂V₁V₀＝1001-向PMU命令

S-签字(0-127十进位制)。

t-消息类型(5位)

00000-用于逆向信道发送的ACK/NACK信息

01010-位置询问(被发送ALOHA)。

11001-状态请求

11111-放弃

b-Ack标志(ACK＝1，NACK＝0)标志对应于8单元(SAU/DU)。

g-所需的未编排的(ALOHA)响应。

r-被保留的(9位)

x-Std4位校验字符

向PMU命令的向量用来向收发信机发送控制消息，并提供用于逆向信道的确认信息。这一向量在消息字段中没有相关的消息。系统将使用这一向量提供诸如ACK这样的信息或请求信息。

如果需要，除了确认信息之外，“向带有编排的PMU命令”的向量具有使系统能够发送另一保留允许的字段，使得选择呼叫收发信机能够通过控制器继续进行长的发送和/或重新发送DU_s NACK’d。参见描述“向带有编排的PMU命令”的向量内的各位的表8。

表8

至带有编排的PMU的命令

V-向量类型 V₃V₂V₁V₀＝1100-向带有编排信息的PMU命令

S-签字(0-127十进位制)。

t-消息类型(5位)

00000-用于逆向信道发送的ACK/NACK信息

00110-主机忙。

10101-重新发送上一个发送。

11111-放弃。

b-Ack标志(ACK＝1，NACK＝0)标志对应于8单元(SAU/DU)。

g-所需的未编排的(ALOHA)响应。

f-从当前帧起开始帧号码(0-127)

p-开始分组(p₇p₆…p₁p₀)＝从逆向信道开始的分组计数

l-数据单元中的保留长度(l₂l₁l₀)

r-被保留的(8位)

x-Std4位校验字符

向带有编排信息的PMU命令的向量在向收发信机提供命令或确认信息的同时，允许系统规定响应编排信息。这一向量主要用于对所需的收发信机发送的ARQ确认请求收发信机的状态信息，同时对响应提供编排信息。选择呼叫收发信机内的功能控制器对15个数据单元保持包含ACK标记状态位的数据结构。只要对给定的数据单元收到NACK，根据在“向带有编排的PMU的命令”的向量中给定的编排信息，收发信机重新发送该数据单元。

选择呼叫收发信机检验接收的向量(向PMU的命令或向带有编排的PMU的命令)中预定位的位置的ACK标记字段，并基于ACK标记的位值确定所发送的DU的组的哪一个DU必须被重新发送。如表7和8所示，在该向量中有八个ACK标记(b0到b7)。这恰好是由收发信机可能分配给数据单元的标识代码的最大数的一半。然后如果必要，收发信机进行DU的序列组的另一发送。收发信机或者重新发送不正确的数据单元，或者继续进行同一消息新的数据单元，或者进行两者的组合。这一过程进行到整个消息已经由控制器成功收到，或者由于响应时间到时而发送失败。

选择呼叫收发信机向起始地址单元及数据单元分配标识代码，最好是标识(ID)号码，循环地从0到15总是确保与ID号码相关的数据单元在重新使用ID之前已被确认。由于收发信机在内部向消息片段指定数据单元号码，并在内部保持对该信息的跟踪，故实际的消息片段号码不通过空中发送。通过空中发送的确认信息附属于由收发信机最近发送的数据单元。ARQ滑动窗口对收发信机可分配的未被确认的ID的号码加以限制。控制器还保持已经收到的并被确认的ID的列表。这使控制器能够有效地编排更多的DU。

如果系统控制器不接收被编排的逆向信道发送，则不能识别正向信道发送(保留允许)或逆向信道发送(SAUs/DUs)是否已丢失。在两种情形下，控制器使用消息类型“重新发送上次发送”发送“向带有编排的PMU命令”的向量。选择呼叫收发信机通过发送曾被命令发送的上次数据单元集进行响应。在收到这一重新发送时，控制器就能够确定数据单元号码及窗口序列号码(即收发信机的状态)，并与这些号码重新同步。

通过选择呼叫收发信机顺序地使用0-15的范围向信息指定数据单元号码。收发信机保持对哪一个消息片段已经发送给系统控制器的跟踪。控制器使用所指定的DU号码响应收发信机。这样，控制器并不知道消息片段的实际号码，即各DU，只知道在发送中收到的DU号码。

对这种入站报文传送能力有限的系统使用优化的本发明的ARQ方法，使对双向寻呼系统中选择呼叫收发信机的操作处理、存储和发送需求最小化。本发明还提供对逆向信道频率重新使用的可能性。系统控制器指定发送频率、开始时间和持续时间，并通过查看附加在最近以前从收发信机收到的消息的标识号码，确定哪一个接收器将接收来自收发信机的发送。假如诸收发信机充分地分开以至它们彼此不能相互干扰，这时控制器能够确定收发信机近似的地理位置，并向几个收发信机指定相同的发送时隙。

以下三个例子解释了在从选择呼叫收发信机向系统控制器长的逆向信道发送期间ACK标记和DU号码的使用，以及当发送在正向和逆向信道上丢失时的差错恢复。

现在参见图6，第一个例子表示ARQ窗口的各种状态及数据单元号码，以及它们如何映射到到达正向信道的相关的ACK位。在图7、8、9、10和11中示出，在控制器确认逆向信道发送并编排附加的逆向信道发送时间时，系统控制器和收发信机或PMU(个人报文传送单元)之间的交易序列。图6是系统控制器26和呼叫收发信机32之间射频发送交换的示意图。起初，收发信机发送表2中所示的保留请求向量。位D14到D11把向量标识为或者作为对长度在1到2048字节之间的消息的保留请求向量，或者作为对长度大于2048字节的消息的长的保留请求向量。位D10到D0指示对其正作出保留的消息的长度。使保留请求成ALOHA类型。控制器确定携带保留请求向量的信号的质量，并响应保留请求信号的质量，确定至少一个分组每一个的数据单元的大小。在这例子中，消息的长度是190字节，这是通过认识到190个8位的字节等于1520位而计算出的，并且这例子假设(可能是由于低的信道质量)每数据单元只有一个分组。每数据单元的第一分组容量为98位。这例子中的消息需要15.4个数据单元，但是由于要求数据单元的整数，故这例子中所需的全部数据单元数为16。在收到保留请求之后，控制器发送如图5中所示的逆向信道保留允许向量。每一数据单元包含至少一个分组。每一分组包含至少一个数据单元的一部分。

现在参见图7，滑动窗口或窗口的状态对所有十六个ACK标志起初都是零，窗口的前和后边缘在系统(即控制器的)存储器和在PMU的(即收发信机)存储器都处于第一ACK标志(即ACK标志0)。图中所示控制器的窗口和收发信机的窗口，分别是控制器和收发信机的存储器中数据块及其内容的表示。控制器的窗口150和收发信机的窗口152对所有的十六个ID示出零，这意味着所有十六个ID没有使用。其中有在发送140(参见图6)期间发送诸如表2中所示的“保留请求”向量的收发信机之前的窗口的状态。块154示出在保留允许#1之后，以及控制器在发送141期间已经发送表5中所示的“逆向信道保留允许”向量之后，控制器的窗口状态。块154表示窗口的前缘已经移动到ID#8。块156表示收发信机响应接收“保留允许1”之后发送的DU，并还表示与每一DU相关所ID号码。一个SAU和八个DU(DU1到DU8)被发送，其ID分别为0到7。块158表示在其进行了发送142(TX1)(参见图6)之后收发信机窗口的状态。

现在参见图8，控制器窗口160的状态表示DUs3和4不是没有差错地收到，且其结果是，ID的两个(ID2和3)仍然在使用。块162表示表8的“向带有编排的PMU命令”的向量中的ACK标志字段。这一带有这字段的向量由控制器向收发信机作为图6中的发送143而被发送。块162表示与ID2和3相关的DU没有无差错地收到。块164表示在发送143之后控制器的窗口状态，并表示ID2、3、8、9、10和11在使用中，并且该窗口的后边缘和前边缘已经向右移动，但是窗口大小没有增加到超过八。块166表示在其收到DU1、2、5、6、7、和8的成功接收的确认之后收发信机的窗口状态。作为成功接收DU1和2的结果，收发信机窗口的后边缘已经向右移动两个ID。块168表示对后继的数据单元组的后继发送DU和ID之间新的相关性。数据单元3和4被重新发送，且DUs9到12被首次发送。在发送144(TX2)(参见图6)中这一后继DU组的发送之后，收发信机的窗口状态如块169所示，其中窗口的前边缘已经向右移动个四ID，同时保持窗口大小为八。

现在参见图9，块170表示在控制器接收DU的后继组之后控制器的窗口状态。块170表示DU3又不是没有差错地接收；因而，ID#2的的标志为“1”，这意味着ID#2仍然在使用中。然后控制器在发送145期间发送“向带有编排的PMU命令”向量(参见图6)。块172表示在另一个“向带有编排的PMU命令”向量中的ACK标志。位b0的“0”指示DU3没有被确认。位b1到b5的“1”指示DU4、DU9、DU10、DU11、DU12被无误地收到，并因而被确认。块174表示在发送145(图6)之后的控制器的窗口状态。块174表示窗口的前边缘已经向右移动四个ID，且ID#12到#15现在使用中。块176表示在收发信机接收来自控制器的发送145之后的收发信机窗口的状态。块176表示收发信机识别出，除了具有ID#2的DU3之外，所有先前发送的DU已经由控制器确认。

现在参见图10，块180表示数据单元的第二后继组及其在发送146(TX3)(参见图6)中由收发信机发送的相关的ID。发送146包括一个SAU和五个DU。块182表示在发送146之后收发信机窗口的状态。块182表示五个ID在使用中。块184表示在控制器发送146之后控制器窗口的状态。块184表示与ID#12相关的DU13没有无误地收到。块186表示在“向带有编排的PMU命令”的向量中ACK的标志。位b1的“0”指示DU13没有被确认。位b0和位b2至b4的“1”指示DU3、DU14、DU15、DU16被无误地收到，并因而被确认。然后控制器在发送147(参见图6)期间发送另一“向带有编排的PMU命令”向量。块188表示在发送147之后控制器窗口的状态。块189表示在收发信机接收发送147之后收发信机窗口的状态。

现在参见图11，块190表示由收发信机形成的发送148(图6)的内容。发送148包括具有相关的ID#12的SAU和DU13。块192表示在发送148之后收发信机窗口的状态，并表示只有ID#12在使用。块194表示哪一个ID都没有在使用。这是控制器已经无误地收到DU13的结果。块196表示表7中所示的“向PMU命令”的向量ACK标志b₀到b₇，这是在图6中所示的发送149(TX4)期间发送的。块196表示位b₀具有值“1”，这意味着包含发送149的数据单元被确认。块198表示在收发信机收到发送149之后收发信机窗口的状态。块198表示没有ID在使用中。

现在参见图12，第二个例子表示以下的事件序列。系统(即控制器)接收保留请求200并发送保留允许202。控制器不接收来自收发信机的发送204，并且控制器重新发送发送206中的保留允许。不接收发送204的原因可能是在正向信道上保留允许202的丢失或者是逆向信道上的发送204的丢失。如果保留允许202丢失，则收发信机接收发送206中的保留允许并发送它的第一个发送208。另一方面，如果发送204丢失，则收发信机接收保留允许202两次并重新发送它的上一个发送204。第一个保留允许具有用于建立消息发送的初始信息。如果系统不接收对应于第一保留允许的发送，则被重新发送的是第一保留允许，而不是“重新发送上一个发送”的请求。

现在参见图13，第三个例子表示收发信机和系统之间以下发送的交换。系统(即控制器)接收保留请求210并发送大小为X的保留请求212。控制器接收来自收发信机的发送214，且控制器在发送216期间发送包含确认信息和大小为Y的下一个保留允许的“向带有编排的PMU的命令”。控制器不接收来自收发信机的发送218，并且控制器在发送220期间使用“重新发送上一个发送”的请求发送另一“向带有编排的PMU的命令”的向量。发送220中的保留允许是大小为X和Y的两个先前的允许中较大的那个。不接收发送218的原因可能是正向信道上发送216的丢失或逆向信道上发送218的丢失。如果在发送216期间发送的“向PMU命令”向量丢失，则收发信机在发送220期间使用“重新发送上一个发送”请求接收“向PMU命令”向量，且收发信机在发送222期间将发送其先前的发送。这允许控制器确定收发信机的状态，并在发送224期间重新发送包含确认信息和大小为Y的下一个保留允许的“向带有编排的PMU命令”的向量。然而，如果发送218丢失，则收发信机使用“重新发送上一个发送”的请求在发送220期间接收“向PMU命令”的向量，并且收发信机在发送26期间将发送其先前的发送。这允许系统确定收发信机的状态，并在发送228期间发送包含确认信息和大小为Z的下一个保留允许的“向带有编排的PMU命令”的向量。

图14是系统控制器以ARQ实现逆向信道编排的报文传送所需处理的流程图。在步骤240，控制器接收在逆向信道的时隙ALOHA部分中的“保留请求”或“长的保留请求”，这是由选择呼叫收发信机32发送的并由系统20中一个或多个接收器30解码。在步骤242，控制器26确定收发信机32对系统20中接收器30的位置。这一信息用于实现系统20中频率复用，其中对两个或多个收发信机指定同一频率的逆向信道中的相同的或重叠的时隙，用于逆向信道的发送。在步骤244，控制器向收发信机发送包含“逆向信道保留允许”向量的信号用于肯定的确认。如果控制器忙，则如步骤246中所示，替代地只发送其后跟随着“逆向信道保留允许”向量的肯定的确认(“向PMU命令”向量)。由于控制器编排收发信机在预定的时间段在逆向信道上发送，故在步骤248控制器等待逆向信道发送。在步骤250，如果发送未由接收器接收或如果SAU解码带有差错，则控制器发送另一“逆向信道保留的允许”向量。在步骤252，如果由接收器接收发送且某些DU解码带有差错，或消息没有由控制器完全收到，则控制器发送“向带有编排的PMU命令”的向量。这一向量由收发信机解码，并包含对先前DU发送的确认信息，并还包含对下一个发送的保留信息。在步骤254，如果逆向信道发送由接收器无误地收到，并已由控制器收到完全的消息，则控制器发送“向PMU命令”向量作为对完整消息的肯定确认。

图15是为使用ARQ实现逆向信道编排的报文传送在收发信机32处所需的处理的流程图。在步骤260，在初始化逆向信道编排消息之前，把变量“Cnt”设置为零。在步骤262，由收发信机在逆向信道的时隙ALOHA部分发送“保留请求”或“长的保留请求”分组。对定时器(未示出)进行设置，且变量“Cnt”递增。分组包含在逆向信道上被发送的消息的长度。在步骤264，如果定时器在收发信机收到对保留请求的响应之前过期，则在步骤266变量“Cnt”递增并与预定的限量“n”进行比较。如果变量“Cnt”等于限量“n”，则收发信机不试图发送该消息，并在步骤268通过用户界面向用户显示适当的消息。如果在步骤266变量“Cnt”小于限量“n”，则在步骤262收发信机试图再次发送保留请求。在步骤270，如果收发信机接收在“向PMU命令”向量或在“逆向信道保留的允许”向量中的肯定确认，向量包含至少“数据单元的数”信息以及对至少一个分组(步骤272)的“分组大小”，则使定时器无效。在步骤274，消息数据由收发信机按SAU和DU格式化，供在由控制器26编排的时隙内发送。然后在步骤276收发信机等待来自控制器的响应。在步骤278，如果来自控制器的响应是诸如“逆向信道保留的允许”向量等保留信号，则认识到第一次发送在逆向信道上丢失，收发信机重新发送SAU和DU。在步骤280，如果来自控制器的响应是“向带有编排的PMU命令”的向量，则收发信机解码该响应向量中的确认标志并确定是否有任何否定的确认，在有否定确认的情形下，收发信机重新发送对其收到否定确认的DU。在该响应向量中规定了被用于发送的逆向信道中的时隙。此外，如果有更多的消息数据要由收发信机发送，且控制器已经分配比发送否定确认的DU所需的更多的时隙，则额外的消息数据按DU格式化并发送到收发信机。在步骤282，如果来自控制器的响应是“向PMU命令”向量，则收发信机解码该响应向量中的确认标志并认识到没有分配更多的逆向信道时间。如果所有的确认标志是肯定的且没有更多的消息数据要被发送，则消息发送完成。然而，如果有任何否定的确认或还有消息数据要被发送，则收发信机32等待来自系统控制器26关于消息的进一步的指令。

本发明对系统控制器26提供了实现在相同的正向信道同时广播区域内编排的逆向信道频率复用所必须的工具。而且本发明允许由收发信机发送以及由固定系统基础结构接收器或接收器30所接收的消息和消息片段，是独立和自制的。这时，分布式非智能化接收器的网络能够用来接收并处理在相同的信道上从地理上分开的收发信机同时发送的不同消息。此外，本发明提供了完全由控制器26控制用于逆向信道报文传送的自动请求重发(ARQ)。当把逆向信道响应能力添加到寻呼系统时，需要能够实现ARQ协议，使得接收有错的消息或消息片段能够被重新发送。本发明提供了一种适用于异步系统的ARQ协议，其中用于由(即从)系统20的选择呼叫收发信机进行的发送的所有控制驻留在控制器26中。本发明中表达的ARQ方法使选择呼叫收发信机的存储和处理要求成为最小。

本发明的另一优点是逆向信道频率的复用。当收发信机要发送一数据单元时，由系统使用从收发信机的第一次发送，例如ALOHA入站消息请求，以便识别收发信机的位置。正确解码任何发送的接收器30也把其ID与从收发信机接收的解码的发送一同转发到控制器。因为系统事先知道每一接收器30的位置，故控制器能够识别在围绕接收器预定的半径内产生发送的收发信机的位置。如果已经确定来自两个不同的收发信机32的发送将在地理上充分分离的接收器处被接收，则控制器将能够编排相同逆向信道上从这些收发信机的同时发送。系统编排器能够实现这一点，是由于它知道每一接收器30相关的位置及相关的传播环境。系统编排器能够计算或估计在每一接收器处预期的信号干扰比，以便确定该比是否在每一接收器处足够高，当在信道上编排多个同时接收器发送时，即对不同的接收器意向的每一发送，能允许对所需的接收器发送的可靠的信号解码。

图16表示双向无线通信系统10的地理区域的一部分，该系统包含定义了业内专业人员所熟知的同时广播通信内接近的地理发送区域的多个单元290。该无线双向通信系统被组织为，能够提供同时频率复用，即单元292中的“寻呼机A”能够被编排，以便在单元294中同时在相同信道作为“寻呼机B”发送。这是由于这样的事实，即这些收发信机具有充分的地理分离，使得它们各自的发送将由不同的接收器接收，且相关的信号干扰比将足够高以便保证可靠的接收。控制器具有用于存储多个接收器30的每一个的地理位置的存储器。控制器包含一数据库，该数据库指示若收发信机32的发送被编排成由单元292中标记A1的接收器30接收，这时标以A2到A14的接收器将不被编排用于从其它收发信机同时发送。类似地，如果收发信机的发送被编排用于由单元294中标以B1的接收器接收，这时标以B2到B12的接收器不被编排用于同时从其它收发信机发送。从图16可见，控制器的数据库将允许编排从两个收发信机的同时发送供接收器A1和B1接收。

本发明的ARQ方案允许由系统控制器完全控制收发信机的发送。本发明允许逆向信道频率复用由控制器控制。本发明的优选实施例形成对正向信道的有效使用(该实施例在正向信道命令中使用较少的数据字)，因为每一DU的单个的位用来指示数据单元的ACK或NACK状态。本发明是一种“停止并等待”协议，然而这对于短消息(8DU或更小)不是不利的。短消息在寻呼系统中占主要地位。

收发信机格式化DU中由起始地址单元SAU为前导的消息。SAU和每一DU具有4位的ID和12位的CRC。系统发送带有附属于逆向信道消息的确认信息的“向PMU命令”向量。“向带有编排PMU命令向量”，如果需要除了确认信息之外，具有使系统发送另一保留允许的字段。收发信机发送NACK’d数据单元或消息的新的数据单元。收发信机向起始地址单元和数据单元周期地从0到15分配ID号码，总是保证与ID号码相关的单元在复用ID之前已经被确认。ARQ窗口大小对可由收发信机分配的未确认的ID的数量施加了限制。系统还保存它收到的和确认的ID列表。这使系统能够有效地编排更多的DU。如果系统没有接收被编排的逆向信道发送，则它不能识别是正向信道发送保留允许还是逆向信道发送SAU/DU丢失。在每一情况下，系统使用消息类型“重新发送上一个发送”发送“向带有编排的PMU命令”的向量。收发信机通过发送它相信被命令要发送的上一数据单元集而响应。然后系统能够确定数据单元和窗口序列号码(即收发信机的状态)，并回到与那些号码同步。

以下的例子说明开窗口和ID号码分配，用于由十五个DU组成的编排的逆向信道消息。窗口是收发信机中存储器中的一种数据结构。起初窗口使所有ID号码都可由(用0表示)收发信机分配给收发信机发送的数据单元。0 7 15

0

↑窗口的前和后边缘

在发送保留请求之后，收发信机接收保留允许以便发送一组七个DU。收发信机发送一个SAU和七个DU。它把ID标记为“在使用中”(表示为1)，并把窗口的前缘移动到下一个可用的ID。0 7 15

1

0

↑后缘 ↑前缘

系统接收编排的消息并发送带有确认信息的向收发信机命令的向量，并如果需要发送更多的保留允许。以下表示ID4和6作为NACK’d和对五个DU的保留允许。0 7 15

0

1

0

1

0

1

0

↑后缘 ↑前缘

收发信机使用确认信息和发送的DU的后继组更新窗口。一个ID指定给SAU并发送五个DU，其中两个DU是重新发送且三个DU是第一次发送的。系统接收数据，发送用于ID10的NACK，并给出六个DU的保留允许。0 7 15

1

0

1

0

1

↑后缘 ↑前缘

收发信机更新窗口，发送六个DU，其中一个是重新发送。系统接收无误的数据并发送供该发送的ACK。在已经收到长度十五个DU的整个消息时，不再发送额外的编排信息。

当逆向信道能力添加到寻呼系统中时，它需要实施双向ARQ协议，使得能够重新发送有差错收到的消息或消息片段。本发明提供了适合于异步系统的ARQ协议，其中对收发信机发送的所有的控制驻留在被控制的系统中。本发明中所表达的ARQ方法尽可能降低了收发信机存储和处理要求。它还提供了系统在同一正向信道同时广播区域内实现编排的逆向信道频率复用所必须的工具。

因为逆向信道消息是“自制”的并由于系统能够确定收发信机最靠近哪一个接收器，故提供了这样的工具，以便以多个收发信机在单一正向信道同时广播区域内，使用这一ARQ方案实现编排的逆向信道频率复用。

如果失去消息同步或发生其它差错，本发明的ARQ方案提供了系统重新建立通信所必须的工具。该方案是非对称的，即系统与收发信机之间所有的通信完全由系统所控制。跟踪消息的号码和保持报文传送过程的同步的任务已经完全交给系统。

当实现双向选择呼叫系统时，必须对每一逆向信道消息或消息片段提供确认。然而正向信道上的确认向量消耗了宝贵的带宽并增加了消息的延迟。本发明较少消耗正向信道带宽并降低了由双向报文传送的确认周期引起的消息的延迟。当收发信机(由系统)被编排在逆向信道上发送消息或消息片段时，系统稍后向收发信机提供确认信号，作为消息(消息片段)是否正确收到的指示。那些错误接收的消息或消息片段由系统重新编排，以便稍后由收发信机重新发送。为了保存信道带宽并尽可能降低消息的延迟，希望能够把对几个逆向信道消息(或消息片段)的确认(它是由系统在这些信道上投送的)组合为对该收发信机定址的单一的发送。在ReFlex50协议中，这是通过对每一逆向信道消息(或消息片段也称为数据单元)指定顺序的ID号码和/或签字号码而实现的。在单一的正向信道页或由系统向收发信机投送的向量内，消息的(或消息片段的)ID号码与相关的位的位置之间有预定的一对一的对应关系。单一的正向信道页(或向量)提供了对多个逆向信道消息(或消息片段)的确认。正向信道向量内对所有“ACK位”的默认位置是“逻辑0”在逆向信道消息(或消息片段)正确接收时，系统设置逆向信道向量内每一相关的ACK位为“逻辑1”。当在发送ACK向量时，收到有差错或在信道上丢失的逆向信道消息片段将使它们相关的ACK位设置为逻辑0。然后收发信机准备重新发送由系统标记为差错接收或丢失的消息(或消息片段)。由于对多个逆向信道消息或消息片段(即组)只投送一个正向信道向量，故消耗的正向信道带宽较少并尽可能降低了ACK反馈的延迟。其改进就在于允许单一的正向信道消息(或消息片段)提供对多个逆向信道消息(或消息片段)的确认反馈。对正向信道确认向量上的位字段内逆向信道消息(或消息片段)ID与或签字号码和位的位置之间提供了预定的一对一对应关系，也使得这种改进成为可能。本发明一种方法，用于接收包含组的至少一个数据单元及至少一个数据单元的指定的标识代码的信号；对信号进行解码以分别从组的至少一个数据单元的每一个抽取消息信息；以及响应对信息消息的成功的解码，发送包含分别确认来自组的至少一个数据单元每一个的消息信息的成功解码的信息的一个数据信号(例如，对PMU向量的命令)。

虽然已经给出优选实施例的详细说明，应当认识到，在不背离权利要求中所述本发明的范围之下可对其作出许多改型。

Claims

1.一种同步时分多路复用双向无线通信系统，具有控制器和多个便携式选择呼叫收发信机，用于在由控制器分配的时隙期间从多个便携式选择呼叫收发信机向控制器传输消息，该同步时分多路复用双向无线通信系统具有至少一个发送器和多个固定的接收器，消息被分为多个数据单元，该系统包括：

在控制器处的存储器，用于存储多个固定接收器的每一个的地理位置；

在控制器处与多个固定的接收器的每一个连接的信元点控制器，用于对在时间上最近从多个便携式选择呼叫收发信机的每一个收到的无线发送提供信号质量指示信号；以及

在控制器处的消息处理器，用于响应对在时间上最近从至少二个便携式选择呼叫收发信机的每一个收到的无线发送的信号质量指示信号，在一个时隙期间编排来自多个便携式选择呼叫收发信机的至少两个便携式选择呼叫收发信机的每一个的至少一个数据单元的同时无线发送。