CN1137555C - 用于无线通信中避免碰撞的方法、装置与通信网络 - Google Patents

用于无线通信中避免碰撞的方法、装置与通信网络 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种用于双向时分无线通信中避免碰撞的方法、装置(MS,BTS,GSN)与电信网络,其中消息在第一个通信方向的第一个时隙和第二个相反通信方向的第二个时隙中发送。根据本发明的方法、装置(MS、BTS、GSN)与电信网络,检测第一个通信方向的上述第一个时隙,并且基于该检测,选择不与上述第一个时隙重叠的时隙作为上述的第二个时隙。

Description

用于无线通信中避免碰撞的方法、装置与通信网络
技术领域
本发明涉及一种用于双向时分无线通信中避免碰撞的方法、移动台、装置与电信网络,其中消息在第一个通信方向的第一个时隙和第二个相反通信方向的第二个时隙中发送。
背景技术
目前大部分的移动通信系统提供基于电路交换技术的数据与语音业务。在电路交换技术中,通信连接在整个连接过程中一直保持着,即使有时不传送信息。这样不必要地占用也被许多其它用户共享的转移资源,由此保持一个至用户的电路转接而不必要地占用其它用户的转移资源。电路交换技术的另一个缺点是数据业务的猝发型特性。分组交换信息转移用来使信道的利用更有效是众所周知的。
除了固定网络之外,未来的移动通信网络将能够既转接电路交换转移又转接分组交换转移,例如,ISDN(综合业务数字网)与ATM(异步转移模式)。一种用于转接分组交换信息的基于PRMA(分组预约多址)的协议在移动通信网络中是众所周知的。它又被称为“分组式无线电”。PRMA是一种用于将分组格式的数字语音或数据复接入一个时分载波的技术。换而言之,PRMA在无线信道中使用时分多址(TDMA),其中按照预先划分的确定时间进行发送与接收。已经开发了PRMA协议用于利用话音转移的间歇性来支持比一个时分载波所提供的语音信道更多的语音用户。在此情况下,分配一个信道给移动台,例如,当产生语音时的一个语音信道,并且当语音结束时,释放该信道,以便移动台不再不必要地占用容量,而且该信道可自由地用于其它目的,例如,用于本小区内其它移动台的传输。PRMA协议用于蜂窝移动通信系统中移动台与基站之间的通信。移动台至基站的通信链路称作上行链路,基站至移动台的通信链路称作下行链路。
众所周知的基于时分多址(TDMA)的移动通信系统通常利用TDD(时分双工)或者FDD(频分双工)。在利用TDD的系统中,通常在相同的频率上以时分方式,即在不同的时间,实现上行链路与下行链路转移。信息的转移是在称之为TDMA帧的时隙内来实现,意味着移动台在上行链路,例如一个时隙中发送,基站则在下行链路的另一个时隙发送。在几个基于电路交换的通信系统中,通过分配一帧中某个时隙给某个移动台用于上行链路与下行链路的通信和通过将上行链路帧相对于下行链路帧延时,例如几个时隙来实现时分,导致上行链路帧与下行链路帧中采用同样的时隙并且彼此互不重叠。出版物EP 564429与US 5 444 698中描述了此类系统。在此类系统中,上行链路与下行链路的通信相互依赖,意味着用于上行链路与下行链路的移动台时隙是成对分配的,换而言之,发送与接收时隙总是同时的。因此,能够确保上行链路与下行链路发送之间不出现碰撞。另一方面,该类方法没有有效地利用资源。不仅如此,如果对于某个移动台分配的或占用的时隙是对称的,那么意味着移动台在上行链路与下行链路中以相同数量的时隙来发送与接收。
另一方面,众所周知的系统是,例如基于PRMA协议和后面更加详细描述的GSM GPRS(“普通”分组无线电业务),其中上行链路与下行链路的发送是彼此独立的,意味着移动台独立地分配用于上行链路通信的发送时隙和独立地分配用于下行链路通信的接收时隙,完全地彼此独立。
在利用上述频分双工(FDD)的系统中,上行链路与下行链路的传送是在不同的频率来实现的。在此类系统中,发送与接收可以同时地发生。另一方面,有一些系统,例如GSM,既采用了时分又采用了频分,意味着即使发送与接收在不同的频率发生,它们也不同时地出现。
在上行链路与下行链路的发送彼此独立的系统中的一个问题是碰撞,意味着上行链路与下行链路发送重叠。在利用独立的上行链路与下行链路发送的系统中,当基站在下行链路中发送一个分组时,基站不知道哪一个移动台同时正在上行链路中发送。此种情况在图1中示出,其中上行链路与下行链路发送彼此独立,图中中间的TDMA帧,上行链路与下行链路同时地与同一个移动台来回地通信,导致了一次碰撞并且至少丢失一次发送。例如,上面描述的分组无线系统中,其中利用了彼此独立的上行链路与下行链路发送,在几乎不可能预测的时刻形成了分组。同样地,基站发送的分组可以完全不可预测地到达移动台。在此情况下,上行链路与下行链路可能碰撞,导致至少一个方向的数据丢失。碰撞可以在不同数据流之间或者同一个连接的分组之间出现,例如,如果移动台确认了前一次发送,那么由此上行链路的确认与下行链路的下一次发送可能碰撞。有一种避免这种碰撞的方法,其中移动台在每次发送之后并且在下一次发送之前等待来自基站的确认。然而,在移动台的下一次上行链路发送期间内,有可能在下行链路中有一个从基站到移动台的同时的发送。另一个避免碰撞的方案是在一个移动台上安装两个收发信机。然而,由于成本与体积的原因,这是不希望的。基站通常安装几个收发信机,这是不成问题的,但是真正的问题在于安装有一个收发信机的移动台,由于所使用的方法,不能完全同时地发送与接收,因此不可能是全双工连接。
发明内容
本发明的一个目的是防止上行链路与下行链路发送之间的碰撞在时分系统的双向通信中,通过检测第一个通信方向使用的时隙和通过基于该检测来选择不与第一个通信方向重叠的时隙用于第二个通信方向来实现上述目的。
根据本发明的一个实施方案,通过如此实现上述目的,即如果移动台知道自身是不能同时发送与接收的类型(此处称这种移动台为简单或者半双工类型移动台),那么它在虚连接建立信令中检测,即哪一个时隙将在下行链路中使用,并且选择不与下行链路中使用的时隙重叠的一个时隙用于上行链路。在此种情况下,移动台在不与下行链路时隙重叠的时隙发送一个信道请求给网络,作为想要使用发送请求的时隙用于上行链路时隙的指示器,和同时通知网络这是一个简单移动台。此外,如果其多于1个移动台通知所需要的时隙数量,作为一个信道占用的确认,网络在下行链路给当用于上行链路通信的接收时隙网络,如基站能够最佳地分别选择下行链路时隙以便不与上行链路时隙重叠。如果由于某些原因重叠发生,那么移动台不能利用分配给它的时隙,而是应该再次地检测下行链路使用哪一个时隙并发送一个新的信道请求。如果信道占用信令集中于某个时隙的公共控制信道,并且业务出现在不同的时隙,那么移动台可以在信道请求中指示其在上行链路中使用的时隙。在此情况下,网络,例如,基站能够尽可能地占用移动台指示的信道之一用于来自移动台的发送。
根据本发明的另一个实施方案,可以如此地实现本发明,即网络(例如网络支持接点或基站)当从上行链路接收发送的同时,读取移动台发送的移动台标志,并且从此检测哪一个时隙用于上行链路(接收到上行链路发送的那个时隙)以及选择一个不与上行链路发送重叠的时隙给移动台用于下行链路发送。网络通知移动台下行链路时隙,并且移动台自动地使用第一次发送所接收的时隙作为上行链路时隙。
根据本发明的方法,两个前面已经描述的实施方案可以采用时分双向通信中使用的装置来实现,该装置包括用于检测第一个通信方向使用的时隙的装置,以及基于该检测选择用于第二个通信方向的时隙的装置,这样其将不与上述第一个时隙重叠。
本发明特别适用于上行链路与下行链路发送彼此独立的通信。
根据本发明的一种用于在时分双向无线通信的电信网络中避免碰撞的方法,其中:消息在第一个通信方向的第一个信道从移动台发送给基站;消息在相反的第二个通信方向的第二个信道从基站发送给移动台;基站独立地分配第一个信道和第二个信道给移动台;和,至少允许一个信道给移动台使用作为与移动台通信的第一个信道,其特征在于,在基站从移动台接收到一个消息后,网络通过检测从移动台收到的消息中的移动台标志来检则第一个通信方向所使用的上述第一个信道;并且,基于该检测,网络选择不与上述第一个信道重叠的信道作为上述的第二个信道;和,使用第二个信道同移动台通信。
根据本发明的一种用于电信网络中与基站时分双向通信的移动台,在该网络中消息在第一个通信方向的第一个信道内从基站发送给移动台,而消息在相反的第二个通信方向的第二个信道内从移动台发送给基站,并且在电信网络中,第一个与第二个信道被独立地分配,所述移动台包括:用于第一个通信方向的第一个信道通信的装置;和,用于第二个通信方向的第二个信道通信的装置,其特征在于,所述移动台进一步包括:用于通知电信网络移动台的通信能力以便提供移动台具有下列能力之一的指示给网络的装置:只在第一个信道与第二个信道内不同的时间期间通信;和,在第一个信道与第二个信道内同时地通信。
根据本发明的一种用于电信网络中与一个移动台时分双向通信的网络装置,在该网络中,网络消息在第一个通信方向的第一个信道内从移动台发送给一个基站,并且在相反的第二个通信方向的第二个信道内将消息从基站发送给所述移动台,以及该电信网络内,用于移动台的第一个信道与第二个信道被独立地分配,所述网络装置包括:用于第一个通信方向第一个信道通信的装置;用于第二个通信方向第二个信道通信的装置;和,用于至少允许一个信道给移动台用作第一个信道的通信装置,其特征在于,所述网络装置进一步包括:用于通过根据接收到的移动台消息检测移动台的标志来检测第一个通信方向所使用的上述第一个信道的装置;基于该检测,用于选择第二个通信方向的上述第二个信道的装置,这种第二个信道不与上述第一个信道重叠;和,采用第二个信道与移动台通信的装置。
根据本发明的一种电信网络,包括移动网络的一个支持节点、一个基站、以及一个移动台,该电信网络可进行时分双向通信,用于电信网络中第一个通信方向的第一个信道通信的装置;用于电信网络中第二个通信方向的第二个信道通信的装置;用于彼此独立地分配第一个与第二个信道给移动台的装置;和,用于至少允许一个信道给移动台用作第一个信道通信的装置,其特征在于,它进一步包括:用于通过根据接收到的移动台消息检测移动台的标志来检测第一个通信方向所使用的上述第一个信道的装置;基于该检测,用于选择第二个通信方向的上述第二个信道的装置,这种第二个信道不与上述第一个信道重叠;和,采用第二个信道与移动台通信的装置。
附图说明
下面参照附图来详细地描述本发明,其中:
图1示出了上行链路与下行链路上的时分通信,以及碰撞的出现,
图2示出了GSM GPRS分组无线业务数据转移中的电信网络的结构,
图3示出了当移动台登录进入网络时,一个信令的实例,
图4示出了根据本发明,以方框图的形式实现的一个移动台,
图5示出了根据本发明,以方框图的形式实现的一个基站,以及
图6示出了根据本发明,以方框图的形式实现的一个支持节点。
具体实施方式
为了更好地理解本发明,参照图2和3,描述了一个现有的众所周知的分组无线电业务,其中上行链路与下行链路发送彼此独立,并且因此,其中存在碰撞的危险。当本发明的应用环境优选类似时,该描述也作为本发明的实施方案。将一个正在开发用于GSM移动无线系统的分组无线电业务GSM GPRS(普通分组无线电业务)用作一个实例。GPRS是一种为GSM用户提供分组无线电业务的新GSM业务。GPSR只有当有信息要发送时才占用无线资源,允许同样的资源为所有的移动台根据需要来共享。GSM系统目前通常的电路交换网络已经设计用于电路交换的语音传输。GPRS业务的主要目标是实现移动台与使用众所周知的协议如TCP/IP、X.25及CLNP的公用数据网络之间的连接。然而,存在一个分组交换GPRS业务与GSM系统的电路交换业务的连接。物理信道资源能够复用并且某些信令能够是公共的。能够占用用于电路交换业务与分组交换GPRS业务的同样载波的时隙。
图2示出了分组交换GPRS业务的电信网络连接。对于GPRS业务,网络基础结构的主更要素是GPRS支持节点,称之为GSN(GPRS支持节点)。它是一个实现不同数据网络之间的连接与协作的移动性路由器,例如,通过连接Gi至公共分组数据网络PSPDN(公共交换分组数据网络)或者通过连接Gp至另一个运营者的GPRS网络,通过连接Gr由GPRS注册中心实现移动性管理以及转接数据分组至独立于其位置的移动台。物理上,一个GPRS支持节点GSN可以集成于MSC(移动交换中心)或者是一个基于数据网络路由器结构的单独网络单元。用户数据直接通过支持节点GSN与基站系统BSS之间的连接Gb,其中基站系统BSS包括基站BTS与基站控制器BSC,但在支持节点GSN与移动交换中心MSC之间存在信令连接Gs。在图2中,方框图之间的不间断线表示了数据业务,点化线表示了信令。数据物理上能够经由移动交换中心MSC透明地传输。基站BTS与移动台MS之间的无线接口标记为参考标号Um。参考标号Abis与A分别表示了基站BTS与基站控制器BSC之间的接口以及基站控制器BSC与移动交换中心(MSC)之间的接口,其中参考标号A是一个信令连接。参考标号Gn表示了同一个运营者不同支持节点之间的连接。支持节点通常可分为如图2所示的网关支持节点GGSN(Ga teway GSN)以及服务或归属支持节点SGSN(Serving GSN)。
图3以箭头的形式表示了当MS开机移动台登录入网络时不同阶段情况的实例。首先,同步移动台与GPRS网络,其实施类似于通常的电路交换GSM移动网络。当移动台想要登录入分组无线操作时,例如使用GRPS业务,移动台启动一个特定的登录程序,一个此处称作GRPS的登录程序。移动台MS首先发送一个用于无线业务的信道请求给基站系统(阶段1)。基站系统BSS应答该请求(阶段2),此后移动台MS发送一个用于分组业务的请求给基站系统BSS(阶段3)。此后在移动交换中心MSC核对认证并且交换移动台MS与网络之间的密匙(阶段4),象以前从GSM系统所熟知的那样。此后,移动台MS发送一个登录至分组业务的请求给分组服务支持节点SGSN(阶段5)。请求除了包括其它信息之外还包括移动用户认证及其用于加密的参数信息。服务支持节点SGSN执行用于连接服务支持节点GGSN的地址请求程序(阶段6)。服务支持节点SGSN发送分组业务登录请求给连接支持节点GGSN(阶段7),该GGSN通过要新路由表(阶段8)来登记移动台MS的位置并且响应登录请求(阶段9)。在此阶段,服务支持节点SGSN确认移动台登录分组业务(阶段10)给移动台并且分配临时逻辑链路标志TTLI给移动台MS用作移动台MS与服务支持节点SGSN之间数据发送的地址。该TTLI用来识别空中接口Um中的移动台MS。从服务支持节点SGSN到移动台MS的登录确认消息通常也包含移动台标识和小区(移动台所在的小区)标志。对于阶段10,给移动台分配一个特定的信道或者TDMA帧中的一个特定的时隙用来发送与接收,这是以前从电路交换技术中所熟知的,这意味着成对地分配上行链路与下行链路。在GSM GPRS分组业务中,一个服务支持节点SGSN通知移动台一个或者多个下行链路信道用作下行链路通信。移动台确认其已做好分组业务连接的准备(阶段11),此后在移动台MS与服务支持节点SGSN之间执行用于分组业务的加密参数的交换(阶段12)。此后,移动台进入空闲模式并且释放信道(阶段13)。
当有信息发送时,移动台立即占用信道,即以一个PRA(分组随机接入)突发的形式发送信道请求给网络(基站),该突发也称作一个信道预约突发。移动台能够在一个逻辑预约信道(也称作PRA信道)的一个为此目的保留的时隙内发送一个信道预约请求PRA。网络通过发送一个分组应答突发PAG(分组接入应答)给移动台来应答该请求。
GSM 6PRS业务规范GSM04.06中规范说明了图3所示的上述阶段,并且对本领域的技术人员是众所周知的。在类似于如图3所示的系统中,从移动台MS至基站BTS的上行链路发送和从基站BTS至移动台MS的下行链路发送彼此是相互独立的并且上行链路与下行链路发送之间碰撞可能出现。
为了避免移动通信系统的碰撞,在本发明的第一个实施方案中,可以如此进行,即如果移动台知道自身是一种不能同时发送与接收的类型,换而言之是“简单”的移动台,那么当移动台登录入网络时通知网络其通信的能力(半双工/双工),换而言之通知是一个“简单”的移动台。在GSM GPRS分组业务的前面实例中,移动台可以在阶段5提供此信息给服务支持节点SGSN,即与GPRS登录请求相联接该信息可以是一个或者多个比特,根据此信息基站BTS或者服务支持节点SGSN确认移动台作为一个“简单”的移动台。
如果移动台进入另一个服务支持节点SGSN的区域,那么它发送一个用于路由更新的请求给该新的服务支持节点SGSN(如图3-阶段5),并且由此进一步地传送此信息至连接支持节点GGSN(见阶段7),该服务支持节点GGSN更新信息(阶段8)并且发送一个应答给移动台(见阶段9和10)作为路由表更新的确认。在此种情况下,移动台当请求路由更新时必须再次地通知其是一个“简单”的移动台。此种信息也可以包括请求多少个时隙的信息。
当移动台已经被确认为“简单”的移动台时,基站BTS或者服务支持节点SGSN知道为其分配一个特定的接收时隙用于下行链路的通信以便避免此种情况,即当移动台随后有信息发送时,它以与下行链路发送出现碰撞的时隙来发送一个信道请求PRA。当服务支持节点SGSN确认了移动台登录入分组业务时,图3实例中所阶段10可能发生这种情况。
如果移动台移动进入另一个服务支持节点SGSN的区域,那么它发送一个用于路由更新的请求给该新的服务支持节点SGSN,正如上面所描述的,它从新的服务支持节点SGSN接收用于路由更新请求的确认信息(见图3阶段10)一起,接收在下行链路中所用的时隙上的信息。
当移动台MS有信息发送时,它使用接入控制算法MAC(介质接入控制)从控制信道(这对于本领域的普通技术人员,从例如GSM GPRS系统是已经熟知的。)检测一个时隙或者多个时隙,其中指定了依次发送的顺序。此外,移动台已经自登录程序知道了用于下行链路发送所分配的时隙。基于该检测,移动台在以不与下行链路所用时隙重叠的时隙来发送一个信道请求PRA给网络。作为其想要用于上行链路时隙的发送请求的同样时隙的指示,移动台通知网络其是一个“简单”的移动台。此外,移动台如果需要不止一个时隙,那么它可以通知其所需要时隙的数量。上行链路的时隙数量不必与下行链路的时隙数量相同,例如移动台可以在上行链路中占用三个时隙而在下行链路中请求两个时隙。
如果信道请求信令集中地出现在一个特定时隙的公共控制信道并且业务出现在其它时隙,那么移动台MS可以在信道预约请求PRA中通知上行链路能够使用的时隙。此种信息可以是8比特,如果有8个信道,或者实际上如GSM系统中TDMA帧中的时隙,那么每个比特称作一个信道。比特数值“0”可以表示一个移动台不需要信道而比特数值“1”可以表示一个移动台希望使用信道用作上行链路通信。另外,信息比特可以是4比特,此时一个比特表示该移动台是一个“简单”的移动台而三个比特表示MS能够用来接收的时隙编号(二进制的0到7)。网络随后分配一个合适的信道给移动台用于上行链路传输。适合于提出请求的移动台MS的下行链路数据信道必须在登录时(图3)已经完成了协商。现在,网络,例如基站BTS,能够予留MS所希望的信道之一来用于移动台的发送。
在信道请求的确认中,网络分配用于下行链路通信的时隙。网络,例如网络服务支持节点SGSN或基站BTS可优选地分别选择下行链路的时隙以便不与上行链路时隙重叠。如果由于某些原因,出现了重叠,那么移动台不能采用为其分配的时隙而应该必须发送一个新的信道请求PRA。
移动台具有用于检测下行链路使用的时隙的装置以及基于该检测来选择上行链路时隙的装置,以便,上行链路时隙不会与下行链路使用的时隙重叠。本文献的后面更详尽地描述了移动台该部分的实现。
为了避免碰撞本发明的另一个实施方案的移动通信系统,可以如此进行,即网络(例如网络服务支持节点SGSN或者基站BTS)当接接收到来自上行链路的移动台的发送时,从发送中读取移动台的认证并且这样检测上行链路所使用的时隙以及为下行链路的发送选择一个不与上行链路的发送重叠的时隙。
结合来自移动台MS的上行链路的信道请求PRA,基站BTS从信道请求突发PRA中读取移动台的认证并且这样检测上行链路所使用的时隙以及选择一个不与上行链路发送重叠的时隙给提出请求的移动台用于下行链路的发送。基站BTS以确认PAG来确认信道请求PRA中的分组请求,其中基站通知移动台应该使用的时隙。对于第二个实施方案的实现,网络,例如,基站BTS具有检测上行链路所使用时隙的装置和基于该检测选择下行链路时隙的装置,以便下行链路时隙不与上行链路所使用的时隙重叠。基站可以具有一个查寻表,其中该表更新用于不同移动台的上行链路和下行链路的时隙。本文献的后面更详尽地描述了基站该部分的实现。
在一个系统上行链路和下行链路使用不止一个时隙的情况中,网络分别选择下行链路的所有时隙以便它们不与上行链路的时隙重叠。
当比较上面的第一个与第二个实施方案时,它们的差异在于:第二个实施方案中,基站必须以某种方式识别移动台,即将接收其认证(实际的、临时的或者其它标志)。这可能是一个问题。例如,在87比特的信道请求突发或接入突发中,其中只包括36位未经信道编码的信息比特,没有用于移动台标志号或码的空间。在此种情况下,基站BTS从接收到的PRA突发中无法知道其区域内哪一个移动台发送的突发。
在第一个实施方案的移动台与第二个实施方案的基站分别具有选择用于上行链路发送的时隙以及选择用于下行链路发送不与它们重叠这样的时隙的能力,因为移动台已经同步至网络,正如前面所提到的,这是移动台开机后的第一个操作。此外,正如在以前所熟知的基于TDMA技术的系统中,移动台包括一个定时器,移动台通过定时器知道上行链路和下行链路时隙的准确时间。
参照图4下面描述了根据要求专利保护的本发明的移动台MS的一个实施方案。发送部分具有一个缓存器20,其中保存了将发送的数据。缓存器20具有一个至信道请求(或PRA)形成器21(PRA,分组随机接入)的控制连接,该控制连接知道移动台的能力,即移动台是否具有全双工或半双工的连接能力。当数据保存于缓存器20时,移动台发送控制信号给PRA形成器21,该形成器随后构成一个PRA发送信道请求。如果移动台是半双工类型,那么PRA形成器构成这样的一个分组信道请求突发PRA,即包括移动台是“简单”移动台以及最终请求的时隙数量信息。形成一个信道请求和PRA形成器对本领域的技术人员是以前所熟知的。为了本发明的实施,添加比特进入PRA形成器21中的PRA突发以便在突发中增加上述信息。突发不过是在PRA形成器21中形成的一组比特。通过形成一个与添加信息相关的通常突发略有差异的突发来执行信息的修改与添加。此外,根据本发明的实施方案,能够在避免数据转移中碰撞的时隙内执行PRA突发的传送。PRA突发中的数据比特是纠错编码单元22中的FEC(前向纠错)错误编码,并且传送至开关23。数据也从缓存器20传送至开关23,从缓存器中取出发送分组用作分组发送和第二个纠错编码单元24中的FEC(前向纠错)错误编码以及连接至交织器单元25,其中交织器用于发送数据的交织。开关23处于位置A,此时发送数据,开关23处于位置B,此时发送信道请求突发PRA。开关23的一端用来进一步地提供数据给调制器和发送单元26,其中调制数据并且以突发形式发送给空中接口。PRA形成器21属于用于控制移动台分组无线操作的MAC(多址控制或者介质接入控制,图中没有单独示出)的一部分。MAC控制单元请求不与下行链路使用的时隙重叠这样的时隙用于上行链路的时隙并且控制将要在自己所选择的上行链路时隙中发送的PRA突发。
接收部分中接收与解调单元27接收与解调突发,接收与解调单元27进一步地连接至第二开关28,当开关处于位置C时,接收包含数据分组的突发,在单元29中执行该突发的去交织,而FEC纠错控制单元30完成错误检测与纠正,由此保存接收的数据分组于第二个缓存器31以便进一步地处理。当移动台在分组信道请求突发PRA中发送了其“简单”类型的信息时,它依然等待一个分组请求确认消息PAG,此时开关28置于位置D。一般而言,当移动台正在等待来自控制信道(控制时隙)的消息时,开关同样处于位置D。PAG消息包含分配给移动台的上行链路中时隙信息。PAG消息突发相应地在第二FEC纠错单元32中指示和纠正错误,由此进入PAG译码器33,它优选地是一个读取接收消息与指示是否包含信道预约信息的检测器。PAG译码器33控制发送部分的缓存器20,并且当信道预约到达时,移动台在分配的时隙从缓存器20开始发送数据。PAG译码器33也是MAC控制单元的一部分。图4中,也示出了一个ARQ单元,用于形成发送的自动重发请求ARQ(自动重发重请求)处理接收突发中收到的自动重发请求。ARQ单元是可选的,取决于所使用的分组业务协议,并且不是本发明必需的重要部分。
参照图5下面描述了根据要求专利保护的本发明的基站BTS的一个实施方案。发送部分具有一个缓存器40,其中保存将发送的数据。缓存器40具有一个至PP(分组录呼)形成器41的控制连接,分组寻呼PP用来通知移动台一个分组发送将发送给该移动台。来自固定网络,如Internet的数据到达一个服务支持节点SGSN,该节点转移发送的数据给移动台MS。来自服务支持节点SGSN的分组到达基站BTS(或者基站系统BSS)中的缓存器40。当数据保存于缓存器40时,缓存器发送一个控制信号给PP形成器41,该形成器随后构成一个分组寻呼消息给移动台。分组寻呼消息PP在纠错编码单元42中进行FEC(前向纠错)错误编码(或者卷积编码),并且传送至开关43。数据也从缓存器40传送至开关43,从缓存器中取出发送分组用作分组发送。并在第二纠错编码单元44中进行FEC(前向纠错)错误编码,以及连接至交织器单元45,其中交织器用于发送数据的交织。开关43处于位置E,此时发送数据分组,开关43处于位置F,此时发送分组寻呼消息PP。开关43的一端用来进一步地提供数据给调制器和发送单元46,其中调制数据并且以突发形式发送给空中接口。当移动台建立了虚连接(GPRS中登录阶段(图3)),它通知服务支持节点SGSN其是一个“简单”移动台,意味着不能在任何随机时隙接收。因此,服务支持节点SGSN知道只有在合适的信道中才能够发送分组,并且在分组内也告诉合适的时隙给基站BTS/基站系统BSS,以便基站系统知道以移动台正在侦听的时隙来发送分组寻呼消息PP。当已经发送了分组寻呼消息PP给移动台MS时,基站BTS能够在协定的时间发送数据给协定信道上的移动台(换而言之,以协定时隙内的协商的频率)。
在接收部分中接收与解调单元47接收与解调突发,接收与解调单元进一步地连接至第二开关48,当开关处于位置G时接收包含数据分组的突发,在单元49中执行该突发的去交织,而FEC纠错控制单元50完成错误检测与纠正,由此保存接收的数据分组于另一个缓存器51以便进一步地处理。当基站期望从移动台接收一个随机接入突发PRA,或者其它的控制信息,开关28处于位置H其它的时候处于位置G,此时期望数据。收到的控制信息是相应地在第二FEC纠错单元52中指示纠正错误,由此进入处理单元53,该单元也可以包括用于形成发送的自动重发请求ARQ(自动重发重请求)和处理接收突发中收到的自动重发请求的功能。ARQ功能53是可选的,取决于所使用的分组业务协议,并且不是本发明所必需的。处理单元53控制缓存器40并且传递信息给服务支持节点SGSN,当信道请求PRA到达时,基站BTS能够在协定的时隙发送一个分组请求确认PAG给移动台。基站BTS在分组寻呼PP信道上发送关于下行信道的预约信息。基站BTS接收转接至服务支持节点SGSN的数据分组发送,这些数据分组发送被进一步转接至电信网络如Internet。
参照图6下面描述了根据要求专利保护的本发明的服务支持节点SGSN的一个实施方案。从固定数据网络59如Internet至服务支持节点SGSN的数据在数据处理器60中处理并且存储于缓存器61。数据处理器60询问信令处理器62本分组要送往何处,信令处理器62从位置号码薄63中查找信息,该信息表的本分组将在哪个信道上发送给提出请求的移动台,位置号码薄63可以作为一个存储器中的查询表来实现。信令处理器62传递时隙信息给数据处理器60,该数据处理器以正确的信道转移从缓存器61到基站BTS的数据分组并在数据分组中加入时隙信息,该信息表明了数据将在空中接口的哪一个时隙传送给移动台。
本发明减少了通信网络中碰撞的危险,可优选地甚至完全地防止碰撞,尤其是在通信网络的移动通信系统中和以无线方式的时分双向通信中,其中在上行链路的一个时隙和在下行链路的另一个时隙中彼此独立地发送消息。在上述的移动通信系统中,本发明使包括一个收发信机的移动台易于使用,藉此该移动台存在较小的碰撞危险或者甚至碰撞危险不存在。
前面以有关本发明的方法、装置与使用该装置的系统环境的实例来说明了本发明的实现与实施方案。对于本领域的技术人员,本发明不限于上面实施方案的详细描述并且本发明也可以用不脱离其特性的其它形式来实现,这些是不言而喻的。展示的实施方案应视作用于提供相关信息而不是限制。因此,实现与使用本发明的可能性只受所附的权利要求的限制。因此,本发明包括了权利要求所定义的用于实现本发明的不同实施方案,其中包括本发明的等同结构。

Claims (16)

1.一种用于在时分双向无线通信的电信网络中避免碰撞的方法,其中:
消息在第一个通信方向的第一个信道从移动台(MS)发送给基站(BTS);
消息在相反的第二个通信方向的第二个信道从基站(BTS)发送给移动台(MS);
基站(BTS)独立地分配第一个信道和第二个信道给移动台(MS);和
至少允许一个信道给移动台(MS)使用作为与移动台(MS)通信的第一个信道,
其特征在于,在基站(BTS)从移动台(MS)接收到一个消息后,
网络(BTS,SGSN)通过检测从移动台(MS)收到的消息中的移动台标志来检测第一个通信方向所使用的上述第一个信道;
并且,基于该检测,网络(BTS,SGSN)选择不与上述第一个信道重叠的信道作为上述的第二个信道;和
使用第二个信道同移动台(MS)通信。
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,为了基站(BTS)与几个移动台(MS)之间进行通信,需要更新每个单独移动台(MS)的第一个与第二个通信方向的信道的登记。
3.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,移动台(MS)通知电信网络移动台(MS)的通信能力。
4.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,第一个与第二个信道包括一个时隙。
5.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,第一个与第二个信道包括几个时隙。
6.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,第一个信道包括与第二个信道不同数量的时隙。
7.一种用于电信网络中与基站(BTS)时分双向通信的移动台,在该网络中消息在第一个通信方向的第一个信道内从基站(BTS)发送给移动台(MS),而消息在相反的第二个通信方向的第二个信道内从移动台(MS)发送给基站(BTS),并且在电信网络中,第一个与第二个信道被独立地分配,所述移动台包括:
用于第一个通信方向的第一个信道通信的装置;和
用于第二个通信方向的第二个信道通信的装置,
其特征在于,所述移动台进一步包括:
用于通知电信网络移动台(MS)的通信能力以便提供移动台具有下列能力之一的指示给网络的装置:
只在第一个信道与第二个信道内不同的时间期间通信;和
在第一个信道与第二个信道内同时地通信。
8.根据权利要求7所述的移动台,其特征在于,第一个与第二个信道包括至少一个时隙。
9.根据权利要求8的移动台,其特征在于,移动台包括用于通知基站(BTS)一个信道所需要的时隙数量的装置(21)。
10.一种用于电信网络中与一个移动台(MS)时分双向通信的网络装置(BTS,BSC,SGSN,GGSN),在该网络中,网络消息在第一个通信方向的第一个信道内从移动台(MS)发送给一个基站(BTS),并且在相反的第二个通信方向的第二个信道内将消息从基站(BTS)发送给所述移动台(MS),以及该电信网络内,用于移动台(MS)的第一个信道与第二个信道被独立地分配,所述网络装置包括:
用于第一个通信方向第一个信道通信的装置;
用于第二个通信方向第二个信道通信的装置;和
用于至少允许一个信道给移动台(MS)用作第一个信道的通信装置(41,62),
其特征在于,所述网络装置进一步包括:
用于通过根据接收到的移动台(MS)消息检测移动台(MS)的标志来检测第一个通信方向所使用的上述第一个信道的装置(53,60);
基于该检测,用于选择第二个通信方向的上述第二个信道的装置(41,62,63),这种第二个信道不与上述第一个信道重叠;和
采用第二个信道与移动台(MS)通信的装置(41,62,63)。
11.根据权利要求10所述的网络装置,其特征在于,该装置是一个基站(BTS)。
12.根据权利要求10所述的网络装置,其特征在于,该装置是一个包括至少一个基站(BTS)和一个基站控制器(BSC)的基站系统(BSS)。
13.根据权利要求10所述的网络装置,其特征在于,该装置是一个电信网络支持节点(SGSN,GGSN)。
14.根据权利要求10所述的网络装置,其特征在于,第一个与第二个信道包括至少一个时隙。
15.一种电信网络,包括移动网络的一个支持节点(SGSN)、一个基站(BTS)、以及一个移动台(MS),该电信网络可进行时分双向通信,
用于电信网络中第一个通信方向的第一个信道通信的装置;
用于电信网络中第二个通信方向的第二个信道通信的装置;
用于彼此独立地分配第一个与第二个信道给移动台(MS)的装置(62,63);和
用于至少允许一个信道给移动台(MS)用作第一个信道通信的装置(41,62),
其特征在于,它进一步包括:
用于通过根据接收到的移动台(MS)消息检测移动台(MS)的标志来检测第一个通信方向所使用的上述第一个信道的装置(53,60);
基于该检测,用于选择第二个通信方向的上述第二个信道的装置(21,33),这种第二个信道不与上述第一个信道重叠;和
采用第二个信道与移动台(MS)通信的装置(41,62,63)。
16.根据权利要求15所述的电信网络,其特征在于,第一个与第二个信道包括至少一个时隙。
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