CN1169311C - 便于入站信道的接入的方法和设备 - Google Patents

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Abstract

在双向消息传送系统中可以便于入站信道的接入，所述双向消息传送系统(图1)在一组跳频上利用跳频扩频调制技术。定义所述一组跳频的第一和第二子集(504)，第一和第二子集彼此正交。在第一子集上进行预定传送通信(514)，而在第二子集上进行ALOHA传送通信。

Description

便于入站信道的接入的方法和设备
本发明一般涉及无线通信系统，具体地说，涉及一种在双向消息传送系统中便于入站信道的接入的方法和设备。
双向消息传送系统目前非常流行。这样的系统可以提供很高的消息传送可靠性并具有从系统的便携式用户单元始发消息的能力。一种建议的双向消息传送系统为入站信道使用跳频扩频调制技术。入站信道消息包括响应出站消息的预定消息和由用户单元使用从多个预定ALOHA时隙中随机选出的一个时隙主动始发的非预定(ALOHA)消息。
现有技术的系统通常使用时分技术将预定消息和ALOHA消息分开。但不幸的是，时分技术增加了消息等待时间，于是使通信速度变慢。
从而需要一种便于入站信道接入的方法和设备。该方法和设备将在不增加消息等待时间的情况下工作。
根据本发明的一个方面，提供一种便于双向消息传送系统中入站信道的接入的方法，该方法在一组跳频上利用跳频扩频调制技术。该方法包括步骤：定义所述一组跳频的第一和第二子集，所述第一和第二子集彼此正交。该方法还包括步骤：在第一子集上进行预定消息的传送而在第二子集上进行ALOHA传送。
根据本发明另一个方面，提供一种双向消息传送系统中的便携式用户单元，该单元利用一组跳频上的跳频扩频调制技术。该便携式用户单元包括用于接收消息传送系统的消息并为消息传送系统产生预定和ALOHA传送的收发信机，以及一个和收发信机相耦合用于定义所述一组跳频的第一和第二子集的处理系统，所述第一和第二子集彼此正交。该处理系统被编程以控制收发信机在第一子集上进行预定传送通信，而在第二子集上进行ALOHA传送通信。
图1为根据本发明的双向消息传送系统的电气方框图；
图2为描述根据本发明的入站信道跳频时隙的时序图；
图3为描述根据本发明的与入站信道时隙相应的频率组的动态确定的时序图；
图4是根据本发明的便携式用户单元的电气方框图；和
图5为描述根据本发明的双向消息传送系统的操作的流程图。
参见图1，根据本发明的双向消息传送系统包括多个用户单元102，它们通过无线电与无线电系统的一个固定部分通信。消息传送系统还包括多个基站104和多个输出控制器110。基站104通过通信链路106和多个输出控制器110相耦合以利用已知技术由多个输出控制器110控制和与多个输出控制器110通信。基站104根据系统射频(RF)的覆盖需要可以包括收发信机、只有发射机或只有附加基站接收机。只收基站的一个例子如基站105。输出控制器110通过通信链路122、124和常规通信网络108和多个归属控制器120相耦合以接收来自归属控制器120的选呼消息。归属控制器和输出控制器110最好利用已知的协议，例如远程网络寻呼协议(TNPP)、无线消息传送协议(WMtpTM)或寻呼间联网协议(IPNP)，进行通信。应清楚，替代的可将归属控制器120中的一个或多个与输出控制器中的一个或多个集成在一起。归属控制器120最好通过电话链路126和公共电话交换网112(PSTN)相连以接收消息始发者例如用电话机114或个人计算机116始发的消息。应清楚，替代地可以利用其它类型的通信网络，如分组交换网、局域网和因特网以将始发的消息传送到归属控制器120。归属控制器120的硬件最好类似于无线消息传送网关(WMGTM)管理者寻呼终端，而输出控制器110的硬件最好类似于RF-Conductor！TM消息发布者的硬件(两者都由Schaumburg，IL的Motorola公司制造)。基站104的硬件最好类似于Motorola公司制造的NucleusOrchestra！发射机和RF-Audience！TM入站接收机的硬件。应理解，也可以使用其它类似的硬件用于归属控制器120、输出控制器110和基站104。
在基站104和用户单元102之间发送消息所使用的协议最好类似于Motorola的著名的FLEXTM族的数字选择呼叫传信协议。这些协议利用已知的检错和纠错技术，于是在任何一个码字中在比特错误不太多的情况下，可以允许传输中出现比特错误。应清楚，可以使用其它类似的消息传送协议。最好用于出站信道的调制技术是四电平频移键控(FSK)调制。最好用于入站信道的调制技术是混合跳频直接序列调制技术。入站信道消息包括预定的和非预定的(ALOHA)消息。根据本发明，预定的消息和ALOHA消息使用正交跳频模式同时发送。这里，词“正交”表示对于预定和ALOHA传送，相同的频率永远不会被同时使用。
参见图2，时序图200描述根据本发明的入站信道跳频时隙。列206代表每个FLEXTM帧202、204分为11个频跳时隙。行208代表用于入站信道传送的40个频率。ALOHA传送用字母“A”表示。没有标记的时隙代表用于预定传送。可以看出，在每个跳频时隙中，40个频率中有5个用于ALOHA传送，而35个用于预定传送。应清楚，在每个调频时隙中用于ALOHA的频率数可根据对预定的和ALOHA消息的话务量需求而变化。通过按图200描述的方式同时发送ALOHA消息和预定消息，与采用TDD技术分离ALOHA和预定消息现有技术方法相对比，可以减小消息等待时间。
参见图3，时序图300描述了根据本发明的相应于入站时隙的频率组的动态确定。如图300所示，入站信道最好包括11个时隙S0-S10，它们与出站信道帧202、204同步。作为例子，只需要4个频率用于入站业务，1个用于ALOHA消息、3个用于预定消息。然而，联邦通信协会(FCC)规则需要每个设备工作在一定频带下以在最小例如50个跳频上工作。为满足FCC对ISM频带的要求，例如已定义157组4个信道。便携式用户单元102被编程为操作一个模157计数器跟踪用于入站传送的时隙号。将时隙号映像为用于入站传送的频率。对用于下一入站传送的的时隙号的选择是以满足FCC有关在重复任何频率之前至少在50个不同频率上发送的需求的方式来完成的。例如图300描述了在时隙编号序列中在一给定点上时隙302映射到包括信道1-4的频率组310。而时隙304映射到包括信道7-10的频率组312。时隙306映射到包括信道153-156的频率组314。在每个频率组310、312、314中，第一个信道用于ALOHA传送，而其余的信道用于预定传送。应清楚，替代地，根据本发明可以利用许多其它频率指定模式。
参见图4，描述了根据本发明的便携式用户单元102，包括：分别用于发送和截取入站和出站消息的天线402；与天线402耦合用于发送和接收消息的传统的收发信机404。收发信机404与用于处理消息的处理系统406耦合。处理系统406和用于将消息传送给用户以及利用已知技术为便携式用户单元102提供用户控制的传统用户接口412相耦合。处理系统406包括用于控制便携式用户单元102的传统处理器408。处理系统406还包括传统存储器410，存储用于根据本发明对处理系统406编程的软件。
借助软件部件，处理系统406被编程以控制收发信机404在一组跳频上利用跳频扩频调制技术。处理系统406进一步被编程以定义所述一组跳频上的第一和第二子集(第一子集和第二子集彼此正交)并控制收发信机404以在第一子集上进行预定传送通信而在第二子集上进行ALOHA传送通信。处理系统406被进一步编程以定义多个频率组，一个频率组与入站信道时隙相对应，并且从与入站信道时隙对应的频率组中动态确定在进行预定和ALOHA传送通信时使用的第一子集和第二子集。(在图300和上文中描述了动态映射频率组的例子。)
对处理系统406编程以根据预定传送和ALOHA传送的业务需要调整第一和第二子集的相对大小，例如，如果25％的业务是ALOHA业务，则25％的入站跳频可被指定给ALOHA业务，而余下的指定给预定业务。还对处理系统406编程以调整跳频集从而达到不同的频率分布。例如，如果跳频被紧紧地组合在一起，可能希望选择被进一步扩展的不同频率，以取得较大的频率发散性。
此外，处理系统406被编程以根据代码速率、数据速率和消息大小中至少一个来对消息分类，以发送具有共同分类的组中的消息。例如这可以通过分别按代码速率、数据速率和消息大小对消息排队，然后在预定时刻依次发送队列来实现。
参见图5，描述了根据本发明的双向消息传送系统的操作。首先，为系统确定预定消息和ALOHA消息传送的相关业务需求(502)。最好由输出控制器110通过监视预定时期入站业务量来确定相关业务需求。输出控制器110然后通过协议的命令和控制消息将该信息送到便携式用户单元102。替代地，可根据历史数据将相关业务需求预编程到系统中。此后，处理系统406根据相关业务需求确定一组跳频的第一和第二正交子集(504)。例如，如果有100个跳频可以使用，如果10％的入站消息是ALOHA消息，则将10％的跳频指定给ALOHA业务，而将90％的跳频指定给预定业务。
替代地，对于只需有限数目的入站信道用于通信，并且其中FCC规则要求使用最小数目频率的系统，确定多个频率组，每组对应一个入站信道时隙(506)。然后，在发送时刻从与用于发送入站消息的入站信道时隙相应的频率组中动态确定第一和第二子集(508)。这根据图3和以上的相应描述来完成。
在已确定了第一和第二子集之后，处理系统406根据代码速率、数据速率和消息大小对任何需要发送的消息进行分类(510)。然后，处理系统406对具有共同消息分类的组中要发送的消息排队(512)，以在预定时刻发送具有共同消息分类的消息组。然后，处理系统406同时在频率的第一子集上发送预定消息，而在第二子集上发送ALOHA消息(514)。
由此可以看出本发明提供了一种便于入站信道的接入的方法和设备。本发明的优点在于允许同时发送预定业务和ALOHA业务，从而减小了消息等待时间。
尽管已参照实施例描述了本发明，对于本领域技术人员来说应清楚，按公开的技术可以有许多其它实施例。于是本发明的范围仅由以下权利要求来限定。

Claims (10)

1.一种在双向消息传送系统中便于入站信道接入的方法，所述双向消息传送系统在一组跳频上利用跳频扩频调制技术，所述方法包括步骤：
定义所述一组跳频的第一和第二子集，第一和第二子集彼此正交；
在第一子集上进行预定传送通信；和
在第二子集上进行ALOHA传送通信。
2.根据权利要求1的方法，其中定义步骤包括步骤：
定义多个频率组，一个频率组与一入站信道时隙相对应；和
在进行预定和ALOHA传送通信时，从与所利用的入站信道时隙相对应的频率组中动态地确定第一和第二子集。
3.根据权利要求1的方法，其中定义步骤包括步骤：根据预定传送和ALOHA传送的相关业务需求调整第一和第二子集的相对大小。
4.根据权利要求1的方法，进一步包括步骤：修改所述一组跳频以达到不同频率分布。
5.根据权利要求1的方法，进一步包括步骤：
根据代码速率、数据速率和消息的大小中至少一个来对消息分类；和
发送具有共同分类的组中的消息。
6.一种双向消息传送系统中的便携式用户单元，所述双向消息传送系统在一组跳频上利用跳频扩频调制技术，所述便携式用户单元包括：
用于从消息传送系统中接收消息并产生用于消息传送系统的预定的和ALOHA传送的收发信机；和
与所述收发信机相耦合用于定义所述一组跳频的第一和第二子集的处理系统，第一和第二子集彼此正交，其中处理系统包括用于控制收发信机在第一子集上进行预定发送通信，而在第二子集上进行ALOHA发送通信的装置。
7.根据权利要求6的便携式用户单元，其中该处理系统进一步包括用于定义多个频率组的装置，一个频率组和一个入站信道时隙相对应，并在进行预定和ALOHA发送通信时从与入站信道时隙相应的频率组中动态确定第一和第二子集。
8.根据权利要求6的便携式用户单元，其中该处理系统进一步包括用于根据预定传送和ALOHA传送的相关业务需求调整第一和第二子集的相对大小的装置。
9.根据权利要求6的便携式用户单元，其中该处理系统进一步包括用于修改所述一组跳频，从而达到不同的频率分布的装置。
10.根据权利要求6的便携式用户单元，其中该处理系统进一步包括用于根据代码速率、数据速率和消息大小中的至少一个对消息分类，并发送具有共同分类的组中的消息的装置。
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