CN1175174A - 用于有效入网信道重用的方法和设备 - Google Patents

Abstract

一个具有多个基地接收机(20,31,41和42)和为了有效入网信道重用而构成的多个移动用户单元(70和80)的双向报文传送系统100,它包含从多个基地接收机的选择部分(31,41和42)构成的接收机集团(30和40),这是以先前的入网传输到多个基地接收机的选择部分为基础的,这些基地接收机从多个移动用户单元之一接收入网传输,该系统还包含一个用于监视所构成的接收机集团的控制器(90),它对应于每一个移动用户单元。

Description

用于有效入网信道重用的方法和设备

本发明一般涉及一个双向通信系统，更具体地是涉及在双向报文传送系统中入网频谱的有效重用。

双向报文传送的出现表示出各种各样的新问题。为了理解某些问题，从系统级来认识双向寻呼或报文传送可能是有益的。特别是一个双向寻呼或报文传送系统通常具有一个基础结构系统，它包含一与个控制器相连接的多个出网发射机，用于编码，分批和安排信息传输，它通过无线电被发送到多个移动的双向用户单元。该用户单元不被认为是基础结构的部分，它发送至少由多个基地接收机之一所接收的入网信息，该接收机也连接到控制器。因此，控制器还能提供将来自出网发射机的出网信息与来自用户单元的入网信息进行相关的功能，控制器还能安排来自用户单元的入网传输到一定的程度。由于干扰或稀疏覆盖，或用户单元的低功率传输，基地接收机在接收或解码来自用户单元的入网信息时可能会产生困难。在空中(over-the-air)协议的Motorola的FLEX^TM系列中，特别是带有Motorola的ReFLEX^TM25和InFLEXion^TM协议中，来自用户单元的入网信息可被安排返回进入该系统。特别是当用户单元漫游时，安排来自用户单元的入网传输可能成为麻烦和无效，并且能够被不同的许多基地接收机接收。因此，需要有一种更有效的方法和设备使用双向寻呼或报文传送系统内发现的基地接收机，以用于入网信道重用。

本发明的第一方面，一个具有多个基地接收机和多个移动用户单元的双向报文传送系统中，一种用于有效入网信道重用的方法，包含：从多个基地接收机的选择部分构成基地接收机集团(Clique)的步骤，这是以到多个基地接收机的选择部分的先前的入网传输为基础的，基地接收机将从多个移动用户单元之一接收入网传输，该方法还包含在构成特殊接收机集团的每个基地接收机上所接收的对入网传输进行解码的步骤。

本发明的第二方面，一个具有多个基地接收机和为有效入网信道重用而构成的多个移动用户单元的双向报文传送系统，该系统包含从多个基地接收机的选择部分构成的接收机集团，这是以到多个基地接收机的选择部分的先前入网传输为基础的，基地接收机从多个移动用户单元之一接收入网传输，该系统还包含一个控制器以监视所构成的接收机集团，它对应于每一个移动用户单元。

图1说明一个按照本发明的分组时隙(Slot)结构，它用于正向(出网)和反向(入网)信道。

图2是按照本发明的用于有效入网信道重用系统的方框图。

图3是按照本发明的用于有效入网信道重用系统的另一方框图。

图4是按照本发明的用于有效入网信道重用方法的流程图。

在Motorala的ReFLEX^TM25和InFLEXion^TM系统中，必须预定安排或非预定安排(时隙)来自用户单元的传输。具有时隙的非预定的传输也称为ALOHA传输。分离的反向信道时隙专用于这两种不同的传输类型。对于每个反向信道，一个正向信道块信息字指示在一帧期间(图1)分配给预定分组的时隙数。其余的时隙可用于ALOHA传输。如这个实例所示，8个时隙分配给预定的分组，而不多于3个的时隙分配给非预定的分组。当然，其他分配可按照预期的业务量模式分配。入网传输如保留(reservation)请求和用户读取信息响应等都是典型的非预定的ALOHA响应。其他的入网业务如WRU响应，信息ACK/NACK(确认或反确认)和入网信息(带有以前的保留请求)可能是预定的。

一个预定的入网信息传输以一个起始地址单元(SAU)开始，其后是一个或多个数据单元(DU)。SAU是一个单独分组，它具有和ACK/NACK或ALOHA分组同样的结构，可是SAU的信息比特描述在传输中的起始，持续时间以及用于跟随它的数据单元的其他有关信息。一个预定的用户单元数据传输可能由跟随着一个或多个DU的一个SAU所组成。

为了充分利用反向信道，在入网传输中必须实现某些重用。在反向信道的ALOHA(非预定的时隙)部分，由于ALOHA传输的地理上的分散和接收机的俘获效应就出现了某些自然重用现象。对于预定安排的部分，入网传输可进一步分为两类：(1)忘却(Oblivious)的入网传输：通过用户单元的传输，它的位置是未知的(但它的小区可能是已知的)。这种传输类型通常是以单独分组传输的形式。一个忘却的传输的典型例子可能是一个预定的WRU响应；以及(2)非忘却的入网传输：通过用户单元的传输，它的近似位置是已知的(几个接收机的分辨率)。共型的例子包括信息A_CK/NA_CK和入网信息。

请注意入网传输是否是忘却的取决于用户单元的近似位置在那时是否是已知的。它不取决于入网传输类型。一个接收到的入网分组可包含一个或多个以下的信息：主要寻呼机地址；接收机ID；RSSI(接收的信号强度指示)；和/或信息序列数目。

一组接收机可解码同样的入网分组，这组接收机或从这组接收机产生的接收机目录把用户单元的近似位置给予一个RF控制器。利用此后称为接收机集团的接收机可提供有效和动态的入网重用。

参考图2，具有多个基地接收机20和为了有效入网信道重用而构成的多个移动用户单元70和80的一个双向报文传送系统100，它包含由多个基地接收机的选择部分(接收机集团30中的基地接收机31和接收机集团40中的基地接收机41和42)所构成的接收机集团30和40，这是以先前的入网传输到相应接收机集团为基础的，该接收机集团从多个移动用户单元之一接收入网传输。该系统100还包含一个控制器90用以监视相应于每一个移动用户单元所构成的接收机集团。该控制器最好连接到出网发射机(未示出)以便允许控制器发送含有入网程序安排信息的信息到用户单元。用来确定接收机集团中分配或成员资格的先前的入网传输可能是来自多个用户单元之一的信息确认或是具有先前保留请求的入网起始信息。再者，系统100可能还包括接收机集团邻域如图50和60，这是由接收机集团中所有基地接收机以及邻近接收区域内的所有基地接收机所构成的。图2中，接收机集团邻域50和60重叠，而示于图3中的类似系统200具有接收机集团130和140，它们相应的接收机集团邻域160和150并不重叠。系统200还包括基地接收机120，141和142，用户单元170和180以及控制器190。系统100是具有更积极的重用模式的一个例子，它要求在预定时隙期间对于其他的接收机集团邻域没有接收机集团重叠，但允许接收机集团邻域重叠。系统200是具有稍少积极性而更多保守性的重用模式的一个例子，它要求在预定时隙期间没有接收机集团邻域的重叠。

从作用上，在一个双向报文传送系统中，例如具有多个基地接收机和多个移动用户单元的系统100或系统200中，一个用于有效入网信道重用的方法已含从多个基地接收机的选择部分构成接收机集团的步骤，这是以先前的入网传输到多个基地接收机的选择部分为基础的，基地接收机将从多个移动用户单元之一接收入网传输。然后，接收到的入网传输在构成特殊接收机集团的每个基地接收机上得到解码。有几种方案来选择将会构成接收机集团的基地接收机。在一个例子里，在一个预定的时间内当一个特殊的基地接收机从多个移动用户单元之一至少解码一个入网分组信息时，就可挑选多个基地接收机的选择部分。更具体地，假设并且只有当基地接收机31在最后的W分钟内从用户单元70至少已解码了一个入网分组时，基地接收机31才是在用户单元(70)的接收机集团30内，这里W是一个预定的数。这些先前入网传输的典型实例包括WRU响应和入网报文传送保留请求。在任何情况下，构成接收机集团最好要求在一个预定的时期内从多个移动用户单元之一至少解码一个入网分组。

在另一方案中，使用一个基地接收机相关概率来构成接收机集团，其中两个基地接收机(例如基地接收机41和2)相关的概率表示两个基地接收机将解码同一信息分组的可能性。这个概率可能随着接收的信号强度指示信息而改变。最好是接收机集团中的成员资格还通过利用接收的信号强度指示信息受到限制。在一个用户单元传输被许多基地接收机“听见”的情况下，这可能是特别有用的。例如，如果在接收机集团中所有基地接收机都被利用，则在建筑物顶部上的用户单元发射就可能被许多基地接收机听见，并会使将来的入网程序安排复杂化。因此，接收机集团最好限制到一个易管理的数目，比如7个基地接收机。在另一方案中，一个干扰指数被用在构成接收机集团的步骤中以确定可以构成接收机集团相互接近到怎样紧密的程度。例如，象以前对图2和图3解释的那样，干扰指数可指示一个接收机集团和/或接收机集团邻域能够以一种积极的重用模式或是以一种较保守的模式来构成。换句话说，如果基地接收机能够在高干扰环境中(表现为高干扰指数)解码信息，则一种积极的重用模式可能更合适如图2所示。如果基地接收机在低干扰环境中(表现为低干扰指数)解码发生困难，则较保守的重用模式可能更合适如图3所示。构成接收机集团的方法还可考虑一个保护要求状态来确定能够构成接收机集团相互靠近到怎样紧密程度而不会引起数据冲突。注意到SAU解码不正确的情况下这个保护状态要求是有利的，因为跟随SAU的所有DU将会丢失。因为正确解码SAU的关键性保护要求状态将说明比起DU有更多的需要来保护SAU免受干扰或冲突。

参考图4，所示是一个流程图300，它描述在双向报文传送系统中一种用于有效入网信道重用的方法。在步骤302，在一个基地接收机或在多个基地接收机上接收到入网传输，最好是入网传输是预定的含有数据分组的入网传输。在步骤304，该预定的入网传输被区分为忘却的或非忘却的。如果在步骤304入网传输被划分为“忘却的”，则最好运用模拟曲线(未示出)的一种算法在步骤306处用于入网重用程序。如果入网传输在步骤308被划分为“非忘却的”，则在步骤310从多个基地接收机的选择部分构成接收机集团，这是以来自多个移动用户单元之一的被指定为非忘却的多个预定入网传输为基础的。在步骤312，一旦接收机集团构成，随后的入网传输就可依据对接收机集团构成的认识得到安排。在步骤314，在构成特殊接收机集团的每个基地接收机上接收的入网传输得到解码来提供解码的数据分组。这些分组可被组保起来提供所需要的任何差错校正。换句话说，在一个接收机集团上接收的入网传输的有效部分可被组合来提供一个完全的无差错的入网传输。

总之，一个双向报文传送系统内用于有效入网信道重用的方法最好是要求区分忘却的和非忘却的入网传输，并且施加基于入网传输分类的不同的入网重用技术，以及构成基于它们先前入网传输的用户单元的接收机基团(RC)。一个接收机集团是共同合作利用宏分集性来接收预定入网传输的一组接收机。每个接收机集团最好与干扰指数有关，它提供用于程序重用的更多信息。在算法是以模拟的曲线为基础时，动态入网重用预定算法用于忘却的入网传输。用于非忘却的入网传输的动态入网重用预定算法是以接收机集团为基础的。最后，该方法由接收机集团内组合分组更好地完成来提供无差错信息。

对于忘却的入网传输和非忘却的入网传输利用不同的重用技术要求一个调度程序(在控制器内)来进一步划分入网帧的预定部分为忘却的部分和非忘却的部分。依据通过量，忘却的入网传输非常类似于ALOHA传输(应用于Motorola的ReFLEX^TM25和InFLEXion^TM语音系统)而在业务负载中没有变化。所以，对于忘却的传输重用技术可以基于模拟的通过量和再传输性能曲线。

另一方面，用于非忘却的入网传输的程序问题是类似于一个3维(x，y和分组中入网信息长度)的压缩问题。所以用于非忘却的入网传输的重用技术是要找出最佳压缩目标来达到传输质量平衡。此外，当程序重用时，入网传输的“重要性”或优先权是必须考虑的。较高优先权的入网传输必须用较少积极的重用得到保护免受冲击。

假设一个具有正在进行的入网传输的一个用户单元，它的RC由服务于入网信息的正确接收的接收机组成。RC是从来自同一用户单元的过去入网传输推导出的。如上所述，接收机集团是在预定的时间内以入网传输的接收为基础而构成的，或是以接收机相关概率为基础而构成的，这里概率是与两个接收机相关连，它表示两个接收机解码同一分组的似然性。随后概率会随着RSSI信息而改变。一个阈值被用来限定接收机集团。一个干扰指数与每一个RC有关。当RC构成时，干扰指数是“平均”干扰电平的指示。干扰指数与提供的入网业务负荷紧密相关。例如，关于入网帧的每个部分的预期的/预定的业务负荷，调度程序通常有一个很好的主意(经过入网流程控制和预定的/ALOHA边界设置)。入网报文传送保留请求(ALOHA传输)构成的RC能够和与平均业务负荷有关的干扰指示发生联系。干扰指示器提供一个额外的信息给非忘却的入网传输的程序重用。RC具有的干扰指数越高，RC就能承受更紧密的压缩。

设RC是一接收机集团。RC的邻域表示为N(RC)，它由RC中的接收机以及邻近RC中任何接收机的所有接收机组成(见图2和图3)。

设入网传输队列以下列形式的非忘却的入网传输(inbTx)组成：

inbTx＝优先权，RC，实测的干扰指数，(分组1，要求保护)，…，(分组n，要求保护)

在以上表示中，例如，参量(要求保护)是用来指示SAU需要保护免受冲击。

使用接收机集团，或是预测的或是实测的干扰指数以及保护要求参量，入网传输依次地由优先权来排序并被压缩到反向信道时隙中。图2和图3说明一个简单的两级保护方案，这个方法易于实现并且有效。更复杂的方案(多级)可容易地由相同的基本概念导出。

在接收机集团内的分组组合也可简单地加以说明：

设一个入网传输由SAU，DUP1，DUP2，…，DUPn组成，并且设接收机集团由Rx1，Rx2，…RxK组成，假定以下是来自RC的实际解码结果：

Rx1：SAU DUP1××××DUP3…DUPn

Rx2：×××DUP1 DUP2××××…DUPn

RxK：SAU××××DUP2 DUP3…××××

综合结果：SAU DUP1 DUP2…DUPn

利用RSSI或一个分组质量测量，然后诸分组可被综合在接收机集团内。在上例中，入网传输可被恢复成没有差错的。

应该理解所公开的实施例仅是作为例子而本发明并不受其限制。本领域的技术人员将会理解：在附属的权利要求书所定义的本发明的范围和精神以内，可能进行改变和修正。

Claims (10)

1.在具有多个基地接收机和多个移动用户单元的双向报文传送系统中，一种用于有效入网信道重用的方法，包含以下步骤：

从多个基地接收机的选择部分构成接收机集团，这是以先前的入网传输到多个基地接收机的选择部分为基础的，基地接收机将从多个移动用户单元之一来接收入网传输；以及

对于在构成特殊接收机集团的每个基地接收机上所接收的入网传输进行解码。

2.权利要求1的有效入网信道重用的方法，其中在一个预定的时间段内，当一个特殊的基地接收机从多个移动用户单元之一至少解码一个入网信息分组的时候，选出多个基地接收机的选择部分。

3.权利要求1中的方法，其中一个干扰指数用在构成接收机集团的步骤中来确定可以构成接收机集团相互靠近到怎样紧密的程度。

4.权利要求1中的方法，其中构成接收机集团的步骤还包括在一预定的时间段内从多个移动用户单元之一至少解码一个入网分组的步骤。

5.权利要求1中的方法，其中一个保护请求状态用于构成接收机集团的步骤中来确定可以构成接收机集团相互靠近到怎样紧密的程度而不会引起数据冲突。

6.在具有多个基地接收机和多个移动用户单元的双向报文传送系统中，一种有于有效入网信道重用的方法，包含以下步骤：

区分多个预定的入网传输为忘却的或非忘却的，多个预定的入网传输的每一个包含数据分组，

从多个基地接收机的选择部分构成接收机集团，这是以来自多个移动用户单元之一的被指定为非忘却的多个预定入网传输为基础的；以及

对于在构成一个特殊接收机集团的每个基地接收机上所接收的入网传输进行解码来提供解码的数据分组。

7.权利要求6中的方法，其中使用了一个基地接收机相关概率来形成接收机集团，其中概率是与两个基地接收机相关连的，它表示两个基地接收机解码同一信息分组的可能性。

8.权利要求7中的方法，其中概率会随着接收到的信号强度指示信息而改变。

9.具有多个基地接收机和为了有效入网信道重用而构成的多个移动用户单元的双向报文传送系统，包含：

从多个基地接收机的选择部分所构成的接收机集团，这是以先前的入网传输到多个基地接收机的选择部分为基础的，基地接收机从多个移动用户单元之一接收入网传输；以及

一个用于监视所构成的接收机集团的控制器，它对应于多个移动用户单元的每一个。

10.权利要求9中的系统，其中先前的入网传输包括一个来自多个用户单元之一的信息确认。