CN1202062A - 移动通讯网络中分组模式下移动台站传输信道分配方法 - Google Patents

移动通讯网络中分组模式下移动台站传输信道分配方法 Download PDF

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Abstract

移动通讯网络中分组模式下,特别半双共模式下的,移动台站传输信道分配方法,尤其是在传输信道多工多信道类型移动通讯网络中的半双工模式,以及传输信道分配给移动台的分组模式,在网络向移动台的被称为下行的方向和在移动台向网络的被称为上行的方向可以分别在每一被称为分配期间的期间内改变,对于一数据分配期间在下行方向的传输信道上收到发射授权,该期间对于随后的分配期间在上行方向上分配传输信道。

Description

移动通讯网络中分组模式下移动台站传输信道分配方法
本发明一般来说涉及一种移动通讯网络中传输资源的分配技术。
众所周知，移动通讯网络中有两种基本的传输模式：
-一种是被称作线路模式的传输模式，在该模式中，传输资源被分配给整个通讯期间，它有或没有信息传输，
-一种是被称作分组模式的传输模式，在该模式中，在通讯过程中传输资源可能被修改，这样就可以根据每一通讯者瞬时不同的需求而在多个通讯者之间更好地分配传输资源。
线路模式特别适用于语音通讯，而分组模式更适应于数据传输，特别是在某一时刻传输流量不正常及在传输的两个方向上非常不对称的的情况，这尤其出现在网络被用于实现移动通讯终端和信息服务器之间传输数据的情况下。
本发明特别是涉及了一种移动通讯网络中分组模式的应用，该应用对于GSM(全球通)类移动通讯网络而言也被称作是GPRS(通用分组无线服务)。
要记住的是，GSM网络是时分多址型网络(或TDMA，时分多路)，其中传输资源由，如图1中所称的，用于网络向移动台方向传输的下行帧(如TD0)的时间信道或时隙(或IT，这里简单地由它们的数字表示，从0到7)及用于移动台向网络方向传输的上行帧(如TM0)组成，下行和上行帧由不同的，分别为上行和下行载频所覆盖。
在一GSM网络中，对于线路模式通讯在下行和上行帧中分配同样的时隙，另外上行帧相对于下行帧有偏移的，如图1所示的时间交错，这可允许移动台工作于被称为半双工的模式，也就是说配备了允许在进行所需频率的通讯时，实现在下行频率上接受和上行频率上发射的交替，而不是同时进行的设备。
在GPRS服务的情况下，在通讯期间内分配给移动台的时隙可以从一帧变到另一帧。另外，众所周知，对于一给定帧，需要将在上行方向上分配给的时隙通知给移动台，同时在前述时隙内，在下行方向上并在这些同样的时隙上给该站一发射授权，该发射授权在实践中被分组含在一特定的被称作USF(上联状态标志)的比特域中。
由于该授权机制，可以看到，为增加分配给发射的连续的时隙的数量，必需要增加对应的分配给接收的连续的时隙数量，但是这样的增加受到半双工模式功能的限制，它要求在分配给接收和发射的时隙之间保持一定的维机等待时间，以能够进行所需频率的通讯。
例如，为一移动台在发射上分配个连续时隙，从IT0到IT3，就必需要为该移动台在接收上分配4个连续时隙，从IT0到IT3，这在实践中对于标准类型的移动台(也就是说仅配有单一频率合成器，也就是说还需要等于两个时隙的维机等待时间)是不可能的，比如我们可以借助于图1来检验这一点。
因此，在GSM网络及工作于半双工模式下标准类型的移动台的情况下，由接收帧所分配的连续时隙的最大数量等于4，由发射帧所分配的连续时隙的最大数量等于3(4个接收上分配的连续时隙对于于两个发射上分配的连续时隙，3个接收上分配的连续时隙对应于3个发射上分配的连续时隙)。
为避免这种缺陷，以及为此而增加每一帧中的发射容量，最好是不再由帧中给出发射授权(或换句话说是“在空中”)，而是由连续的帧组给出，因而该授权在信号信息特别是在被称作“固定的分配”信息中给出。利用该方法，使得可在发射(或接收)上分配全部的帧。
然而该解决方案也有其自身的缺陷。
尤其是，对于一对应于连续帧组的分配期间，预定的分配方案在该整个期间内不再能够被修改；而分配需求可能要改变，尤其是对于在该期间内有紧急请求的情况，在该情况下，最初的分配方案可能显得不再适应了；换句话说，分配期间的延长造成网络反应的缺乏。
另外，如果移动台处于发射时太长时间，在网络尤其是GSM网络单元中，它就不能正常地接听邻近单元，以便进行一方面为了在切换过程中确定通讯所要转移到的最好的单元，另一方面为了能够定位该移动台，及能够控制器发射功率以便减小网络中的总体干扰水平的测量。
当然，也可以保留某些连续的帧组以便在临近的单元上进行这样的测量，但是这会在测量的时间内导致测量集中，这对于所得到结果的良好表达性不利(理想情况下，对于良好的表达性，是将这些测量分布在所有的帧上)。
另外，为在网络中能够确定保留给这些测量的帧的数量，必须使移动台向网络传输特殊的信号信息，特别指出相邻单元的数量，移动台能够进行测量的速度，等等，这会牺牲要传送的应用数据。
本发明本质上是提供一种分配系统，它是在两种系统之间的一种良好折衷，也就是说它基本上保留了帧分配的优点，同时一定程度上提高了帧的发送能力。
因此本发明的目的在于提供一种移动台数据传输信道的分配方法，尤其是在用复用传输信道使用分组模式的电信通讯网络中的半双工模式，在网络向移动台的被称为下行的方向和在移动台向网络的被称为上行的方向可以分别在每一被称为分配期间的期间内改变，对于一数据分配期间在下行方向的传输信道上收到发射授权，该期间对于随后的分配期间在上行方向上分配传输信道，
该方法的特征在于，对于要分配的数据分配期间在下行方向上的传输信道上收到的发射授权，在上行方向上对于随后的分配期间不仅有该信道，也被称为授权信道，而且也有连续的可从授权识别的传输信道，按照预定的规则，在随后的分配期间在上行方向上分配。
本发明其它的目的和特征将结合附图和实施例在下面的说明书中说明，其中：
-图1是在网络中，尤其如GSM网中下行和上行帧原理的简图，
-图2是用于说明本发明不同实施例的略简图，该例是对于GSM网的GPRS服务的应用，
-图3是将发明的分配方法付诸应用的移动台的原理图，
-图4是将发明的分配方法付诸应用的移动通讯网的固定站(或基站)的原理图。
在图2的实施例中简略地示出了连续的下行帧组，TDm，…TDm+7，…，TDn，…TDn+7，…，TDp，…TDp+7，…，TDq，…TDq+7，…TDr，…TDr+7，…，及对应的连续上行帧组，TMm，…TMm+7，…，TMn，…TMn+7，…，TMp，…TMp+7，…，TMq，…TMq+7，…TMr，…TMr+7，…，这些帧的每一个分组括，如前所述，IT0到IT7的8各时隙组(由其0到7的数字简单标记)，并且上行帧，如前所述，相对于下行帧被岔开3个时隙。
另外还以斜线的形式指出了网络在下行帧向移动台传输的时隙，以及移动台在上行帧向网络传输的时隙，并以方格的形式指出了网络向移动台传输发射授权的时隙。
在第一例中，对应于下行帧TDm到TDm+7及上行帧TMm到TMm+7的情况，网络在下行帧TDm到TDm+3的时隙IT0到IT5内向移动台传输数据，而不需要向移动台给出发射授权。
在此情况下，移动台在后续的上行帧TMm+4到TMm+7内不传输，因而网络能够在TMm+4到TMm+7帧内以在帧TDm到TDm+3上的形式继续传输，在这种情况下是在时隙IT0到IT5。
在第二例中，对应于下行帧TDn到TDn+7及上行帧TMn到TMn+7的情况，网络在下行帧TDn到TDn+3的时隙IT0到IT5向移动台传输数据，同时另外向移动台给出，举例来说在这些帧的时隙IT0内，发射授权。
在该第二例中，移动台不仅在每一TMn+4到TMn+7随后的上行帧的时隙IT0，也被称为授权时隙内传输数据，而且还根据预定义的规则在自该授权时隙后可识别的、连续的时隙内传输数据。
对于该预定义规则，举例来说可以是定义一个时间窗口，它由相邻的时隙构成，并且在其中传输授权时隙，所述的连续时隙由那些在授权时隙及该窗口的最后时隙(分组括该最后一个)之间所分组括的该时间窗口的时隙所构成，并且对于给定的通讯，它被看作是可分配给移动台的。
在这里所考虑的GSM网及一标准地工作在半双工模式的移动台的例子里，这样的时间窗口在这样的情况下，考虑标准移动台为进行所需频率的通讯需要2个时隙，就不必分组括超过4个相邻的时隙。
在例子中，对于图2中所示的不同实施例，该时间窗口由时隙IT0到IT3构成，并且在不同的实施例中，另外还要考虑到该窗口的所有时隙都可以被分配给所考虑的移动台，尤其是因为它们中的任何一个都不能被分配给其它的移动台。
根据第二各例子，授权时隙由时隙IT0构成，因而在这种情况下移动台在帧TMn+4到TMn+7的后继上行帧的时隙IT0到IT3中网络只在对应下行帧TDn+4到TDn+7的ITO的诸时隙发射，以使移动台有时间进行必要的频率切换。
根据第三例，对应于下行帧TDp到TDp+7及上行帧TMp到TMp+7的情况，网络在下行帧TDp到TDp+3的时隙IT0到IT5中向移动台传输数据，另外在这些帧的时隙IT1内同时向移动台给出发射授权。
在该第三例中，在这种情况移动台下在帧TMp+4到TMp+7之后的上行帧的时隙IT1到IT3内传输数据，网络在对应于TDp+4到TDp+7的下行帧的时隙IT0和IT1中不再发射，以为移动台进行所需频率切换留出时间。
根据第四例，对应于下行帧TDq到TDq+7及上行帧TMq到TMq+7的情况，网络在下行帧TDq到TDq+3的时隙IT0到IT5中向移动台传输数据，另外在这些帧的时隙IT2内同时向移动台给出发射授权。
在该第四例中，在这种情况移动台下在帧TMq+4到TMq+7之后的上行帧的时隙IT2和IT3内传输数据，网络在对应于TDq+4到TDq+7的下行帧的时隙IT0和IT2中不再发射，以为移动台进行所需频率的切换留出时间。
根据第五例，对应于下行帧TDr到TDr+7及上行帧TMr到TMr+7的情况，网络在下行帧TDr到TDr+3的时隙IT0到IT5中向移动台传输数据，另外在这些帧的时隙IT3内同时向移动台给出发射授权。
在该第五例中，在这种情况移动台下在帧TMr+4到TMr+7之后的上行帧的时隙IT3内传输数据，网络在对应于TDr+4到TDr+7的下行帧的时隙IT0和IT3中不再发射，以为移动台进行所需频率切换留出时间。
该最后一例尤其是对应于网络向移动台的前述的数据传输后，网络向移动台请求确认的情况，在该例中发射时仅为移动台分配一个时隙。
以前所考虑的其它例子中在发射时要为移动台分配一个以上的时隙，它对应于与移动台需要向网络传输数据的情况，该需求按照公知技术要预先进行授权程序下与网络切换。
在发射时分配给移动台的时隙的数量的选择，以及授权时隙位置的选择特别是根据网络向移动台的传输需求而由网络进行。
换句话说，所述的授权信道根据由移动台传输的数据量来移动所述的授权信道，以便根据该数据量的减少或增加来减少或增加所述连续信道的数目。
另外，当所述连续信道数目增加时，接收时分配的传输信道的数目被减少，以便在接收和发射间保留足够的维机时间，保证按所述的半双工模式运行。
在所述的实施例中，要考虑到所有的在该例中由时隙IT0到IT3构成的时间窗口时隙都可以在给定的通讯中被分配给所考虑的移动台。它不必是这种情况；例如，如果由时隙IT0到IT3构成的时间窗口的时隙IT2是不空闲的情况：
-在时隙IT0上给出授权的情况下，移动台在时隙IT0，IT1和IT3上发射，
-在时隙IT1上给出授权的情况下，移动台在时隙IT1和IT3上发射，
-在时隙IT3上给出授权的情况下，移动台如前所述在时隙IT3上发射。
在这里所考虑的GSM网和工作在半双工模式的标准移动台的实施例中，要考虑到在发射或接收时不分配时隙对于使移动台在相邻单元上进行测量来说是必需的，并且，在进测量之外，另外进行频率通讯的情况下，需要两个不分配给发射或接收的连续时隙。
因此，在图2所示的不同实施例中，不分配给发射或接收的下行帧TDm到TDm+7，TDn到TDn+3，TDp到TDp+3，TDq到TDq+3，及TDr到TDr+3的时隙IT6和IT7可被用于该测量，而且如果需要，还可用于根据频率跳跃技术(或跳频)的发射情况执行接收频率的切换。
同样，在所示的实施例中，下行帧TDn+4到TDn+7的时隙IT1和IT7，下行帧TDp+4到TDp+7的诸时隙IT2和IT3，下行帧TDq+4到TDq+7的诸时隙IT3和IT4。IT4以及下行帧TDr+4到TDr+7的时隙TD4和TD5能够被用于这样的测量及用于进行频率通讯。
因此可以看到，在图2中所示的每一个实施例中，由帧进行的测量可以进行，这是对应于前述的理想情况。
唯一的未特别示出的不能借助于帧来进行测量的情况对应于一下行帧，其时隙IT0到IT7的全部被分配给接收。
为考虑该测量的欠缺，及相应地为对于网络维持在单位时间内一定的测量数量，一种解决方案在于，在上行帧中，向这些帧的时隙IT0方向移动用于移动台确认的时隙，以便相应地减小与其相关联的下行帧上接收时所分配时隙的数量。例如，在第五个实施例中，在从上行帧TMr+4到TMr+7的时隙向同样帧的时隙IT2，或IT1，或IT0移动确认时隙时，根据情况，释放相关的下行帧TDr+4到TDr+7的时隙IT3，或时隙IT2和IT3，以进行该测量。
在此情况下，在相关的下行帧TDr到TDr+3中传送的发射授权，根据情况，将在这些下行帧的时隙IT2，IT1，或IT0中传送。尽管这会造成发射时超过一个时隙的分配(根据情况，所考虑的上行帧TMr+4到TMr+7的时隙IT2和IT3，或IT1，IT2及IT3，或IT0，IT1，IT2及IT3)，只有这些时隙的一个被用于确认，这将另外释放气体的时隙以进行测量。
图3的略图在于说明在移动台中为使用本发明分配方法而使用装置的形式。
这样的移动台分组括：
-在下行帧上的接收传输信道和，及在该接收信道分组含的发射授权测量的装置1，
-上行帧上的发射传输信道装置2，
-这些发射和接收装置的控制装置3，以便使得它按照所述的方法运行，
图4的略图在于说明在移动通讯网络的固定站(也称为基站)中为使用本发明的分配方法而使用的装置的形式。
这样的固定站分组括：
-在所述下行帧上传输信道中数据发射装置4，并且发射授权在发射信道的某一个上，
-在所述上行帧上传输信道的接收装置5，
-这些发射和接收装置的控制装置6，以便使得它按照所述的方法运行，
发射(2或4)装置或接收(1或3)装置可以是传统的装置，这里就不再赘述。
为使整体能够依据所述的方法运行，对于所署技术领域的技术人员不会带来任何问题的控制装置(3或6)的特殊实现也不再进行详细的描述。
另外要理解的是，图2中所示的不同情况仅是构成了用于说明本发明分配方法的例子，并且仅是在实践中大量可能存在的其它情况中的例子。
还要理解的是，尽管本发明的分配方法对于在GSM网络GPRS服务使用情况多有描述，但本发明并不限于这样的应用，并且另外也不限于TDMA网络，也就是说由时间信道的多工带来的多信道，而且一般而言可用于所有的传输信道多工的多路网络，它可以是TDMA网络(“时分多路”)，FDMA(“频分多路”)或CDMA(“码分多路”)网络。

Claims (7)

1.一种向移动台数据传输信道的分配方法，尤其是在使用分组模式及复用传输信道来有多址的类型移动通讯网络中的半双工模式，在网络向移动台的被称为下行的方向和在移动台向网络的被称为上行的方向可以分别在每一被称为“分配期间”的期间内改变，对于一数据分配期间在下行方向的传输信道上收到的发射授权，该“分配期间”指示对于随后的分配期间在上行方向上分配传输信道，其特征在于，对于要分配的数据分配期间在下行方向上的传输信道上收到的发射授权指示在上行方向上对于随后的分配期间不仅有该信道，也被称为授权信道的授权，而且也有连续的传输信道的授权，按照预定的规则，在随后的分配期间在上行方向上分配。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的预定义规则是这样的，定义一个时间窗口，它由相邻的时隙构成，并且在其中传输授权时隙，所述的连续时隙由那些在授权时隙及该窗口的最后时隙(分组括该最后一个)之间所分组括的该时间窗口的时隙所构成，并且对于给定的通讯，它是可分配给移动台的。
3.根据权利要求1和2所述的方法，其特征在于所述的授权信道根据由移动台传输的数据量来移动所述的授权信道，以便根据该数据量的减少或增加来减少或增加所述连续信道的数目。
4.根据权利要求1到3中任一项所述的方法，其特征在于当所述连续信道数目增加时，接收时分配的传输信道的数目被减少，以便在接收和发射间保留足够的维机时间，保证按所述的半双工模式运行。
5.根据权利要求1到4中任一项所述的方法，其特征在于在唯一的传输信道中用于授权由移动台的确认发射的授权时隙被移动，以便增加所述连续信道的数量，及由此减少在接收时分配的传输信道的数量，以便释放移动台为接听网络的传输信道。
6.为将权利要求1到5之一分配方法应用的移动台，其特征在于它分组括：
-在下行帧上的接收传输信道和，及在该接收信道分组含的发射授权测量的装置1，
-上行帧上的发射传输信道装置(2)，
-这些发射和接收装置的控制装置(3)，以便使得它按照所述的方法运行，
7.为将权利要求1到5中任一项的之一实施方法应用的无线通讯网络的固定站，其特征在于它分组括：
-在所述下行帧上传输信道中数据发射装置(4)，并且发射授权在发射信道的某一个上，
-在所述上行帧上传输信道的接收装置(5)，
-这些发射和接收装置的控制装置(6)，以便使得它按照所述的方法运行，
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