CN1204440A - 在无线网络中启动用户单元 - Google Patents

Abstract

在基站和用户单元的网络中,在定长时间帧内的若干预定时隙中在基站与用户单元之间传输消息。基站最初拒绝来自第一用户单元的呼叫建立请求。基站检测对和/或来自第一用户单元的通信的质量,并根据该质量启动对或者来自要被接受的第一用户单元的呼叫建立请求。

Description

在无线网络中启动用户单元

本发明涉及一种启动用户单元的方法和通信装置。

本发明参照所附权利要求书定义。优选特征在从属权利要求中展现。

在优选实施例中，本发明提供了一种在基站和用户单元的网络中启动用户单元的方法，其中，在定长时间帧内的预定时隙中在基站与用户单元之间传输消息。该方法包括以下步骤：基站最初拒绝来自第一用户单元的呼叫建立请求，基站检测对和／或来自第一用户单元通信的质量，和根据所述的质量启动对或者来自要被基站接受的第一用户单元的呼叫请求。

如果基站未预先进行识别，则基站最好最初接收来自用户单元的代表用户单元身份的消息。该身份可以是临时的。最好，如果质量被确定是可接受的，则基站向所述的第一用户单元发送确定第一用户单元是否是可接受型用户的证实检验消息，和／或控制第一用户单元性能的配置消息。

系统控制消息能够在用户单元被确认之前传输，但是不正当使用的企图，如试图盗用用户单元去免费通话或免费数据呼叫将不能成功。系统控制消息最好是链路保持信息和／或用于安装的诸如证实和／或配置建立消息的消息。系统控制消息通过加入第一用户单元的识别码优先对所述的第一用户单元寻址。配置建立消息可以包含可用RF载频要被使用的优选级的信息，以使干扰最小。

配置建立信息可以包含RF载频被优先使用、很少被优先使用和不被使用的信息。呼叫建立请求最好是公共交换电话网(PSTN)呼叫建立请求和／或综合业务数字网(ISTN)呼叫建立请求。

消息通信的质量通过测量基站到用户单元方向上和／或与之相反方向上的至少一个信号参数来检测。测量的信号参数可以是用户接收信号功率(RSSI)、前向纠错(FEC)、循环冗余校验(CRC)、解调(例如，π／4四相差分移相键控(DQPSK)解调)中的矢量误差的任选一个或者全部。

如果发现信息通信的质量不够高，则选择另一个基站以接收来自所述的第一用户单元的信息并且重复关于所述的另一个基站的安装用户单元的方法。该方法可以重复若干次，直到足够高的消息通信质量被确定和所述的第一用户单元被有效接受。

本发明还涉及相关的通信装置。

本发明还涉及包括一个基站和多个用户单元的通信装置，通过发送和接收定长时间帧内的若干预定时隙中的消息，基站与每个用户单元通信，其中，基站在预定时间拒绝第一用户单元的呼叫建立请求，并在预定时间向用户单元发送系统控制消息，基站检测对和／或来自所述的第一用户单元通信的质量并根据所述的质量启动对或者来自要被接受的所述第一用户单元的呼叫建立请求。

下面，结合附图以举例的方式说明本发明的优选实施例，附图中：

图1是说明包含基站(BTE-基站终端设备)和用户单元(NTE-网络终端设备)的系统的示意图；

图2是说明用于双工链路的帧结构和时序的示意图；

图3a是说明用户单元到基站的先是‘客户连结’然后是‘正式连结’顺序的示意图；

图3b是说明在图3a所示的‘客户连接’阶段和‘正式连接’阶段信息在基站与用户单元之间发送的消息的示意图。

基本系统

如图1所示，优选系统是电话系统的一部分，其中，从交换机到用户的局域有线回路被固定基站与固定用户单元间的全双工无线链路替换。该优选系统包括双工无线链路，以及完成必要的协议的发射机和接收机。在优选系统与数字蜂窝移动电活系统(如，现有技术中已知的GSM)之间存在相同点。该系统使用基于分层模式的协议，具体地说是下列的层：PHY(物理的)、MAC(媒体存取控制)、DLC(数据链路控制)、NMK(网络)。

在该优选系统中，与GSM的一个区别是用户单元处于固定位置并且不需要越区切换或涉及移动性的特性。这意味着，例如，在该优选系统中可以使用定向天线和市电。

该优选系统中的每个基站提供了从整个频率分配中选择的十二个频率上的六个双工无线链路，以便使临近的基站间的干扰最小。用于双工链路的帧结构和时序在图2中示出。每个双工无线链路包括从用户单元到基站的上行链路，和位于固定频偏上的从基站到用户单元的下行链路。下行链路是TDM，上行链路是TDMA。用于所有链路的调制是π／4-DQPSK，用于所有链路的基本帧结构是每2560比特的帧为十个时隙，即，每时隙为256比特。比特率为512kbps。下行链路被连续发射并含有用于基本系统信息的广播通道。当没有要被发射的用户信息时，下行链路连续使用基本帧和时隙结构，并且含有适当的填充模式。

对上行链路和下行链路传输来说，存在两种类型的时隙：呼叫建立后使用的标准时隙，和呼叫期间使用的导频时隙。

每个下行链路标准时隙包括24比特的同步信息，后面是包含8比特头标的24比特的指定S-字段，再后面是160比特的指定D-字段。其后是24比特的前向纠错和8比特的填充符，再后面是12比特的广播通道。广播通道由基站发射的共同形成下行链路公共信令通道的帧的每个时隙中的段构成，并包含控制消息。该控制消息包含：诸如时隙清单的链路信息，复帧和超帧信息，未接续消息和以系统操作为基础的其它信息。

在呼叫建立期间，每个下行链路导频时隙含有频率校正数据和用于接收机初始化的训练序列，而且仅有短S-字段信息而无D-字段信息。

上行链路时隙主要包含两种类型的数据分组。第一种类型的分组称作导频分组，在建立连接之前用于例如ALOHA(阿乐哈)呼叫请求和允许进行自适应时间校准。另一种类型的分组称作标准分组，由于自适应时间校准的使用，因此，它在呼叫建立时使用并且是大数据分组。

每个上行链路标准分组包含居前的244比特的数据包和其后的4比特周期的斜坡(ramp)。256比特时隙左边的斜坡和剩余比特提供了防止因时序误差而导致的临近时隙干扰的保护间隔。每个用户单元调整其时隙传送的时序，以补偿信号到达基站用去的时间。每个上行链路标准数据分组包括24比特的同步数据，其后是与每个下行链路标准时隙中比特数目相同的S-字段和D-字段。

每个上行链路导频时隙包含居前的长192比特的导频数据分组和其后的用于确定60比特扩展保护间隔的4比特斜坡。如此大的保护间隔是必需的，这是因为这里没有可用的时序信息，如果没有该保护间隔，则传播延迟会使临近时隙发生干扰。导频分组包括64比特的同步，其后是从8比特头标开始和自16比特循环冗余校验结束的104比特的S-字段，然后是2备用比特，14FEC比特，和8尾比特。这里没有D-字段。

上述数据分组中的S-字段可以用于两种类型的信令。第一种类型是MAC信令(MS)，用作基站的MAC层与用户单元的MAC层之间的信令，因而时序是重要的。第二种类型被称作关联信令，它可以是慢速的或快速的，在DLC或NWK层中它用作基站与用户单元之间的信令。

D-字段是大数据字段，对标准电话来说它包含数字化语音，而且还可以包含非语音样本。

在优选系统中，制定了使用询问应答协议的用户单元鉴权的措施。通过把语音或数据与密码比特的不可预测顺序结合来提供普通加密，该密码比特由对发送的超帧数同步的密钥流生成器产生。

此外，发送的信号被扰频，以消除dc分量。

客户连结

用户单元在优选网络中安装，以便与单个基站通信。这里有一系列由图3a概括地和图3b详细地示出的安装处理的步骤。

在消息的客户连结系列之前，要被安装的用户单元测量从基站(即，下行链路)接收的信号的质量，即，接收信号的强度、CRC和FEC误差。

客户连结系列的操作如图3所示。如果通信质量足够高，并且假定检验用户单元后认为具有可接受的标识，则使该连结正式化。否则，进行对另一个基站的客户连结，以确定连结是否能够正式化。

客户连结阶段涉及通信的上行链路(用户单元到基站)和下行链路(基站到用户单元)。

如图3b所示，客户连结处理包含以下步骤：

(1)用户单元接收识别基站有效无线频率的清单，

(2)用户单元测量至少在某些基站有效的容许射率上的接收信号的信号质量，

(3)为了交换系统控制消息的单个目的，通过使用用户单元的暂时识别，用户单元选择用于传输的射率并自动建立对基站的初步接续，

(4)在初步接续期间，基站和用户单元两者均检测各自接收信号的质量，基站向用户单元发送质量检测结果，然后终止初步接续。

对各种选择的用于传输的频率可以重复步骤(3)和(4)，以便确定该频率是否提供了可以使用的足够高的呼叫质量。

如果至少一个射率的信号质量被确定是满意的，那么在用户单元接受来自基站的固定标识符以便识别用户最初呼叫的网络内的用户单元的期间，用户单元在一个可接受频率上建立另一个初步接续。这就是正式连结处理。

在整个连结处理期间，诸如PSTN和其他用户初始化业务的呼叫建立请求不允许经过用户单元。然而，一旦被连结，则接受对用户单元的或者来自用户单元的呼叫建立请求。

如果经客户连结处理认为没有满意的射率，则用户单元重复对不同基站的连结处理，直至连结成功。

Claims (26)

1．一种在基站和用户单元的网络中启动与用户单元通信的方法，其中在定长时间帧内的若干预定时隙中在基站与用户单元之间传输消息，该方法包括以下步骤：在一段时间基站向所述用户单元发送系统控制消息；基站在这段时间拒绝对所述用户单元和／或来自所述用户单元的呼叫建立请求；所述基站检测来自所述用户单元的通信质量，所述用户单元检测对所述基站的通信质量；和根据两个方向的质量启动对要被所述基站接受的所述用户单元或者来自要被所述基站接受的所述用户单元的呼叫请求。

2．根据权利要求1所述的启动通信的方法，其中所述用户单元在一段时间至多与一个基站通信。

3．根据权利要求1或2所述的启动通信的方法，其中如果所述基站未预先进行识别，则所述基站从所述用户单元接收包含表示所述用户单元识别的标识符的消息，所述识别可用于系统控制消息向所述用户单元转发。

4．根据权利要求3所述的启动通信的方法，其中所述识别是暂时的。

5．根据上述权利要求中的任一项所述的启动通信的方法，其中如果质量被确定是可接受的，则第一基站进一步向所述用户单元发送系统控制消息。

6．根据权利要求5所述的启动通信的方法，其中进一步的系统控制消息包括确定所述用户单元是否是可接受型用户单元的证实检验消息。

7．根据权利要求5或6所述的启动通信的方法，其中进一步的系统控制消息包括控制所述用户单元操作的配置消息。

8．根据权利要求7所述的启动通信的方法，其中所述配置消息包括有用RF载频要被使用的优先级的信息。

9．根据权利要求7或8所述的启动通信的方法，其中所述配置消息包含RF载频被优先使用、不优先使用和不被使用的信息。

10．根据权利要求5至9所述的启动通信的方法，其中进一步的系统控制消息包括链路保持消息。

11．根据权利要求5至10中的任一项所述的启动通信的方法，其中进一步的系统控制消息通过加入所述用户单元的标识符对所述用户单元寻址。

12．根据权利要求5至11中的任一项所述的启动通信的方法，其中进一步的系统控制消息包含所述用户单元接受的用于其后呼叫建立请求的路由的固定标识符，基站存储固定标识符和接受包含固定标识符的其后呼叫建立请求的消息。

13．根据上述权利要求中的任一项所述的启动通信的方法，其中所述呼叫建立请求是公共交换电话网(PSTN)呼叫建立请求和／或综合业务数字网(ISTN)呼叫建立请求。

14．根据上述权利要求中的任一项所述的启动通信的方法，其中在基站到用户单元的方向上和／或相反的方向上通过测量至少一个信号参数值确定参数值是否超过预定阈值来检测消息通信的质量。

15．根据权利要求14所述的启动通信的方法，其中至少一个测量的信号参数是用户单元接收信号功率(RSSI)、前向纠错(FEC)、循环冗余校验(CRC)、解调中的矢量误差的任选一个或者全部。

16．根据上述权利要求中的任一项所述的启动通信的方法，其中如果发现通信质量不够高，则选择对所述基站的不同传输频率和对所述用户单元的不同传输频率，并使用新频率执行启动与用户单元通信的方法。

17．根据权利要求16所述的启动通信的方法，其中重复选择不同的传输频率，和借助在被选择频率上的传输来执行启动与用户单元通信的方法，直至足够高的消息通信质量被确定。

18．根据上述权利要求中的任一项所述的启动通信的方法，其中如果发现通行质量不够高，则选择另一个基站以接收所述用户单元的消息和执行关于所述另一个基站的启动与用户单元通信的方法。

19．根据权利要求16所述的启动通信的方法，其中重复选择再一个基站和执行关于选择的再一个基站的启动与用户单元通信的方法，直至足够高的消息通信质量被确定。

20．一种包括基站和多个用户单元的通信装置，所述基站通过在定长时间帧内的若干预定时隙中发送和接收消息而与每个用户单元通信，其中所述基站在预定时间拒绝对和／或来自第一用户单元的呼叫请求，和在预定时间向所述用户单元发送系统控制消息；所述基站还检测来自所述第一用户单元的通信质量，所述第一用户单元检测来自基站的通信质量；和根据两个方向的质量启动对或者来自要被接受的所述第一用户单元的呼叫建立请求。

21．根据权利要求20所述的通信装置，其中如果通信质量被确定是可接受的，则所述基站向所述第一用户单元发送进一步的系统控制消息。

22．根据权利要求21所述的通信装置，其中进一步的系统控制消息包括确定所述第一用户单元是否是可接受型用户单元的证实检验消息。

23．根据权利要求21或22所述的启动通信的方法，其中进一步的系统控制消息包括控制所述第一用户单元操作的配置消息。

24．根据权利要求21至23的任一项所述的启动通信的方法，其中进一步的系统控制消息通过加入所述第一用户单元的标识符对所述第一用户单元寻址。

25．根据权利要求21至24的任一项所述的启动通信的方法，其中如果发现通信质量不够高，则选择对所述基站的不同传输频率和对所述用户单元的不同传输频率，并检测使用新频率的通信质量。

26．根据权利要求21至24的任一项所述的启动通信的方法，还包括另一个基站，其中如果认为与所述第一基站通信的质量不够高，则选择另一个基站以接收来自所述第一用户单元的消息，并检测所述用户单元与所述另一个基站之间通信的质量。