CN1227924C - 分组数据传输的用时分复用移动无线电系统的移动站和基站之间配置无线电接口的方法和基站系统 - Google Patents

分组数据传输的用时分复用移动无线电系统的移动站和基站之间配置无线电接口的方法和基站系统 Download PDF

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Abstract

按本发明外加用短识别码标志移动站。在用于配置无线电接口的方法上给这些移动站分配用于上行方向的传信令的各时隙。按一种可规定的序列进行用于上行方向的传信令的一个或多个时隙的分配，在此通过含有短识别码的和时隙标志的指示器信号进行此分配。此分配因此是与从或向移动站的分组数据传输的序列无关的。

Description

分组数据传输的用时分复用移动无线电系统的移动 站和基站之间配置无线电接口的方法和基站系统
为了在两个通信终端设备之间传输数据，可采用各面向连接的方案和基于各逻辑连接的各种方案。在各面向连接的数据传输时，必须在数据传输的整个时间内准备就绪在两个通信终端设备之间的各物理资源。
在经各逻辑连接的数据传输时是无需持续地准备就绪各物理资源的。这种数据传输的一个实例是分组数据传输。在这里，在整个数据传输的持续期间，在这两个通信终端设备之间存在着一个逻辑连接，可是仅在各数据包的本身传输时间内间才准备就绪各物理源。该方法基于，数据以短的数据包传送，在其之间可能出现较长的时间间隔。在介于这些数据包之间的各间隔中这些物理资源可供各其它的逻辑连接支配。针对一个逻辑连接节省了各物理资源。
尤其对于具有各有限物理资源的各通信系统呈现由各文献DE 4402 930A1和EP 0 681 406 A1中公开的分组数据传输方法。例如在像GSM移动无线电系统(全球移动通信系统)那样的各移动无线电系统中，频段中的这些物理资源一频率信道和时隙的数目-是有限制的，并且必须合理地加以利用。
GSM移动无线电系统是时分复用移动无线电系统的一个实例，在此可将一个频率信道之内的时隙划分到不同的通信终端设备上。移动无线电网的网侧无线电站是经一个无线电接口与各移动站通信的一个基站。从一个移动站向基站的传输称为上行方向，从基站向一个移动站的传输称为下行方向。通过每个时分复用帧的至少一个时隙形成为分组数据传输而保留的一个信道。此外载频和也许还有一种频率跃变序列表明此信道。
此GSM移动无线电系统原先曾为语音传输设计的，在此曾为在移动站和基站之间持续的信息传输保留了一个信道。可是在分组数据传输时使用一个共同的信道用于多个移动站的分组数据传输。外加于这些分组数据还传输各信令信息，对这些信令信息以各循环的间隔在此信道内安排一个时隙。
随着区分为逻辑的和物理的连接带来的是，虽然对一个移动站存在一个逻辑连接，毕竟经越某个时间区间不传输分组数据。可是只要从移动站向基站不进行传输的话，基站针对移动站的各传输情况的各种测量是不可能的。事先所计算的各种值失去它们的有效性，并且在重新分配各物理信道时必须新确定这些值，或者基站必须保障如此调节这些传输情况，使得有保证的传输在任何情况下都是可能的。后者例如导致一种过高的或者甚至是最高的发射功率调节。
因此基于本发明的任务在于，提供具有较好配置分组数据传输用的空气接口的一种方法和一个基站系统。通过具有权利要求1各特征的方法和通过具有权利要求10各特征的基站系统解决此任务。从各从属权利要求可获悉本发明的各有利的进一步发展。
按本发明外加地用各短识别码表明这些移动站。在用于配置无线电接口的方法上，将用于上行方向传信令的各时隙分配给这些移动站。按一种可规定的序列进行用于上行方向传信令的一个或多个时隙的分配，在此通过含有各短识别码和时隙标志的各指示器信号进行此分配。此分配因此是与来自或通向移动站的分组数据传输的序列无关的。
通过灵活分配用于传信令的时隙也能由基站对那些当时未给它们分配物理信道的各移动站，进行通向无线电接口的一种持续的测量。在恢复分组数据传输时因此而存在着用于配置无线电接口的，立即有效的各测量值。
按一种其它的有利发展，选择了各移动站的各短识别码外加在分组数据传输用的移动无线电系统之内的各移动站的各标志上。这些短识别码使得改善经此无线电接口在网络和各移动站之间的资源利用成为可能，因为这些短识别码是与网络中的这些移动站的各已知地址无关的，并且这些短识别码独立于分组数据传输按各个别的要求灵活地实施此传信令。
在用于配置无线电接口的方法的一种有利的发展上，在一个用于传信令的时隙中汇总和传输针对多个移动站用的无线电接口的各配置数据。这样的传信令对下行方向是重要的，因为在此时隙期间含有着用于配置移动站用的无线电接口的各种信息，例如用于发射功率调节的各值或发射时刻用的提前作用时间(定时超前Timing Advance)。由于对每个移动站只需要少量数据，将各配置数据汇合在一个通信信息中节省传输容量，从现在起此传输容量供各相邻小区测量或供其它方面的各传信信息支配。
在用于下行方向上传信令的一个单一时隙中，或者在用于传信令的多个不依次相继的时隙中，一个移动站用的这些配置数据能与其它各移动站用的各配置数据一起传输，在此情况下有利地以重复方式或配备以编码或者误差识别。在后者情况下嵌套带来一种误差防护。可以调定哪些时隙汇合成一个这样的传信令字组。在这样利用用于传信令的例如每第二个时隙时，可以利用位于这之间的各时隙于各相邻小区测量。
当传输少量配置数据(例如仅传输提前作用时间)时，或当只要供应少数移动站时，可以进一步提高这些相邻小区测量用的各时隙的份额。在此可以安排汇合顺序的一种循环的适配。这样的适配创造了传信令工作量对分组数据传输用的各移动站各实际需求的一种较好适配。
按本发明可以实现提前作用时间用的一种闭式调节回路，因为给上行方向上的各移动站分配了用于传信令的各时隙，而在下行方向上各移动站用的各传信令字组以短的延迟时间到达。有利地只有移动站和基站参与了该调节回路。由于与分组数据传输相反对于该传信令不需要在一个移动站和一个数据字组之间的具体分配(通常在一个基站控制器中进行)，基站可以单独进行提前作用时间的调节。在此取消了在基站和基站控制器之间的传信令工作量。
按本发明的一种其它的发展互相独立地进行提前作用时间的配置和发射功率调节。按在移动站和基站之间的一种闭式调节回路确定此提前作用时间，在此通过合适地选择用于传信令的各时隙可以安排介于两次确定之间的一个较长的循环。鉴于相对于信号传播速度为慢的移动站的运动，只需要以几秒的间隔确定此提前作用时间。
在确定基站的发射功率调节时，有利地将发射功率瞄准共同信道上的具有各最恶劣传输连接的移动站。在此可以独立于提前作用时间的确定设置各开式或闭式调节回路。在为各单个移动站所需的各发射功率之间有各巨大差别时，以及在存在着多个共同信道时，按所需的发射功率将这些移动站分配给这些信道是有利的。
有利地在两个传输方向上，即在上行方向上和在下行方向上，互相独立地进行分组数据传输。因而一个移动站可以在上行方向上发送数据，或在下行方向上从网络接收数据。也可以对一个移动站安排向两个方向的分组数据传输。在上行和下行方向上的这种分开，使得在利用各无线电技术资源时的和当然也在布局，必要时仅发送或接收的，各移动站时的巨大灵活性成为可能。
由一个移动站有利地在用于传信令的一个时隙之内将一个结束的信号传送到基站上。该结束的信号例如含有对基站各信号的，移动站的各接收值(RXLEV，RXQUAL)，由此在下行方向上的分组数据传输时基站的立即的发射功率调节是可能的。采用对每个时隙传送一个闭合的信号的办法，直到在基站上存在着移动站的接收电平的时间和配置无线电接口用的时间在变小。基站从用于在上行方向上的传信令的各次发送中确定针对各自移动站的各基站的提前作用时间或接收电平。
将提前作用时间用的和发射功率用的这个或这些确定的值或调节值传送给下行方向上的移动站，该移动站接着也能进行用于配置无线电接口的这些必要的调节。
为额外地从用于分组数据传输的各时隙中进行基站的提前作用时间的和/或接收电平的确定时，进一步加速此配置。甚至通过向各移动站分配各短识别码能够影配置的调节时间。如果例如给一个移动站分配多个短识别码的话，则缩短此调节时间。通过在一个宏帧的末尾相应地选择某些短识别码，同样能够使这些延迟时间保持短暂。甚至限制短识别码的数目导致用于为一个移动站传信令的时隙的较快可重新利用性，并且导致缩短延迟时间。有利地按各传输情况和按为分组数据业务而安排的移动站数目来调节短识别码的数目。
如果将用于下行方向上传信令的多个时隙汇合成一个传信令字组的话，则有利同时对地多个移动站进行传信令。可是同样可以在各分组数据之内进行下行方向上的传信令，以致于例如可以连续地，不利用用于传信令的各时隙来适配发射功率调节，并且使得额外的各时隙供相邻小区测量来支配。
甚至通过选择某些发送字组类型可以降低传信令工作量。如果与所谓的选址字符组相反地采用各常规发射字组(常规字符组)的话，则通过对较大数目的位取平均值是能确定发射功率的，由此提高测量精度或需要用于发射功率调节的较小数目的重复的测量值。当已经存在提前作用时间用的各有效值时，则有利地采用这样的各较长的发射字组用于发射功率调节。
以下根据各图示用各实施例详述本发明。在此所展示的
图1为用于分组数据传输的，时分复用移动无线电系统的一个方框电路图，
图2为带有时分复用的一个频率信道，
图3为分组数据传输用的信道的这些时隙，以及
图4为关于传信令的各时隙的使用(表1，2，和3)。
按图1的时分复用移动无线电系统例如是一个GSM移动无线电网GSM，此GSM移动无线电网含有带有一个控制装置BSC的和一个基站BS的至少一个基站系统BSS。各移动站MS位于其中一个所示基站BS的无线电作用半径内。此基站系统BSS建立通向GSM移动无线电网GSM的各其它装置的连接。
这些其它的装置例如是一个移动交换站MSC和用于实现各交互功能IWF的一个单元。移动交换站MSC和各交互功能IWF的协作产生也称作为GSN(GPRS支持节点)的一个包交换站。该包交换站是连接到用于语音交换的一个MSC上的，可以另可选择地将此包交换站实现为取下的独自单元。
GSM移动无线电网GSM是可以与各其它通信网连接的。例如一个其它的通信终端设备KEG是可与此GSM移动无线电网连接的，或者本身是该GSM移动无线电网GSM的组成部分。
应该利用此GSM移动无线电网GSM用于与已知语音传输平行的分组数据传输。在此用于实现各交互功能IWF的装置能够建立GSM移动无线电网GSM与各数据传输网的以及由此通向其它通信终端设备KEG的耦合。
在这些移动站MS和一个基站BS之间的无线电接口是通过一个频率和至少一个时隙ts表征的。按图2例如将八个时隙ts(ts0至ts7)汇合成一个帧R。此帧R循环地重复，在此一个重现的时隙，例如时隙ts＝ts4属于一个信道。以下在业务GPRS(General Paket RadioServices通用包无线电业务)的意义上，采用该时隙ts作为分组数据传输用的信道GPRS-K。
如果一个移动站MS应利用该业务的话，此移动站则按GSM术语用一个短的所谓的选址字符组进行一次随意地访问(随机访问)，并且更换到一个专用的检查信道上。接着是鉴别和规定在逻辑连接方面的前后关系(备用状态)。如果此其它的通信终端设备KEG应经此分组数据业务与一个移动站MS通信的话，则在网侧进行呼叫(寻呼)以及所述的随意访问。
对于移动站MS应发送或接收各数据包(就绪状态)的情况，在存在逻辑连接时进行一次其它的随意访问。在此给移动站MS也分配一个短识别码id和相应的GPRS信道GPRS-K。随此之后在网侧确定基站BS中的提前作用时间(定时超前)ta和接收电平pb。随即给移动站MS分配四个彼此相继的时隙T作为上行方向上的一个分组数据字组TCH。必要时外加地传输用于发射功率检查的一个说明。
现在应借助图3和图4(表1和2)展示分组数据传输和所属的传信令。
每次将用于分组数据传输的四个时隙T汇合成一个分组数据字组TCH。三个这样的分组数据字组TCH和用于传信令的一个时隙A，I重复四次成为包括52个帧的一个宏帧。这既适用于上行方向也适用于下行方向。两个这样的宏帧此外又形成一个更高阶的帧。一个宏帧持续240ms。
具有四个时隙T的一个分组数据字组TCH的这些信息是嵌套的。在上行和下行方向上灵活地将通向各不同移动站MS的各分组数据字组TCJ分配到一个或多个移动站MS上。以此可以实现各不同的数据速率。用各种优先化可以经过对此GPRS信道的访问在这些移动站MS之间作出抉择。以下分开观察上行方向和下行方向，在此一个移动站MS完全可以在两个方向上通信。在频带中进行存在逻辑连接期间的各分组数据字组TCH的分配，意即在这些分组数据字组TCH之内通过各指示器信号向这些移动站MS指出，谁可以利用以下各分组数据字组TCH。
在下行方向上不仅嵌套用于分组数据传输的四个彼此相继的时隙T，而且也进行形成一个传信令字组GACCH的各传信令信息的嵌套。在此按图3将用于传信令的每第二个时隙A汇合成传信令字组GACCH，在此期间采用位于其间的各时隙I用于各相邻小区中的各移动站MS的各种测量。用于传信令的和相邻信道测量的各时隙A，I的顺序也可以遵循一个其它的序列，例如A/I＝1/3。按基站BS的各传输条件进行各序列的转换。
这些相邻小区测量用来求出在各传输条件恶化时，可在瞬间分配的信道上选择的各基站BS。在此移动站中通过这些测量存在一个优先清单。
一个传信令字组GACCH在此含有多个移动站MS用的各信息，对此请参阅表1和表2。另可选择地(表3)能够减少每个传信令字组GACCH的时隙数目，并且外加于或替代嵌套地在一个时隙中多次传输这些配置数据(提前作用时间TA和/或发射功率调节PC)，或者给这些配置数据例如通过一种编码配备一种其它的防护。
当仅仅进行一种提前作用时间确定，并且像下述那样传信令此提前作用时间确定时，则按本发明的方法是特别有利的。与此无关地进行发射功率求取。通过如此分开地求取两种配置数据TA，PC产生在配置无线电接口时的一种更高的灵活性。为了简化，以下却在确定提前作用时间TA和发射功率调节PC时从一个同类的调节回路出发。
例如GACCH字组含有移动站1至4用的提前作用时间TA的和发射功率调节PC(例如基站BS的接收电平Pb或所要求发射功率)的这些值。因此在此情况下，直到重复此提前作用时间TA和这些发射功率值PC时的持续时间为480ms。如果仅对两个移动站，例如对在上行方向上发送的两个移动站进行传信令的话，可将短识别码id的数目降低到二，并且此延迟时间从现在起为240ms。
在上行方向上如下地来进行用于传信令的各时隙A的分配。按表1进行上行方向上的各移动站1至2用的各时隙A0至A1(短识别码id0到1)的分配，并且在下行方向上的各移动站MS2至MS3用的各时隙A2至A3(短识别码id2至3)的分配。如果这些移动站MS既在上行方向也在下行方向上通信的话，则按表2进行用于传信令的各时隙A的分配。
在按表1分配时，也就是在分开观察上行方向和下行方向时，每个移动站MS在分配给它的用于传信令的时隙A中，将一个专门编码的选址字符组发送到基站BS上。此移动站在其中传信令，以何种场强和质量(RXLEV，RXQUAL)曾在下行方向上接收了基站BS的这些传信令字组GACCH。此基站BS测定移动站MS的这些发送(所分配的用于传信令的各时隙A)，以便确定移动站MS的提前作用时间TA和发射功率或发射功率变化PC，并且向此移动站传信令。此移动站MS因此获得它在上行方向上发送各分组数据字组TCH时利用的各值。
当随后在下行方向上将数据传输用的各分组数据字组TCH发送到此移动站MS上时，基站BS使用由移动站MS报告的接收电平pm用于调定适当的发射功率。对于上行方向上的各提前作用时间的和各发射功率值的现实性产生以下各延迟时间：移动站MS以480ms的间隔获得各新的值。在各时隙I，A的序列上注视到，介于由移动站MS在上行方向上的传信令和在下行方向上为该移动站MS安排的传输之间的时间是微少的。
按表3已如下地构成下行方向上的传信令，使得已给每个移动站1至4分配了用于传信令的一个独有的时隙A，在此时隙TA中传输带有外加误差防护的提前作用时间TA。利用此共同信道GPRS-K的移动站越少，则越少需要这样的用于传信令的时隙A，并且有越多的时隙I供各相邻小区测量，供额外的传信令(例如解除连接，频率更换)或也供额外的数据传输来支配。
可如下地改变这些实施例，使得如此地采用各短识别码id，以致于以优先权来使用这些短识别码id1或3。在此情况下产生近乎最有利情况的为240ms的各种延迟时间。甚至在双重采用各短识别码id时，介于各新值到达之间的间隔在减小。如果进一步限制短识别码的数目的话，则此延迟时间也缩短。如果对于各较长的时间是可以接受未更新的各值的话，则也可以以四连步骤将短识别码id的数目提高到8，12，16等等。
使各短识别码id的分配尤其适配于各传输条件，意即适配于提前作用时间TA的事先已记录的各种改变和适配于各种发射功率变化。同样地考虑到，多少个移动站MS想利用经此GPRS信道GPRS-K的这种分组数据传输。
基站BS通过上行方向上的用于传信令的各时隙A的固定分配是持续地了解无线电接口的这些现实传输情况的，并且可以进行无线电接口的相应配置。对于各移动站MS存在一个闭式调节回路，这些移动站如此在上行方向传信令，并且在下行方向经各传信令字组GACCH向这些移动站传送用于提前作用时间TA的和用于发射功率调节PC的各值。当此移动站MS瞬间不发送或接收分组数据时，此调节回路则也是可能的。
可是如果向移动站MS在上行或下行方向上也分配了各分组数据字组TCH的话，也能为此额外地计算和传送提前作用时间TA的或接收电平pb的各值。
经此无线电接口的面向分组数据地传输各种信息尤其适合于各种远程信息处理应用，传真与数据传输，各种销售点的实施，船队管理和各种交通管理系统。

Claims (9)

1.用于在分组数据传输用的时分复用移动无线电系统的一个移动站(MS)和一个基站(BS)之间配置无线电接口的方法，在此
-从一个移动站(MS)向基站(BS)的传输称为上行方向，而从基站(BS)向一个移动站(MS)的传输称为下行方向，
-由每个时分复用帧(R)的至少一个时隙(ts，T，A)形成一个信道(GPRS-K)，
-经此信道(GPRS-K)进行多个移动站(MS)的分组数据传输，在此每个移动站(MS)是用一个识别码标志的，
-在信道(GPRS-K)中以各循环的间隔安排了用于传信令的一个时隙(ts，A，I)，
其特征在于，
-外加地用在信道(GPRS-K)中各明确的短识别码(id)标志分组数据传输用的这些移动站(MS)，
-由此基站(BS)按一种可规定的序列给此移动站(MS)在具有用于传信令的全部时隙(ts，A)的一个循环中专有地分配用于上行方向传信令的一个或多个时隙(ts，A)，
-在此通过含有各短识别码(id)的和各时隙标志的各种指示器信号进行用于上行方向传信令的一个或多个时隙(ts，A)的专有分配，并且
-在此此分配是与来自或通向移动站(MS)的分组数据传输无关的。
2.按权利要求的1方法，其特征在于，在此方法上给一个移动站(MS)按各传输条件分配一个或多个短识别码(id)。
3.按先前各权利要求之一的方法，其特征在于，在此方法上一个信道用的各短识别码(id)的数目是按各传输情况可调节的。
4.按权利要求1的方法，其特征在于，在此方法上将一个信道用的各短识别码(id)的数目限制到小于等于4上。
5.按权利要求1的方法，其特征在于，在此方法上将用于传信令的多个时隙(ts，A)汇合成一个传信令字组(GACCH)。
6.按权利要求的5方法，其特征在于，在此方法上按一种可规定的序列进行用于传信令的各时隙(ts，A)的汇合，在此各剩下的时隙(I)是为各移动站(MS)的相邻小区测量安排的。
7.按权利要求1的方法，其特征在于，在此方法上给在用于传信令的各时隙(ts，A)中的各信息配备一个外加的编码，和/或这些信息是多重地含在这些时隙(ts，A)中的。
8.按权利要求1的方法，其特征在于，在此方法上在两个传输方向上互相独立地进行此分组数据传输。
9.按权利要求1的方法，其特征在于，在此方法上通过基站(BS)，没有由一个基站控制器(BSC)的控制地，进行无线电接口的配置。
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