CN1238107A - 配置包数据传输用的时分复用移动无线通信系统的移动站和基站之间无线通信接口的方法 - Google Patents

配置包数据传输用的时分复用移动无线通信系统的移动站和基站之间无线通信接口的方法 Download PDF

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Abstract

对于用于配置包数据传输(GPRS)用的无线通信接口的一个信令，通过一个基站向各移动站按可预先规定的顺序分配用于信令的各时隙。通过将下行方向上的多个时隙合并成一个多个移动站用的信令块的办法也能减少用于配置无线通信接口的时间。

Description

配置包数据传输用的时分复用移动无线通信系统的 移动站和基站之间无线通信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各数据可运用面向连接的各方案和基于各逻辑连接的各方案。在面向连接的各数据传输时必须在数据传输的整个时间期间准备好这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上是不需要持续地准备好各物理资源的。这样的数据传输的一个实例是包数据传输。在此在整个数据传输的持续期间存在着两个通信终端设备之间的逻辑连接，可是仅在各数据包的本身传输时间期间准备好各物理资源。该方法的基础在于，以短的，在其间可能出现各较长间隔的数据包传输这些数据。在各数据包之间的这些间断中这些物理资源是可供其它各逻辑连接支配的。针对一个逻辑连接来说节省了各物理的资源。
尤其对于具有有限物理资源的各通信系统呈现由德国专利DE4402930A1公开的包数据传输方法。例如在像GSM移动无线通信系统(全球移动通信系统)那样的各移动无线通信系统中，在频段(频率信道和时隙的数目)中的这些物理资源是有限的，并且必须合理地利用。
GSM移动无线通信系统是时分复用移动无线通信系统的一个实例，在此可将一个频率信道之内的各时隙划分到各不同的通信终端设备上。移动无线通信网的网络侧的无线通信站是一个经无线通信接口与各移动站通信的基站。从移动站向基站的传输称为上行方向，从基站向移动站的传输称为下行方向。为包数据传输预留的信道由每个时分复用帧的至少一个时帧形成。此外载频和也许频率跳跃顺序表征此信道。
GSM移动无线通信系统原先曾为传输语音而构思的，在此曾预留一个移动站和基站之间持续的信息传输用的信道。在包数据传输时对多个移动站使用一个用于包数据传输的共同信道。外加于这些包数据上也传输各信号信息，对这些信号信息以循环的间隔安排了信道之内的一个时隙。
区分为逻辑的和物理的连接随之带来了，对于一个移动站虽然存在着一个逻辑的连接，都经越一个确定的时间间隔不传输包数据。可是只要从移动站向基站不进行传输，针对各移动站的各传输情况的基站的各种测量是不可能的。事先计算的各值失去它们的有效性，而在重新分配各物理信道时必须重新确定，或者此基站必须保证如此地调定这些传输情况，使得在任何情况下受到保证的传输是可能的。后者例如导致过高的或者甚至是最高的发射功率的调定。
基于本发明的任务因此在于，说明用于配置包数据传输用空气接口的一种方法和一个基站系统，在此方法和基站系统上减少用于到达移动站和基站之间的所配置无线通信接口的时间延迟。通过按权利要求1的各特征的方法和通过按权利要求9的各特征的基站系统解决该任务。从各从属权利要求获知本发明的各有利的进一步发展。
用于配置无线通信接口的按本发明的方法在用于包数据传输的信道之内将多个用于信令的时隙合并成一个信令块。这些时隙在此不必从属于直接依次相继的各帧。一种这样的信令块尤其对于下行方向是重要的，因为经此信令块含有着用于配置移动站用无线通信接口的各信息，例如发射电平或提前作用时间(Timing Advance定时超前)。将各时隙合并成一个信令块促使，在接收侧上直到信令块完整的持续时间为最小。因而迅速向各移动站供应用于配置无线通信接口所需的各信息。通过一个信令块该信令是可能用于多个移动站的。
在一个通信信息中各个配置数据的合并节省从现在起供各相邻小区测量或别处各信号信息支配的传输容量。
此分配是有利地不受从或向移动站的包数据传输的影响。通过也对瞬间未分配物理信道的各移动站的用于信令的时隙的固定分配，可通过基站进行通向无线通信接口的持续的测量。在恢复包数据传输时因此立即存在用于配置无线通信接口的各有效的测量值。
按本发明的一种有利的结构也将多个用于信道的包数据传输的依次相继的时隙合并成一个包数据块。以先由多个时隙的各信息产生一个包数据块的办法，能够嵌套一个包数据块的各信息和方便各信息的重建。同样可应用此嵌套到各信号数据上。
与各其它移动站的各配置数据一起在下行方向上的用于信令的单一时隙中，在本情况下有利地以重复可传输一个移动站用的各配置数据，或配备以编码或误差识别地或用多个用于信令的不依次相继的时隙可传输这些配置数据。在后者情况下嵌套带来一种误差防护。可以调定哪些时隙合并成一个这样的信令块。在这样利用例如每第二个用于信令的时隙时，可利用位于其间的各时隙用于各相邻小区的测量。
当传输较少的配置数据(例如仅提前作用时间)或仅应照料少数的移动站时，可进一步提高各相邻小区测量用的时隙的份额。在此可安排一种合并顺序的循环适配。这样的适配创造一种信令工作量对包数据传输用的各基站的各实际需求的改善了的适配。
按本发明可实现提前作用时间用的一个闭合调节电路，因为在上行方向上给各移动站分配了用于信令的各时隙，并且在下行方向上以短的延迟时间到达各移动站用的各信令块。有利地仅此移动站和此基站是参与该调节电路的。由于与包数据传输相反，对于该信令是不需要移动站和数据块之间的具体从属性的(通常在基站控制器中进行)，此基站可单独进行提前作用时间的调定。在此取消了基站和基站控制器之间的信令工作量。
按本发明的一种其它的结构互相独立地进行提前作用时间和发射功率调定的配置。按在移动站和基站之间的一个闭合调节电路确定此提前作用时间，在此通过合适选择用于信令的各时隙可安排在两次确定之间的一个较长的周期。鉴于相对于信令传播速度是慢的移动站运动只需以几秒钟的间隔确定此提前作用时间。
在确定基站的发射功率调定时，有利地将此发射功率对准在此共同信道上的具有各最坏传输连接的移动站。为此可不受提前作用时间的确定影响地设置各开式和闭合的调节电路。在各单个移动站所需的各发射功率之间有很大差异时和在存在多个共同信道时有利的是将这些移动站相应于所需的发射功率分配给这些信道。
有利地在两个传输方向上，意即在上行方向和下行方向上互相独立地进行包数据传输。因此一个移动站可在上行方向上发射数据，或在下行方向上从网中接收数据。对于一个移动站也可在两个方向上安排包数据传输。分开上行和下行方向使得在利用各无线通信技术的资源时和当然也在布设有时仅发射或接收的各移动站时的巨大灵活性成为可能。
按一种其它的有利结构，这些移动站的外加于它们的在包数据传输用的移动无线通信系统之内的各名称是以各短标志标记的。经过用于下行方向上信令的这些时隙通过含有各短标志和时隙名称的各指示器信号给各移动站分配一个或多个用于上行方向上的信令的时隙。这些短标志使得经无线通信接口的，在网络和各移动站之间的，改善了的资源利用成为可能，因为这些短标志是独立于各移动站用的在网络中已知的各地址的。
有利地由一个移动站在用于信令的一个时隙之内传送一个已完结的信号到基站上。该完结的信号例如含有基站各信号用的移动站的各接收值(RXLEV,RXQUAL)，由此有可能在下行方向的包数据传输时立即调定基站的发射功率。以每个时隙传送一个完结信号的办法。减少直到在基站上存在移动站的接收电平的时间和配置无线通信接口用的时间。基站从用于上行方向上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。
向移动站在下行方向上传送提前作用时间和发射功率用的这个或这些确定的值或调节值，随此之后此移动站也可进行用于配置无线通信接口所需的各种调定。
当额外地从用于包数据传输的各时隙中进行基站的提前作用时间和/或接收电平的确定时，则进一步加速此配置。通过向各移动站分配各短标志也可影响配置的调定时间。如果例如向一个移动站分配多个短标志的话，则缩短此调定时间。同样能够在一个宏帧的末尾通过相应地选择某些短标志，使各延迟时间保持很小。限制短标志的数目也导致用于对一个移动站信令的时隙的更快的可重新使用性和导致延迟时间的缩短。有利地相应于各传输情况和为包数据业务而安排的各移动站的数目来调定短标志的数目。
如果将用于下行方向上信令的多个时隙合并成一个信令块的话，则有利地对多个移动站同时进行信令传输。可是同样可在各包数据之内进行下行方向上的信令，以致于例如可以不利用用于信令的各时隙连续地适配发射功率调定，并且额外的用于相邻小区测量的各时隙可供支配。
通过选择某些发射块类型也可降低信令工作量。如果与所谓的选址短脉冲串相反采用正常的各发射块(正常的短脉冲串)的话，接收功率确定通过关于较大数目位的通知是可能的，由此提高测量精度，或需要较小的用于发射功率调定的重复测量值的数目。当已经存在提前作用时间用的各有效值时，有利地采用这样较长的各发射块用于发射功率调定。
以下根据图示用各实施例详述本发明。
在此所示的
图1为一个用于包数据传输的时分复用移动无线通信系统的方框电路图，
图2为带有时分复用的频率信道，
图3为包数据传输用的一个信道的各时隙，
以及表1,2和3为用于信令的各时隙的利用。
按图1的时分复用移动无线通信系统例如是一个含有至少一个带有控制装置BSC和基站BS的基站系统BSS的GSM移动无线通信系统BSS。各移动站MS位于其中一个所示基站BS的无线通信作用半径中。此基站系统BSS建立通向GSM移动无线通信网GSM的各其它装置的连接。在基站控制器中，在基站BS中可以实现此控制装置BSC或者将此控制装置BSC实现为独立的单元。
这些其它的装置例如是移动交换站MSC和用于实现各互通功能IWF的单元。移动交换站MSC和各互通功能IWF的互相作用产生一个也称为GSN(GPRS支持节点)的包交换点。此包交换站是连接到用于语音交换的一个MSC上的，另可选择地可将此包交换站实现为间断的自己的单元。
此GSM移动无线通信网GSM是可以与各其他的通信网连接的。例如一个其它的通信终端设备KEG是可与此GSM移动无线通信网连接，或者本身是该GSM移动无线通信网GSM的组成部分。
应并行于已知的语音传输，利用此GSM移动无线通信网GSM用于包数据传输。在此用于实现各互通功能IWF的装置可以建立GSM移动无线通信网GSM与各数据传输网的耦合和以此建立通向其它通信终端设备KEG的耦合。
通过一个频率和至少一个时隙表征各移动站MS和一个基站BS之间的无线通信接口。按图2例如将8个时隙ts(ts0至ts7)合并成一个帧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。此时隙ts在以下从业务GRPS(通用包无线通信业务)的意义上采用为包数据传输用的信道GPRS-K。
如果移动站MS要利用此业务，此移动站则按GSM术语用一个短的所谓选址短脉冲串进行任意的存取(任意选取)，并且更换到一个呈献的检查信道上。随着是一种认证和从逻辑连接方面的前后关系的设置(备用状态)。如果此其它的通信终端设备KEG要经包数据业务与移动站MS通信的话，则在网络侧进行一个呼叫(寻呼)以及所描述的任意的存取。
对于移动站MS要发送或接收各数据包的情况(就绪状态)，在存在一个逻辑连接时进行一个其它的任意存取。在此也向移动站MS分配一个短标志id和相应的GPRS信道GPRS-K。接着在网络侧确定基站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分配四个依次相继的时隙T作为上行方向上的一个包数据块TCH。必要时额外地传输一个用于发射功率检查的说明。
现在用图3和表1和2示出包数据传输和所从属的信令。
每次将四个用于包数据传输的时隙T合并成一个包数据块TCH。三个这样的包数据块TCH和一个用于信令的时隙A、I重复四次成为一个包括52个帧R的宏帧。这既适用于上行方向也适用于下行方向。此外两个这样的宏帧又形成一个较高阶的帧。一个宏帧持续240ms。
一个具有四个时隙T的包数据块TCH的各信息是嵌套的。在上行和下行方向上灵活地进行将通向不同移动站MS的各包数据块TCH分配到一个或多个移动站MS上。因此可以实现不同的数据速率。经过对GPRS信道的存取可以用各优先化在各移动站MS之间决择。以下分开观察上行方向和下行方向，在此一个移动站MS完全可在两个方向上通信。在频带中进行在存在着一种逻辑连接期间的各包数据块TCH的分配，意即在各包数据块TCH之内通过各指示器信号向这些移动站MS指出，谁可利用以下的各包数据块TCH。
在下行方向上不仅嵌套四个依次相继的用于包数据传输的时隙T，而且也进行开个信令块GACCH的各信令信息的嵌套。在此将每个第二个用于信令的时隙A按图3合并成信令块GACCH，在此期间采用位于其间的各时隙用于相邻小区中各移动站MS的各测量。用于信令和相邻信道测量的各时隙A,I的顺序也可遵循一种另外的顺序，例如A/I=1/3。按基站BS的各种传输条件进行各种顺序的转换。
这些相邻小区测量用来求出在各传输条件恶化时在临时分配的信道上可选出的各基站BS。通过这些测量在此移动站中存在一个优先权清单。
一个信令块GACCH在此包含多个移动站MS用的各信息，对此请参阅表1和表2。另可选择地(表3)也可以减少每个信令块GACCH的时隙的数目，并且外加于或替代嵌套，可以在一个时隙中多次传输各配置数据(提前作用时间TA和/或发射功率调定PC)，或者给这些配置数据配备一种其它的防护，例如通过一种编码。
当仅仅进行提前作用时间确定和如下述那样将此提前作用时间确定发信号时，按本发明的方法是特别有利的。独立于此地进行发射功率求取。通过如此分开求取两个配置数据TA,PC产生在配置无线通信接口时的更高的灵活性。为了简化，在以下都在确定提前作用时间TA和发射功率调定PC时从一个同类的调节电路出发。
例如此GACCH块含有这些移动站1至4用的提前作用时间TA和发射功率调定PC(例如基站BS的接收电平pb或所要求的发射功率)用的各值。在此情况下因此直到重复提前作用时间TA和各发射功率值PC的持续时间为480ms。如果仅对两个移动站，例如在上行方向上发送着的两个移动站进行信令的话，则可将短标志id的数目降为二，并且延迟时间从现在起为240ms。
在上行方向上以如下方式进行用于信令的各时隙A的分配。按表1在上行方向上进行各移动站1至2用的各时隙A0和A1的分配(各短标志id0至1)，而在下行方向上进行各移动站MS2至MS3用的各时隙A2至A3的分配(各短标志id2至3)。如果这些移动站MS既在上行方向上也在下行方向上通信，则按表2进行用于信令的各时隙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在分配给它的用于信令的时隙A中将一个专门编码的选址短脉冲串发送到此基站BS上。在其中此移动站发信号，用何种场强和质量(RXLEV,RXQUAL)在下行方向上已接收基站BS的这些信令块GACCH。此基站BS测出移动站MS的各种发送(所分配的用于信令的时隙)，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，并且向此移动站发信号。因此此移动站MS获得当在上行方向上发送包数据块TCH时的移动站利用的各值。
基站BS利用由移动站MS所报告的各接收电平pm，当随后在下行方向上将数据传输用的各包数据块TCH发送到此移动站MS上时，调定一种适当的发射功率。对于上行方向上的各提前作用时间TA和发射功率值的现实性产生以下各延迟时间：此移动站MS以480的间隔获得各新的值。在各时隙I,A的顺序上注意，在由移动站MS在上行方向上的信令和为此移动站MS安排的下行方向上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信令，给每一个基站1至4已分配一个用于信令的独特时隙A，在此时隙中用一个外加的误差保护传输提前作用时间TA。移动站越少利用此共同的信道GPRS-K，则越少需要这些用于信令的时隙A和越多的时隙I可供各相邻小区测量，供额外的信令(例如解除连接，频率更换)或也供额外的数据传输来支配。
可以如下地改变这些实施例，如此来采用各短标志id，使得优先利用这些短标志id1或3。在此情况下产生近乎最有利情况为240ms的各延迟时间。即使在双重采用各短标志id时在各新值出现之间的间距在缩小。如果进一步限制短标志数目的话，延迟时间则也缩短。如果对于较长的各种时间未更新的各值是可接受的话，则可将短标志id的数目也以四重步阶提高到8、12、16等等。
将各短标志id的发放尤其与各传输条件，意即事先登记的提前作用时间TA的各种变化和与各发射功率变化相匹配。同样考虑到多少个移动站MS想使用经GPRS信道GPRS-K的包数据传输。
通过用于上行方向信令的各时隙A的固定分配，基站BS是持续地了解无线通信接口各现实传输情况的，并且可进行无线通信接口的相应配置。对于如此地在上行方向上发信号的，和向其在下行方向上经各信令块GACCH传送用于提前作用时间TA和用于发射功率调定PC各值的各移动站MS，存在着一种闭合的调节电路。当此移动站MS瞬间不发送或接收包数据时，此调节电路则也是可能的。
如果也给移动站MS在上行或下行方向上分配包数据块TCH的话，也能为此额外地计算和传送提前作用时间TA或接收电平pb用的各值。
经无线通信接口的面向包的信息传输特别适合于各远程信息处理应用、传真和数据传输、各销售点实现、船队管理和各交通管理系统。

Claims (9)

1．用于在包数据传输用的时分复用移动无线通信系统的移动站(MS)和基站(BS)之间的配置无线通信接口的方法，其中，
-从移动站(MS)向基站(BS)的传输称为上行方向，而从基站(BS)向移动站(MS)的传输称为下行方向，
-通过每个时分复用帧(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)的包数据传输，
-在此信道(GPRS-K)中以循环的间隔安排一个用于信令的时隙(ts,A)，
其中，将多个下行方向上的用于信令的时隙(ts,A)合并成一个多个移动站(MS)用的信令块(GACCH)。
2．按权利要求1的方法，其中，嵌套各自一个用于信令(GACCH)或用于包数据传输(TCH)的块的依次相继的各时隙(ts,T,A)的各信息。
3．按上述权利要求之一的方法，其中，在两个传输方向上互相独立地进行包数据传输。
4．按上述权利要求之一的方法，其中，包数据传输的这些移动站(MS)是额外地用各短标志(id)标记的，并且经用于下行方向上信令的这些时隙(ts,A)，通过含有各短标志(id)和时隙标记的各指示器信号，给这些移动站(MS)分配一个或多个用于上行方向上信令的时隙(ts,A)。
5．按上述权利要求之一的方法，其中，通过基站(BS)经用于下行方向上信令的这些时隙(ts,A)，给这些移动站(MS)传送一个确定的提前作用时间(TA)和/或一个与基站(BS)的一个确定的接收电平(pb)相对应的值(pc)。
6．按权利要求4或5之一的方法，其中，给一个移动站(MS)分配多个短标志(id)。
7．按权利要求4至6之一的方法，其中，一个信道用的短标志(id)的数目是可相应于各传输情况进行调节的。
8．按权利要求4至7之一的方法，其中，一个信道用的短标志数目限制为小于等于4。
9．用于在包数据传输用的时分复用移动无线通信系统的移动站(MS)和基站(BS)之间配置无线通信接口的基站系统(BS)，在此
-从移动站(MS)向基站(BS)的传输称为上行方向，而从基站(BS)向移动站(MS)的传输称为下行方向，
-通过每个时分复用帧(R)的至少一个时隙(ts,T,A)形成一个信道(GPRS-K)，
-经此(GPRS-K)进行多个移动站(MS)的包数据传输，
-在此信道(GPRS-K)中以循环的间隔安排一个用于信令的时隙(ts,A)，用一种如此构成的控制装置(BSC)用于分配在下行方向上为了发信号到此移动站(MS)上的各时隙(ts,A)，使得多个用于在下行方向上信令的时隙(ts,A)合并成多个移动站(MS)用的一个信令块(GACCH)。
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