CN1238109A - 数据包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

数据包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

对于一个用于数据包传输(GPRS)的无线电接口的配置的传信令,通过一个基站,按照一个可确定的序列,不依赖于一个数据包传输给移动站分配用于在上行方向传信令的时隙。通过这个固定的分配一个也用于各移动站传信令的时隙,该移动站目前没有分得物理信道,可以通过基站实施对无线电接口的连续测量。在恢复数据包传输的情况下,因此立刻存在有效的用于无线电接口的配置的测量值。

Description

数据包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数据包传输。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德国专利文献DE4402930A1中公开的数据包传输方法。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-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数据包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。可是在数据包传输时使用一个共同的信道用于多个移动站的数据包传输。外加于这些数据包还传输各信令信息,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数据包。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。
是在一定的时间间隔后不传输数据包。可是只要没有实现从移动站到基站的传输,基站就不能够测量移动站的传输比。首先计算值失去了其有效性,并且在重新分配物理信道的情况下必须重新确定计算值,或者基站必须保证,如此调整传输比,即在所有情况中一个安全的传输是可能的。后者的情况、例如导致一个升高的或者甚至于最大的发射功率调整。
因此本发明基于这个任务,给出用于配置数据包传输的空气接口的一种方法和一种基站系统,其中,到达在移动站和基站间已配置的无线电接口的延时被减少。通过具有权利要求1的特征的方法和通过具有权利要求12的特征的基站系统解决了此任务。从各从属权利要求可获得本发明的进一步发展。
根据本发明,按照一个确定的序列给移动站分配用于上行方向的传信令的各时隙。这个分配不依赖于从移动站发出或到移动站的数据包传输。通过这个固定的分配一个也用于各移动站传信令的时隙,该移动站目前没有分得物理信道,可以通过基站实施对无线电接口的连续测量。在恢复数据包传输的情况下,因此立刻存在有效的用于无线电接口的配置的测量值。
此外,在数据包传输的信道内多个用于传信令的时隙被组合形成一信令块,用于配置无线电接口。在这种情况下,时隙必须属于不直接相邻的时帧。由于移动站无线电接口配置的信息,例如发射电平和提前时间,包含其中,这种信令块对于下行方向尤其重要。时隙组合形成信令块导致在接收端直到信令块实现的延续时间是最短的。因此,移动站被快速提供有配置无线电接口所需要的信息。通过一个信令块向多个移动站发送信令是可能的。将配置数据组合在一条消息中节省了目前给邻近单元测量或其它信令信息提供的传输能力。
根据本发明一项有益的改进,多个用于信道中数据包传输的依次接续时隙也被组合形成一个数据包块。由于来自多个时隙的信息首先形成一个数据包块,有可能将数据包块中的信息进行嵌套,并且简化信息的再建。这种嵌套也可以用于信令数据。
一个移动站的配置数据可以与另外的移动站的配置数据一起在下行方向的用于传信令的一个唯一的时隙中传输,在这种情况中,有益地重复进行或配有编码或者错误识别,或者在多个不连续的用于传信令的时隙中传输。在后者的情况中,叠垒引起错误保护。可以调整这些时隙来组合一个这样的信令块。在例如每两个用于传信令的时隙的如此使用中,中间的时隙用于邻近单元的测量。
如果传输少量的配置数据(例如仅仅是提前时间)或者仅仅管理少量的移动站,则可以提高邻近单元测量的时隙部分。在这种情况下可以预先规定组合序列的循环匹配。一个如此的匹配从数据包传输的移动站的实际需求中产生一个改善的传信令浪费的匹配。
根据本发明可以实现提前时间的一个完整的调整电路,因为在上行方向中给移动站分配传信令的时隙,并且在下行方向中移动站的传信令块以较短的延迟时间到达。在该调整电路上仅仅控制移动站和基站。因为对于传信令来说与数据包传输不同,在一个移动站与一个数据块(通常在一个基站控制器中完成)之间具体的分配是不必的,基站可以仅调整提前时间。在这种情况下,在基站和移动站之间没有传信令的浪费。
根据本发明的进一步改进各自独立地实现提前时间和发射功率调整的配置。按照移动站与基站之间的一个完整的调整电路确定提前时间,其中通过适合地选择传信令的时隙可以预先规定一个在两个确定之间较长的循环。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。
在基站的发射功率调整确定的情况下,有利地将发射功率对准以在公共信道上最坏的传输连接的移动站。为此可以不依赖于提前时间的确定调整开式的或闭式的调整电路。当在各个移动站所需的发射功率之间十分不同时和在存在多个公共信道的情况下,按照所需的发射功率给移动站分配信道是有益的。
在两个传输方向上,也就是说在上行方向和下行方向上有益地各自独立进行数据包传输。一个移动站可以因此在上行方向上发射数据或在下行方向上从网络接收数据。对于移动站,也可以预先规定在两个方向上的数据包传输。上行和下行方向的分离使无线技术资源的使用有较大的灵活性,当然也许仅仅发射或接收的移动站的外形也有较大的灵活性。
根据进一步的有益改进,在数据包传输的移动无线通信网的内部以短识别码表明附加了其标记的移动站。在下行方向的传信令的时隙上,通过含有短识别码与时隙标记的指示信息给移动站分配一个或多个在上行方向上的传信令的时隙。这个短识别码使关于无线电接口的在网络和移动站之间的改善的使用成为可能,因为其不依赖于在网络中已知的地址。
移动站有益地在用于传信令的时隙中传送基站上封闭的信息。这个封闭的信息包含例如适合于基站的信号的移动站的接收值(RXLEV、RXQUAL),因此在下行方向的数据包传输时基站的一个立即的发射功率调整是可能的。通过每一个时隙传递一个完整的信息,减小了在基站上的直到存在移动站的接收电平的时间和无线电接口配置的时间。从在上行方向上的信号发出中基站确定提前时间或者关于各移动站的基站的接收电平。独立于数据包传输产生的信令,同样可以用于申请无线电技术资源。移动站因此可以,例如,申请上行方向所需要的数据信道,而不需要通过基站的任何特殊呼叫。这同样在数据包传输前减少了延时。
在下行方向上给移动站传递提前时间与发射功率的这个或这些确定值或者调整值,以此移动站也可以进行无线电接口配置的必要调整。
如果附加地从数据包传输的时隙中确定提前时间和/或基站的接收电平,则进一步加速了配置。通过分配给移动站短识别码也可以影响配置的调整时间。如果例如分配移动站多个短识别码,则缩短了调整时间。同样这是可能的,即通过适合地选择在大帧的末尾确定的短识别码,保持较小的延迟时间。短识别码的数目的限制也导致较快地重新使用用于移动站的传信令的时隙,并导致延迟时间的缩短。一般根据传输比和预先规定数据包业务的移动站的数目调整短识别码的数目。
如果在下行方向上传信令的时隙组合成一个传信令块,当然对于多个移动站来说有益地同时进行传信令。可是同样在数据包内可以进行下行方向的传信令,则可以连续地、在没使用传信令时隙的情况下适应发射功率的调整,附加使用邻近单元测量的时隙。
也可以通过选择确定的发射字组类型降低信号发射浪费。如果与所谓的接入的脉冲串不同,使用了一般的发射信息组(一般的脉冲串),则通过对较大数目的位取平均能够确定接收功率,因此提高测量精度或者必须减小重复的发射功率调整的测定值的数目。如果已经存在提前时间的有效值,则如此较长的发射信息组有益地用于发射功率调整。
下面借助于实施例结合附图的描述详细说明本发明。
图示
图1一个用于数据包传输时分复用移动无线通信系统的方框图,
图2时分复用的频率信道,
图3数据包传输的一个信道的时隙,以及
表1、2和3传信令时隙的应用。
符合图1的时分复用移动无线通信系统例如是一个GSM移动无线移动通信网GSM,其至少包含一个基站系统BSS,该基站系统具有一个控制设备BSC和一个基站BS。移动站MS处于所说明的基站BS的作用范围内。基站系统产生到GSM移动无线通信网的另外的设备的连接。控制装置BSC可以在基站控制器中,在基站BS中或作为独立单元实现。
这些另外的设备例如是一个移动交换中心MSC和一个用于实现互通功能的单元IWF。移动交换中心MSC和互通功能IWF的共同作用得出一个包交换中心,其也表示GSN(GPRS support node)。这个包交换中心连接在用于语言交换的一个MSC上,起也可以作为被拿下的独立单元实现。
GSM移动无线通信网GSM可以与另外的通信网连接。例如一个另外的通信终端设备KEG可以与GSM移动无线通信网连接,或该GSM移动无线通信网GSM的自身组件与其连接。
这个GSM移动无线通信网GSM应当用于同已知的语言传输并行的数据包传输。对此用于实现互通功能的设备IWF可以建立GSM移动无线通信网GSM与数据传输网的连接,并以此建立同另外的通信网KEG的连接。
在移动站MS和基站BS之间的无线电接口是通过一个频率和至少一个时隙ts表明特征的。根据图2例如八个时隙ts(ts0至ts7)组合成一帧R。各循环地重复帧R,其中一个重复的时隙例如时隙ts=ts4属于一个信道。这个ts下面在GPRS(General Paket RadioServise)业务中作为数据包传输的信道GPRS-K使用。
如果移动站Ms使用该业务,,则其根据GSM专业术语实施一个具有一个短的所谓访问脉冲串的随机访问(Random Access),并且转换到一个奉献的支配信道上。接着是关于一个逻辑连接的证实和上下关系的设置(standby state准备状态)。如果另外的通信终端设备KEG通过数据包业务与一个移动站MS通信,则实现了网络方的一个调用以及已叙述的随机访问。
对于这种情况,即移动站MS发射或接收数据包(就绪状态),则在存在一个逻辑连接的情况下进行一个另外的随机访问。在这时也分配给移动站MS一个短识别码和相应的GPRS信道GPRS-K。对此网络方确定提前时间(Timing Advance)ta和在基站BS中确定接收电平pb。接着在上行方向上给移动站MS分配四个连续的时隙T作为数据包块TCH。也许可能附加传输一个用于发射效能检验的信息。
可以仅借助于图3和表1和2说明数据包传输和附属的传信令。
各四个用于数据包传输的时隙T组合成一个数据包块TCH。三个这样的数据包块TCH和一个用于传信令的时隙A、I重复四次成为一个大帧,其包含52个帧R这不仅适合于上行方向而且适合于下行方向。此外两个这样的大帧再度形成一个更高级别的帧。一个大帧持续240ms。
具有四个时隙T的一个数据包块TCH的信息是重复的。灵活地根据一个或多个移动站MS在上行和下行方向上进行到不同移动站MS的数据包块分配。因此可以实现不同的数据传输率。在移动之间可以借助于优化确定在GPRS信道上的访问。下面分开考虑上行方向和下行方向,其中移动站MS一定可以在两个方向上通信。在存在一个逻辑连接期间在频带内进行数据包块TCH的分配,也就是说在数据包块TCH的内部通过指示信息指明接下来可以使用数据包块TCH的移动站MS。
在下行方向上不仅用于数据包传输的四个连续的时隙T重叠,而且传信令信息也重叠,该传信令信息形成传信令块GACCH。对此根据图3每两个用于传信令的时隙A组合成传信令信息GACCH,在此期间中间的时隙I用于测量在邻近单元中的移动站MS。用于传信令和邻近信道测量的时隙的次序也可以依照一个另外的序列,例如A/I=1/3。按照基站BS的传输条件进行序列的转换。
邻近单元测量有助于确定当在目前所分配的信道上传输条件变坏时可以选出的基站。在该移动站中通过这个测量存在一个优先权。
一个传信令块GACCH此外包含多个移动站MS的信息,参见表1和表2。也许-表3-可能减低没个传信令块GACCH的时隙的数目,附加或替代重叠,在一个时隙中多次传输配置数据(提前时间TA和/或发射功率调整PC),或者例如通过编码供给配置数据一个另外的保护。
如果仅仅确定提前时间,并正如下面要叙述一样以传信令这些提前时间,则符合本发明的方法是特别有益的。独立进行发射功率确定。通过如此分开确定两个配置数据TA、PC。在无线电接口的配置中存在一个较高的灵活性。可是为了简化,下面在确定提前时间TA和发射功率调整时以一个同样的调整电路为出发点。
GACCH块例如包含移动站1至4的提前时间TA和发射功率调整PC(例如基站BS的接收电平pb或所要求的发射功率)的值。在这种情况下直至提前时间TA和发射功率值PC重复为止持续时间为480ms。如果仅仅两个移动站进行传信令,例如两个在上行方向上发射的移动站,则短识别码id的数目可以减低到2,并且延迟时间现在为240ms。
在上行方向上如下进行用于传信令的时隙A的分派。按照表1,为在上行方向上的移动站1至2分配了时隙A0至A1(短识别码id0至1),为在下行方向上的移动站MS2至3分配了时隙A2至A3(短识别码id2至3)。移动站MS不仅可以在上行方向上而且可以在下行方向上通信,然后根据表2进行用于传信令的时隙A的分配。
在按照表1分配的情况下,也就是在分开考虑上行方向和下行方向的情况下,每个移动站MS在其所分派的用于传信令的时隙中向基站BS发射特殊编码的访问脉冲串。其中移动站发信号,在下行方向上用那一个场强和那样的精度等级(RXLEV、RXQUAL)接收基站BS的传信令块GACCH。为了确定移动站MS的提前时间TA和发射功率或发射功率变化PC并将其信号化,基站BS测定移动站MS的发射(所分配用于传信令的时隙A)。因此移动站MS接收到当数据包块TCH在上行方向上发射时其使用的值。
如果接着基站在下行方向上向移动站发射数据传输的数据包块TCH,为此基站BS使用由移动站告知的接收电平,调整测量的发射功率。对于提前时间TA和发射功率值的现实意义来说是得出下面的延迟时间:移动站MS隔480ms的间隔收到新值。此后在时隙A、I的序列期间注意,在上行方向上传信令经过移动站MS之间的时间减小了,并且在下行方向上预先规定于该移动站的传输减低了。
按照表3,如下安排在下行方向上的传信令,即给每个移动站1至4分配一个独特的用于传信令的时隙A,在时隙中传输具有一个附加的错误保护的提前时间TA。越少的移动站使用公共信道GPRS-K,就需要越少的这样的用于传信令的时隙A,并且越多的时隙I用于邻近单元的测量、用于附加的传信令(例如解除连接、更换频率)或用于一个附加的数据传输。
可以如下修改本实施例,即这样使用短识别码id,优先使用短识别码id1或3。在这种情况下接近于240ms的有利情况的提前时间。在双重使用短识别码id的情况下,降低了新值输入之间的间隔。如果进一步限制短识别码的数目,也缩短了延迟时间。如果较长时间可以接受非修改的值,则可以以四步提高短识别码id的数目到8、12、16。
短识别码id的给予特别适应传输条件,也就是说适应提前时间TA和发射功率变化的事先登记的改变。同样考虑,在GPRS信道GPRS-K上多少移动站MS可以使用数据包传输。
通过固定地分派用于在上行方向上传信令的时隙A,告知基站BS无线电接口当前的传输比,并且可以着手进行无线电接口的配置。对于移动站MS,其在上行方向上进行传信令,并且在下行方向上通过传信令块GACCH向其传送提前时间TA和发射功率调整PC的值,存在一个完整的调整电路。当移动站MS目前不发射或接收数据包时,该调整电路才可行的。
可是如果在上行或下行方向上给移动站MS也分配数据包块TCH,则为此可以附加计算和传送提前时间TA或接收电平pb、pb的值。
经此无线电接口的面向数据包的各种信息的传输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 (12)

1.用于数据包传输的在时分复用移动无线通信系统的一个移动站(MS)和一个基站(BS)之间配置无线电接口的方法,其中
-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),
-经信道(GPRS-K)进行多个移动站(MS)的数据包传输,
-在信道(GPRS-K)中,在各循环的时间间隔内安排了一个用于传信令的时隙(ts、A),其中,
通过基站(BS),按照一种可确定的序列给移动站(MS)分配一个上行方向的用于传信令的时隙(ts、A),并且在此该分配与从或向移动站(MS)的数据包传输无关。
2.按权利要求1的方法,其中,在两个传输方向上相互独立地进行数据包传输。
3.按上述权利要求之一的方法,其中,通过基站(BS),从用于传信令的各时隙(ts,A)的发射中在上行方向上实施当时的移动站(MS)的提前时间(TA)的确定。
4.按权利要求3的方法,其中,确定的提前时间(TA)和/或对应于基站(BS)的确定接收电平(pb)的值(PC)由基站(BS),通过在下行方向上用于传信令的时隙(ts,A),传输给各移动站(MS)。
5.按权利要求3或4的方法,其中,在基站(BS)的提前时间(TA)和/或接收电平(pb)的确定,附加地由用于数据包传输的时隙(ts,T)确定。
6.按上述权利要求之一的方法,其中,由移动站(MS)的每个用于传信令的时隙(ts、A)的在上行方向上传送一个封闭的、包含移动站(MS)的接收电平(pm)的信息。
7.按上述权利要求之一的方法,其中,每个用于在上行方向传信令的时隙(ts,A)由一个移动站(MS)在上行方向传输一个用于申请无线电技术资源的信息。
8.按上述权利要求之一的方法,其中,附加以短识别码(id)标明数据包传输的移动站(MS),并且通过包含短识别码(id)和时隙标识的指示信息在下行方向上在用于传信令的时隙(ts、A)上给移动站分配一个或多个在上行方向上用于传信令的时隙(ts、A)。
9.按权利要求4至8之一的方法,其中,给移动站(MS)分配多个短识别码(id)。
10.按权利要求4至9之一的方法,其中一个信道用的短识别码(id)的数目是可以根据传输情况调整的。
11.按权利要求4至10之一的方法,其中一个信道用的短识别码(id)的数目限制在小于或等于4上。
12.用于数据包传输的在时分复用移动无线通信系统的一个移动站(MS)和一个基站(BS)之间配置无线电接口的基站系统(BSS),其中
-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,
-由每一个时分复用帧(R)的至少一个时隙(ts、T、A)形成一个信道(GPRS-K),
-经共同的信道(GPRS-K)进行多个移动站(MS)的数据包传输,
-在信道(GPRS-K)中,在各循环的时间间隔内安排了一个用于传信令的时隙(ts、A),
具有一个控制设备(BSC)其中用按照一个可确立的序列分配时隙(ts,A),该时隙用于在上行方向信号发送至移动站(MS),该分配与从或到移动站(MS)的数据包传输无关。
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