CN1253051C - 一种通信设备和用于该通信设备的通信方法 - Google Patents

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Abstract

用于在通信系统中发送与接收数据的通信设备(1)和相应的通信方法。在可以是无线或有线通信系统的通信系统中，提供包括多个接入资源的随机接入信道。将这些接入资源分成至少两个接入资源组，分别对应于具有相应的接入概率的不同接入业务。通信设备(1)包括选择装置(5)、发送装置(3)和检测装置(6)。当检测装置(6)检测到特定事件时，将此通信设备(1)的当前接入业务类别改变为另一接入业务类别。

Description

说明书 一种通信设备和用于该通信设备的通信方法
技术领域
本发明涉及用于在通信系统中发送与接收数据的通信设备，并且涉及用于这样的通信设备的通信方法。在此通信系统中，提供一个随机接入信道，其中所述随机接入信道提供多个接入资源。随机接入信道是用于从通信系统的一个通信设备至另一通信设备建立连接的通信信道。此通信系统因而能是无线通信系统或有线通信系统或两者的混合。
背景技术
此随机接入信道的接入资源由例如想建立连接或发送短消息的通信设备随机地接入。因而，此接入是基于争用的，这表示正试图建立连接的几个通信设备有可能试图同时接入同一接入资源。在例如UMTS系统或类似UMTS系统的无线电信系统中，其中想建立连接和/或发送数据的移动站通过随机地选择接入资源并发送随机接入脉冲串的前置部分给基站来请求随机接入信道的接入资源。因此，此前置部分表示随机选择的接入资源的请求。接收到此前置部分的基站在请求的接入资源可利用时准许此请求的接入资源并将相应的确认信号发回给此移动站。在某一情况下，例如，如果在网络一侧上没有合适的接入资源可利用，则此基站将表示请求的接入资源不可利用的否定确认信号发回给此移动站。如果相应的基站准许此请求，它发送一个肯定确认信号。接收到此肯定确认信号的移动站随后发送包含移动站与基站之间连接的建立或数据的传输所依据的数据的随机接入脉冲串的消息部分。
如果几个移动终端同时接入同一接入资源，则此基站不能接收这些接入请求并因而不发送任何确认信号。这些移动终端随后得再次发送接入请求。根据相应的通信系统，这些接入资源可以是TDMA(时分多址)系统中的时隙、FDMA(频分多址)系统中的频率、CDMA(码分多址)系统中的代码或UMTS系统中的混合物，在UMTS系统中此随机接入信道中的接入资源利用时隙与签名码来定义。
总的问题是，获得对随机接入信道的接入资源的接入的机制是基于争用的。为允许更有效的对随机接入信道的接入，提出不同的建议。例如，依据EPC第54(3)章的EP 98 118 819.6建议将随机接入信道的接入资源分为几个组，从而每组对应于相应的优先级类别。每个优先级类别从而表示要发送的随机接入数据的发送优先级。因而，可以利用不同的优先级发送不同类型的数据的接入请求，以使某些类型的数据具有比其他类型的数据高的概率来获得至此随机接入信道的接入资源的接入。然而，此建议的系统因为要有相应数量的接入资源固定分配给特定类型的数据因而非常不灵活。还有，用于特定接入优先级以及接入概率的分配的唯一准则是数据类型。WO 97/19525建议一种更灵活的系统，其中通信系统中随机接入信道的接入依赖于使用改变的用户接入概率或改变的优先级的消息。因而，例如移动终端的用户被分成不同的优先级组，从而每个组具有用于接入随机接入信道的接入资源的不同接入概率。建议了两种将接入概率分布与分配到用户的基本方案，即，均衡的优先级分布和临时的优先级分布。在均衡的优先级分布中，每组用户试图接入此随机接入信道的所有可利用的接入资源，但利用不同的接入概率。每个用户组具有不同的接入概率，但能由每个用户接入每个接入资源。在临时的优先级分布中，最高优先级用户组(即，具有接入资源的最高接入概率的用户组)试图接入所有可利用的接入资源，从而较低优先级的用户组(即，具有较低接入概率的用户组)只试图接入一部分可利用的接入资源，其缺点是最高优先级用户组的接入尝试必须与所有其他优先级组的接入尝试争用。因而，非常高优先级的接入尝试(例如，紧急呼叫)有可能由于它必须与其他的较低优先级接入尝试争用而不能成功。
发明内容
本发明的目的因此是提供用于在通信系统中发送与接收数据的一种通信设备、和用于通信系统的通信设备的通信方法，这提供了用于接入随机接入信道的接入资源的改善的、更有效和更灵活的一种方式。
利用本发明的用于在通信系统中发送与接收数据的通信设备可以实现上面的目的，其中提供了一个随机接入信道，将用于提供多个接入资源的所述随机接入信道分成至少两个接入资源组，每个接入资源组对应于具有相应的接入概率的不同接入业务类别。根据本发明的通信设备包括：选择装置，用于从对应于此通信设备的当前接入业务类别的接入资源组中随机地选择一个接入资源；发送装置，用于在所述选择的接入资源中发送随机接入脉冲串；和检测装置，用于检测特定事件，其中当所述检测装置检测到所述特定事件时，将此通信设备的所述当前接入业务类别改变为另一接入类别。还利用根据本发明的通信方法来实现上面的目的，其中本发明的通信方法是，在该通信系统中提供随机接入信道，将提供多个接入资源的所述随机接入信道分成至少两个接入资源组，每个接入资源组对应于具有相应接入概率的不同接入业务类别，从而由时隙和与签名码来定义所述随机接入信道的所述接入资源，此方法包括以下步骤：
从对应于此通信设备的当前接入业务类别的接入资源组中随机选择一个接入资源；
在所述选择的接入资源中发送一个随机接入脉冲串；和
检测一个特定事件，从而当检测到所述特定事件时，将此通信设备的所述当前接入业务类别改变为另一接入业务类别。
因此，本发明提供了接入随机接入信道的接入资源的一种非常灵活的方式。在预定事件出现时能非常容易地改变通信设备的接入业务类别，从而能根据相应的要求来选择至随机接入信道的接入资源的较高或较低的接入概率。某些事件的出现可根据预定规则来自动地导致随后接入的质量与优先级的改变。因而，能实现接入的性能与质量的容易与灵活的改变。特别地，一个接入业务类别并不固定链接到某一数据类型，因此即使要发送同一类型的数据，也可以改变接入业务类别。例如，如果将对应于具有最高随机接入概率的随机接入类别的接入资源组的接入资源专门分配给此接入资源组，则这可能是有益的。以这种方式，能保证诸如紧急呼叫的非常重要的接入请求不需要与其他接入请求争用并且能非常迅速地获得被准许的接入资源。
更有益地，每个接入资源组的接入资源能专门分配给相应的接入资源组。在这种情况中，将此随机接入信道的接入资源分成不同的组而在不同的组之间没有任何重叠。可选择地，如果将一些接入资源分配给两个或多个接入资源组，则这可能是有益的。
有益地，此特定事件是在所述随机接入信道上发送随机接入请求之后接收到来自另一通信设备的预定数量的否定确定信号。例如，如果已经未成功地发送某一数量的随机接入请求并接收到预定数量的否定确认信号，则能将当前接入业务类别改变为具有较高接入概率的另一接入业务类别。可选择地，如果所述特定事件是一个时间点，则这可能是有益的。例如，当前接入业务类别在某些时间点上能改变为另一接入业务类别。例如，在某些系统参数定期改变和要求接入业务类别改变的时间点上可以改变接入业务类别。在这种情况中，当前接入业务类别可以例如周期性地进行改变。
更有益地，可以将当前接入业务类别改变为另一接入业务类别所依据的规则存储在存储装置中。例如，根据本发明的通信设备可以是无线电信系统的移动站，其中此存储装置是用户识别模块的一部分或能插入此移动站的一个类似设备。可以从诸如移动电信系统的基站的另一通信设备中接收当前接入业务类别改变为另一接入业务类别所依据的规则。以这种方式，能实现对系统参数与条件的灵活的适应。
更有益地，此通信系统是无线UMTS电信系统，其中利用时隙与签名码来定义随机接入信道的接入资源。
本发明提供一种在通信系统中用于发送与接收数据的通信设备，在该通信系统中提供一个随机接入信道，将提供多个接入资源的所述随机接入信道分成至少两个接入资源组，每个接入资源组对应于具有相应的接入概率的不同接入业务类别，从而由时隙和签名码来定义所述随机接入信道的所述接入资源，此通信设备包括：
选择装置，用于从对应于此通信设备的当前接入业务类别的接入资源组中随机地选择一个接入资源；
发送装置，用于在所述选择装置选择的所述接入资源中发送随机接入脉冲串；
检测装置，用于检测特定事件，从而当所述检测装置检测到所述特定事件时，此通信设备的所述当前接入业务类别根据存储在存储装置中的规则改变为新的接入业务类别，从而如果所述检测装置检测到特定事件，所述选择装置用于从对应于所述新的接入业务类别的接入资源组中随机选择接入资源。
本发明还提供一种用于通信系统的通信设备的通信方法，在该通信系统中提供随机接入信道，将提供多个接入资源的所述随机接入信道分成至少两个接入资源组，每个接入资源组对应于具有相应接入概率的不同接入业务类别，从而由时隙和签名码来定义所述随机接入信道的所述接入资源，此方法包括以下步骤：
从对应于此通信设备的当前接入业务类别的接入资源组中随机选择一个接入资源；
在所述选择的接入资源中发送一个随机接入脉冲串；和
检测一个特定事件，从而当检测到所述特定事件时，此通信设备的所述当前接入业务类别根据存储在存储装置中和从存储装置中读取的所存储规则改变为新的接入业务类别，从而从对应于所述新的接入业务类别的接入资源组中随机选择接入资源。
附图说明
在下面参照附图的描述中更具体解释本发明的优选实施例，其中：
图1表示根据本发明的通信设备的示意图；
图2表示将接入资源分成组的第一示例；和
图3表示将接入资源分成组的第二示例。
具体实施方式
图1表示根据本发明的通信设备1的示意方框图。图1中所示的通信设备是用于无线电信系统的移动终端并包括连接到发送装置3与接收装置4的天线2，以用于发送通信数据给此无线电信系统的基站或另一移动终端并从中接收通信数据。此无线电信系统例如能是UMTS系统或类似于UMTS的系统。此移动终端1因而包括用于传送与处理数据所有必需的单元，诸如编码器、解码器、调制器、解调器等，尽管这些单元未在图1中示出并且未在本申请中进行解释。应注意，图1所示的移动终端1只用作根据本发明的通信设备的一个示例，这也可以是有线通信系统中的终端，诸如电话设备、个人计算机等等。
一个通信系统(根据本发明的通信设备1在该系统中操作并且根据本发明的通信方法在该系统中执行)包括可提供多个接入资源的随机接入信道(RACH)，这些资源由此通信设备1用于建立连接。在无线电信系统的情况中，移动终端使用此随机接入信道的接入资源来发送接入请求给相应的基站。在UMTS系统或类似于UMTS的系统中，如上所述，在随机接入脉冲串的前置部分发送此接入请求。从而随机接入这些接入资源，这导致基于争用的接入机制。来自不同移动终端的几个接入请求可能竞争或争用基站上的同一接入资源。在这种情况中，基站不接收从这些移动终端中发送的任何接入请求，并且移动终端不接收任何确认信号而且在某一时间周期之后必须再次发送这些接入请求，这对于通过有线网络连接的通信设备也是如此。
根据本发明，将随机接入信道的多个接入资源至少分成两个接入资源组，每个接入资源组对应于具有相应接入概率的不同接入业务类别。此通信系统的每个通信设备分配给这些接入资源组之一并因此具有一个当前接入业务类别。每个接入业务类别对应于相应的接入概率，以致一个接入资源组的每个通信设备具有接入相应的接入资源组的接入资源之一的同一接入概率。因而，能定义不同的接入业务类别，每个接入类别具有不同的接入概率。例如，如果定义三个接入业务类别，第一接入业务类别可以具有高优先级和高接入概率，第二接入业务类别可以具有中等优先级和中等接入概率，而第三接入业务类别可以具有低优先级和低接入概率。在标准设置中，例如，用于指定通信设备的每种类型的数据可以分配给接入资源组之一。每当要在此随机接入信道中发送特定数据类型时，一种相应的接入概率是有效的。根据本发明，相应的接入业务类别可在特定事件出现时进行改变。
图1所示的通信设备1包括连接到发送装置3的选择装置5。此选择装置5从对应于通信设备1的当前接入业务类别的接入资源组中随机地选择一个接入资源。因而，如果此通信设备1或其用户想要建立连接，则由选择装置5随机地选择一个接入资源并通过发送装置3与天线2发送一个接入请求给相应的基站。如果此请求被准许，则此基站发送一个肯定的确认信号，该信号被通信设备1的天线2与接收装置4接收。在此通信设备1中进一步处理由接收装置4接收的肯定的确认信号，并且此后在被准许的接入资源中发送用于建立连接和/或发送数据的该实际数据。这些机制是公知的并且无需进一步详细进行描述。然而，一个重要的特性是：此接入请求已传送有关随机选择的接入资源的信息，以便在准许所请求的接入资源时，可以在那个接入资源中自动发送相应的连接数据。
此选择装置5总是从对应于此通信设备1的当前接入业务类别的接入资源组中选择接入资源。根据本发明，当在连接到接收装置4与选择装置5的检测装置6中检测到特定事件时，就能改变此当前接入业务类别。以这种方式，根据已检测的特定事件和存储在连接到检测装置6与选择装置5的存储装置7中的相应规则，能将此接入概率改变为较高或较低接入概率。存储在存储装置7中的规则从而定义：在检测到特定事件时此通信设备1的当前接入业务类别要改变为哪个接入业务类别。此特定事件例如是在发送接入请求之后接收到预定数量的否定确认信号。在这种情况中，当前接入业务类别能改变为具有较高优先级与被准许接入的较高概率的另一接入业务类别。可选择地，此特定事件可以是预定数量的接入准许的立即成功发送和肯定确认信号的相应接收。在这种情况中，当前接入业务类别能改变为具有较低接入概率的较低优先级类别。其他可能性是指定此特定事件为一个时间点，于是例如能定义一些特定时间点，在这些时间点上利用统计可以知道：此通信系统的用户根据接入请求的发送而改变其行为。还有，当前接入业务类别可以周期性地进行改变。应注意，根据检测到当前接入业务类别被如何改变，就定义任何类型的特定事件。还有，能定义不同类型的事件的组合。从而，接入业务类别的改变与发送的数据的特定类型无关。
在检测装置6中检测到特定事件时当前接入业务类别改变为另一接入业务类别所依据的规则存储在存储装置7中。因此，此存储装置7能是此通信设备1的固定部分。可选择地，此存储装置7能是能插入此通信设备1中的设备中的一部分。在这种情况中，此存储装置7例如可以是一个与用户具有内在关联并且通常插入此通信设备中的装置的一部分，例如为标准的用户识别模块(在UMTS系统的情况下，是USIM)卡。而且，这些规则能从诸如基站的另一通信设备中进行接收并随后存储在存储装置7中。也能实现上述可能性的组合，例如这些规则能存储在用户识别模块上以及存储在通信设备1的固定存储装置中。在这种情况中，当用户识别模块插入并连接到此通信设备1时，能利用存储在用户识别模块的存储装置中的规则改写或否决存储在固定存储装置中的规则。还有，从另一通信设备接收的新规则能用于改写或否决存储在通信设备1的用户识别模块和/或固定存储装置中的当前规则。以这种方式，有可能灵活调整用于将此通信设备1从当前接入业务类别改变为另一接入业务类别的规则，从而使它能适应于变化的系统参数。
图2与3分别表示根据本发明分成两个或多个接入资源组的接入资源的第一与第二示例。一般地，根据相应的无线或有线通信系统中使用的多址联接方案，可以利用频率、时隙或代码或其任何组合来定义接入资源。图2表示一个其中随机接入信道的接入资源是时隙的示例。随机接入时间窗的一个重复循环包括例如八个时隙0、1、...7。在图2所示的示例中，可利用的八个接入资源或时隙被划分为三个接入资源组，每个组对应于具有相应的接入概率的不同接入业务类别。第一组包括利用斜线图形表示的五个时隙0、3、4、6、7，第二接入资源组包括利用垂直图形表示的两个时隙2、5，而第三接入资源组包括利用水平图形表示的一个时隙1。当前分配给对应于第一接入资源组的第一接入业务类别的通信设备因此具有获得接入的较高概率，这是因为具有更大数量和更大容量的接入资源可利用。这当然只在近似相等数量的通信设备分配给每个接入业务类别时才正确。当前分配给对应于第三接入资源组的第三接入业务类别的通信设备在每个随机接入时间窗中只有单个时隙用来获得接入，并因而具有导致较差性能的低概率。一旦检测到特定事件，属于第三接入业务类别的通信设备可以根据改变规则而转换为第二接入业务类别或第一接入业务类别。
图3表示根据本发明分成接入资源组的接入资源的第二示例。在所示的示例中，利用时隙(或时间偏移)和前置签名(或签名码)来定义接入资源。在UMTS系统中，例如，一个随机接入信道包括两个射频帧或两个随机接入时间窗内多达15个时隙和16个前置签名，以致总共多达240个接入资源可利用。图3表示具有8个时隙0，1，...7和16个前置签名0，1，...15的相应示例。这些接入资源分成三个接入资源组。第一接入资源组的利用十字表示的接入资源利用时隙0、1、2、3和前置签名0、1、2、3、4、5、6、7来定义并对应于第一接入业务类别。利用第二接入资源组的点形式表示的接入资源可以利用时隙4、5、6、7与前置签名0、1、2、3、4、5、6、7来定义，并对应于第二接入业务类别。利用第三接入资源组的空白方框形式表示的接入资源可以利用时隙0、1、2、3、4、5、6、7与前置签名8、9、10、11、12、13、14、15来定义，并对应于第三接入业务类别。在图2与3所示的两个示例中，将接入资源适当地分成几个组而且在这些组之间没有重叠。然而，这些组之间的重叠是有可能的，这表示一个或多个接入资源可以属于两个或多个接入资源组。
根据本发明的通信设备与通信方法提供了在特定事件出现时在随机接入程序内灵活改变通信设备的性能的一种简单与有效的方式。此建议的方案涉及改变接入业务类别并对于例如紧急呼叫的非常高优先级类型的数据特别有益，能将这样的紧急呼叫分配到具有专用接入资源组的高优先级接入业务类别，在其中不会出现与其他非紧急呼叫的竞争。

Claims (14)

1.一种在通信系统中用于发送与接收数据的通信设备(1)，在该通信系统中提供一个随机接入信道，将提供多个接入资源的所述随机接入信道分成至少两个接入资源组，每个接入资源组对应于具有相应的接入概率的不同接入业务类别，从而由时隙和签名码来定义所述随机接入信道的所述接入资源，此通信设备包括：
选择装置(5)，用于从对应于此通信设备的当前接入业务类别的接入资源组中随机地选择一个接入资源；
发送装置(3)，用于在所述选择装置选择的所述接入资源中发送随机接入脉冲串；
检测装置(6)，用于检测特定事件，从而当所述检测装置(6)检测到所述特定事件时，此通信设备的所述当前接入业务类别根据存储在存储装置(7)中的规则改变为新的接入业务类别，从而如果所述检测装置检测到特定事件，所述选择装置(5)用于从对应于所述新的接入业务类别的接入资源组中随机选择接入资源。
2.根据权利要求1的通信设备(1)，其特征在于：
此通信设备是无线电信系统的移动站，其中所述存储装置(7)是用户识别模块的一部分。
3.根据权利要求1的通信设备(1)，其特征在于：
接收装置(2)，从另一通信设备中接收将所述当前接入业务类别改变为新的接入业务类别所依据的规则。
4.根据权利要求1的通信设备(1)，其特征在于：
所述特定事件是在所述随机接入信道上发送随机接入请求之后接收到来自另一通信设备的预定数量的否定确认信号。
5.根据权利要求1的通信设备(1)，其特征在于：
所述特定事件是一个时间点。
6.根据权利要求1的通信设备(10)，其特征在于：
所述当前接入业务类别周期性地进行改变。
7.根据权利要求1的通信设备(1)，其特征在于：
所述通信系统是无线UMTS电信系统。
8.一种用于通信系统的通信设备(1)的通信方法，在该通信系统中提供随机接入信道，将提供多个接入资源的所述随机接入信道分成至少两个接入资源组，每个接入资源组对应于具有相应接入概率的不同接入业务类别，从而由时隙和签名码来定义所述随机接入信道的所述接入资源，此方法包括以下步骤：
从对应于此通信设备的当前接入业务类别的接入资源组中随机选择一个接入资源；
在所述选择的接入资源中发送一个随机接入脉冲串；和
检测一个特定事件，从而当检测到所述特定事件时，此通信设备的所述当前接入业务类别根据存储在存储装置(7)中和从存储装置(7)中读取的所存储规则改变为新的接入业务类别，从而从对应于所述新的接入业务类别的接入资源组中随机选择接入资源。
9.根据权利要求8的通信方法，其特征在于：
对应于具有最高随机接入概率的随机接入类别的接入资源组的随机接入资源被专门分配给此接入资源组。
10.根据权利要求8的通信方法，其特征在于：
每个接入资源组的随机接入资源被专门分配给其相应的接入资源组。
11.根据权利要求8的通信方法，其特征在于：
将一些随机接入资源分配给两个或多个接入资源组。
12.根据权要求8的通信方法，其特征在于：
从此通信系统的另一通信设备中接收将所述当前接入业务类别改变为新的接入业务类别所依据的规则。
13.根据权利要求8的通信方法，其特征在于：
在所述随机接入信道上发送随机接入请求之后，对来自另一通信设备的预定数量的否定确认信号的接收进行检测而作为所述特定事件。
14.根据权利要求8的通信方法，其特征在于：
周期性地改变所述当前接入业务类别。
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