CN1264295C - 一种cdma制式集群通信系统的共享信道方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种移动通信领域中的CDMA制式集群通信系统共享信道方法，首先由移动终端或网络侧发起集群呼叫，基站和移动终端分别利用寻呼信道和接入信道发送信令给对方，然后基站建立前向和反向专用控制信道命令，如建立前向专用控制信道成功则判断扇区内有无同一群组的用户，如果有则基站通过前向专用控制信道向移动终端发送扩展补充信道指配消息；扇区群组内用户各自控制前向专用控制信道和前向补充信道，最后基站根据提取到的补充信道功率控制命令控制系统发射功率；根据用户要求升降前向补充信道发射功率。本发明可以有效地节省前向功率资源，提高蜂窝集群系统的系统容量和系统稳定性、最大限度地节省前向调制资源和选择器声码器资源。
Description
技术领域
本发明涉及移动通信领域，尤其涉及CDMA制式集群通信系统的共享信道方法。
背景技术
集群通信系统是指多用户共享一组无线信道，并动态使用这些信道的专用移动通信系统，它是一种指挥、调度系统，在一些社会经济、工农业比较发达的国家里，该系统在对指挥、调度功能要求较高的企业、事业、工矿、油田、农场、公安、警察以及军队等部门有着十分广泛的应用。蜂窝集群通信系统将蜂窝通信系统与专用调度通信系统结合起来，既拓展了蜂窝通信系统的业务范围，又使集群通信系统摆脱了专用调度通讯系统在功能和区域方面的局限性。目前的蜂窝集群通信系统按照接入方式可以分为TDMA(Time Division Multiplex Access时分多址)和CDMA(Code Division Multiplex Access码分多址)两种制式。在第三代通信技术已经日臻成熟的今天，TDMA制式存在不能向第三代通信系统平滑演进、容量受限和数据吞吐量低等缺陷，无法满足日益增长的通信需求。而CDMA系统具有宽带扩频空中接口，可以满足第三代无线通信系统的需求，不但提供传统的话音业务，而且能够提供高速的分组数据业务。将CDMA蜂窝通信系统与数字集群系统相结合，既可以提高单个扇区内集群系统用户数，又可以在高速分组数据业务的基础上开发更多的具有集群系统特点的新业务。
CDMA制式的集群通信系统主要特点是采用半双工的通信方式，可以实现快速的接续，并支持群组呼叫(即一对多的呼叫方式)。在集群通信系统中，要求群组内用户在同一小区内共享前向信道，当群组用户呼叫或讲话时，只要按住PTT(PushTo Talk，按键通话)键，便可以和组内的其他用户进行通话，这种PTT业务广泛应用于对讲系统和集群系统，为公安、消防、交通运输、机场航空、建筑工地、大型集会，军事调度等集团应用提供指挥调度功能。随着社会的进步、人员流动性的增强，同时伴随着移动通信技术的快速发展，个人通信的领域越来越广，集群业务也逐渐转向个人应用，例如年轻时尚人士之间或小团体内的聊天、家庭内部成员之间的通信等。需求带来技术的创新，应用带来产品的发展，随着移动通信增值业务的广泛开展，具有群体呼叫、信息发送功能的CDMA制式的集群通信系统，已经日益成为一种新的移动增值应用。
CDMA制式集群通信系统与普通CDMA蜂窝系统的一个重要区别是CDMA制式集群集群系统在一个群组内前向发送的用户数据是相同的。其重要特征是“一呼百应”，如果在传统CDMA蜂窝通信系统的基础上简单叠加集群系统，也就是给群组内每个用户分配一条完全独立的前向业务信道会产生如下缺陷：首先，集群系统具有的集中突发性使得在同一时刻小区内可能需要建立大量的业务信道，使得前向功率上升很快，导致前向过载(也就是要求的前向发射功率超过基站最大发射功率)，信道拥塞、正常业务中断。不仅如此，集群系统的集中突发性还会使得CDMA系统的话音激活因子(CDMA系统是自干扰的码分系统，某一用户的发射功率对其他用户而言就是干扰。因为人们不可能一直保持全速率说话，因此非全速率时发射功率就会减小)失效，假设话音激活因子为0.4，则集群系统前向容量比普通CDMA系统前向容量减小一半以上，也就是说，如果语音激活因子失效，系统支持的用户数将减少一半以上。
针对集群系统半双工(任何时候最多只能有一个人说话)特点，可以通过共享同一扇区同一集群群组(简称扇区群组)的前向补充信道，即扇区群组的所有前向补充信道传送相同的业务数据，实际上就组合成一条前向补充信道传送。
但是，这种方法虽然节省了扇区群组内用户的前向补充信道发射功率，由于扇区群组内所有传送相同业务数据的前向补充信道都占用一个调制资源，存在极大的浪费，而调制解调资源是运营商设备成本的重要部分，该浪费将极大增加运营商设备成本。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术中存在的系统容量低、稳定性差的缺点，提出一种能够在CDMA制式集群通信系统提高系统容量和稳定性的同时，尽量减少基站调制资源，降低设备成本的方法。
为实现上述目的，本发明提出了一种CDMA制式集群通信系统共享信道方法，其特征在于，包括以下步骤：
第一步：移动终端或网络侧发起集群呼叫，基站进入处理集群业务流程；
第二步：基站和移动终端分别利用寻呼信道和接入信道发送信令给对方，协商建立前反向专用控制信道；
第三步：基站应用层向基站物理层的调制解调芯片发送建立前向和反向专用控制信道命令，如建立前向专用控制信道成功，则继续，否则转到第九步；
第四步：判断扇区内有无同一群组的用户，如果有则转第六步；
第五步：由基站应用层向基站调制解调芯片发送建立前向补充信道命令，为发起呼叫的移动终端分配一个前向调制资源，给同一群组用户的前向补充信道分配相同的Walsh码、长码掩码和帧偏置；
第六步：基站通过前向专用控制信道向移动终端发送扩展补充信道指配消息；
第七步：扇区群组内用户发送各自的前向功率控制命令，控制前向专用控制信道和前向补充信道，同时基站集中控制群组内用户反馈的补充信道功率控制命令；
第八步：基站根据提取到的补充信道功率控制命令控制前向补充信道发射功率；只要有一个用户要求升功率就升前向补充信道发射功率，只要有一个用户要求降功率就降低前向补充信道发射功率；
第九步：结束集群业务流程。
本发明所提出的CDMA制式集群通信系统前向业务信道共享的方法，不但可以有效地节省前向功率资源，提高蜂窝集群系统的系统容量和系统稳定性。同时还可以最大限度地节省前向调制资源和选择器声码器资源，并消除由于前向补充信道共享需要同步扇区群组内前向补充信道帧序号的问题。
附图说明
图1是实现集群业务的蜂窝通信系统信道组成图。
图2是本发明所述CDMA制式集群通信系统共享信道方法流程图。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本发明所述方法作进一步说明：
本发明提出的方法可以支持所有能够共享前向信道的CDMA蜂窝移动通信系统。图1表明了蜂窝集群系统处理集群业务时使用的前反向信道。其中，前向专用控制信道的作用是在业务信道上发送用户专用信令，反向专用控制信道(用于用户的业务数据和专用信令传送)的作用是解调移动终端发送的用户专用信令和用户业务数据；前向补充信道的作用是传送用户业务数据。本发明提出的蜂窝集群系统在CDMA系统中实现时包括两种前向业务信道：前向专用控制信道和前向补充信道。其中，前向专用控制信道是为了传送每个用户自身专用的控制信令。前向补充信道是为了传送群组内同一扇区用户共有的业务数据，这由集群系统半双工(任何时候最多只能有一个人说话)特点决定的。
图2示出了处理蜂窝集群业务时实现前向信道共享的流程图。事实上，区分不同用户的前向补充信道是靠用户的Walsh码(通过不同Walsh的正交性用于区分不同前向信道)和长码掩码(有加扰保密的功能)实现的。同时，不同前向补充信道的帧偏置(以帧为单位分配多个帧偏置，可以避免集中处理多个用户数据)也可能不同。为了在扇区内共享同一群组用户的业务数据，需要给这些用户的前向补充信道分配相同的Walsh码、长码掩码和帧偏置。这样这些用户的前向补充信道可以合并成一条前向补充信道发送。因为集群系统半双工的特点，任何时候群组内只能有一个用户说话。因此，如果每个用户用独立的补充信道来传送系统的业务数据对系统容量而言是极大的浪费。如果给扇区群组内每个用户都分配一个前向基本信道(或前向专用控制信道)调制资源和一个前向补充信道调制资源，这时消耗的调制资源将是普通蜂窝系统的两倍。如果按照普通蜂窝系统的调制资源配置，就可能因为缺乏调制资源而阻塞新的呼叫。但是，如果配置大量的调制资源又会增加运营商的成本。如果扇区内已经存在同一群组的用户，可以不分配新增用户的前向补充信道调制资源，但仍然给移动终端发送补充信道指配消息。因为目前已经存在同一群组用户的共享前向补充信道，新增用户会使用这条前向补充信道接收用户业务数据。这样如果扇区群组内存在N个用户，就可以节省N-1个调制资源。选择器声码器(用于数据的分发复用，一条信道至少占用一个选择器声码器资源)资源也相应减少N-1个。同时也消除了扇区群组内各个选择器声码器之间帧序号需要对齐的问题。
本发明所述方法的具体实现方式：首先由移动终端或网络侧发起集群呼叫，基站进入处理集群业务流程。基站和移动终端分别利用寻呼信道和接入信道进行信令交互。其次基站应用层向基站调制解调芯片发建立前向和反向专用控制信道命令，同一扇区群组内每个用户都将分别占用一个调制资源和解调资源进行前向信号调制和反向信号解调。每条前向专用控制信道都将配置独立的Walsh码，相同的帧偏置和长码掩码，每条反向专用控制信道的长码掩码根据移动终端的电子序列号计算。如果扇区内没有同一群组的用户，基站应用层向基站调制解调芯片发建立前向补充信道命令，占用一个调制资源。否则结束据群业务流程。然后基站通过前向专用控制信道向移动终端发送补充信道指配消息，向移动终端发送“前向补充信道已经建立，需准备接收”的信息。虽然新增用户要求的前向补充信道可能并没有分配调制资源，因而并没有建立实际信道。但是，因为这时扇区内存在同一群组的其他用户，该用户分配的实际前向补充信道可以被新增用户所对应的那条前向补充信道共享，而对移动终端没有任何影响。再然后扇区群组内用户发送各自的前向功率控制命令，控制前向专用控制信道和前向补充信道。用户的前向专用控制信道根据各自功率控制命令进行升降功率。扇区群组内用户虽然接收同一条前向补充信道，但是因为所处位置不同，接收到的功率也不相同，因此他们的前向补充信道功率控制命令也各不相同。需要将扇区群组内用户的功率控制命令集中控制，只要有一个用户要求升功率就升前向补充信道发射功率，只要有一个用户要求降功率就降低前向补充信道发射功率。
Claims (2)
1、一种CDMA制式集群通信系统共享信道方法，其特征在于，包括以下步骤：
第一步：移动终端或网络侧发起集群呼叫，基站进入处理集群业务流程；
第二步：基站和移动终端分别利用寻呼信道和接入信道发送信令给对方，协商建立前反向专用控制信道；
第三步：基站应用层向基站物理层的调制解调芯片发送建立前向和反向专用控制信道命令，如建立前向专用控制信道成功，则继续，否则转到第九步；
第四步：判断扇区内有无同一群组的用户，如果有则转第六步；
第五步：由基站应用层向基站调制解调芯片发送建立前向补充信道命令，为发起呼叫的移动终端分配一个前向调制资源，给同一群组用户的前向补充信道分配相同的Walsh码、长码掩码和帧偏置；
第六步：基站通过前向专用控制信道向移动终端发送补充信道指配消息；
第七步：扇区群组内用户发送各自的前向功率控制命令，控制前向专用控制信道和前向补充信道，同时基站集中控制群组内用户反馈的补充信道功率控制命令；
第八步：基站根据提取到的补充信道功率控制命令控制前向补充信道发射功率；只要有一个用户要求升功率就升前向补充信道发射功率，只要有一个用户要求降功率就降低前向补充信道发射功率；
第九步：结束集群业务流程。
2、根据权利要求1所述的CDMA制式集群通信系统共享信道方法，其特征在于，每条前向专用控制信道都配置独立的Walsh码、相同的帧偏置和长码掩码，每条反向专用控制信道的长码掩码根据移动终端的电子序列号计算。
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