CN1282469A - 通讯系统内消息传输的方法和设备 - Google Patents

Abstract

通讯系统(100)内短消息的传输如下产生:通讯系统(100)内基站(101)确定需要传输到远程单元(113)的短消息。然后基站(101)确定是否寻呼信道电路(107)可以利用。特别的,基站(101)确定是否寻呼信道电路(107)的负载在门限值以上。如果寻呼信道的负载在门限值以上并且如果远程单元(113)没有使用业务信道,则基站(101)使用业务信道将短消息发射到远程单元(113)。另外,经过业务信道到远程单元(113)的传输是未通知的(即使用远程单元(113)的个人将接收不到业务信道传输发生的指示)。

Description

通讯系统内消息传输的方法和设备

本发明一般涉及蜂窝式通讯系统，尤其涉及蜂窝式通讯系统内的数据传输。

通讯系统是公知的并且包括了许多的类型，这些类型有陆上移动无线电台、蜂窝式无线电话、个人通讯系统以及其他类型的通讯系统。在通讯系统内，经过一个通常称为通讯信道的通讯资源在发射装置和接收装置之间进行传输。在通讯系统的许多类型中，使用特定的通讯信道将特定类型的信息发射到接收装置。例如，在使用码分多址(CDMA)蜂窝式通讯系统协议的通讯系统内，在通讯系统内使用业务信道来发射编码的话音，同时使用寻呼信道将短消息从基站发送到远程单元。更具体地说，CDMA系统内的基站将使用多达七个寻呼信道(一般使用沃尔什码1-7)发射短消息到与基站通讯的所有远程单元。这些短消息包括但不限制于，呼叫返回号码、预定消息(例如往家回电话)或专门的服务(例如个别化交通拥挤报告(individualized traffic congestion advisory))。

在工作期间，基站可能需要发射许多短消息到与基站通讯的远程单元。由于可得到有限数量的寻呼信道，可能没有足够的寻呼信道容量来及时地发射所有的短消息。这样，需要一种方法和设备在增加了可以发射到通讯系统远程单元的消息量的通讯系统内传输消息。

图1是一个根据本发明优选实施倒用于发射消息到远程单元的基站的方块图。

图2是一个根据本发明优选实施例的图1的业务信道电路的方块图。

图3是一个根据本发明优选实施例用于发送短消息的图1的寻呼信道电路的方块图。

图4是一个示出根据本发明优选实施例用于图1基站的数据传输步骤的流程图。

图5是一个示出根据本发明的优选实施例用于建立业务信道并且经过该业务信道发送短消息的步骤的流程图。

一般来说，通讯系统内短消息的传输如下产生：通讯系统内基站确定需要产生到远程单元的短消息传输。然后基站确定是否寻呼信道电路可以利用。特别的，基站确定是否寻呼信道电路的负载在门限值以上。如果寻呼信道的负载在门限值以上并且如果远程单元没有使用业务信道，则基站使用业务信道将短消息发射到远程单元。另外，经过业务信道到远程单元的传输是未通知的(即使用远程单元的个人将接收不到业务信道传输发生的指示)。经过寻呼和业务信道的短消息传输允许增加可以由通讯系统控制的消息量。特别的，因为使用业务信道和寻呼信道将短消息发射到远程单元，在通讯系统内发送短消息的容量增加了。

本发明包括一种用于在通讯系统内传输消息的方法，其中寻呼信道主要用于发射短消息，而业务信道主要用于发射业务信道数据。该方法包括确定是否业务信道当前被远程单元使用以及确定是否寻呼信道的负载在门限值以上的步骤。随后根据第一和第二确定经过业务信道将消息发射到远程单元。

本发明还包括一种在多址联接通讯系统内传输消息的方法，其中寻呼信道使用第一组扩展码来发射短消息，业务信道使用第二组扩展码来发射业务信道数据。该方法包括确定是否业务信道当前被远程单元使用以及确定是否寻呼信道的负载在门限值以上的步骤。如果业务信道当前没有被使用并且寻呼信道的负载在门限值以上，则使用从第二组扩展码选择的第一扩展码发射消息到远程单元，否则使用从第一组扩展码选择的第二扩展码发射消息到远程单元。

最后，本发明包括一个在通讯系统内传输消息的设备，其中寻呼信道使用第一组扩展码发射短消息，而业务信道使用第二组扩展码发射业务信道数据。该设备包括用于确定是否业务信道当前由远程单元使用并且确定是否寻呼信道的负载在门限值以上的逻辑电路，以及包括如果业务信道当前没有被使用并且寻呼信道的负载在门限值以上则使用从第二组扩展码选择的第一扩展码发射消息到远程单元，否则使用从第一组扩展码选择的第二扩展码发射消息到远程单元的发射电路。

图1是一个根据本发明优选实施例用于发射数据到远程单元113的基站101的方框图。在本发明的优选实施例中，通讯系统100使用CDMA系统协议，但在另一个实施例中，通讯系统100可以使用其他模拟的或数字蜂窝式通讯系统协议，例如但不限制于，窄带高级移动电话业务(NAMPS)协议、高级移动电话业务(AMPS)协议、全球移动通讯系统(GSM)协议、个人数字蜂窝(PDC)协议或者美国数字蜂窝(USDC)协议。通讯系统100包括基站101、蜂窝式消息中心102、远程单元113、中央基站控制器(CBSC)103以及移动交换中心(MSC)104。在本发明的优选实施例中，基站101最好是Motorola SC9600基站，MSC104最好是MotorolaEMX2500 MSC，消息中心102最好是Motorola消息寄存器(MR)蜂窝式消息中心(MCMC)，而CBSC103最好由Motorola CBSC部件组成。如所示，远程单元113经过上行链路通讯信号119与基站101通讯，而基站101经过下行链路通讯信号116与远程单元113通讯。在本发明的优选实施例中，基站101适当地连接到CBSC103，CBSC适当地连接到MSC104。如所示，基站101包括多个业务信道108、一个或多个寻呼信道电路107、加法器111以及调制器115。

在本发明的优选实施例中，使用寻呼信道电路107和/或业务信道电路108将短消息传递到远程单元113。在优选实施例中，寻呼信道电路是如在此作为参考的，IS-95A的7.1.3.4、7.6.2和7.7.2部分，1993年7月在Washington，DC的“电信工业协会暂定标准95A，用于双模宽带扩展频谱蜂窝系统的移动台-基站兼容性标准”(IS-95A)和“用于宽带扩展频谱蜂窝式系统的短消息服务”(IS637)中描述的电路。特别的，通过利用第一组扩展码(例如沃尔什码1-7)使用寻呼信道来发送短消息到远程单元113。另外业务信道电路是如IS-95A的7.1.3.5、7.6.4和7.7.3部分描述的电路并且使用第二组扩展码(沃尔什码)将业务信道数据发射到远程单元113。

根据本发明优选实施例来自基站101的短消息传输如下产生：基站101确定需要传输到远程单元113的短消息。在优选实施例中，响应远程单元113发送的“请求下一个消息”的命令来确定需要发送到远程单元113的短消息，然而，在另一个实施例中，可以使用其他的确定(例如进程中的远程单元登记或呼叫结束)。基站101随后确定是否寻呼信道电路107是可以使用的。特别的，基站101确定是否寻呼信道电路107的负载在门限值以上。如上面讨论的，由于可用于通讯的寻呼信道的有限数量，寻呼信道的可用性可能是非常有限的。不像现有技术方法的数据传输，在本发明优选实施例中，如果寻呼信道的负载在门限值以上并且如果远程单元113不使用业务信道，则基站101使用业务信道发射短消息到远程单元113。另外，在本发明的优选实施例中，经过业务信道到远程单元113的传输是未通知的(即使用远程单元113的个人将接收不到业务信道传输发生的指示)。如上面讨论的，经过寻呼信道和业务信道的短消息的传输允许增加可以由通讯系统100控制的消息量。特别的，因为使用业务信道和寻呼信道将短消息发射到远程单元，通讯系统内发送短消息的容量增加了。

图2是根据本发明优选实施例的图1业务信道电路的方块图。电路108包括信道多路复用器201、卷积编码器212、码元转发器215、块数字复用器216、长码扰码器217以及正交编码器220。在工作期间，信道多路复用器201以一个特定的位速率(例如8.6千位/秒)接收信号210。对于业务信道电路108，信号210一般包括由声码器转换为数据的话音、纯数据或者这两类型型数据的组合，然而，在本发明的优选实施例中，信号210包括短消息数据，如包含呼叫返回电话号码的单个数据包。信道多路复用器201多路复用辅助业务(例如数据)和/或信令业务(例如控制或用户消息)为信道数据210并且以9.6千位/秒将多路复用数据输出到卷积编码器212。卷积编码器212采用一种编码算法以一个固定的编码速率将输入数据位210编码为数据码元，该算法便于后续的最大似然译码数据码元为数据位(例如卷积或块编码算法)。例如，卷积编码器212以一个数据位到两个数据码元的固定编码速率(即速率1/3)编码输入数据位210(以9.6千位/秒的速率接收)，使得卷积编码器212以28.8千位/秒速率输出数据码元214。

数据码元214随后由转发器215转发并且输入到数字复用器216。数字复用器216在码元级交织输入数据码元214。在数字复用器216中，数据码元214被单独地输入到一个定义了数据码元214的预定尺寸块的矩阵。数据码元214输入到矩阵内的位置，使得矩阵以逐列的方式填满。数据码元214被单独地从矩阵内的位置输出，使得矩阵以逐行的方式腾空。一般地，该矩阵是一个行的数量等于列的数量的方形矩阵；然而，可以选择其他矩阵形式来增加连续输入的非交织数据码元之间的输出交织距离。交织的数据码元218由数字复用器216以它们被输入的相同的数据码元速率(例如28.8千码元/秒)输出。由矩阵定义的数据码元的预定块尺寸由数据码元的最大数量得到，这些数据码元可以在一个预定长度的传输块内以预定的码元速率发射。例如，如果传输块的预定长度是20毫秒，则数据码元块的预定长度是28.8千码元/秒乘以20毫秒等于576个数据码元，它定义一个18×32的矩阵。

交织的数据码元218由扰码器217倒频并且输出到正交编码器220。正交编码器220模2加上一个正交码(例如一个64元(64-ary)沃尔什码)到每个交织的和倒频的数据码元218。例如，在64元正交编码中，交织的和倒频的数据码元218每个由一个64元码元正交码“异或”。这些64元正交码最好相应于一个来自64×64哈达马矩阵的沃尔什码，其中一个沃尔什码是矩阵的一个单个行或列。正交编码器220重复地输出一个沃尔什码，该码相应于以一个固定码元速率(例如28.8千码元/秒)输入的数据码元218。

沃尔什码序列242由一对短伪随机码224(比长码短一些)进一步扩展以产生一个I信道和Q信道代码扩展序列226。I信道和Q信道代码扩展序列226用于通过驱动功率电平控制成对的正弦波来双相调制一对90°的正弦波。正弦波输出信号被求和、QPSK调制(由调制器115)以及由天线120辐射以完成信道数据位210的传输。在本发明的优选实施例中，扩展序列226以每秒3.6864兆码片(Mcps)的速率输出并且在一个5MHz的带宽内辐射，但在本发明的另一个实施例中，扩展序列226可以以不同的速率输出并且在一个不同的带宽内辐射。例如，在本发明的另一个实施例中，可以使用IS-95A传输方案，这里扩展序列226在1.25MHz带宽内以1.2288 Mcps的速率(业务信道码片速率)输出。

图3是根据本发明优选实施例用于发送短消息的图1的寻呼信道电路105的方块图。寻呼信道电路105包括信道多路复用器301、卷积编码器312、码元转发器315、块数字复用器和正交编码器320。在工作期间，信道多路复用器301以一个特定的位速率(例如152.204千位/秒)接收信号310(数据)。信道多路复用器301多路复用辅助业务(例如用户数据)为寻呼信道数据310并且以153.6千位/秒的速率输出该多路复用数据到卷积编码器312。

卷积编码器312采用一种编码算法以一个固定的编码速率将输入数据位310编码为数据码元，该算法便于后续的最大似然译码数据码元为数据位(例如卷积或块编码算法)。例如，卷积编码器312以一个数据位到两个数据码元的固定编码速率(即速率1/3)编码输入数据位310(以153.6千位/秒的速率接收)，使得卷积编码器312以460.8千位/秒速率输出数据码元314。

数据码元314随后输入到数字复用器316。数字复用器316在码元级交织输入数据码元314。在数字复用器316中，数据码元314被单独地输入到一个定义了数据码元314的预定尺寸块的矩阵。数据码元314输入到矩阵内的位置，使得矩阵以逐列的方式填满。数据码元314从矩阵内的位置单独地输出，使得矩阵以逐行的方式腾空。一般地，该矩阵是一个行的数量等于列的数量的方形矩阵；然而，可以选择其他矩阵形式来增加连续输入的非交织数据码元之间的输出交织距离。交织的数据码元318由数字复用器316以它们被输入的相同的数据码元速率(例如460.8千码元/秒)输出。由矩阵定义的数据码元块的预定尺寸由数据码元的最大数量得到，该数据码元可以在一个预定长度的传输块内以预定的码元速率发射。例如，如果传输块的预定长度是20毫秒，则数据码元块的预定尺寸是9.216千码元。

交织的数据码元318由转发器315转发并且输出到正交编码器320。正交编码器320模2加上一个正交码(例如一个16元沃尔什码)到每个交织的和倒频的数据码元318。例如，在16元正交编码中，交织的和倒频的数据码元318每个由一个16元码元正交码“异或”。这些16元正交码最好相应于一个来自16×16矩阵的沃尔什码，其中一个沃尔什码是矩阵的一个单个行或列。正交编码器320重复地输出一个沃尔什码或者它的逆，它相应于以一个固定码元速率(例如460.8千码元/秒)输入的数据码元318。

加权的沃尔什码序列342由一对短伪随机码324(比长码短一些)进一步扩展以产生一个I信道和Q信道代码扩展序列326。I信道和Q信道代码扩展序列326用于通过驱动功率电平控制正弦波对来双相调制一对90°的正弦波。正弦波输出信号被求和、QPSK调制(由调制器115)以及由天线120辐射以完成信道数据位310的传输。

图4是一个根据本发明优选实施例说明来自基站101的短消息传输的流程图。逻辑流程在步骤401开始，这里MCMC102确定需要发送到远程单元113的短消息。如上面讨论的，响应于留给远程单元的新的短消息，或者由远程单元对下一个消息的请求，或者电话呼叫结束，确定需要发送到远程单元113的短消息。在本发明的另一个实施例中，利用短消息系统来使用空闲的正向信道数据容量在电话呼叫期间发射短消息，以便加快传递。在步骤405，MCMC102确定是否远程单元113当前使用一个业务信道，如果不是则逻辑流程继续到步骤410，否则逻辑流程继续到步骤415。在步骤410，MCMC102确定是否寻呼信道的使用在门限值以上。特别的，MCMC确定是否当前寻呼信道使用在75％以上。如果在步骤410确定寻呼信道的使用不在门限值以上，则逻辑流程继续到步骤415，否则逻辑流程继续到步骤420。在步骤415，基站101发射短消息到远程单元113(经过下行链路通讯信号116)并且逻辑流程继续到步骤430。特别的，如IS-95A的7.7.5部分和IS-637的4.3部分中描述的，通过基站101将短消息发送到一个空闲的远程单元113，首先通过发送一个“具有信息的报警”消息来通知远程单元113等待消息。远程单元113以一个指示短消息接收的“确认”消息(IS-637的3.4.2.3)来响应。在优选实施例中，非空闲远程单元113(在一个呼叫期间)在正向业务信道上接收包含短消息的“数据短脉冲串消息”(IS-637的2.4.2.1.2.4部分)。在步骤420，基站101建立一个与远程单元113的业务信道并且经过业务信道发送短消息(经过一个未通知呼叫)到远程单元113。接着，在步骤425，远程单元113缓冲该消息，逻辑流程在步骤430结束。

图5是一个根据本发明的优选实施例，说明建立一个业务信道并且经过该业务信道发送短消息(图4的步骤420)所需步骤的流程图。逻辑流程在步骤501开始，这里远程单元113没有主动地使用一个业务信道与基站100通讯，但主动地监控一个正向控制信道(IS-95A寻呼信道)用于由基站100通知任何挂起的传输。如上所述，使用寻呼信道电路来发送消息到远程单元113，指示挂起的下行链路传输。在步骤505，基站100通知远程单元113挂起的数据传输(经过一个寻呼信道)并且分配远程单元113第一信道(业务信道)。在本发明的优选实施例中，除了远程单元113被命令建立如未通知呼叫的呼叫以外，如IS-95A的7.6.2部分描述的产生业务信道分配。如上所述，通过发送远程单元113一个具有“无音调”振铃机选择类型的报警消息来完成这一点。远程单元113确认该报警，并且接入分配的信道。一旦到达该信道，远程单元113接收一个包含短消息的“数据短脉冲串”消息(IS-95A的7.7.3.3.2.4部分)，等待适当的时间用于确认消息的接收，并且基站101释放业务信道(IS-637的2.4.2.1.2.3部分)。一旦一个业务信道分配给远程单元113，逻辑流程继续到步骤510，这里远程单元113发射一个确认指令到基站101，指示可用于短消息存储的空闲的缓冲空间量，逻辑流程继续到步骤515。在步骤515，基站101确定是否在远程单元113内可获得缓冲空间并且如果不能则逻辑流程继续到步骤535，这里业务信道被停止，否则逻辑流程继续到步骤520，这里基站101开始经过业务信道传输短消息到远程单元113。在本发明的优选实施例中，在步骤520，基站101发射足够的信息到远程单元113以填满一个单个缓冲器，并且逻辑流程继续到步骤525。在步骤525，MCMC102确定是否仍然可以在远程单元113内获得缓冲空间，如果不能则逻辑流程继续到步骤535，这里业务信道被停止，否则逻辑流程继续到步骤530，这里MCMC102确定是否有更多的短消息需要发射到远程单元113。在步骤530，如果MCMC102确定存在其他的短消息要被发射到远程单元113，则逻辑流程返回到步骤520，否则逻辑流程继续到步骤535，这里业务信道被停止。

尽管参照一个特定的实施例特别地示出和描述了本发明，本领域的技术人员应该理解可以进行形式上和细节上的各种改变而不会背离本发明的精神和范围，所有这些变化都在下面权利要求书的范围内。

Claims (12)

1．一种在通讯系统内传输消息的方法，其中使用寻呼信道来发射短消息并且使用业务信道来发射业务信道数据，该方法包括步骤：

确定是否远程单元当前使用一个业务信道来产生第一确定；

确定是否寻呼信道负载在门限值以上来产生第二确定；以及

根据第一和第二确定，在业务信道上发射消息到远程单元。

2．如权利要求1所述的方法，其中发射消息到远程单元的步骤包括发射短消息到远程单元的步骤，其中短消息从包括呼叫返回号码、预定消息、专门的服务消息和个别化交通拥挤报告的组中选择。

3．如权利要求1所述的方法，其中发射消息到远程单元的步骤包括下列步骤，如果业务信道当前没有被使用并且寻呼信道的负载在门限值以上，则经过业务信道发射短消息到远程单元，否则经过一个寻呼信道发射消息到远程单元。

4．如权利要求1所述的方法，其中发射消息到远程单元的步骤包括经过业务信道发射消息到远程单元的步骤，其中使用远程单元的个人没有接收到业务信道传输发生的指示。

5．一种在多址联接通讯系统内传输消息的方法，其中寻呼信道使用第一组扩展码来发射短消息并且业务信道使用第二组扩展码来发射业务信道数据，该方法包括步骤：

确定是否业务信道当前被一个远程单元使用；

确定是否寻呼信道的负载在门限值以上；以及

如果业务信道当前没有被使用并且寻呼信道的负载在门限值以上，则使用从第二组扩展码选择的第一扩展码发射消息到远程单元，否则使用从第一组扩展码选择的第二扩展码发射消息到远程单元。

6．如权利要求5所述的方法，其中发射消息到远程单元的步骤包括发射短消息到远程单元的步骤，其中该短消息从包括呼叫返回号码、预定消息、专门的服务消息和个别化交通拥挤报告的组中选择。

7．如权利要求5所述的方法，其中发射消息到远程单元的步骤包括经过业务信道发射消息到远程单元的步骤，其中使用远程单元的个人没有接收到业务信道传输发生的指示。

8．一种在通讯系统内传输消息的设备，其中寻呼信道使用第一组扩展码来发射短消息并且业务信道使用第二组扩展码来发射业务信道数据，该设备包括：

逻辑电路，用于确定是否业务信道当前被一个远程单元使用并且确定是否寻呼信道的负载在门限值以上；及

发射电路，用于如果业务信道当前没有被使用并且寻呼信道的负载在门限值以上，则使用从第二组扩展码选择的第一扩展码发射消息到远程单元，否则使用从第一组扩展码选择的第二扩展码发射消息到远程单元。

9．如权利要求8所述的设备，其中通讯系统是一种码分多址(CDMA)通讯系统。

10．如权利要求8所述的设备，其中发射电路是一种从包括寻呼信道电路和业务信道电路的组中选择的电路。

11．如权利要求8所述的设备，其中消息是一种短消息。

12．如权利要求11所述的设备，其中短消息是一种从包括呼叫返回号码、预定消息、专门的服务消息和个别化交通拥挤报告的组中选择的消息。

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