CN1310564C - 在通信系统中用于增加的信息传送的方法和设备 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种用于在通信系统内增加信息传送的方法，例如在一个基于分组的GPRS/EDGE系统，在系统中有一个不能在同一时间接收和发送的移动站，该方法包括提供一种具有扩展多时隙容量的系统。通过此扩展容量，可通过在所述上行链路和下行链路时隙之间提供一个时序提前偏移来提高传送速率，从而为移动站提供在下行链路、上行链路和相邻小区测量操作之间的足够的频率切换时间和建立时间。结果，可以在所述基站和移动站之间进行信息传送，从而在一帧内的下行链路、上行链路和相邻小区测量操作之间的所有频率切换和建立可以在2个或更少时隙内完成，留下剩余的较大数量的可用时隙用于增加的信息传送。
Description
技术领域
本发明通常涉及蜂窝通信系统，特别地，本发明涉及在分组数据通信系统中用于扩展的下行链路容量的方法和设备。
背景技术
全球移动通信系统(GSM)、通用分组无线服务(GPRS)以及增强数据率的全球通服务(EDGE)试图使一个服务用户在一个端对端分组传送模式下发送和接收数据，而不使用电路交换模式中的网络资源。当数据传输特性是i)基于分组，ii)断续以及非周期，iii)可能经常发生，数据传送小，例如小于500字节，或iv)可能较少发生，数据传送大，例如多于几百KB(千字节)，GPRS，EDGE和第三代(3G)分组无线服务允许有效使用无线和网络资源。用户应用可能包括因特网浏览器，电子邮件等。GPRS/EDGE无线接入网络(GERAN)对于GPRS/EDGE来说，是进入到第三代无线系统的实时迁移路径。
通常假定大部分因特网应用数据业务通常偏向于下行链路方向，意即多数应用数据业务从网络传输到一个用户应用。此假设不仅基于用户的预期行为(因为在大部分用户所做的应用中，相对于需要发送到网络的信息量，需要从网络接收更大量的信息)，而且基于许多应用自身的固有属性。例如，访问万维网上的一页信息需要在上行链路(即，从用户应用到网络)上传输一个非常短的地址序列，随后在下行链路(即，从网络到用户应用)上接收数据，该接收可能比引起下行链路传送的传输大上几个数量级。因此，重新构造已知的基于分组的系统以支持在下行链路方向上的更大的信息流，并且将上行链路和下行链路资源的分配彼此分开。此基于分组的系统的构造不同于(例如)电路交换方法的构造，它趋向于将其构造为一个分配专用资源的双向虚拟电路，上述专用资源在整个通信过程中仅偶尔使用。
第三代合作组项目(the 3rd Generation Partnership Project)；技术规范组GERAN；数字蜂窝通信系统(2+阶段)；在无线路径上的多路复用和多路访问(版本4)；GSM规范3GPP TS 45.002，版本4.1.1(2000-11)，附录B等定义了所谓的GPRS/EDGE移动站中多时隙容量的“移动站分类”。移动站分类详细说明了一个移动站关于在分组模式、电路交换模式、或分组和电路交换双重模式中其操作必须遵守的某些行为。受到例如厂商选项以及设备限制等的限制，也可以分配或改变移动站分类。例如，一个特定应用可以具有发布一个命令以改变当前使用的用户设备的移动站分类的能力。因此移动站分类被当作一个“有效”分类，因为网络或用户可以在移动用户分类身份上行使一些控制。此外，移动站按照类型1和类型2移动站规定。类型1移动站是无需在同一时间发送和接收的移动站。类型2移动站是需要在同一时间发送和接收(全双工)的移动站。而且，类型1移动站按照类型1半双工移动站和类型1不完全双工(semi duplex)移动站规定。类型1半双工移动站基于帧支持修改所支持的时隙的数目，允许在某些帧中有多达8个接收时隙。现在不使用这种操作模式，无论在基站还是移动站，这是因为它的软件复杂性和实际上的低有效吞吐增益(low effective throughput gain)：当使用频率跳变时，仅有七个接收时隙可用。此外，预留给上行链路或功率测量的帧的数量巨大。类型1不完全双工移动站仅支持一个独立于帧的、恒定数目的上行链路和下行链路时隙。
更进一步，移动站服务根据服务分类规定。例如，一个这样的移动站分类是一个A分类移动站：在电路交换语音和分组交换数据服务上可同时支持附加、监控、激活、调用(invocation)以及业务流。与提供一个分类A功能移动站相关的问题之一是，根据在电路交换语音和分组交换数据服务操作过程中期望共存的嵌入的用户级应用的数目，需要两个接收器和两个发射器，连同一个组合器/双工器，到公共用户身份模块(SIM)卡的接口，以及可能附加的呼叫处理器。这在移动站厂商中提出了发展一个这样设备的全新结构的需要，导致装置成本的增加。另一方面，规定一个分类B移动站，在电路交换语音和分组交换数据服务上仅同时支持附加、监控和激活，而基于互斥性仅在一种服务上支持调用以及业务流。最后，规定一个分类C移动站，在电路交换语音或分组交换数据服务的任一种上，仅能够非同时地支持附加，即相互排斥附加，它是成本最低的移动站选项，因为在移动站中仅需要一个接收器电路和一个发射器电路。结果，通常允许一个分类C移动站在GPRS系统的任何特定时间周期内发送或接收。
通常，用户希望以最低的成本获得最多的性能。在上面的例子中，一个分类C、类型1不完全双工移动站由于需要一个单个收发器实现，因此提供最低的成本。移动站的性能由能够传送的最大量数据的能力确定。在GSM系统的时分多址(TDMA)帧中，有8个时隙可用于发送和接收。3GPP TS 45.002的附录B指出，在现存GPRS标准中，类型1不完全双工移动站的最大时隙使用发生在多时隙分类12，其中在各TDMA帧中可以使用多达4个发送或接收容量的时隙。
图1示出了多时隙分类12的现存4时隙接收或发送限制。多时隙分类12正在被示范，因为对于使用一个8时隙TDMA帧的类型1不完全双工移动站，它目前在多时隙分类中提供最大信息传送容量。然而，后面的说明可同样适用于多时隙分类1-11。示出了在一个8时隙TDMA帧中下行链路(DL)或接收时隙，上行链路(UL)或发送时隙，以及一个测量时隙，移动站在其中对相邻小区进行测量，如在GPRS/EDGE系统中所要求的。具体地说，移动站测量从相邻小区C0载波接收到的相关功率，为了触发小区重新选择或进行切换(handover)而将其从最高进行列表。
多时隙分类12规定了最多4个发送或接收时隙，相应地，一个时隙分别用于接收或发送。在8时隙TDMA帧中剩余的时隙是时间缓冲器，以使收发器适应在上行链路和下行链路模式之间的改变以及相邻小区功率测量。剩余的时隙缓冲了发送和接收频率切换和建立延迟。
在一个典型的应用中，期望最大化接收时隙的数目，因为一个移动单元主要将下载信息(例如从因特网)，而非上传信息。图1示出了在现存版本4的GPRS标准中使用的最多4个接收时隙(用交叉阴影线表示使用的时隙)。通常要求在TDMA帧内下行链路或上行链路时隙是相邻的。此外，移动站还必须执行相邻小区测量，它要求移动站收发器进一步的频率改变。例如，多时隙分类12提供一个单个时隙Ttb，用于使移动站适应基站频率的改变和建立，还提供两个时隙Tra，以进行相邻小区测量，频率改变和建立以使接收器准备好下载下一帧。相应地(未示出)，两个时隙Tta，可用于进行相邻小区测量并准备好发射器，以及一个时隙Trb，可用于使接收器准备好下载下一帧。
结果，仅有一半(4个时隙)的可用TDMA帧用于下载信息给一个类型1不完全双工、分类C移动站的预期操作。当然，应认识到，这是一个简化方式，在此方式中，在专用信道上的现存GPRS媒介访问控制包括许多其它步骤以建立一个连接，如本领域中公知的，例如提供地址，分配，确认，电路交换，分组交换，小区重新选择，增益设定，命令传送等等。
因此，需要一种方法和设备，用于在一个低成本移动站中增加时隙使用。将此改进作为一个透明的操作提供给移动站是同样有利的。
发明内容
根据本发明的一个方面，提供了一种用于在通信系统中增加信息传送的方法，该通信系统具有一个基站和一个不能在同一时间接收和发送的移动站，所述方法包括如下步骤：在上行链路和下行链路时隙之间提供一个时序提前，从而为所述移动站在下行链路、上行链路和相邻小区测量操作之间提供频率切换的时间，所述时序提前包括安排用于改变上行链路时隙的至少一个时序提前偏移；在所述下行链路、上行链路和相邻小区测量操作之间进行频率切换，从而在一帧中总计2个或更少时隙的累积周期内完成所述的所有频率切换；以及使用规定一个扩展多时隙容量的所述帧内的剩余可用时隙来传送信息。
根据本发明的另一方面，提供了一种在通信系统中运行的基站，该通信系统包括一个不能在同一时间接收和发送的移动站，该基站用于在所述基站和移动站之间提供可运行的扩展多时隙容量，所述基站包括：用于提供可应用在所述通信系统的上行链路和下行链路时隙之间的时序提前偏移的装置，所述时序提前包括至少一个时隙提前偏移，该时隙提前偏移用于改变上行链路，以为所述移动站提供在下行链路，上行链路和相邻小区测量操作之间的频率切换的时间，所述基站应用所述时序提前偏移，从而在一帧内的一个总计为2个或更少时隙的累积周期内完成所述的所有频率切换，而下行链路和上行链路通信分别使用所述帧内的所述剩余可用时隙。
根据本发明，还提供了一种包括一个基站和不在同一时间接收和发送的移动站的通信系统，该通信系统在基站和移动站之间提供增加的信息传送，该系统包括：可在所述基站和移动站之间运行的扩展多时隙容量；以及其中，所述基站用于提供应用于所述通信系统的上行链路和下行链路时隙之间的时序提前，所述时序提前包括至少一个时序提前偏移的时序提前，该至少一个时序提前偏移用于改变上行链路时隙，以为所述移动站提供在下行链路、上行链路和相邻小区测量操作之间的频率切换的时间，从而在一帧内总计2个或更少时隙的累积周期内完成所述的所有频率切换，其中信息传送使用所述帧内的所述剩余可用时隙进行。
根据本发明的再一个方面，提供了一种在具有基站的通信系统中使用的移动站，该移动站被安排不在同一时间接收和发送，所述移动站包括：用于接收上行链路和下行链路时隙之间的时序提前的装置，所述时序提前包括至少一个时隙提前偏移，该时隙提前偏移用于改变上行链路，以为所述移动站提供在下行链路，上行链路和相邻小区测量操作之间的频率切换的时间，用于在上行链路，下行链路和相邻小区测量操作之间进行频率切换的装置，使得在一帧内的一个总计为2个或更少时隙的累积周期内完成所有频率切换，而下行链路和上行链路通信分别使用所述帧内的所述剩余可用时隙。
附图简要说明
在结合附图考虑的同时，通过参考详细说明以及权利要求获得对本发明的更完整的理解，在附图中相同的参考标记指的是相同组件，其中：
图1是根据现存标准，在多时隙分类12中运行的GPRS/EDGE类型1不完全双工移动站的时隙组的图示；
图2是根据本发明，在一个扩展多时隙分类中运行的类型1不完全双工移动站的时隙分组第一实施例的图示；
图3是根据本发明，在一个扩展多时隙分类中运行的类型1不完全双工移动站的时隙分组优选实施例的图示；
图4是图3的优选实施例中Tta时序图的图示；
图5是根据本发明，在一个扩展多时隙分类运行的类型1不完全双工移动站的时隙分组第二实施例的图示；
图6是根据本发明，在一个扩展多时隙分类运行的类型1不完全双工移动站的时隙分组第二实施例的图示；和
图7是根据本发明，在一个无线通信系统中的GPRS/EDGE类型1不完全双工移动站的简化示意图。
在此显示的例子说明了本发明的优选实施例的一种形式，该例子并不期望被解释为任何方式的限制。
具体实施方式
本发明是一个GPRS/EDGE类型1不完全双工移动站的版本，其在一个业务信道上非同时发送和接收模式期间最大化GPRS/EDGE数据的发送和接收时隙使用。然而，其它基于分组或不基于分组的通信系统通过采用本发明也可获益。使用最大化对于移动站是透明的，因为除了支持相关多时隙分类的时序安排外，无需修改移动站以实现本发明。虽然该改进大多适用于数据使用，也可根据本发明的原理最大化语音或语音/数据时隙使用。
如图7所示，一个通信系统100，包括一个诸如手机的移动站10，例如用于沿一个到基站子系统18的业务信道(UL和DL)发送和接收电路交换语音数据和分组交换数据。优选地，其在一个GPRS/EDGE系统下完成运行。当从基站子系统18传输数据到移动站10时，这样的传输通常称作“下行链路”传输(DL)，而从移动站10传输数据到基站子系统18通常称作“上行链路”传输(UL)。可以理解，通信系统100包括多个移动站和基站子系统。例如，基站20代表系统中至少一个相邻小区。移动站10周期性地测量相邻小区20的功率，如通常在GPRS/EDGE标准中所要求的。在GPRS/EDGE标准中，UL和DL信息在一个作为较大的多帧的一部分的TDMA帧的时隙内发送，正如参考图1说明的。然而，本发明基于图1所示，提供了扩展时隙使用，如下面将要说明的。
当前GPRS标准将类型1、分类C移动站(非同时接收和发送)的多时隙类型限制为最多4个下行链路时隙。本发明将移动站的容量从4提高到6个下行链路时隙，即，多50％信息速率容量。在一个GPRS设备中，它将容量从85kbps提高到127kbps。对于一个EDGE设备，它将容量从197kbps提高到295kbps。在需要的地方，本发明相应地应用于改进的上行链路容量。当同时存在语音和数据呼叫作为单个双传送模式时，本发明也提供双倍数据。当将多时隙容量提高到总共6或7个时隙(5或6个接收时隙加1个发送时隙)时，仅剩下1或2个时隙用于提供收发器切换和建立的设置。从图1中，当前有3个时隙用于切换和建立，2个时隙参与相邻小区测量。由于技术约束，设定2个时隙的最大值，即需要2个时隙的时间(大约1000μs)执行收发器频率切换，建立和相邻小区测量。然而，技术提供了恒定的改进以减少收发器建立和相邻小区测量所需的时间。即使如此，为提供6时隙的下行链路，由于基站和移动站之间距离的不确定，可用建立时间减少到大约半个时隙。然而，本发明会重新得到至少这半个时隙，如下面将要说明的。
图2表现了关于推行现存方法以提供6个下行链路时隙和一个上行链路时隙，与此同时提供相邻小区测量的问题。目前，类型1不完全双工移动的最大吞吐量由其执行相邻小区测量的有效性给出。虽然半个时隙足够提供相邻小区测量以及上行链路建立，但在下行链路时隙7结束、下一帧下行链路之前没有留下时间提供下行链路建立。相似地，可以在上行链路时隙4内(下行链路时隙7)获得相邻小区测量。然而，上行链路需要在下行链路时隙5之后立即在上行链路时隙3获得，没有剩下时间用于建立和切换。基本上，时间太短，从而没有为收发器建立和在UL和DL频率之间切换以及执行相邻小区测量提供时间。图2显示在上行链路和下行链路模式之间的切换几乎需要是即时的，并可能仅在帧中的时隙之间的825比特(大约30μs)的保护周期期间发生。因此，现存方法不能被推行用于提供每帧6个下行(或上行)链路时隙。
当前使用时序提前(Timing advance)来解决基站和一个移动站之间的距离差。时序提前确保基站在基站端在分配的时隙内从移动站接收分组脉冲。考虑8个时隙，TS(1)到TS(8)，在一个给定频率上，如果下行链路在时隙TS(i)上，则相同移动站的上行链路由基站在时隙TS(i+3)上接收。关键在于在上行链路上调整小区中所有的移动站。如果不这样，在连续时隙上的上行链路脉冲之间就会存在干扰。如果一个移动站非常接近基站，就没有传播延迟，基站要求移动站的时序提前是0。移动站然后可以精确地在时隙TS(i+3)上发送信息，脉冲将在同一时间到达基站。然而，如果基站测量到来自一个移动站的脉冲偏移了，即略微延迟，它将要求移动站一个非0的时序提前，从而移动站将提前发送脉冲。例如，使用GSM比特，以及假定4比特的时序提前，并且知道一个GSM比特持续3.69μs，相较于移动站自己的锁定在从基站接收的脉冲上的定时基准，提供一个大约15μs的时序提前。结果，补偿了传播延迟，基站在TS(i+3)精确地接收脉冲。时序提前值的范围ta_range，是从0到63比特。如上面说明的，允许移动站使用时序提前将上行链路脉冲最多提前63*3.69μs，对应小区半径达到35km，远大于一个通常的小区半径。
本发明在小区-小区基础上引入了时序提前偏移(ta_offset)，从而改变上行链路窗口并增加了与下一个下行链路窗口的建立时间间隔。换句话说，对上行链路多帧产生一个偏移。时序提前偏移被加到来自基站的时序提前上，使得该偏移对于移动站是透明的。优选地，最好应用在小规模和中等规模小区，通常具有小于18km的半径，以最小化传播延迟造成的上行链路和下行链路时隙重叠的可能性。在一个给定小区中对于所有移动站应用时序提前偏移，并由该小区基站或其相关基站控制器控制。有利之处在于，具有时序提前偏移性能的小区将能够处理由本发明提供的新的多时隙容量，而无需对基本GSM/GPRS/EDGE协议做任何修改。例如，由于现在被标准化了，所以时序提前程序保持不变。
图3根据本发明，示出了一个时序提前偏移的应用及其对于移动站运行的影响。如所示，本发明在一个TDMA帧内提供6个下行链路时隙(TS 0-5)以及一个上行链路时隙(TS 4)。由于一个类型1不完全双工移动站能具有一个6下行链路时隙的分配，在现存标准上极大提高了最大下行链路数据吞吐量。应注意到，在本发明中同样可以较好使用较小数量的下行链路时隙，或5个或6个上行链路时隙(以及1个下行链路时隙)，6个DL和1个UL仅用做例子。为在一个2时隙窗口内适用相邻信道测量和上行链路通信，本发明引入了时序提前偏移。时序提前偏移对应于基站中上行链路和下行链路之间的时隙偏移。它可被同样当作一个下行链路或上行链路的偏移。然而，在移动站，相较于移动站的时间基准，时序提前影响上行链路脉冲的位置，这就是为什么偏移被当作一个上行链路偏移的原因。
图4示出了图3下行链路时隙时隙6和7的详细图解。由时序提前偏移给定的延迟被移动站用于提供足够的时间在上行链路和下行链路模式之间切换以及允许在下行链路和上行链路(Tta参数)之间执行相邻小区测量。本发明的扩展多时隙性能通过可能时序提前范围从现存标准值的0到63比特减少到从ta_offset到ta_offset+ta_range的范围的约束来得到支持，其中ta_offset+ta_range必须仍然在最大时序提前63比特之内。新参数ta_offset和ta_range，优选地具有一个如在本发明中使用的预定值。可选的，ta_offset和ta_range的值可由移动站发送至基站，或由基站单独决定。
在实际中，将ta_offset设定为一个最小时序提前值的地方足够使移动站得到在上行链路和下行链路频率之间切换的时间，由于ta_range+ta_offset＜＝63比特，小区中时序提前的范围ta_range小于63比特。如果假定需要相同时间从下行链路频率切换到相邻小区测量频率，以及从相邻小区测量频率切换到上行链路频率，即切换和建立时间都相同，为ta_offset，则当在一个577μs(1比特＝3.69μs)的时隙内有156.25比特时，产生的切换、建立和测量时间是
3*ta_offset+ta_range+measurement_window＝156.25比特。
Ta_offset仅影响基站，因为相较于下行链路，它对于所有移动站都对应一个上行链路提前。因此，上行链路脉冲将由基站在TS(i+3)-ta_offset接收。在移动站非常接近基站的情况下，基站不在时序提前命令中发送0，而将发送移动站应用的ta_offset。在移动站远离基站的情况下，已知最大时序提前值限制在63比特，并且脉冲要在TS(i+3)-ta_offset到达基站，则最大传播延迟是(63-ta_offset)。如果ta_offset＝31比特，最大小区半径是35km*(63-31)/63＝18km。换句话说，如果从基站角度来看，基站被限定于在从ta_offset到63比特的范围内发送时序提前命令。最大时序提前总是63个GSM比特，但最大小区半径取决于时序提前偏移。
一些可能的时序参数值在下面的表1中给出，并考虑了小区中的传播延迟。
表1
可能定时提前值
| 小区半径 | ta范围 | ta偏移 | 测量窗口 |
| 14km | 24比特 | 39比特 | 16比特 |
| 18km | 32比特 | 31比特 | 32比特 |
| 27km | 48比特 | 15比特 | 64比特 |
应当注意到随着技术改进，收发器建立时间以及相邻小区测量窗口可以减少(例如32比特)。测量窗口的长度是移动站控制器所需的用于计算一个平均功率电平的GSM比特数目的一个函数。该平均应当足够长，以消除噪声和快衰落的影响。使用64比特足够了，但也可用较少数目的比特成功地完成，例如使用32比特。
为标准化该性能，优选仅使用表1中给定的一组值的。中等的数值组是一个好的折衷，因为相较于通常的最大小区半径，该小区半径(18km)仅减少了2，移动站有100μs用于从一个频率切换到另一个频率。相邻小区测量在32比特上进行，从而保持较好的准确度。另一个解决方案使用一个数值表，例如来自表1，或使用一种合适的算法以提供数值，以使操作者基于小区大小能确定不同行为。该解决方案较复杂，因为移动站需要基于其有效性能指示其ta_offset容量。在任一情况下，本发明用一个系统的ta_offset(它意味着发送路径和接收路径的偏移)和一个最大ta_range规定一个新的基站操作。结果，当基站控制器传送信息给与它相关的基站控制器系统时(例如用于位置服务)，基站需要去除ta_offset的影响。
上述的解决方案同样在5个通信时隙(多时隙分类8-12)和7个通信时隙(如上所述)之间允许一个新的扩展多时隙分类。图5和6提供一个具有5个下行链路时隙和1个上行链路时隙(6个通信时隙)的本发明的行为比较。如图5所示，用于执行相邻小区测量的时间在一个时隙周期之内，这对于两个频率切换和一个测量窗口来说太小，并仅在一个受限小区大小中可用，而从下行链路切换到上行链路的时间(下行链路时隙5)非常长。当使用本发明先前描述的解决方案时，时间在降低了小区大小限制的这两个阶段之间更加均衡，如图6的优选实施例所示。
因此，基于移动站技术，建议规定两种类型的支持6时隙的扩展多时隙分类。一种类型使用图5的实施例，即移动台能在一个时隙内(577μs)执行相邻小区测量。第二个规定使用本发明的ta_offset机制以增加可用于相邻小区测量的时间，如图6中优选实施例。在实际中，新的扩展多时隙分类以此种方式引入：编码完全后向兼容现存网络多时隙分类(在第3代合作组项目；技术规范组核心网络；移动无线接口层3规范；核心网络协议-阶段3，(版本4)，3GPP TS 24.008，版本4.2.0(2001-03)，条款10.5.5.12中说明)。
根据本发明，支持扩展多时隙分类的类型1不完全双工移动站，将如通常一样(1到12)给出其多时隙分类，然后在其上添加一个扩展以指示它的扩展多时隙能力。这个提议的扩展被称作“扩展多时隙分类”，如表2倒数第3行中所示。
表2扩展多时隙分类命令结构
| <Content>::=<RF Power Capability:bit(3)>{0|]<A5 bits:<A5 bits>>}--zero means that the same values apply forparatneters as in the immediately precedingaccess capabilitiesfield withinthis IE--The presence of the A5 bits is mandatory in the 1st Access capabilitiesstruct within this IE.<ES IND:BIT> |
| <PS:BIT><VGCS:BIT><VBS:BIT>{0|]<Multislot capability:Multislot capability struct>}--zeromeansthat the same values for multislot paramete7s as given in an earlier accesscapabilitiesfield within this IE apply also here{0|]<8PSK Power Capability:bit(2)>}--′I′also means 8PSKmodulation capability in uplink.<COMPACT Interference Measurement Capability:bit><Revision Level Indicator:bit><UMTS FDD Radio Access Technology Capability:bit>--3G RAT<UMTS TDD Radio Access Technology Capability:bit>--3G RAT<CDMA 2000 Radio Access Technology Capability:bit>--3G RAT{0|]<Extended multislot class:bit(3)>}--error:struct too short，assume features do not exist--error:struct too long，ignore data and jump to next Access technology |
以上结构给出一个取决于扩展分类的、来自表3的值：
表3
扩展多时隙分类
| 扩展多时隙分类 | 最大时隙数目 | 最小时隙数目 | 类别 | |||||
| Rx | Tx | 总和 | Tta | Ttb | Tra | Trb | ||
| 1 | 5 | (a) | 6 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 |
| 2 | 5 | 5 | 6 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 |
| 3 | 5 | (a) | 6 | 1 | 1 | 1(b) | 1(b) | 1 |
| 4 | 5 | 5 | 6 | 1 | 1 | 1(b) | 1(b) | 1 |
| 5 | 6 | (a) | 7 | 1 | 1 | 0(b) | 0(b) | 1 |
| 6 | 6 | 5 | 7 | 1 | 1 | 0(b) | 0(b) | 1 |
| 7 | 6 | 6 | 7 | 1 | 1 | 0(b) | 0(b) | 1 |
其中(a)的Tx值与来自相关多时隙分类的Tx值相等，对于(b)使用一个31比特的时序提前偏移。
由本发明提供的解决方案提供了许多优点。首先，系统影响最小。例如，移动站只需指示支持的一个新的扩展多时隙分类，以及能够确定上行链路和下行链路传送和临近小区的功率测量的时间。当像通常一样使用时序提前程序时，没有其它影响，从而上行链路多帧的偏移对于移动站是透明的。相应地，基站需要支持新的扩展多时隙分类。此外，基站需要将上行链路多帧从下行链路偏移ta_offset。另外，时序提前算法必须将ta_offset常数加到发送给移动站的各时序提前命令中，并从所有从移动站接收的时序提前值中减去它。另一个优点是前向和后向兼容，即解决方案与现有移动站完全兼容，正制造的移动站可以在其在网络中实现之前结合新特征。另一个优点是吞吐量的增加。对于一个纯粹的下行链路数据呼叫(具有最大下行链路容量)，现存多时隙分类12规定每帧4个接收时隙和1个发送时隙。本发明的扩展多时隙规定将下行链路的容量提高到每帧6个接收时隙和1个发送时隙，导致在下行链路数据传送中增加50％。对于一个语音和下行链路数据呼叫(具有最大下行链路容量)，现存多时隙分类12规定每帧3个接收时隙(2个数据和1个语音)和2个发送时隙。本发明的扩展多时隙规定将下行链路的容量提高到每帧5个接收时隙(4个数据和1个语音)和2个发送时隙，导致在下行链路数据传送中增加100％。
在实际中，GPRS/EDGE数据帧由媒介访问控制器(MAC)层引导，该层组织至和来自物理层的基于分组的信息的发送和接收，如本领域公知的，根据移动站的多时隙分类，其间还伴随着具有一个或多个数据时隙的可选可能性的语音时隙的分配。如果一个或多个数据时隙与语音/交互数据时隙有关，则每个时隙的MAC模式将由基站发布，以通知移动站怎样确定何时发送。
同样可以使用一个附加的GPRS媒介访问控制(MAC)模式，GPRS经其通过电路交换的方式流向和来自空中接口(air interface)。对于至和来自一个分组交换信道的流动GPRS/EDGE数据使用这个方法，数据可能作为电路交换信息在相同电路交换语音时隙上被发送和接收。虽然媒介访问控制器层将以电路交换方式运行，在媒介访问控制层之上数据的基于分组的特性将被保留。
同样提供纠错以消减由衰落信道产生的周期错误，也处理GPRS/EDGE信息传送建立和拆卸的某些方面。
应当注意到，没有要求紧密相关数据时隙专用于一个移动台，尽管时隙在逻辑上被限制。因此，在下行链路方向，基站可能分配块(block)给识别其自身地址的不同移动站。
本发明的另一个实施例包括一种用于在一个通信系统中增加信息传送的方法。该方法的第一个步骤包括提供一个基站和一个不同时接收和发送的移动站。根据本发明，基站和移动站可在一个使用8时隙帧的扩展多时隙容量上运行。下一步骤包括，在上行链路和下行链路时隙之间提供一个时序提前偏移，从而为移动台在下行链路、上行链路和相邻小区测量操作之间提供足够的频率切换和建立时间。接下来的步骤包括在下行链路、上行链路和相邻小区测量操作之间的频率切换和建立，从而在一帧中总计2个或更少时隙的累积周期内，完成所有的频率切换和建立。优选地，传送信息步骤包括在一个总计1时隙的周期内完成所有频率切换和建立，即切换，建立和相邻小区测量在一个总计1时隙的累积时间内完成。下一步骤包括，在基站和移动站之间使用帧中剩余的可用时隙传送信息。对于一个8时隙TDMA 帧，本发明可以提供多达6个连续时隙用于下载(或上传)例如数据的信息。
总之，本发明为GPRS/EDGE标准提供了扩展多时隙分类，以增加类型1不完全双工移动站的吞吐量和性能。此外，这些新的扩展多时隙分类对于基站和移动站是可选的，从而提供了兼容性并最小化在移动站和基站中的影响。对于一个纯单向数据呼叫，吞吐增益是50％，而如果并行建立语音呼叫，吞吐增益高达100％。如果包括一个语音时隙和一个或多个数据时隙，通信系统可以使用任何先前讨论的方法，去访问相关上行链路或下行链路连接。本发明可应用到任何使用上行链路和下行链路时隙的通信系统，并不限于GPRS/EDGE或其它基于分组的系统。
根据本发明，类型1不完全双工移动站的扩展多时隙分类简化版本，允许操作员在具有一个单个接收器/发射器的相对低成本设备上为语音和GPRS/EDGE数据服务提供增加的传送速率，该改进与当前配置的移动站兼容，并对其是透明的。
虽然示出并描述了本发明的一个特定实施例，但可以做出修改。因此，在所附的权利要求中试图涵盖所有这些落入本发明宽范围的变化以及修改。
Claims (26)
1.一种用于在通信系统中增加信息传送的方法，该通信系统具有一个基站和一个不能在同一时间接收和发送的移动站，所述方法包括如下步骤：
在上行链路和下行链路时隙之间提供一个时序提前，所述时序提前包括时序提前范围和时序提前偏移，选择所述时序提前范围的值以解决传播延迟，其中当所述时序提前范围的值为零时，所述时序提前等于所述时序提前偏移，安排时序提前偏移以通过所述时序提前偏移改变上行链路时隙，从而为所述移动站在下行链路、上行链路和相邻小区测量操作之间提供用于在帧中执行频率切换的时间；
在所述下行链路、上行链路和相邻小区测量操作之间进行频率切换，从而在一帧中总计2个或更少时隙的累积周期内完成所述的所有频率切换；以及
使用规定一个扩展多时隙容量的所述帧内的剩余可用时隙来传送信息。
2.如权利要求1所述的方法，其中，所述传送信息步骤包括在一个总计1时隙的周期内完成所有频率切换。
3.如权利要求1所述的方法，其中，所述提供步骤包括所述基站提供所述时序提前偏移给一个上行链路多帧。
4.如权利要求1所述的方法，其中，所述提供步骤包括：提供具有这样一个值的时序提前偏移，使得为在所述下行链路、上行链路和相邻小区测量操作之间进行所述频率切换操作所提供的时间实质上相同。
5.如权利要求1所述的方法，其中，所述频率切换步骤还包括用于提供下行链路、上行链路和相邻小区测量操作的所有必需信道建立协议的时间。
6.如权利要求1所述的方法，其中，所述传送步骤包括在一个8时隙帧中为5个或更多连续时隙传送下行链路上的信息。
7.如权利要求1所述的方法，其中，所述信息传送是基于分组的。
8.如权利要求7所述的方法，其中，所述信息传送使用一个使用8时隙帧的TDMA协议。
9.如权利要求1所述的方法，当所述移动站靠近所述基站时，所述时序提前范围等于零。
10.如权利要求1所述的方法，其中，所述传送步骤包括：从所述移动站传送信息到所述基站，所述方法进一步包括步骤：基站去除从所述移动站接收到的信息的时序提前偏移的影响。
11.一种在通信系统中运行的基站，该通信系统包括一个不能在同一时间接收和发送的移动站，该基站用于在所述基站和移动站之间提供可运行的扩展多时隙容量，所述基站包括：
用于提供可应用在所述通信系统的上行链路和下行链路时隙之间的时序提前偏移的装置，所述时序提前包括时序提前范围和时序提前偏移，选择所述时序提前范围的值以解决传播延迟，其中当所述时序提前范围的值为零时，所述时序提前等于所述时序提前偏移，安排时序提前偏移以通过所述时序提前偏移改变上行链路时隙，从而为所述移动站在下行链路、上行链路和相邻小区测量操作之间提供用于在帧中执行频率切换的时间，
所述基站应用所述时序提前偏移，从而在一帧内的一个总计为2个或更少时隙的累积周期内完成所述的所有频率切换，而下行链路和上行链路通信分别使用所述帧内的剩余可用时隙。
12.如权利要求11所述的基站，其中，所述用于提供的装置用于提供具有一个使在一个总计为1时隙的累积时间周期内完成所有频率切换的值的时序提前偏移。
13.如权利要求11所述的基站，其中，所述基站用于将所述时序提前偏移应用于所述上行链路多帧。
14.如权利要求11所述的基站，其中，所述用于提供的装置用于提供使在所述下行链路上的信息传送在一个8时隙帧中持续5到6个连续时隙的值的时序提前偏移。
15.如权利要求11至14中任意一项所述的基站，其中，当所述移动站靠近所述基站时，所述时序提前范围等于零。
16.一种包括一个基站和不在同一时间接收和发送的移动站的通信系统，该通信系统在基站和移动站之间提供增加的信息传送，该系统包括：
可在所述基站和移动站之间运行的扩展多时隙容量；以及
其中，所述基站用于提供应用于所述通信系统的上行链路和下行链路时隙之间的时序提前，所述时序提前包括时序提前范围和时序提前偏移，选择所述时序提前范围的值以解决传播延迟，其中当所述时序提前范围的值为零时，所述时序提前等于所述时序提前偏移，安排时序提前偏移用于通过所述时序提前偏移改变上行链路时隙，以为所述移动站在下行链路、上行链路和相邻小区测量操作之间提供用于在帧中执行频率切换的时间，从而在一帧内总计2个或更少时隙的累积周期内完成所述的所有频率切换，其中信息传送使用所述帧内的剩余可用时隙进行。
17.如权利要求16所述的通信系统，其中，所述基站用于提供具有使得可在一个总计1时隙的周期内完成所有频率切换的值的时序提前偏移。
18.如权利要求16所述的通信系统，其中，所述基站用于将所述时序提前偏移应用于所述上行链路多帧。
19.如权利要求16所述的通信系统，其中，所述基站用于提供具有这样一个值的时序提前偏移，该值使得提供用于在所述下行链路、上行链路和相邻小区测量操作之间的频率切换的时间实质上相同。
20.如权利要求16所述的通信系统，其中，所述基站用于提供具有这样一个值的时序提前偏移，该值使得提供在下行链路、上行链路和相邻小区测量操作之间的足够时间，以提供所有必需的信道建立协议。
21.如权利要求16所述的通信系统，其中，所述基站用于在一个8时隙帧内通过5到6个连续时隙来在所述下行链路上传送信息。
22.如权利要求16所述的通信系统，其中，所述通信系统可运行在一个基于分组的通信系统内。
23.如权利要求22所述的通信系统，其中，所述通信系统可运行在一个使用8时隙帧的TDMA系统内。
24.如权利要求16至23中任意一项所述的通信系统，其中，当所述移动站靠近所述基站时，所述时序提前范围等于零。
25.一种在具有基站的通信系统中使用的移动站，该移动站被安排不在同一时间接收和发送，所述移动站包括：
用于接收上行链路和下行链路时隙之间的时序提前的装置，所述时序提前包括时序提前范围和时序提前偏移，选择所述时序提前范围的值以解决传播延迟，其中当所述时序提前范围的值为零时，所述时序提前等于所述时序提前偏移，安排时序提前偏移用于通过所述时序提前偏移改变上行链路时隙，以为所述移动站在下行链路、上行链路和相邻小区测量操作之间提供用于在帧中执行频率切换的时间，
用于在上行链路，下行链路和相邻小区测量操作之间进行频率切换的装置，使得在一帧内的一个总计为2个或更少时隙的累积周期内完成所有频率切换，而下行链路和上行链路通信分别使用所述帧内的剩余可用时隙。
26.如权利要求25所述的移动站，其中，当所述移动站靠近所述基站时，所述时序提前范围等于零。
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