CN1392693A - 通信系统中的时隙周期的分配 - Google Patents

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Abstract

为阐述对调度移动装置(303，305，307)更快地建立呼叫的需要，本发明的优选实施例中的那些运行于调度模式下的远程单元(303，305，507)将接收第一时隙周期，而那些未运行于调度模式的远程单元(302，304，306，308)将接收第二时隙周期。第二时隙周期大于第一时隙周期，因此那些运行于调度模式的远程单元(303，305，307)将在通常用于互连呼叫的时隙周期期间“唤醒”。因为那些运行于调度模式下的远程单元(303，305，507)使用较短的时隙周期，大大减少了花费在建立调度呼叫的时间。此外，典型地用于标准呼叫的最小时隙周期持续时间保持不变，大大延长了电池寿命。

Description

通信系统中的时隙周期的分配
发明领域
本发明一般涉及通信系统，尤其涉及在通信系统内分配时隙周期的方法和装置。
发明背景
许多常规的接收机当运行于“空闲”模式时，会周期性地“唤醒”以确定是否有要发送到接收机的预定消息(寻呼)。如果没有预定消息，接收机将断电以延长接收机的电池寿命。现已开发出来具有这种节电能力的此种通信系统是下一代码分多址(CDMA)蜂窝通信系统，更通常被称为cdma2000，或IS-2000。如图1所示，cdma2000使用多个20毫秒同步帧102(如F0，F1，F2，...FK所示)。帧102在周期发生的时间范围被发送出去，该时间范围相当于在具有预定持续时间(即，16*0.080*2N秒，其中N为零或正整数)的发送周期。这些帧被共同分组成包含四帧的时隙。在cdma2000系统中的移动台被分配特定的时隙，在此时隙内将发送所有未经请求的用于特定移动台的信息。象这样运行的移动台被称作运行于“时隙模式”。时隙模式运行允许cdma2000移动台每1.28*2N秒在分配的单一寻呼时隙内通电。
为了进一步节省电能，在广播寻呼数据之前所有用于在特定时隙期间接收消息的移动台的地址被广播出去。如果没有广播移动台的地址，移动台能在时隙内的剩余时间断电。图2示出有四个帧的时隙200。如图所示，时隙200的第一部分201包含用于时隙200内有寻呼数据的所有移动台的地址信息。分配了时隙200的专用移动台将在时隙200的发送时间内是唤醒的。移动台将接收第一帧，并且如果移动台的地址没有包含在时隙200的第一部分201内，则移动台将在接收时隙200的剩余部分前断电。过一段时间后，移动装置将再次通电并重复该过程。
近来已经提出为cdma2000系统增加调度能力。与今天的蜂窝系统所提供的互连服务不同，按传统方式，调度服务由双向无线系统提供。这种服务允许用户使用今天的蜂窝系统使用的困难或昂贵的方式通信。例如调度群呼服务使得用户通常仅需按下通话键(PPT)按钮就能够与一群人同时且即时通话。由于为了建立会议通话，需要拨打三方通话电话号码或是需要为了建立会议呼叫进行安排，因此使用蜂窝系统时这样的通话不能即时发生。
同样，调度专用通话服务使得用户可以与另一个用户迅速并自发地通信。这种特征对于在一起工作而又不能互相直接谈话的两个人，比如两个在音乐会上工作而又处于建筑物中不同部分的人来说是理想的。无线电话呼叫更适合于会话的情况下，调度专用通话服务更有利于在两个人之间在工作期间发送短消息。
当将调度能力附加到具有时隙运行模式能力的系统中时，会遇到这样一个问题，典型地用于标准通话的最小时隙周期持续时间对于那些运行于调度模式的远程单元来说长得不能接受。更加具体地，因为最小时隙周期持续时间为1.28秒，所以当寻呼移动装置时会有平均640ms的延迟。尽管对于典型的互连话音呼叫而言这640ms的延迟是可以接受的，但对于依赖与被叫方建立极快连接的调度服务来说这是不能接受的。
因为这个原因，需要有一种用于分配时隙周期以减少花费在建立调度呼叫所需的时间的方法和设备。
附图简要说明
图1和图2是现有技术中用于cdma200的发送模式。
图3是根据本发明优选实施例的通信系统方框图。
图4是根据本发明优选实施例的时隙周期。
图5是根据本发明优选实施例的图3的通信系统运行的流程图。
图6是根据本发明优选实施例的远程单元方框图。
图7为一流程图，说明根据本发明优选实施例的图6中的远程单元的运行过程。
具体实施方式
为了阐述对调度移动装置更加迅速地建立呼叫的需要，在本发明优选实施例中，运行在调度模式下的远程单元将接收第一时隙周期，未运行在调度模式下的远程单元将接收第二时隙周期，那些同时运行在调度和互连模式下的远程单元将接收第一时隙周期和第二时隙周期时。因为运行在调度模式下的远程单元使用较短的时隙周期，故它所化费在建立调度呼叫上的时间大大减少。此外，用于标准呼叫的典型时隙周期(即，第二时隙周期)保持不变，从而在那个运行模式下维持电池寿命不变。
本发明包含用于在通信系通中分配时隙周期的方法。该方法包括如下步骤：确定用于多个第一远程单元的第一时隙周期，确定用于多个第二远程单元的第二时隙周期。第一时隙周期分配给多个第一远程单元，第二时隙周期分配给多个第二远程单元。
此外本发明包含的方法包括如下步骤：确定运行模式，接收第一时隙周期，接收第二时隙周期，和当运行第一运行模式下时使用第一时隙周期，运行第二运行模式下时使用第二时隙周期。
此外本发明包括设备，其包含具有作为输入的第一时隙周期的第一发送电路，第一发送电路向第一多个使用第一运行模式的远程单元广播第一时隙周期，具有作为输入的第二时隙周期的第二发送电路，第二发送电路向第二多个使用第二运行模式的远程单元广播第二时隙周期。
此外本发明包括设备，其包含接收第一和第二时隙周期的接收机，与接收机相连的逻辑电路，逻辑电路确定运行模式，并且当运行于第一运行模式下时使用第一时隙周期，否则当运行于第二运行模式下时使用第二时隙周期。
图3是根据本发明的优选实施例的无线通信系统。在本发明的优选实施例中，通信系统300使用象电子工业协会/电信工业协会的蜂窝系统远程单元-基站兼容标准(IS2000)中所描述的码分多址(CDMA)系统协议，在此加入该协议作为参考。(EIA/TIA联系地址：2001Pennsyvania Ave.NW Washington DC 2006)。在替换实施例中，通信系统300可以使用其它蜂窝通信系统协议，比如但不限于全球移动通信系统(GSM)协议，IS-136，IS-95，IS-833。
通信系统300包括基站301，和远程(或移动)单元302-308。基站301包括寻呼信道电路315，用于通过寻呼信道316广播信息。出于说明的目的，当远程单元302，304，306，和308不能够接收调度呼叫时，远程单元303，305，和307可以运行在调度和互连运行模式下，并且处于“调度唤醒”模式等待调度呼叫。在本发明优选实施例中，远程单元302，304，306，和308可以是不具备调度能力的单元或是简单的运行在纯非调度模式下有调度能力的单元。在本发明优选实施例中，所有网络组件均可取自摩托罗拉公司。(摩托罗拉公司位于1301 East Algonquin Road，Schaumburg，IL 60196)。通信系统300中的基站301和远程单元302-308以极为熟知的方式配置了处理器，存储器，指令集，和类似的配置，以任何适宜的方式运行这里列出的功能集。
通信系统300的运行如下进行：通信系统300中的远程单元连续地接收在寻呼信道316、通常称之为寻呼信道(PCH)或前向公共控制信道(F-CCCH)上发送的最大时隙周期和其它配置参数。接收到最大时隙周期参数和其它信息后，远程单元将计算并存储优先的时隙周期，并向系统注册这个优先的时隙周期。在向这个特定的远程单元发送未经请求的消息时，系统将这个优先的值作为将要使用的时隙周期储存起来。如TR45.5.2.3.SIG/98.12.01.02中2.6.2.1.4.2节所描述的，为了保证储存的配置参数值总是在空闲切换(handoff)后刷新，现在的cdma2000过程要求：移动台在空闲切换后总是激活的(wakeup)以用于寻呼信道发射316。在本发明优选实施例中，那些能够运行在调度模式下的远程单元将接收第一时隙周期(用于运行调度模式)和第二时隙周期(用于非调度模式)，而那些不能在调度模式下运行的远程单元将只接收第二时隙周期。
因为运行在调度模式下的远程单元使用较短的时隙周期，花费在建立调度呼叫上的时间大大减少。此外，用于标准呼叫的最短时隙周期的持续时间保持不变，大大节省了那些无调度能力和那些有调度能力而又不处于调度模式的单元的电池寿命。
图4中示出用于调度模式和非调度模式远程单元的时隙周期。图4中所示的是多个时隙402。如上讨论，每个时隙周期包含多个在周期性发生的对应于具有预定持续时间(如0.08*N秒，其中N是时隙中的时隙周期持续时间)的发送周期的时间段内被发送的时隙。在本发明优选实施例中时隙周期(N)是范围从1到16的整数。
一旦远程单元收到它的最大时隙周期，它将确定恰当的时隙周期(不长于最大周期)并至少在时隙周期的一部分时间内通电以确定它的地址是否包含在该时隙中。如果移动台的地址未被广播，移动台能在时隙剩下的部分断电，并且保持断电直至下一个移动站能接收消息的可能的时隙，该时隙比当前时隙周期少1个时隙，或直至来自其它时隙周期的下一个时隙。这段持续时间之后，移动装置将再次通电并重复该过程。如同在例如TIA/EIA/IS-2000.5-A，2.6.2.3节中所描述的，如果移动台的地址包含在时隙中，它将按要求接收并处理消息。
Cdma2000系统中还存在更深一层的节省电能的机理。如图4所示，“快速寻呼通道”(QPCH)为移动台提供肯定的指示，将未经请求的消息安排在下一个寻呼时隙中到来。QPCH时隙提前于它所代表的寻呼时隙0.100秒被广播，这样给移动台以充足的时间来确定它的确应接收寻呼信道。当QPCH确定为否定指示，移动台能停止接收直至下一个预定时隙。如果QPCH指示未确定为否定，移动台将继续运行并在相应时隙内接收寻呼信道消息。QPCH不能意识到打算用于远程单元的消息特性，而仅仅意识到这个消息的存在与否。由于QPCH的运行速率与寻呼信道类似，维持相同的时隙速率(即每0.08秒一个时隙)使得本发明可以在QPCH机制中工作，也就进一步节省了调度模式1下的电池寿命
本发明的优选实施例中，那些运行在调度模式下的远程单元(如，远程单元303，305和307)将使用第一时隙周期(即，K)和第二时隙周期(如X)运行。因此，根据本发明优选实施例，每个在调度模式下运行的远程单元将在每0.08*K秒和每0.08*X秒唤醒(awake)。当0.08*K秒和0.08*X秒代表相同时隙时，远程单元将处理这两种(即那些在第一时隙周期之间到来的和那些在第二时隙周期到来的)消息。此外，那些未运行在调度模式下的远程单元(如远程单元302，304，306和308)将仅使用第二时隙周期(如，X)运行，每0.08*X秒唤醒。
图5是流程图，表示根据本发明优选实施例的图3通信系统的运行。逻辑流程开始于步骤501，其中所有的远程单元周期地监视寻呼信道上发送的配置参数。具体地，寻呼信道电路315接收最大时隙周期并持续地通过寻呼信道316广播时隙周期和其它配置参数。为了确保存储的配置参数值总是在空闲切换后更新，现有的cdma2000程序要求移动台在空闲切换总是唤醒的用于常规的寻呼信道。在本发明优选实施例中，两个消息通过寻呼信道电路315从基站301周期地广播出去。被第一寻呼信道电路广播的第一个消息是调度系统参数消息。这个消息包含远程单元在调度模式下操作所使用的第一最大时隙周期。第二寻呼信道电路(其可以使用与第一寻呼信道的相同电路)广播的第二个消息是如TIA/EIA/IS-2000.5-A，3.7.2.3.2.1节所述的系统参数消息。“系统参数消息”包含未运行在调度模式下的远程单元所使用的第二最大时隙周期。
接下来，在步骤502，基站301确定第一和第二最大时隙周期并通过寻呼信道广播第一和第二时隙周期。如上所讨论，第一时隙周期用于那些运行于调度模式下的远程单元，而第二时隙周期用于那些运行于非调度模式下的远程单元。步骤503中运行于调度模式下的多个第一远程单元接收调度系统参数消息并开始在时隙运行模式下使用不大于第一最大时隙周期的时隙周期运行。步骤505中，未运行于调度模式下的多个第二远程单元接收系统参数消息并开始在时隙运行模式下使用不大于第二最大时隙周期的时隙周期运行。
因为在调度模式下运行的远程单元使用较短的时隙周期，它花费在建立调度呼叫上的时间大大减小。虽然运行在调度模式下的远程单元唤醒次数更加频繁，但用于标准呼叫的典型最大时隙周期持续时间保持不变，这样大大延长了非调度模式远程单元的电池寿命。
图6是根据本发明优选实施例的远程单元600的框图。如图所示，远程单元600包括收发机电路601和逻辑电路602。本发明优选实施例中收发机电路601是在本领域技术人员熟知的、并且能或不能在调度模式下运行的收发机电路。逻辑电路602用于确定恰当的时隙周期并在时隙运行模式期间周期性地唤醒收发机电路601。根据本发明优选实施例的远程单元600的运行如图7所示发生。
步骤701中，收发机电路601接收指示远程单元600使用第一最大时隙周期在时隙运行模式下运行的调度系统参数消息。接着，步骤702，收发机601接收指示远程单元600使用第二最大时隙周期在时隙运行模式下运行的系统参数消息。步骤703中，逻辑电路602确定运行模式。具体地，逻辑单元602确定远程单元600是否将在调度模式下运行。如果在步骤703中，确定了远程单元600将运行在第一运行模式下(如调度模式)，则逻辑流程继续步骤704，该步骤中远程单元600使用第一最大时隙周期运行，否则逻辑流程继续步骤705，该步骤中远程单元600使用第二最大时隙周期运行。在本发明的优选实施例中，当远程单元既运行在调度模式下又运行在正常互连模式下时，两种时隙周期都将被使用。因此，在步骤706中，确定远程单元是否将运行在互连模式下，如果是，逻辑流传继续步骤705，在此步骤中又另外使用第一时隙周期。
尽管本发明已经参考了特定实施例加以示例和描述，本领域的普通技术人员应当理解可以对这里的的形式和细节做不同的改动而不背离本发明领域的范围。比如，尽管上述实施例中描述了基站发送最大时隙长度并且移动单元选择它自己的时隙长度(不超过最大长度)，但在可替换实施例中，基站可以简单地广播移动台将要使用的时隙长度。希望这样的改变会落在随后的权利要求范围中。

Claims (10)

1.一种用于在通信系统中分配时隙周期的方法，该方法包括步骤：
确定用于多个第一远程单元(502)的第一时隙周期；
确定用于多个第二远程单元(502)的第二时隙周期；
为所述多个第一远程单元(503)分配所述第一时隙周期；和
为所述多个第二远程单元(505)分配所述第二时隙周期。
2.根据权利要求1的方法，其中，确定用于所述多个第一远程单元的第一时隙周期的步骤包括确定用于运行于第一模式的多个远程单元的所述第一时隙周期的步骤。
3.根据权利要求1的方法，其中，确定用于所述多个第二远程单元的第二时隙周期的步骤包括确定用于运行于第二模式的多个远程单元的所述第二时隙周期的步骤。
4.根据权利要求1的方法，其中为所述多个第一远程单元分配所述第一时隙周期的步骤包括通过寻呼信道发送第一消息的步骤，该第一消息包括所述第一时隙周期。
5.根据权利要求1的方法，其中为所述多个第二远程单元分配所述第二时隙周期的步骤包括通过寻呼信道发送第二消息的步骤，该第二消息包括第二时隙周期。
6.一种方法，包括步骤：
确定运行模式(701-703)
接收第一时隙周期(701)；
接收第二时隙周期(702)；和
当运行于第一运行模式(704)时使用第一时隙周期，运行于第二运行模式(705)时使用第二时隙周期。
7.根据权利要求6的方法，其中确定运行模式的步骤包括确定来自由调度运行模式和非调度运行模式(703)构成的组的一种运行模式的步骤。
8.根据权利要求6的方法，其中当运行于第一运行模式时使用第一时隙周期、运行于第二运行模式时使用第二时隙周期的步骤包括当仅运行于调度模式(704)时使用所述第一时隙周期、仅运行于非调度模式(705)时使用所述第二时隙周期的步骤。
9.根据权利要求6的方法，其中当运行于第一运行模式时使用第一时隙周期、运行于第二运行模式时使用第二时隙周期的步骤进一步包括在既运行于第一模式又运行于第二模式时同时使用所述第一时隙周期和第二时隙周期的步骤。
10.一种装置，包括：
具有第一时隙周期作为输入的第一发射电路(315)，该第一发射电路向使用第一运行模式的多个第一远程单元广播所述第一时隙周期；和
具有第二时隙周期作为输入的第二发射电路(315)，该第二发射电路向使用第二运行模式的多个第二远程单元广播所述第二时隙周期。
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