CN1416624A - 使用两种不相容的协议接入一个tdma信道的方法和设备 - Google Patents

Abstract

在一个TDMA信道中传输的一种方法，包括在该TDMA信道的第一时间段里，用第一TDMA协议传输第一通信业务，在该TDMA信道的异于所述第一时间段的第二时间段里，用和第一TDMA协议不相容的第二TDMA协议传输第二通信业务。

Description

使用两种不相容的协议接入 一个TDMA信道的方法和设备

本发明涉及一种通信设备及方法，尤其涉及用两种或两种以上不同的TDMA协议为通信业务分配带宽。

文档US6,014,375描述了一种TDMA系统，该系统通过把不同的声码器的帧格式映射到同一个空中接口帧格式来容纳不同的声码器格式，同时在一个控制信道里保持同步。

根据本发明的一个方面，提供了一种在第一TDMA协议和第二TDMA协议之间分配带宽的方法，其中信道容量分配给同一个TDMA信道上的两个协议。

该分配最好是根据在两个协议下各自的带宽要求做出的。这些要求可以在一个可变时间段期间决定。

该分配最好涉及这样一个时间段，该时间段是两个协议的帧周期的最小公倍数。

分配给第一和第二协议的时间段最好是交错的，这样，使用第一或第二协议的发送机的延时最小。

该分配最好保留两个协议的信令要求。

下面参照附图描述本发明的具体实施例，其中

图1a是本发明一个实施例中不同的功能元件的示意图。

图1b是本发明另一个实施例中不同的功能元件的示意图。

图2是实施例中第一和第二TDMA格式的时序图。

图3至图9例示了不同分配方案，它们依据使用第一和第二TDMA格式的发送机的相关指令。

图1a显示了一个TDMA网络接入节点TN的结构，该网络接入节点运行两种或两种以上的TDMA协议系统，为一个或多个网络N或终端设备T提供一个或多个物理信道PC的接入。该一个或多个网络N通过合适的接口TA与TDMA网络接入节点网关G相连。该一个或多个终端设备T通过合适的接口TP，经由一组端口，所述端口为了本实施例也用网关G来表示，与TDMA网络接入节点相连。TB1至TBn这一组连接支持从网关G到各个收发机单元TU1至TUn的业务传输，每个收发机单元经由网络接入节点前端设备FE的一个接口D接入到物理信道PC中。

收发机单元TU通过物理信道和各个用户终端通信，每个用户终端只能用一种TDMA系统接受和发送。

本发明的一个实施例中，网关或端口G和前端设备FE对网络接入节点内部的所有的收发机单元TU1至TUn是公共的。

每个收发机单元TU的带宽分配到物理信道PC是由各个控制器C1至Cn依据经由各个信号连接SA1至SAn收到的来自监控器S的分配信号来控制。

监控器S根据从信令信道SA收到的带宽指令信号，确定物理信道PC到两个或两个以上不同的、互不相容的TDMA协议的时-分分配。

在图1b所示的另一个实施例中，有多个TDMA网络接入节点TN1至TNx，只有其中一个节点包含了监控器S。否则，每个节点TN的功能和图1a所示的那些一样，区别在于图1b中的下标1至x。

在一个更具体的实施例中，网络N是陆地网络，通过该网络可以建立通信对话。物理信道P是为无线用户终端服务的无线电-频率卫星信道，其中一些信道只能译解第一通信协议，例如GMR-1(或GEM)，另外一些信道只能译解第二通信协议，例如GMR-2(或GMSS)，这两种协议互不相容。TDMA网络接入节点可以是一个地面站，从这里传输被卫星组合成一个公共信道。在本发明如图1a所示的发明实施例中，监控器S可能是地面站的一个内部功能，在这种情况下，所有的收发机单元TU将存在于同一个地面站中。在如图1b所示的本发明的另一个实施例中，监控器可能位于一组地面站中的某一个，信号连接SA可能是由同样的卫星支持的站间交互的信令链接，在这种情况下，收发机单元TU可能分布于不同的地面站中。但是，本发明适用于卫星通信或地面通信，也适用于有线通信系统，例如电缆通信系统。在无线通信系统的范围内，物理信道可以是任何的介质类型，例如红外线、超声波或无线电。

现在参照图2至图9来描述更具体的、涉及使用GEM和GMSS协议的实施例。GEM和GMSS协议是为提供与GSM等价的移动卫星服务的TDMA协议。因为这两个协议使用不同的时序、带宽和调制方案，所以互不相容。但是，把这两个协议组合在同一个物理信道上是有利的，来避免浪费带宽。如果每个物理信道只为一个协议保留，一个信道上多余的容量就不能被用于满足使用其它协议的业务的带宽要求。

在GEM系统中，每个帧(GEM)包括8个时隙，每个时隙持续5ms。每个数据突发占用一个时隙。某些帧的第一个时隙(TS1)用于信号广播和定时捕获。一个包括16个帧的组帧有总共640ms的持续时间。

在GMSS系统中，一个240ms的组帧包括52个帧，每个帧包括8个时隙。每个数据突发占用4个连续帧的每个帧的一个时隙(在每个帧中，同一个时隙号被占用)。为清楚起见，每4个帧构成的组在图中显示为单个GMSS块。在GMSS方案中，帧13、26、39和52用于携带信令信息。

两个系统的帧周期的最小公倍数为120ms，对应3个GEM帧和26个GMSS帧。监控器S根据使用各个协议的带宽的相关指令，为数据突发所共享的每个物理信道的每个120ms周期中的GEM和GMSS的兼容突发分配一个时序方案。

现在参照图3至图9描述针对不同的GEM对GMSS的业务比例的具体的时序方案，其中每个图都显示了针对单个频率信道的两个同样的120ms的时序方案。当用不同的图显示GEM和GMSS时隙时，分配给GEM和GMSS协议的时隙最好占用同样的频率信道。分配的时隙(TS)用阴影显示。

在图3至图6所示的第一组时序方案中，每个40ms的GEM帧的前3个时隙为GEM业务保留，以允许信令信息被传输。图3至图6的时序方案是递增的，分配给GMSS业务的带宽越来越多。

在图3所示的时序方案中，GMSS协议中的帧13、26、39和52分配给GMSS业务以允许GMSS信令，用了26个可能的GMSS帧的2个。在GEM协议中，除了该时序方案的3个GEM帧的帧2的时隙4(TS4)和帧3的时隙7、时隙8(TS7，TS8)以外，所有的时隙都被分配了，24个可能的GEM时隙用了21个并避免了GEM和GMSS突发之间的冲突。

在图4所示的时序方案中，除了图3的时序方案中分配的GMSS帧以外，帧23至帧26分配给GMSS业务，这样用了26个可能的GMSS帧的6个。GEM帧3中的时隙4至时隙6没有被分配，这样24个可能的GEM时隙用了18个。

在图5所示的时序方案中，GMSS帧13至帧16又被分配给GMSS业务，26个可能的GMSS帧用了10个。GEM帧2的时隙5至时隙8没有分配给GEM业务，这样24个可能的GEM时隙用了14个。

在图6所示的时序方案中，GMSS帧5至帧8又被分配给GMSS业务，26个可能的GMSS帧用了14个。GEM帧1的时隙4至时隙8没有分配给GEM业务，这样24个可能的GEM时隙用了9个。

在图7至图9的一组时序方案中，120ms的信令边界为GEM保留，60ms的信令边界为GMSS保留。图7至图9的时序方案是递增的，分配给GMSS业务的带宽越来越多。

在图7所示的时序方案中，GMSS帧13至26被分配给GMSS业务，26个可能的GMSS帧用了14个。帧1的全部和GEM帧2的时隙1至时隙3被分配给GEM业务，所以24个可能的GEM时隙用了11个。

在图8所示的时序方案中，GMSS帧9至12又被分配给GMSS业务，26个可能的GMSS帧用了18个。只有GEM帧1的时隙1至时隙7被分配给GEM业务，这样24个可能的GEM时隙用了7个。

在图9所示的时序方案中，GMSS帧5至8又被分配给GMSS业务，26个可能的GMSS帧用了22个。只有GEM帧1的时隙1至时隙3分配给GEM业务，这样24个可能的GEM时隙用了3个。

上述时序方案的带宽利用率以及数据和信令间隔总结在表1中，还包括所有的时序方案都分配给一个协议或另一个协议的情况。

表1

图	GEM时隙	GMSS时隙	GEM容量％	GMSS容量％	效率％	GMSS信令间隔(ms)	GEM信令间隔(ms)	GMSS数据间隔(ms)	GEM数据间隔(ms)
										-	24	0	100.00	0.00	100.00	-	40	-	40
3	21	2	87.50	7.69	95.19	60	40	-	40
										4	18	6	75.00	23.08	98.08	60	40	120	40
5	14	10	58.33	38.46	96.79	60	40	120	40
										7	11	14	45.83	53.85	99.68	60	120	60	120
8	7	18	29.17	69.23	98.40	60	120	60	120
										9	3	22	12.50	84.62	97.12	60	120	60	120
-	0	26	0.00	100.00	100.00	60	-	60	-

图6的时序方案没有包括在表1中，只有当GEM和GMSS业分都需要低延迟时间(延时)的时候才使用图6的时序方案，因为它比其它的时序方案效率要低；所述其它的时序方案只有几个百分比的低效，在大多数系统设计中是可以容忍的。

监控器S可以根据GEM和GMSS连接的延迟时间与带宽的要求选择合适的时序方案。在所有的情况下，最大的延迟时间是120ms，对低数据速率包的语音连接是可以接受的，而60ms或更少的的延迟时间则允许支持长途质量的语音连接。至少有一些时序方案对GMSS的延迟时间是60ms，对GEM的延迟时间是40ms，监控器可以根据GEM或GMSS业务的低延迟时间要求的指示(例如，来自控制器C)选择这些时序方案。

监控器可以根据在一个持续时间等于或大于时序方案周期的观察窗内检测到的控制器C的带宽和延迟时间的要求来分配时序方案。该观察窗的长度可以随着一个或多个因素变化，例如带宽和/或延迟时间要求的变化的检测率。

当只有相对少数的可能的时序方案时，每个可能的时序方案的细节可以被每个控制器存储并被不同的代码索引，监控器只需要发送代码以指示一个具体的时序方案。

另一个不是这么有利的实施例中，两个不同的协议的帧时序的最小公倍数是一个很大的倍数，这样为该倍数时间段创造单个的时序方案是不现实的，监控器可以基于一个比最小公倍数时间段短的观察窗时间段创造一个时序方案，然后每一个控制器C指示监控器S哪个时隙是信令需要的，以及数据需要的总的带宽。然后监控器试图在观察窗时间段内满足信令要求，然后根据两个协议相对的带宽要求把剩余的带宽分配给两个协议。当信令要求之间有冲突时，监控器可以采用下面算法的一种或其组合。

i)随机地给每个系统分配冲突的资源；

ii)在协议之间系统地转换；

iii)基于业务要求分配信令资源；

iv)基于每个协议下信令要求的规律进行分配；

v)基于周围数据的高效利用进行分配；

vi)利用优先信息进行分配；

vii)利用关于信令行为本身的优先信息进行分配。

本发明的这些方面适用于混合TDMA协议，例如CDMA-TDMA协议。

Claims (12)

1.在一个TDMA信道中传输的一种方法，包括：

在该TDMA信道的第一时间段里，用第一TDMA协议传输第一通信业务；以及

在该TDMA信道的异于所述第一时间段的第二时间段里，用和第一TDMA协议不相容的第二TDMA协议传输第二通信业务。

2.根据权利要求1所述的方法，其中第一时间段包括在第一TDMA协议下信令所需的时间段，第二时间段包括在第二TDMA协议下信令所需的时间段。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其中第一时间段和第二时间段在第一和第二TDMA协议的帧周期的最小公倍数的时间段里交错。

4.一种通过在两种或两种以上互不相容的TDMA协议下的传输来控制接入一个TDMA信道的方法，包括：

确定在每个协议下所述的传输分配到该TDMA信道，其中该分配在该TDMA信道的一个预定的时间间隔内，定义了为所述第一和第二TDMA协议分别保留的独占的第一和第二时间段，以及

控制所述的传输和所述的分配一致。

5.根据权利要求4所述的方法，其中所述的分配是根据在两种或两种以上的协议下的传输的带宽要求确定的。

6.根据权利要求5所述的方法，其中所述的带宽要求在一个可变时间段内被检测。

7.根据权利要求4至6中任何一项所述的方法，其中第一时间段包括在第一TDMA协议下的信令要求的时间段，第二时间段包括在第二TDMA协议下的信令要求的时间段。

8.根据权利要求4至7中任何一项所述的方法，其中第一时间段和第二时间段在一个时间间隔里交替出现，该时间间隔是第一和第二TDMA协议的帧周期的最小公倍数。

9.根据权利要求8所述的方法，其中连续的第一或第二时间段之间的延时不大于所述的时间间隔。

10.根据前面任何一项权利要求所述的方法，其中所述的协议包括GMR-1和GMR-2协议。

11.配置为执行前面任何一项权利要求所述的方法的设备。

12.执行权利要求1至10中任何一项所述的方法的软件，且当该软件被适当配置的设备运行时。

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