CN1902831B - 用于减少跳频通信系统中的数据冲突的装置 - Google Patents

Abstract

公开了一种在发射机中，用于未协调跳频通信系统中避免数据冲突的方法。基站(104)首先确定(304)计划将以跳频集的第一频率同时传送将发送到第一设备(105)的第一数据集和将发送到第二设备(107)的第二数据集。然后，该设备以跳频集的第一频率，传送(310)第一数据集。基站延迟(312)第二数据集的传输，以及最终以跳频集的第二频率传送(316)第二数据集。

Description

用于减少跳频通信系统中的数据冲突的装置

技术领域

本发明通常涉及无线通信，以及更具体地说，涉及消除跳频通信系统中的数据冲突。

背景技术

无线通信设备通常在许可RF频带或未许可RF频带操作。无线电话服务供应商通常获得在多个许可RF频带的一个或多个中操作无线通信系统的许可。这些系统采用多种方法来允许在频道的公用频带上，由多个移动站多路存取。一种这种存取技术，频分多路存取(FDMA)通过将移动站分配到RF频带内的不同频道，允许多路存取。这些系统的一些采用跳频，其中，在定期改变频道的同时，将数据传送到指定移动站或从指定移动站传送数据。定期信道跳频以称为帧的常规时间间隔发生。协调的跳频系统使用预定跳频图，或跳变集(hop set)，其中，在所有移动站间协调跳变集以保证到和来自两个或多个站的信号不会同时出现在相同频道上。未协调的跳频不协调移动站间的跳变集，导致以相同频率定期出现同时信号传输。这种同时传输称为信道冲突。在信道冲突期间出现的数据接收错误称为数据冲突。在这种系统内的未协调的跳频通常不用作信道冲突以及将出现最终数据冲突。FCC已经禁止工业、科学及医药(ISM)频带内的协调跳频以避免单种服务的频谱聚集(spectrum aggregation)。

系统，诸如蓝牙和802.11无线通信系统例如在ISM频带内操作。为避免数据冲突，这些系统可以监控该频带以及选择仅在未占用的子频带中操作。这些系统也可以根据干扰信号强度检测或表示与另一发射站的信道冲突的信令误差检测的结果，改变子频带。然而，当设备必须感知由信道冲突引起的干扰以便改变频率子频带时，信道冲突仍 然发生。

因此，为使GSM系统与FCC规章兼容，需要改变跳频信道分配方案，以便跳频信道分配未协调。因此，所需要的是消除在未协调跳频系统中，由跳频信道冲突引起的数据冲突误差。

发明内容

为了克服以上现在技术中的一个或多个缺陷，根据本发明的第一方面，提供了一种在无线通信设备中消除未协调的跳频通信系统中的数据冲突的方法，包括：以第一跳频频率接收第一数据集；确定第一数据集不指定由该设备接收；延迟第二数据集的传输；以及以跳频图的第二频率传送第二数据集。

为了克服以上现在技术中的一个或多个缺陷，根据本发明的第二方面，提供了一种在无线通信设备中，消除数据冲突的方法，其中，以未协调跳频方案进行传输，使得成对分配下行链路信道和上行链路信道，以及其中，上行链路信道分配在下行链分配之后，以及上行链路信道冲突出现在下行链路信道冲突之后，所述方法包括：确定已经出现下行链路信道冲突；在调度的上行链路周期期间，阻止传送上行链路数据集；以及在下一调度的上行链路周期，传送上行链路数据集，由此避免上行链路信道冲突。

为了克服以上现在技术中的一个或多个缺陷，根据本发明的第三方面，提供了一种移动台，适合于在跳频无线通信系统中通信，包括：接收机模块，其中以未协调跳频跳变集的频率接收消息；信道冲突检测模块，检测所接收的消息何时不指定由该移动台接收；传输调度模块；以及发射机。

附图说明

在根据下述附图，仔细考虑图的下述详细说明后，对本领域的普 通技术人员来说，本发明的各种方面、特征和优点将变得更显而易见。

图1是通信系统的示意图；

图2是无线通信设备的示意框图；

图3是数据传输方法的示例性流程图；

图4是数据接收方法的示例性流程图；

图5是数据接收方法的示例性流程图；以及

图6是数据传输方法的示例性流程图。

具体实施方式

公开了用于消除未协调跳频通信系统中的数据冲突误差的方法。该方法包括确定将发送到第一设备的第一数据集，以及将发送到第二设备的第二数据集计划将同时在第一频率上传送，即信道冲突。通过在第一跳频频率上传送第一数据集，而延迟第二数据集，也称为屏蔽，在两个数据集间避免该数据冲突。由此，单一地发送第一数据集，以及在第一设备中避免数据冲突。最后步骤是正在第二跳频频率上传送第二数据集，顺序地紧接在下一帧的跳频图中。因此，通过至少一帧的延迟，单一地传送第二数据集。由于在信道冲突期间，除屏蔽第二设备的传输外，未修改原始未协调跳频顺序，由此，跳频信道未协调。在通过确定第二设备不是指定接收方，以及挂起数据接收直到另一帧为止，在第一数据集的传输期间，在第二设备中避免数据冲突。

由于RF频谱局限、用户和RF频谱许可的成本增加，无线通信服务供应商能从使用未许可RF频谱来实现他们的系统的许可频谱部分中受益。尽管频谱未许可，但用户需求仍然可以使用。一个例子是使用未许可的RF频带来增加GSM无线电话服务。GSM系统能使用协调跳频，其中小区中的每个移动站使用相同信道频率集和跳频图(hoppingpattern)，以及由移动分配索引偏移(MAIO)确定的跳频图的唯一时间偏移。用这种方式，系统能适应用于每个跳频信道的一个通信信号，而在相同小区内不会出现信道冲突。

图1是根据本发明的无线通信系统100的示例性图。系统100包括基站控制器(BSC)102，在一些系统中也称为无线网络控制器(RNC)102、至少一个移动台104，也称为移动台(MS)105的第一无线设备105，以及第二无线设备107。BSC102和基站104形成与无线设备通信的系统的无线接入网(RAN)106部分。与RAN连接的核心网络包括移动交换中心(MSC)，以及可以包括GPRS服务支持节点(SGSN)。系统的核心网络(CN)108部分，如图1所示，包括第一MSC110和第一SGSN112，用于第一服务供应商。系统100也可以包括用于第二服务供应商的第二MSC114和第二SGSN116。在图1所示的示例性实施例中，仅示出了两个核心网络，但本领域的技术人员将理解到可以将多个核心网络连接到RAN。

在未协调跳频方案下，基站104从BSC102接收消息以及将消息传送到指定无线设备。基站104和第一无线设备105间的通信共享第一未协调跳变集，而基站104和第二无线设备107共享第二未协调跳变集。在第一未协调跳变集和第二未协调跳变集间没有协调，然而，这些跳变集可以包括共同的频道，使得会出现频道冲突。无线设备可以是移动台或与服务节点通信的其他用户装置，诸如图1中的通信系统100的示例性基站104。然而，每个无线设备与基站104协调以便在两者间必定形成通信链路。在将传送到无线设备的数据集中表示的信息在BSC102发起，或在BSC102，从核心网络108接收，以便转发到指定无线设备。信息能是包交换数据或电路交换数据，以及信息可以是声音信息或数据信息。

转到图2，示出了根据本发明的一个实施例的无线通信设备200的框图。该实施例可以是包含本发明的便携式无线电话。然而，应理解到本发明不限于该实施例，而是可以由具有无线通信能力的其他无线通信设备，诸如寻呼设备、个人数字助理、便携式计算设备等等使用。在该实施例中，帧生成器202和微处理器204结合来生成用于在无线通信系统中操作所需的通信协议。微处理器204使用包括能合并 在一个封装210中的RAM207、EEPROM208和ROM209的存储器206，以便执行生成该协议和执行用于无线通信设备的其他功能，诸如写入显示器212、从键盘214接收信息，或控制频率合成器226来将该设备调谐到跳频图中的适当频率所需的步骤。该存储器还可以包括SIM卡232。在无线设备用于语音传输的情况下，帧生成器202处理来自麦克风220和到扬声器222、由音频电路218变换的音频。

图2还示出了至少一个收发器227，包括能从至少一个带宽，以及可选地，多个带宽接收RF信号的接收机电路228。接收机228可以可选地包括第一接收机和第二接收机，或能在两个或多个带宽中接收的一个接收机。接收机228，由操作模式而定，可以被调谐来接收PLMRS、AMPS、GSM、EGPRS、CDMA、UMTS、WCDMA、蓝牙或WLAN，诸如802.11通信信号。收发器227包括至少一个发射机234。至少一个发射机234能在一个频带，可能多个频带中向一个设备或基站发射。关于接收机228，可以可选地采用以双发射机234，其中，一个发射机用于向最接近的设备发射或用于到WLAN的直接链路建立，以及另一发射机用于向基站108发射。

能用来在跳频无线通信中通信的无线通信设备200还可以包括检测所接收的消息何时不指定由移动台220接收的信道冲突检测模块224，以及连接到微处理器204的传输调度模块225。

无线通信系统的基站104能包括发射机120和接收机122，用于与多个无线通信设备通信。基站104还能包括消息接收模块124，从核心网络接收将传送到多个无线通信设备的一个的消息。基站还可以包括跳频图生成模块126。跳频图生成模块126确定用于多个设备的每一设备的跳频集图。跳频集图逐个设备未协调。基站104还可包括检测所接收的消息何时被调度以便同时以相同的频率发射的信道冲突检测模块128，以及消息调度模块，其重调度或延迟确定与另一数据集冲突的数据集的传输。

图3表示示例说明在基站104如何接收第一数据集，以便传输到指定移动台的示例性流程图300。在该示例性实施例中，指定移动台可以是第一无线设备105。在步骤302，在第一未协调跳频集的第一频率，首先接收第一数据集。类似地，在基站104还接收第二数据集，用于传输到指定移动台，在该示例性实施例中为第二移动台107。第一数据集和第二数据集不一定同时到达基站104。预见实际上独立地接收它们。还能调度第二数据集以便在第二未协调跳频组的第一频率首先发送。基站104在步骤304能确定当调度第一和第二数据集以便同时以相同频率传输时，将出现数据冲突。在步骤308，基站104能确定首先或究竟发送哪一数据集。在步骤310，在该示例性实施例中，然后将第一数据集传送到第一无线设备105。这提供对第一无线设备105的单一发送。在步骤312，在该调度时间，或在调度的频率，延迟，或屏蔽或不传送第二数据集。如果将延迟第二数据集，在步骤314，可以将第二数据集延迟跳频集中的一个周期。在步骤316，以下一频率，在延迟的时间，能将第二数据集发送到第二设备。如果在步骤304，基站104确定冲突不会发生，基站104在步骤306根据每个各个跳变集所计划的，传送两个数据集。也可以丢弃第二数据集，而不是传送。

尽管在整个公开文本中，为示例目的，使用两个数据集，预见当设备间与每个设备有关的各个跳频组未协调时，可以调度同时并且以相同频率传送多个数据集。当在通信系统中通信的无线设备的数量增加时，数据冲突的可能性也增加。因此，基站104必须根据上述方法，校验将传送的据消息的调度以避免冲突。

图4是根据示例性实施例，概述无线设备的操作的示例性流程图400。例如，第二无线设备107能是来自基站104的第二数据集的指定接收方。当基站104延迟第二数据集的传输312时，第二设备107能在假定第二设备107接收第二数据集的调度时间期间，接收402第一数据集。步骤404，如果第二无线设备107确定第一数据集实际上用于 第二无线设备107，在步骤406，第二无线设备107处理该数据。如果在步骤404，第二无线设备107确定它不是由基站传送的数据，即第一数据集的指定接收方，丢弃408第一数据集或挂起接收。

继续参考图4，然后，第二设备107能调谐410到跳变图中的下一调度频率，允许那个设备以下一频率，在下一调度帧接收412第二数据集。跳频图中的下一频率是跳变集中的下一调度频率，以便跳频图以下一调度帧继续。用这种方式，由于在发生信道冲突后，未改变跳频图，因此，两个跳频图，用于第一设备105的第一跳频图和用于第二设备107的第二跳频图是未协调跳变图。

在确定304将出现信道冲突后，基站104应当确定应当传送哪一数据集。在一个示例性实施例中，基站104或基站控制器102能发送在基站104或基站控制器102首先接收的数据集。在该示例性实施例中，基于先入先出(FIFO)，处理该数据集。在另一示例性实施例中，随机选择将发送的数据集。如果调度多个数据集冲突，将必须重新调度除一个数据集外的所有数据集。应注意到能同时发生多个传输。然而，不能以同一频率同时发生多个传输，而不会在无线设备接收机中引起数据冲突以及最终数据误差。在另一实施例中，根据基站104的辐射功率，指定优先级。例如，将较高优先级分配给在基站104处，要求较高辐射功率的设备。也可以是将较高优先级分配给在基站104处，要求较低辐射功率的设备的情形。在另一实施例中，根据无线设备的需要，指定优先级，由此，例如，可以指定语音数据的优先级高于其他数据类型。本领域的技术人员应理解到存在用于确定将发送哪一数据集以及以何种顺序的多种方法，以及本公开内容不限于在此列出的那些示例性实施例。

图5是用于概述确定数据是否指定由示例性第一无线设备105或第二无线设备107接收的方法500的示例性流程图。例如，该过程可以用在流程图400的步骤404中。在该实施例中，能将唯一子信道码 分配502给跳频集中的每一无线设备。唯一子信道码能插入504每个传输中。在该示例性实施例中，唯一子信道码能包括在所接收的数据集的控制字段中。唯一子信道码允许每个设备确定指定由各个设备接收哪一数据集，在该示例性实施例中为第一数据集还是第二数据集。然后，无线设备105，107能在接收该数据集后，解码506该控制字段，以及确定508在所接收的数据集中的唯一子信道码是否与由基站104分配给无线设备的唯一子信道码匹配。如果唯一子信道码匹配510，那么设备处理512该数据。如果唯一子信道码不匹配514，丢弃516该数据集。

例如，在示例性GSM系统中，可以修改GSM业务信道(TCH)来包括临时移动台标识码(TMSIC)，其是具有用于在跳频信道的特定跳变集上，从基站接收数据集，即数据传输的每个无线设备的唯一值的唯一子信道码。在解码TMSIC后，第二移动台将确定所接收的TMSIC不同于其TMSIC赋值以及丢弃所接收的数据或挂起接收。

参考图6，在另一示例性实施例流程图600中，无线设备，诸如第一和第二无线设备105，107，从基站104接收602分配给使用跳频信道的跳变集的每个无线设备的唯一优先级码。然后，无线设备105，107从基站104接收使用跳变集的所有无线设备的信道频率和跳频图。由无线设备105，107使用所接收的频率和跳频图来预测或确定何时将出现信道冲突。例如，当第一无线设备105检测606信道冲突时，第一设备105能使用预定规则集来确定由基站104传送的信息的指定接收方。预测规则集确保在信道冲突期间，仅指定一个接收方。

在该方法的一个示例性实施例中，第一无线设备105分配设备优先级“1”，以及设备优先级“0”分配给使用跳变集的所有其他无线设备。第一设备105将接收610具有较高优先级码的第一消息。第一设备将丢弃612具有“0”优先级的任何消息。如果没有信道冲突，处理614该消息。在该实施例中，能向多个设备指定优先级“1”，以及 当检测到信道冲突时，规则集确定具有“1”优先级的哪个设备来接收该数据集，以及将延迟所有其他数据集传输，直到下一调度帧为止。在另一示例性实施例中，在每一信道冲突后，根据预定规则，设备优先级可以自动地改变，以便移动台在信道冲突期间，交替使用该信道。在确定将出现信道冲突以及所传送的数据集将用于不同无线设备后，第二移动台挂起接收。优先级“1”和“0”是示例性值，以及例如可以将这些值结合到值的范围上。

在基站检测将出现信道冲突后，与移动站操作互补，基站必须确定信道冲突是否包含将发送到具有较高优先级码的至少一个设备的数据。基站将确定第一消息是否具有高于第二消息的优先级码。在该示例性实施例中，当信道冲突发生时，仅具有优先级“1”的第一无线设备将接收第一消息的传输。基站将发送具有较高优先级码的第一消息，以及延迟具有较低优先级码的消息或多个消息。

在上述示例性实施例中，这些方法允许在从基站到移动台，即无线设备的下行链路传输中，避免数据冲突。可以将类似技术应用于避免上行链路传输，即移动台和基站间的传输上的数据冲突。这应用于上行链路和下行链路跳变集不协调的情形。然而，期望将允许协调上行链路和下行链路跳变集。在成对分配下行链路和上行链路信道的情况下，一个示例性实施例提供在相同频道上，上行链路信道分配在下行链路分配之后的方法。在另一示例性实施例中，诸如在GSM情况下，通过固定频率偏差，上行链路信道在下行链路信道之后。根据该方法，只要出现下行链路信道冲突，将必定存在相应的上行链路冲突。因此，在该示例性实施例中，当如根据上述方法的一个，无线设备在信道冲突期间，接收下行链路数据集时，在规定的上行链路传送周期上，将传送其上行链路数据集，而如果无线设备在信道冲突期间，不接收数据集，在该规定上行链路周期，将阻止传输其数据集，以及等待，直到在跳变集中的下一信道频率上传送数据集的下一规定上行链路周期为止，由此避免上行链路数据冲突。

尽管以发明人确定其所有以及允许本领域的普通技术人员制造和使用本发明的方式，描述了本发明以及当前所认为的最佳方式，将理解和意识到存在与在此公开的示例性实施例的许多等效，以及在不背离不是由示例性实施例而是由附加权利要求限定的本发明的范围和精神的情况下，可以做出无数改进和改变。

Claims (3)

1.一种适于消除数据冲突的移动台，其中，以未协调跳频方案进行传输，使得成对分配下行链路信道和上行链路信道，以及其中，上行链路信道分配在下行链路分配之后，以及上行链路信道冲突出现在下行链路信道冲突之后，所述移动台包括：

接收机模块，其中以未协调跳频跳变集的频率接收消息；

信道冲突检测模块，被配置为确定已经出现下行链路信道冲突，所述确定包括：确定由所述移动台接收的下行链路数据集不是指定由所述移动台接收的；

传输调度模块，被配置为在调度的上行链路周期期间，阻止传送上行链路数据集，以及在下一调度的上行链路周期，传送上行链路数据集，从而避免上行链路信道冲突；以及

发射机。

2.如权利要求1所述的移动台，其中，所述信道冲突检测模块进一步被配置为：确定在所述移动台接收的所述下行链路数据集中包括的子信道码与所分配的子信道码不匹配。

3.如权利要求2所述的移动台，其中，所述信道冲突检测模块进一步被配置为：确定优先级码与所分配的优先级码不匹配。

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