DE69630818T2

DE69630818T2 - Systemgesteuertes, asymmetrisches, automatisches wiederholungsanfrage-protokollverfahren

Info

Publication number: DE69630818T2
Application number: DE69630818T
Authority: DE
Inventors: I. Douglas AYERST; J. Malik KHAN; J. Michael RUDOWICZ
Original assignee: Motorola Inc
Current assignee: Motorola Mobility LLC
Priority date: 1996-12-09
Filing date: 1996-12-09
Publication date: 2004-06-03
Anticipated expiration: 2016-12-10
Also published as: AU1415297A; EP0944989A1; EP0944989B1; WO1998026567A1; DE69630818D1; EP0944989A4

Description

Gebiet der Erfindung
Diese Erfindung betrifft im Allgemeinen Zweiwegfunkkommunikationen und im Besonderen ein Protokoll zur Behandlung fehlerhafter, aus einem von einem Selektivruftransceiver mit beschränkten Nachrichtenübertragungsmöglichkeiten empfangenen Funksignal wiederhergestellter Informationen.
Hintergrund der Erfindung
Ein bekanntes Verfahren zum Wiederherstellen fehlerhafter Informationen in einem Funk- oder drahtlosen Kommunikationssystem ist die Wiederübertragung von fehlerhaften Datenpaketen durch Quittieren des erfolgreichen oder erfolglosen Empfangs jeden Pakets in einer Rückübertragung an den Absender der Datenpakete anzufordern. Die Rückübertragung enthält ausdrückliche oder implizite Informationen über jedes der empfangenen Datenpakete und initiiert eine Wiederübertragung der fehlerhaften Pakete an den Nachrichtenempfänger. Dieses bekannte Verfahren des Wiederherstellens fehlerhafter Nachrichtendaten ist als automatisches Wiederholungsanforderungs- ("automatic repeat request (ARQ)") Protokoll bekannt. Zwei Beispiele von ARQ-Protokollen sind "Selektivwiederholung", in der lediglich spezifische fehlerhafte Datenfragmente wieder übertragen werden, und "gehe um n zurück" bzw. "go back n", das eine Wiederübertragung aller Fragmente, beginnend ab dem ersten unkorrekten Fragment, initiiert. Bekannte ARQ-Verfahren erfordern, dass sowohl der Absender als auch der Empfänger der Nachrichtendaten über gleichwertige Übertragungsmöglichkeiten verfügen und beim Austausch von Nachrichtendaten und Erwiderungsinformationen unabhängig voneinander funktionieren, bis die gesamte Nachricht verarbeitet worden ist. Nachteiligerweise sind diese bekannten ARQ-Verfahren nicht dafür konstruiert, auf Systemen zu funktionieren, wo die Systemsteuerung/-regelung einseitig ist, wie in einem Zweiweg-Pagingsystem. In einem drahtlosen Selektivruf-, oder Paging-, System ist eine bei einem festen Pagingterminal befindliche Systemsteuerung/-regelung für das Einplanen der sämtlichen Übertragungen für die Selektivruftransceiver verantwortlich, einschließlich des Diktierens, wann irgendeine ALOHA-artige Übertragung durch einen Zweiwegpager, oder -transceiver, durchgeführt werden kann. Ein typisches Zweiweg-Pagingsystem mit beschränktem Rückwärtskanal- (d. h. Übertragung von einem Zweiwegpager an ein Pagingsystem) Nachrichtenübertragungsmöglichkeiten erfordert, dass die tragbaren Selektivruftransceiver nur dann senden, wenn ihnen durch die Systemsteuerung/-regelung befohlen wird, dieses zu tun.
Tragbare Pager oder Selektivruftransceiver, die in einem derartigen System arbeiten, sind hinsichtlich Speicher, Verarbeitungsleistung und, als Folge der Abhängigkeit von beschränkter Batterieleistung, der Fähigkeit, zahlreiche kontinuierliche Übertragungen auszuführen, beschränkt. Da bekannte ARQ-Verfahren sowohl bei dem Sender als auch dem Empfänger die Fähigkeit zum unabhängigen Initiieren und Steuern/Regeln von Übertragungen voraussetzen, sind Selektivruftransceiver nicht in der Lage, die für die Durchführung von ARQ-Transaktionen unter Verwendung bekannter Verfahren erforderlichen Übertragungsanforderungen zu unterstützen. Bekannte ARQ-Verfahren erfordern über die Möglichkeit von Selektivruftransceivern hinausgehende Datenspeicherungs-, Verarbeitungs- und Übertragungsvoraussetzungen. Diese Beschränkungen in den Selektivruftransceivern machen bekannte ARQ-Verfahren ungeeignet für die Verwendung in einem Zweiwegsystem mit beschränkten Eingangsnachrichtenübertragungsmöglichkeiten, wo die Übertragungseinplanung ausschließlich durch die Systemsteuerung/-regelung bereitgestellt wird.
Bekannten Pagingsystemen fehlt ferner die Möglichkeit, eine Mehrzahl von Zweiwegpagern für das Senden während desselben Zeitschlitzes zu bestimmen, weil bekannten Systemen entweder ausreichende Informationen über den Standort der Mehrzahl von Zweiwegpagern fehlen oder die Fähigkeit zum Diktieren, dass mehr als ein Zweiwegpager zur selben Zeit senden, fehlt oder ihnen beides fehlt.
Die EP-A-0 587 980 offenbart drei unterschiedliche Paketreservierungs-Mehrfachzugriffs- ("packet reservation, multiple access (PRMA)") Techniken. In der ersten Technik verwendet ein mobiles Gerät einen ALOHA- oder anderen Kon kurrenzprozess, um in einem Zeitschlitz ein Kanalanforderungssignal an die Systemsteuerung/-regelung zu senden. In der zweiten Technik kommen Zugriffskonkurrenz und Nachrichtenübertragung in unterschiedlichen Zeitschlitzen vor, jedoch muss Zugriffskonkurrenz auf einer Schlitz-für-Schlitz-Basis durchgeführt werden. In der dritten Technik muss dem Zugriffskonkurrenzburst ein zusätzliches Feld angehängt werden, um die Anzahl der angeforderten Zeitschlitze zu spezifizieren.
Die EP-A-0 695 053 offenbart ein drahtloses Kommunikationssystem, in dem eine Basisstation nicht angeforderte Statusnachrichten und Abrufnachrichten an ein mobiles Gerät sendet, um das mobile Gerät dahingehend zu informieren, welche Datenpakete durch die Basisstation empfangen worden sind und dahingehend abzufragen, ob das mobile Gerät an es gesendete Datenpakete empfangen hat.
Was folglich benötigt wird, ist ein bzw. eine Nachrichtenquittierungsverfahren und -vorrichtung, das bzw. die automatisches Wiederholen von fehlenden oder fehlerhaften Informationen anfordert, die aus einem von einem Selektivruftransceiver kommenden, über einen Rückwärtskanal bei einem Pagingsystemterminal empfangenen Funksignal wiederhergestellt wurden, das bzw. die die durch Quittierungen verursachte Verzögerung minimiert und das bzw. die minimale Vorwärtskanalkapazität verbraucht.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
1 ist ein Blockdiagramm eines drahtlosen Zweiweg-Selektivruf-Kommunikationssystems gemäß der bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
2 ist ein elektrisches Blockdiagramm der in dem drahtlosen Zweiweg-Selektivruf-Kommunikationssystem von 1 verwendeten Systemsteuerung/-regelung.
3 ist ein Timing-Diagramm, das Vorwärtskanal- und Rückwärtskanal-Funksignale für das drahtlose Zweiweg-Selektivruf-Kommunikationssystem von 1 zeigt.
4 ist eine Datenblöcke zeigende Darstellung eines Rahmens auf dem Vorwärtskanal des drahtlosen Zweiweg-Selektivruf-Kommunikationssystems.
5 ist eine schematische Darstellung von verschieden großen Datenblöcken innerhalb der in 4 gezeigten Datenblöcke.
6 ist ein Diagramm einer Serie von drahtlosen Datenübertragungen zwischen der Systemsteuerung/-regelung und einem Selektivruftransceiver.
7 ist eine Darstellung von Veränderungen in Schiebefenster ("sliding window")-Datenstrukturen in der Systemsteuerung/-regelung und in dem Selektivruftransceiver während der Serie von drahtlosen Datenübertragungen von 6.
8 ist eine Darstellung von Veränderungen in Schiebefenster-Datenstrukturen in der Systemsteuerung/-regelung und in dem Selektivruftransceiver während der Serie von drahtlosen Datenübertragungen von 6.
9 ist eine Darstellung von Veränderungen in Schiebefenster-Datenstrukturen in der Systemsteuerung/-regelung und in dem Selektivruftransceiver während der Serie von drahtlosen Datenübertragungen von 6.
10 ist eine Darstellung von Veränderungen in Schiebefenster-Datenstrukturen in der Systemsteuerung/- regelung und in dem Selektivruftransceiver während der Serie von drahtlosen Datenübertragungen von 6.
11 ist eine Darstellung von Veränderungen in Schiebefenster-Datenstrukturen in der Systemsteuerung/-regelung und in dem Selektivruftransceiver während der Serie von drahtlosen Datenübertragungen von 6.
12 ist ein Diagramm einer weiteren Serie von drahtlosen Datenübertragungen zwischen der Systemsteuerung/-regelung und einem Selektivruftransceiver.
13 ist ein Diagramm noch einer weiteren Serie von drahtlosen Datenübertragungen zwischen der Systemsteuerung/-regelung und einem Selektivruftransceiver.
14 ist ein Flussdiagramm des Betriebs des Rückwärtskanal-ARQ-Konzepts für die Systemsteuerung/-regelung.
15 ist ein Flussdiagramm des Betriebs des Rückwärtskanal-ARQ-Konzepts für den Selektivruftransceiver.
16 ist ein Diagramm, das einen Ausschnitt des geografischen Bereichs des drahtlosen Zweiweg-Kommunikationssystems 10 darstellt.
Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform
Mit Bezug auf 1 wird ein elektrisches Blockdiagramm eines drahtlosen Zweiweg-Kommunikationssystems, vorzugsweise eines drahtlosen Zweiweg-Selektivruf-Kommunikationssystems, oder Systems 20, gemäß der bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung gezeigt. Das System 20 umfasst eine Nachrichteneingabevorrichtung, wie ein herkömmliches Telefon 22, das durch ein herkömmliches öffentliches leitungsvermitteltes Fernsprechnetz ("public switched telephone network (PSTN)") 24 mit einer Sys temsteuerung/-regelung, oder Steuerung/Regelung, 26 verbunden ist. Die Steuerung/Regelung 26 überwacht den Betrieb von mindestens einem Funkfrequenzsender 28 und einer Mehrzahl fester Funkfrequenzempfänger, oder Empfänger, 30 und codiert und decodiert Eingangs- und Ausgangsnachrichten in Formate, die mit Landleitungs-Nachrichtenvermittlungen kompatibel sind. Die Steuerung/Regelung 26 enthält ferner einen Codierer und einen Decoder und funktioniert zum Codieren und Decodieren von Pagingnachrichten an Selektivruftransceiver, oder Transceiver, 32 und von diesen. Die Steuerung/Regelung 26, der mindestens eine Funkfrequenzsender 28 und die Mehrzahl fester Funkfrequenzempfänger umfassen ein Terminal 33, das vorzugsweise fest ist.
Die Systemsteuerung/-regelung 26 reiht Daten und gespeicherte Nachrichten für die Übertragung an die Selektivruftransceiver 32 in eine Warteschlange ein. Eine Teilnehmerdatenbank in der Steuerung/Regelung 26 speichert Informationen, die den Transceiver eines jeden Teilnehmers betreffen, einschließlich einer Korrelation zwischen der jedem Transceiver zugeteilten einzigartigen Adresse und der innerhalb des PSTN 24 zum Routen von Nachrichten an jeden Transceiver 32 verwendeten Telefonnummer, sowie anderer teilnehmerbestimmter Präferenzen.
Die Systemsteuerung/-regelung 26 plant Übertragungen von Nachrichten und Quittungen von den Selektivruftransceivern 32, einschließlich tragbaren Selektivruftransceivern, ein. Diese Übertragungen schließen bedarfsartige Übertragungen von den Transceivern, wie Quittungen zu Nachrichten, die durch die Steuerung/Regelung 26 übertragen worden sind und Erwiderungen auf Nachrichten, wie von der Steuerung/Regelung 26 übertragene Statusabfragen, ein. Die plan mäßigen Übertragungen können ebenfalls Nichtbedarfsübertragungen von den Transceivern einschließen, wie von den Transceivern zurückgehaltene Nachrichten, über die die Transceiver die Steuerung/Regelung 26 innerhalb einer früheren, durch den Transceiver an die Steuerung/Regelung 26 gesendeten Nachricht oder Quittung informiert haben. Die Verwendung von Rückwärtskanaleinplanung verbessert unter bestimmten Umständen den Durchsatz des Rückwärtskanals im Vergleich zu dem erzielbaren Durchsatz für ein Rückwärtskanal-Organisationskonzept mit außerplanmäßiger wahlfreier Eingabe, wie das in einem ALOHA-System verwendete, und Fachleuten mit üblichen Kenntnissen in der Technik bekannte. Wie nachstehend ausführlicher beschrieben werden wird, ist ein planmäßiger Rückwärtskanal ein Bereich der gesamten in einer einzelnen Funkkanalfrequenz verfügbaren Zeit, die sowohl für Vorwärts- als auch Rückwärtskanäle teilnehmerschaftlich genutzt wird. Als Alternative ist der planmäßige Rückwärtskanal ein bestimmter Bereich der verfügbaren Zeit oder die ganze verfügbare Zeit in einer zweiten Funkträgerfrequenz, die von der Vorwärtskanal-Funkfrequenz unterschiedlich ist.
Nun mit Bezug auf 2 umfasst die Systemsteuerung/-regelung 26 eine Zellenortsteuerung/-regelung 34, einen Nachrichtenhandhaber 36, einen Ausgangsnachrichtenspeicher 38, eine Teilnehmerdatenbank 40, eine Telefonschnittstelle 42, ein Kanalzuteilungselement 44, ein Adressenfeldelement 46, ein Informationsfeldelement 48, ein Datenrahmenelement 51 und ein Steuerungs-/Regelungs-Rahmenelement 52. Die Zellenortsteuerung/-regelung 34 ist durch Verbindungen 54 mit dem Funkfrequenzsender 28 und den Empfängern 30 (1) verbunden. Die Zellenortsteuerung/-regelung 34 koppelt Aus gangsnachrichten einschließlich Selektivrufadressen mit dem Sender und den Empfängern und steuert/regelt den Sender und die Empfänger zum Senden der Protokollzyklen, die die Ausgangsnachrichten enthalten. Ferner verarbeitet die Zellenortsteuerung/-regelung 34 Eingangsnachrichten von den Transceivern 32. Die Eingangsnachrichten werden durch den Sender und eine Mehrzahl fester Empfänger empfangen und werden mit der Zellenortsteuerung/-regelung 34 gekoppelt. Der Nachrichtenhandhaber 36, der Nachrichten routet und bearbeitet, ist mit der Telefonschnittstelle 42, der Teilnehmerdatenbank 40 und dem Ausgangsnachrichtenspeicher 38 gekoppelt. Die Telefonschnittstelle 42 handhabt die physischen Verbindungen des leitungsvermittelten Fernsprechnetzes (PSTN) 34 (1), indem sie Telefonanrufe an den Telefonverbindungen 50 verbindet und trennt und die Audiosignale zwischen den Telefonverbindungen 50 und dem Nachrichtenbehandler 36 routet.
Eine Teilnehmerdatenbank 40 speichert Informationen für jeden Teilnehmer, einschließlich einer Korrelation zwischen einer jedem Selektivruftransceiver 32 zugeteilten Selektivrufadresse und der innerhalb des PSTN 24 zum Routen von Nachrichten und Telefonanrufen an jedem Transceiver 32 verwendeten Telefonnummer, sowie anderer teilnehmerbestimmter Präferenzen. Der Ausgangsnachrichtenspeicher 38 ist zum Speichern einer Warteschlange von Nachrichtern, die zur Zustellung an mindestens einen aus der Mehrzahl von Transceivern 32 in eine Warteschlange eingereiht sind, wobei jede Nachricht der Nachrichtenwarteschlange einer Selektivrufadresse zugeordnet ist, die ebenfalls in dem Ausgangsnachrichtenspeicher 38 von einem aus der Mehrzahl von Transceivern 32 gespeichert ist, für den jede Nachricht vorgesehen ist. Der Nachrichtenhandhaber 36 plant Ausgangsnachrichten und die diesen zugeordneten Selektivrufadressen in einen Sendezyklus ein. Der Nachrichtenhandhaber 36 legt ferner Erwiderungseinplanungen für Erwiderungsnachrichten fest, die die Konkurrenz von Nachrichten an dem Sender und den Empfängern minimieren und schließt Erwiderungstiminginformationen in Ausgangsnachrichten ein, so dass die Transceiver 32 gemäß der Erwiderungseinplanung antworten werden. Der Nachrichtenhandhaber 36 identifiziert eine Eingangsnachricht als eine einem der Transceiver in der Teilnehmerdatenbank 40 zugeordnete Erwiderungsnachricht, identifiziert die Erwiderungsnachricht als einer der Ausgangsnachrichten in dem Ausgangsnachrichtenspeicher 38 zugeordnet. Weiterhin verarbeitet der Nachrichtenhandhaber 36 dann die Ausgangs- und die Erwiderungsnachrichten gemäß ihrem Inhalt. Die Zellenortsteuerung/-regelung 34, die Teilnehmerdatenbank 40 und die Telefonschnittstelle 42 sind herkömmliche Elemente der Steuerung/Regelung 26.
Als ein Beispiel eines Betriebs der Systemsteuerung/-regelung 26 wird die Zustellung einer in dem Ausgangsnachrichtenspeicher 38 gespeicherten Ausgangsnachricht durchgeführt, wenn die Ausgangsnachricht dem vorgesehenen Selektivruftransceiver 32 übermittelt worden ist, die Nachricht durch eine Anwenderaktion auf einem Display des Transceivers 32 präsentiert wird, eine Nachrichtenerwiderung von dem Transceiver 32 an die Steuerung/Regelung 26 zurück übermittelt wird und die Nachrichtenerwiderung durch den Nachrichtenbehandler 36 als eine durch den Transceiver 32 speziell für die Ausgangsnachricht erzeugte Anwenderquittung identifiziert wird. In diesem Beispiel erzeugt der Nachrichtenbehandler 36 eine weitere Nachricht, die an den Absender der Ausgangsnachricht gesendet wird, um den Absender zu benachrichtigen, dass die Nachricht durch den Transceiver 32 quittiert worden ist.
Das Adressenfeldelement 46 ist mit der Teilnehmerdatenbank 40, dem Ausgangsnachrichtenspeicher 38, dem Informationsfeldelement 48 und dem Steuerungs-/Regelungs-Rahmenelement 52 gekoppelt. Das Informationsfeldelement 48 ist weiterhin mit dem Ausgangsnachrichtenspeicher 38 und dem Steuerungs-/Regelungs-Rahmenelement 52 gekoppelt. Das Steuerungs-/Regelungs-Rahmenelement 52 ist weiterhin mit der Zellenortsteuerung/-regelung 34 gekoppelt. Das Kanalzuteilungselement 44 ist mit dem Datenrahmenelement 51 gekoppelt. Das Adressenfeldelement 46 stellt von dem Ausgangsnachrichtenspeicher 38 kommende Nachrichten, die zur Übertragung in einem bevorstehenden Übertragungszyklus eingeplant worden sind, wieder her. Das Adressenfeldelement 46 stellt für jede wiederhergestellte Nachricht die zugeordnete Selektivrufadresse (aus der Teilnehmerdatenbank) und die Länge der Nachricht fest. Die Länge der Nachricht ist mit dem Informationsfeldelement 48 gekoppelt.
Wenn die Nachrichteninformation eine aus einem Satz vorbestimmter Kurznachrichten ist, beispielsweise eine Quittung oder ein Erwiderungsbefehl, oder wenn die Nachrichteninformation weniger als eine erste vorbestimmte Länge beträgt, die in dem hiernach erwähnten Beispiel drei Wörter lang ist, wird die Nachricht durch das Informationsfeldelement 48 mit dem Steuerungs-/Regelungs-Rahmenelement 52 gekoppelt zur Einfügung als Kurznachrichtenpaket in ein Informationsfeld eines Steuerungs-/Regelungs-Rahmens, der durch das Steuerungs-/Regelungs-Rahmenelement 52 an einer Ausgangsposition innerhalb des Steuerungs-/Regelungs-Rahmen zusammengesetzt wird. Das Steuerungs-/Regelungs-Rahmenelement 52 koppelt die Ausgangsposition der Kurznachricht mit dem Adressenfeldelement 46, das einen der Selektivrufadresse zugeordneten Teilvektor erzeugt und das die Ausgangsposition anzeigt. Die Begriffe "Vektor" und "Teilvektor" beziehen sich auf ein Mehrbitfeld von Daten, wie einen Quittungsvektor der Erfindung, das innerhalb eines Signals drahtlos übertragen wird. Die Länge jeder Kurznachricht, die sich in dem Satz vorbestimmter Kurznachrichten befindet, wird innerhalb jeder vorbestimmten Nachricht angezeigt und ist geringer als eine zweite vorbestimmte Länge, die in diesem Beispiel neun Wörter lang ist. Zum Beispiel weisen Kurznachrichten, die einem Transceiver 32 die Ausführung einer automatischen Wiederholanforderung befehlen, abhängig von einer Anzahl von Erwiderungsdatenpaketen mit vorbestimmten Längen, deren Wiedersendung dem Transceiver 32 befohlen wird, eine variable Länge von 4 bis 8 Wörtern auf. Die Länge jeder Kurznachricht, die sich nicht in dem Satz vorbestimmter Nachrichten befindet, wird durch das Steuerungs-/Regelungs-Rahmenelement 52 in jede Kurznachricht eingeschlossen. Die Selektivrufadresse mit dem Teilvektor wird dann mit dem Steuerungs-/Regelungs-Rahmenelement 52 gekoppelt und durch das Steuerungs-/Regelungs-Rahmenelement 52 in ein Adressenfeld des gleichen Steuerungs-/Regelungs-Rahmens zusammengesetzt, in dem sich das Kurznachrichtenpaket befindet.
Wenn die Nachrichteninformation nicht eine aus dem Satz vorbestimmter Kurznachrichten ist oder eine Länge aufweist, die gleich der oder größer als die erste vorbestimmte Länge ist, wird die Nachricht durch das Informationsfeldelement 48 mit dem Datenrahmenelement 51 gekoppelt zur Einfügung als ein langes Nachrichtenpaket in ein Informationsfeld eines Steuerungs-/Regelungs-Rahmens oder eines Datenrahmens, das jeweils durch das Steuerungs-/Regelungs-Rahmenelement 52 oder das Datenrahmenelement 51 an einer Ausgangsposition innerhalb des Steuerungs-/Regelungs-Rahmens oder des Datenrahmens zusammengesetzt wird. Das Steuerungs-/Regelungs-Rahmenelement 52 oder das Datenrahmenelement 51 koppelt die Ausgangsposition der Langnachricht innerhalb des Steuerungs-/Regelungs- oder Datenrahmens und die Länge der Langnachricht mit dem Informationsfeldelement 48, das ein Vektorpaket erzeugt, das mit dem Steuerungs-/Regelungs-Rahmenelement 52 gekoppelt ist und durch dieses in den Informationsbereich des Steuerungs-/Regelungs-Rahmens eingeschlossen wird. Der Vektor, der geringer als eine dritte vorbestimmte Länge ist, die in diesem Beispiel weniger als sechs Wörter lang ist, zeigt die Ausgangsposition und die Länge der Langnachricht an. Das Steuerungs-/Regelungs-Rahmenelement 52 koppelt die Ausgangsposition des Vektorpakets innerhalb des Steuerungs-/Regelungs-Rahmens mit dem Adressenfeldelement 46, das einen der Selektivrufadresse, die die Ausgangsposition des Vektorpakets anzeigt, zugeordneten Teilvektor erzeugt. Die Selektivrufadresse mit dem Teilvektor wird dann durch das Steuerungs-/Regelungs-Rahmenelement 52 in ein Adressenfeld des gleichen Steuerungs-/Regelungs-Rahmens zusammengesetzt, der das Vektorpaket enthält.
Wenn das System mehr als einen Vorwärtskanal umfasst, wie zum Beispiel in einem System mit drei zum gleichzeitigen Ausstrahlen von Funkfrequenzsignalen benutzbaren Funkfrequenzen, plant das Kanalzuteilungselement 44 Datenrahmen zur Übertragung auf einem aus der Mehrzahl von Vorwärtska nälen ein. In dieser Situation koppelt das Datenrahmenelement 51 eine Anzeige mit dem Informationsfeldelement 48 darüber, auf welchem Kanal der Datenrahmen als Teil der Ausgangsposition der Langnachricht gesendet werden wird, zur Einfügung in das durch das Steuerungs-/Regelungs-Rahmenelement 52 erzeugte Vektorpaket.
Es sollte klar sein, dass für eine verbesserte Batterielebensdauer in den Selektivruftransceivern 32 für einen bestimmten Transceiver 32 vorgesehene Selektivrufadressen in einem Steuerungs-/Regelungs-Rahmen enthalten sind, der sich an einer vorbestimmten Position des Übertragungszyklus befindet, so dass der Transceiver 32 am Beginn des vorbestimmten Steuerungs-/Regelungs-Rahmens nur in einen normalen Leistungsmodus zu gehen braucht.
Vorzugsweise ist die Systemsteuerung/-regelung 26 ein von Motorola, Inc., Schaumburg Illinois, hergestelltes und mit einzigartigen Firmware- und Softwareelementen gemäß der hierin beschriebenen bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung modifiziertes Modell MPS2000^®-Pagingterminal. Die Zellenortsteuerung/-regelung 34, der Nachrichtenbehandler 36, der Ausgangsnachrichtenspeicher 38, die Teilnehmerdatenbank 40, die Telefonschnittstelle 42, das Kanalzuteilungselement 44, das Adressenfeldelement 46, das Informationsfeldelement 48, das Datenrahmenelement 51 und das Steuerungs-/Regelungs-Rahmenelement 52 werden vorzugsweise innerhalb von Bereichen des Modell MPS2000^®-Pagingterminals implementiert, die jene Bereiche einschließen, ohne darauf beschränkt zu sein, die Programmspeicher, eine zentrale Verarbeitungseinheit, E/A-Peripheriegeräte und einen wahlfreien Zugriffspeicher bereitstellen. Als Alternative wird die Steuerung/Regelung unter Verwendung ei nes von Motorola, Inc., Schaumburg Illinois, hergestellten Modell E09PED0552-PageBridge^® Pagingterminals implementiert. Als andere Möglichkeit werden die Teilnehmerdatenbank 40 und der Ausgangsnachrichtenspeicher 38 als Magnet- oder Optikscheibenspeicher implementiert, der sich als Alternative außerhalb der Steuerung/Regelung 26 befinden kann.
Vorzugsweise ist die Systemsteuerung/-regelung 26 ein von Motorola, Inc., Schaumburg Illinois, hergestelltes und mit speziellen Firmware- und Softwareelementen gemäß der hierin beschriebenen bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung modifiziertes Modell MPS2000^®-Pagingterminal. Als Alternative könnte die Steuerung/Regelung unter Verwendung eines von Motorola, Inc., Schaumburg Illinois; hergestellten MPS2000^®-Pagingterminals implementiert werden. Als Alternative wird die Teilenehmerdatenbank als Magnet- oder Optikscheibenspeicher implementiert.
Vorzugsweise umfasst der Empfänger 30 einen Empfänger des von Motorola, Inc., Schaumburg Illinois, hergestellten Nucleus^®-Modells mit dem Standardmodell hinzugefügten, einzigartigen Funktionen. Die einzigartigen Funktionen werden durch Firmware- oder Softwareprogramme bereitgestellt, die gemäß Techniken entwickelt wurden, die Fachleuten in der Technik wohlbekannt sind.
Der Empfänger 30 arbeitet in einem ersten oder in einem zweiten Systemtyp. In dem ersten Systemtyp wird eine erste Funkträgerfrequenz teilnehmerschaftlich genutzt durch einen Vorwärtskanal, der zum Senden von Informationen von dem Sender in einem Vorwärtskanal-Funksignal an einen oder mehrere identifizierte Transceiver vorgesehen ist, und einen Rückwärtskanal, der zum Senden von planmäßigen Erwide rungen in Rückwärtskanal-Funksignalen von den identifizierten Transceivern an die Empfänger vorgesehen ist. Die Antenne fängt das Vorwärtskanal-Funksignal ab, das Telefoniesignale, digitale Nachrichten und Befehl enthält.
In dem zweiten Systemtyp befinden sich der Vorwärtsfunkkanal und der Rückwärtsfunkkanal auf zwei unterschiedlichen Funkfrequenzen, und der Sender sendet die Befehle in zwei Funksignalen: einem Vorwärtskanal-Funksignal mit einer ersten Funkträgerfrequenz, die eine Vorwärtskanal-Funkfrequenz ist, und einem Rückwärtskanal-Funksignal mit einer zweiten Funkträgerfrequenz, die eine Rückwärtskanal-Funkfrequenz ist, obwohl die Vorwärts- und die Rückwärts-Übertragungen nicht notwendigerweise gleichzeitig stattfinden. Folglich braucht in dem System des ersten und des zweiten Typs nur eine Frequenz empfangen zu werden, um die Befehle und die planmäßigen Erwiderungen wiederherzustellen, die zum Erzeugen des Steuerungs-/Regelungs-Signals und zum Durchführen der Tests der Erwiderungen verwendet werden, weil die Befehle auf derselben Frequenz als die planmäßigen Erwiderungen gesendet werden.
Eingangsnachrichten werden durch die Selektivruftransceiver 32 bei einer Basis-, oder Default-, Eingangsdatenrate gesendet. Die Basiseingangsdatenrate ist eine aus einer Gruppe vorbestimmter Eingangsdatenraten. Beispiele von hierin verwendeten Datenraten sind 1600, 6400 oder 9600 Bits pro Sekunde (bps). Jede aus der Gruppe vorbestimmter Eingangsdatenraten ist einem entsprechenden vorbestimmten Modulationsverfahren zugeordnet. Die Zellenortsteuerung/-regelung 34 empfängt mit jeder über die Empfänger von der Teilnehmerdatenbank 40 empfangenen Eingangsnachricht einen Signalqualitätsanzeiger. Der Signalqualitätsanzeiger wird auf eine Weise, die Fachleuten in der Technik wohlbekannt ist, während des Empfangs der Nachricht durch eine Empfangssignalstärken-Anzeigeschaltung (im Folgenden RSSI-Schaltung (RSSI = received signal strength indication)) in dem Empfänger 30 festgestellt. Alternative Techniken zum Feststellen von Signalqualität, die Fachleuten in der Technik ebenfalls wohlbekannt sind, wie eine Bitfehlerrate eines Signals, das Fehlererfassungsbits enthält, können ebenso gut verwendet werden. Die Zellenortsteuerung/-regelung 34 ist mit der Teilnehmerdatenbank 40 gekoppelt und speichert den Signalqualitätsanzeiger und die Zeit, zu der er in der Teilnehmerdatenbank in Zusammenarbeit mit dem Transceiver 32 empfangen wurde. Die Zellenortsteuerung/-regelung 34 verwendet ebenfalls den Wert des Signalqualitätsanzeigers, sowie die Werte und Altersstände von Signalqualitätsanzeigern, die von in Zusammenarbeit mit dem Transceiver 32 gespeicherten vorherigen Eingangsnachrichten bezogen wurden, zur Feststellung einer Aktualisierung an einer optimalen Eingangsdatenrate, die in der Teilnehmerdatenbank 40 in Zusammenarbeit mit dem Transceiver 32 gespeichert ist. Die optimale Eingangsdatenrate wird ebenfalls aus der Gruppe von Eingangsdatenraten ausgewählt.
Die Basisdatenrate wird zum Beispiel zum Zeitpunkt der Systeminstallation ausgewählt, um Merkmale des Systems, wie Kosten und Erfassung bzw. Reichweite durch Verwendung ebenso anderer Merkmale, wie die Anzahl der Sender und Empfänger in dem System, zu optimieren. Die Basisdatenrate ist in einem Bereich des Ausgangsfunksignals enthalten, das durch alle Selektivruftransceiver, die Ausgangsnachrichten während des Sendezyklus empfangen, decodiert wird und wird durch Default in jeder durch die Transceiver 32 gesendeten Eingangsnachricht übertragen. Jedoch wird die optimale Eingangsdatenrate ebenfalls in einem gewissen Bereich gewisser Eingangsnachrichten verwendet, wie nachstehend ausführlicher beschrieben werden wird. Es wird klar sein, dass die optimale Eingangsdatenrate für einen vorgegebenen Transceiver in vielen Fällen größer als die Basisdatenrate ist. Wenn eine Ausgangsnachricht wahrscheinlich eine Eingangsnachricht mit einer minimalen vorbestimmten Länge zur Folge hat, schließt die Zellenortsteuerung/-regelung 34 die dem Transceiver, für den die Ausgangsnachricht vorgesehen ist, zugeordnete optimale Eingangsdatenrate in die Ausgangsnachricht ein, was ein einzigartiger Aspekt der vorliegenden Erfindung ist. Beispielsweise kann die optimale Eingangsdatenrate für die bevorzugte Gruppe vorbestimmter Eingangsdatenraten unter Verwendung von zwei Bits in der Ausgangsnachricht befördert werden, wenn die bevorzugte Gruppe vorbestimmter Eingangsdatenraten aus vier Datenraten besteht.
Die Zellenortsteuerung/-regelung 34 ist ferner mit einer Empfängerdatenbank gekoppelt, um in dieser einen Zustand eines Synchronisationsmodus für jeden durch die Steuerung/Regelung 26 gesteuerten/geregelten Empfänger 30 zu speichern. Wie hierin nachstehend beschrieben befindet sich jeder Empfänger 30 in einem von zwei Modi: synchron und asynchron. Die Empfänger des ersten Typs befinden sich immer in dem Asynchronmodus. Die Empfänger des zweiten Typs befinden sich normalerweise in dem Synchronmodus, können aber in den Asynchronmodus zurückgehen, wenn zum Beispiel in einem Synchronisationsbereich des Empfängers ein Ausfall vorkommt. Ein derartiges Zurückgehen wird durch den Empfänger an die Zellenortsteuerung/-regelung 34 berichtet.
Des Weiteren speichert die Zellenortsteuerung/-regelung 34 in der Teilnehmerdatenbank 40 einen jedem Selektivruftransceiver 32 zugeordneten Empfängerstandort. Der jedem Transceiver 32 zugeordnete Standort identifiziert einen Empfänger 30, der als der höchstwahrscheinliche Empfänger zum Empfangen der nächsten Eingangsnachricht von dem Transceiver 32 festgestellt wird. Der Standort wird festgestellt, wenn eine vorherige Erwiderung innerhalb einer vorbestimmten Zeitgrenze mit einem vorbestimmten minimalen Signalqualitätspegel von dem Transceiver empfangen wird. Wenn mehrere Kopien einer Erwiderungsnachricht von mehreren Empfängern 30 durch den Transceiver 32 empfangen werden, wird der Standort durch den Empfänger 30 festgestellt, der die höchste Signalqualität für kürzlichst von jedem aus einer Mehrzahl tragbarer Selektivruftransceiver empfangene drahtlose Übertragungen anzeigt. Wenn erwartet wird, dass eine Ausgangsnachricht für einen Transceiver 32 eine Erwiderungsnachricht, wie eine Quittung oder eine speziell zugeordnete Erwiderungsnachricht, zur Folge hat, stellt die Zellenortsteuerung/-regelung 34 den Synchronmodus des durch den Standort in der Teilnehmerdatenbank 40 dem Transceiver 32 zugeordneten Empfängers 30 aus der Empfängerdatenbank wieder her und schließt in die Ausgangsnachricht einen Präambelanzeiger ein, der den Synchronmodus des Empfängers in der Ausgangsnachricht identifiziert. Wenn von einem Transceiver 32 innerhalb der vorbestimmten Zeit kein Signalqualitätspegel einer ausreichenden Höhe empfangen worden ist, wird in der Ausgangsnachricht durch den Präambelanzeiger der Asynchronmodus angezeigt.
Mit Bezugnahme auf 3 zeigt ein Timingdiagramm Vorwärtskanal- und Rückwärtskanal-Funksignale für das Sys tem 20. Das Vorwärtskanal-Funksignal, das während einem Vorwärtskanalrahmen 60 gesendet wird, befindet sich auf einer ersten Funkträgerfrequenz. Die Rückwärtskanal-Funksignale, die während einem Rückwärtskanalrahmen 62 gesendet werden, befinden sich auf einer zweiten Funkträgerfrequenz.
Die Dauer des Vorwärtskanalrahmens 60 reicht von einer Vorwärtskanal-Rahmenbegrenzung 64 zu einer nächsten Vorwärtskanal-Rahmenbegrenzung 65, während der in dem ersten Typ des Systems 20 Übertragungen eines Vorwärtskanal-Funksignals von dem Sender an einen oder mehrere der identifizierten Selektivruftransceiver durchgeführt werden. Die Vorwärtskanal-Rahmenbegrenzungen werden vorzugsweise in regelmäßigen Intervallen von 1,875 Sekunden gesendet und an eine erste Rahmenbegrenzung eines ersten, exakt zu Beginn jeder Stunde beginnenden Sendezyklus weitergeleitet, wobei der Beginn jeder Stunde unter Verwendung einer Standardzeitbasis festgestellt wird. Gleichermaßen werden als andere Möglichkeit ebenso alternative Rahmendauerperioden verwendet. Das Vorwärtskanal-Funksignal umfasst ein oder mehrere von dem Sender gesendete sequentielle Funksignale. Ein Vorwärtskanalrahmen-Synchronisations- und Informationsbereich 66 und eine Mehrzahl von ausgehenden Vorwärtsnachrichten 68 und 70 werden innerhalb des Vorwärtskanal-Funksignals durch den Sender gesendet. Die Mehrzahl von Ausgangsnachrichten bestehen jede aus einer Mehrzahl von Datenwörtern 72 von gleicher Dauer, die unter Verwendung einer Ausgangsdatenrate und einem zugeordneten, typischerweise für den Vorwärtskanal vorbestimmten Modulationsschema gesendet werden. Die Ausgangsdatenrate beträgt 1600, 3200 oder 6400 Bits pro Sekunde (bps), und das Modulationsschema ist zwei oder vier Pegel FM. Eine Dauer des Rückwärtskanalrahmens 62 reicht von einer Rückwärtskanal-Rahmenbegrenzung 74 zu einer nächsten Rückwärtskanal-Rahmenbegrenzung 76 und enthält eine Mehrzahl von vorbestimmten Rückwärtskanal-Zeitschlitzen 78 von gleicher Dauer, die unter Verwendung eines Defaults oder einer Basiseingangsdatenrate und eines zugeordneten Modulationsschemas gesendet werden. Erwiderungsnachrichten werden als eine Mehrzahl von Dateneinheiten 80, 82 und 84 gesendet, wobei jede Dateneinheit eine Mehrzahl von Datensymbolen umfasst und sich über einen oder mehrere Rückwärtskanal-Zeitschlitze 78 erstreckt. Eine Erwiderungsnachricht enthält eine oder mehrere solcher Dateneinheiten. Jede der Dateneinheiten 80, 82 und 84 ist ein Funksignal, das von einem der identifizierten Transceiver in Erwiderung auf einen Befehl 86 gesendet wird, der in einer der ausgehenden Vorwärtsnachrichten 68 und 70 empfangen wird.
Jeder Rahmensynchronisations- und -informationsbereich 66 umfasst ein Rahmensynchronisationsmuster, das die Vorwärtskanal-Rahmenbegrenzungen 64 und 65 kennzeichnet, richtet Datensymbol-(Datenraten-) Synchronisation ein und enthält Informationen, die den Rückwärtskanaloffset 88 zu der Rückwärtskanal-Rahmenbegrenzung 74 als eine Anzahl von Rückwärtskanal-Zeitschlitzen 78 beschreibt. Die Startzeit von jeder ausgehenden Vorwärtsnachricht 68 und 70 wird entsprechend der Vorwärtskanal-Rahmenbegrenzung 64, beispielsweise durch eine Wortanzahl, definiert. Durch die Steuerung/Regelung 26 wird ein Befehl 86 in eine oder mehrere der ausgehenden Vorwärtsnachrichten 68 und 70 eingeschlossen, der einen der Selektivruftransceiver durch die dem Transceiver in der Teilnehmerdatenbank 40 (2) zugeord nete Anrufadresse identifiziert, sowie eine planmäßige Erwiderungszeit, zu der der identifizierte Transceiver mit dem Senden einer Dateneinheit in einem Rückwärtskanal-Funksignal beginnen soll. Der Befehl 86 enthält eine speziell zugeordnete Länge der Dateneinheit als eine Anzahl von Rückwärtskanal-Zeitschlitzen 78. Die ausgehenden Vorwärtsnachrichten 68 und 70 können ebenfalls Daten 90, wie eine alphanumerische Informationsnachricht, enthalten. Die Startzeit von jeder Dateneinheit 80, 82 und 84 wird entsprechend der nächsten Rückwärtskanal-Rahmenbegrenzung 76, beispielsweise als Dateneinheit 84, eingeplant, die bei einem nach den in einem Offset 92 enthaltenen Zeitschlitzen beginnenden Zeitschlitz eingeplant ist.
Die durch die Selektivruftransceiver 32 in dem System 20 sowohl für das Empfangen auf dem Vorwärtskanalrahmen als auch das Senden auf dem Rückwärtskanalrahmen 62 erforderliche Synchronisation des Vorwärtskanalrahmens 60, des Rückwärtskanalrahmens 62, des Datenwortes, oder Wortes, 72, des Datensymbols, des Rückwärtskanaloffsets 88 und des Rückwärtskanal-Zeitschlitzes 78 wird von dem Vorwärtskanalrahmen-Synchronisations- und -Informationsbereich 66 festgestellt. Wenn ein Transceiver 32 das Vorwärtskanal-Funksignal empfängt, verarbeitet der Transceiver 32 die in dem Vorwärtskanal-Funksignal enthaltene ausgehende Vorwärtsnachricht 68 und 70, wenn die ausgehende Vorwärtsnachricht 68 und 70 die Selektivrufadresse des Transceivers 32 enthält. Wenn durch einen Transceiver 32 ein Befehl 86 empfangen wird, der ein Erwiderungsbefehl ist, überträgt der Transceiver 32 mit der dem Erwiderungsbefehl zugeordneten Selektivrufadresse beispielsweise eine der planmäßigen Dateneinheiten 80, 82 und 84 mit einer speziell zugeordneten Datenlänge zu der durch die Steuerung/Regelung 26 in dem Befehl 86 befohlenen planmäßigen Erwiderungszeit. Die Korrespondenz zwischen dem durch die identifizierten Transceiver in den ausgehenden Vorwärtsnachrichten 68 und 70 empfangenen Befehl 86 und den planmäßigen Dateneinheiten 80, 82 und 84 von den Transceivern 32 wird in 3 durch von den Ausgangsnachrichten 68 und 70 zu den planmäßigen Dateneinheiten 80, 82 und 84 führenden Pfeillinien angezeigt, von denen die Linie 94 ein Beispiel ist, die von einem in der Vorwärtsnachricht 70 durchgeführten Befehl 86 zu der aus der Dateneinheit 80 bestehenden planmäßigen Erwiderung verbindet. Ein weiteres Beispiel ist die Linie 96, die von einem Befehl (der in 3 nicht gezeigt und in einem früheren Vorwärtskanalrahmen als die in 3 gezeigten Vorwärtskanalrahmen 60 durchgeführt wird) zu dem in 3 gezeigten Rückwärtskanalrahmen verbindet.
Jede von einem Selektivruftransceiver 32 gesendete Dateneinheit 80, 82 und 84 ist insofern vollständig in sich geschlossen, als sie alle der durch den Empfänger 30 zum Erfassen und Decodieren der planmäßigen Dateneinheit 80, 82 und 84 benötigten Informationen enthält. Das heißt, jede planmäßige Dateneinheit 80, 82 und 84 enthält ein Synchronisationsmuster zum Demodulieren und Decodieren der Dateneinheit, der einzigartigen Adresse des Transceivers und der die gesendete Dateneinheitslänge befördernden Informationen. Jede Dateneinheit beginnt mit einem ersten Bereich, der bei der Basiseingangsdatenrate gesendet wird, und endet mit einem zweiten Bereich, der bei der optimalen Eingangsdatenrate gesendet wird (es wird klar sein, dass die optimale Eingangsdatenrate zu der Basiseingangsdatenrate äquivalent sein kann).
Die Systemsteuerung/-regelung 26 ist in dem System 20 für das Einplanen des Vorwärtskanal- und des Rückwärtskanal-Datentransfers verantwortlich. Die Steuerung/Regelung empfängt die Vorwärtskanalnachricht durch das PSTN. Die Steuerung/Regelung erzeugt die Vorwärtskanaldaten gemäß den durch ein zeitsynchrones Pagingprotokoll, wie das ReFlex50-Pagingprotokoll, das ein synchrones Zeitteilungs-Multiplex-Zwei-Wege-Funkkommunikationssystemprotokoll ist, spezifizierten Formatierungsregeln und überträgt die Vorwärtskanal-Nachrichtendaten an Basissender, die die Vorwärtskanaldaten über die Luft bzw. drahtlos an die Selektivruftransceiver übertragen. Die Steuerung/Regelung empfängt ferner die Rückwärtskanal-Nachrichtentransferdaten durch ihre Verbindungen an die Empfänger. Die Empfänger 30 empfangen die drahtlosen Rückwärtskanalübertragungen von den tragbaren Transceivern und senden die Empfangsdaten an die Steuerung/Regelung zur Verarbeitung. Die Empfänger sind mit den durch die Steuerung/Regelung erzeugten Vorwärtskanalübertragungen synchron, um den/die Rückwärtskanal/-kanäle auf von den Transceivern eingehende Übertragungen zu überwachen. Die Basissender empfangen die formatierten Kanaldaten von der Steuerung/Regelung und senden die Daten über die Luft bzw. drahtlos an die Transceiver. Die Transceiver sind kleine, tragbare Nachrichtenvermittlungseinheiten ("portable messaging units (PMUs)"), die begrenzte Speicher- und Verarbeitungsleistung enthalten. Diese Einheiten sind bezüglich Zugriff auf den planmäßigen Bereich des Rückwärtskanals von der Steuerung/Regelung abhängig. Die Transceiver verbleiben mit den Vorwärtskanalübertragungen synchron und decodieren die Vorwärtskanaldaten, um die Merkmale des Rückwärtskanals festzustellen. Diese Einheiten sind in der Lage, vollständige oder fragmentierte Nachrichten auf dem Rückwärtskanal zu übertragen, wenn ihnen das durch die Steuerung/Regelung befohlen wird. Übertragungen von den Transceivern werden durch die Empfänger empfangen.
Das in dem System 20 für Vorwärtskanal- und für Rückwärtskanal-Datentransfer verwendete zeitsynchrone Protokoll spezifiziert, dass die Daten in Rahmen, jeder mit 1,875 Sekunden Dauer, formatiert werden sollen. Ein Zyklus von Rahmen ist aus 128 Rahmen zusammengesetzt und weist eine vierminütige Übertragungszeit auf. Es bestehen 15 Zyklen von auf dem Vorwärtskanal in jeder Stunde übertragenen Rahmen.
Eine ausführlichere Beschreibung der Komponenten des Systems 20 und deren Betrieb, sowie eine ausführliche Beschreibung der Zweiweg-Pagingprotokoll-Funktionalität, werden in den folgenden vier U.S. Patenten und den folgenden vier U.S. Patentanmeldungen beschrieben, von denen alle dem Bevollmächtigten der vorliegenden Erfindung zugeteilt sind: Patent Nr. 4,875,038, erteilt am 17. Oktober 1989 an Siwiak et al., betitelt "Frequency Division Multiplexed Acknowledge Back Paging System"; Patent Nr. 4,928,096, erteilt am 22. Mai 1990 an Leonardo et al., betitelt "Paging Terminal Apparatus with Message Storage und Retransmission Capability and Method Therefor"; Patent Nr. 5,168,493, erteilt am 1. Dezember 1992 an Nelson et al., betitelt "Time Division Multiplexed Selective Call System"; Patent Nr. 5,390,399, erteilt am 14. Februar 1995 an Bruckert et al., betitelt "Method and Apparatur for Selecting a Serving Transceiver"; Anmeldung mit der laufenden Nummer 08/404,698, angemeldet am 15. März 1995 durch Ayerst et al., betitelt "Method and Apparatur for Organizing and Recovering Information Communicated in a Radio Communication System"; Anmeldung mit der laufenden Nummer 08/283,369, angemeldet am 1. August 1994 durch Ayerst et al., betitelt "Method and Apparatur for Improved Message Reception at a Fixed System Receiver"; Anmeldung mit der laufenden Nummer 08/398,263, angemeldet am 3. März 1995 durch Budnik et al., betitelt "Method and Apparatus for Optimizing a Data Rate in a Radio Communication System"; und Anmeldung mit der laufenden Nummer 08/398,274, angemeldet am 3. März 1995 durch Ayerst et al., betitelt "Method and Apparatur for Optimizing Receiver Synchronization in a Radio Communication System".
Wie in 4 gezeigt, ist jeder der auf dem Vorwärtskanal gesendeten Datenrahmen 60 aus einem Synchronisationsbereich 100 (115 ms in Dauer) und 11 Datenblöcken 102 (jeder 160 ms in Dauer) zusammengesetzt. Die Datenblöcke 102 enthalten die in Blockinformation, Adresse, Vektor und Nachrichtendatenfelder getrennten Vorwärtskanaldaten. Der für Eingangsdatentransfer an die Steuerung/Regelung verwendete Rückwärtskanal ist mit dem Vorwärtskanal zeitsynchron und ist aus Sendezeitschlitzen 78 zusammengesetzt (jeder ungefähr 16,04 ms in Dauer bei 9600 bps). Eine einzelne Rahmenzeit von 1,875 Sekunden enthält eine gewisse Anzahl von Sendezeitschlitzen im Bereich von 0–115. Die Anzahl von Zeitschlitzen 78 pro Rahmen 60 hängt davon ab, ob das System 20 in einem Zeitteilungs-Duplex-("time division duplex (TDD)") Modus oder einem Frequenzteilungs-Duplex-("frequency division duplex (FDD)") Modus arbeitet. Ein Bereich 103 des Rückwärtskanal-Schlitzbereichs wird als planmäßiger Übertragungsbereich gekennzeichnet, und der restliche Bereich 104 der Sendezeitschlitze wird als außerplanmäßiger oder geschlitzter ALOHA-Bereich gekennzeichnet. Die Steuerung/Regelung teilt über Vorwärtskanal-Vektordaten den Transceivern Sendezeitschlitze zu.
Nun, mit Bezugnahme auf 5, geschehen Rückwärtskanalübertragungen von den Selektivruftransceivern in der Form von Dateneinheiten ("data units (DUs)"). Eine Dateneinheit ist ein Paket von planmäßig übertragenen Daten, die durch das System quittiert werden. Einer Dateneinheit oder Folge von Dateneinheiten muss immer eine Startadresseneinheit vorangegangen sein. Innerhalb irgendeiner Dateneinheit befindet sich eine 12-Bit zyklische Redundanzprüfung ("cyclic redundancy check (CRC)"), die zum Erfassen von Fehlern verwendet wird. Die Dateneinheit wird aus einer gewissen ganzzahligen Anzahl von Paketen gebildet, Diese Anzahl ist veränderlich und wird durch den Scheduler beim Start der ersten Übertragungen festgestellt. Sobald einer Übertragung eine Dateneinheitslänge zugeteilt worden ist (in Form von Paketen pro Dateneinheit), kann sich die Länge für die Dauer der Nachrichtenübertragung nicht verändern. Jeder Dateneinheit wird eine ID-Nummer zugeteilt, die in dem ARQ-Prozess verwendet wird. Die Struktur eines einzelnen Pakets wird in 1 gezeigt. Als Alternative werden Mehrpaket-Dateneinheiten 126 und 128 verwendet, wie in 5 gezeigt. Eine Transceiverübertragung besteht entweder aus einer einzelnen Dateneinheit 120, der eine Startadresseneinheit ("start address unit (SAU)") 124 vorangegangen ist oder alternativ aus einer Anzahl von aufeinander folgenden Dateneinheiten 122, der eine Startadresseneinheit 124 vorangegangen ist. Jede DU besteht entweder aus einem einzelnen Sendezeitschlitz oder alternativ aus mehreren Sendezeitschlitzen. Die SAU enthält Headerinformationen, und die zusätzlichen DUs, die der SAU folgen, enthalten Nachrich tendaten. Siehe Tabelle 1 für eine Darstellung der Bits innerhalb einer einzelnen Dateneinheit.
Tabelle 1 Einzelpaket-Dateneinheit (Standardtyp)
Das ARQ-Schema der Erfindung für Rückwärtskanalnachrichten ermöglicht eine zuverlässige und wirkungsvolle Zustellung von Rückwärtskanalnachrichten. Dieses Schema ist unterschiedlich von herkömmlichen Schiebefenster-ARQ- Protokollen, in denen die Sende- und Empfangsseiten unabhängig tätig sind. In der bevorzugten Ausführungsform hat die Steuerung/Regelung vollständige Kontrolle darüber, wann die Rückwärtskanalübertragungen einzuplanen sind und wann deren Empfang zu quittieren ist, sobald sie festgestellt hat, dass ein bestimmter Transceiver eine Nachricht zu senden wünscht. Das ARQ-Schema befähigt die Steuerung/Regelung, auch als Netzwerkoperationszentrum ("network operation center (NOC)") bekannt, eine Wiederübertragung von mit Fehlern empfangenen Nachrichten zu befehlen und sich von einem Verlust von Übertragungen auf den Vorwärts- oder Rückwärtskanälen zu erholen. Das ARQ-Schema befähigt das System 20, die Wiederübertragung von mit Fehlern empfangenen Nachrichten zu fordern und sich von einem Verlust von Übertragungen auf den Vorwärts- und den Rückwärtskanälen zu erholen.
Der Transceiver initiiert eine oder mehrere planmäßige Übertragungen durch Senden zuerst eines "Reservierungsanforderung"-ALOHA-Pakets an das Terminal 33 in dem geschlitzten ALOHA-Bereich des Rückwärtskanals (siehe 4). Siehe Tabelle 2 für eine Darstellung der Bits innerhalb des Reservierungsanforderungsvektors.
Tabelle 2 Reservierungsanforderungsvektor
Als Alternative wird für Nachrichten, die länger als 2048 Bits sind, ein "Lange Reservierungsanforderung"-Vektor durch den Transceiver gesendet. Siehe Tabelle 3 für eine Darstellung der Bits innerhalb eines "Lange Reservierungsanforderung"-Vektors.
Tabelle 3 Langer Reservierungsanforderungsvektor
Beide Typen von Reservierungsanforderungsvektoren enthalten mindestens ein numerisches Maß der Länge der Nachricht. Bei Empfang von entweder einer "Reservierungsanforderung" oder einer "Lange Reservierungsanforderung"-Übertragung, stellt die Steuerung/Regelung die Größe der Nachricht sowie den ungefähren Standort des Selektivruftransceivers, der die Nachricht abfasst, in Bezug auf den/die nächsten Empfänger fest. Als Alternative stellt die Steuerung/Regelung durch ein durch den Transceiver gesendetes letztes vorheriges Registrierungs- und Standortanfragepaket den ungefähren Standort des Transceivers fest. Siehe Tabelle 4 für eine Darstellung der Bits innerhalb eines Registrierungs- und Standortanfragepakets. Das Registrierungs- und Standortanfragepaket wird gesendet, wenn der Transceiver die Zonen wechselt, in denen er sich befindet.
Tabelle 4 Registrierungs- und Standortanfragepaket
Die Standortinformation wird dann durch die Steuerung/Regelung verwendet, um eine Frequenzwiederverwendung für gleichzeitige Rückwärtskanalübertragungen von verschiedenen Selektivruftransceivern einzuplanen. Dies wird erreicht, indem die Steuerung/Regelung den ungefähren geografischen Standort der Transceiver feststellt und dieselben Sendezeitschlitze mehreren Transceivern zuteilt, vorausgesetzt, dass sie weit genug voneinander getrennt sind, so dass sie einander nicht stören würden. Dieser neuartige Aspekt der Erfindung wird hiernach ausführlicher beschrieben werden.
Falls die Systemsteuerung/-regelung die Selektivruftransceiverübertragung initiiert, kann die Standortinformation von dem "Registrierung und Standortanfrageerwiderung"-ALOHA-Paket (siehe Tabelle 4) bezogen werden, das der Transceiver in Erwiderung auf einen in dem "Befehl an PMU"-Vektor gesendeten "Sta:ndortanfrage"-Befehl sendete. Da der Transceiver planmäßige Übertragungen ausführt, wenn von der Steuerung/Regelung befohlen, kann in jedem Fall der Standort des Transceivers aktualisiert werden, was es der Steuerung/Regelung ermöglicht, die kürzlichsten Informationen für Frequenzwiederverwendungs-Berücksichtigungen zu pflegen.
Alle Selektivruftransceiverübertragungen auf dem Rückwärtskanal sind beim Identifizieren der Adresse des Abfassers, dessen Signatur, der Länge der Übertragung etc. vollständig in sich geschlossen. Die Steuerung/Regelung kann deshalb zwei oder mehreren Transceivern befehlen, zu denselben oder überlappenden Zeiten innerhalb derselben Vorwärtskanal-Simulcastzone zu senden (und somit Rückwärtskanal-Frequenzwiederverwendung zuzulassen), und die Empfänger werden in der Lage sein, die unterschiedlichen Anwender zu klären, vorausgesetzt dass jeder Anwender einen unterschiedlichen Empfänger auffängt.
Die Steuerung/Regelung antwortet auf die "Reservierungsanforderung" durch Senden eines "Erteilung einer Rückwärtskanalreservierung"-Vektors an den Transceiver auf dem Vorwärtskanal. Der "Erteilung einer Rückwärtskanalreservierung"-Vektor wird verwendet, um die Startzeit und Dauer einer planmäßigen Rückwärtskanalübertragung anzuzeigen. Das System stellt durch diesen Vektor Transceiverzugriff auf den außerplanmäßigen Bereich des Rückwärtskanals zur Verfügung. Siehe Tabelle 5 für eine Beschreibung der Bits innerhalb des "Erteilung einer Rückwärtskanalreservierung"-Vektors.
Tabelle 5 Erteilung einer Rückwärtskanalreservierung
Sobald der "Erteilung einer Rückwärtskanalreservierung"-Vektor empfangen worden ist, formatiert der Transceiver die Nachricht in die DUs, denen die Startadresseneinheit ("start address unit (SAU)") vorangegangen war. Die SAU und jede DU enthalten einen 4-Bit Identifikationscode und eine 12-Bit zyklischen Redundanzprüfung ("cyclic redundancy check (CRC)"). Siehe Tabelle 6 für eine Beschreibung der Bits innerhalb des Startadressenvektors.
Tabelle 6 Startadresseneinheit
Die Startadresseneinheit ist das erste Paket einer planmäßigen Nachrichtenübertragung. Sie enthält die Adressennach richtenlänge des sendenden Transceivers und andere durch das System beim Verarbeiten der Nachrichten zu verwendende Informationen. Die Startadresseneinheit ist immer ein Paket lang und enthält einen 12-Bit CRC zum Erfassen von Fehlern innerhalb des Pakets. Die Startadresseneinheit, die der ersten Dateneinheit in einer Übertragung vorangeht, zeigt 1.) die Anzahl von Paketen in einer Dateneinheit und 2.) die Anzahl von Dateneinheiten in der Übertragung an.
Der Selektivruftransceiver sendet dann die Daten beginnend in dem durch die Steuerung/Regelung in dem "Erteilung einer Rückwärtskanalreservierung"-Vektor speziell zugeordneten Zeitschlitz. Die Systemsteuerung/Regelung pflegt eine Datenstruktur, die den Status jeder empfangenen Dateneinheit enthält und verwendet diese Informationen zum Setzen des Quittierungs- ("acknowledgement (ACK)") Flag in dem "Befehl an PMU"-Vektor oder dem "Befehl an PMU mit Einplanung"-Vektor. Jede Dateneinheit enthält eine CRC, die zum Prüfen der Vollständigkeit der empfangenen Daten verwendet wird. Während jede Dateneinheit durch die Steuerung/Regelung empfangen wird, wird die CRC ausgewertet und in den Nachrichtenspeicher der Steuerung/Regelung gestellt.
Nach dem Empfang der Übertragung sendet die Systemsteuerung/-regelung einen "Befehl an PMU" oder "Befehl an PMU mit Einplanung"-Vektor an den Selektivruftransceiver mit der die Rückwärtskanalnachricht betreffenden Quittungsinformation. Siehe Tabelle 7 für eine Beschreibung der Bits innerhalb des "Befehl an PMU"-Vektors.
Tabelle 7 Befehl an PMU
Der "Befehl an PMU"-Vektor wird verwendet, um Steuerungs-/Regelungs-Nachrichten an den Transceiver zu übermitteln, und Quittungsinformationen für Rückwärtskanalübertragungen bereitzustellen. Dieser Vektor weist keine zugeordnete Nachricht in den Nachrichtenfeldern auf. Das System wird diesen Vektor verwenden, um Informationen, wie eine ACK- oder Anforderungsinformation, bereitzustellen.
Der "Befehl an PMU mit Einplanung"-Vektor weist Felder auf, die das System befähigen, falls benötigt, eine weitere Reservierungserteilung zusätzlich zu der Quittungsinformation zu senden, so dass der Selektivruftransceiver in der Lage ist, mit der langen Sendung fortzufahren und/oder DUs NACK'd durch die Steuerung/Regelung wieder zu senden. Siehe Tabelle 8 für eine Beschreibung der Bits innerhalb des "Befehl an PMU mit Einplanung"-Vektors.
Tabelle 8 Befehl an PMU mit Einplanung
Der "Befehl an PMU mit Einplanung"-Vektor gestattet dem System das Spezifizieren der Erwiderungseinplanungsinformation, während er Befehls- oder Quittungsinformationen an den Transceiver bereitstellt. Dieser Vektor wird, während er Einplanungsinformationen für die Erwiderungen bereitstellt, hauptsächlich für die bei Transceiverübertragungen erforderlichen ARQ-Quittungen oder zum Anfordern von Statusinformationen von dem Transceiver verwendet. Die Funktionssteuerung/-regelung innerhalb des Selektivruftransceivers pflegt eine Datenstruktur, die ACK-Flag-Statusbits für 15 Dateneinheiten enthält. Wann immer für eine vorgegebene Dateneinheit ein NACK empfangen wird, sendet der Transceiver gemäß der in dem "Befehl an PMU mit Einplanung"-Vektor vorgegebenen Einplanungsinformation diese Dateneinheit wieder.
Der Selektivruftransceiver untersucht das ACK-Flags-Feld in vorbestimmten Bitpositionen in dem empfangenen Vektor ("Befehl an PMU" oder "Befehl an PMU mit Einplanung") und stellt fest, welche DUs der Gruppe übertragener DUs auf der Grundlage des Bitwertes der ACK-Flags wieder gesendet werden müssen. Wie die Tabellen 7 und 8 zeigen, bestehen in dem Vektor acht ACK-Flags (b₀ und b₇). Dies ist genau die halbe Maximalanzahl von Identifikationscodes, die durch einen Transceiver Dateneinheiten zugeordnet werden könnte. Dann führt der Transceiver eine weitere Übertragung einer anschließenden Gruppe von DUs aus, falls benötigt. Entweder sendet der Transceiver die unkorrekten Dateneinheiten wieder oder fährt mit neuen Dateneinheiten derselben Nachricht fort oder führt eine Kombination von beiden durch. Dieser Prozess setzt sich fort, bis die gesamte Nachricht von der Steuerung/Regelung erfolgreich empfangen worden ist oder die Sendung wird wegen Auslaufen der Erwiderungszeit vorzeitig angebrochen wird.
Der Selektivruftransceiver ordnet einen Identifikationscode, vorzugsweise eine Identifikations-(ID) Nummer, den Startadresseneinheiten und Dateneinheiten zyklisch von 0 bis 15 zu, wobei jederzeit sichergestellt wird, dass die der ID-Nummer zugeordnete Dateneinheit vor dem Wiederverwenden der ID quittiert worden ist. Da der Transceiver Dateneinheitsnummern an Nachrichtenfragmente intern zuteilt und diese Information intern verfolgt, werden die tatsächlichen Nachrichtenfragmentnummern nicht über die Luft bzw. drahtlos übertragen. Die nicht über die Luft bzw. drahtlos gesendete Quittierungsinformation betrifft die erst kürzlichst durch den Transceiver gesendeten Dateneinheiten. Die ARQ-Schiebefenstergröße erlegt der Anzahl von unquittierten IDs, zu deren Zuordnung der Transceiver in der Lage ist, Beschränkungen auf. Ferner führt die Steuerung/Regelung eine Liste der IDs, die sie empfangen und quittiert hat. Dies befähigt die Steuerung/Regelung, mehrere DUs wirkungsvoll einzuplanen.
Falls die Systemsteuerung/-regelung keine planmäßige Rückwärtskanalübertragung empfängt, kann sie nicht identi fizieren, ob die Vorwärtskanalübertragungen (Reservierungserteilung) oder die Rückwärtskanalübertragung (SAUs, DUs) verloren ging. In jedem Fall sendet die Steuerung/Regelung unter Verwendung des Nachrichtentyps "Sende letzte Übertragung wieder" den "Befehl an PMU mit Einplanung"-Vektor. Der Selektivruftransceiver erwidert durch Übertragung des letzten Satzes von Dateneinheiten, dessen Sendung ihm befohlen war. Bei Empfang dieser Wiederübertragung kann die Steuerung/Regelung dann die Dateneinheitsnummern und Fensterlaufnummern (d. h. den Zustand des Transceivers) feststellen und mit diesen Nummern neu synchronisieren.
Die Dateneinheitsnummern werden der Nachricht durch den Selektivruftransceiver unter sequentieller Verwendung des Bereichs 0–15 zugeteilt. Der Transceiver verfolgt, welche Nachrichtenfragmente an die Systemsteuerung/-regelung gesendet worden sind. Die Steuerung/Regelung erwidert dem Transceiver unter Verwendung der zugeteilten DU-Nummern. Somit kennt die Steuerung/Regelung die tatsächliche Anzahl von Nachrichtenfragmenten, d. h. DUs, nicht, lediglich die in der Übertragung empfangenen DU-Nummern.
Das ARQ-Verfahren der Erfindung, optimiert zur Verwendung in derartigen zum Eingangsdatentransfer beschränkt fähigen Systemen, minimiert die Verarbeitung, die Speicher- und Übertragungsanforderungen für in einem Zweiweg-Pagingsystem arbeitende Selektivruftransceiver. Die Erfindung stellt ferner das Potential bzw. die Möglichkeit zur Rückwärtskanal-Wiederverwendung bereit. Die Systemsteuerung/-regelung ordnet die Sendefrequenz, die Startzeit und die Dauer speziell zu und stellt durch Betrachten der der letzten vorher empfangenen Nachricht von dem Transceiver beigefügten Empfängeridentifikationsnummer fest, welche(r) Empfänger von dem Transceiver eine Sendung empfangen wird.
Die Steuerung/Regelung kann dann den ungefähren geografischen Standort der Transceiver feststellen und dieselben Sendezeitschlitze anderen Transceivern zuteilen, vorausgesetzt sie sind weit genug voneinander getrennt, so dass sie sich gegenseitig nicht stören würden.
Die folgenden drei Beispiele veranschaulichen die Verwendung der ACK-Flags und der DU-Nummern während einer langen Rückwärtskanalübertragung von dem Selektivruftransceiver an die Systemsteuerung/-regelung und Fehlerbeseitigung, wenn Übertragungen auf den Vorwärts- und den Rückwärtskanälen verloren werden.
Nun mit Bezugnahme auf 6 zeigt das erste Beispiel die verschiedenen Zustände des ARQ-Fensters, sowie die Dateneinheitsnummern und wie sie sich in die zugeordneten ACK-Bits abbilden, die auf dem Vorwärtskanal ankommen. Eine Folge von Transaktionen zwischen der Systemsteuerung/-regelung und dem Transceiver, oder PMU ("personal messaging unit"), wird in den 7, 8, 9, 10 und 11 gezeigt, während die Steuerung/Regelung Rückwärtskanalübertragungen quittiert und zusätzliche Rückwärtskanal-Sendezeit einplant. 6 ist eine schematische Darstellung eines Austausches von Funkfrequenzübertragungen zwischen der Systemsteuerung/-regelung 26 und einem Selektivruftransceiver 32. Anfänglich sendet der Transceiver einen "Reservierungsanforderung"-Vektor, wie in der Tabelle 2 gezeigt. Die Bits D14 bis D11 identifizieren den Vektor entweder als einen Reservierungsanforderungsvektor für Nachrichten in Längen zwischen 1 bis 2048 Bytes oder als einen Vektor für lange Reservierungsanforderung für Nachrichten in Längen größer als 2048 Bytes. Die Bits D10 bis D0 zeigen die Länge der Nachrichten an, für die die Reservierung durchgeführt wird. Die Reservierungsanforderung wird im ALOHA-Stil durchgeführt. Die Steuerung/Regelung stellt die Qualität des den Reservierungsanforderungsvektor befördernden Signals fest und stellt in Erwiderung auf die Qualität des Reservierungsanforderungssignals eine Paketgröße von jedem des mindestens einen Pakets fest. In diesem Beispiel beträgt die, Nachrichtenlänge 190 Bytes, was durch die Erkenntnis errechnet wird, dass 190 8-Bit-Bytes gleich 1520 Bits sind und das Beispiel nimmt an, dass (möglicherweise aufgrund schlechter Kanalqualität) nur ein Paket pro Dateneinheit geben wird. Das erste Paket pro Dateneinheit weist eine Kapazität von 98 Bits auf. Die Nachricht in diesem Beispiel erfordert 15,4 Dateneinheiten, da aber eine ganzzahlige Anzahl von Dateneinheiten erforderlich ist, beträgt eine Gesamtzahl von in diesem Beispiel erforderlichen Dateneinheiten 16. Nach dem Empfang der Reservierungsanforderung überträgt die Steuerung/Regelung einen "Erteilung einer Rückwärtskanalreservierung"-Vektor, wie in der Tabelle 5 gezeigt. Jede Dateneinheit enthält mindestens ein Paket. Jedes Paket enthält mindestens einen Bereich von einer Dateneinheit.
Nun mit Bezugnahme auf 7 ist der Zustand des Schiebefensters, oder Fensters, für alle sechzehn ACK-Flags anfänglich überall Null, wobei sich sowohl die Vorder- als auch die Hinterflanke des Fensters sowohl in dem Systemspeicher (d. h. Speicher der Steuerung/Regelung) als auch in dem PMU-Speicher (d. h. Speicher des Transceivers) an dem ersten ACK-Flag (d. h. ACK-Flag 0) befindet. Das in den Zeichnungen gezeigte Fenster der Steuerung/Regelung und das Fenster des Transceivers sind Darstellungen von Datenblö cken und Inhalten von diesen in dem Speicher der Steuerung/Regelung bzw. des Transceivers. Das Fenster der Steuerung/Regelung 150 und das Fenster des Transceivers 152 zeigen für alle sechzehn IDs Null, was bedeutet, dass sich nicht alle IDs in Verwendung befinden. Dies sind die Zustände der Fenster vor der Sendung eines wie in der Tabelle 2 gezeigten "Reservierungsanforderung"-Vektors durch den Transceiver während der Übertragung 140 (siehe 6). Block 154 zeigt den Zustand des Fensters der Steuerung/Regelung nach der Reservierungserteilung #1 und nachdem die Steuerung/Regelung während der Übertragung 141 einen in der Tabelle 5 gezeigten "Erteilung einer Rückwärtskanalreservierung"-Vektor übertragen hat. Block 154 zeigt, dass sich die Vorderflanke des Fensters zu der ID #8 bewegt hat. Block 156 stellt die durch den Transceiver gesendeten DUs dar, nachdem er auf den Empfang der "Reservierungserteilung 1" reagiert hat und zeigt ferner die jeder DU zugeordnete ID-Nummer. Es werden eine SAU und acht DUs (DU1 bis DU8), die IDs von jeweils 0 bis 7 aufweisen, übertragen. Block 158 stellt den Zustand des Fensters des Transceivers dar, nachdem er die Übertragung 142 (TX1) durchführte (siehe 6).
Nun mit Bezugnahme auf 8 zeigt der Zustand des Fensters 160 der Steuerung/Regelung, dass die DUs 3 und 4 nicht ohne Fehler empfangen wurden und als Folge sich zwei der IDs (IDs 2 und 3) noch in Verwendung befinden. Block 162 zeigt das ACK-Flag-Feld in dem "Befehl an PMU mit Einplanung"-Vektor von Tabelle 8. Dieser Vektor mit diesem Feld wird durch die Steuerung/Regelung als Übertragung 143 in 6 an den Transceiver übertragen. Block 162 zeigt, dass die den IDs 2 und 3 zugeordneten DUs nicht fehlerfrei empfangen wurden. Block 164 zeigt den Zustand des Fensters der Steuerung/Regelung nach der Übertragung 143 und zeigt, dass sich die IDs 2, 3, 8, 9, 10 und 11 in Verwendung befinden und dass sich sowohl die Hinterflanke als auch die Vorderflanke des Fensters nach rechts bewegt haben, aber das Fenster über Größe acht hinaus nicht an Größe zugenommen hat. Der Block 166 zeigt den Zustand des Fensters des Transceivers nachdem er die Quittung des erfolgreichen Empfangs der DUs 1, 2, 5, 6, 7 und 8 empfangen hat. Die Hinterflanke des Fensters des Transceivers hat sich als Folge des erfolgreichen Empfangs der DUs 1 und 2 um zwei IDs nach rechts bewegt. Block 168 stellt eine neue Beziehung zwischen DUs und IDs für eine anschließende Übertragung einer nachfolgenden Gruppe von Dateneinheiten dar. Die Dateneinheiten 3 und 4 werden wieder gesendet, und die DUs 9 bis 12 werden erstmalig gesendet. Nach der Sendung dieser nachfolgenden Gruppe von DUs in der Übertragung 144 (TX2) (siehe 6) wird der Zustand des Fensters des Transceivers in Block 169 gezeigt, in dem sich die Vorderflanke des Fensters vier IDs nach rechts bewegt hat, während immer noch eine Fenstergröße von acht aufrechterhalten wird.
Nun mit Bezugnahme auf 9 zeigt der Block 170 den Zustand des Fensters der Steuerung/Regelung nachdem die Steuerung/Regelung die nachfolgende Gruppe von DUs empfangen hat. Block 170 zeigt, dass DU3 wieder nicht fehlerfrei empfangen wurde; deshalb ist der Flag für die ID #2 "1", was bedeutet, dass sich die ID #2 immer noch in Verwendung befindet. Die Steuerung/Regelung überträgt dann während der Übertragung 145 (siehe 6) einen "Befehl an PMU mit Einplanung"-Vektor. Block 172 zeigt die ACK-Flags in einem weiteren "Befehl an PMU mit Einplanung"-Vektor. Eine "0" für den Bit b₀ zeigt an, dass die DU3 nicht quittiert wurde. Eine "1" für die Bits b₁ bis b₅ zeigt an, dass DU4, DU9, DU10, DU11 und DU12 fehlerfrei empfangen und deshalb quittiert wurden. Block 174 zeigt den Zustand des Fensters des Transceivers nach der Übertragung 145 (siehe 6). Block 174 zeigt, dass sich die Vorderflanke des Fensters vier IDs nach rechts bewegt hat und dass sich die IDs #12 bis #15 jetzt in Verwendung befinden. Block 176 zeigt den Zustand des Fensters des Transceivers nachdem der Transceiver die Übertragung 145 von der Steuerung/Regelung empfangen hat. Block 176 zeigt, dass der Transceiver erkennt, dass alle früher gesendeten DUs, ausgenommen die ID #2 aufweisende DU3, durch die Steuerung/Regelung quittiert worden sind.
Nun mit Bezugnahme auf 10 zeigt Block 180 eine durch den Transceiver in der Übertragung 146 (TX3) (siehe 6) gesendete zweite nachfolgende Gruppe von Dateneinheiten und ihre zugeordneten IDs. Die Übertragung 146 umfasst eine SAU und fünf DUs. Block 182 zeigt den Zustand des Fensters des Transceivers nach der Übertragung 146. Block 182 zeigt, dass sich fünf IDs in Verwendung befinden. Block 184 zeigt den Zustand des Fensters der Steuerung/Regelung nachdem die Steuerung/Regelung die Übertragung 146 empfangen hat. Block 184 zeigt, dass die der ID #12 zugeordnete DU13 nicht fehlerfrei empfangen wurde. Block 186 zeigt die ACK-Flags in dem "Befehl an PMU mit Einplanung"-Vektor. Eine "0" für Bit b₁ zeigt an, dass die DU13 nicht quittiert wurde. Eine "1" für das Bit b₀ und die Bits b₂ bis b₄ zeigt an, dass die DU3, DU14, DU15 und DU16 fehlerfrei empfangen und deshalb quittiert wurden. Die Steuerung/Regelung überträgt dann während der Übertragung 147 (siehe 6) noch einen weiteren "Befehl an PMU mit Einplanung"-Vektor. Block 188 zeigt den Zustand des Fensters der Steuerung/Regelung nach der Übertragung 147. Block 189 zeigt den Zustand des Fensters des Transceivers nachdem der Transceiver die Übertragung 147 empfangen hat.
Nun mit Bezugnahme auf 11 zeigt der Block 190 die Inhalte der durch den Transceiver durchgeführten Übertragung 148 (6). Die Übertragung 148 umfasst eine SAU und die eine zugeordnete ID #12 aufweisende DU13. Block 192 zeigt den Zustand des Fensters des Transceivers nach der Übertragung 148 und zeigt lediglich die ID #12 als in Verwendung befindlich. Block 194 zeigt, dass sich keine der IDs in Verwendung befinden. Dies ist eine Folge davon, dass die Steuerung/Regelung die DU13 fehlerfrei empfangen hat. Block 196 zeigt die ACK-Flags b₀ bis b₇ des in der Tabelle 7 gezeigten "Befehl an PMU"-Vektors, der während der in 6 gezeigten Übertragung 149 (TX 4) übertragen wird. Block 196 zeigt, dass das Bit b₀ einen Wert von "1" hat, was bedeutet, dass die die Übertragung 149 umfassende Dateneinheit quittiert wurde. Block 198 zeigt den Zustand des Fensters des Transceivers nachdem er die Übertragung 149 empfing. Block 198 zeigt, dass sich keine IDs in Verwendung befinden.
Nun mit Bezugnahme auf 12 zeigt das zweite Beispiel die folgende Ereignisfolge. Das System (d. h. die Steuerung/Regelung) empfängt eine Reservierungsanforderung 200 und überträgt eine Reservierungserteilung 202. Die Steuerung/Regelung empfängt die Übertragung 204 von dem Transceiver nicht, und die Steuerung/Regelung überträgt die Reservierungserteilung in der Übertragung 206 wieder. Der Grund für den Nichtempfang der Übertragung 204 könnte der Verlust der Reservierungserteilung 202 auf dem Vorwärtskanal oder der Verlust der Übertragung 204 auf dem Rückwärtskanal sein. Falls die Reservierungserteilung 202 verloren ging, empfängt der Transceiver eine Reservierungserteilung in der Übertragung 206 und sendet seine erste Übertragung 208. Andererseits, falls die Übertragung 204 verloren ging, empfängt der Transceiver die Reservierungserteilung 202 zweimal und sendet seine letzte Übertragung 204 wieder. Die erste Reservierungserteilung weist anfängliche Informationen für das Einrichten der Nachrichtenübertragung auf. Falls das System keine der ersten Reservierungserteilung entsprechende Übertragung empfängt, dann wird die erste Reservierungserteilung anstelle der "Sende letzte Übertragung wieder"-Anforderung wieder gesendet.
Nun mit Bezugnahme auf 13 zeigt das dritte Beispiel den folgenden Austausch von Übertragungen zwischen einem Transceiver und dem System. Das System (d. h. die Steuerung/Regelung) empfängt eine Reservierungsanforderung 210 und sendet eine Reservierungserteilung 212 der Größe X. Die Steuerung/Regelung empfängt von dem Transceiver eine Übertragung 214, und die Steuerung/Regelung überträgt während einer Übertragung 216 einen "Befehl an PMU mit Einplanung"-Vektor, der Quittungsinformationen und die nächste Reservierungserteilung der Größe Y enthält. Die Steuerung/Regelung empfängt von dem Transceiver die Übertragung 218 nicht, und die Steuerung/Regelung überträgt während einer Übertragung 220 einen weiteren "Befehl an PMU mit Einplanung"-Vektor mit einer "Sende letzte Übertragung wieder"-Anforderung. Die Reservierungserteilung in der Übertragung 220 ist die größere der zwei vorherigen Erteilungen der Größen X und Y. Der Grund für den Nichtempfang der Ü bertragung 218 könnte der Verlust der Übertragung 216 auf dem Vorwärtskanal oder der Verlust der Übertragung 218 auf dem Rückwärtskanal gewesen sein. Falls der während der Übertragung 216 übertragene "Befehl an PMU"-Vektor verloren gegangen sein sollte, empfängt der Transceiver während der Übertragung 220 den "Befehl an PMU"-Vektor mit einer "Sende letzte Übertragung wieder"-Anforderung, und der Transceiver würde während einer Übertragung 222 seine vorherige Übertragung übertragen. Dies gestattet der Steuerung/Regelung die Feststellung des Zustandes des Transceivers und das Wiederübertragen des eine Quittungsinformation und die nächste Reservierungserteilung der Größe Y enthaltenden "Befehl an PMU mit Einplanung"-Vektors während einer Übertragung 224. Sollte jedoch anstelle dessen die Übertragung 218 verloren gegangen sein, empfängt der Transceiver den "Befehl an PMU"-Vektor während der Übertragung 220 mit der "Sende letzte Übertragung wieder"-Anforderung und der Transceiver würde seine vorherige Übertragung während einer Übertragung 22b senden. Dies gestattet dem System, den Zustand des Transceivers festzustellen und während einer Übertragung 228 einen eine Quittungsinformation und die nächste Reservierungserteilung der Größe Z enthaltenden "Befehl an PMU mit Einplanung"-Vektor zu senden.
14 ist ein Flussdiagramm der an der Systemsteuerung/-regelung zum Implementieren des planmäßigen Rückwärtskanal-Datentransfers mit ARQ erforderlichen Verarbeitung. Bei Schritt 240 empfängt die Steuerung/Regelung in dem geschlitzten ALOHA-Bereich des Rückwärtskanals eine "Reservierungsanforderung" oder eine "Lange Reservierungsanforderung", die durch einen Selektivruftransceiver 32 gesendet und durch einen oder mehrere Empfänger 30 in dem System 20 decodiert wird. Bei Schritt 242 stellt die Steuerung/Regelung 26 den Standort des Transceivers 32 in Bezug auf die Empfänger 30 in dem System 20 fest. Diese Information wird zum Implementieren der Frequenzwiederverwendung in dem System 20 verwendet, wobei für Rückwärtskanalübertragungen zwei oder mehreren Transceivern in dem Rückwärtskanal dieselben oder überlappende Zeitschlitze derselben Frequenz zugeteilt werden. Bei Schritt 244 überträgt die Steuerung/Regelung ein einen "Erteilung einer Rückwärtskanalreservierung"-Vektor enthaltendes Signal zur positiven Quittierung an den Transceiver. Falls die Steuerung/Regelung belegt ist, überträgt sie alternativ ausschließlich eine positive Quittierung (einen "Befehl an PMU"-Vektor), gefolgt von einem "Erteilung einer Rückwärtskanalreservierung"-Vektor, wie in Schritt 246 gezeigt. Da die Steuerung/Regelung den Transceiver zum Senden auf dem Rückwärtskanal während einer vorbestimmten Zeitperiode einplante, wartet die Steuerung/Regelung bei Schritt 248 auf die Rückwärtskanalübertragung. Falls durch die Empfänger keine Übertragung empfangen wird oder falls die SAU mit Fehlern decodiert wird, überträgt die Steuerung/Regelung bei Schritt 250 einen weiteren "Erteilung einer Rückwärtskanalreservierung"-Vektor. Falls die Übertragung durch die Empfänger empfangen wird und einige DUs mit Fehlern decodiert werden oder die Nachricht durch die Steuerung/Regelung nicht vollständig empfangen worden ist, überträgt die Steuerung/Regelung bei Schritt 252 einen "Befehl an PMU mit Einplanung"-Vektor. Dieser Vektor wird durch den Transceiver decodiert und enthält die Quittungsinformationen für die vorherige Übertragung von DUs und enthält ferner Reservierungsinformationen für die nächste Übertragung.
Falls die Rückwärtskanalübertragung durch den Empfänger fehlerfrei empfangen wird und die vollständige Nachricht durch die Steuerung/Regelung empfangen worden ist, überträgt die Steuerung/Regelung bei Schritt 254 einen "Befehl an PMU"-Vektor als eine positive Quittung für die vollständige Nachricht.
15 ist ein Flussdiagramm der bei dem Transceiver 32 zum Implementieren des planmäßigen Rückwärtskanal-Datentransfers mit ARQ erforderlichen Verarbeitung. Bei Schritt 260 wird vor der Initiierung einer planmäßigen Rückwärtskanalnachricht, der variable "Cnt" auf Null gesetzt. Bei Schritt 262 wird durch den Transceiver ein "Reservierungsanforderung"- oder ein "Lange Reservierungsanforderung"-Paket in dem geschlitzten ALOHA-Bereich des Rückwärtskanals gesendet. Ein Timer (nicht gezeigt) wird eingestellt und der variable "Cnt" wird erhöht. Das Paket enthält die Länge der auf dem Rückwärtskanal zu übertragenden Nachricht. Wenn der Timer bei Schritt 264 ausläuft, bevor der Transceiver eine Erwiderung auf die Reservierungsanforderung empfängt, wird bei Schritt 266 der variable "Cnt" erhöht und mit einem vorbestimmten Limit "n" verglichen. Falls der variable "Cnt" gleich dem Limit "n" ist, versucht der Transceiver nicht, die Nachricht zu senden und zeigt bei Schritt 268 dem Anwender über die Anwenderschnittstelle eine entsprechende Mitteilung an. Falls der variable "Cnt" bei Schritt 266 weniger als das Limit "n" ist, versucht der Transceiver die Reservierungsanforderung bei Schritt 262 wieder zu senden. Falls der Transceiver bei Schritt 270 in einem "Befehl an PMU"-Vektor oder in einem "Erteilung einer Rückwärtskanalreservierung"-Vektor eine positive Quittung empfängt, die mindestens "Anzahl von Da teneinheiten"-Informationen und eine "Paketgröße" für das mindestens eine Paket enthält (Schritt 272), wird der Timer abgeschaltet. Bei Schritt 274 werden die Nachrichtendaten in den SAU und die DUs für die Sendung in den Zeitschlitzen gemäß der Einplanung durch die Steuerung/Regelung wie durch den Transceiver formatiert. Der Transceiver wartet dann bei Schritt 276 auf die Erwiderung von der Steuerung/Regelung. Falls bei Schritt 278 die Erwiderung von der Steuerung/Regelung ein Reservierungssignal ist, wie ein "Erteilung einer Rückwärtskanalreservierung"-Vektor, sendet der Transceiver die SAU und die DUs wieder mit der Erkenntnis, dass die erste Übertragung auf dem Rückwärtskanal verloren ging. Falls bei Schritt 280 die Erwiderung von der Steuerung/Regelung ein "Befehl an PMU mit Einplanung"-Vektor ist, decodiert der Transceiver die Quittungsflags in dem Erwiderungsvektor und stellt fest, ob irgendwelche negativen Quittungen vorliegen, in welchem Fall der Transceiver die DUs, für die die negativen Quittungen empfangen wurden, wieder sendet. Die für die Sendung zu verwendenden Zeitschlitze in dem Rückwärtskanal werden in dem Erwiderungsvektor spezifiziert. Falls durch den Transceiver mehrere Nachrichtendaten zu senden sind und die Steuerung/Regelung mehr Zeitschlitze zugeordnet hat, als für die Sendung der negativ quittierten DUs erforderlich sind, dann werden außerdem zusätzliche Nachrichtendaten in den DUs formatiert und an die Transceiver übertragen. Falls bei Schritt 282 die Erwiderung von der Steuerung/Regelung ein "Befehl an PMU"-Vektor ist, decodiert der Transceiver die Quittungsflags in dem Erwiderungsvektor und erkennt, dass keine weitere Rückwärtskanalzeit zugeordnet worden ist. Falls sämtliche der Quittungsflags positiv sind und keine weiteren Nachrichtendaten zum Übertragen übrig sind, dann ist die Nachrichtenübertragung abgeschlossen. Falls jedoch irgendwelche negativen Quittungen oder Nachrichtendaten zum Übertragen übrig sind, wartet der Transceiver 32 bezüglich der Nachricht auf weitere Befehle von der Systemsteuerung/-regelung 26.
Die Erfindung stellt Hilfsprogramme zur Verfügung, die die Systemsteuerung/-regelung 26 zum Implementieren der planmäßigen Wiederverwendung der Rückwärtskanalfrequenz innerhalb einer selben Vorwärtskanal-Simulcastzone benötigt. Ferner gestattet die Erfindung, dass durch die Transceiver gesendete und von Empfängern der festen Systeminfrastruktur, oder Empfängern 30, empfangene Nachrichten und Nachrichtenfragmente unabhängig und in sich geschlossen sind. Ein verteiltes; nicht programmierbares Netzwerk von Empfängern kann dann zum Empfangen und Verarbeiten von gleichzeitig von geografisch getrennten Transceivern auf demselben Kanal gesendeten unterschiedlichen Nachrichten verwendet werden. Ferner stellt die Erfindung automatische Wiederholungsanforderung ("automatic repeat request (ARQ)") für den Rückwärtskanal-Datentransfer bereit, die vollständig von der Steuerung/Regelung 26 gesteuert/geregelt wird. Wenn einem Pagingsystem ein Rückwärtskanal-Erwiderungsmöglichkeit hinzugefügt wird, wird die Implementierung eines ARQ-Protokolls wünschenswert, so dass fehlerhaft empfangene Nachrichten oder Nachrichtenfragmente wieder gesendet werden können. Diese Erfindung stellt ein ARQ-Protokoll zur Verfügung, das für ein asymmetrisches System geeignet ist, in dem alle Steuerung/Regelung für Sendungen durch die (d. h. von den) Selektivruftransceiver(n) des Systems 20 in der Steuerung/Regelung 26 angesiedelt sind. Die in der Erfin dung dargestellte ARQ-Methodik minimiert die Speicher- und Verarbeitungsanforderungen der Selektivruftransceiver.
Ein weiterer Vorteil der Erfindung ist die Rückwärtskanal-Frequenzwiederholung. Wenn ein Transceiver eine Nachricht senden soll, wird die erste Sendung von dem Transceiver, zum Beispiel eine ALOHA-Eingangsnachrichtenanforderung, von dem System zum Identifizieren des Standortes des Transceivers verwendet. Irgendein Empfänger 30, der irgendeine Übertragung richtig decodiert, leitet zusammen mit der von den Transceivern empfangenen decodierten Übertragung auch seine IDs an die Steuerung/Regelung 26 weiter. Da das System den Standort von jedem Empfänger 30 im Voraus kennt, ist die Steuerung/Regelung in der Lage, den ungefähren Standort des Transceivers zu identifizieren, der die Übertragung als innerhalb des vorbestimmten Radius um den Empfänger seiend erzeugte. Falls festgestellt worden ist, dass Übertragungen von zwei unterschiedlichen Transceivern 32 an Empfängern mit ausreichenden geografischen Abständen empfangen werden, wird die Steuerung/Regelung in der Lage sein, gleichzeitige Übertragungen von diesen Transceivern auf demselben Rückwärtskanal einzuplanen. Der Systemscheduler ist in der Lage dies durchzuführen, weil er den relativen Standort von jedem Empfänger 30 und die damit in Zusammenhang stehende Ausbreitungsumgebung kennt. Der Systemscheduler kann an jedem Empfänger das erwartete Signal-Störungsverhältnis errechnen oder abschätzen, um festzustellen, ob dieses Verhältnis an jedem Empfänger hoch genug sein wird, um eine zuverlässige Signaldecodierung der gewünschten Transceiverübertragung zu ermöglichen, wenn mehrere gleichzeitige Transceiverübertragungen auf dem Kanal eingeplant sind, wobei jede Übertragung für (einen) unterschiedliche(n) Empfänger vorgesehen ist.
16 zeigt einen Bereich des geografischen Bereichs des drahtlosen Zweiweg-Kommunikationssystems 10, der eine Mehrzahl von Zellen 290 umfasst, die ungefähre geografische Übertragungsbereiche innerhalb einer Simultankommunikation definieren, wie es einem Fachmann in der Technik wohlbekannt ist. Das drahtlose Zweiweg-Kommunikationssystem ist angeordnet, um gleichzeitige Frequenzwiederverwendung bereitzustellen, das heißt, "Pager A" in der Zelle 292 kann zur selben Zeit auf demselben Kanal zum Senden eingeplant sein wie "Pager B" in der Zelle 294. Dies geschieht aufgrund der Tatsache, dass diese Transceiver geografisch ausreichend voneinander getrennt sind, dass ihre jeweiligen Übertragungen von unterschiedlichen Empfängern empfangen werden und die zugeordneten Signal-Störungsverhältnisse hoch genug sein werden, um zuverlässige Empfänge sicherzustellen. Die Steuerung/Regelung weist zum Speichern eines geografischen Standorts von jedem aus der Mehrzahl von Empfängern 30 einen Speicher auf. Die Steuerung/Regelung enthält eine Datenbank, die anzeigt, dass falls eine Übertragung eines Transceivers 32 für den Empfang an dem mit A1 gekennzeichneten Empfänger 30 in der Zelle 292 eingeplant werden soll, dann die mit A2 bis A14 gekennzeichneten Empfänger nicht für zur selben Zeit stattfindende Übertragungen von anderen Transceivern eingeplant werden sollten. Falls eine Übertragung eines Transceivers für den Empfang an dem mit B1 gekennzeichneten Empfänger in der Zelle 294 eingeplant werden soll, dann sollten auf ähnliche Weise die mit B2 bis B12 gekennzeichneten Empfänger nicht für zur selben Zeit stattfindende Übertragungen von anderen Trans ceivern eingeplant werden. Aus 16 kann entnommen werden, dass die Datenbank der Steuerung/Regelung die Einplanung von gleichzeitigen Übertragungen von zwei Transceivern zum Empfang durch die Empfänger A1 und B1 ermöglichen würde.
Das ARQ-Schema der Erfindung gestattet eine vollständige Steuerung der Transceiverübertragungen durch die Systemsteuerung/-regelung. Die Erfindung lässt zu, dass die Rückwärtskanal-Wiederverwendung durch die Steuerung/Regelung geregelt wird. Die bevorzugte Ausführungsform der Erfindung macht wirkungsvollen Gebrauch von dem Vorwärtskanal (die Ausführungsform verwendet weniger Wörter in den Vorwärtskanalbefehlen), weil für jede DU ein einzelnes Bit verwendet wird, um den ACK- oder den NACK-Status der Dateneinheit anzuzeigen. Die Erfindung ist ein "Stopp-und-Warte" ("Stop and wait")-Protokoll, jedoch ist dies kein Nachteil für Kurznachrichten (8 DUs oder weniger). Kurznachrichten sind auf Pagingsystemen vorherrschend.
Der Transceiver formatiert die Nachricht in den DUs, denen eine Startadresseneinheit (SAU) vorangegangen ist. Die SAU und jede DU weisen eine 4-Bit-ID und eine 12-Bit-CRC auf. Das System sendet einen "Befehl an PMU"-Vektor mit der die Rückwärtskanalnachricht betreffenden Quittungsinformation. Der "Befehl an PMU mit Einplanung"-Vektor weist Felder auf, die das System befähigen, zusätzlich zu der Quittungsinformation, falls benötigt, eine weitere Reservierungserteilung zu senden. Der Transceiver sendet die NACK'd Dateneinheiten oder neue Dateneinheiten der Nachricht. Der Transceiver ordnet Startadresseneinheiten und Dateneinheiten ID-Nummern zyklisch von 0 bis 15 zu, wobei immer sichergestellt wird, dass die der ID-Nummer zugeord nete Einheit quittiert worden ist, bevor die IDs wieder verwendet werden. Die ARQ-Fenstergröße erlegt der Anzahl unquittierter IDs, die der Transceiver zuordnen kann, Beschränkungen auf. Ferner führt das System eine Liste der IDs, die es empfing und quittierte. Dies befähigt das System dazu, mehrere DUs wirkungsvoll einzuplanen. Falls das System keine planmäßige Rückwärtskanalübertragung empfängt, kann es nicht identifizieren, ob die Reservierungserteilung der Vorwärtskanalübertragung oder die SAU/DU der Rückwärtskanalübertragung verloren ging. In jedem Fall sendet das System unter Verwendung des Nachrichtentyps "Sende letzte Übertragung wieder" den "Befehl an PMU mit Einplanung"-Vektor. Der Transceiver erwidert durch Senden des letzten Satzes von Dateneinheiten, von dem er glaubt, dass ihm dessen Sendung befohlen wurde. Das System kann dann die Dateneinheits- und Fensterlaufnummern (d. h. den Zustand des Transceivers) feststellen und mit diesen Nummern zurück in Synchronisation gehen.
Das folgende Beispiel veranschaulicht die Fenstertechnik und ID-Nummerzuordnung für eine aus fünfzehn DUs bestehende planmäßige Rückwärtskanalübertragung. Das Fenster ist eine Datenstruktur in einem Speicher in dem Transceiver. Anfänglich verfügt das Fenster für die Zuteilung durch den Transceiver zu den durch den Transceiver übertragenen Dateneinheiten über alle ID-Nummern (gezeigt als 0).
Nach dem Senden einer Reservierungsanforderung empfängt der Transceiver eine Reservierungserteilung zum Sen den einer Gruppe von sieben DUs. Der Transceiver sendet eine SAU und sieben DUs. Er kennzeichnet die IDs als "in Verwendung" befindlich (als 1 gezeigt) und bewegt die Vorderflanke des Fensters zu der nächsten verfügbaren ID.
Das System empfängt die planmäßige Nachricht und überträgt den "Befehl an Transceiver"-Vektor mit der Quittungsinformation und mehreren Reservierungserteilungen, falls benötigt. Das Folgende zeigt IDs 4 und 6 als NACK'd und eine Reservierungserteilung für fünf DUs.
Der Transceiver aktualisiert das Fenster unter Verwendung der Quittungsinformation und einer nachfolgenden Gruppe gesendeter DUs. Eine ID wird der SAU zugeteilt und fünf DUs werden gesendet, wovon zwei DUs Wiederübertragungen sind und drei DUs zum ersten Mal gesendet werden. Das System empfängt die Daten, sendet ein NACK für ID 10 und gibt eine Reservierungserteilung von sechs DUs aus.
Der Transceiver aktualisiert das Fenster, sechs DUs werden gesendet, wobei eine davon eine Wiederübertragung ist. Das System empfängt die Daten ohne Fehler und sendet für die Übertragung ein ACK. Keine zusätzlichen Einplanungsinformationen werden gesendet, da die gesamte Nachricht mit einer Länge von fünfzehn DUs empfangen worden ist.
Wenn einem Pagingsystem ein Rückwärtskanal-Erwiderungsmöglichkeit hinzugefügt wird, wird das Implementieren eines ARQ-Protokolls wünschenswert, so dass fehlerhaft empfangene Nachrichten oder Nachrichtenfragmente wieder gesendet werden können. Die Erfindung stellt ein ARQ-Protokoll bereit, das für ein asymmetrisches System geeignet ist, in dem alle Steuerung/Regelung für Transceiverübertragungen in dem gesteuerten/geregelten System angesiedelt sind. Die in der Erfindung dargestellte ARQ-Methodik minimiert die Speicher- und Verarbeitungsanforderungen der Transceiver. Sie stellt auch die Hilfsmittel zur Verfügung, die das System benötigt, um eine planmäßige Rückwärtskanal-Frequenzwiederverwendung innerhalb derselben Vorwärtskanal-Simulcastzonen zu implementieren.
Da Rückwärtskanalnachrichten "in sich geschlossen" sind und da das System feststellen kann, welchen Empfängern der Transceiver am nächsten ist, werden die Hilfsmittel bereitgestellt, um mit diesem ARQ-Schema bei mehreren Transceivern eine planmäßige Rückwärtskanal-Frequenzwiederverwendung innerhalb einer einzelnen Rückwärtskanal-Simulcastzone zu implementieren.
Das ARQ-Schema der Erfindung stellt die Hilfsmittel bereit, die das System zum Wiedereinrichten der Kommunikation benötigt, wenn die Nachrichtensynchronisation verloren wird oder andere Fehler vorkommen. Das Schema ist insofern asymmetrisch, als alle Kommunikationen zwischen dem System und dem Transceiver vollständig durch das System gesteuert/geregelt werden. Die Belastung der Verfolgung von Nachrichtennummern und der Aufrechterhaltung der Synchronisation des Datentransferprozesses ist vollständig an das System übertragen worden.
Wenn ein Zweiweg-Selektivrufsystem implementiert wird, ist es notwendig, für jede(s) Rückwärtskanalnachricht oder -nachrichtenfragment eine Quittung bereitzustellen. Jedoch verbrauchen Quittungsvektoren auf dem Vorwärtskanal wertvolle Bandbreite und erhöhen die Nachrichtenverzögerung. Die Erfindung verbraucht weniger Vorwärtskanal-Bandbreite und verringert die durch den Quittungszyklus des Zweiweg-Datentransfers verursachte Nachrichtenverzögerung. Wenn ein Transceiver zum Senden einer Nachricht oder eines Nachrichtenfragments auf dem Rückwärtskanal (durch das System) eingeplant wird, liefert das System später ein Quittungssignal an den Transceiver als eine Anzeige dafür, ob die Nachricht (oder das Nachrichtenfragment) korrekt empfangen wurde. Jene Nachrichten (oder Nachrichtenfragmente) die fehlerhaft empfangen werden, werden durch das System für eine spätere Wiederübertragung neu eingeplant. Zur Erhaltung der Kanalbandbreite und zur Minimierung der Nachrichtenverzögerung ist es wünschenswert, die Quittungen (die durch das System auf dem Vorwärtskanal zugestellt werden) für mehrere Rückwärtskanalnachrichten (oder -nachrichtenfragmente) in einer einzigen an den Transceiver adressierten Übertragung zu kombinieren. In dem ReFlex50-Protokoll wird dies durch Zuteilung einer sequentiellen ID-Nummer und/oder einer Signaturnummer zu jeder Rückwärtskanalnachricht (oder auch als Dateneinheit bekannten Nachrichtenfragment) implementiert. Es besteht eine vorbestimmte Eins-zu-Eins Korrespondenz zwischen einer ID-Nummer einer Nachricht (oder eines Nachrichtenfragments) und einer zugeordneten Bitposition innerhalb eines einzelnen durch das System dem Transceiver zugestellten Vorwärtskanalrufs oder -vektors. Der einzelne Vorwärtskanalruf (oder -vektor) liefert die Quittung für mehrere Rückwärtskanalnachrichten (oder -nachrichtenfragmente). Die Defaultposition für alle "ACK-Bits" innerhalb des Vorwärtskanalvektors ist eine "logische 0". Indem Rückwärtskanalnachrichten (oder -nachrichtenfragmente) korrekt empfangen werden, setzt das System jedes zugeordnete ACK-Bit innerhalb des Vorwärtskanalvektors auf eine "logische 1". Wenn es Zeit zum Übertragen des ACK-Vektors ist, werden die Rückwärtskanalnachrichtenfragmente, die fehlerhaft empfangen wurden, oder jene die auf dem Kanal vermisst wurden, ihre zugeordneten ACK-Bits auf eine logische 0 gesetzt bekommen haben. Der Transceiver macht sich dann bereit zum Wiedersenden der Nachrichten (oder Nachrichtenfragmente), die durch das System als fehlerhaft empfangen oder vermisst signalisiert wurden. Da für mehrere Rückwärtskanalnachrichten oder -nachrichtenfragmente (d. h. eine Gruppe) nur ein Vorwärtskanalvektor zugestellt wird, wird weniger Vorwärtskanal-Bandbreite verbraucht und die ACK-Feedbackverzögerung wird minimiert. Einer einzelnen Vorwärtskanalnachricht (oder einem -vektor) zu gestatten, für mehrere Rückwärtskanalnachrichten (oder -nachrichtenfragmente) Quittungsfeedback zu liefern, erzeugt die Verbesserung. Das Ermöglichen einer vorbestimmten Eins-zu-Eins Korrespondenz zwischen der Rückwärtskanalnachricht (oder dem -nachrichtenfragment) und/oder den Signaturnummern und den Bitpositionen innerhalb eines Feldes von Bits auf einem Vorwärtskanal-Quittungsvektor ermöglichte ebenfalls die Verbesserung. Die Erfindung enthält ein Verfahren zum Empfangen eines Signals, das mindestens eine Dateneinheit der Gruppe und einen zugeteilten Identifikationscode der mindestens einen Dateneinheit enthält; das Decodieren des Signals, um aus jeder der mindestens einen Dateneinheit aus der Gruppe getrennt Nachrichten zu entnehmen; und in Erwiderung auf das erfolgreiche Decodieren der Nachrichteninformationen, das Senden eines Datensignals (z. B. "Befehl an PMU"-Vektor), das Informationen enthält, um das erfolgreiche Decodieren von Nachrichteninformationen von jeder der mindestens einen Dateneinheit aus der Gruppe getrennt zu bestätigen.
Während eine ausführliche Beschreibung der bevorzugten Ausführungsform abgegeben worden ist, sollte klar sein, dass viele Veränderungen zu dieser vorgenommen werden können, ohne von dem in den Ansprüchen dargelegten Rahmen der Erfindung abzuweichen.
Zu prüfende Ansprüche:

Claims

Verfahren für ein ortsfestes Terminal (33) zum Steuern/Regeln der Übertragung von Nachrichten von mindestens einem Selektivruftransceiver (32) in einem drahtlosen Zweiweg-Kommunikationssystem (20), wobei das drahtlose Zweiweg-Kommunikationssystem ein Protokoll verwendet, in dem Selektivruftransceiver unter Verwendung eines Anforderungsschemas auf Konkurrenzbasis Zugriff auf einen Rückwärtskanal anfordern, der Rückwärtskanal in eine Mehrzahl von Zeitschlitzen (78) aufgeteilt ist, jeder Zeitschlitz mindestens einen Bereich einer Dateneinheit (120) unterstützt und jede Dateneinheit mindestens ein Datenpaket enthält, wobei das Verfahren durch Folgendes gekennzeichnet ist: Empfangen eines Reservierungsanforderungssignals von einem Selektivruftransceiver, wobei das Reservierungsanforderungssignal ein Maß für die Länge der Nachricht enthält; Feststellen einer Qualität des Reservierungsanforderungssignals; auf der Grundlage der Qualität des Reservierungsanforderungssignals und des Maßes für die Länge der Nachricht, Feststellen einer Anzahl von Dateneinheiten, in die mindestens ein Bereich der Nachricht für die anschlie ßende Sendung durch den Selektivruftransceiver aufzuteilen ist; Feststellen einer Quantität von Datenpaketen pro Dateneinheit; und Senden eines Reservierungserteilungssignals an den Selektivrufempfänger, wobei das Reservierungserteilungssignal dem Selektivruftransceiver zu einer Startzeit der Übertragung den Rückwärtskanal zuteilt und die Anzahl der Dateneinheiten und die Quantität der Datenpakete pro Dateneinheit enthält.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei jede Dateneinheit (120) Nachrichteninformationen und einen jeder Dateneinheit zugeteilten individuellen Identifikationscode enthält, wobei das Verfahren weiterhin durch Folgendes gekennzeichnet ist: Empfangen eines Signals von dem Selektivruftransceiver (32), das mindestens eine Dateneinheit enthält; Decodieren des Signals zum getrennten Extrahieren der Nachrichteninformationen und des Identifikationscodes aus jeder Dateneinheit der mindestens einen Dateneinheit; und in Erwiderung auf das erfolgreiche Decodieren der Nachrichtenformationen, Übertragen eines Datensignals an den Selektivruftransceiver, das Informationen zum individuellen Bestätigen des erfolgreichen Decodierens der in jeder Dateneinheit enthaltenen Nachrichteninformationen enthält.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei das ortsfeste Terminal (33) eine Mehrzahl von Empfängern (30) umfasst, wobei das Verfahren weiterhin durch Folgendes gekennzeichnet ist: Feststellen eines ungefähren geografischen Standortes des Selektivruftransceivers (32) auf der Grundlage, welcher aus der Mehrzahl von Empfängern das Reservierungsanforderungssignal empfangen hat; Feststellen eines ungefähren geografischen Standortes von mindestens einem weiteren Selektivruftransceiver; und Zuteilung des Rückwärtskanals sowohl an den Selektivruftransceiver als auch den mindestens einen weiteren Selektivruftransceiver in dem Fall, dass die ungefähren geografischen Standorte des Selektivruftransceivers und des mindestens einen weiteren Selektivruftransceivers derart sind, dass die gleichzeitige Verwendung des Rückwärtskanals keine unakzeptablen Störungspegel zur Folge haben wird.
Verfahren für einen Selektivruftransceiver (32) zum Senden von Nachrichten über einen Rückwärtskanal in einem drahtlosen Zweiweg-Kommunikationssystem (20), wobei das drahtlose Zweiweg-Kommunikationssystem ein Protokoll verwendet, in dem Selektivruftransceiver unter Verwendung eines Anforderungsschemas auf Konkurrenzbasis Zugriff auf den Rückwärtskanal anfordern, der Rückwärtskanal in eine Mehrzahl von Zeitschlitzen (78) aufgeteilt ist, jeder Zeitschlitz mindestens einen Bereich einer Dateneinheit (120) unterstützt, jede Dateneinheit mindestens ein Datenpaket enthält und jede Nachricht eine Mehrzahl von Dateneinheiten enthält, wobei das Verfahren durch Folgendes gekennzeichnet ist: Übertragen eines Reservierungsanforderungssignals, das eine Anforderung für den Zugriff auf den Rückwärtskanal und ein Maß für die Länge einer zu sendenden Nachricht enthält; ansprechend auf das Reservierungsanforderungssignal, Empfangen eines Reservierungserteilungssignals, das eine Startzeit der Übertragung, eine Anzahl von Dateneinheiten, in die die Nachricht aufzuteilen ist, und eine Quantität von Datenpaketen pro Dateneinheiten enthält; und ansprechend auf den Empfang des Reservierungserteilungssignals, Zuteilen eines Identifikationscodes aus einer Mehrzahl verfügbarer wiederverwendbarer Identifikationscodes zu jeder Dateneinheit aus der Mehrzahl von Dateneinheiten; Einfügen des Identifikationscodes in jede Dateneinheit; und Senden von mindestens einer Dateneinheit über den Rückwärtskanal zu der Startzeit der Übertragung.
Verfahren nach Anspruch 4, wobei das drahtlose Zweiweg-Kommunikations-system (20) des Weiteren ein automatisches Wiederholungsanforderungsprotokoll verwendet, wobei das Verfahren weiterhin durch Folgendes gekennzeichnet ist: Empfangen eines Datensignals mit einer Mehrzahl von vorbestimmten Bitpositionen, wobei jede vorbestimmte Bitposition einem Identifikationscode einer Dateneinheit (120) entspricht; und in Erwiderung auf einen Bitwert an einer der vorbestimmten Bitpositionen, selektives Wiedersenden von mindestens der Dateneinheit mit einem der Bitposition mit dem Bitwert entsprechenden Identifikationscode.
Steuerung/Regelung (26) zur Verwendung in einem synchronen drahtlosen Zeitteilungs-Multiplex-Zweiweg-Kommuni kationssystem (20) mit einer Mehrzahl tragbarer Selektivruftransceiver (32), mindestens einem Sender (28) und einer Mehrzahl ortsfester Empfänger (30), wobei das drahtlose Zweiweg-Kommunikationssystem ein Protokoll verwendet, in dem die Mehrzahl tragbarer Selektivruftransceiver unter Verwendung eines Anforderungsschemas auf Konkurrenzbasis Zugriff auf einen Rückwärtskanal anfordern, die Mehrzahl tragbarer Selektivruftransceiver (32) während der durch die Steuerung/Regelung zugeteilten Zeitschlitze (78) an die Steuerung/Regelung Nachrichten übermitteln, die Nachrichten in eine Mehrzahl von Dateneinheiten (120) aufgeteilt sind, wobei die Steuerung/Regelung durch Folgendes gekennzeichnet ist: einen Speicher (40) zum Speichern geografischer Standorte der Mehrzahl ortsfester Empfänger; eine mit jedem aus der Mehrzahl ortsfester Empfänger gekoppelte Zellenort-Steuerung/Regelung (34) zum Bereitstellen eines Signalqualitäts-Anzeigesignals für die kürzlichst empfangene drahtlose Übertragung von jedem aus der Mehrzahl tragbarer Selektivruftransceiver; und einen Nachrichtenhandhaber (36) zum Einplanen von gleichzeitigen drahtlosen Übertragungen von mindestens einer Dateneinheit von jedem von mindestens zwei tragbaren Selektivruftransceivern über den Rückwärtskanal, auf der Grundlage der geografischen Standorte der ortsfesten Empfänger, die die kürzlichst empfangenen drahtlosen Übertragungen von den mindestens zwei tragbaren Selektivruftransceivern und das Signalqualitäts-Anzeigesignal für die kürzlichst empfangene drahtlose Übertragung von jedem der mindestens zwei tragbaren Selektivruftransceiver empfangen haben.