CN1044843C - 在多速率信道环境中分配信道的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及在具有多个信道，并且每个信道有一个信道速率的干线射频通信系统中分配信道的方法。该方法包括由一个基地站在多个信道的空闲信道上发送信道特征的步骤。然后，通信单元扫描空闲信道，以获得信道特征。该方法还包括通信单元根据至少一部分信道特征，获得一个空闲信道的方法。

Description

在多速率信道环境中分配信道的方法
本发明涉及通信系统，具体说涉及干线通信系统。
蜂窝式通信系统是已知的。该系统典型地由多个基地站组成，每个基地站有一个服务覆盖区域，分布在整个地理区域内。基地站的这些服务覆盖区域以一种方式设置，使得为通过这一地理区域的通信单元提供基本上连续的服务。
这样一种系统中的通信服务通常在由基站为一个通信单元临时分配的一个射频(RF)信道上提供，用于在基地站和通信单元之间的交换通信信号。一般地说，这种RF信道是基地站能够提供的信道(f1-fn)中的一个。
一个蜂窝系统中RF信道的分配典型地是基于通信服务需求的判别的。这种需求的判别可根据通信单元发出的接入请求来进行，或根据通信单元发出的寻呼确认来进行。
通信系统中的接入请求和寻呼响应一般是以对某一基地站来说是唯一的控制信道的入站频率发送的。寻呼一般是以控制信道的出站频率发送的。
基地站收到接入请求或寻呼响应之后，基地站和通信控制单元在基地站指定的控制信道或辅助控制信道上执行建立信道的处理。
在信道建立期间，基地站确定通信单元所需的通信信道的特征。在信道建立期间，通信单元可请求全速率、半速率或1/4速率信道。信道建立之后，基地站把通信单元分配给具有通信单元请求的特性的业务信道。通信单元移动到业务信道并开始在所指定的信道上交换通信信号。
个人通信网(PCN)也是已知的。PCN是短范围的蜂窝通信装置，其构造成用于大商场、运动场、或其它有限覆盖区域之内。PCN的基地站趋于低功率单元，该单元可以或不可以提供基地站之间的越区切换。PCN提供的服务的特征是基本的，允许用户在指定区域内产生或接收呼叫。
虽然，蜂窝系统和系统控制在过去的蜂窝式环境中工作的很好，但基地站和通信单元之间的控制算法却不能很好地适用于PCN。PCN用于步行通信业务，而不需要机动通信业务所需的复杂控制。需要一种在PCN环境可简单使用并与PCN的服务水平相一致的PCN信道定位方法。
美国专利5,070,536(536专利)公布了一种移动台以多种速率与一个基地单元进行通信的通信系统中运行的方法。该专利(536专利)讲授了试图在一给定信道上以可能的最高数据速率进行通信，而不考虑通信系统的负载及具有在若干低速率的容量的通信信道的可用性或某一特殊移动单元的最有效通信速率。
本发明的目的是在具有多个信道的干线射频通信系统中提供一种最具有效率的信道分配方法。
本发明提供了在具有多个信道的干线射频通信系统中分配信道的方法，其中每个信道有一个信道速率，该方法包括下列步骤：由基地站在多个信道的空闲信道上发送包括该信道工作所在的最大速率的信道特征；一个通信单元扫描这些空闲信道以获得信道特征；并且该通信单元至少部分地根据使该通信单元的一个最有效率的通信速率与该信道能工作所在的最大速率相匹配来获取一个空闲信道。
根据本发明的一个方面，如果一个移动通信能够以一个小于全速率的速率进行通信，该移动通信单元就扫描获得一个具有与该较小速率相等的最大可用通信速率的信道。如果像536专利所讲授的那样，所有的移动通信单元都试图以诸最高可用速率来获取诸信道，系统的容量将有很大的减小。同样地，如果能够以诸较低速率通信的诸移动通信单元被允许以诸可用的全速率捕获诸信道，这些移动通信单元将分割(fragment)诸可用的通信信道并且限制了只能以全速率进行通信的诸移动台对系统的接入。由此可见本发明与美国专利5,070,536相比所具有的有益效果。
图1为根据本发明的一个实施例所述的基地站的框图。
个人通信网中信道分配问题的解决方案概念上在于由基地站在空闲信道上发送信道特征。移动通信单元在这样的系统中，并在寻找系统的接入之前，扫描空闲信道，看是否有合适的特征。当确定了一个合适的信道时，通信单元抓住该信道供自己使用。
这一系统中的基地站发送变量，比如信道容量的最大值。发送最大值益于保证一个信道的使用是其最大容量，即使得在通信单元找不到高容量信道时，继续扫描寻找较低容量的信道直至找到，从而满足通信单元的需要和要求。这种扫描和识别减少了基地站的控制要求，并避免了对高容量信道的分段。
这种系统中的通信单元可以不同的服务水平接收来自系统的服务。这些服务水平可以是服务质量或声音处理效率的反映。其有低水平效率或要求较高服务质量的通信单元可在较高容量的信道，以一个较高水平的服务获得系统接入。更有效地处理话音信息或不需要这种高水平服务质量的通信单元可以较低水平的服务请求系统接入。
较高水平的服务可要求全速率业务信道。较低水平的服务可为减小的服务速率，包括半速率、1/4速率，甚至是1/8速率的业务信道。基地站之间的越区切换可是一种在任意服务水平上的选择。
寻找接入时，通信单元扫描信道特征，据此，该正扫描的通信单元与一预置服务水平一致最有效地进行工作。该通信单元通过试图使其自身工作特征与基地站在空闲信道上发出的信道特征相匹配，来鉴别这样一个信道。如在完成第一次扫描时，没有发现匹配，则通信单元选择另一个较多容量信道并发出一个接入请求。基地站在收到这样一个请求时，可接受请求，发出更合适信道的鉴别码，或发出系统忙的响应。
图1是根据本发明所述的通信系统的一个基地站的方框图。基地站(10)包括资源控制器(11)和收发信机(12-14)。图1中也示出了通信单元(16-18)。
系统中的信道协议可以是基于许多现有技术中的任何一个(例如，欧洲电讯标准研究(ETSI)中GSM规则说明的用于移动通信的全局信系(GSM))。控制和业务信道也可以时分多路复用(TDM)结构(例如，GSM)设置成定义为广播控制信道的时隙0。在出站信道(基地站到通信单元)发出的(inter alai)是系统鉴别码、业务信道的位置(时隙和备用频率)和接入选择。
启动时，通信单元(16-18)扫描附近的基地站控制信道(时隙O)和寻呼信息监视器。在检测列一个寻呼信息或想要发出一个呼叫时，通信单元(16-18)使用在时隙O中收到的系统信息并扫描业务信道，以找到一个具有通信单元(16-18)需要的特征(如，信道速率)信道。
在定位这样一个信道时(例时隙2)，通信单元(16-18)可在接下来的帧上请求接入或在发出接入请求前，继续监视其它帧的信道。在某个实施中延迟接入请求实际上可保证信道空闲。
在接收到三个显示信道空的帧之后，通信单元(16-18)在包括一个所要求的信道速率的已鉴别信道上发出一个接入请求和请求通信单元(16-18)的鉴别码。在收到这样一个请求并证实通信单元(16-18)以信道要求的服务速率在系统中登记时，基地站(10)证实该信号能具有请求的速率。在作出这样的判定后，基地站(10)还要根据通信单元(16-18)类型的鉴别作出进一步的判定，以使通信单元(16-18)达到允许操作的最有效速率(从系统的角度看)。(如果系统过载且通信单元(16-18)请求一个全速率信道，但只能在半速率信道上工作，则基地站(10)判定最有效速率是半速率信道。)。
在从系统的角度判定了最有效速率时，基地站(10)以一个指令响应进行请求的通信单元(16-18)，向请求的通信单元(16-18)指出建议速率。该建议速率可以在原始请求的信道上，或由基地站(10)为通信单元(16-18)鉴别的其它信道上。通信单元(16-18)可接受也可拒绝这个速率。如果通信单元(1 6-18)拒绝这个信道，则由基地站(10)反回呼叫拒绝指令，且呼叫结束。
如果通信单元(16-18)返回对建议速率的一个接收信号，则基地站返回一个接入允许信号。基地站通过向提出请求的通信单元发出信道接受信息来指示这种允许。
当收到信道请求时，如果基地站(10)没有识别通信单元(16-18)或通信单元(16-18)不适合请求信道的服务速率，则基地站(10)向提出请求的通信单元(16-18)发出呼叫拒绝指令。然后，通信单元(16-18)必须在重新请求接入之前重新扫描一个合适的信道。
如果扫描空闲信道时，通信单元(16-18)没有发现合适的信道，则通信单元(16-18)在下个较高速率的已鉴别信道上发出接入请求。收到这样的请求时，基地站(10)可在已鉴别的信道允许进接入或发送容量等于或小于已鉴别信道的其它信道的鉴别码。如上所述通信单元(16-18)可接受也可拒绝。如果通信单元(16-18)接受，则和现有技术一样在所接受的信道上建立呼叫。

Claims (4)

1．在具有多个信道的干线射频通信系统中分配信道的方法，其中每个信道有一个信道速率，该方法包括下列步骤：由基地站在多个信道的空闲信道上发送包括该信道工作所在的最大速率的信道特征；一个通信单元扫描这些空闲信道以获得信道特征；并且该通信单元至少部分地根据使该通信单元的一个最有效率的通信速率与该信道能工作所在的最大速率相匹配来获取一个空闲信道。
2．根据权利要求1所述的方法还包括步骤：通过使这些空闲信道的信道特征基本上与通信单元的工作特征相匹配，选择一个要获取的信道。
3．根据权利要求2所述的方法还包括步骤：当特征失配时，扫描以获得一个较高速率信道的步骤。
4．根据权利要求1所述的方法还包括从通信单元到基地站在获取的信道上发送一个接入请求的步骤。
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