專利名稱：使用兩種不相容的協(xié)議接入一個tdma信道的方法和設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種通信設(shè)備及方法，尤其涉及用兩種或兩種以上不同的TDMA協(xié)議為通信業(yè)務(wù)分配帶寬。
文檔US6,014,375描述了一種TDMA系統(tǒng)，該系統(tǒng)通過把不同的聲碼器的幀格式映射到同一個空中接口幀格式來容納不同的聲碼器格式，同時在一個控制信道里保持同步。
根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供了一種在第一TDMA協(xié)議和第二TDMA協(xié)議之間分配帶寬的方法，其中信道容量分配給同一個TDMA信道上的兩個協(xié)議。
該分配最好是根據(jù)在兩個協(xié)議下各自的帶寬要求做出的。這些要求可以在一個可變時間段期間決定。
該分配最好涉及這樣一個時間段，該時間段是兩個協(xié)議的幀周期的最小公倍數(shù)。
分配給第一和第二協(xié)議的時間段最好是交錯的，這樣，使用第一或第二協(xié)議的發(fā)送機(jī)的延時最小。
該分配最好保留兩個協(xié)議的信令要求。
下面參照附圖描述本發(fā)明的具體實施例，其中

圖1a是本發(fā)明一個實施例中不同的功能元件的示意圖。
圖1b是本發(fā)明另一個實施例中不同的功能元件的示意圖。
圖2是實施例中第一和第二TDMA格式的時序圖。
圖3至圖9例示了不同分配方案，它們依據(jù)使用第一和第二TDMA格式的發(fā)送機(jī)的相關(guān)指令。
圖1a顯示了一個TDMA網(wǎng)絡(luò)接入節(jié)點(diǎn)TN的結(jié)構(gòu)，該網(wǎng)絡(luò)接入節(jié)點(diǎn)運(yùn)行兩種或兩種以上的TDMA協(xié)議系統(tǒng)，為一個或多個網(wǎng)絡(luò)N或終端設(shè)備T提供一個或多個物理信道PC的接入。該一個或多個網(wǎng)絡(luò)N通過合適的接口TA與TDMA網(wǎng)絡(luò)接入節(jié)點(diǎn)網(wǎng)關(guān)G相連。該一個或多個終端設(shè)備T通過合適的接口TP，經(jīng)由一組端口，所述端口為了本實施例也用網(wǎng)關(guān)G來表示，與TDMA網(wǎng)絡(luò)接入節(jié)點(diǎn)相連。TB1至TBn這一組連接支持從網(wǎng)關(guān)G到各個收發(fā)機(jī)單元TU1至TUn的業(yè)務(wù)傳輸，每個收發(fā)機(jī)單元經(jīng)由網(wǎng)絡(luò)接入節(jié)點(diǎn)前端設(shè)備FE的一個接口D接入到物理信道PC中。
收發(fā)機(jī)單元TU通過物理信道和各個用戶終端通信，每個用戶終端只能用一種TDMA系統(tǒng)接受和發(fā)送。
本發(fā)明的一個實施例中，網(wǎng)關(guān)或端口G和前端設(shè)備FE對網(wǎng)絡(luò)接入節(jié)點(diǎn)內(nèi)部的所有的收發(fā)機(jī)單元TU1至TUn是公共的。
每個收發(fā)機(jī)單元TU的帶寬分配到物理信道PC是由各個控制器C1至Cn依據(jù)經(jīng)由各個信號連接SA1至SAn收到的來自監(jiān)控器S的分配信號來控制。
監(jiān)控器S根據(jù)從信令信道SA收到的帶寬指令信號，確定物理信道PC到兩個或兩個以上不同的、互不相容的TDMA協(xié)議的時-分分配。
在圖1b所示的另一個實施例中，有多個TDMA網(wǎng)絡(luò)接入節(jié)點(diǎn)TN1至TNx，只有其中一個節(jié)點(diǎn)包含了監(jiān)控器S。否則，每個節(jié)點(diǎn)TN的功能和圖1a所示的那些一樣，區(qū)別在于圖1b中的下標(biāo)1至x。
在一個更具體的實施例中，網(wǎng)絡(luò)N是陸地網(wǎng)絡(luò)，通過該網(wǎng)絡(luò)可以建立通信對話。物理信道P是為無線用戶終端服務(wù)的無線電-頻率衛(wèi)星信道，其中一些信道只能譯解第一通信協(xié)議，例如GMR-1(或GEM)，另外一些信道只能譯解第二通信協(xié)議，例如GMR-2(或GMSS)，這兩種協(xié)議互不相容。TDMA網(wǎng)絡(luò)接入節(jié)點(diǎn)可以是一個地面站，從這里傳輸被衛(wèi)星組合成一個公共信道。在本發(fā)明如圖1a所示的發(fā)明實施例中，監(jiān)控器S可能是地面站的一個內(nèi)部功能，在這種情況下，所有的收發(fā)機(jī)單元TU將存在于同一個地面站中。在如圖1b所示的本發(fā)明的另一個實施例中，監(jiān)控器可能位于一組地面站中的某一個，信號連接SA可能是由同樣的衛(wèi)星支持的站間交互的信令鏈接，在這種情況下，收發(fā)機(jī)單元TU可能分布于不同的地面站中。但是，本發(fā)明適用于衛(wèi)星通信或地面通信，也適用于有線通信系統(tǒng)，例如電纜通信系統(tǒng)。在無線通信系統(tǒng)的范圍內(nèi)，物理信道可以是任何的介質(zhì)類型，例如紅外線、超聲波或無線電。
現(xiàn)在參照圖2至圖9來描述更具體的、涉及使用GEM和GMSS協(xié)議的實施例。GEM和GMSS協(xié)議是為提供與GSM等價的移動衛(wèi)星服務(wù)的TDMA協(xié)議。因為這兩個協(xié)議使用不同的時序、帶寬和調(diào)制方案，所以互不相容。但是，把這兩個協(xié)議組合在同一個物理信道上是有利的，來避免浪費(fèi)帶寬。如果每個物理信道只為一個協(xié)議保留，一個信道上多余的容量就不能被用于滿足使用其它協(xié)議的業(yè)務(wù)的帶寬要求。
在GEM系統(tǒng)中，每個幀(GEM)包括8個時隙，每個時隙持續(xù)5ms。每個數(shù)據(jù)突發(fā)占用一個時隙。某些幀的第一個時隙(TS1)用于信號廣播和定時捕獲。一個包括16個幀的組幀有總共640ms的持續(xù)時間。
在GMSS系統(tǒng)中，一個240ms的組幀包括52個幀，每個幀包括8個時隙。每個數(shù)據(jù)突發(fā)占用4個連續(xù)幀的每個幀的一個時隙(在每個幀中，同一個時隙號被占用)。為清楚起見，每4個幀構(gòu)成的組在圖中顯示為單個GMSS塊。在GMSS方案中，幀13、26、39和52用于攜帶信令信息。
兩個系統(tǒng)的幀周期的最小公倍數(shù)為120ms，對應(yīng)3個GEM幀和26個GMSS幀。監(jiān)控器S根據(jù)使用各個協(xié)議的帶寬的相關(guān)指令，為數(shù)據(jù)突發(fā)所共享的每個物理信道的每個120ms周期中的GEM和GMSS的兼容突發(fā)分配一個時序方案。
現(xiàn)在參照圖3至圖9描述針對不同的GEM對GMSS的業(yè)務(wù)比例的具體的時序方案，其中每個圖都顯示了針對單個頻率信道的兩個同樣的120ms的時序方案。當(dāng)用不同的圖顯示GEM和GMSS時隙時，分配給GEM和GMSS協(xié)議的時隙最好占用同樣的頻率信道。分配的時隙(TS)用陰影顯示。
在圖3至圖6所示的第一組時序方案中，每個40ms的GEM幀的前3個時隙為GEM業(yè)務(wù)保留，以允許信令信息被傳輸。圖3至圖6的時序方案是遞增的，分配給GMSS業(yè)務(wù)的帶寬越來越多。
在圖3所示的時序方案中，GMSS協(xié)議中的幀13、26、39和52分配給GMSS業(yè)務(wù)以允許GMSS信令，用了26個可能的GMSS幀的2個。在GEM協(xié)議中，除了該時序方案的3個GEM幀的幀2的時隙4(TS4)和幀3的時隙7、時隙8(TS7，TS8)以外，所有的時隙都被分配了，24個可能的GEM時隙用了21個并避免了GEM和GMSS突發(fā)之間的沖突。
在圖4所示的時序方案中，除了圖3的時序方案中分配的GMSS幀以外，幀23至幀26分配給GMSS業(yè)務(wù)，這樣用了26個可能的GMSS幀的6個。GEM幀3中的時隙4至?xí)r隙6沒有被分配，這樣24個可能的GEM時隙用了18個。
在圖5所示的時序方案中，GMSS幀13至幀16又被分配給GMSS業(yè)務(wù)，26個可能的GMSS幀用了10個。GEM幀2的時隙5至?xí)r隙8沒有分配給GEM業(yè)務(wù)，這樣24個可能的GEM時隙用了14個。
在圖6所示的時序方案中，GMSS幀5至幀8又被分配給GMSS業(yè)務(wù)，26個可能的GMSS幀用了14個。GEM幀1的時隙4至?xí)r隙8沒有分配給GEM業(yè)務(wù)，這樣24個可能的GEM時隙用了9個。
在圖7至圖9的一組時序方案中，120ms的信令邊界為GEM保留，60ms的信令邊界為GMSS保留。圖7至圖9的時序方案是遞增的，分配給GMSS業(yè)務(wù)的帶寬越來越多。
在圖7所示的時序方案中，GMSS幀13至26被分配給GMSS業(yè)務(wù)，26個可能的GMSS幀用了14個。幀1的全部和GEM幀2的時隙1至?xí)r隙3被分配給GEM業(yè)務(wù)，所以24個可能的GEM時隙用了11個。
在圖8所示的時序方案中，GMSS幀9至12又被分配給GMSS業(yè)務(wù)，26個可能的GMSS幀用了18個。只有GEM幀1的時隙1至?xí)r隙7被分配給GEM業(yè)務(wù)，這樣24個可能的GEM時隙用了7個。
在圖9所示的時序方案中，GMSS幀5至8又被分配給GMSS業(yè)務(wù)，26個可能的GMSS幀用了22個。只有GEM幀1的時隙1至?xí)r隙3分配給GEM業(yè)務(wù)，這樣24個可能的GEM時隙用了3個。
上述時序方案的帶寬利用率以及數(shù)據(jù)和信令間隔總結(jié)在表1中，還包括所有的時序方案都分配給一個協(xié)議或另一個協(xié)議的情況。
表1
圖6的時序方案沒有包括在表1中，只有當(dāng)GEM和GMSS業(yè)分都需要低延遲時間(延時)的時候才使用圖6的時序方案，因為它比其它的時序方案效率要低；所述其它的時序方案只有幾個百分比的低效，在大多數(shù)系統(tǒng)設(shè)計中是可以容忍的。
監(jiān)控器S可以根據(jù)GEM和GMSS連接的延遲時間與帶寬的要求選擇合適的時序方案。在所有的情況下，最大的延遲時間是120ms，對低數(shù)據(jù)速率包的語音連接是可以接受的，而60ms或更少的的延遲時間則允許支持長途質(zhì)量的語音連接。至少有一些時序方案對GMSS的延遲時間是60ms，對GEM的延遲時間是40ms，監(jiān)控器可以根據(jù)GEM或GMSS業(yè)務(wù)的低延遲時間要求的指示(例如，來自控制器C)選擇這些時序方案。
監(jiān)控器可以根據(jù)在一個持續(xù)時間等于或大于時序方案周期的觀察窗內(nèi)檢測到的控制器C的帶寬和延遲時間的要求來分配時序方案。該觀察窗的長度可以隨著一個或多個因素變化，例如帶寬和/或延遲時間要求的變化的檢測率。
當(dāng)只有相對少數(shù)的可能的時序方案時，每個可能的時序方案的細(xì)節(jié)可以被每個控制器存儲并被不同的代碼索引，監(jiān)控器只需要發(fā)送代碼以指示一個具體的時序方案。
另一個不是這么有利的實施例中，兩個不同的協(xié)議的幀時序的最小公倍數(shù)是一個很大的倍數(shù)，這樣為該倍數(shù)時間段創(chuàng)造單個的時序方案是不現(xiàn)實的，監(jiān)控器可以基于一個比最小公倍數(shù)時間段短的觀察窗時間段創(chuàng)造一個時序方案，然后每一個控制器C指示監(jiān)控器S哪個時隙是信令需要的，以及數(shù)據(jù)需要的總的帶寬。然后監(jiān)控器試圖在觀察窗時間段內(nèi)滿足信令要求，然后根據(jù)兩個協(xié)議相對的帶寬要求把剩余的帶寬分配給兩個協(xié)議。當(dāng)信令要求之間有沖突時，監(jiān)控器可以采用下面算法的一種或其組合。
i)隨機(jī)地給每個系統(tǒng)分配沖突的資源；ii)在協(xié)議之間系統(tǒng)地轉(zhuǎn)換；iii)基于業(yè)務(wù)要求分配信令資源；iv)基于每個協(xié)議下信令要求的規(guī)律進(jìn)行分配；v)基于周圍數(shù)據(jù)的高效利用進(jìn)行分配；vi)利用優(yōu)先信息進(jìn)行分配；vii)利用關(guān)于信令行為本身的優(yōu)先信息進(jìn)行分配。
本發(fā)明的這些方面適用于混合TDMA協(xié)議，例如CDMA-TDMA協(xié)議。
權(quán)利要求
1.在一個TDMA信道中傳輸?shù)囊环N方法，包括在該TDMA信道的第一時間段里，用第一TDMA協(xié)議傳輸?shù)谝煌ㄐ艠I(yè)務(wù)；以及在該TDMA信道的異于所述第一時間段的第二時間段里，用和第一TDMA協(xié)議不相容的第二TDMA協(xié)議傳輸?shù)诙ㄐ艠I(yè)務(wù)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中第一時間段包括在第一TDMA協(xié)議下信令所需的時間段，第二時間段包括在第二TDMA協(xié)議下信令所需的時間段。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其中第一時間段和第二時間段在第一和第二TDMA協(xié)議的幀周期的最小公倍數(shù)的時間段里交錯。
4.一種通過在兩種或兩種以上互不相容的TDMA協(xié)議下的傳輸來控制接入一個TDMA信道的方法，包括確定在每個協(xié)議下所述的傳輸分配到該TDMA信道，其中該分配在該TDMA信道的一個預(yù)定的時間間隔內(nèi)，定義了為所述第一和第二TDMA協(xié)議分別保留的獨(dú)占的第一和第二時間段，以及控制所述的傳輸和所述的分配一致。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其中所述的分配是根據(jù)在兩種或兩種以上的協(xié)議下的傳輸?shù)膸捯蟠_定的。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其中所述的帶寬要求在一個可變時間段內(nèi)被檢測。
7.根據(jù)權(quán)利要求4至6中任何一項所述的方法，其中第一時間段包括在第一TDMA協(xié)議下的信令要求的時間段，第二時間段包括在第二TDMA協(xié)議下的信令要求的時間段。
8.根據(jù)權(quán)利要求4至7中任何一項所述的方法，其中第一時間段和第二時間段在一個時間間隔里交替出現(xiàn)，該時間間隔是第一和第二TDMA協(xié)議的幀周期的最小公倍數(shù)。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其中連續(xù)的第一或第二時間段之間的延時不大于所述的時間間隔。
10.根據(jù)前面任何一項權(quán)利要求所述的方法，其中所述的協(xié)議包括GMR-1和GMR-2協(xié)議。
11.配置為執(zhí)行前面任何一項權(quán)利要求所述的方法的設(shè)備。
12.執(zhí)行權(quán)利要求1至10中任何一項所述的方法的軟件，且當(dāng)該軟件被適當(dāng)配置的設(shè)備運(yùn)行時。
全文摘要
在一個TDMA信道中傳輸?shù)囊环N方法，包括在該TDMA信道的第一時間段里，用第一TDMA協(xié)議傳輸?shù)谝煌ㄐ艠I(yè)務(wù)，在該TDMA信道的異于所述第一時間段的第二時間段里，用和第一TDMA協(xié)議不相容的第二TDMA協(xié)議傳輸?shù)诙ㄐ艠I(yè)務(wù)。
文檔編號H04J3/00GK1416624SQ01806341
公開日2003年5月7日 申請日期2001年3月21日 優(yōu)先權(quán)日2000年3月21日
發(fā)明者保羅·費(fèi)布夫勒 申請人:英馬爾塞特有限公司