專利名稱：在通信系統(tǒng)中用于增加的信息傳送的方法和設備的制作方法
技術領域：
本發(fā)明通常涉及蜂窩通信系統(tǒng)，特別地，本發(fā)明涉及在分組數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)中用于擴展的下行鏈路容量的方法和設備。
背景技術：
全球移動通信系統(tǒng)(GSM)、通用分組無線服務(GPRS)以及增強數(shù)據(jù)率的全球通服務(EDGE)試圖使一個服務用戶在一個端對端分組傳送模式下發(fā)送和接收數(shù)據(jù)，而不使用電路交換模式中的網(wǎng)絡資源。當數(shù)據(jù)傳輸特性是i)基于分組，ii)斷續(xù)以及非周期，iii)可能經(jīng)常發(fā)生，數(shù)據(jù)傳送小，例如小于500字節(jié)，或iv)可能較少發(fā)生，數(shù)據(jù)傳送大，例如多于幾百KB(千字節(jié))，GPRS，EDGE和第三代(3G)分組無線服務允許有效使用無線和網(wǎng)絡資源。用戶應用可能包括因特網(wǎng)瀏覽器，電子郵件等。GPRS/EDGE無線接入網(wǎng)絡(GERAN)對于GPRS/EDGE來說，是進入到第三代無線系統(tǒng)的實時遷移路徑。
通常假定大部分因特網(wǎng)應用數(shù)據(jù)業(yè)務通常偏向于下行鏈路方向，意即多數(shù)應用數(shù)據(jù)業(yè)務從網(wǎng)絡傳輸?shù)揭粋€用戶應用。此假設不僅基于用戶的預期行為(因為在大部分用戶所做的應用中，相對于需要發(fā)送到網(wǎng)絡的信息量，需要從網(wǎng)絡接收更大量的信息)，而且基于許多應用自身的固有屬性。例如，訪問萬維網(wǎng)上的一頁信息需要在上行鏈路(即，從用戶應用到網(wǎng)絡)上傳輸一個非常短的地址序列，隨后在下行鏈路(即，從網(wǎng)絡到用戶應用)上接收數(shù)據(jù)，該接收可能比引起下行鏈路傳送的傳輸大上幾個數(shù)量級。因此，重新構造已知的基于分組的系統(tǒng)以支持在下行鏈路方向上的更大的信息流，并且將上行鏈路和下行鏈路資源的分配彼此分開。此基于分組的系統(tǒng)的構造不同于(例如)電路交換方法的構造，它趨向于將其構造為一個分配專用資源的雙向虛擬電路，上述專用資源在整個通信過程中僅偶爾使用。
第三代合作組項目(the 3rdGeneration Partnership Project)；技術規(guī)范組GERAN；數(shù)字蜂窩通信系統(tǒng)(2+階段)；在無線路徑上的多路復用和多路訪問(版本4)；GSM規(guī)范3GPP TS 45.002，版本4.1.1(2000-11)，附錄B等定義了所謂的GPRS/EDGE移動站中多時隙容量的“移動站分類”。移動站分類詳細說明了一個移動站關于在分組模式、電路交換模式、或分組和電路交換雙重模式中其操作必須遵守的某些行為。受到例如廠商選項以及設備限制等的限制，也可以分配或改變移動站分類。例如，一個特定應用可以具有發(fā)布一個命令以改變當前使用的用戶設備的移動站分類的能力。因此移動站分類被當作一個“有效”分類，因為網(wǎng)絡或用戶可以在移動用戶分類身份上行使一些控制。此外，移動站按照類型1和類型2移動站規(guī)定。類型1移動站是無需在同一時間發(fā)送和接收的移動站。類型2移動站是需要在同一時間發(fā)送和接收(全雙工)的移動站。而且，類型1移動站按照類型1半雙工移動站和類型1不完全雙工(semi duplex)移動站規(guī)定。類型1半雙工移動站基于幀支持修改所支持的時隙的數(shù)目，允許在某些幀中有多達8個接收時隙?，F(xiàn)在不使用這種操作模式，無論在基站還是移動站，這是因為它的軟件復雜性和實際上的低有效吞吐增益(low effective throughput gain)當使用頻率跳變時，僅有七個接收時隙可用。此外，預留給上行鏈路或功率測量的幀的數(shù)量巨大。類型1不完全雙工移動站僅支持一個獨立于幀的、恒定數(shù)目的上行鏈路和下行鏈路時隙。
更進一步，移動站服務根據(jù)服務分類規(guī)定。例如，一個這樣的移動站分類是一個A分類移動站在電路交換語音和分組交換數(shù)據(jù)服務上可同時支持附加、監(jiān)控、激活、調(diào)用(invocation)以及業(yè)務流。與提供一個分類A功能移動站相關的問題之一是，根據(jù)在電路交換語音和分組交換數(shù)據(jù)服務操作過程中期望共存的嵌入的用戶級應用的數(shù)目，需要兩個接收器和兩個發(fā)射器，連同一個組合器/雙工器，到公共用戶身份模塊(SIM)卡的接口，以及可能附加的呼叫處理器。這在移動站廠商中提出了發(fā)展一個這樣設備的全新結構的需要，導致裝置成本的增加。另一方面，規(guī)定一個分類B移動站，在電路交換語音和分組交換數(shù)據(jù)服務上僅同時支持附加、監(jiān)控和激活，而基于互斥性僅在一種服務上支持調(diào)用以及業(yè)務流。最后，規(guī)定一個分類C移動站，在電路交換語音或分組交換數(shù)據(jù)服務的任一種上，僅能夠非同時地支持附加，即相互排斥附加，它是成本最低的移動站選項，因為在移動站中僅需要一個接收器電路和一個發(fā)射器電路。結果，通常允許一個分類C移動站在GPRS系統(tǒng)的任何特定時間周期內(nèi)發(fā)送或接收。
通常，用戶希望以最低的成本獲得最多的性能。在上面的例子中，一個分類C、類型1不完全雙工移動站由于需要一個單個收發(fā)器實現(xiàn)，因此提供最低的成本。移動站的性能由能夠傳送的最大量數(shù)據(jù)的能力確定。在GSM系統(tǒng)的時分多址(TDMA)幀中，有8個時隙可用于發(fā)送和接收。3GPP TS 45.002的附錄B指出，在現(xiàn)存GPRS標準中，類型1不完全雙工移動站的最大時隙使用發(fā)生在多時隙分類12，其中在各TDMA幀中可以使用多達4個發(fā)送或接收容量的時隙。


圖1示出了多時隙分類12的現(xiàn)存4時隙接收或發(fā)送限制。多時隙分類12正在被示范，因為對于使用一個8時隙TDMA幀的類型1不完全雙工移動站，它目前在多時隙分類中提供最大信息傳送容量。然而，后面的說明可同樣適用于多時隙分類1-11。示出了在一個8時隙TDMA幀中下行鏈路(DL)或接收時隙，上行鏈路(UL)或發(fā)送時隙，以及一個測量時隙，移動站在其中對相鄰小區(qū)進行測量，如在GPRS/EDGE系統(tǒng)中所要求的。具體地說，移動站測量從相鄰小區(qū)C0載波接收到的相關功率，為了觸發(fā)小區(qū)重新選擇或進行切換(handover)而將其從最高進行列表。
多時隙分類12規(guī)定了最多4個發(fā)送或接收時隙，相應地，一個時隙分別用于接收或發(fā)送。在8時隙TDMA幀中剩余的時隙是時間緩沖器，以使收發(fā)器適應在上行鏈路和下行鏈路模式之間的改變以及相鄰小區(qū)功率測量。剩余的時隙緩沖了發(fā)送和接收頻率切換和建立延遲。
在一個典型的應用中，期望最大化接收時隙的數(shù)目，因為一個移動單元主要將下載信息(例如從因特網(wǎng))，而非上傳信息。圖1示出了在現(xiàn)存版本4的GPRS標準中使用的最多4個接收時隙(用交叉陰影線表示使用的時隙)。通常要求在TDMA幀內(nèi)下行鏈路或上行鏈路時隙是相鄰的。此外，移動站還必須執(zhí)行相鄰小區(qū)測量，它要求移動站收發(fā)器進一步的頻率改變。例如，多時隙分類12提供一個單個時隙Ttb，用于使移動站適應基站頻率的改變和建立，還提供兩個時隙Tra，以進行相鄰小區(qū)測量，頻率改變和建立以使接收器準備好下載下一幀。相應地(未示出)，兩個時隙Tta，可用于進行相鄰小區(qū)測量并準備好發(fā)射器，以及一個時隙Trb，可用于使接收器準備好下載下一幀。
結果，僅有一半(4個時隙)的可用TDMA幀用于下載信息給一個類型1不完全雙工、分類C移動站的預期操作。當然，應認識到，這是一個簡化方式，在此方式中，在專用信道上的現(xiàn)存GPRS媒介訪問控制包括許多其它步驟以建立一個連接，如本領域中公知的，例如提供地址，分配，確認，電路交換，分組交換，小區(qū)重新選擇，增益設定，命令傳送等等。
因此，需要一種方法和設備，用于在一個低成本移動站中增加時隙使用。將此改進作為一個透明的操作提供給移動站是同樣有利的。
附圖簡要說明本發(fā)明通過附加的權利要求中的特性而指出。然而，在結合附圖考慮的同時，通過參考詳細說明以及權利要求獲得對本發(fā)明的更完整的理解，在附圖中相同的參考標記指的是相同組件，其中
圖1是根據(jù)現(xiàn)存標準，在多時隙分類12中運行的GPRS/EDGE類型1不完全雙工移動站的時隙組的圖示；圖2是根據(jù)本發(fā)明，在一個擴展多時隙分類中運行的類型1不完全雙工移動站的時隙分組第一實施例的圖示；圖3是根據(jù)本發(fā)明，在一個擴展多時隙分類中運行的類型1不完全雙工移動站的時隙分組優(yōu)選實施例的圖示；圖4是圖3的優(yōu)選實施例中Tta時序圖的圖示；圖5是根據(jù)本發(fā)明，在一個擴展多時隙分類運行的類型1不完全雙工移動站的時隙分組第二實施例的圖示；圖6是根據(jù)本發(fā)明，在一個擴展多時隙分類運行的類型1不完全雙工移動站的時隙分組第二實施例的圖示；和圖7是根據(jù)本發(fā)明，在一個無線通信系統(tǒng)中的GPRS/EDGE類型1不完全雙工移動站的簡化示意圖。
在此顯示的例子說明了本發(fā)明的優(yōu)選實施例的一種形式，該例子并不期望被解釋為任何方式的限制。
具體實施例方式
本發(fā)明是一個GPRS/EDGE類型1不完全雙工移動站的版本，其在一個業(yè)務信道上非同時發(fā)送和接收模式期間最大化GPRS/EDGE數(shù)據(jù)的發(fā)送和接收時隙使用。然而，其它基于分組或不基于分組的通信系統(tǒng)通過采用本發(fā)明也可獲益。使用最大化對于移動站是透明的，因為除了支持相關多時隙分類的時序安排外，無需修改移動站以實現(xiàn)本發(fā)明。雖然該改進大多適用于數(shù)據(jù)使用，也可根據(jù)本發(fā)明的原理最大化語音或語音/數(shù)據(jù)時隙使用。
如圖7所示，一個通信系統(tǒng)100，包括一個諸如手機的移動站10，例如用于沿一個到基站子系統(tǒng)18的業(yè)務信道(UL和DL)發(fā)送和接收電路交換語音數(shù)據(jù)和分組交換數(shù)據(jù)。優(yōu)選地，其在一個GPRS/EDGE系統(tǒng)下完成運行。當從基站子系統(tǒng)18傳輸數(shù)據(jù)到移動站10時，這樣的傳輸通常稱作“下行鏈路”傳輸(DL)，而從移動站10傳輸數(shù)據(jù)到基站子系統(tǒng)18通常稱作“上行鏈路”傳輸(UL)?？梢岳斫猓ㄐ畔到y(tǒng)100包括多個移動站和基站子系統(tǒng)。例如，基站20代表系統(tǒng)中至少一個相鄰小區(qū)。移動站10周期性地測量相鄰小區(qū)20的功率，如通常在GPRS/EDGE標準中所要求的。在GPRS/EDGE標準中，UL和DL信息在一個作為較大的多幀的一部分的TDMA幀的時隙內(nèi)發(fā)送，正如參考圖1說明的。然而，本發(fā)明基于圖1所示，提供了擴展時隙使用，如下面將要說明的。
當前GPRS標準將類型1、分類C移動站(非同時接收和發(fā)送)的多時隙類型限制為最多4個下行鏈路時隙。本發(fā)明將移動站的容量從4提高到6個下行鏈路時隙，即，多50％信息速率容量。在一個GPRS設備中，它將容量從85kbps提高到127kbps。對于一個EDGE設備，它將容量從197kbps提高到295kbps。在需要的地方，本發(fā)明相應地應用于改進的上行鏈路容量。當同時存在語音和數(shù)據(jù)呼叫作為單個雙傳送模式時，本發(fā)明也提供雙倍數(shù)據(jù)。當將多時隙容量提高到總共6或7個時隙(5或6個接收時隙加1個發(fā)送時隙)時，僅剩下1或2個時隙用于提供收發(fā)器切換和建立的設置。從圖1中，當前有3個時隙用于切換和建立，2個時隙參與相鄰小區(qū)測量。由于技術約束，設定2個時隙的最大值，即需要2個時隙的時間(大約1000μs)執(zhí)行收發(fā)器頻率切換，建立和相鄰小區(qū)測量。然而，技術提供了恒定的改進以減少收發(fā)器建立和相鄰小區(qū)測量所需的時間。即使如此，為提供6時隙的下行鏈路，由于基站和移動站之間距離的不確定，可用建立時間減少到大約半個時隙。然而，本發(fā)明會重新得到至少這半個時隙，如下面將要說明的。
圖2表現(xiàn)了關于推行現(xiàn)存方法以提供6個下行鏈路時隙和一個上行鏈路時隙，與此同時提供相鄰小區(qū)測量的問題。目前，類型1不完全雙工移動的最大吞吐量由其執(zhí)行相鄰小區(qū)測量的有效性給出。雖然半個時隙足夠提供相鄰小區(qū)測量以及上行鏈路建立，但在下行鏈路時隙7結束、下一幀下行鏈路之前沒有留下時間提供下行鏈路建立。相似地，可以在上行鏈路時隙4內(nèi)(下行鏈路時隙7)獲得相鄰小區(qū)測量。然而，上行鏈路需要在下行鏈路時隙5之后立即在上行鏈路時隙3獲得，沒有剩下時間用于建立和切換?；旧?，時間太短，從而沒有為收發(fā)器建立和在UL和DL頻率之間切換以及執(zhí)行相鄰小區(qū)測量提供時間。圖2顯示在上行鏈路和下行鏈路模式之間的切換幾乎需要是即時的，并可能僅在幀中的時隙之間的825比特(大約30μs)的保護周期期間發(fā)生。因此，現(xiàn)存方法不能被推行用于提供每幀6個下行(或上行)鏈路時隙。
當前使用時序提前(Timing advance)來解決基站和一個移動站之間的距離差。時序提前確保基站在基站端在分配的時隙內(nèi)從移動站接收分組脈沖。考慮8個時隙，TS(1)到TS(8)，在一個給定頻率上，如果下行鏈路在時隙TS(i)上，則相同移動站的上行鏈路由基站在時隙TS(i+3)上接收。關鍵在于在上行鏈路上調(diào)整小區(qū)中所有的移動站。如果不這樣，在連續(xù)時隙上的上行鏈路脈沖之間就會存在干擾。如果一個移動站非常接近基站，就沒有傳播延遲，基站要求移動站的時序提前是0。移動站然后可以精確地在時隙TS(i+3)上發(fā)送信息，脈沖將在同一時間到達基站。然而，如果基站測量到來自一個移動站的脈沖偏移了，即略微延遲，它將要求移動站一個非0的時序提前，從而移動站將提前發(fā)送脈沖。例如，使用GSM比特，以及假定4比特的時序提前，并且知道一個GSM比特持續(xù)3.69μs，相較于移動站自己的鎖定在從基站接收的脈沖上的定時基準，提供一個大約15μs的時序提前。結果，補償了傳播延遲，基站在TS(i+3)精確地接收脈沖。時序提前值的范圍ta_range，是從0到63比特。如上面說明的，允許移動站使用時序提前將上行鏈路脈沖最多提前63*3.69μs，對應小區(qū)半徑達到35km，遠大于一個通常的小區(qū)半徑。
本發(fā)明在小區(qū)-小區(qū)基礎上引入了時序提前偏移(ta_offset)，從而改變上行鏈路窗口并增加了與下一個下行鏈路窗口的建立時間間隔。換句話說，對上行鏈路多幀產(chǎn)生一個偏移。時序提前偏移被加到來自基站的時序提前上，使得該偏移對于移動站是透明的。優(yōu)選地，最好應用在小規(guī)模和中等規(guī)模小區(qū)，通常具有小于18km的半徑，以最小化傳播延遲造成的上行鏈路和下行鏈路時隙重疊的可能性。在一個給定小區(qū)中對于所有移動站應用時序提前偏移，并由該小區(qū)基站或其相關基站控制器控制。有利之處在于，具有時序提前偏移性能的小區(qū)將能夠處理由本發(fā)明提供的新的多時隙容量，而無需對基本GSM/GPRS/EDGE協(xié)議做任何修改。例如，由于現(xiàn)在被標準化了，所以時序提前程序保持不變。
圖3根據(jù)本發(fā)明，示出了一個時序提前偏移的應用及其對于移動站運行的影響。如所示，本發(fā)明在一個TDMA幀內(nèi)提供6個下行鏈路時隙(TS 0-5)以及一個上行鏈路時隙(TS4)。由于一個類型1不完全雙工移動站能具有一個6下行鏈路時隙的分配，在現(xiàn)存標準上極大提高了最大下行鏈路數(shù)據(jù)吞吐量。應注意到，在本發(fā)明中同樣可以較好使用較小數(shù)量的下行鏈路時隙，或5個或6個上行鏈路時隙(以及1個下行鏈路時隙)，6個DL和1個UL僅用做例子。為在一個2時隙窗口內(nèi)適用相鄰信道測量和上行鏈路通信，本發(fā)明引入了時序提前偏移。時序提前偏移對應于基站中上行鏈路和下行鏈路之間的時隙偏移。它可被同樣當作一個下行鏈路或上行鏈路的偏移。然而，在移動站，相較于移動站的時間基準，時序提前影響上行鏈路脈沖的位置，這就是為什么偏移被當作一個上行鏈路偏移的原因。
圖4示出了圖3下行鏈路時隙時隙6和7的詳細圖解。由時序提前偏移給定的延遲被移動站用于提供足夠的時間在上行鏈路和下行鏈路模式之間切換以及允許在下行鏈路和上行鏈路(Tta參數(shù))之間執(zhí)行相鄰小區(qū)測量。本發(fā)明的擴展多時隙性能通過可能時序提前范圍從現(xiàn)存標準值的0到63比特減少到從ta_offset到ta_offset+ta_range的范圍的約束來得到支持，其中ta_offset+ta_range必須仍然在最大時序提前63比特之內(nèi)。新參數(shù)ta_offset和ta_range，優(yōu)選地具有一個如在本發(fā)明中使用的預定值。可選的，ta_offset和ta_range的值可由移動站發(fā)送至基站，或由基站單獨決定。
在實際中，將ta_offset設定為一個最小時序提前值的地方足夠使移動站得到在上行鏈路和下行鏈路頻率之間切換的時間，由于ta_range+ta_offset＜＝63比特，小區(qū)中時序提前的范圍ta_range小于63比特。如果假定需要相同時間從下行鏈路頻率切換到相鄰小區(qū)測量頻率，以及從相鄰小區(qū)測量頻率切換到上行鏈路頻率，即切換和建立時間都相同，為ta_offset，則當在一個577μs(1比特＝3.69μs)的時隙內(nèi)有156.25比特時，產(chǎn)生的切換、建立和測量時間是3*ta_offset+ta_range+measurement_window＝156.25比特。
Ta_offset僅影響基站，因為相較于下行鏈路，它對于所有移動站都對應一個上行鏈路提前。因此，上行鏈路脈沖將由基站在TS(i+3)-ta_offset接收。在移動站非常接近基站的情況下，基站不在時序提前命令中發(fā)送0，而將發(fā)送移動站應用的ta_offset。在移動站遠離基站的情況下，已知最大時序提前值限制在63比特，并且脈沖要在TS(i+3)-ta_offset到達基站，則最大傳播延遲是(63-ta_offset)。如果ta_offset＝31比特，最大小區(qū)半徑是35km*(63-31)/63＝18km。換句話說，如果從基站角度來看，基站被限定于在從ta_offset到63比特的范圍內(nèi)發(fā)送時序提前命令。最大時序提前總是63個GSM比特，但最大小區(qū)半徑取決于時序提前偏移。
一些可能的時序參數(shù)值在下面的表1中給出，并考慮了小區(qū)中的傳播延遲。
表1可能定時提前值

應當注意到隨著技術改進，收發(fā)器建立時間以及相鄰小區(qū)測量窗口可以減少(例如32比特)。測量窗口的長度是移動站控制器所需的用于計算一個平均功率電平的GSM比特數(shù)目的一個函數(shù)。該平均應當足夠長，以消除噪聲和快衰落的影響。使用64比特足夠了，但也可用較少數(shù)目的比特成功地完成，例如使用32比特。
為標準化該性能，優(yōu)選僅使用表1中給定的一組值的。中等的數(shù)值組是一個好的折衷，因為相較于通常的最大小區(qū)半徑，該小區(qū)半徑(18km)僅減少了2，移動站有100μs用于從一個頻率切換到另一個頻率。相鄰小區(qū)測量在32比特上進行，從而保持較好的準確度。另一個解決方案使用一個數(shù)值表，例如來自表1，或使用一種合適的算法以提供數(shù)值，以使操作者基于小區(qū)大小能確定不同行為。該解決方案較復雜，因為移動站需要基于其有效性能指示其ta_offset容量。在任一情況下，本發(fā)明用一個系統(tǒng)的ta_offset(它意味著發(fā)送路徑和接收路徑的偏移)和一個最大ta_range規(guī)定一個新的基站操作。結果，當基站控制器傳送信息給與它相關的基站控制器系統(tǒng)時(例如用于位置服務)，基站需要去除ta_offset的影響。
上述的解決方案同樣在5個通信時隙(多時隙分類8-12)和7個通信時隙(如上所述)之間允許一個新的擴展多時隙分類。圖5和6提供一個具有5個下行鏈路時隙和1個上行鏈路時隙(6個通信時隙)的本發(fā)明的行為比較。如圖5所示，用于執(zhí)行相鄰小區(qū)測量的時間在一個時隙周期之內(nèi)，這對于兩個頻率切換和一個測量窗口來說太小，并僅在一個受限小區(qū)大小中可用，而從下行鏈路切換到上行鏈路的時間(下行鏈路時隙5)非常長。當使用本發(fā)明先前描述的解決方案時，時間在降低了小區(qū)大小限制的這兩個階段之間更加均衡，如圖6的優(yōu)選實施例所示。
因此，基于移動站技術，建議規(guī)定兩種類型的支持6時隙的擴展多時隙分類。一種類型使用圖5的實施例，即移動臺能在一個時隙內(nèi)(577μs)執(zhí)行相鄰小區(qū)測量。第二個規(guī)定使用本發(fā)明的ta_offset機制以增加可用于相鄰小區(qū)測量的時間，如圖6中優(yōu)選實施例。在實際中，新的擴展多時隙分類以此種方式引入編碼完全后向兼容現(xiàn)存網(wǎng)絡多時隙分類(在第3代合作組項目；技術規(guī)范組核心網(wǎng)絡；移動無線接口層3規(guī)范；核心網(wǎng)絡協(xié)議-階段3，(版本4)，3GPP TS 24.008，版本4.2.0(2001-03)，條款10.5.5.12中說明)。
根據(jù)本發(fā)明，支持擴展多時隙分類的類型1不完全雙工移動站，將如通常一樣(1到12)給出其多時隙分類，然后在其上添加一個擴展以指示它的擴展多時隙能力。這個提議的擴展被稱作“擴展多時隙分類”，如表2倒數(shù)第3行中所示。
表2擴展多時隙分類命令結構

以上結構給出一個取決于擴展分類的、來自表3的值表3擴展多時隙分類

其中(a)的Tx值與來自相關多時隙分類的Tx值相等，對于(b)使用一個31比特的時序提前偏移。
由本發(fā)明提供的解決方案提供了許多優(yōu)點。首先，系統(tǒng)影響最小。例如，移動站只需指示支持的一個新的擴展多時隙分類，以及能夠確定上行鏈路和下行鏈路傳送和臨近小區(qū)的功率測量的時間。當像通常一樣使用時序提前程序時，沒有其它影響，從而上行鏈路多幀的偏移對于移動站是透明的。相應地，基站需要支持新的擴展多時隙分類。此外，基站需要將上行鏈路多幀從下行鏈路偏移ta_offset。另外，時序提前算法必須將ta_offset常數(shù)加到發(fā)送給移動站的各時序提前命令中，并從所有從移動站接收的時序提前值中減去它。另一個優(yōu)點是前向和后向兼容，即解決方案與現(xiàn)有移動站完全兼容，正制造的移動站可以在其在網(wǎng)絡中實現(xiàn)之前結合新特征。另一個優(yōu)點是吞吐量的增加。對于一個純粹的下行鏈路數(shù)據(jù)呼叫(具有最大下行鏈路容量)，現(xiàn)存多時隙分類12規(guī)定每幀4個接收時隙和1個發(fā)送時隙。本發(fā)明的擴展多時隙規(guī)定將下行鏈路的容量提高到每幀6個接收時隙和1個發(fā)送時隙，導致在下行鏈路數(shù)據(jù)傳送中增加50％。對于一個語音和下行鏈路數(shù)據(jù)呼叫(具有最大下行鏈路容量)，現(xiàn)存多時隙分類12規(guī)定每幀3個接收時隙(2個數(shù)據(jù)和1個語音)和2個發(fā)送時隙。本發(fā)明的擴展多時隙規(guī)定將下行鏈路的容量提高到每幀5個接收時隙(4個數(shù)據(jù)和1個語音)和2個發(fā)送時隙，導致在下行鏈路數(shù)據(jù)傳送中增加100％。
在實際中，GPRS/EDGE數(shù)據(jù)幀由媒介訪問控制器(MAC)層引導，該層組織至和來自物理層的基于分組的信息的發(fā)送和接收，如本領域公知的，根據(jù)移動站的多時隙分類，其間還伴隨著具有一個或多個數(shù)據(jù)時隙的可選可能性的語音時隙的分配。如果一個或多個數(shù)據(jù)時隙與語音/交互數(shù)據(jù)時隙有關，則每個時隙的MAC模式將由基站發(fā)布，以通知移動站怎樣確定何時發(fā)送。
同樣可以使用一個附加的GPRS媒介訪問控制(MAC)模式，GPRS經(jīng)其通過電路交換的方式流向和來自空中接口(air interface)。對于至和來自一個分組交換信道的流動GPRS/EDGE數(shù)據(jù)使用這個方法，數(shù)據(jù)可能作為電路交換信息在相同電路交換語音時隙上被發(fā)送和接收。雖然媒介訪問控制器層將以電路交換方式運行，在媒介訪問控制層之上數(shù)據(jù)的基于分組的特性將被保留。
同樣提供糾錯以消減由衰落信道產(chǎn)生的周期錯誤，也處理GPRS/EDGE信息傳送建立和拆卸的某些方面。
應當注意到，沒有要求緊密相關數(shù)據(jù)時隙專用于一個移動臺，盡管時隙在邏輯上被限制。因此，在下行鏈路方向，基站可能分配塊(block)給識別其自身地址的不同移動站。
本發(fā)明的另一個實施例包括一種用于在一個通信系統(tǒng)中增加信息傳送的方法。該方法的第一個步驟包括提供一個基站和一個不同時接收和發(fā)送的移動站。根據(jù)本發(fā)明，基站和移動站可在一個使用8時隙幀的擴展多時隙容量上運行。下一步驟包括，在上行鏈路和下行鏈路時隙之間提供一個時序提前偏移，從而為移動臺在下行鏈路、上行鏈路和相鄰小區(qū)測量操作之間提供足夠的頻率切換和建立時間。接下來的步驟包括在下行鏈路、上行鏈路和相鄰小區(qū)測量操作之間的頻率切換和建立，從而在一幀中總計2個或更少時隙的累積周期內(nèi)，完成所有的頻率切換和建立。優(yōu)選地，傳送信息步驟包括在一個總計1時隙的周期內(nèi)完成所有頻率切換和建立，即切換，建立和相鄰小區(qū)測量在一個總計1時隙的累積時間內(nèi)完成。下一步驟包括，在基站和移動站之間使用幀中剩余的可用時隙傳送信息。對于一個8時隙TDMA幀，本發(fā)明可以提供多達6個連續(xù)時隙用于下載(或上傳)例如數(shù)據(jù)的信息。
總之，本發(fā)明為GPRS/EDGE標準提供了擴展多時隙分類，以增加類型1不完全雙工移動站的吞吐量和性能。此外，這些新的擴展多時隙分類對于基站和移動站是可選的，從而提供了兼容性并最小化在移動站和基站中的影響。對于一個純單向數(shù)據(jù)呼叫，吞吐增益是50％，而如果并行建立語音呼叫，吞吐增益高達100％。如果包括一個語音時隙和一個或多個數(shù)據(jù)時隙，通信系統(tǒng)可以使用任何先前討論的方法，去訪問相關上行鏈路或下行鏈路連接。本發(fā)明可應用到任何使用上行鏈路和下行鏈路時隙的通信系統(tǒng)，并不限于GPRS/EDGE或其它基于分組的系統(tǒng)。
根據(jù)本發(fā)明，類型1不完全雙工移動站的擴展多時隙分類簡化版本，允許操作員在具有一個單個接收器/發(fā)射器的相對低成本設備上為語音和GPRS/EDGE數(shù)據(jù)服務提供增加的傳送速率，該改進與當前配置的移動站兼容，并對其是透明的。
雖然示出并描述了本發(fā)明的一個特定實施例，但可以做出修改。因此，在所附的權利要求中試圖涵蓋所有這些落入本發(fā)明寬范圍的變化以及修改。
權利要求
1.一種用于在通信系統(tǒng)中增加信息傳送的方法，該通信系統(tǒng)具有一個基站和一個不能在同一時間接收和發(fā)送的移動站，所述方法包括如下步驟在上行鏈路和下行鏈路時隙之間提供一個時序提前偏移，從而為所述移動站在下行鏈路、上行鏈路和相鄰小區(qū)測量操作之間提供足夠的頻率切換時間；在所述下行鏈路、上行鏈路和相鄰小區(qū)測量操作之間進行頻率切換，從而在一幀中總計2個或更少時隙的累積周期內(nèi)完成所述的所有頻率切換；以及使用規(guī)定一個擴展多時隙容量的所述幀內(nèi)的剩余可用時隙來傳送信息。
2.如權利要求1所述的方法，其中所述傳送信息步驟包括在一個總計1時隙的周期內(nèi)完成所有頻率切換。
3.如權利要求1所述的方法，其中所述提供步驟包括所述基站提供所述時序提前偏移給一個上行鏈路多幀。
4.如權利要求1所述的方法，其中所述提供步驟包括使可用于在所述下行鏈路、上行鏈路和相鄰小區(qū)測量操作之間進行所述頻率切換操作的時間實質(zhì)上相等。
5.如權利要求1所述的方法，其中所述頻率切換步驟還包括用于提供下行鏈路、上行鏈路和相鄰小區(qū)測量操作的所有必需信道建立協(xié)議的時間。
6.如權利要求1所述的方法，其中所述傳送步驟包括在一個8時隙幀中為5個或更多連續(xù)時隙傳送下行鏈路上的信息。
7.如權利要求1所述的方法，其中所述信息傳送是基于分組的。
8.如權利要求7所述的方法，其中所述信息傳送使用一個使用8時隙幀的TDMA協(xié)議。
9.一種在TDMA通信系統(tǒng)中運行的基站，該通信系統(tǒng)包括一個不能在同一時間接收和發(fā)送的移動站，該基站包括在所述基站和移動站之間可運行的擴展多時隙容量；以及可應用在所述通信系統(tǒng)的上行鏈路和下行鏈路時隙之間的時序提前偏移，所述時序調(diào)整偏移為所述移動站提供在下行鏈路，上行鏈路和相鄰小區(qū)測量操作之間的足夠的頻率切換時間，所述基站應用所述時序提前偏移，從而在一幀內(nèi)的一個總計為2個或更少時隙的累積周期內(nèi)完成所述的所有頻率切換，而下行鏈路和上行鏈路通信分別使用所述幀內(nèi)的所述剩余可用時隙。
10.如權利要求9所述的基站，其中在一個總計為1時隙的累積時間周期內(nèi)完成所有頻率切換。
11.如權利要求9所述的基站，其中由所述基站將所述時序提前偏移應用于所述上行鏈路多幀。
12.如權利要求9所述的基站，其中在所述下行鏈路上的信息傳送在一個8時隙幀中持續(xù)5到6個連續(xù)時隙。
13.一種通信系統(tǒng)，其在一個基站和一個不在同一時間接收和發(fā)送的移動站之間提供增加的信息傳送，該系統(tǒng)包括可在所述基站和移動站之間運行的擴展多時隙容量；以及應用于所述通信系統(tǒng)的上行鏈路和下行鏈路時隙之間的時序提前偏移，所述時序調(diào)整偏移為所述移動站提供在下行鏈路、上行鏈路和相鄰小區(qū)測量操作之間的足夠的頻率切換時間，從而在一幀內(nèi)總計2個或更少時隙的累積周期內(nèi)完成所述的所有頻率切換，其中信息傳送使用所述幀內(nèi)的所述剩余可用時隙進行。
14.如權利要求13所述的通信系統(tǒng)，其中可在一個總計1時隙的周期內(nèi)完成所有頻率切換。
15.如權利要求13所述的通信系統(tǒng)，其中所述時序提前偏移應用于所述上行鏈路多幀。
16.如權利要求13所述的通信系統(tǒng)，其中所述時序提前偏移為在所述下行鏈路、上行鏈路和相鄰小區(qū)測量操作之間的頻率切換提供實質(zhì)上相等的時間。
17.如權利要求13所述的通信系統(tǒng)，其中所述時序提前偏移提供在下行鏈路、上行鏈路和相鄰小區(qū)測量操作之間的足夠時間，以提供所有必需的信道建立協(xié)議。
18.如權利要求13所述的通信系統(tǒng)，其中在一個8時隙幀內(nèi)通過5到6個連續(xù)時隙來在所述下行鏈路上傳送信息。
19.如權利要求13所述的通信系統(tǒng)，其中所述通信系統(tǒng)可運行在一個基于分組的通信系統(tǒng)內(nèi)。
20.如權利要求19所述的通信系統(tǒng)，其中所述通信系統(tǒng)可運行在一個使用8時隙幀的TDMA系統(tǒng)內(nèi)。
全文摘要
本發(fā)明公開一種用于在通信系統(tǒng)內(nèi)增加信息傳送的方法，例如在一個基于分組的GPRS/EDGE系統(tǒng)，在系統(tǒng)中有一個不能在同一時間接收和發(fā)送的移動站，該方法包括提供一種具有擴展多時隙容量的系統(tǒng)。通過此擴展容量，可通過在所述上行鏈路和下行鏈路時隙之間提供一個時序提前偏移來提高傳送速率，從而為移動站提供在下行鏈路、上行鏈路和相鄰小區(qū)測量操作之間的足夠的頻率切換時間和建立時間。結果，可以在所述基站和移動站之間進行信息傳送，從而在一幀內(nèi)的下行鏈路、上行鏈路和相鄰小區(qū)測量操作之間的所有頻率切換和建立可以在2個或更少時隙內(nèi)完成，留下剩余的較大數(shù)量的可用時隙用于增加的信息傳送。
文檔編號H04Q1/00GK1535551SQ02810357
公開日2004年10月6日 申請日期2002年5月6日 優(yōu)先權日2001年5月21日
發(fā)明者韋利德·阿卜杜勒薩拉姆, 帕斯卡爾·富揚, 爾 富揚, 韋利德 阿卜杜勒薩拉姆 申請人:摩托羅拉公司