專利名稱：建立通信鏈路的方法和裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及通信系統(tǒng)，具體涉及啟動從移動站到基站的通信鏈路方法和裝置。
個人通信系統(tǒng)(PCS)利用各種協(xié)議和操作標準來工作。這些通信系統(tǒng)經(jīng)常在一個以上國家實現(xiàn)，每個國家具有分開的控制體管理通信標準和規(guī)則。為了通信系統(tǒng)在一個國家中實現(xiàn)，該系統(tǒng)必須遵守那個國家規(guī)定的標準。第二代無繩電話(CT2)通信系統(tǒng)根據(jù)1994，1，31，版本prI—ETS300131，名稱為“MPT1375公共空中接口技術標準”(CAI)的文件工作，該文件由歐洲電信標準協(xié)會出版，引用在此供參考。CAI建立了一個時分復用協(xié)議，一毫秒交替接收和發(fā)送由保護時間段分開的幀并且是由大多數(shù)歐洲國家采用的標準。
在典型的CT2系統(tǒng)中，通信協(xié)議標準包括四個主要脈沖結構，即復用器3(MUX3)、復用器2(MUX2)和復用器1(MUX1)，復用器1進一步細分為復用器1.4或1.2(MUX1.4或MUX1.2)。MUX3主要用于便攜無線電設備和基站之間通信鏈路的啟動(鏈路的建立和再建立)。MUX2協(xié)議采用同步與數(shù)據(jù)信息交換復用器，并且主要用于從基站的通信鏈路的建立和鏈路的啟動。MUX1協(xié)議主要用于該便攜設備和該基站之間話音/數(shù)據(jù)通信，信令信息和控制消息。
目前的CAI協(xié)議提供以下方法用于便攜無線電設備啟動到基站的通信鏈路。該便攜設備選擇空閑信道和使用MUX3數(shù)據(jù)格式發(fā)送非同步鏈路請求，該數(shù)據(jù)格式具有10∶4的發(fā)送接收比?；驹谒阉麈溌氛埱笾袙呙杷械念l率因為基站不能同步便攜設備，MUX3的結構是這樣的基站可檢查該鏈路請求發(fā)送數(shù)據(jù)的部分，一旦識別了該鏈路請求，該基站開始以MUX2格式發(fā)送鏈路許可到該便攜設備。該便攜設備同步該基站的MUX2傳輸，識別該鏈路許可和終止其MUX3傳輸。然后該便攜設備使用基站的同步以MUX2格式發(fā)送。這時鏈路以MUX2格式建立，以及以隨后和MUX1.2格式和MUX1.4格式建立，它具有1∶1的發(fā)送接收比。
當基站啟動到便攜設備的鏈路時，它放棄MUX3格式并且立即使用MUX2格式。在來話呼叫輪詢的搜索中該便攜設備掃描所有的頻率。由于該便攜設備同步于基站傳輸，該MUX2格式可直接地讀出。一旦該便攜設備識別該輪詢，它以MUX2中的鏈路請求響應，隨后由該基站以鏈路許可應答。這時鏈路以MUX2格式建立，以及以隨后MUX1.2格式和MUX1.4格式建立，它具有1∶1的發(fā)送接收比。
當便攜設備啟動鏈路時，它使用一個唯一的識別碼尋址一個特定基站或業(yè)務(一個特定組的基站)，該唯一識別碼僅僅識別目標基站或業(yè)務。同樣地，當基站啟動鏈路時，它使用僅僅識別目標移動設備的唯一識別碼尋址特定的便攜設備。雖然基站能夠通過交錯不同的碼瞄準一個以上的便攜設備，但它必須以便攜設備的唯一碼單個地瞄準每個便攜設備。這可出現(xiàn)問題，特別在公共基站環(huán)境，可使用數(shù)千個便攜無線設備，每一個具有它們自己的唯一的識別碼。
在美國，MUX3格式破壞了由聯(lián)邦通信委員會(FCC)建立的發(fā)送接收比規(guī)則，對于沒有得到許可證的10ms/N(這里N是≥1的整數(shù))的PCS設備要求一個幀長度。因此，對于啟動呼叫的CT2便攜設備必須避免使用MUX3。此外，非同步傳輸如MUX3產生干擾，它可降低性能和/或業(yè)務容量。使用同步傳輸?shù)南到y(tǒng)將減少干擾并改變系統(tǒng)容量。因此，需要一種裝置和方法，提供和支持從便攜設備到基站的同步鏈路的啟動。


圖1是根據(jù)本發(fā)明的通信系統(tǒng)簡圖。
圖2是根據(jù)本發(fā)明的協(xié)議格式。
圖3是根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實施例的流程圖。
圖4是根據(jù)本發(fā)明的第二流程圖。
現(xiàn)在參見圖1，示出一個通信系統(tǒng)100。系統(tǒng)100最好是一個CT2系統(tǒng)并且由基站102和112組成，其每一個分別具有覆蓋區(qū)即網(wǎng)孔110和114。而且在CT2系統(tǒng)100中包括位于覆蓋區(qū)110內的多個手機104，106和108。在本發(fā)明的優(yōu)選的實施例中，通信鏈路是從至少一個便攜設備(104，106和/或108)到該基站啟動的102。該通信鏈路無需使用MUX3協(xié)議格式建立。
由于基站不能同步便攜設備而且必須避免MUX3，必須使用基站的同步簡化在MUX2中的便攜鏈路的啟動。同步提供了一種區(qū)別發(fā)送與接收時間幀的方法。由于沒有從基站102收到數(shù)據(jù)便攜設備104、106、108不能保持基站同步，因此，從該基站發(fā)送一個“標記”，它允許便攜設備104、106、108在啟動鏈路之前獲得同步。為了便攜設備104、106、108能在它們試圖聯(lián)系的基站例如基站102和其它基站諸如基站112之間進行區(qū)分，該標記包括該基站的唯一識別碼。為了克服需要基站102發(fā)送便攜設備的唯一碼(它可能遇到的每個便攜設備一個唯一碼)，該基站最好在該標記中包括一個通用碼，它將要求便攜設備104、106、108獲得同步。該通用碼是可由所有手機識別的一個碼，允許它們啟動MUX2中的鏈路請求。該通用碼可包括二進制數(shù)據(jù)，如10比特碼。為了識別的目的所有的手機104、106、108將識別該通用碼，但是使用每個便攜設備唯一的便攜識別碼進行鏈路啟動。當由基站的標記要求同步時，便攜設備104、106、108使用它們各自的便攜識別碼發(fā)送MUX2中的鏈路請求。
由于所有的便攜設備104、106、108可同等地響應該標記，所以可能便攜設備發(fā)生沖突(都同時響應，因此使它們發(fā)送的數(shù)據(jù)混亂)。當出現(xiàn)這種情況時，每個便攜設備104、106和108將停止傳輸并等待由計數(shù)器確定的一個隨機的時間量。然后便攜設備104、106和108在大大降低的沖突概率的不同時間再嘗試同步和鏈路啟動。該計數(shù)時間是由每個便攜設備104、106、108的軟件控制的隨機長度的時間，而且對每個沖突可變化。
基站102將檢驗該便攜設備的識別碼是有效的，停止該標記的傳輸，并以最短的計數(shù)時間返回鏈路許可給該便攜設備。這時鏈路以MUX2格式以及隨后的MUX1.2格式或MUX1.4格式建立，它具有1∶1的發(fā)送接收比。如果基站102繼續(xù)發(fā)送該標記而不對鏈路許可響應，則在超時之后便攜設備104將切斷鏈路請求并重新開時搜索另一個標記。
另外，該基站標記可包括一個順序碼，它迫使便攜設備104、106、108進入用于存取的隊列，因此降低了沖突的機會。該順序碼連續(xù)遞增并滾動，允許便攜設備104、106、108最好將這個碼與它們各自唯一的便攜識別碼的最低有效部分比較。當便攜設備檢測到相符時，它發(fā)送一個鏈路請求響應。由于一個便攜碼的最低有效部分與另一個便攜碼不同的概率高，沖突大大降低了。順序碼的變化范圍和速率是這樣的相符活動(matching activity)沒有引起大的時延而且對鏈路啟動時間沒有顯著的影響。
基站傳輸?shù)囊粋€例子示于圖2。信息流200由基站以協(xié)議格式208發(fā)送。信息流包括一個請求或標記202。標記202包括該通用碼，也稱為要求一個手機請求一條鏈路的信道標記鏈路標識(CMLI)。在本例子中CMLI設定為二進制碼$FLD。在標記202內還包括為手機提供順序排隊(或隊列)的順序碼(在本例中為1)。其它的一般信息以在CAI協(xié)議規(guī)定的信息與狀態(tài)碼字(CIS)塊204中發(fā)送。當出現(xiàn)下一個請求傳輸時，發(fā)送相同的通用請求(CMLI)，但是如塊206中所示的順序碼遞增。所以，該手機可同步該標記202并等待直到該順序碼與該手機自己的唯一識別碼的預定部分相符，該順序碼最好由一個計數(shù)器周期地更新。整個手機識別碼與該順序碼比較不是必須的，僅僅該手機識別碼的一部分如四個最低有效位可用于比較。校驗四個最低有效位提供足夠的唯一性而沒有鏈路啟動過程的麻煩和耗時。這加快了完成鏈路啟動的時間，同時仍然減少了沖突率。在塊202、204中還包括但未顯示的是諸如表示該基站所在網(wǎng)孔的本地區(qū)域標識(LAI)和唯一的基站識別碼(LID)的信息。如格式208所示的，該基站典型地使用1毫秒發(fā)送/接收(1msTX/1msRX)幀。同步碼組210在TX幀212內與三個TX幀212交錯，典型地構成一個請求塊諸如202和CIS塊204。在塊202和204中包含的信息可分布在TX幀212的整個信息(info)部分214并且連同同步(sync)碼組210一起發(fā)送。
圖3示出從移動設備啟動通信鏈路的優(yōu)選方法的流程圖。流程300從稱為無繩固定部分(CFP)的基站開始，在步驟302使用一個同步碼組發(fā)送標記。該標記包括用于請求手機啟動鏈路的一個通用碼，以及在步驟304用于將手機放入隊列的一個順序碼。在步驟306，等待鏈路請求，流程300進到步驟308，它是在流程啟動時開時的。在步驟308該手機即無繩便攜部分(CPP)掃描同步碼組。一旦檢測到同步碼組，在步驟310CPP將該順序碼與每個CPP唯一的CPP自己的識別(ID)碼的一部分比較。如果該順序碼與CPP識別碼不符，則程序返回到步驟310，(CPP仍然同步到相同標記)，在步驟312再次檢驗之前該序列碼被遞增。這個序列環(huán)路(步驟310、312)基本上迫使CPP“等待輪到它”。
在步驟312，一旦順序碼與識別碼(或該識別碼的預定部分)相符，則在步驟314該便攜設備發(fā)送MUX2中的鏈路請求到該基站。在步驟316，超時特征監(jiān)視CPP以確定是否從程序開始已過了太多的時間而CFP沒有任何響應。當已過了超時時，在步驟318，CPP切斷鏈路請求并且返回到步驟308尋找新標記和再同步。
當在步驟316沒有超時時，在步驟320進行與其它CPP鏈路請求的沖突檢驗。如果在步驟320發(fā)生沖突，CPP切斷鏈路請求，并且在返回步驟310之前在步驟322等待在軟件中產生的隨機計數(shù)?；氐讲襟E310，CPP仍然同步相同的標記，但是檢驗下一個當前順序碼。
如果在步驟320沒有發(fā)生沖突，在步驟324，CFP發(fā)送MUX2中的鏈路許可到CPP。該鏈路許可在步驟326中確認，如果沒有鏈路被許可，CPP通過返回到步驟314發(fā)送另一個鏈路請求。一旦在步驟324從CPP發(fā)送鏈路請求，在步驟328，CFP停止發(fā)送標記，而在步驟330在CPP和CFP之間建立一條鏈路。因此在便攜設備與具有以同步格式啟動鏈路的便攜設備的基站之間建立一條鏈路。
本領域的技術人員可以看到，如上所述的發(fā)明不受這樣的限制。例如基站的標記可以采用同步字以便在輪詢和開始呼叫之間進行區(qū)分，輪詢是基站提醒或通知手機一個來話呼叫的過程。使用不同的同步字允許在掃描來話呼叫頻率時忽略“標記”和集中于輪詢。當沒有啟動鏈路時忽略標記的能力允許手機更快地掃描，減少其掃描時間和增加其電池壽命。
圖4表示出在使用同步字輪詢的環(huán)境中從手機實現(xiàn)呼叫始發(fā)的一個建立的順序。起初，在步驟402手機不參與鏈路的啟動，因此使它不能識別標記同步字而使它能夠識別輪詢同步字。然后在步驟404，手機掃描輪詢同步字。如果在步驟406檢測到該輪詢同步字，在步驟408手機應答該來話呼叫。如果在步驟406沒有檢測到輪詢同步字，在步驟410，手機確定用戶是否從該手機發(fā)出呼叫。如果沒有發(fā)出呼叫，手機返回到步驟404掃描輪詢同步字。在步驟410如果發(fā)出呼叫，在步驟412，手機使它不能檢測輪詢同步字并且使它能檢測標記同步字。然后在步驟414手機掃描標記并且繼續(xù)掃描直到檢測到標記。一旦在步驟416檢測到標記，在步驟418可由該手機進行去話呼叫。在步驟420呼叫結束并且在步驟402程序再開始。
如本發(fā)明所述的啟動通信鏈路的設備和方法提供采用同步協(xié)議的優(yōu)點，與限定信道可用性的非同步協(xié)議比較，允許更大的話務容量并且減少干擾，當啟動鏈路時不要求手機掃描空閑信道而且基站不必掃描手機來的鏈路啟動。由于要求掃描的減少，建立了手機和基站之間的更快的通信鏈路。因為手機只發(fā)送何時有效基站是可用的，所以來自手機的總的傳輸減少了，這樣，減少了干擾并且保持電池的壽命。因為基站分配信道并且將它包含在標記中，提供了在網(wǎng)孔內更有效的使用頻譜。如本發(fā)明所述的計數(shù)器最好由軟件控制并且提供鏈路請求沖突的解決方案。通過使用將手機放入隊列中的順序碼進一步避免了沖突。雖然本發(fā)明的優(yōu)選實施例描述從手機使用MUX2的鏈路啟動，但是采用同步與數(shù)據(jù)信息交換復用的任何通信系統(tǒng)都可應用本發(fā)明所述的設備和方法。通過軟件可提供對現(xiàn)有系統(tǒng)的修改，因此實施本發(fā)明的費用可忽略。本發(fā)明所述的啟動鏈路請求的方法與現(xiàn)有的CAI數(shù)據(jù)結構和協(xié)議是可兼容的。
權利要求
1.在通信系統(tǒng)中的便攜無線電設備和基站之間建立通信鏈路的方法，其特征在于，包括以下步驟在該基站發(fā)送包括一個標記的同步碼組，該標記包括一個通用碼和一個順序碼；在該便攜無線電設備掃描該標記；檢測該標記；根據(jù)該同步碼組同步該基站；識別該標記中的通用碼；當該順序碼和該便攜無線電設備相關的唯一便攜識別碼的預定部分相符時，響應識別該通用碼，采用同步與數(shù)據(jù)信息交換復用發(fā)送包括一個便攜設備識別碼的鏈路請求到該基站；和響應該鏈路請求，從該基站許可一條鏈路。
2.根據(jù)權利要求1的方法，其特征在于，進一步包括以下步驟；在該便攜無線電設備檢測是否已發(fā)送一個以上的鏈路請求；當已發(fā)送一個以上的鏈路請求時等待一個預定的時間；和在預定時間期滿以后從該便攜設備發(fā)送另一個鏈路請求。
3.根據(jù)權利要求1的方法，其特征在于，進一步包括在該便攜無線電設備比較該順序碼與該便攜識別碼的步驟。
4.根據(jù)權利要求1的方法，其特征在于，進一步包括以下步驟當便攜識別碼的預定部分與該順序碼不相符時遞減該順序碼；和重復該比較步驟。
5.根據(jù)權利要求1的方法，其特征在于，進一步包括在該基站檢驗便攜識別碼是有效的步驟。
6.根據(jù)權利要求1的方法，其特征在于，進一步包括以下步驟；一旦該鏈路已從該基站被許可時停止發(fā)送該標記；和在便攜無線電設備和基站之間建立通信鏈路。
7.根據(jù)權利要求1的方法，其特征在于，發(fā)送鏈路請求的步驟包括在第二代無繩電話系統(tǒng)中采用MUX2協(xié)議發(fā)送便攜識別碼到該基站。
8.一種通信系統(tǒng)，其特征在于，包括一個基站，用于發(fā)送包括一個標記的同步數(shù)據(jù)，該標記包括一個順序碼；一個便攜無線電設備，用于檢測該標記和響應該同步數(shù)據(jù)獲得與該基站的同步，該便攜無線電設備包含一個便攜識別碼；和當取得同步和該順序碼與便攜識別碼的一部分相符時，響應該標記使用同步與數(shù)據(jù)信息交換復用，該便攜無線設備啟動到該基站的通信鏈路請求。
9.根據(jù)權利要求8的通信系統(tǒng)，其特征在于，該標記包括一個通用碼，用于提醒該便攜無線電設備啟動通信鏈路請求。
10.根據(jù)權利要求9的通信系統(tǒng)，其特征在于，該通信系統(tǒng)是一個第二代無繩電話系統(tǒng)，而該同步與數(shù)據(jù)信息交換復用是MUX2。
全文摘要
便攜無線電設備(104)使用同步協(xié)議格式啟動通信鏈路?；?102)產生包括一個標記的同步圖(200)。該標記(202)包括一個通用碼，它請求便攜設備進行鏈路請求。該便攜無線電設備同步該標記(202)和識別表示基站可用性的通用碼。該便攜無線電設備響應該通用碼，發(fā)送鏈路請求，啟動該通信鏈路，而該基站許可一條鏈路來建立該通信鏈路。
文檔編號H04M1/725GK1115162SQ95107770
公開日1996年1月17日 申請日期1995年6月30日 優(yōu)先權日1994年7月1日
發(fā)明者大衛(wèi)·R·西琴, 托馬斯·V·達米科 申請人:摩托羅拉公司