專利名稱：在無線通信系統(tǒng)中選擇通信小區(qū)的方法和設備的制作方法
技術領域：
本發(fā)明一般涉及無線通信系統(tǒng)，具體而言，涉及用于在有移動臺的無線通信系統(tǒng)中選擇通信小區(qū)的方法和設備。
一方面，無線通信系統(tǒng)，例如(但不限于)碼分多址(CDMA)通信系統(tǒng)，在系統(tǒng)的網(wǎng)絡單元和這個系統(tǒng)內(nèi)工作的遠程單元或者是移動臺之間傳輸信息。有時可能需要向一群移動臺發(fā)射消息。
通過向移動臺發(fā)射消息，例如廣播尋呼消息，可以確定通信小區(qū)內(nèi)是否存在移動臺，以便使群呼消息要涉及的基站最少。移動臺可以對這個消息作出響應，從而識別包括這一群移動臺的通信小區(qū)的基站。這個群呼消息可以用通常所謂的調(diào)度呼叫來發(fā)送，它是發(fā)送給這一群中每個移動臺的呼叫。為了保證這一群中的所有移動臺都能夠收到這個調(diào)度呼叫，一個方法是在這個通信系統(tǒng)的每一個通信小區(qū)中都發(fā)送這一消息。但是例如當一個通信小區(qū)中沒有與這一群相關的任何移動臺的時候，這種方式使用通信資源的效率不高。還是要為這個通信小區(qū)分配通信資源，這樣分配通信資源的使用效率很低。如果在每個通信小區(qū)進行尋呼來確定這一群中成員的位置，就可以只是將消息發(fā)送給包括群成員的那些通信小區(qū)。
然而，多個移動臺以一種未加協(xié)調(diào)、功率未加控制的方式對尋呼消息作出響應會對這個通信系統(tǒng)中的其它呼叫造成干擾。目前的碼分多址(CDMA)系統(tǒng)允許接收電話呼叫的移動臺在碼分多址控制信道上響應廣播尋呼消息。但是，目前的碼分多址系統(tǒng)只允許一個移動臺作出響應，因為在一個碼分多址控制信道上多個移動臺的尋呼響應很有可能發(fā)生沖突，因此，導致重新響應和響應延遲。除此以外，目前的碼分多址系統(tǒng)利用緊功率控制來克服每個移動臺造成的干擾。通常都要求接入這個系統(tǒng)的用戶一開始就執(zhí)行接入檢測程序，在這個程序中多次發(fā)射尋呼響應，不斷提高功率電平，直到基站收到這個響應。但是，這樣會導致響應延遲時間明顯延長。
因此，需要一種方法和一種設備，在有移動臺的無線通信系統(tǒng)中選擇通信小區(qū)，向這個移動臺發(fā)出調(diào)度呼叫而沒有延遲，也不會對其它呼叫造成干擾。
圖2是無線通信系統(tǒng)一個基站的框圖。
圖3是能按照本發(fā)明的優(yōu)選實施例工作的無線通信系統(tǒng)的一個時序圖。
圖4是能按照本發(fā)明的另外一個實施例工作的無線通信系統(tǒng)的一個時序圖。
圖5是能按照本發(fā)明的優(yōu)選實施例工作的無線通信系統(tǒng)的一個流程圖。
優(yōu)選實施例本發(fā)明提供一種方法和一種設備，用于在包括移動臺的無線通信系統(tǒng)中選擇通信小區(qū)，調(diào)度呼叫將發(fā)往這些移動臺。這些移動臺可以包括(但不限于)一個對講群中的成員使用的移動臺，例如(但不限于)警官和救火隊員這樣的對講群。本發(fā)明的優(yōu)選實施例首先確認在一個通信小區(qū)中至少有這個對講群中的一個成員，然后為這個通信小區(qū)提供服務的基站才向這個通信小區(qū)發(fā)出一個群呼。
每個通信小區(qū)中的基站發(fā)射一個消息，例如但不限于群呼尋呼消息，通知調(diào)度呼叫的一個對講群的成員。對講群成員可以在基站發(fā)出群呼尋呼消息以后的一個時間窗內(nèi)用一個射頻脈沖能量發(fā)射響應這個群呼尋呼消息。這個射頻脈沖能量發(fā)射可以包括(但不限于)沒有任何信息的一個射頻能量短持續(xù)時間脈沖串，它的頻率可以限制在無線電系統(tǒng)的帶寬內(nèi)。在通信小區(qū)內(nèi)移動臺的發(fā)射說明存在移動臺，因此至少有一個對講群成員在這個通信小區(qū)內(nèi)。于是，如果一個通信小區(qū)的基站收到來自移動臺的脈沖信號的發(fā)射，那么至少有一個對講群成員在這個通信小區(qū)內(nèi)，基站可以向這個通信小區(qū)發(fā)出群呼。移動臺最好在群呼尋呼以后的一個時間窗內(nèi)發(fā)出一個響應，使得對這個通信系統(tǒng)中其它呼叫的影響最小。將響應限制在一個很小的時間窗內(nèi)還能夠減少例如由于無線電信道上隨機噪聲脈沖串造成的虛假響應。特別是在例如(但不限于)碼分多址通信系統(tǒng)這樣的無線通信系統(tǒng)里，移動臺造成的干擾可以通過功率控制來降低。因此，通過將響應限制在限定時間窗內(nèi)的一個極短的持續(xù)時間內(nèi)，作為對群呼尋呼的響應發(fā)出的脈沖可以減少對服務于沒有功率控制的移動臺的基站的干擾。
在本發(fā)明的另外一個實施例中，通信小區(qū)內(nèi)的多個對講群成員可以在不同的時間窗內(nèi)作出響應，從而使群呼尋呼響應對其它移動臺造成的干擾最小，大量單元在同一個時間窗內(nèi)發(fā)出響應的時候會導致這樣的干擾。多個對講群成員可以按照(但不限于)ALOHA方式在一段隨機延遲以后在多個時間窗內(nèi)作出響應，以避免對講群成員的響應之間發(fā)生沖突。夏威夷大學命名的ALOHA是一種接入技術，它允許產(chǎn)生新消息的時候移動臺在信道上發(fā)射新的消息。ALOHA隨機接入方式對于基站什么時候發(fā)出消息沒有任何限制。在這種ALOHA方式中，不管什么時候有消息，基站都要發(fā)射，還要監(jiān)視從移動臺的發(fā)射?；蛘呤峭ㄟ^將隨機發(fā)射限制在固定的時隙內(nèi)或者是時間窗內(nèi)，可以采用劃分了時隙的ALOHA方案。這樣，所有移動臺必須有一個時間基準來發(fā)射響應。
除此以外，如果一個對講群成員在等待發(fā)出響應的時候發(fā)現(xiàn)來自另外一個對講群成員發(fā)出的響應，這個對講群成員就根本不需要發(fā)出響應。例如，對講群XYZ的1號成員響應一個群呼尋呼，正在等待對這個群呼尋呼作出響應的對講群XYZ的2號成員發(fā)現(xiàn)1號成員已經(jīng)對這個群呼尋呼作出響應，于是2號成員就不需要對這個群呼尋呼消息作出響應。如果2號成員不響應，就會使對群呼尋呼作出響應的移動臺最少。因此，多個時間窗使得移動臺對群呼尋呼作出響應所造成的功率干擾最小，增加基站的響應時間。
如上所述，本發(fā)明是通過幾個優(yōu)選實施例來進行描述的，具體而言，是針對按照幾個通信標準中的至少一個工作的無線通信系統(tǒng)來描述的。這些標準包括模擬、數(shù)字或者雙模式通信系統(tǒng)協(xié)議，例如但不限于高級移動電話系統(tǒng)(AMPS)、窄帶高級移動電話系統(tǒng)(NAMPS)、全球移動通信系統(tǒng)(GSM)、IS-95A碼分多址(CDMA)數(shù)字蜂窩系統(tǒng)、個人通信系統(tǒng)(PCS)以及這些協(xié)議的變形和演化。如

圖1所示，無線通信系統(tǒng)100包括一個移動交換中心(MSC)103、多個基站控制器(BSC)106為整個服務區(qū)109提供服務。每個基站控制器106都有與之相關的多個基站112在整個服務區(qū)109內(nèi)為通信小區(qū)提供服務，一般地表示為115和117。移動交換中心103、基站控制器106和基站112按照可用標準(一個或多個)進行工作，給通信小區(qū)115、117中工作的移動臺118提供無線通信服務，這些單元都可以從Illinois州，Schaumburg的摩托羅拉公司買到。
基站112和移動臺118之間的多址無線通信是通過射頻(RF)信道進行的，它提供物理路徑用來傳輸例如話音、數(shù)據(jù)和視頻這樣的通信信號?；镜揭苿优_的通信在正向鏈路信道中進行，移動臺到基站的通信在反向鏈路信道中進行。
利用碼分多址信道化的通信系統(tǒng)適合用于本發(fā)明的各個實施例。這樣的通信系統(tǒng)是很著名的，在以下文獻中作了詳細描述TIA/EIA臨時標準IS-95A，雙模式寬帶擴頻蜂窩系統(tǒng)的移動臺—基站兼容性，電信工業(yè)協(xié)會，華盛頓特區(qū)，1993年7月(IS-95A)，以及它所有的附錄和修訂版，包括(但不限于)TIA/EIA臨時標準IS-96，(IS-96)，在這里將它們引入作為參考。
在象通信系統(tǒng)100這樣的碼分多址通信系統(tǒng)中，移動交換中心103和基站控制器106確定移動臺118所在服務區(qū)109中的通信小區(qū)115、117，將呼叫傳遞給最少數(shù)量的基站112，因此，可以更加有效地利用通信資源。移動交換中心103和基站106發(fā)射消息給位于服務區(qū)109中通信小區(qū)115、117里的基站112。該消息可以是(但不限于)廣播尋呼消息。多個基站112發(fā)射消息給通信小區(qū)115、117內(nèi)的移動臺118，在發(fā)出呼叫之前確定對講群是否有至少一個成員在這個通信小區(qū)115、117內(nèi)使用移動臺118。收到尋呼消息的移動臺118在一個碼分多址信道中產(chǎn)生一個響應標志，例如(但不限于)一個射頻脈沖能量發(fā)射，說明從基站112收到了該消息。射頻脈沖能量發(fā)射也可以是在時分多址控制信道中發(fā)送的。移動交換中心103和基站控制器106向至少一個移動臺118所在通信小區(qū)115內(nèi)的基站112，也就是移動臺118產(chǎn)生一個響應標志的地方，發(fā)出一個調(diào)度呼叫或者是一個群呼請求。相反，如果基站112沒有檢測到來自通信小區(qū)117中的任何移動臺118的任何響應標志，則移動交換中心103和基站控制器106就不會向為沒有任何移動臺對該消息作出響應的這個通信小區(qū)117提供服務的基站112發(fā)出呼叫。因此，通過選擇在那些通信小區(qū)115中至少有一個移動臺118的通信小區(qū)115、117，就能夠更加有效地利用通信資源。
參考圖2，基站112適合于響應和接收移動臺118發(fā)出的一個響應標志，例如但不限于射頻脈沖能量發(fā)射，說明對講群中的一個成員115在通信小區(qū)內(nèi)。基站112具有天線203、接收機206、處理器209和存儲器212，按照眾所周知的方式連接起來。
天線203跟接收機206連接，它會從移動臺118接收射頻脈沖能量發(fā)射。跟接收機206和存儲器212連接的處理器209執(zhí)行一個程序或者一組操作指令，實現(xiàn)本發(fā)明的優(yōu)選實施例。處理器209也可以跟基站控制器106連接，從基站控制器106接收指令。存儲器212儲存程序或者操作指令，用來實現(xiàn)本發(fā)明的優(yōu)選實施例。基站112通過天線203發(fā)射消息給基站112提供服務的通信小區(qū)115內(nèi)的移動臺118。從基站112接收消息的移動臺118可以用一個響應標志作出響應，說明至少有一個移動臺118在基站112提供服務的通信小區(qū)115內(nèi)?；?12可以通過天線203接收響應標志，由處理器209用儲存在基站112的存儲器212內(nèi)的程序或者一組操作指令進行處理?；究刂破?06通過處理器209告訴基站112如何進行下去。具體而言，基站控制器106可以讓基站112發(fā)射一個調(diào)度呼叫或者一個群呼請求給通信小區(qū)115內(nèi)的移動臺118。
如圖3所示，通信小區(qū)115、117內(nèi)的基站112在發(fā)射完消息之后既可以接收也可以不接收響應。發(fā)射完消息后基站112可能會遇到以下的情形。首先，基站112可能在時間窗303中從通信小區(qū)115收到移動臺118的多個響應，就象1號基站一樣。其次，基站有可能從通信小區(qū)115收到移動臺118的多個響應，它們可能在時間窗303上發(fā)生重疊，就象2號基站那樣。第三，基站112可能在時間窗303中從通信小區(qū)115收到移動臺118的一個響應，就象3號基站那樣。最后，基站112可能在時間窗303內(nèi)沒有收到任何的響應，就象4號基站那樣。移動臺118可以在基站112發(fā)射完消息以后在時間窗303內(nèi)作出響應，以便減少移動臺118造成的干擾。如上所述，在本發(fā)明的另外一個實施例中，如果在同一個通信小區(qū)115內(nèi)多個移動臺118中有任何一個對消息先作出響應，通信小區(qū)115內(nèi)的其它移動臺118就不需要作出響應。減少對基站112的消息作出響應的移動臺118的數(shù)量能夠減少對這個系統(tǒng)中沒有功率控制的移動臺118的其它成員造成的干擾。
本發(fā)明的另外一個實施例可以給通信小區(qū)115內(nèi)的每個移動臺118分配不同的時間窗410、413、416。如圖4所示，通信小區(qū)115內(nèi)的基站112在發(fā)射完消息以后可以從同一個通信小區(qū)115內(nèi)的每一個移動臺118接收響應，也可以不這樣做。如上所述，多個時間窗410、413、416減少了移動臺1118響應群呼尋呼帶來的功率干擾，同時增加基站112的響應時間。例如，可以給1號移動臺分配1號時間窗410，給2號移動臺和直到n號移動臺的所有其它移動臺分配2號時間窗413一直到n號時間窗416。通信小區(qū)115內(nèi)的1號移動臺可以在1號時間窗410內(nèi)響應為這個通信小區(qū)115提供服務的基站112發(fā)送的發(fā)射。2號移動臺和所有其它移動臺118，包括一直到n號移動臺的所有移動臺，不必對基站112發(fā)送的發(fā)射作出響應。2～n號移動臺可以在1號時間窗410內(nèi)檢測1號移動臺發(fā)送的脈沖。因此，2～n號移動臺可以不響應在2號時間窗413到n號時間窗416期間基站112發(fā)送的尋呼消息。
按照本發(fā)明的優(yōu)選實施例，同時參考圖5，說明用于在無線通信系統(tǒng)中選擇通信小區(qū)的一種方法500。
方法500從步驟503和506開始，基站112發(fā)送一則消息給無線通信系統(tǒng)中的通信小區(qū)115、117，以確定這個通信小區(qū)115、117中是否有至少一個移動臺118。在步驟509中，如果沒有任何移動臺在通信小區(qū)117中，基站112就可能檢測不到這個通信小區(qū)117內(nèi)移動臺發(fā)射的響應標志。但是如果有至少一個移動臺在這個通信小區(qū)115中，基站112就有可能從這個通信小區(qū)115的移動臺118檢測到響應標志。在步驟512中，移動臺118可以產(chǎn)生一個響應標志，例如(但不限于)射頻脈沖能量發(fā)射，以確定至少有一個移動臺在這個通信小區(qū)115中。但是如果通信小區(qū)115有多個移動臺118，基站112就有可能在步驟515中檢測不到小區(qū)115中每個移動臺118的響應標志。通信小區(qū)115中的一些移動臺118可能會認識到同一個通信小區(qū)115中有一個移動臺118已經(jīng)在它們對消息做出響應之前產(chǎn)生了一個響應標志。但是在步驟518中，如果移動臺118沒有發(fā)現(xiàn)另外一個移動臺118已經(jīng)產(chǎn)生了一個響應標志，移動臺118就有可能產(chǎn)生一個響應標志。這樣，在步驟521中，基站112就會檢測到一個響應標志，發(fā)出一個呼叫給通信小區(qū)115，其中至少有一個移動臺118產(chǎn)生過響應標志，說明這個通信小區(qū)115有移動臺。
可以對本發(fā)明進行許多改變和修改而不會脫離它的實質(zhì)和范圍。上面討論了一些改變的范圍。顯然根據(jù)權利要求還可以有其它的改變范圍。
權利要求
1.一種確定多個小區(qū)中選中的小區(qū)的方法，用于具有多個通信小區(qū)和工作在多個通信小區(qū)中所選中小區(qū)內(nèi)的多個移動臺的無線通信系統(tǒng)中，該方法包括以下步驟在每個小區(qū)中向多個移動臺發(fā)射消息；和檢測多個小區(qū)中選中的那些小區(qū)的響應標志，其中的響應標志包括在多個小區(qū)中選中的那些小區(qū)工作的多個移動臺中的至少一個移動臺產(chǎn)生的射頻脈沖能量發(fā)射。
2.權利要求1的方法，還包括將呼叫業(yè)務發(fā)往給多個小區(qū)中選中的那些小區(qū)里多個移動臺的步驟。
3.權利要求1的方法，其中檢測響應標志的步驟包括在發(fā)射完消息以后的預定檢測窗口內(nèi)檢測射頻脈沖能量發(fā)射的步驟。
4.權利要求1的方法，其中檢測響應標志的步驟包括檢測多個響應標志，其中多個響應標志中的每一個都包括射頻能量發(fā)射，在時間上隨機地由移動臺中的每一個在發(fā)射完消息以后的預定時間窗內(nèi)產(chǎn)生。
5.一種響應尋呼消息的方法，用在有多個通信小區(qū)和工作在多個通信小區(qū)所選中小區(qū)內(nèi)的多個移動臺無線通信系統(tǒng)中，該方法包括以下步驟工作在多個通信小區(qū)中選中的那些小區(qū)之一里的移動臺接收尋呼消息；和在所述移動臺產(chǎn)生射頻脈沖能量發(fā)射。
6.權利要求5的方法，其中的產(chǎn)生步驟包括在收到尋呼消息后的預定時間窗內(nèi)產(chǎn)生射頻脈沖能量發(fā)射。
7.權利要求5的方法，還包括以下步驟工作在多個通信小區(qū)中選中的那些小區(qū)之一里的第二移動臺接收尋呼消息；第二移動臺檢測移動臺發(fā)射的射頻脈沖能量發(fā)射；和第二移動臺放棄產(chǎn)生第二個射頻脈沖能量發(fā)射。
8.一種用于確定多個通信小區(qū)里選中的小區(qū)的設備，用在具有多個通信小區(qū)和工作在多個通信小區(qū)中所選中小區(qū)內(nèi)的多個移動臺的無線通信系統(tǒng)中，該設備包括接收機，用來接收來自移動臺的射頻通信信號；存儲器，用于保存操作指令；和處理器，與接收機和存儲器連接，該處理器按照操作指令對射頻通信信號進行處理來檢測響應標志。
9.一種發(fā)出群呼請求的方法，用在具有多個通信小區(qū)和工作在多個通信小區(qū)里所選中小區(qū)中的多個移動臺的無線通信系統(tǒng)中，該方法包括以下步驟在每個小區(qū)內(nèi)發(fā)射消息給多個移動臺；和檢測多個小區(qū)中選中的那些小區(qū)的響應標志，其中的響應標志包括工作在多個小區(qū)中被選中的那些小區(qū)的多個移動臺中的至少一個移動臺產(chǎn)生的射頻脈沖能量發(fā)射。
10.權利要求9的方法，還包括以下步驟工作在多個通信小區(qū)中被選中的那些小區(qū)之一里的第二移動臺接收消息；第二個移動臺檢測來自移動臺的射頻脈沖能量發(fā)射；和在第二個移動臺內(nèi)放棄產(chǎn)生第二射頻脈沖能量發(fā)射。
全文摘要
在有多個通信小區(qū)(115，117)和在多個通信小區(qū)(115，117)中選擇的那些小區(qū)工作的多個移動臺(118)的無線通信系統(tǒng)(100)里，用于選擇那些通信小區(qū)(115，117)的方法和設備。在每個通信小區(qū)(115，117)中，基站(112)發(fā)射一條消息給移動臺(118)，檢測多個通信小區(qū)(115，117)中選中的那些小區(qū)的響應標志。這個響應標志可以是工作在多個通信小區(qū)(115，117)中選中的那些小區(qū)的多個移動臺(118)產(chǎn)生的射頻脈沖能量發(fā)射。基站(112)將呼叫發(fā)送給多個通信小區(qū)(115，117)中選中的那些小區(qū)的多個移動臺(118)。
文檔編號H04W68/02GK1401194SQ01801624
公開日2003年3月5日 申請日期2001年5月1日 優(yōu)先權日2000年6月6日
發(fā)明者邁克爾·J·尼達姆, 蒂莫西·J·威爾遜, 利·奇尼察 申請人:摩托羅拉公司