專(zhuān)利名稱(chēng)：通過(guò)外部控制使無(wú)線通信系統(tǒng)中移動(dòng)臺(tái)工作于多模方式的制作方法
背景申請(qǐng)人的發(fā)明涉及電信通信，更具體而言，是涉及采用各種工作模式(模擬、數(shù)字、雙模等)及諸如頻分多址(FDMA)、時(shí)分多址(TDMA)、碼分多址(CDMA)和混合FDMA/TDMA/CDMA的接入技術(shù)的無(wú)線通信系統(tǒng)，例如蜂窩與衛(wèi)星無(wú)線系統(tǒng)。本發(fā)明的各個(gè)具體方面的目的在于用于增強(qiáng)信息接收與發(fā)送過(guò)程的技術(shù)。
接下來(lái)描述了本發(fā)明可能的應(yīng)用環(huán)境。該綜述的意圖是在于提供眾所周知的系統(tǒng)及相關(guān)術(shù)語(yǔ)的全面的概況，以便從中能夠獲得本發(fā)明更好的理解。
在北美，數(shù)字蜂窩無(wú)線電話系統(tǒng)即數(shù)字先進(jìn)移動(dòng)電話業(yè)務(wù)(D-AMPS)正在提供數(shù)字通信與多址技術(shù)(例如TDMA)電信工業(yè)協(xié)會(huì)與電子工業(yè)協(xié)會(huì)(TIA/EIA)公布了臨時(shí)標(biāo)準(zhǔn)TIA/EIA/IS-54-B“雙模移動(dòng)臺(tái)--基站兼容標(biāo)準(zhǔn)”中規(guī)范的一些特點(diǎn)，其所公開(kāi)的內(nèi)容明確地在此結(jié)合作為參照。因?yàn)榇罅康默F(xiàn)存使用者基站設(shè)備僅工作于頻分多址(FDMA)的模擬領(lǐng)域，提供用于模擬與數(shù)字通信能力完全兼容的TIA/EIA/IS-54-B是一個(gè)雙模(模擬與數(shù)字)標(biāo)準(zhǔn)。例如，TIA/EIA/IS-54-B標(biāo)準(zhǔn)提供了FDMA模擬話音信道(AVC)與TDMA數(shù)字業(yè)務(wù)信道(DTC)。采用頻率調(diào)制的無(wú)線載頻信號(hào)實(shí)現(xiàn)了AVC與DTC，該無(wú)線載頻信號(hào)的頻率接近800兆赫(MHz)以便每個(gè)無(wú)線信道具有30千赫(KHz)的頻譜寬度。
在TDMA蜂窩無(wú)線電話系統(tǒng)中，每個(gè)無(wú)線信道劃分為一系列的時(shí)隙，其每個(gè)都包含來(lái)自數(shù)據(jù)源的一個(gè)突發(fā)信息，例如一部分?jǐn)?shù)字編碼話音對(duì)話。時(shí)隙分組為含有預(yù)定時(shí)長(zhǎng)的連續(xù)TDMA幀。每個(gè)TDMA幀中的時(shí)隙數(shù)量涉及能夠同時(shí)共享無(wú)線信道的不同用戶(hù)的數(shù)目。如果指定一個(gè)TDMA幀中每個(gè)時(shí)隙給每個(gè)不同的用戶(hù)，那么一個(gè)TDMA幀的時(shí)長(zhǎng)是指定給同一個(gè)用戶(hù)連續(xù)時(shí)隙之間的最小時(shí)間量。
指定給同一個(gè)用戶(hù)的連續(xù)時(shí)隙(該時(shí)隙通常不是無(wú)線載頻上的連續(xù)時(shí)隙)構(gòu)成了用戶(hù)數(shù)字業(yè)務(wù)信道，可以認(rèn)為該業(yè)務(wù)信道是指定給用戶(hù)的邏輯信道。正如下面更詳細(xì)的描述，也能夠提供數(shù)字控制信道(DCC)用于通信控制信號(hào)，此種DCC是一系列通常無(wú)線載頻上的非連續(xù)時(shí)隙構(gòu)成的一個(gè)邏輯信道。
在僅如上面描述的一個(gè)TDMA系統(tǒng)的許多可能的實(shí)施方案之一中，TIA/EIA/IS-54-B標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定每個(gè)TDMA幀由六個(gè)連續(xù)時(shí)隙構(gòu)成，并且具有40毫秒(msec)的時(shí)長(zhǎng)。因此，每個(gè)無(wú)線信道能夠傳送三個(gè)到六個(gè)DTC(例如三個(gè)到六個(gè)電話通話)，這要依賴(lài)于用于對(duì)通話進(jìn)行數(shù)字編碼的語(yǔ)音編/譯碼器(codecs)的信源速率。此種語(yǔ)音編/譯碼器(codecs)能夠工作于全速率或者半速率。一個(gè)全速率DTC在給定的時(shí)段內(nèi)要求兩倍于半速率DTC的時(shí)隙，在TIA/EIA/IS-54-B中，每個(gè)全速率DTC占用每個(gè)TDMA幀的兩個(gè)時(shí)隙，即TDMA幀六個(gè)時(shí)隙的第一個(gè)與第四個(gè)、第二個(gè)與第五個(gè)、或者第三個(gè)與第六個(gè)。每個(gè)半速率占用每個(gè)TDMA幀的一個(gè)時(shí)隙。在每個(gè)DTC時(shí)隙期間，發(fā)送324比特，其中主要部分260比特用于編譯碼器(codec)的語(yǔ)音輸出以及包含用于語(yǔ)音輸出的糾錯(cuò)編碼，剩余比特用于保護(hù)時(shí)間與諸如同步的開(kāi)銷(xiāo)信令目的。
可以看到TDMA蜂窩系統(tǒng)工作于緩存突發(fā)或者間歇發(fā)送模式每個(gè)移動(dòng)臺(tái)僅在其指定的時(shí)隙內(nèi)發(fā)送(與接收)。例如，對(duì)于全速率，移動(dòng)臺(tái)可能在時(shí)隙1內(nèi)發(fā)送、時(shí)隙2內(nèi)接收、時(shí)隙3內(nèi)空閑、時(shí)隙4內(nèi)發(fā)送、時(shí)隙5內(nèi)接收、以及時(shí)隙6內(nèi)空閑，并且隨后在接下來(lái)的TDMA幀內(nèi)重復(fù)上述循環(huán)。因此，移動(dòng)臺(tái)(可以是電池供電)能夠關(guān)閉或睡眠以便在其既不發(fā)送也不接收的時(shí)隙內(nèi)省電。
除了話音或者業(yè)務(wù)信道外，蜂窩無(wú)線通信系統(tǒng)也提供尋呼/接入或者控制信道，用來(lái)傳送基站與移動(dòng)臺(tái)之間的呼叫建立信息。例如，根據(jù)TIA/EIA/IS-54-B，有二十一個(gè)專(zhuān)用模擬控制信道(ACC)，它們具有接近800MHz的預(yù)定固定頻率用于發(fā)送與接收。由于總是在同樣的頻率上找到這些ACC，所以移動(dòng)臺(tái)能夠非常容易地定位與監(jiān)控這些ACC。
例如，TIA/EIA/IS-54-B系統(tǒng)中的移動(dòng)臺(tái)處于空閑狀態(tài)(即開(kāi)機(jī)但是沒(méi)有呼出或呼入)時(shí)，調(diào)諧并且定期地監(jiān)控最強(qiáng)的控制信道(通常移動(dòng)臺(tái)在該時(shí)刻位于小區(qū)的控制信道上)，能夠通過(guò)對(duì)應(yīng)的基站接收或者發(fā)起呼叫。當(dāng)移動(dòng)臺(tái)處于空閑狀態(tài)并在小區(qū)之間移動(dòng)時(shí)，它將最終“丟失”“老的”小區(qū)控制信道上的無(wú)線連接并且調(diào)諧于“新的”小區(qū)控制信道。通過(guò)掃描已知頻率的所有可用控制信道來(lái)找到“最好”的控制信道，可自動(dòng)地實(shí)現(xiàn)對(duì)控制信道的初始調(diào)諧和隨后的再調(diào)諧。當(dāng)移動(dòng)臺(tái)具有較好接收質(zhì)量的控制信道被找到時(shí)，它依然保持在該已調(diào)諧的信道直到質(zhì)量再次地惡化。藉此方式，移動(dòng)臺(tái)保持同系統(tǒng)的“聯(lián)系”。
當(dāng)移動(dòng)臺(tái)處于空閑狀態(tài)時(shí)，它必須監(jiān)視用于尋呼尋址該移動(dòng)臺(tái)消息的控制信道。例如，當(dāng)一個(gè)普通電話(有線)用戶(hù)呼叫一個(gè)移動(dòng)用戶(hù)時(shí)，呼叫從公共電話交換網(wǎng)絡(luò)(PSTN)被引至移動(dòng)交換中心(MSC)，移動(dòng)交換中心分析所撥打的號(hào)碼。如果所撥的號(hào)碼合法，那么MSC要求多個(gè)無(wú)線基站的某些或者全部通過(guò)它們各自的控制信道發(fā)送包含有被叫移動(dòng)臺(tái)識(shí)別號(hào)碼(MIN)的尋呼信息來(lái)尋呼被叫移動(dòng)臺(tái)。接收到一個(gè)尋呼信息的每個(gè)空閑移動(dòng)臺(tái)把自己存儲(chǔ)的MIN與接收的MIN相比較。與存儲(chǔ)MIN匹配的移動(dòng)臺(tái)通過(guò)特定的控制信道發(fā)送尋呼響應(yīng)給基站，基站轉(zhuǎn)發(fā)尋呼響應(yīng)給MSC。
一旦收到尋呼響應(yīng)，MSC選擇一個(gè)對(duì)接收該尋呼響應(yīng)的基站可用的AVC或者DTC，打開(kāi)該基站中對(duì)應(yīng)的無(wú)線收發(fā)信機(jī)，并且使得該基站經(jīng)由控制信道發(fā)送信息給被叫移動(dòng)臺(tái)以便命令該被叫移動(dòng)臺(tái)調(diào)諧至所選的話音或者業(yè)務(wù)信道。一旦移動(dòng)臺(tái)已經(jīng)調(diào)諧至所選的AVC或DTC，它將建立呼叫的直接連接。
在含有TIA/EIA/IS-136中規(guī)定的數(shù)字控制信道(DCCH)的系統(tǒng)中，已經(jīng)改進(jìn)了含有TIA/EIA/IS-54-B中規(guī)定的ACC系統(tǒng)的性能，TIA/EIA/IS-136中公開(kāi)的內(nèi)容明確地在此結(jié)合作為參考。每個(gè)TIA/EIA/IS-54-B無(wú)線信道能夠使用這種DCCH來(lái)傳送僅DTC、僅DCCH、或者DTC與DCCH二者的混合。TIA/EIA/IS-136主體框架內(nèi)，每個(gè)無(wú)線載頻能夠含有高達(dá)三個(gè)全速率的DTC/DCCH，或者六個(gè)半速率的DTC/DCCH，或者二者之間的任何組合，例如一個(gè)全速率與四個(gè)半速率的DTC/DCCH。
然而，總的說(shuō)來(lái)，DCCH的發(fā)送速率沒(méi)有必要符合TIA/EIA/IS-54-B中規(guī)定的半速率與全速率，DCCH時(shí)隙的長(zhǎng)度可以不是統(tǒng)一的，并且可以不符合DTC時(shí)隙的長(zhǎng)度?？梢栽谝粋€(gè)TIA/EIA/IS-54-B的無(wú)線信道上定義DCCH，并且例如DCCH可以由連續(xù)TDMA時(shí)隙流中的每個(gè)第n個(gè)時(shí)隙構(gòu)成。在此情況下，每個(gè)DCCH的長(zhǎng)度可以等于或者不等于6.67ms，該長(zhǎng)度是根據(jù)TIA/EIA/IS-54-B的DTC時(shí)隙長(zhǎng)度。可選擇地(并且沒(méi)有對(duì)其它可能的選擇方案的限制)，可以采用本領(lǐng)域的技術(shù)人員所熟悉的其它方式定義這些DCCH。
蜂窩電話系統(tǒng)中，要求具有空中鏈路協(xié)議以便允許移動(dòng)臺(tái)與基站與MSC通信。通信鏈路協(xié)議用來(lái)發(fā)起與接收蜂窩電話呼叫。通信鏈路協(xié)議在通信行業(yè)內(nèi)一般稱(chēng)作第二層(Layer2)協(xié)議，其功能體包括對(duì)第三層(Layer3)消息的定界或組幀。能夠在駐留在移動(dòng)臺(tái)和蜂窩交換系統(tǒng)內(nèi)的通信Layer3對(duì)等實(shí)體之間發(fā)送這些Layer3消息。物理層(Layer1)定義了物理通信信道的參數(shù)，例如無(wú)線頻率間隔、調(diào)制特性等等。Layer2定義了處于物理信道限制內(nèi)的消息準(zhǔn)確發(fā)送所必需的技術(shù)，例如糾錯(cuò)與錯(cuò)誤檢測(cè)等等。Layer3定義了通過(guò)物理信道的接收程序與發(fā)送的消息處理程序。
參照

圖1、2(a)與2(b)能夠總體上描述移動(dòng)臺(tái)與蜂窩交換系統(tǒng)(基站與MSC)之間的通信。圖1示意性地圖解說(shuō)明了多個(gè)Layer3消息11、Layer2幀13、Layer1信道突發(fā)或者時(shí)隙15。圖1中，對(duì)應(yīng)每個(gè)Layer3消息的每組信道突發(fā)可以構(gòu)成如上描述的一個(gè)邏輯信道，對(duì)給定Layer3消息的信道突發(fā)通常在一個(gè)TIA/EIA/136載頻上不是連續(xù)的時(shí)隙。另一方面，信道突發(fā)也可能是連續(xù)的。一個(gè)時(shí)隙一結(jié)束，下一個(gè)時(shí)隙就能夠開(kāi)始。
每個(gè)Layer1信道15包含一個(gè)完整的Layer2幀以及其它消息，例如糾錯(cuò)信息和其它用于Layer1操作的開(kāi)銷(xiāo)信息。每個(gè)Layer2幀包含至少一部分Layer3消息以及用于Layer2操作的開(kāi)銷(xiāo)消息。盡管每個(gè)Layer3消息在圖1中沒(méi)有示出，但是它將包含可以認(rèn)為是消息負(fù)荷、識(shí)別各個(gè)消息類(lèi)型的標(biāo)題部分、以及可能是填充字符的各種信息單元。
每個(gè)Layer1突發(fā)與每個(gè)Layer2幀劃分為多個(gè)不同的字段。尤其是，每個(gè)Layer2幀內(nèi)的有限長(zhǎng)度DATA字段包含Layer3消息11。由于Layer3消息具有可變長(zhǎng)度(依賴(lài)于包含在Layer3消息中的信息數(shù)量)，對(duì)于發(fā)送一個(gè)單獨(dú)的Layer3消息可能需要多個(gè)Layer2幀。結(jié)果是發(fā)送完整的Layer3消息也可能需要多個(gè)Layer1信道突發(fā)，因?yàn)樾诺劳话l(fā)與Layer2幀之間有一對(duì)一的對(duì)應(yīng)性。
正如上面所述的，當(dāng)需要不止一個(gè)信道突發(fā)來(lái)發(fā)送一個(gè)Layer3消息時(shí)，這幾個(gè)突發(fā)通常不是無(wú)線信道上的連續(xù)突發(fā)。此外，幾個(gè)突發(fā)通常甚至不是用來(lái)傳送Layer3消息的專(zhuān)用于特定邏輯信道的連續(xù)突發(fā)。由于需要時(shí)間來(lái)接收、處理以及對(duì)每個(gè)收到突發(fā)進(jìn)行響應(yīng)，通常以交錯(cuò)的方式來(lái)發(fā)送所要求發(fā)送的Layer3消息的突發(fā)，正如圖2(a)中示意性地說(shuō)明的以及上面結(jié)合TIA/EIA/IS-136標(biāo)準(zhǔn)所描述的。
圖2(a)表明了前向(或下行鏈路)DCCH的一般實(shí)例，其中DCCH配置為包含于在一個(gè)載頻上發(fā)送的連續(xù)時(shí)隙1，2，...的連續(xù)時(shí)隙1，2，...，N，...。可以例如TIA/EIA/IS-136所規(guī)定的那樣在一個(gè)無(wú)線信道上定義這些DCCH時(shí)隙，這些DCCH時(shí)隙(例如正如圖2(a)中所看到的)由一系列連續(xù)時(shí)隙的每隔第n個(gè)時(shí)隙構(gòu)成。每個(gè)DCCH時(shí)隙時(shí)長(zhǎng)可以是也可以不是6.67msec，該長(zhǎng)度是依據(jù)TIA/EIA/IS-54-B標(biāo)準(zhǔn)的DTC長(zhǎng)度。
正如圖2(a)中所示的，可以把DCCH組織成超幀(SF)，每個(gè)超幀包括傳送不同種類(lèi)信息的許多邏輯信道。在超幀中可以分配一個(gè)或多個(gè)DCCH給每個(gè)邏輯信道。圖2(a)中所示范的下行鏈路超幀包括三個(gè)邏輯信道一個(gè)包括用于開(kāi)銷(xiāo)信息的六個(gè)連續(xù)時(shí)隙的廣播控制信道(BCCH)、一個(gè)包括一個(gè)用于尋呼消息時(shí)隙的尋呼信道(PCH)、以及一個(gè)包括一個(gè)用于信道指配與其它消息的時(shí)隙的接入響應(yīng)信道(ARCH)。2(a)中所示范的超幀的余下時(shí)隙可以專(zhuān)用于其它邏輯信道，例如附加的尋呼信道PCH或者其它信道。由于移動(dòng)臺(tái)的數(shù)量通常比超幀中的時(shí)隙大得多，所以每個(gè)尋呼時(shí)隙用于尋呼共享某些獨(dú)特特性(例如MIN的最后數(shù)字)的幾個(gè)移動(dòng)臺(tái)。
圖2(b)圖解說(shuō)明了一個(gè)用于前向DCCH時(shí)隙的最佳信息格式。本發(fā)明發(fā)送的每個(gè)時(shí)隙包括許多字段，圖2(b)表示了該字段之前的每個(gè)字段的比特?cái)?shù)目。SYNC字段發(fā)送的比特傳統(tǒng)地用于幫助確保編碼超幀相位(CSFP)與DATA字段的準(zhǔn)確接收。SYNC字段包括一個(gè)基站使用的預(yù)定比特模式以找到時(shí)隙的起始。共享信道反饋(SCF)字段用于控制隨機(jī)接入信道(RACH)，移動(dòng)臺(tái)使用該隨機(jī)接入信道(RACH)請(qǐng)求接入系統(tǒng)。CSFP字段傳送一個(gè)編碼超幀的相位值，該編碼超幀相位值使得移動(dòng)臺(tái)能夠找到每個(gè)超幀的起始。這只是前向DCCH時(shí)隙中信息格式的一個(gè)實(shí)例。
基于有效的睡眠模式操作與快速小區(qū)選擇的目的，BCCH可以劃分為許多子信道。眾所周知的一個(gè)BCCH結(jié)構(gòu)是，當(dāng)移動(dòng)臺(tái)能夠接入系統(tǒng)(發(fā)起或者接收呼叫)之前已經(jīng)打開(kāi)(當(dāng)BCCH鎖定到DCCH時(shí))時(shí)，允許移動(dòng)臺(tái)讀出最少量的信息?？臻e移動(dòng)臺(tái)開(kāi)機(jī)后，需要定期地監(jiān)控其唯一的指定的PCH時(shí)隙(通常每個(gè)超幀中一個(gè))。移動(dòng)臺(tái)在其它時(shí)隙期間能夠處于睡眠。移動(dòng)臺(tái)花費(fèi)在讀出尋呼消息的時(shí)間與其花費(fèi)在睡眠時(shí)間之比是可控的，并且表示了呼叫建立延時(shí)與功耗之間的折衷。
由于每個(gè)TDMA時(shí)隙具有一定的固定信息傳送容量，每個(gè)突發(fā)典型地只傳送上述的一部分Layer3消息。在上行鏈路方向，多個(gè)移動(dòng)臺(tái)在競(jìng)爭(zhēng)的基礎(chǔ)上嘗試與系統(tǒng)通信，此時(shí)多個(gè)移動(dòng)臺(tái)在監(jiān)聽(tīng)來(lái)自系統(tǒng)的下行鏈路方向上發(fā)送的Layer3消息。在已知的系統(tǒng)中，必須使用與發(fā)送整個(gè)Layer3所要求一樣多的TDMA信道突發(fā)來(lái)傳送任何給定的Layer3消息。
數(shù)字控制與業(yè)務(wù)信道基于某些理由是所需要的，這些理由例如支持移動(dòng)臺(tái)較長(zhǎng)的睡眠時(shí)間從而導(dǎo)致更長(zhǎng)的電池壽命。
數(shù)字業(yè)務(wù)信道與數(shù)字控制信道具有已經(jīng)擴(kuò)展了的用于優(yōu)化系統(tǒng)容量與支持分層小區(qū)結(jié)構(gòu)的功能體，即宏小區(qū)、微小區(qū)、微微小區(qū)結(jié)構(gòu)等。術(shù)語(yǔ)“宏小區(qū)”一般指的是含有與傳統(tǒng)的蜂窩電話系統(tǒng)(即半徑至少1公里)中的小區(qū)范圍相當(dāng)大小的小區(qū)，術(shù)語(yǔ)“微小區(qū)”與“微微小區(qū)”通常指的是累進(jìn)的更小小區(qū)。例如，微小區(qū)可能覆蓋一個(gè)公共的室內(nèi)或者戶(hù)外區(qū)域，例如會(huì)議中心或者繁忙的街道，以及微微小區(qū)可能覆蓋一個(gè)辦公室走廊或者一個(gè)聳立的建筑大廈底層。從無(wú)線覆蓋的角度來(lái)看，宏小區(qū)、微小區(qū)、微微小區(qū)可以彼此獨(dú)立或者可以彼此交疊來(lái)處理不同的業(yè)務(wù)模式或無(wú)線環(huán)境。
圖3是示意性的分層或多層蜂窩系統(tǒng)。一個(gè)六邊形表示的一個(gè)傘狀宏小區(qū)10構(gòu)成了一個(gè)交疊蜂窩結(jié)構(gòu)。每個(gè)傘狀小區(qū)可以包含一個(gè)重疊的微小區(qū)結(jié)構(gòu)。傘狀小區(qū)10包括由點(diǎn)線封閉的區(qū)域表示的微小區(qū)20和對(duì)應(yīng)于由點(diǎn)劃線封閉的城市街區(qū)表示的微小區(qū)30、以及微微小區(qū)40、50和60，它們覆蓋了建筑大廈的各自底層。微小區(qū)20與30覆蓋的兩個(gè)城市街道交叉區(qū)域可以是密集的業(yè)務(wù)集中區(qū)域，因此可以表示繁忙地帶。
圖4表示了一個(gè)示例性的蜂窩移動(dòng)無(wú)線電話系統(tǒng)的方框圖，包括一個(gè)示例性的基站110與移動(dòng)臺(tái)120。基站包括一個(gè)控制與處理單元130，該控制與處理單元連接至依次地連接到PSTN(未示出)的MSC 140。此種蜂窩無(wú)線電話系統(tǒng)在技術(shù)上的各個(gè)方面正如授予Wejke等人的U.S.專(zhuān)利No.5,175,867(題為“蜂窩通信系統(tǒng)中的鄰區(qū)輔助切換”)中所描述的，是眾所周知的，該專(zhuān)利在本申請(qǐng)中被引用作為參考。
基站110通過(guò)話音信道收發(fā)信機(jī)150來(lái)處理許多話音信道，該收發(fā)信機(jī)150受控制與處理單元130的控制。同樣地，每個(gè)基站包括一個(gè)控制信道收發(fā)信機(jī)160，該收發(fā)信機(jī)160能夠處理不止一個(gè)控制信道?？刂菩诺朗瞻l(fā)信機(jī)160受控制與處理單元130的控制?？刂菩诺朗瞻l(fā)信機(jī)160經(jīng)由基站或小區(qū)的控制信道來(lái)廣播控制信息給已鎖定到控制信道上的移動(dòng)臺(tái)?？梢岳斫獾?，收發(fā)信機(jī)150與160可實(shí)現(xiàn)為一個(gè)單獨(dú)設(shè)備，例如話音與控制收發(fā)信機(jī)170，用于同DCCH與DTC一起共用同一個(gè)無(wú)線載頻。
移動(dòng)臺(tái)120接收話音與控制收發(fā)信機(jī)170在控制信道上廣播的信息。接著，處理單元180評(píng)估收到的控制信道信息，該信息包括用于移動(dòng)臺(tái)候選鎖定的小區(qū)的特性并且決定移動(dòng)臺(tái)應(yīng)該鎖定在哪一個(gè)小區(qū)。最好是，收到的控制信道信息不但包括與小區(qū)相關(guān)的絕對(duì)信息，而且包含與該控制信道相關(guān)的小區(qū)接近的其它小區(qū)相關(guān)的相對(duì)信息，正如授予Raith某人的U.S.專(zhuān)利號(hào)No.5,353,332(題為“用于無(wú)線電話系統(tǒng)中通信控制的方法與裝置”)中所描述的，該專(zhuān)利在本申請(qǐng)中被引用作為參考。
為了提高用戶(hù)的“通話時(shí)間”，即移動(dòng)臺(tái)電池壽命，可以提供一個(gè)數(shù)字前向控制信道(基站至移動(dòng)臺(tái))來(lái)傳送規(guī)定的用于當(dāng)前模擬前向控制信道(FOCC)的消息類(lèi)型，但是，這種傳送是按照當(dāng)鎖定到FOCC并且在其后只有當(dāng)信息已經(jīng)改變時(shí)才允許空閑移動(dòng)臺(tái)讀出開(kāi)銷(xiāo)消息的格式進(jìn)行的；移動(dòng)臺(tái)其它所有的時(shí)間處于睡眠。此種系統(tǒng)中，基站比其它類(lèi)型的消息更頻繁地廣播一些消息類(lèi)型，移動(dòng)臺(tái)不必讀出每個(gè)廣播的消息。
TIA/EIA/IS-54-B與TIA/EIA/IS-136標(biāo)準(zhǔn)所規(guī)定的系統(tǒng)是電路交換技術(shù)，是一種只要通信終端與系統(tǒng)之間有數(shù)據(jù)交換就建立物理呼叫連接并維持該連接的“面向電路”的通信。電路交換的直接連接作為開(kāi)放著的傳遞途徑提供服務(wù)，允許終端系統(tǒng)使用該電路作為它們認(rèn)為合適的任何用途。盡管電路交換的數(shù)據(jù)通信可以較好地適合于恒定帶寬的應(yīng)用，但是對(duì)于低帶寬和“猝發(fā)”的應(yīng)用相對(duì)地?zé)o效。
分組交換技術(shù)，可以是面向連接的(如X.25)或者是“無(wú)連接的”(如互連網(wǎng)協(xié)議“IP”)，不要求物理連接的建立與拆卸，它顯著地與電路交換技術(shù)不同。對(duì)處理相對(duì)短、猝發(fā)、或者交互操作，這減少了數(shù)據(jù)的等待時(shí)間并增加了信道的效率。無(wú)連接分組交換網(wǎng)絡(luò)分配尋路功能給多個(gè)路由地點(diǎn)，藉此避免了當(dāng)使用集中交換中心時(shí)可能出現(xiàn)的業(yè)務(wù)瓶頸。數(shù)據(jù)是帶有合適的終端-系統(tǒng)尋址的分組并且沿?cái)?shù)據(jù)路徑按獨(dú)立的單元發(fā)送。位于通信終端-系統(tǒng)之間的中間系統(tǒng)(有時(shí)稱(chēng)作“路由器”)基于每個(gè)分組決定最合適的路由來(lái)進(jìn)行傳送。尋路決定是以許多特性為基礎(chǔ)，包括最低成本路由或者成本量度、鏈路容量、等待發(fā)送的分組數(shù)量、鏈路的安全要求、以及中間系統(tǒng)(節(jié)點(diǎn))的操作狀態(tài)。
沿著一個(gè)考慮到路徑度量的路由進(jìn)行的分組傳輸，與單個(gè)電路建立正好相反，提供了應(yīng)用與通信的靈活性。大多數(shù)標(biāo)準(zhǔn)的局域網(wǎng)絡(luò)(LAN)與廣域網(wǎng)絡(luò)(WAN)就是這樣在共同的環(huán)境中演化而來(lái)的。分組交換適合于數(shù)據(jù)通信，因?yàn)槭褂玫脑S多應(yīng)用與設(shè)備(例如鍵盤(pán)終端)是交互的，并且是按猝發(fā)方式發(fā)送數(shù)據(jù)。當(dāng)一個(gè)使用者輸入較多的數(shù)據(jù)進(jìn)入終端或者停下來(lái)并思考一個(gè)問(wèn)題時(shí)，信道不是處于空閑，而是在信道上分組交換交織著來(lái)自幾若干終端的多個(gè)傳輸。
分組數(shù)據(jù)由于路徑獨(dú)立以及路由器在網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)故障情況下具有選擇可選路徑的能力，進(jìn)而提供了更高的網(wǎng)絡(luò)健壯性。因此，分組交換技術(shù)允許更有效地使用網(wǎng)絡(luò)線路。分組技術(shù)提供了基于發(fā)送的數(shù)據(jù)量而不是連接時(shí)間來(lái)對(duì)終端用戶(hù)計(jì)費(fèi)的選擇。如果已經(jīng)設(shè)計(jì)了終端用戶(hù)應(yīng)用來(lái)更有效地使用空中鏈路，那么發(fā)送的分組數(shù)量將最少。如果各個(gè)單個(gè)用戶(hù)業(yè)務(wù)量保持最少，那么業(yè)務(wù)提供者能夠有效地增加網(wǎng)絡(luò)容量。
分組網(wǎng)絡(luò)按通常方式設(shè)計(jì)并基于廣泛的行業(yè)數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)，例如開(kāi)放系統(tǒng)接口(OSI)模型或者TCP/IP協(xié)議棧。這些標(biāo)準(zhǔn)無(wú)論是正式地還是事實(shí)上地已經(jīng)形成了許多年，采用這些協(xié)議的應(yīng)用容易進(jìn)行使用?；跇?biāo)準(zhǔn)的網(wǎng)絡(luò)的主要目標(biāo)是實(shí)現(xiàn)與其它網(wǎng)絡(luò)的互連性。互連網(wǎng)(Internet)是當(dāng)今此種基于標(biāo)準(zhǔn)的網(wǎng)絡(luò)來(lái)實(shí)現(xiàn)這種目標(biāo)的最顯著的實(shí)例。
分組網(wǎng)絡(luò)同Internet或者共同的LAN一樣，是當(dāng)今整個(gè)商業(yè)與通信環(huán)境的一部分。隨著移動(dòng)計(jì)算在這些環(huán)境中變得盛行，決定了諸如使用TIA/EIA/IS-136的這些無(wú)線業(yè)務(wù)提供者最好是立足于提供接入這些網(wǎng)絡(luò)。盡管如此，由蜂窩系統(tǒng)提供的或者提出的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)通常是基于電路交換操作模式，這些數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)使用用于每個(gè)激活的移動(dòng)用戶(hù)的專(zhuān)用無(wú)線信道。
在下面的文獻(xiàn)中描述了一些用于基于電路交換操作模式的蜂窩系統(tǒng)的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的例外，其中包括分組數(shù)據(jù)概念。
U.S.專(zhuān)利4,887,265，題為“數(shù)字蜂窩系統(tǒng)中的分組交換”，Proc.38th IEEE Vehicular Technology Conf.，pp.414-418(1988年6月)，描述了一個(gè)提供共享分組數(shù)據(jù)無(wú)線信道的蜂窩系統(tǒng)，其每一個(gè)能夠提供多個(gè)數(shù)據(jù)呼叫。使用了基本上有規(guī)律的蜂窩信令來(lái)指配一個(gè)特定的分組數(shù)據(jù)信道給請(qǐng)求分組數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的一個(gè)移動(dòng)臺(tái)。系統(tǒng)可以包括用于同分組數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)接口的分組接入點(diǎn)(PAPS)。每個(gè)分組數(shù)據(jù)無(wú)線信道連接至一個(gè)特定的PAP并且因此能夠復(fù)用同該P(yáng)AP相關(guān)的數(shù)據(jù)呼叫。系統(tǒng)發(fā)起切換的方式大部分與同一系統(tǒng)中用于話音呼叫所使用的切換類(lèi)似。當(dāng)分組信道容量不足時(shí)，增加了對(duì)這些情況的一種新切換類(lèi)型。
這些文獻(xiàn)是面向數(shù)據(jù)呼叫的，并且基于使用與普通話音呼叫方式類(lèi)似的系統(tǒng)發(fā)起切換。應(yīng)用這些原理來(lái)提供TDMA蜂窩系統(tǒng)中的通用的分組數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)將導(dǎo)致頻譜效率與性能的不利結(jié)果。
U.S.專(zhuān)利No.4,916,691描述了一種新的分組模式蜂窩無(wú)線系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和一種用于尋找(話音或者數(shù)據(jù))分組至移動(dòng)臺(tái)的路由的新程序。基站、經(jīng)由中繼接口單元的公共交換裝置、以及蜂窩控制單元通過(guò)WAN鏈接在一起。尋找路由程序基于移動(dòng)臺(tái)發(fā)起的切換和把傳送該分組的基站的標(biāo)志添加到任何一個(gè)從移動(dòng)臺(tái)發(fā)送出的分組的標(biāo)題中。如果來(lái)自移動(dòng)臺(tái)的隨后的用戶(hù)信息分組之間的時(shí)間有擴(kuò)充，那么移動(dòng)臺(tái)能夠發(fā)送用于傳送小區(qū)位置信息目的的額外控制分組。
當(dāng)蜂窩控制單元分配一個(gè)呼叫控制號(hào)碼給呼叫時(shí)，蜂窩控制單元主要是在呼叫建立時(shí)參與控制。隨后它向移動(dòng)臺(tái)通知呼叫控制的號(hào)碼，并將該呼叫控制號(hào)碼以及發(fā)起基站的標(biāo)識(shí)通知給中繼接口單元。呼叫期間內(nèi)，分組隨后在中繼接口單元與當(dāng)前服務(wù)的基站之間直接地尋找路由。
U.S.專(zhuān)利4,916,691中描述的系統(tǒng)不直接涉及在TDMA蜂窩系統(tǒng)中提供分組數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的具體問(wèn)題。
歐洲電信標(biāo)準(zhǔn)委員會(huì)(ETSI)T Doc SMG 4 58/93(1993年2月12日)的“GSM的分組無(wú)線”和在芬蘭赫爾辛基(1993年10月13日)的題為“未來(lái)競(jìng)爭(zhēng)環(huán)境中的GSM”研討會(huì)期間提出的“為GSM提出的一種通用分組無(wú)線業(yè)務(wù)”總結(jié)了一種用于GSM的話音與數(shù)據(jù)的可能分組接入?yún)f(xié)議。這些文獻(xiàn)直接涉及TDMA蜂窩系統(tǒng)，即GSM，并且盡管他們描述了一種優(yōu)化共享分組數(shù)據(jù)信道的可能組構(gòu)的要點(diǎn)，但是在整個(gè)系統(tǒng)方案的方面沒(méi)有涉及綜合分組數(shù)據(jù)信道。
歐洲電信標(biāo)準(zhǔn)委員會(huì)(ETSI)T Doc SMG 1 238/93(1993年9月28日)的“GSM網(wǎng)絡(luò)上的分組數(shù)據(jù)”描述了基于第一個(gè)使用普通的GSM信令和鑒權(quán)建立分組移動(dòng)臺(tái)與處理接入分組數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的一種“介質(zhì)”之間虛信道來(lái)提供分組數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的概念。采用普通的經(jīng)過(guò)修改以適合快速信道建立與釋放的信令，使普通的業(yè)務(wù)信道隨后可用于分組傳輸。該文獻(xiàn)直接涉及TDMA蜂窩系統(tǒng)，但是由于其概念是基于使用現(xiàn)存GSM業(yè)務(wù)信道的一個(gè)“快速切換”方式，所以與基于優(yōu)化共享分組數(shù)據(jù)信道的概念比較，其不利之處在于頻譜效率與分組傳輸時(shí)延(特別是對(duì)于短消息而言)。
蜂窩數(shù)字分組數(shù)據(jù)(CDPD)系統(tǒng)的規(guī)范說(shuō)明，發(fā)布1.0版(1993年7月)，其公開(kāi)的內(nèi)容在此明確地引用作為參考，描述了一種利用當(dāng)前先進(jìn)移動(dòng)電話業(yè)務(wù)(AMPS)系統(tǒng)(即北美模擬蜂窩系統(tǒng))的可用無(wú)線信道來(lái)提供分組數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的概念。CDPD是一種由一群美國(guó)的蜂窩運(yùn)營(yíng)者簽署的全面開(kāi)放的規(guī)范。其包含的條目包括外部接口、空中鏈路接口、業(yè)務(wù)、網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)、網(wǎng)絡(luò)管理以及行政管理。
規(guī)范的CDPD很大程度上是基于獨(dú)立于現(xiàn)存的AMPS基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的一種基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)。各種與AMPS系統(tǒng)的共性受限于同樣類(lèi)型的無(wú)線頻率信道和同樣的基站站址(CDPD使用的基站可以是新的及CDPD規(guī)定的)的利用、和兩系統(tǒng)之間用于協(xié)調(diào)的信道指配的信令接口應(yīng)用。
尋找至移動(dòng)臺(tái)的一個(gè)分組路是首先基于尋找至一個(gè)歸屬網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)(歸屬移動(dòng)數(shù)據(jù)中間系統(tǒng)MD-IS)的分組路由，歸屬網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)裝備了一個(gè)基于移動(dòng)臺(tái)地址的歸屬位置寄存器(HLR)；隨后如果必要，尋找分組至基于HLR信息的訪問(wèn)服務(wù)的MD-IS路由；最后，基于移動(dòng)臺(tái)報(bào)告其小區(qū)位置給所服務(wù)的MD-IS，經(jīng)由當(dāng)前基站從服務(wù)的MD-IS轉(zhuǎn)移分組。
盡管CDPD系統(tǒng)規(guī)范不直接地涉及本申請(qǐng)中談到的TDMA蜂窩系統(tǒng)中提供分組數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的具體問(wèn)題，但是CDPD系統(tǒng)規(guī)范中描述的網(wǎng)絡(luò)方面與概念能夠用作根據(jù)本發(fā)明用于空中鏈路協(xié)議所需要的網(wǎng)絡(luò)方面的基礎(chǔ)。
CDPD設(shè)計(jì)來(lái)作為現(xiàn)存數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)與AMPS蜂窩網(wǎng)絡(luò)的一種延伸?，F(xiàn)存的無(wú)連接網(wǎng)絡(luò)協(xié)議可以用來(lái)接入CDPD網(wǎng)絡(luò)。由于總認(rèn)為網(wǎng)絡(luò)是在不斷地演進(jìn)的，所以使用開(kāi)放的網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)以允許在適當(dāng)?shù)臅r(shí)候增加新的網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議。CDPD網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)與協(xié)議受限于OSI模型及下面的網(wǎng)絡(luò)層。這樣做是為了在不改變支撐CDPD網(wǎng)絡(luò)的情況下允許上層協(xié)議與應(yīng)用的發(fā)展。
從移動(dòng)用戶(hù)的觀點(diǎn)來(lái)看，CDPD網(wǎng)絡(luò)是傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)與話音網(wǎng)絡(luò)的無(wú)線移動(dòng)延伸。用戶(hù)通過(guò)使用CDPD業(yè)務(wù)提供的網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)，能夠無(wú)縫隙地接入數(shù)據(jù)應(yīng)用，其中的許多應(yīng)用立足于傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)。CDPD系統(tǒng)可以看作是兩種互相相關(guān)的業(yè)務(wù)組CDPD網(wǎng)絡(luò)支持業(yè)務(wù)與CDpD網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)。
CDPD網(wǎng)絡(luò)支持業(yè)務(wù)實(shí)現(xiàn)了必要的維護(hù)與管理CDPD網(wǎng)絡(luò)的職責(zé)。這些業(yè)務(wù)是計(jì)帳服務(wù)器、網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)、消息轉(zhuǎn)移服務(wù)器、以及鑒權(quán)服務(wù)器。定義這些業(yè)務(wù)以便允許業(yè)務(wù)提供者之間交互操作。當(dāng)在技術(shù)上CDPD網(wǎng)絡(luò)涉及到的內(nèi)容超過(guò)了原始的AMPS基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)時(shí)，可以預(yù)期的是網(wǎng)絡(luò)支持業(yè)務(wù)將依然不變。網(wǎng)絡(luò)支持業(yè)務(wù)的功能對(duì)任何移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)是必要的并且獨(dú)立于射頻(RF)技術(shù)。
CDPD網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)是允許用戶(hù)與數(shù)據(jù)應(yīng)用通信的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)移業(yè)務(wù)。此外，數(shù)據(jù)通信的一端或者兩端可以是移動(dòng)的。
總之，在D-AMPS蜂窩系統(tǒng)中，基于提供對(duì)分組數(shù)據(jù)優(yōu)化的共享分組數(shù)據(jù)信道，需要有一種提供通用分組數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的系統(tǒng)。這個(gè)申請(qǐng)的目的在于提供結(jié)合如TIA/EIA/IS-136標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范的面向連接的網(wǎng)絡(luò)與無(wú)連接分組數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)點(diǎn)的系統(tǒng)與方法。此外，本發(fā)明涉及到例如采用現(xiàn)存的具有低復(fù)雜度與高流量的無(wú)連接網(wǎng)絡(luò)協(xié)議來(lái)接入CDPD網(wǎng)絡(luò)。
發(fā)明概要根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供了一種支持無(wú)線通信系統(tǒng)中由用戶(hù)或其它外部控制選擇的移動(dòng)臺(tái)多種工作模式的方法?，F(xiàn)在，存在著用于支持僅工作于一種單獨(dú)工作模式的終端用戶(hù)設(shè)備的通信協(xié)議。然而，需要組合各種技術(shù)的協(xié)議來(lái)構(gòu)成工作于多工作模式的終端用戶(hù)設(shè)備。藉此，本方法允許移動(dòng)臺(tái)工作于多種模式環(huán)境，此時(shí)用戶(hù)或者外部設(shè)備能夠調(diào)用一種或者多種工作模式。
附圖簡(jiǎn)述申請(qǐng)人發(fā)明的特點(diǎn)與優(yōu)點(diǎn)在結(jié)合附圖閱讀這些描述后將能夠得到理解，其中圖1示意性地說(shuō)明了多個(gè)Layer3消息、Layer2幀、以及Layer1信道突發(fā)或者時(shí)隙；圖2(a)說(shuō)明了一個(gè)配置成為包含于在一個(gè)載頻上發(fā)送的連續(xù)時(shí)隙中的一系列的時(shí)隙的前向DCCH；圖2(b)說(shuō)明了一個(gè)IS-136 DCCH字段時(shí)隙格式的實(shí)例；圖3說(shuō)明了一個(gè)示例性的分層或多層蜂窩系統(tǒng)；圖4是一個(gè)示例性的蜂窩移動(dòng)無(wú)線電話系統(tǒng)的方框圖，其中包括一個(gè)示例性的基站與移動(dòng)臺(tái)；圖5(a)-5(e)說(shuō)明了提供分組數(shù)據(jù)功能體的終端用戶(hù)設(shè)備；圖6說(shuō)明了一個(gè)無(wú)線通信系統(tǒng)內(nèi)各種層之間的可能映射順序；以及圖7(a)-7(e)說(shuō)明了移動(dòng)臺(tái)功能模式的實(shí)例。
詳細(xì)描述正如上所述的，存在許多支持其中包括分組數(shù)據(jù)的無(wú)線數(shù)據(jù)通信的技術(shù)。D-AMPS(TIA/EIA/IS-136)與CDPD是特別感興趣的。各種新型形式的終端用戶(hù)設(shè)備通過(guò)結(jié)合來(lái)自本申請(qǐng)中所描述的功能體與兩種現(xiàn)存的技術(shù)的協(xié)議，能夠得以識(shí)別。圖5(a)-5(e)說(shuō)明了本申請(qǐng)(“D-AMPS分組數(shù)據(jù)”)的功能體是如何同其它技術(shù)相結(jié)合到終端用戶(hù)設(shè)備中的實(shí)例。
本發(fā)明是關(guān)于實(shí)現(xiàn)用于移動(dòng)臺(tái)與基站之間無(wú)連接的協(xié)議和程序。尤其是，本發(fā)明是關(guān)在于空中接口協(xié)議與基于IS-136的分組數(shù)據(jù)所要求的相關(guān)的移動(dòng)臺(tái)程序。對(duì)于本發(fā)明的一個(gè)方面的協(xié)議與程序類(lèi)似于IS-136的數(shù)字控制信道(DCCH)操作，因?yàn)樵O(shè)計(jì)了IS-136來(lái)提供在DCCH上的點(diǎn)到點(diǎn)的短消息業(yè)務(wù)的無(wú)連接傳輸。IS-136協(xié)議和程序能夠擴(kuò)展來(lái)支持申請(qǐng)人發(fā)明的實(shí)施方案中面向分組的業(yè)務(wù)。更一般地，本發(fā)明是關(guān)于使用任何標(biāo)準(zhǔn)或者專(zhuān)用的分組網(wǎng)絡(luò)或者使用面向連接的協(xié)議的基站與網(wǎng)絡(luò)之間的通信，因?yàn)閷?duì)網(wǎng)絡(luò)沒(méi)有作出任何假定。CDPD規(guī)范的網(wǎng)絡(luò)方面是一個(gè)能夠用來(lái)實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的實(shí)例。
為了使本發(fā)明的具體實(shí)施方案中的性能特性靈活性最大和能夠完成具體應(yīng)用的終端實(shí)施，提供了幾種帶寬分配。一個(gè)這樣的帶寬分配是主PDCH，它是一個(gè)在IS-136數(shù)字控制信道上增加的邏輯子信道。主PDCH允許最小的實(shí)施努力，但是提供了有限的流量速率。專(zhuān)用PDCH上提供的三種其它帶寬分配是滿(mǎn)速率PDCH、兩倍速率PDCH、以及三倍速率PDCH。一個(gè)PDCH能夠與IS-136 DCCH和DTC在同一個(gè)載頻上以對(duì)應(yīng)于三種滿(mǎn)速率信道的上限速率進(jìn)行混合。
正如圖5(a)-5(e)所說(shuō)明的，現(xiàn)存的終端可以只工作在CDPD模式(圖5(a))或者D-AMPS模式(圖5(b))。然而，終端可以通過(guò)實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的協(xié)議與程序有選擇地工作于圖5(c)、5(d)和5(e)所說(shuō)明的多種模式的一種或多種。例如，終端可以支持僅如圖5(c)所說(shuō)明的D-AMPS分組數(shù)據(jù)、僅如圖5(d)所說(shuō)明的D-AMPS(即IS-136話音與數(shù)據(jù))和D-AMPS分組數(shù)據(jù)及CDPD、以及僅如圖5(e)所說(shuō)明的D-AMPS與D-AMPS分組數(shù)據(jù)。此外，規(guī)范的集合也包括對(duì)異步數(shù)據(jù)、組3傳真(IS-130與IS-135)和短消息業(yè)務(wù)的支持，它們沒(méi)有在圖5(c)-5(e)中說(shuō)明。結(jié)果是，本發(fā)明與其它技術(shù)結(jié)合提供了新的終端用戶(hù)設(shè)備。
可以從多種角度看到符合本發(fā)明的設(shè)備應(yīng)用。從D-AMPS蜂窩/PCS運(yùn)營(yíng)者的角度來(lái)看，設(shè)備在D-AMPS 800MHz與PCS 1900MHz兩者中能夠有效地部署。這種工作模式具有逐個(gè)信道的能力而升級(jí)而不需要保護(hù)頻帶、公共的分組數(shù)據(jù)/D-AMPS無(wú)線資源管理、按需的PDCH帶寬分配、以及在各頻率和時(shí)隙間分配PDCH的完全靈活性。這種工作模式中，不需要地理保護(hù)區(qū)域并且保持現(xiàn)有的頻率規(guī)劃。藉此，蜂窩與分組數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)具有較大的可用性與整個(gè)系統(tǒng)之間尋呼的更高的無(wú)縫隙性。同樣地，提供了比CDPD空中接口中更高的帶寬效率(流量/帶寬)，并且可以保持現(xiàn)有的CDPD基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)。
從AMPS蜂窩運(yùn)營(yíng)者的角度來(lái)看，如果提供了DCCH功能體，能夠通過(guò)實(shí)現(xiàn)本發(fā)明來(lái)達(dá)到如D-AMPS運(yùn)營(yíng)者同樣的有利優(yōu)點(diǎn)。
從D-AMPS移動(dòng)臺(tái)制造者的角度來(lái)看，本發(fā)明對(duì)RF電路沒(méi)有影響，并且主PDCH工作不要求新的物理層或者Layer2開(kāi)發(fā)。此外，專(zhuān)用的PDCH提供了比CDPD空中接口更高的流量并且要求硬件方面最少的開(kāi)發(fā)努力。同樣地，提供了一種比CDPD更少電池消耗的增強(qiáng)睡眠模式；提供了改進(jìn)的廣播與同播發(fā)送的效率；以及實(shí)現(xiàn)了一種無(wú)縫隙的蜂窩/分組數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)。
從D-AMPS基站制造者的角度來(lái)看，通過(guò)實(shí)現(xiàn)本發(fā)明，對(duì)RF電路沒(méi)有影響，產(chǎn)生了電路與天線配置的組合。同樣地，主PDCH工作不要求新的物理層或者Layer2開(kāi)發(fā)，以及使用基于IS-136的專(zhuān)用PDCH要求最少的開(kāi)發(fā)努力。
從分組數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備制造者的角度來(lái)看，CDPD較高層協(xié)議與CDPD應(yīng)用不受實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的影響。
從CDPD移動(dòng)臺(tái)制造者的角度來(lái)看，當(dāng)實(shí)現(xiàn)本發(fā)明時(shí)，能夠復(fù)用所有的較高層協(xié)議。
根據(jù)本發(fā)明，用于移動(dòng)臺(tái)與基站之間無(wú)連接通信的協(xié)議和程序的意圖在于最大化性能特性。依據(jù)本發(fā)明實(shí)現(xiàn)的其它所希望的擴(kuò)展功能體包括引入了PDCH尋呼區(qū)域與登記，以IS-136為例，提供了發(fā)送那些被規(guī)定用于面向連接的DTC上的無(wú)連接通信的Layer3消息的可選擇性、提供了當(dāng)處于PDCH上時(shí)的IS-136尋呼指示器、以及提供了當(dāng)處于DTC上時(shí)的分組數(shù)據(jù)通知。下面討論一種用于增強(qiáng)移動(dòng)臺(tái)與基站之間各種無(wú)連接通信的可能具體協(xié)議與程序的集合。
為了有助于理解，圖6說(shuō)明了一個(gè)示例性的映射順序。通過(guò)包括協(xié)議辨識(shí)標(biāo)志(PD)與消息類(lèi)型(MT)指示標(biāo)志來(lái)首先將CDPD移動(dòng)數(shù)據(jù)鏈路協(xié)議(MDLP)幀映射到Layer3消息中。隨后把Layer3消息映射到幾個(gè)Layer2的幀中。Layer2的幀再映射至一個(gè)PDCH時(shí)隙。最后，表示了FPDCH時(shí)隙至一個(gè)超幀的映射。前向PDCH(FPDCH)時(shí)隙與反向PDCH(RPDCH)突發(fā)的長(zhǎng)度是固定的，即使可以有三種形式的不同固定長(zhǎng)度的RPDCH突發(fā)。假定FPDCH時(shí)隙處于圖6的物理層上。該描述假定TDMA幀結(jié)構(gòu)是IS-136 DCCH與DTC的幀結(jié)構(gòu)。就最大流量而言，當(dāng)使用多速率信道(兩倍速率PDCH與三倍速率PDCH)時(shí)，規(guī)定了一個(gè)額外的FPDCH時(shí)隙格式。
現(xiàn)在的技術(shù)如D-AMPS與CDPD可以結(jié)合起來(lái)提供圖5(c)、5(d)和5(e)所說(shuō)明的多模式終端功能體。從一個(gè)終端與終端用戶(hù)的觀點(diǎn)來(lái)看，參照?qǐng)D7(a)、7(b)、7(c)、7(d)和7(e)描述了結(jié)合D-AMPS與CDPD技術(shù)的功能體。對(duì)這些圖中的每一個(gè)，用戶(hù)在每次開(kāi)機(jī)時(shí)能夠控制工作模式的選擇，為此，用戶(hù)或者外部設(shè)備如計(jì)算機(jī)或遠(yuǎn)程監(jiān)視設(shè)備能夠存儲(chǔ)缺省的模式于終端內(nèi)。圖7(a)說(shuō)明了選擇多工作模式中的僅一種模式。例如，用戶(hù)可以想要僅激活D-AMPS模式，此處移動(dòng)臺(tái)在PDCH系統(tǒng)中沒(méi)有登記它自己。隨后也沒(méi)有向基站、MSC、以及互連功能(BMI)通知有關(guān)移動(dòng)臺(tái)的分組數(shù)據(jù)能力?？蛇x擇地，用戶(hù)可以激活僅分組模式。類(lèi)似地，移動(dòng)臺(tái)隨后也不必在IS-136系統(tǒng)內(nèi)登記。圖7(a)說(shuō)明了由用戶(hù)、存儲(chǔ)的缺省模式，或者另一個(gè)連接至無(wú)線終端的外部設(shè)備所選擇的功能組。
圖7(b)說(shuō)明了對(duì)激活D-AMPS與PDCH這兩種工作模式的選擇。正如圖7(b)的步驟1所說(shuō)明的，移動(dòng)臺(tái)找到一個(gè)DCCH并且讀BCCH以找到一個(gè)指向?qū)?yīng)的標(biāo)志PDCH的指針。如果DCCH表示支持一個(gè)或多個(gè)專(zhuān)用的PDCH，那么提供PDCH標(biāo)志(一個(gè)PDCH的載頻)。一個(gè)對(duì)應(yīng)于分組數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的移動(dòng)臺(tái)隨后調(diào)諧至標(biāo)志PDCH并且讀附加的BCCH信息以便決定是否存在多個(gè)PDCH。如果在當(dāng)前服務(wù)區(qū)域內(nèi)存在不止一個(gè)PDCH，那么移動(dòng)臺(tái)將根據(jù)散列法(Hashing)算法來(lái)選擇一個(gè)作為其指定的PDCH。如果在當(dāng)前服務(wù)區(qū)域內(nèi)只存在一個(gè)標(biāo)志PDCH，那么該P(yáng)DCH將成為移動(dòng)臺(tái)的指定PDCH。移動(dòng)臺(tái)決定了其指定的PDCH后，它讀出指定PDCCH上的快速分組BCCH(F-BCCH)與擴(kuò)展分組BCCH(E-PBCCH)信息的整個(gè)周期。如果必要，移動(dòng)臺(tái)隨后根據(jù)PDCH移動(dòng)性管理規(guī)則在它的指定的PDCH上登記。一個(gè)PDCH登記可能導(dǎo)致移動(dòng)臺(tái)被引向一個(gè)可選的指定的PDCH或者保持其當(dāng)前指定的PDCH。
一旦PDCH登記成功地完成或者檢測(cè)到了不可恢復(fù)的錯(cuò)誤條件，移動(dòng)臺(tái)按照步驟3所表示的那樣返回以駐留至初始DCCH。因此，圖7(b)說(shuō)明了該實(shí)例中通過(guò)激活D-AMPS與PDCH兩種工作模式而使移動(dòng)臺(tái)作為話音與分組終端進(jìn)行工作的可能性。
圖7(c)說(shuō)明了移動(dòng)臺(tái)被激活作為一個(gè)僅分組終端(Packet-onlyterminal)。圖7(c)說(shuō)明了一個(gè)實(shí)例，其中PCDH工作模式只激活首先找到一個(gè)DCCH并讀BCCH以找到指向如圖7(c)步驟1所表示的標(biāo)志PDCH的指針的移動(dòng)臺(tái)。移動(dòng)臺(tái)此時(shí)不象前面的實(shí)例中那樣在DCCH上登記自己。一旦移動(dòng)臺(tái)鎖定到標(biāo)志PDCH，那么移動(dòng)臺(tái)進(jìn)入CDPD激活模式并按步驟2所表示的那樣登記自己。作為移動(dòng)臺(tái)的BMI響應(yīng)于登記的結(jié)果，移動(dòng)臺(tái)可被重新引向至一個(gè)不同的PDCH。移動(dòng)臺(tái)依然處于專(zhuān)用PDCH上的激活模式，直到如步驟3所表示的一個(gè)激活定時(shí)器超時(shí)為止。移動(dòng)臺(tái)隨后進(jìn)入如步驟4所表示的被動(dòng)模式。藉此方式，移動(dòng)臺(tái)在登記時(shí)激活為僅分組終端。
圖7(d)中，移動(dòng)臺(tái)(即已經(jīng)按照上面圖7(a)所討論的那樣進(jìn)行了登記)按D-AMPS和PDCH工作模式被激活，而缺省工作模式是D-AMPS。圖7(d)指向包括PDCH與D-AMPS尋呼的一序列事件。當(dāng)移動(dòng)臺(tái)處于IS-136睡眠模式，并且接收到表示一個(gè)端接的PDCH事務(wù)處理(即將發(fā)送分組數(shù)據(jù)給移動(dòng)臺(tái))的尋呼消息時(shí)，移動(dòng)臺(tái)轉(zhuǎn)移至先前指定的PDCH并進(jìn)入一個(gè)如圖7(d)中步驟1所表示的激活模式。在完成了一個(gè)端接的PDCH事務(wù)處理并且一個(gè)激活定時(shí)器超時(shí)后，移動(dòng)臺(tái)進(jìn)入一個(gè)如步驟2所表示的CDPD被動(dòng)方式。在第二個(gè)定時(shí)器超時(shí)、同時(shí)處于被動(dòng)方式后，移動(dòng)臺(tái)返回至如步驟3所示的初始DCCH。當(dāng)移動(dòng)臺(tái)處于IS-136睡眠模式并且收到一個(gè)話音或IS-136尋呼時(shí)，如步驟4所表示的那樣指配一個(gè)話音業(yè)務(wù)信道給移動(dòng)臺(tái)。在完成了話音呼叫后，移動(dòng)臺(tái)返回至步驟5所示的IS-136睡眠模式。因此，這些功能允許移動(dòng)臺(tái)或者作為話音或者作為分組數(shù)據(jù)終端而被尋呼。
圖7(e)說(shuō)明了作為一個(gè)僅分組終端尋呼的移動(dòng)臺(tái)的實(shí)例。正如圖7(e)的步驟1所示，收到一個(gè)尋呼消息，它表示一個(gè)被呼PDCH事務(wù)處理。在完成了端接的PDCH事務(wù)處理并且在沒(méi)有收到附加分組數(shù)據(jù)信息的情況下激活定時(shí)器超時(shí)之后，移動(dòng)臺(tái)進(jìn)入一個(gè)如步驟2表示的被動(dòng)模式。對(duì)于僅分組數(shù)據(jù)終端并不需要IS-136激活模式，該模式不像圖7(e)所示的那樣進(jìn)行使用。對(duì)于僅分組數(shù)據(jù)模式的終端仍然需要有讀出IS-136上的BCCH的能力，并且如圖7(e)那樣以跨在IS-136狀態(tài)之上的斷開(kāi)的“X”來(lái)表示該能力。因此，移動(dòng)臺(tái)的功能就象一個(gè)僅分組數(shù)據(jù)終端。
為了使本發(fā)明的移動(dòng)臺(tái)用戶(hù)容易控制多種工作模式，可以提供用戶(hù)交互操作技術(shù)來(lái)控制多種工作模式。在一個(gè)用戶(hù)交互操作技術(shù)的實(shí)例中，用戶(hù)可以通過(guò)移動(dòng)臺(tái)已知的顯示器獲得移動(dòng)臺(tái)業(yè)務(wù)與屬性的可用性。業(yè)務(wù)與屬性以及特別是傳輸速率可以以任何傳統(tǒng)顯示形式(例如圖標(biāo)、字符或者文本)顯示在顯示器上以提供給用戶(hù)。此后，用戶(hù)可以改變工作模式任何一段時(shí)間，也可以永久地改變?nèi)笔〉墓ぷ髂Ｊ健Ｒ虼?，提供了大量的控制功能給用戶(hù)來(lái)使移動(dòng)臺(tái)工作于多種模式。
或者，可通過(guò)遙測(cè)來(lái)控制本發(fā)明的移動(dòng)臺(tái)對(duì)多種工作模式的控制。在一個(gè)遙測(cè)技術(shù)的實(shí)例中，移動(dòng)臺(tái)可以遠(yuǎn)程地從計(jì)算機(jī)收集數(shù)據(jù)。在此情況下，移動(dòng)臺(tái)可以發(fā)送其業(yè)務(wù)與屬性信息給計(jì)算機(jī)。接著，計(jì)算機(jī)能夠基于所收集與發(fā)送給移動(dòng)臺(tái)的數(shù)據(jù)來(lái)選擇所要的工作模式。
至此，已經(jīng)描述了本發(fā)明，顯而易見(jiàn)，其許多方面是可以進(jìn)行更改的。這些變化不能認(rèn)為脫離了本發(fā)明的范圍，并且對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員顯而易見(jiàn)的是，所有這些改變可以預(yù)期地包含于下面的權(quán)利要求的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種用于控制無(wú)線通信系統(tǒng)中多個(gè)移動(dòng)臺(tái)工作模式的方法，包括以下步驟a)組合多個(gè)支持移動(dòng)臺(tái)工作于多個(gè)模式的協(xié)議；b)輸出至少一個(gè)與所述移動(dòng)臺(tái)相關(guān)聯(lián)的服務(wù)；c)根據(jù)所述至少一個(gè)輸出的服務(wù)選擇該移動(dòng)臺(tái)來(lái)工作在所述多個(gè)模式中的一個(gè)模式。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中該移動(dòng)臺(tái)的多個(gè)工作模式包括分組模式、話音模式、和分組/話音雙模式。
3.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中移動(dòng)臺(tái)用戶(hù)根據(jù)顯示設(shè)備執(zhí)行所述步驟(c)的選擇。
4.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中通過(guò)遙測(cè)設(shè)備執(zhí)行所述步驟(c)的選擇。
5.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中在所述步驟(c)選擇的所述移動(dòng)臺(tái)工作模式是單工作模式。
6.根據(jù)權(quán)利要求5的方法，其中所述單工作模式是分組數(shù)據(jù)模式或話音數(shù)據(jù)模式。
7.根據(jù)權(quán)利要求5的方法，其中所述分組數(shù)據(jù)模式是D-AMPS分組數(shù)據(jù)模式或CDPD模式。
8.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中在步驟(c)選擇的所述移動(dòng)臺(tái)工作模式用于D-AMPS和CDPD模式的分組/話音雙模式。
9.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中輸出至少一個(gè)與所述移動(dòng)臺(tái)相關(guān)聯(lián)的服務(wù)的步驟還包括以下步驟輸出與所述移動(dòng)臺(tái)相關(guān)聯(lián)的傳輸速率。
10.根據(jù)權(quán)利要求9的方法，其中所述選擇所述多個(gè)工作模式中的一個(gè)模式的步驟由一個(gè)基于所述輸出的傳輸速率的計(jì)算機(jī)來(lái)執(zhí)行。
11.根據(jù)權(quán)利要求9的方法，其中所述輸出所述傳輸速率的步驟還包括以下步驟在所述移動(dòng)臺(tái)顯示所述傳輸速率。
12.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中所述選擇步驟還包括以下步驟基于要被發(fā)送到所述移動(dòng)臺(tái)的數(shù)據(jù)來(lái)選擇所述多個(gè)模式中的所述一個(gè)模式。
13.一種用于控制無(wú)線通信系統(tǒng)中的多個(gè)移動(dòng)臺(tái)工作模式的設(shè)備，包括用于組合多個(gè)支持移動(dòng)臺(tái)工作于多個(gè)模式的協(xié)議的裝置；用于輸出至少一個(gè)與所述移動(dòng)臺(tái)相關(guān)聯(lián)的服務(wù)的裝置；用于根據(jù)所述至少一個(gè)輸出的服務(wù)選擇該移動(dòng)臺(tái)來(lái)工作在所述多個(gè)模式中的一個(gè)模式的裝置。
14.根據(jù)權(quán)利要求13的設(shè)備，還包括用于顯示所述多個(gè)工作模式的顯示設(shè)備，所述多個(gè)工作模式可以被用戶(hù)選擇并且被該移動(dòng)臺(tái)執(zhí)行。
15.根據(jù)權(quán)利要求13的設(shè)備，還包括遙測(cè)設(shè)備，該遙測(cè)設(shè)備提供用于選擇由該移動(dòng)臺(tái)執(zhí)行的所述多個(gè)工作模式的數(shù)據(jù)。
16.根據(jù)權(quán)利要求13的設(shè)備，其中用于輸出至少一個(gè)與所述移動(dòng)臺(tái)相關(guān)聯(lián)的服務(wù)的裝置還包括用于輸出與所述移動(dòng)臺(tái)相關(guān)聯(lián)的傳輸速率的裝置。
17.根據(jù)權(quán)利要求16的設(shè)備，其中所述用于選擇所述多個(gè)工作模式中的一個(gè)工作模式的裝置包括一個(gè)計(jì)算機(jī)，該計(jì)算機(jī)基于所述輸出的傳輸速率來(lái)選擇所述多個(gè)工作模式中的所述一個(gè)工作模式。
18.根據(jù)權(quán)利要求16的設(shè)備，其中所述用于輸出所述傳輸速率的裝置還包括用于在所述移動(dòng)臺(tái)顯示所述傳輸速率的裝置。
19.根據(jù)權(quán)利要求13的設(shè)備，其中所述用于選擇的裝置還包括用于根據(jù)要被發(fā)送到所述移動(dòng)臺(tái)的數(shù)據(jù)來(lái)選擇所述多個(gè)工作模式中的所述一個(gè)模式的裝置。
全文摘要
提供了一種用于支持無(wú)線通信系統(tǒng)中用戶(hù)控制的移動(dòng)臺(tái)多種工作模式的方法與裝置。目前，已存在用于支持工作于單一工作模式的終端用戶(hù)設(shè)備的通信協(xié)議。然而，需要結(jié)合各種技術(shù)的協(xié)議來(lái)形成工作于多種工作模式的終端用戶(hù)設(shè)備。藉此，本方法允許移動(dòng)臺(tái)工作于用戶(hù)能夠調(diào)用某種模式的多種模式環(huán)境。
文檔編號(hào)H04W76/04GK1545351SQ20041004765
公開(kāi)日2004年11月10日 申請(qǐng)日期1996年10月18日 優(yōu)先權(quán)日1995年10月18日
發(fā)明者R·C·亨賴(lài), R C 亨賴(lài), A·E·思徹, 思徹, K·-E·安德森, ぐ駁律, J·迪爾赤納, 嗄, L·比爾斯特倫, 固羋, S·普羅庫(kù)普, 蘅餛 申請(qǐng)人:艾利森電話股份有限公司