專(zhuān)利名稱(chēng)：使非蜂窩專(zhuān)用無(wú)線系統(tǒng)適于與蜂窩移動(dòng)電話(huà)兼容的方法和裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明一般涉及無(wú)線電信領(lǐng)域，并且具體地涉及兼容使用蜂窩移動(dòng)電話(huà)的專(zhuān)用無(wú)線通信系統(tǒng)。
相關(guān)技術(shù)的描述在過(guò)去的十年中，公用電話(huà)的數(shù)字移動(dòng)通信系統(tǒng)的商業(yè)應(yīng)用有驚人的發(fā)展。例如，從八十年代中期，大量的數(shù)字蜂窩通信系統(tǒng)已經(jīng)在全世界被公眾使用，如歐洲的全球移動(dòng)通信系統(tǒng)(Global System for MobileCommunications,GSM)，日本的個(gè)人數(shù)字蜂窩(Personal DigitalCellular,PDC)系統(tǒng)，和北美的數(shù)字先進(jìn)移動(dòng)電話(huà)系統(tǒng)(DigitalAdvanced Mobile Phone System,D-AMPS)。然而，雖然這些系統(tǒng)的許多技術(shù)規(guī)范是不同的，但是在歐洲建立的GSM空中接口標(biāo)準(zhǔn)正在全世界使用的許多其它蜂窩系統(tǒng)中使用。
如此廣泛使用的GSM空中接口標(biāo)準(zhǔn)是基于時(shí)分多址(Time DivisionMultiple Access,TDMA)信道分配方案的。這個(gè)TDMA分配方案允許使用分層服務(wù)小區(qū)通信結(jié)構(gòu)，其中所謂的宏蜂窩覆蓋大的地區(qū)或區(qū)域，微蜂窩覆蓋稍微小一些的地區(qū)(例如，伸展的公路)，而微微蜂窩覆蓋更小的區(qū)域(例如，一或兩個(gè)房間的大小)。然而，使用這樣分層服務(wù)小區(qū)結(jié)構(gòu)的現(xiàn)存系統(tǒng)的一個(gè)重要要求是所使用的規(guī)定了服務(wù)小區(qū)覆蓋區(qū)域的基站必須屬于相同的蜂窩網(wǎng)(例如，公用陸地移動(dòng)網(wǎng)或PLMN)。
在商業(yè)和住宅環(huán)境，電話(huà)業(yè)務(wù)的用戶(hù)具有有限的流動(dòng)性，因此可以為他們提供通常不能為蜂窩網(wǎng)的高速移動(dòng)用戶(hù)提供的業(yè)務(wù)。例如，美國(guó)專(zhuān)利第5,428,668和5,535,259號(hào)公開(kāi)的專(zhuān)用無(wú)線基站，它不是構(gòu)成公開(kāi)的蜂窩網(wǎng)所必須的部分，但是它可以直接連接到公用電話(huà)交換網(wǎng)(PSTN)。當(dāng)移動(dòng)蜂窩終端進(jìn)入專(zhuān)用系統(tǒng)的“歸屬基站”(“home basestation”,HBS)的無(wú)線范圍時(shí)，移動(dòng)終端就切換為無(wú)繩電話(huà)。使用這種無(wú)繩操作模式，移動(dòng)用戶(hù)可以比蜂窩模式實(shí)現(xiàn)眾多的優(yōu)越性，如承擔(dān)較低的PSTN話(huà)費(fèi)，較高的語(yǔ)音通信質(zhì)量，以及更長(zhǎng)的待機(jī)時(shí)間。
如果專(zhuān)用無(wú)線系統(tǒng)具有和蜂窩網(wǎng)空中接口兼容的空中接口，就可以實(shí)現(xiàn)很多類(lèi)似以及其它的優(yōu)越性。例如，通過(guò)從移動(dòng)網(wǎng)或?qū)Ｓ孟到y(tǒng)下載軟件實(shí)現(xiàn)無(wú)繩操作模式，移動(dòng)終端可以轉(zhuǎn)換為雙模式蜂窩-HBS便攜終端。另外，專(zhuān)用無(wú)線系統(tǒng)的現(xiàn)存基站硬件可以用于這樣的雙模式蜂窩-HBS操作，倘若該基站的發(fā)射和接收頻率是可以交換的。然而，這些專(zhuān)用無(wú)線系統(tǒng)并不與現(xiàn)存的蜂窩網(wǎng)兼容，并且上述的優(yōu)越性也沒(méi)有實(shí)現(xiàn)。
發(fā)明的內(nèi)容本發(fā)明的一個(gè)目的是使蜂窩移動(dòng)電話(huà)用戶(hù)能夠接入專(zhuān)用無(wú)線系統(tǒng)并且用無(wú)繩模式通信。
本發(fā)明的另一個(gè)目的是使專(zhuān)用無(wú)線系統(tǒng)的空中接口與蜂窩移動(dòng)網(wǎng)的空中接口兼容。
本發(fā)明還有一個(gè)目的是使蜂窩移動(dòng)電話(huà)用戶(hù)能夠接入專(zhuān)用無(wú)線系統(tǒng)并且通過(guò)固定電話(huà)網(wǎng)通信。
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，通過(guò)使專(zhuān)用無(wú)線系統(tǒng)的空中接口與蜂窩移動(dòng)電話(huà)網(wǎng)的空中接口兼容的方法和裝置，可以獲得前述和其它目的。
根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面，通過(guò)適配專(zhuān)用無(wú)線系統(tǒng)的信標(biāo)信道使蜂窩移動(dòng)電話(huà)能夠工作在無(wú)繩模式的方法和裝置，可以獲得前述和其它目的。
附圖的簡(jiǎn)要描述通過(guò)參考下面的詳細(xì)描述同時(shí)結(jié)合附圖，可以更徹底地理解本發(fā)明的方法和裝置，其中

圖1是一個(gè)頂層原理框圖，根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，說(shuō)明使專(zhuān)用無(wú)線系統(tǒng)與蜂窩通信系統(tǒng)兼容的方法和裝置；圖2說(shuō)明常規(guī)控制信道的幀格式；圖3說(shuō)明圖2所示常規(guī)控制信道幀的頻率校正信道幀中使用的突發(fā)格式；圖4說(shuō)明圖2所示常規(guī)控制信道幀的同步控制信道幀中使用的突發(fā)格式；圖5根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，說(shuō)明可以用于使專(zhuān)用無(wú)線系統(tǒng)與移動(dòng)通信網(wǎng)匹配的信標(biāo)信道幀格式；圖6根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施例，說(shuō)明專(zhuān)用無(wú)線信標(biāo)信道中的同步信道突發(fā)的比特內(nèi)容；
圖7根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施例，說(shuō)明可以用于授權(quán)或請(qǐng)求接入專(zhuān)用無(wú)線信道的上行和下行信標(biāo)控制信道幀序列；圖8根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施例，說(shuō)明可以用于授權(quán)或請(qǐng)求接入專(zhuān)用無(wú)線信道并與蜂窩基站同步的上行和下行信標(biāo)控制信道幀序列；圖9根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施例，說(shuō)明可以用于實(shí)現(xiàn)登記更新的上行和下行信標(biāo)控制信道幀序列；圖10根據(jù)本發(fā)明的第二實(shí)施例，說(shuō)明專(zhuān)用無(wú)線系統(tǒng)中接入請(qǐng)求信道的比特內(nèi)容；圖11根據(jù)本發(fā)明的第二實(shí)施例，說(shuō)明可以用于授權(quán)或請(qǐng)求接入專(zhuān)用無(wú)線信道的上行和下行信標(biāo)控制信道幀序列。
圖12根據(jù)本發(fā)明的第二實(shí)施例，說(shuō)明在登記更新中使用ARCH SB的方法。
附圖的詳細(xì)描述參考附圖1-12可以最好地理解本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例和它的優(yōu)越性，相同的數(shù)字用于不同附圖的相同或相應(yīng)的部分。
圖1是一個(gè)頂層原理框圖，根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，說(shuō)明用于使專(zhuān)用無(wú)線系統(tǒng)與蜂窩通信系統(tǒng)兼容的方法和裝置。專(zhuān)用無(wú)線系統(tǒng)10包括一個(gè)具有低功率發(fā)射機(jī)/接收機(jī)的基站(例如，一個(gè)HBS)14。在這個(gè)實(shí)施例中，基站14通過(guò)空中接口鏈接雙模式專(zhuān)用無(wú)線-移動(dòng)蜂窩終端12進(jìn)行雙向通信?；?4還和PSTN 16連接，進(jìn)行雙向通信。如下面的詳細(xì)描述，專(zhuān)用無(wú)線系統(tǒng)的空中接口與蜂窩移動(dòng)通信系統(tǒng)20的空中接口兼容?？梢杂米鼋K端12的移動(dòng)終端的一個(gè)例子就是例如在GSM中使用的標(biāo)準(zhǔn)蜂窩電話(huà)。
蜂窩系統(tǒng)20包括連接移動(dòng)業(yè)務(wù)交換中心24的基站22?；?2包括發(fā)射機(jī)/接收機(jī)，它在蜂窩系統(tǒng)20中規(guī)定了至少一個(gè)服務(wù)小區(qū)的覆蓋區(qū)域。基站22通過(guò)第二空中接口鏈接移動(dòng)蜂窩電話(huà)26，進(jìn)行雙向通信。在這個(gè)實(shí)施例中，電話(huà)26可以是第二部雙模式專(zhuān)用無(wú)線-移動(dòng)蜂窩電話(huà)。值得注意的是，雖然在圖1中只示出了一個(gè)專(zhuān)用無(wú)線基站和蜂窩基站，但它只是用于說(shuō)明的目的，并不是為了這樣限制本發(fā)明。在那一點(diǎn)上，應(yīng)該理解可以示出多個(gè)類(lèi)似的專(zhuān)用無(wú)線基站或蜂窩基站，并且這依然在本發(fā)明的范圍之內(nèi)。
通常，根據(jù)優(yōu)選實(shí)施例，使專(zhuān)用無(wú)線系統(tǒng)的空中接口與蜂窩移動(dòng)網(wǎng)的空中接口兼容。在圖1所示的示范實(shí)施例中，GSM空中接口用作模板協(xié)議，因?yàn)樗谌澜绫蝗绱藦V泛地接受并使用。然而，本發(fā)明并不是要僅限于GSM協(xié)議，只要專(zhuān)用無(wú)線系統(tǒng)空中接口適于與移動(dòng)網(wǎng)的空中接口兼容而不要求過(guò)分的技術(shù)難度，就可以使用任何適當(dāng)?shù)囊苿?dòng)網(wǎng)空中接口。
特別地，在優(yōu)選實(shí)施例中，專(zhuān)用無(wú)線基站的廣播控制信道適于與GSM使用的空中接口協(xié)議兼容。由于專(zhuān)用無(wú)線基站只在一個(gè)受限區(qū)域中服務(wù)有限數(shù)目的移動(dòng)終端，這樣一個(gè)專(zhuān)用無(wú)線基站的廣播信道可以簡(jiǎn)化地當(dāng)作GSM控制信道。取代連續(xù)地廣播信息，而使用了低占空度信標(biāo)信號(hào)。信標(biāo)信道(BCH)包括頻率校正信道(FCCH)中的頻率校正突發(fā)(FB)，和同步信道中的同步突發(fā)(SB)。這些突發(fā)格式是根據(jù)GSM中使用的FB和SB格式定義的。但是，專(zhuān)用無(wú)線基站的BCH SB中攜帶的信息消息包括涉及專(zhuān)用無(wú)線系統(tǒng)的狀態(tài)和身份信息。
在這點(diǎn)上，有必要描述某些移動(dòng)網(wǎng)控制信道操作。圖2說(shuō)明常規(guī)GSM控制信道幀格式。上電時(shí)，GSM移動(dòng)終端掃描特定的GSM FB規(guī)定頻段。GSM基站在控制信道中發(fā)射的FB具有圖2所示的格式。圖2示出GSM中的一個(gè)(有)51個(gè)TDMA幀的復(fù)幀。GSM復(fù)幀包括一個(gè)FCCH(當(dāng)移動(dòng)終端同步它的頻率時(shí))，一個(gè)SCH(當(dāng)移動(dòng)終端同步它的定時(shí)，并讀取TDMA幀號(hào)和基站身份碼時(shí))，廣播控制信道或BCCH幀(當(dāng)移動(dòng)終端讀取有關(guān)控制信道規(guī)定的服務(wù)小區(qū)的一般信息時(shí))，公共控制信道或CCCH幀(當(dāng)移動(dòng)終端可以被尋呼并分配一個(gè)獨(dú)立專(zhuān)用控制信道或SDCCH時(shí))，和一個(gè)空閑幀(當(dāng)發(fā)送偽比特時(shí))。
圖3說(shuō)明常規(guī)GSM FB中使用的突發(fā)格式。GSM FB包括6個(gè)尾比特(TB)和142個(gè)固定比特(零)。在GSM中，F(xiàn)B中的142個(gè)零使基站發(fā)射機(jī)中的調(diào)制器產(chǎn)生一個(gè)未調(diào)制的載波。
一旦移動(dòng)終端已經(jīng)找到GSM FB，該終端就搜索包括網(wǎng)絡(luò)和基站身份信息，以及時(shí)間參考信息的GSM SB。圖4說(shuō)明常規(guī)GSM SB中使用的突發(fā)格式。GSM SB包括64比特訓(xùn)練序列，這是一個(gè)已知的比特圖樣，用于定時(shí)參考，并被信道均衡器用來(lái)估計(jì)信道模型。GSM SB還包括6個(gè)尾比特(零)，通過(guò)為常規(guī)編碼算法提供預(yù)定的起始和終止點(diǎn)，幫助GSM常規(guī)解碼器。另外，GSM SB包括編碼25比特?cái)?shù)據(jù)或語(yǔ)音信息消息的78個(gè)加密的比特。該78個(gè)加密的比特還包括6比特網(wǎng)絡(luò)身份和基站色碼，以及指示正在聯(lián)系的GSM基站的TDMA幀號(hào)碼的19個(gè)比特。
一旦移動(dòng)終端已經(jīng)授權(quán)接入網(wǎng)絡(luò)(例如，GSM)，終端就讀取BCCH幀以獲得它所位于的服務(wù)小區(qū)的相關(guān)信息。網(wǎng)絡(luò)通過(guò)更新終端的位置來(lái)登記移動(dòng)終端，同時(shí)該移動(dòng)終端返回空閑模式。移動(dòng)終端除去周期性地激活以通過(guò)CCCH接收網(wǎng)絡(luò)的尋呼信道外，一直保持在空閑模式。
如上所述，GSM控制信道通常提供4種功能，如(1)將移動(dòng)終端鎖定在一個(gè)適當(dāng)?shù)男诺李l率；(2)識(shí)別網(wǎng)絡(luò)和基站；(3)時(shí)間同步移動(dòng)終端；(4)控制移動(dòng)終端對(duì)網(wǎng)絡(luò)的接入。同樣，這些基本GSM控制功能在使專(zhuān)用無(wú)線系統(tǒng)與GSM兼容中也要考慮。結(jié)果，根據(jù)本發(fā)明，專(zhuān)用無(wú)線系統(tǒng)，特別是在較低的物理層，出于兼容目的使用網(wǎng)絡(luò)(GSM)突發(fā)格式。
圖5是一個(gè)用于說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明的可以使專(zhuān)用無(wú)線系統(tǒng)與移動(dòng)通信網(wǎng)兼容的信標(biāo)信道幀格式的示意圖。本質(zhì)上，在這個(gè)實(shí)施例中，專(zhuān)用無(wú)線系統(tǒng)使用新穎的控制信道，它包括一個(gè)以低占空度發(fā)射的FB/SB對(duì)。如圖5所說(shuō)明，這個(gè)控制信道的FB/SB對(duì)每N個(gè)26-幀序列發(fā)射一次，其中N是整數(shù)。在這個(gè)示范例中，N等于2。優(yōu)選地，F(xiàn)B/SB對(duì)在業(yè)務(wù)連接(例如，業(yè)務(wù)信道或TCH)使用的26-幀序列的空閑幀中出現(xiàn)。N優(yōu)選地選擇一個(gè)小值，以減小網(wǎng)絡(luò)接入時(shí)延，并且在不連接專(zhuān)用無(wú)線系統(tǒng)基站時(shí)，減小移動(dòng)終端發(fā)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)信標(biāo)信號(hào)所需的掃描時(shí)間。
類(lèi)似于GSM廣播控制信道，(FB/SB)對(duì)中每個(gè)FB和SB之間發(fā)射的TDMA時(shí)隙數(shù)目是一個(gè)固定的數(shù)M，因此當(dāng)終端發(fā)現(xiàn)FB時(shí)，它就可以相對(duì)快地發(fā)現(xiàn)SB。然而，數(shù)M優(yōu)選地是不使FB/SB信標(biāo)對(duì)與圖2中所示的GSM廣播控制信道中出現(xiàn)的FB/SB對(duì)齊，以便靠近專(zhuān)用無(wú)線基站的GSM移動(dòng)終端在最初開(kāi)機(jī)時(shí)任意鎖定在專(zhuān)用無(wú)線系統(tǒng)控制信道上。在優(yōu)選實(shí)施例中，信標(biāo)信道的FB和SB之間的距離是26個(gè)TDMA幀。這樣，信標(biāo)突發(fā)傳輸與業(yè)務(wù)連接的空閑幀對(duì)齊(參閱圖5)。這意味著，即便有連接正在進(jìn)行中，專(zhuān)用無(wú)線基站仍然可以發(fā)射完整的信標(biāo)信道。結(jié)果，所有在專(zhuān)用基站登記，但沒(méi)有參與業(yè)務(wù)連接的移動(dòng)終端仍然可以保持鎖定在專(zhuān)用無(wú)線信標(biāo)上。
操作中，專(zhuān)用無(wú)線基站(例如，圖1中的基站14)發(fā)射優(yōu)選的FB/SB對(duì)，允許正在掃描專(zhuān)用基站的授權(quán)的(例如，用戶(hù))移動(dòng)終端鎖定并與附近的專(zhuān)用基站同步。然后，移動(dòng)站必須確定是否授權(quán)使用專(zhuān)用無(wú)線基站。因此，在BCH的SB中提供專(zhuān)用基站(14)的身份(和工作狀態(tài))。
例如，圖6根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施例，說(shuō)明專(zhuān)用無(wú)線BCH中SB的比特內(nèi)容。SB包括可以用于識(shí)別專(zhuān)用無(wú)線基站的25個(gè)比特。25個(gè)比特中的K個(gè)比特用于基站和網(wǎng)絡(luò)標(biāo)識(shí)信息，而剩余(25減K個(gè))比特可以用于狀態(tài)信息(如下詳細(xì)描述)。在優(yōu)選實(shí)施例中K是22個(gè)比特，但K可以是任何小于25的數(shù)。SB的K比特專(zhuān)用基站身份段在下文中稱(chēng)為歸屬基站信標(biāo)身份(HBBI)。HBBI包括兩部分K1比特網(wǎng)絡(luò)色碼(NCC)；和K2比特基站色碼(BCC)。BCC優(yōu)選地在多個(gè)專(zhuān)用基站聯(lián)合形成一個(gè)被NCC標(biāo)識(shí)的網(wǎng)絡(luò)時(shí)使用，同時(shí)在專(zhuān)用基站之間需要越區(qū)切換。在優(yōu)選實(shí)施例中，K1和K2分別是14和8比特。
移動(dòng)終端檢測(cè)并使用HBBI，通過(guò)比較HBBI中的專(zhuān)用基站信息和存儲(chǔ)在終端中非易失存儲(chǔ)器中的專(zhuān)用基站列表，確定(具有高概率)專(zhuān)用基站是否被授權(quán)使用。如果是，移動(dòng)終端就登記到那個(gè)專(zhuān)用基站。優(yōu)選地，隨后要執(zhí)行一個(gè)更加深入的鑒權(quán)過(guò)程來(lái)確定移動(dòng)終端是否被授權(quán)與專(zhuān)用基站保持聯(lián)系。另外，專(zhuān)用基站也可以被移動(dòng)終端鑒權(quán)，以檢驗(yàn)它就是它所聲明的專(zhuān)用基站，并且被允許接受所考慮的移動(dòng)終端。如果鑒權(quán)成功，移動(dòng)終端就登記到專(zhuān)用無(wú)線系統(tǒng)并且開(kāi)始工作在“無(wú)繩”模式。
作為本發(fā)明的另一方面，完全與專(zhuān)用基站連接之前，移動(dòng)終端可以從HBBI檢測(cè)專(zhuān)用無(wú)線基站的有線(PSTN)號(hào)碼并且將該號(hào)碼報(bào)告給蜂窩網(wǎng)(20)。另外，有線號(hào)碼也可以在終端登記專(zhuān)用系統(tǒng)時(shí)獲得。因此，蜂窩網(wǎng)可以使用有線號(hào)碼轉(zhuǎn)發(fā)對(duì)移動(dòng)終端的號(hào)碼的入呼叫并且將它們改變路由到專(zhuān)用基站的PSTN號(hào)碼。
BCH中剩余(25減K)的比特(例如，3)可以用來(lái)指示專(zhuān)用基站的狀態(tài)。使用3個(gè)比特，可以定義8種這樣的狀態(tài)。在優(yōu)選實(shí)施例中，定義了4中這樣的狀態(tài)，包括IDEL(空閑)，BUSY(占用)，PAGE(尋呼)，和REGISTRATION UPDATE(登記更新)狀態(tài)。IDLE狀態(tài)指示專(zhuān)用基站具有可以用于和新的移動(dòng)終端通信的無(wú)線資源(例如，信道)。BUSY狀態(tài)指示所有無(wú)線資源都被占用并且專(zhuān)用基站不可能和更多移動(dòng)終端通信。例如，如果一個(gè)基站被簡(jiǎn)單地配置為每次只能處理一個(gè)移動(dòng)終端，一旦一個(gè)信道被處理，就在BCH的狀態(tài)域中設(shè)置BUSY狀態(tài)。在可以同時(shí)處理多個(gè)信道的更復(fù)雜的專(zhuān)用基站配置中，當(dāng)所有信道都被占用時(shí)，在BCH中設(shè)置BUSY狀態(tài)。換句話(huà)說(shuō)，BCH中BUSY“標(biāo)志”出現(xiàn)意味著，在那個(gè)時(shí)刻，移動(dòng)終端不能接入專(zhuān)用基站。
如果專(zhuān)用基站在BCH中發(fā)射BUSY狀態(tài)，嘗試登記的移動(dòng)終端可以基于HBBI中找到的信息嘗試鎖定專(zhuān)用基站，但是終端必須等到專(zhuān)用基站進(jìn)入IDLE模式(例如，在BCH中設(shè)置了IDLE標(biāo)志)才能鑒權(quán)和登記。另外，移動(dòng)終端用戶(hù)可以選擇保持蜂窩操作模式，并且在稍后的某個(gè)時(shí)間點(diǎn)再?lài)L試登記專(zhuān)用基站。另一方面，如果設(shè)置了BUSY狀態(tài)，并且移動(dòng)終端已經(jīng)在專(zhuān)用基站登記，該終端可以保持鎖定專(zhuān)用基站，但是該終端不允許發(fā)起呼叫。然而，當(dāng)不能通過(guò)專(zhuān)用基站發(fā)起呼叫時(shí)，用戶(hù)可以選擇將終端切換到蜂窩操作模式。
如果BCH中設(shè)置了PAGE標(biāo)志，專(zhuān)用基站可以尋呼一個(gè)特定的移動(dòng)終端，或者所有登記的終端。在優(yōu)選實(shí)施例中，用于尋呼，HBBI中的K1比特NCC被K1比特TEMPORARY PAGE NUMBER(臨時(shí)尋呼號(hào)，TPN)替代，這個(gè)TPN是在登記過(guò)程中分配給移動(dòng)終端的。一旦檢測(cè)到PAGE狀態(tài)標(biāo)志，倘若終端可以解碼BCC，未被尋呼的登記終端可以仍然鎖定基站信道。然而未被尋呼的終端不可以發(fā)起接入專(zhuān)用系統(tǒng)的嘗試。在2kl個(gè)可用PAGE號(hào)碼集中，缺省PAGE號(hào)用于讓所有登記的終端都可以響應(yīng)。
BCH中設(shè)置的REGISTRATION UPDATE狀態(tài)類(lèi)似于尋呼一個(gè)特定終端的PAGE狀態(tài)。但是，取代移動(dòng)終端通過(guò)發(fā)射CHANNEL REQUEST消息(下面描述)發(fā)起呼叫，終端發(fā)射它的身份信息。這個(gè)過(guò)程使專(zhuān)用無(wú)線系統(tǒng)確保移動(dòng)終端仍然鎖定在專(zhuān)用基站。否則，無(wú)線系統(tǒng)就暗示對(duì)該終端撤消登記(如果它失鎖)，因?yàn)榻K端一旦已經(jīng)失鎖(例如，移出范圍)就不能自己撤消登記。
TDMA幀號(hào)是在GSM控制信道中提供的，因?yàn)橛写罅康慕K端同時(shí)與移動(dòng)網(wǎng)聯(lián)系。但是，在專(zhuān)用無(wú)線系統(tǒng)中不必廣播TDMA幀號(hào)，因?yàn)樵谌我鈺r(shí)間點(diǎn)只有相對(duì)少的移動(dòng)終端與專(zhuān)用無(wú)線系統(tǒng)聯(lián)系。在專(zhuān)用系統(tǒng)中，可以使用安裝時(shí)隨機(jī)初始化的幀編號(hào)。登記期間，專(zhuān)用無(wú)線系統(tǒng)的當(dāng)前TDMA幀號(hào)可以傳送到移動(dòng)終端，并且隨后在基站和終端同步地增加。但是，為了在同一專(zhuān)用系統(tǒng)中從一個(gè)基站越區(qū)切換到另一個(gè)基站(例如，商業(yè)應(yīng)用)，廣播TDMA幀號(hào)對(duì)促進(jìn)加密信息的無(wú)縫越區(qū)切換是有用的。在那些環(huán)境下，可以使用其它的越區(qū)切換技術(shù)，如普通分配的，共同未決的美國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)序列號(hào)(摘要第EUS00507號(hào))中描述的技術(shù)。
為專(zhuān)用無(wú)線系統(tǒng)定義了一個(gè)新的接入請(qǐng)求信道(ARCH)。這個(gè)ARCH可以不同于常規(guī)蜂窩系統(tǒng)中使用的隨機(jī)接入信道(RACH)，它允許由于傳播時(shí)延引起的定時(shí)未對(duì)準(zhǔn)。由于專(zhuān)用無(wú)線系統(tǒng)相對(duì)短的范圍，傳播時(shí)延可以忽略并且可以定義更強(qiáng)大的ARCH。下面將描述這樣的專(zhuān)用無(wú)線系統(tǒng)ARCH的兩個(gè)說(shuō)明實(shí)施例。在第一個(gè)這樣的實(shí)施例中，專(zhuān)用無(wú)線系統(tǒng)的ARCH(在上行鏈路)的協(xié)議類(lèi)似于GSM下行鏈路中使用的接入授權(quán)信道(AGCH)的協(xié)議。由于只涉及相對(duì)短的范圍，上行傳輸可以直接與下行傳輸同步，藉此允許正常突發(fā)格式。
圖7根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施例，說(shuō)明可以用于授權(quán)或請(qǐng)求接入專(zhuān)用無(wú)線信道的上行和下行幀序列。登記到專(zhuān)用基站(14)的移動(dòng)終端周期性地“喚醒”(優(yōu)選地在低占空度)接收并解碼專(zhuān)用基站發(fā)射的信標(biāo)SB，以確定專(zhuān)用基站的狀態(tài)。對(duì)于移動(dòng)臺(tái)發(fā)起的呼叫，終端一直等到接收到信標(biāo)。如果在信標(biāo)SB中設(shè)置了IDLE標(biāo)志(例如，基站的狀態(tài)是IDLE)，移動(dòng)終端就在接入請(qǐng)求信道(ARCH)中發(fā)出CHANNEL REQUEST消息。這種ARCH由圖7底下的幀序列(下行鏈路)表示。在第一實(shí)施例中，用于專(zhuān)用系統(tǒng)的ARCH的信道格式實(shí)際上與GSM控制信道BCCH,PCH,AGCH或Slow Associated Control Channel(慢隨路控制信道，SACCH)相同。專(zhuān)用基站的ARCH分布在4個(gè)幀塊上，并且在4個(gè)連續(xù)的突發(fā)中發(fā)射。移動(dòng)終端可以在SB之后的4個(gè)連續(xù)終端響應(yīng)周期內(nèi)在ARCH中發(fā)射ACCESS REQUEST消息。
換句話(huà)說(shuō)，如果假設(shè)在幀k接收到SB，移動(dòng)終端可以在k+1到k+4,k+5到k+8,k+9到k+12，或k+13到k+16幀期間發(fā)射ARCH。優(yōu)選地，ARCH在與先前的SB相同的時(shí)隙中發(fā)射。但是，發(fā)射ARCH的具體幀塊(4個(gè)可能塊之外)可以隨機(jī)選擇。ARCH中的ACCESS REQUEST消息包括涉及請(qǐng)求的移動(dòng)終端的一般信息，如，建立原因(例如，應(yīng)答尋呼，信道請(qǐng)求，或應(yīng)答登記更新)，它的臨時(shí)尋呼號(hào)碼或隨機(jī)接入號(hào)碼，以及(如果需要)時(shí)間同步信息。ARCH消息在相對(duì)BCH SB相同的位置重復(fù)(第一個(gè)ARCH的出現(xiàn)是隨機(jī)確定的)，直到AGCH消息到達(dá)，或BCH SB中的REGISTRATION UPDATE指示消失。
一旦從移動(dòng)終端接收到ARCH，專(zhuān)用基站就一直等到下一個(gè)信標(biāo)出現(xiàn)，并且在接入授權(quán)信道(AGCH)中返回ACCESS GRANT消息。這樣一個(gè)AGCH的例子如圖7上面的幀序列(上行鏈路)所示。在這個(gè)實(shí)施例中，圖7所示AGCH的格式實(shí)際上與GSM AGCH所規(guī)定的格式相同。專(zhuān)用基站的AGCH優(yōu)選地相對(duì)于BCH SB位于與ARCH的幀位置相同的幀位置。ACCESS GRANT消息優(yōu)選地包括與ACCESS REQUEST消息中相同的TPN或隨機(jī)接入號(hào)碼，和立即為請(qǐng)求的移動(dòng)站分配一個(gè)業(yè)務(wù)信道的控制信息，如分配給終端的信道的載頻和時(shí)隙的位置。另一方面，對(duì)于移動(dòng)站終止的呼叫，所發(fā)射的BCH SB包含PAGE狀態(tài)標(biāo)志，并且可以使用與上面對(duì)移動(dòng)站發(fā)起的呼叫所描述的相同的過(guò)程。
在普通分配的，共同未決的美國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)序列號(hào)(摘要第EUS00509號(hào))中，描述了一種將移動(dòng)終端用做中間媒介同步專(zhuān)用基站和GSM廣播控制信道的方法。如其所描述的，終端與GSM基站的廣播控制信道同步，并且基于GSM時(shí)間參考向?qū)Ｓ没景l(fā)射它的上行鏈路信息。反過(guò)來(lái)，專(zhuān)用基站與從終端接收的信號(hào)同步。但是上面描述的方法只有當(dāng)GSM網(wǎng)覆蓋專(zhuān)用網(wǎng)時(shí)才能使用。在那一，量上，由于終端在與專(zhuān)用基站建立呼叫時(shí)不大可能與GSM網(wǎng)同步，因此需要這種與GSM網(wǎng)的同步。
圖8根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施例，說(shuō)明可以用于授權(quán)或請(qǐng)求接入專(zhuān)用無(wú)線信道并且同步GSM基站的上行鏈路和下行鏈路BCH幀序列。呼叫建立過(guò)程之后，移動(dòng)終端(12)向?qū)Ｓ没?14)發(fā)送粗略定時(shí)對(duì)齊消息，以在專(zhuān)用基站的傳輸和GSM基站的(22)傳輸之間獲得時(shí)隙同步。終端在它發(fā)射ACCESS REQUEST消息之后，優(yōu)選地在接收到下一個(gè)信標(biāo)之前立即成為同步的。在這個(gè)實(shí)施例中，由于最后的ATCH塊可以出現(xiàn)在幀k+16(假設(shè)在幀k接收到SB)，所以有(26*N)-17幀可以用于將終端與GSM控制信道同步。
例如，如果N等于2，就可以有35個(gè)TDMA幀用于將終端與GSM控制信道同步。反回去參考圖2，在35個(gè)TDMA幀中至少會(huì)有3個(gè)FB/SB序列出現(xiàn)在蜂窩廣播信道上。在第一個(gè)這樣的序列中，只使用FB信息來(lái)獲得粗略時(shí)間(也可能是頻率)同步。因此，通過(guò)終端解碼并且使用SB中的信息，第二個(gè)這樣的序列可以用來(lái)獲得精確的時(shí)間(和頻率)同步。然而，如果第二個(gè)序列在一個(gè)IDLE幀之前，終端將無(wú)法找到SB。那樣的話(huà)就使用第三個(gè)這樣的FB/SB序列。一旦終端在第一序列中找到FB，它就在隨后的每個(gè)第11幀中搜索在第二個(gè)或第三個(gè)FB/SB序列中發(fā)射的SB。最壞的情況下，終端將必須等待32幀。因此，所選擇的N的值至少應(yīng)該是2。
再參考圖8，如果移動(dòng)終端反過(guò)來(lái)同步GSM網(wǎng)，終端可以在ARCH的第一ACCESS REQUEST消息中向?qū)Ｓ没緜鬟f這個(gè)企圖。隨后，在已經(jīng)接收到第二信標(biāo)(并且已經(jīng)與GSM網(wǎng)建立同步)之后，移動(dòng)終端可以在ARCH中發(fā)射包含適當(dāng)時(shí)間對(duì)齊信息的第二消息。優(yōu)選地，這個(gè)第二ARCH(和消息)出現(xiàn)在與第一ARCH相同的響應(yīng)幀位置。
值得注意的是，如圖8所示，第二ARCH消息(和時(shí)間對(duì)齊信息)與來(lái)自專(zhuān)用基站的AGCH中的ACCESS GRANT消息同時(shí)出現(xiàn)。然后專(zhuān)用基站和移動(dòng)終端切換到一個(gè)新的業(yè)務(wù)信道(使用AGCH消息中提供的信息)并且使用第二ARCH消息中提供的時(shí)間對(duì)齊信息。這個(gè)切換到新業(yè)務(wù)信道(的動(dòng)作)在一個(gè)特定的時(shí)延(例如，4個(gè)TDMA幀)之后完成，以便專(zhuān)用基站和終端有足夠的時(shí)間解碼各自接收的ARCH和AGCH消息。如果在特定的時(shí)延之后沒(méi)有重建立新的業(yè)務(wù)信道，專(zhuān)用基站就使用相對(duì)以前的BCH SB相同的位置重復(fù)AGCH消息。該消息一直重復(fù)到在新信道上發(fā)現(xiàn)移動(dòng)終端，或直到超出預(yù)定的超時(shí)期間。
如果這個(gè)同步?jīng)]有在發(fā)射第二信標(biāo)之前建立，則除去第二ARCH消息包括終端仍然嘗試與GSM系統(tǒng)同步的信息外，所發(fā)射的第二ARCH消息實(shí)際上與第一ARCH中的消息相同。在專(zhuān)用基站繼續(xù)接收這類(lèi)ARCH消息的同時(shí)，專(zhuān)用基站將不切換到業(yè)務(wù)信道，并且通過(guò)重復(fù)AGCH消息來(lái)響應(yīng)，直到終端確認(rèn)它已經(jīng)與GSM基站同步(通過(guò)在ARCH消息中丟掉“嘗試同步”信息)。然而，如果移動(dòng)終端不能與任何合適的GSM基站同步，終端將會(huì)在ARCH消息中包括合適的信息通告專(zhuān)用基站。那樣，終端和專(zhuān)用基站就會(huì)被允許在一個(gè)特定的時(shí)延后切換到新的業(yè)務(wù)信道。一旦移動(dòng)終端和專(zhuān)用基站已經(jīng)切換到業(yè)務(wù)信道，剩余的呼叫建立過(guò)程就完成了。
圖9是根據(jù)第一實(shí)施例，說(shuō)明可以用于實(shí)施登記更新的上行鏈路鏈路BCH幀序列的示意圖。專(zhuān)用基站(14)發(fā)射包括跟有相應(yīng)移動(dòng)終端PAGE號(hào)碼的REGISTRATION UPDATE狀態(tài)標(biāo)志的BCH。終端通過(guò)在ARCH中發(fā)射REGISTRATION ACKNOWLEDGMENT消息來(lái)響應(yīng)，它優(yōu)選地位于SB后面4個(gè)終端響應(yīng)幀序列中隨機(jī)的一個(gè)。來(lái)自終端的消息包括它的身份信息。隨后，終端重新進(jìn)入“睡眠”模式，并且當(dāng)下一個(gè)信標(biāo)出現(xiàn)時(shí)被臨時(shí)“喚醒”。
在第二說(shuō)明實(shí)施例中，ARCH僅包括一個(gè)SB。該SB包含可以由接收機(jī)(例如，這種情況下的專(zhuān)用無(wú)線基站接收機(jī))用來(lái)同步它的頻率(也可能是時(shí)間)的長(zhǎng)訓(xùn)練序列。如前所述，如果移動(dòng)終端的頻率參考用作基本參考源，這會(huì)是有益的。優(yōu)選的，ARCH SB中的25比特如圖10所示編碼。如圖所示，3個(gè)CAUSE比特指示建立的原因(例如，象信道請(qǐng)求，確認(rèn)登記更新，應(yīng)答尋呼等等)。一個(gè)14比特域包含TPN，它是移動(dòng)終端登記到專(zhuān)用無(wú)線基站時(shí)的臨時(shí)接收身份。最后8比特可以包含控制信息，如時(shí)間同步信息(時(shí)間差或TD)，以對(duì)齊專(zhuān)用基站的定時(shí)。
在第二實(shí)施例中使用ARCH的方法類(lèi)似于第一實(shí)施例使用的方法。圖11根據(jù)本發(fā)明的第二實(shí)施例，說(shuō)明可以用于授權(quán)或請(qǐng)求接入專(zhuān)用無(wú)線信道的上行鏈路和下行鏈路幀序列。移動(dòng)終端可以在BCH SB之后的8個(gè)連續(xù)TDMA幀的任何一個(gè)中的ARCH SB中發(fā)射一個(gè)ACCESS REQUEST消息。換句話(huà)說(shuō)，假設(shè)在幀k接收到BCH SB，移動(dòng)終端可以在幀k+1到k+8期間發(fā)射ARCH。ARCH SB位置是由移動(dòng)終端隨機(jī)選擇的。圖12根據(jù)本發(fā)明的第二實(shí)施例，說(shuō)明在登記更新中使用這種ARCH SB的方法。
在多個(gè)專(zhuān)用基站聯(lián)合形成一個(gè)專(zhuān)用網(wǎng)的情況下(例如，商業(yè)或辦公應(yīng)用)，上述用于單一專(zhuān)用基站的信標(biāo)概念也可以用于專(zhuān)用網(wǎng)。例如，專(zhuān)用網(wǎng)中每個(gè)不同基站的BCH在一個(gè)唯一的載頻上發(fā)射。同時(shí)，專(zhuān)用網(wǎng)中的每個(gè)基站優(yōu)選地發(fā)射一個(gè)唯一的HBBI。每個(gè)這樣的HBBI定義為使所包括的NCC信息對(duì)專(zhuān)用網(wǎng)中的所有基站都是相同的，但是所包括的BCC信息對(duì)每個(gè)涉及的獨(dú)立基站都是唯一的。因此，對(duì)于K2比特的BCC，在專(zhuān)用網(wǎng)中可以區(qū)分2k2個(gè)唯一的基站。
雖然本發(fā)明的方法和裝置的優(yōu)選實(shí)施例已經(jīng)在附圖中作了說(shuō)明并且在上述詳細(xì)描述中作了描述，但是應(yīng)該理解本發(fā)明并不限于所揭示的實(shí)施例，而是如下面的權(quán)利要求所闡述和定義的，不脫離本發(fā)明的精神，可以容納大量的重調(diào)整，改進(jìn)和置換。
權(quán)利要求
1．使專(zhuān)用無(wú)線系統(tǒng)的空中接口與移動(dòng)網(wǎng)的空中接口兼容的方法，包括以下步驟在所述專(zhuān)用無(wú)線系統(tǒng)中產(chǎn)生第一控制信道，所述第一控制信道包括頻率控制信息和定時(shí)控制信息，所述頻率控制信息的格式和所述定時(shí)控制信息是根據(jù)所述移動(dòng)網(wǎng)空中接口的協(xié)議定義的，所述第一控制信道還包括涉及所述專(zhuān)用無(wú)線系統(tǒng)的控制信息；和從所述專(zhuān)用無(wú)線系統(tǒng)的基站發(fā)射所述第一控制信道。
2．根據(jù)權(quán)利要求1的方法，還包括在所述專(zhuān)用無(wú)線系統(tǒng)中產(chǎn)生移動(dòng)終端接入請(qǐng)求信道的步驟。
3．根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其特征在于所述第一控制信道包括一個(gè)頻率校正信道和一個(gè)同步信道，所述頻率校正信道包括所述頻率控制信息，而所述同步信道包括所述定時(shí)控制信息。
4．根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其特征在于所述第一控制信道包括一個(gè)信標(biāo)信道。
5．根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其特征在于所述涉及所述專(zhuān)用無(wú)線系統(tǒng)的控制信息包括專(zhuān)用無(wú)線系統(tǒng)的狀態(tài)和身份信息。
6．根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其特征在于所述移動(dòng)網(wǎng)包括GSM網(wǎng)。
7．根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其特征在于所述移動(dòng)網(wǎng)包括公用陸地移動(dòng)網(wǎng)。
8．根據(jù)權(quán)利要求2的方法，其特征在于所述移動(dòng)終端接入請(qǐng)求信道是根據(jù)所述移動(dòng)網(wǎng)中接入授權(quán)信道的協(xié)議定義的。
9．根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其特征在于所述第一控制信道每N個(gè)26幀的復(fù)幀發(fā)射一次。
10．根據(jù)權(quán)利要求9的方法，其特征在于N等于2。
11．根據(jù)權(quán)利要求3的方法，其特征在于所述頻率校正信道和所述同步信道相隔M個(gè)TDMA幀的距離。
12．根據(jù)權(quán)利要求11的方法，其特征在于M等于26。
13．根據(jù)權(quán)利要求3的方法，其特征在于所述同步信道包括唯一的基站身份信息。
14．根據(jù)權(quán)利要求3的方法，其特征在于所述同步信道包括定義所述專(zhuān)用無(wú)線系統(tǒng)的至少一個(gè)工作狀態(tài)的信息。
15．根據(jù)權(quán)利要求2的方法，其特征在于所述移動(dòng)終端接入請(qǐng)求信道是根據(jù)所述移動(dòng)網(wǎng)中同步信道的協(xié)議定義的。
16．根據(jù)權(quán)利要求15的方法，其特征在于所述同步信道包括建立原因和移動(dòng)終端標(biāo)識(shí)信息。
17．根據(jù)權(quán)利要求15的方法，其特征在于所述同步信道包括時(shí)間對(duì)齊信息。
18．根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其特征在于所述第一控制信道的傳輸與業(yè)務(wù)信道的空閑幀對(duì)齊。
19．用于使移動(dòng)通信網(wǎng)用戶(hù)能夠與專(zhuān)用無(wú)線系統(tǒng)通信的系統(tǒng)，包括與所述專(zhuān)用無(wú)線系統(tǒng)關(guān)聯(lián)的基站，所述基站能夠產(chǎn)生一個(gè)信標(biāo)信道，所述信標(biāo)信道包括一個(gè)頻率校正信道和一個(gè)同步信道，所述頻率校正信道的格式和所述同步信道是根據(jù)所述移動(dòng)通信網(wǎng)的空中接口協(xié)議定義的，所述信標(biāo)信道還包括涉及所述專(zhuān)用無(wú)線系統(tǒng)的控制信息；和發(fā)射所述信標(biāo)信道；以及與所述移動(dòng)通信網(wǎng)關(guān)聯(lián)并且能夠根據(jù)所述空中接口協(xié)議接收所述信標(biāo)信道的移動(dòng)終端。
20．根據(jù)權(quán)利要求19的系統(tǒng)，其特征在于所述移動(dòng)通信網(wǎng)包括GSM網(wǎng)。
21．一個(gè)專(zhuān)用無(wú)線系統(tǒng)，包括產(chǎn)生信標(biāo)信道的信標(biāo)信道產(chǎn)生裝置，所述信標(biāo)信道包括一個(gè)頻率校正信道和一個(gè)同步信道，所述頻率校正信道的格式和所述同步信道是根據(jù)所述移動(dòng)通信網(wǎng)的空中接口協(xié)議定義的，所述信標(biāo)信道還包括有關(guān)所述專(zhuān)用無(wú)線系統(tǒng)的控制信息；和連接到所述信標(biāo)信道裝置發(fā)射所述信標(biāo)信道的發(fā)射機(jī)裝置。
22．根據(jù)權(quán)利要求21的專(zhuān)用無(wú)線系統(tǒng)，其特征在于所述移動(dòng)通信網(wǎng)包括GSM網(wǎng)。
全文摘要
專(zhuān)用無(wú)線系統(tǒng)(10)的空中接口是與蜂窩移動(dòng)網(wǎng)(20)的空中接口兼容的。專(zhuān)用無(wú)線系統(tǒng)的信標(biāo)信道(BCH)包括雙突發(fā)(dual－burst)類(lèi)型的頻率校正信道(FCCH)和同步信道(SCH)。這兩個(gè)信道的突發(fā)格式(FB,SB)是根據(jù)蜂窩移動(dòng)網(wǎng)(20)中使用的頻率校正信道和同步信道的突發(fā)格式定義的。專(zhuān)用同步信道(SCH)上轉(zhuǎn)送的信息消息包括與專(zhuān)用無(wú)線系統(tǒng)相關(guān)的狀態(tài)和身份信息。專(zhuān)用無(wú)線系統(tǒng)定義了接入請(qǐng)求信道(ARCH),允許移動(dòng)終端請(qǐng)求接入專(zhuān)用無(wú)線系統(tǒng)。專(zhuān)用無(wú)線系統(tǒng)的接入請(qǐng)求信道(在上行鏈路)的協(xié)議類(lèi)似于蜂窩網(wǎng)在下行鏈路上使用的接入授權(quán)信道(AGCH)的協(xié)議。另外,蜂窩網(wǎng)下行鏈路的同步信道(SCH)的協(xié)議可以用于專(zhuān)用無(wú)線系統(tǒng)的接入請(qǐng)求信道(ARCH)(在下行鏈路)。因此,移動(dòng)終端(26)可以用作專(zhuān)用無(wú)繩電話(huà)。
文檔編號(hào)H04W48/10GK1228903SQ9719749
公開(kāi)日1999年9月15日 申請(qǐng)日期1997年8月22日 優(yōu)先權(quán)日1996年8月30日
發(fā)明者J·C·哈爾特森 申請(qǐng)人:艾利森電話(huà)股份有限公司