无线通信系统中的方法和装置

本发明涉及无线通信系统中的一种处理，该系统设计为根据带预留 的消息同步ALOHA协议进行分组数据传输。本发明涉及在暂时过载的 移动无线系统中对请求接入的处理，其中基站从第一组移动站中的每个 站收到的接入请求不能用对第一组移动站的信道预留来响应。

发明也涉及进行分组数据传输的无线通信系统中的基站和移动 站。

现有技术

在进行分组数据传输的移动无线通信系统情况下，基站可以通过一 个或多个时分信道在基站和移动站之间与多个移动站通信。时分信道被 分成时隙。带多个信息比特的数据突发可以在每个时隙中发送。移动站 不与基站连续不断地通信，因此多个移动站可以竞争同一时分信道。信 道分配是动态的，独立于移动站的信道需求，而且信道分配是受基站控 制的。

移动站通过向基站发送接入请求宣布信道需求。这个接入请求在预 留阶段在时分信道中发送，以便从移动站传输到基站。可以使用不同类 型的协议控制接入请求以及信道分配。时分无线信道动态分配方面的常 规协议是带预留的消息同步ALOHA协议。在这种协议情况下，每个分 组传输之前要做预留。请求信道预留的短消息随机地从移动站发送到基 站。根据ALOHA预留协议，这种接入请求的结果通过基站指定移动站 接入至少一部分时分信道来反馈。

由于很多移动站可能都需要分组数据传输，多个移动站同时发送接 入请求的结果会造成冲突。这种消息同时发送意味着基站在最好情况下 只能接受一条消息(通过使用所谓“捕获”效应)。在冲突情况下，没 有接收到信道预留的发送移动站必须重复它们的接入请求。为了减少进 一步冲突的危险性，重复发送要在给定一段时间间隔后进行，这个时间 间隔因每个移动站而异。熟知的是这个时间间隔针对每个移动站随机变 化。

当无线通信系统中所有空闲信道容量都已经为通信预留时，如果还 有移动站向基站发送接入请求就会出现过载。后者本身能够接收来自移 动站的接入请求，但是由于没有空闲的信道容量不能在给定的预定时间 间隔内同意这个请求。当预定时间间隔过去之后，随后移动站被迫用与 冲突情况下相同的方式重复接入请求。这自然会导致不必要的额外信道 负担、移动系统中不必要的延时以及重复发送时出现冲突的危险。

例如，USA-A-5 166 929较早地公开了一种多址接入协议，在该协 议情况下，有关接入信道状态的反馈从基站提供给移动站。移动站因此 可以接收到有关接入请求结果的信息，例如冲突已经发生，以及下个时 隙是否为发送新的接入请求而开放。这种信息有利于确定何时应该发送 新的接入请求。这种协议的缺点是过载情况是难以处理的。在由于过 载——即没有空闲信道——而使基站中暂时不能分配信道的情况下，基 站接收的接入请求必须重复。

Motorola的题为“Medium Access Priority”的论文中讨论了从移 动站向基站接入请求情况下可能需要接收确认，该文于1995年3月7 日在Edinburgh的ETSI STC SMG2的标准会议上提出。根据这篇论 文，要通知移动站接入请求是否已在基站中正确接收。但是，它没有提 到的是这种接入请求确认如何实现。

发明的描述

本发明的目的是建议一种进行分组数据传输的无线通信系统中的 处理。发明通过管理缺少数据传输的空闲信道容量的暂时过载的无线通 信系统中从第一组移动站中的每个站到基站的接入请求来实现这个目 的。

使用带预留的消息同步ALOHA协议可以实现该目的。分组数据传 输通过一个或多个时分信道在基站和移动站之间实现。移动站被设计为 在使用这种协议的移动无线系统中的预留阶段向基站发送接入请求。基 站被设计为通过向第一移动站发送包括信道预留的信道预留消息来接 受并同意它的接入请求。作为这种信道预留的结果，从第一移动站到基 站的分组数据传输时隙被保留。基站还被设计为从暂时不能实现信道预 留的第一组移动站接收接入请求。根据按照本发明的处理，当不能实现 常规方式的信道预留时，可以确认来自第一组移动站的接入请求的接 收。确认以接入确认的形式发送，包括在与第一移动站的所述信道预留 相同的信道预留消息中。信道预留消息被第一组中的每个移动站接收。 促使移动站等待信道预留而不重复接入请求。与接入确认相关联，第一 组移动站的队列在移动无线系统中组成。第一组中移动站的信道预留根 据它们在这个队列中的位置来实现。

该发明也涉及进行分组数据传输的无线通信系统中的基站和移动 站。根据本发明基站和移动站被设计为实现根据本发明的处理。

通过根据本发明的处理，由于接入请求在系统中重复的次数减少， 从而减少了到基站的接入信道上的负担。这自然会降低移动站和基站之 间数据传输的平均时延。此外，在接入请求重新启动之前可以预定更短 的时间间隔，意味着更短的平均接入时延。

附图的描述

图1表示带有移动站和基站的移动无线系统；以及

图2表示从基站到移动站的信道预留消息。

优选实施例

下面将更详细地参考附图解释本发明，其中图1表示带有移动站 MS1-MS3和基站BS的移动无线通信系统——例如通过时分复用信道 (TDMA)通信的GSM系统——中的小区1。

在优选实施例中，使用适于分组数据传输的单个通信信道Ch1。这 就意味着数据分组和有关的控制信令都通过同一信道发送。

移动站MS1通过经由数据分组信道向基站BS发送接入请求来启动 分组数据传输。这个接入请求包括发射移动站的标识，以随机数的形式 为例，可能还有有关所需业务等级(例如，优先权)的信息。该接入请 求随机发送，以便减少来自多个移动站的接入请求同时发送的危险，但 是请求必须在为这类传输所保留的给定时间间隔内发送。例如，这个时 间间隔可以由多个周期性重复的时间帧中的时隙构成。当已经收到接入 请求而且存在这种分组数据传输的信道容量时，基站BS向移动站MS1 发送信道预留消息2。这种信道预留消息包括藉此分配从移动站到基站 的发送时隙的信道预留。信道预留还包括接入请求被接受的标志。该标 志包括在接入请求中收到的同样信息以及收到的接入请求所处的时分 信道Ch1中的时间帧或时隙的参考。移动站MS1藉此接收关于信道预 留是否是针对这个移动站的信息。启动接入请求的移动站MS1藉此接 收它已被分配了用于分组数据传输的时隙的信息。

在移动站MS1在预留信道上实现分组数据传输的时间内，重要的 是其它移动站MS2、MS3不试图在该信道上启动传输。因此来自移动 站的接入请求仅当基站BS报告一个或多个时隙空闲可用于此目的时才 被允许。基站通过在发往移动站MS1-MS3的信道上放置标志来表示可 以发送接入请求。当所分配时隙内的分组数据传输结束时，基站表示从 移动站到基站信道内的多个时隙重新为接入请求开放。接入请求可以再 次随机地发往基站。

在移动站到基站不同的数据分组传输之间空闲的时隙中，即为接入 请求开放的时隙中，多个移动站MS1-MS3可以向基站BS发送接入请 求。如果移动站MS1-MS3中的一些同时发送，会在传输之间产生冲突。 在这种冲突情况下，基站BS不能解释从多于最多一个的这些参与站来 的消息，因此就必须重复接入请求的传输。

如果多个移动站MS1-MS3不重叠地将接入请求发往基站，信道预 留只能为这些站中的一个或几个实现。当信道预留为第一个移动站MS1 实现时，其它移动站MS2、MS3必须等待空闲信道容量，而不管来自 这些站的接入请求已经在基站BS中正确接收这个事实。在重传的情况 下，接入请求也可以随机地在与同一数据分组有关的序列中包括的不同 传输之间接收。这依赖于是否希望在这样的序列中使用间隔，以便可以 接收接入请求。根据本发明，为了防止来自这些移动站MS2、MS3的 新一轮的接入请求，在基站中正确接收的每个接入请求一般都要响应 (在给定时限内)。因此将接入确认4、5发送到不能立即得到信道预 留3的至少多个站MS2、MS3。这些接入确认包括在信道预留消息2 中，该消息包括响应接入请求分配一个信道到移动站MS1的信道预留 3。这样的信道预留消息2示于图2。由于这个信道预留3在所有控制 消息共用格式的消息2中发送，例如包括四个时隙，而且由于所给出的 控制数据可以一起使用，因此有限数目的接入确认4、5可以包括在同 一消息2中。

因此这些接入确认不会增加信道负荷。

从多个移动站正确接收的接入请求的确认使移动站队列等待移动 无线系统中为它们安排好的分组传输时机的到来。

当分组数据传输用于GSM系统中时，可以在带信道预留的消息中 包括有限个数的接入确认。对于从移动站收到查询时的时间帧参考，可 以用两种方式实现这种接入确认。第一种方式如信道预留3中相同的方 式，在信道预留消息2的一部分内指出时间帧的个数(相对于系统中所 用的给定复帧结构)。而另一种方式是，使用相对于通常信道预留消息 中给出的时间帧的参考。

应理解的是本发明不限于上述实施例，而是包括处于下列 保护范围内的任何实施例。

技术背景