[发明专利]一种蜂窝式数字无线电通讯系统中的分组接通方法

说明书

本发明涉及数据无线电通讯。本发明特别适用于移动台的蜂窝式数字无线电通讯系统，诸如依照GSM(Global System forMobile communications-全球移动通讯系统)公共远程无线电通讯标准而设计的各种系统。参见M.Mouly and M.-B.Pautet“TheGSM system for Mobile Communications”Palaiseau，France，1992。

通常，小区数字无线电通讯系统是在一个其中有着移动台运行通过的地理小区网络内实现的。每个小区联接有一个基地台，而移动台通过和该移动台所在小区相关联的基地台进行通讯。

在这种系统中，稳定方式的通讯是在通信信道(TCH)上沿着两个发送方向进行的，即沿着从移动台到基地台的方向(上行方向)和沿着从基地台到移动台的方向(下行方向)。

另外，这种系统使用一种称之为“TDMA”(Time DivisionMultiple Access)的技术实现时间分隔多路信道。

众所周知，TDMA技术是将时间划分成长度预先确定且不变的帧，而帧本身则划分成时隙。于是，系统传递的信号被编成帧，而帧的每个时隙相应于一个通信信道，通过它可以向一个方向进行一次稳定方式的通讯。

发送时，在上行方向的每一帧中一个移动台在专门分配给它的时隙期间发送数据。在下行方向的每一个帧中，基地台在每一个时隙内发送数据，以便同时与许多移动台通讯。其中每一个移动台和各自的一个时隙相关联。

接收时，每一个移动台知道如何从下行方向的每一帧取出发送给它的时隙。同样，基地台也知道它接收到的帧中的每一个时隙是和哪一个移动台相关联的。

在上面叙述的这种常规系统中，在整个通讯期间一个移动台分配得到一个时隙。这可以称为“电路方式”分配。

这种电路方式分配有一个大缺点，那就是传送资源得不到充分使用。在一个移动台和基地台的一次通讯期间，这两个台并不连续发送数据。换句话说，在有些时隙期间是没有数据发送的。

弥补这一缺点的一个已知解决办法是，以分组(packet)方式在每一个帧中至少使用一个时隙。以分组方式时，一个时隙(即一个通信信道)在上行方向是由许多移动台共用。这样，希望和其他移动台共用通信信道的一个移动台便经接入信道(在GSM系统中为RACH或RandonAccess Channel-随机接入信道)送出一个分配请求。分配请求得到系统响应同意的所有移动台都和一个共用通信信道相关联，同时为它们每一个都建立有一条虚拟电路(不同于分配到一个时隙而在整个通讯期间不共用的一个移动台可得到的实际电路)。

有几种已知的技术可以确定，和同一个共用通信信道相关联的移动台中哪一个实际上可以发送数据。

分配发送数据权力的第一个已知技术是如下操作的：基地台向所有相关联的移动台指出，上行方向的共用通信信道是否有空。如果有空，一个希望发送数据给基地台的移动台便经共用通信信道向上行方向送出一个接入请求。基地台向下行方向回答批准该移动台经共用通信信道向上行方向发送数据。该移动台于是独占通信信道直至再无数据可发送。

在下行方向，分组方式不成问题：基地台在它发送的每一个帧包含的共用时隙内放入提交给一个移动台的数据另加一个识别符以便识别该移动台，使得能将它和其他与同一个共用时隙相关联的移动台明白无误地区别开来。

但是，在上行方向分组方式有几个缺点。

首先，当两个移动台都同时要求接入共用通信信道(或要求授权发送数据)时便会发生冲突。这两个移动台便必需在任意经过一段时间后再试一次。移动台的数目必需保持限制以便减少冲突次数，并因此使移动台能更容易和更快地接通共用时隙。

另外很明显，一个要发送大量数据的移动台会长时间占用共用时隙。这是其他和共用时隙相关联并等待它有空使它们能发送数据的移动台所无法接受的。

第二个已知的技术试图缓解第一个已知技术的缺点。该技术在于许可所有和共用时隙相关联的移动台在经过一定时间后相继接通一个共用时隙，即许可每一个发出了分配请求后为其整个通讯期间分配到该共用时隙的移动台接通。

该第二项已知技术确能有效防止一个移动台独占共用时隙。但反过来它有允许相关联的移动台在没有东西可发送时也接通共用时隙的缺点。换句话说，传送资源的使用未做到最佳化。

本发明的一个特别目的是减轻现有技术的各种缺点。