專利名稱：臨時設備標識符消息響應控制方法
技術領域：
本發(fā)明一般地涉及無線通信設備。具體地說，本發(fā)明涉及無線用戶臺的控制響應通話量以限制功率消耗和避免沖突。
本發(fā)明的背景技術被稱為“高級移動電話服務”(AMPS)的用戶移動無線雙工聲音傳輸?shù)慕M蜂窩系統(tǒng)采用FCC指定的載波頻率，其范圍為800～900MHz。車載蜂窩電話機以最高1瓦的功率發(fā)送話音信號至一給定網(wǎng)元內(nèi)的蜂窩基地臺。電池供電的手持式蜂窩話機利用最高1/4瓦的發(fā)送功率向一給定網(wǎng)元內(nèi)的蜂窩基地臺發(fā)送話音信號。
人類的模擬話音是高級移動電話服務系統(tǒng)最先設計用于通信的信號。高級移動電話服務被優(yōu)化，得以在一給定信道的帶寬內(nèi)能傳送盡可能多的模擬話音信號。采用低功率移動話機、FM調(diào)制、和較高載波頻率范圍(800～900MHz)的蜂窩式電話的機動性能是通過基地臺的蜂窩狀配置來實現(xiàn)的。在當用戶移動出當前的網(wǎng)元區(qū)時，他的信號即傳送到下一網(wǎng)元側(cè)。這種蜂窩式的傳遞可能導致發(fā)送或接收中的暫時丟失。話音信號的暫時丟失是無關緊要的，因為用戶知道這里有信號丟失和話音信息可被再發(fā)送，然而對于數(shù)字數(shù)據(jù)發(fā)送，信號丟失即使是暫時的，也會產(chǎn)生特殊問題。話音信號發(fā)送中丟失的其它原因有信號強度降低，反射，瑞利衰減，和蜂窩盲點。
便攜式計算機的可利用性很自然引發(fā)了從遙遠地點進行無線發(fā)送數(shù)字數(shù)據(jù)的希望。目前，高級移動電話服務話音蜂窩系統(tǒng)被用于以電路轉(zhuǎn)換的蜂窩式數(shù)據(jù)的形式通過高級移動電話服務載波信道發(fā)送數(shù)字數(shù)據(jù)。原始(基帶)數(shù)字數(shù)據(jù)必須經(jīng)過變換以使之能通過模擬高級移動電話服務系統(tǒng)發(fā)送和接收。高級移動電話服務系統(tǒng)用作數(shù)據(jù)傳輸?shù)囊粋€缺點在于，信道帶寬窄小和傳輸誤差限制了發(fā)送和接收數(shù)字數(shù)據(jù)的波特率。而且高級移動電話服務移動蜂窩系統(tǒng)的其它因素也可能造成原始數(shù)字數(shù)據(jù)的丟失。
因此，在集成組件中的話音和數(shù)據(jù)信號的有效無線通信一直很困難。而且也難以將高級移動電話服務話音傳輸特點與如數(shù)據(jù)傳輸、電子郵件、和雙工尋呼之類的應用相結(jié)合，同時難以將能提供如無線傳真調(diào)制解調(diào)器那樣的電路轉(zhuǎn)換式蜂窩數(shù)據(jù)接口結(jié)合進一單個的手持電池操作式無線話機。這方面已部分地由CDPD系統(tǒng)1.1版本中描述的蜂窩式數(shù)字包數(shù)據(jù)系統(tǒng)(這里被結(jié)合應用作為背景材料)，該發(fā)明的共同受讓人的美國專利申請第08/117,913(1993年9月8日提交)和第08/152,005號(1993年11月12日提交)專利申請中揭示的系統(tǒng)實現(xiàn)。CDPD通信系統(tǒng)共用于CDPD規(guī)范(CDPD規(guī)范被用作參考)1.1版本405節(jié)中所述分配到高級移動電話服務信道的相同載波頻率。
CDPD系統(tǒng)的典型基地臺或移動數(shù)字基地臺(MDBS1，在此如

圖1中所示)利用高級移動電話服務網(wǎng)元中的一信道來建立鏈路并與用戶的無線專用臺進行通信。MDBS可以利用服務提供者所提供的可利用的高級移動電話服務之外的其它頻率。無線專用臺(M-ES2)為一便攜式計算機，手機或者其它包含專用通信臺的便攜式電子裝置。MDBS用作為無線臺專用臺M-ES2的用戶和一有線線路、微波通信線路、衛(wèi)星通信線路、高級移動電話服務蜂窩通信線路、或其它CDPD鏈路(例如移動數(shù)據(jù)中介系統(tǒng)MD-IS3和中介系統(tǒng)4、5、6)的服務提供者網(wǎng)絡之間的通信鏈路，以傳送數(shù)據(jù)到其它的無線專用臺、計算機網(wǎng)絡、或非移動式或固定終端用戶系統(tǒng)(F-ES7，8)。
CDPD網(wǎng)絡被設計作為現(xiàn)有通信網(wǎng)絡，如高級移動電話服務網(wǎng)絡和互聯(lián)網(wǎng)的擴充運行。從移動用戶方面看，CDPD網(wǎng)絡僅僅是傳統(tǒng)網(wǎng)絡的無線移動式擴展。CDPD網(wǎng)絡共用現(xiàn)在高級移動電話服務網(wǎng)絡的傳輸設施，并提供不沖擊高級移動電話服務服務的非侵入式包轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)服務。事實上，CDPD網(wǎng)絡對高級移動電話服務網(wǎng)絡是完全透明的，它“不了解”CDPD功能。
CDPD系統(tǒng)采用根據(jù)數(shù)據(jù)包中所載的目標地址和當前網(wǎng)絡布局的信息而由網(wǎng)絡個別地確定各數(shù)據(jù)包的路徑的無連接網(wǎng)絡服務(CLNS)。M-ES2的數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆职匦允沟迷S多CDPD用戶能共享公共信道，僅在他們有數(shù)據(jù)要發(fā)送時才訪問信道，否則即讓其能由其它CDPD用戶應用。系統(tǒng)的多路訪問性質(zhì)使得它能在一給定地區(qū)(一標準高級移動電話服務基地臺收發(fā)信機的發(fā)送范圍和區(qū)域)僅安裝有一個CDPD臺的條件下同時提供給許多用戶相當大的CDPD覆蓋面積。
CDPD網(wǎng)絡的廣播通信線路接口部分由一組網(wǎng)元組成。一個網(wǎng)元以一固定的發(fā)射臺例如MDBS1的RF發(fā)射范圍之內(nèi)的地理邊界確定，它可以能接收的信號強度電平被移動用戶如M-ES2接收。支持此網(wǎng)元的發(fā)射機可被定位于網(wǎng)元的中央，通過全向輻射天線進行發(fā)射，或者將發(fā)射機定位于一網(wǎng)元的邊緣。并通過定向天線發(fā)射來覆蓋網(wǎng)元的僅一部分，稱之為一扇區(qū)。典型的結(jié)構中，共同安裝有用于若干扇區(qū)的發(fā)射機。由一組網(wǎng)元作用的面積具有某些區(qū)域重疊，以使得一漫游無線用戶臺能以大致類似于高級移動電話服務系統(tǒng)中的標準傳送的方式由一網(wǎng)元轉(zhuǎn)接到一鄰接網(wǎng)元的方式保持連續(xù)的服務。如果M-ES能由從一網(wǎng)元到另一網(wǎng)元的轉(zhuǎn)換保持連接的服務，就認為此二網(wǎng)元是相鄰接的。這種被稱之為網(wǎng)元轉(zhuǎn)換的轉(zhuǎn)換處理與正常高級移動電話服務傳送過程無關。圖1中，無線專用臺2與MDBS1間的接口(A)為由采用標準高級移動電話服務頻率的射頻頻率鏈路所構成的“廣播接口”。MDBS1通過移動數(shù)據(jù)中介系統(tǒng)(MD-IS) 3連接到其它的移動數(shù)據(jù)基地臺。數(shù)個移動數(shù)據(jù)基地臺可受一單個移動數(shù)據(jù)中介系統(tǒng)的控制。移動數(shù)據(jù)中介系統(tǒng)通過如圖1中的4和5的中介系統(tǒng)相互連接。
中介系統(tǒng)由至少一個連接到不只一個子網(wǎng)絡的節(jié)點組成(如中介系統(tǒng)MD-IS 3)。中介系統(tǒng)的主要作用是將數(shù)據(jù)由一子網(wǎng)絡傳送到另一個。移動數(shù)據(jù)MD-IS3根據(jù)在MD-IS控制下的移動數(shù)據(jù)基地臺的范圍之內(nèi)的各無線專用臺的當前地點的情況，確定數(shù)據(jù)包的路由。MD-IS是“覺察到”任一無線專用臺的地點的唯一網(wǎng)絡實體。但在某些情況下(如CDPD規(guī)范1.1版本所定義的)，某一移動數(shù)據(jù)基地臺將始終監(jiān)視特定無線專用臺的狀況。一CDPD專用移動網(wǎng)絡定位協(xié)義(MNLP)在各MD-IS之間操作(通過中介系統(tǒng))以便交換有關無線專用站的定位信息。
整個CDPD網(wǎng)絡由一具有與至少一個移動數(shù)據(jù)中介系統(tǒng)3的接口的網(wǎng)絡管理系統(tǒng)(NMS)加以控制。利用一專用協(xié)議，可在適當?shù)臈l件下將編程指令由NMS 10通過MD-IS 3發(fā)送給任意數(shù)量的移動數(shù)據(jù)基地臺。
這樣的編程指令可被用于傳送有用的網(wǎng)絡數(shù)據(jù)到MDBS，以及針對象維持信道隊列這樣的關鍵特點來組構MDBS的操作。NMS還控制其它的CDPD系統(tǒng)特性，例如對尋呼消息的定時以符合M-ES手機的非固定的周期。CDPD的一個優(yōu)點是由NMS 10通過MD-IS 3，或者依靠到MDBS的直接連接，對移動數(shù)據(jù)基地臺提供操作指令的能力，如CDPD規(guī)范1.1版本，節(jié)402和403中所作的MDBS體系結(jié)構說明中所概述的。
圖2說明圖1的CDPD網(wǎng)絡與一標準高級移動電話服務網(wǎng)絡之間的比較。MDBS 1為高級移動電話服務基地臺21的CDPD等效體，兩者均用作為移動用戶的鏈路，2、2’和2”用于CDPD系統(tǒng)，22、22’和22”用于高級移動電話服務用戶。高級移動電話服務和CDPD二者的功能均能由相同的手機或終端系統(tǒng)設備控制。MDBS1最好以高級移動電話服務基地臺21定位，如后面更詳細說明的那樣。
作為對連接到它的CDPD移動數(shù)據(jù)基地臺的本地控制器，MD-IS 3通常相當于用來控制多個高級移動電話服務基地臺21、21’、和21”的移動電話交換局(MTSO)23。在高級移動電話服務系統(tǒng)中，MTSO 23可通過通信線路經(jīng)由專用的陸上通訊線路或通過公共電話交換網(wǎng)絡(PSTN)連接到各個不同的基地臺21、21’、和21”。同樣，MD-IS 3與由其控制的不同的移動數(shù)據(jù)基地臺1、1’、和1”之間也以相同方式進行連接。不過與高級移動電話服務系統(tǒng)采用不同的信令協(xié)議。
與高級移動電話服務相比，CDPD的基礎結(jié)構需求非常小。CDPD基地臺設備最好位于現(xiàn)存高級移動電話服務基地臺蜂窩設備的蜂窩載體的網(wǎng)元側(cè)。CDPD系統(tǒng)的多路訪問特性使得它能在一給定區(qū)域中僅裝置一臺CDPD無線設備的情況下同時對許多用戶提供相當大的CDPD覆蓋面積。這種多路訪問是一移動終端系統(tǒng)僅在有數(shù)據(jù)要發(fā)送時才訪問CDPD信道的結(jié)果。
如果高級移動電話服務基地臺與MDBS被置于同一地點，二者可利用相同的RF設備。相反，為了共用RF通信鏈路，高級移動電話服務系統(tǒng)的MTSO和CDPD系統(tǒng)的MD-IS則不必要置在一起。在高級移動電話服務系統(tǒng)中，MTSO 23具有通過PSTN 24連接高級移動電話服務基地臺和移動臺到其它部分的責任。CDPD的中介系統(tǒng)4對應于PSTN為高級移動電話服務系統(tǒng)的應用。象高級移動電話服務系統(tǒng)那樣，為通過電話系統(tǒng)終端網(wǎng)絡28實現(xiàn)對遠地用戶或系統(tǒng)的呼叫，CDPD系統(tǒng)還必須利用公共電話交換網(wǎng)絡或另外的陸路通訊網(wǎng)絡。但為通過PSTN完成呼叫，CDPD系統(tǒng)采用與高級移動電話服務系統(tǒng)所用不同的協(xié)議。
MDBS維持許多(最多到MDBS傳送能力)通過廣播通信線路接口的信道流，如由控制該MDBS的MD-IS所指定的。在需要時，例如當在CDPD信道上對高級移動電話服務通信進行檢測時，MDBS指示所有的無線專用臺改變信道。各無線專用臺的終端流每次承載在一信道流上，通常是由移動用戶多半根據(jù)由有關為CDPD應用的最佳信道的MDBS接收的數(shù)據(jù)所選定的。一給定網(wǎng)元中的來往業(yè)務(MDBS的終端流)承載在MDBS與MD-IS之間的單個DSO中繼線上。MDBS與MD-IS間通過此DSO中繼線的通信遵循標準格式，如T1。
在CDPD網(wǎng)絡內(nèi)，數(shù)字數(shù)據(jù)在MDBS與M-ES間采用高斯最小位移鍵控(GMSK)調(diào)制傳送。自基地臺至無線專用臺M-ES的傳送是連續(xù)的。這些由無線專用臺M-ES到MDBS的傳送采用猝發(fā)方式，此時無線專用臺M-ES僅在它有數(shù)據(jù)要發(fā)送且信道未被其它移動無線專用臺占用時才訪問該信道。這使多個移動無線專用臺能共用一單個信道，而對于具有相對很小數(shù)據(jù)量的單歇性事務特點的數(shù)據(jù)傳送，與通過普通的電路轉(zhuǎn)換蜂窩式調(diào)制解調(diào)器發(fā)送數(shù)字數(shù)據(jù)相比，能大大減少連接時間。
與普通蜂窩式調(diào)制解調(diào)器中所用的信號方案(它是根據(jù)必須在現(xiàn)有的話音信號系統(tǒng)的限制內(nèi)需要的運行所選擇的)不同，用于CDPD通信的GMSK調(diào)制技術是明確地針對為取得在蜂窩式信道中非常高的位傳輸率和良好的差錯性能兩者所選擇的。選擇調(diào)制不為先前存在的信號結(jié)構所限這一事實使得CDPD系統(tǒng)與普通的蜂窩式調(diào)制解調(diào)器中的相比能在非常低的接收信號電平時獲得大得多的瞬時位速率。這就意味著，CDPD通信系統(tǒng)在許多信號質(zhì)量不能適應良好的蜂窩調(diào)制解調(diào)性能的地區(qū)提供可靠的高速數(shù)據(jù)傳輸。當前，通過CDPD傳送的原始(基帶)數(shù)字數(shù)據(jù)包括有電子郵件消息，數(shù)字傳真數(shù)據(jù)，或者其它的表明網(wǎng)絡連接以使文件可以象正連接到一局域網(wǎng)那樣傳送的數(shù)字數(shù)據(jù)。
移動數(shù)據(jù)中介系統(tǒng)MD-IS 3為其服務區(qū)內(nèi)的所有訪問無線專用臺處理數(shù)據(jù)包路由。MD-IS進行二種服務保存各當前寄存在一特定服務地點的M-ES信息庫的登記服務；和重新尋址服務，去封裝所傳送的數(shù)字包并確定它們?nèi)サ秸_網(wǎng)元的路由。服務中的MD-IS還為網(wǎng)絡支持服務應用受理鑒別、授權、和統(tǒng)計服務。
CDPD通信系統(tǒng)可利用在蜂窩話音信道組合之外設置的并保留為CDPD應用的專用信道運行。在此替代方案中，較典型的運行方式是，CDPD通信系統(tǒng)可以利用也可被高級移動電話服務通信采用的信道上的空閑時間。在此第二種情況下，移動數(shù)據(jù)基地臺可執(zhí)行“RF取樣”來確定可用信道和檢測當前正用于CDPD通信中的信道上話音通信業(yè)務的起始。如果一高級移動電話服務蜂窩式單元開始在一為CDPD通信所占用的信道上傳送，CDPD單元即中止該信道上的傳送并轉(zhuǎn)換到另外的可用的信道(稱為“信道跳越”的處理)，或如果無其它信道可周，則中止傳送直至一信道可用于CDPD。
盡管CDPD系統(tǒng)共用現(xiàn)有的高級移動電話服務射頻信道，高級移動電話服務呼叫總被給予最先的優(yōu)先權，而且它們始終能搶占任何正被CDPD應用中的信道。不過，蜂窩式服務提供者有可能選定專用于CDPD的一個或多個信道。在這種情況下，高級移動電話服務呼叫將永不能企圖搶先占用專用于CDPD的信道。
正常運行中，MDBS將執(zhí)行信道跳越來避開要為高級移動電話服務通信所用的信道。為這樣，MDBS執(zhí)行對高級移動電話服務信道的監(jiān)視器作業(yè)，并保存網(wǎng)元中可為CDPD應用的各信道的狀態(tài)(被話音占用或未被應用)表。MDBS根據(jù)準則(CDPD標準中未指定)的組合由表中未被應用信道中選取供CDPD應用的信道。這些可能要包括可能發(fā)生的以下情況信道將在最近的未來為許音系統(tǒng)所需要，對信道所發(fā)生的干擾量，CDPD通信可能對不同網(wǎng)元中的其它語音用戶或?qū)ζ渌葏^(qū)造成的干擾量，以及其它因素。MDBS傳送一所有可能供CDPD使用的信道(當前有未被語音通信占用)的表給無線專用臺。MDBS如果確定另外的信道更合適的話，它可在信道被高級移動電話服務通信先占用之前執(zhí)行信道跳越。在這樣的情況下，MDBS發(fā)送一消息到無線專用臺，命令它們改變到所選擇的特殊信道，而后MDBS執(zhí)行跳越。這類跳越比意外的跳越要有秩序和有效得多，因為無線專用臺無需搜索下一信道。
如果現(xiàn)有CDPD信道為高級移動電話服務預先占用，MDBS由那些未被高級移動電話服務通信利用的信道中選擇另外的信道并立即向其跳越而無需通知無線專用臺(意外跳越)。而后無線專用臺確定CDPD信號不再出現(xiàn)在當前信道上而且搜索表中的其它信道以確定CDPD通信已跳越到的信道(如果存在的話)。
CDPD具有易于與現(xiàn)有高級移動電話服務系統(tǒng)接口和與其共用某些前端設備的能力。為利用種能力，MDBS必須具有實際與現(xiàn)有高級移動電話服務基地臺接口的能力。因而，MDBS應當很小、無障礙、并能不必中斷現(xiàn)有高級移動電話服務設備即可易于進行訪問。MDBS必須被組構得能易于連接到正常與高級移動電話服務系統(tǒng)共用的MDBS之外的設備。這種存在于高級移動電話服務基地臺中的外部設備包括天線系統(tǒng)，RF功率放大器(特別是能與現(xiàn)有高級移動電話服務共用的線性放大器)，RF多路耦合器，功率分離器，天線共用器，和可選設備。由于MDBS共享高級移動電話服務基地臺的環(huán)境，MDBS應當不對象環(huán)境控制和維護這樣的支持系統(tǒng)構成太大的額外負擔。因此，MDBS必須緊湊和靈活，僅構成執(zhí)行網(wǎng)元方所需的MDBS功能所需的部件。
圖3為一便攜通信終端手機100的方框圖。大體上此便攜通信終端類似于具有至少一個射頻收發(fā)信機的射頻組件102的通常的便攜式無線電話手機。射頻收發(fā)信機利用一主天線104來接收和發(fā)送被便攜終端所處理的各種形式的信號，例如高級移動電話服務數(shù)據(jù)(電路轉(zhuǎn)換蜂窩數(shù)據(jù))通信，高級移動電話服務話音通信，和CDPD通信。分集式天線106被用作為后備，以保證某些不利情況下的接收。電話式手機112被用來作高級移動電話服務話音通信。
便攜終端也可借助一連接到無線控制處理器108的數(shù)據(jù)/模擬訪問接口(DAA)而插入本地公用電話交換網(wǎng)絡(PSTN)。這一處理器連同控制處理器和調(diào)制解調(diào)器109共享便攜終端的各種控制功能，包括呼叫建立、高級協(xié)議、低級協(xié)議、功率調(diào)節(jié)、調(diào)制解調(diào)操作和與外部主計算機的數(shù)據(jù)傳送。為便于用戶應用，主計算機可以是一個人機(PC)或家用數(shù)據(jù)助理設備(PDA)或者其它電子裝置。便攜終端的連接件是通常與PC外接插件結(jié)合應用的標準型式。
圖3說明的便攜數(shù)據(jù)終端手機和無線專用臺可被組構得以實現(xiàn)在圖4中表明和在美國專利申請第08/117,913號中描述的所有運行模式。圖4中200所指定的模式表示由便攜數(shù)據(jù)終端手機的操作人員或程序員選擇的菜單模式。二種模式(高級移動電話服務或CDPD)之一可由操作員利用手機上的鍵盤加以選擇。如果一主計算機正在將數(shù)據(jù)輸入進便攜終端(手機)100中，則可選擇被選定的模式或一預定的缺省設置作為數(shù)據(jù)傳送的部分。
系統(tǒng)最好通常處于低功率的睡眠模式。這種睡眠即靜止模式促成最小的功率消耗。通常，睡眠模式將每10～255秒被中斷一次，以檢查例如輸入的尋呼信號之類的消息。如果沒有收到任何消息，CDPD保持為空閑模式。CDPD可因接收到尋呼信號或者來自主計算機或手機用戶為啟動CDPD模式中的數(shù)據(jù)傳送的命令而成為激活狀態(tài)。保持在CDPD模式的優(yōu)點在于電池不致有沉重負擔，從而按照當前的電池工藝，滿發(fā)送功率下的對話時間可長于1小時而同時監(jiān)視高級移動電話服務控制信道的等待時間可長于12小時。
睡眠模式過程被用來將手機置于睡眠模式，這被定義作為在數(shù)據(jù)鏈路建立過程(無線專用臺與移動數(shù)據(jù)中介系統(tǒng)間的通信)期間，無線專用臺M-ES可能要求的可選操作模式。睡眠模式的目的是要有助于無線專用臺中儲備功率。睡眠模式的總體動行使M-ES能禁止或切斷其接收機和相關電路的電源。這一模式是CDPD運行的主要優(yōu)點。
睡眠模式過程在“多幀建立狀態(tài)”中運行。在此運行中，如果在由參數(shù)T203所規(guī)定的時間周期之后一特定無線專用臺M-ES與MDBS間的數(shù)據(jù)鏈路連接上無任何幀交換，此數(shù)據(jù)鏈路連接即可被置于手機的臨時設備標識符(臨時設備標識符)睡眠狀態(tài)。在此狀態(tài)期間，整個網(wǎng)絡均將不會傳送為該M-ES指定的信息。如果在進入睡眠狀態(tài)之后新的幀成為突出的并等待開始發(fā)送，網(wǎng)絡就將以周期的間隔廣播一預定的消息。此消息含有一對信道數(shù)據(jù)未定的臨時設備標識符的表，無線專用臺預期會以周期間隔被喚醒，以確定來自它們的數(shù)據(jù)是否是未定的，并通知網(wǎng)絡它們愿意接收此未定的數(shù)據(jù)。通常，M-ES可在任何時間退出睡眠狀態(tài)。
參數(shù)T203表示在M-ES被期望進入CDPD睡眠模式之前容許數(shù)據(jù)鏈路連接上無幀交換的最大時間。在用戶/專用(M-ES)側(cè)，參數(shù)T203的定時按反向信道(自M-ES至MDBS)上的任何型式的數(shù)據(jù)鏈路層幀的傳送起動或再起動。在網(wǎng)絡側(cè)，對一特定M-ES的參數(shù)T203按CDPD信道上數(shù)據(jù)鏈路層幀(任何型式)的接收起動或再起動。如果參數(shù)T203的值失效，數(shù)據(jù)鏈路實體將進入臨時設備標識符睡眠狀態(tài)，并從用戶側(cè)發(fā)出這一狀態(tài)的標記。層管理實體可采取節(jié)能措施，例如斷開用戶無線接收機或其電路的其他非主要部分。
第二參數(shù)T204表示網(wǎng)絡側(cè)對一睡眠M-ES廣播未定數(shù)據(jù)的臨時設備標識符通報的時間間隔。對一信道流保持參數(shù)T204的單個定時操作，所有用戶側(cè)管理實體通過CDPD規(guī)范的403章6.8.8節(jié)中說明的臨時設備標識符通報過程顯現(xiàn)并同步到特定信道流T204。在網(wǎng)絡著手通報臨時設備標識符睡眠狀態(tài)中的M-ES的最大時間內(nèi)排隊的幀的數(shù)量與執(zhí)行過程相關。網(wǎng)絡釋放數(shù)據(jù)鏈路連接并廢棄因之使臨時設備標識符睡眠通報過程中斷的所有被排列的幀。期圖通報未定網(wǎng)絡傳輸?shù)呐R時設備標識符睡眠狀態(tài)中的M-ES的最大次數(shù)被指定為系統(tǒng)參數(shù)N204。網(wǎng)絡正常地中止對來自M-ES沒有響應的逐次的臨時設備標識符通報消息的包括作為參數(shù)N204的臨時設備標識符的臨時設備標識符睡眠通報過程。結(jié)果，M-ES將由CDPD系統(tǒng)撤消登記。
前述操作的完整說明見CDPD規(guī)范403章6.8節(jié)。M-ES和MD-IS的并行操作在圖5的流程中說明。二者識別M-ES特定用戶所作最后的CDPD通信已在何時進行。在這方面，M-ES與MD-IS雙方能相互同步。利用內(nèi)部時鐘，二單元跟蹤M-ES與MD-IS之間最近的CDPD通信過去之后的時間流逝，如步驟702中指明的。這樣，在按照CDPD規(guī)范這一部分的操作中，如果在一定時間長度(參數(shù)T203)內(nèi)沒有數(shù)據(jù)通過廣播通信線路在任一方向上發(fā)送，M-ES將進入睡眠模式而網(wǎng)絡將認為M-ES入睡，如步驟703所指明的。一旦M-ES進入睡眠模式，M-ES和MD-IS雙方中進行另一定時操作。
這一周期的總長度由前述的參數(shù)T204與N204的乘積確定。如果網(wǎng)絡有數(shù)據(jù)要傳送到被認為是睡眠中的M-ES，網(wǎng)絡將該M-ES的臨時設備標識符加到具有數(shù)據(jù)等待它們的一特定信道流上的睡眠單元表。不過，網(wǎng)絡將不發(fā)送該數(shù)據(jù)(步驟704)。當每次幀被參數(shù)T204測量時，網(wǎng)絡將發(fā)送對一特定無線專用臺M-ES的臨時設備標識符標志，指示有數(shù)據(jù)在等待該無線專用臺。這樣，此無線專用臺在由T204所確定的時間幀期間的某時刻必須監(jiān)視CDPD信道，以便能確定是否有消息等待該無線專用臺。
具有等待消息的無線專用臺的表是在臨時設備標識符通報消息中在該信道流上向所有臺周期地廣播。這樣的通報間的時間由參數(shù)T204指定。這一參數(shù)確定在對此消息醒來之前期望M-ES睡眠的時間長度。當M-ES醒來時，它等待直至接收到一通報消息。如果該M-ES的臨時設備標識符在此表上，它通報網(wǎng)絡它已準備好接收數(shù)據(jù)。如果一特定的M-ES的臨時設備標識符不在該表上，M-ES回到通常由參數(shù)T204指定的另一睡眠時間周期。如果對一臨時設備標識符已作多個連續(xù)通報(由參數(shù)N204指定)而沒有表明它已準備好接收數(shù)據(jù)的主體M-ES，網(wǎng)絡將認為此M-ES不再存在于CDPD系統(tǒng)上并丟棄對該M-ES待定中的數(shù)據(jù)，如步驟705所指明的。
如果此特定M-ES正在比參數(shù)N204與T204的乘積所包括的時間更長的時間內(nèi)處理正常的高級移動電話服務通信，則對該M-ES保存的數(shù)據(jù)被網(wǎng)元廢棄。這樣，CDPD通信即因高級移動電話服務通信的正常運行而丟失。從而，需要此專用臺M-ES維持與CDPD信道一致以足夠監(jiān)視其臨時設備標識符的長度。這要求喚醒狀態(tài)中的附加時間，結(jié)果是額外的電池消耗。
由于高級移動電話服務模式運行被認為具有超過CDPD模式運行的優(yōu)先級，因此手機最好花費其大部分時間監(jiān)視高級移動電話服務通信并且在CDPD模式上僅只需足以檢取無線專用臺的指定消息并免除去登記。運行無線專用臺M-ES的一種模式是保持以高級移動電話服務模式監(jiān)視高級移動電話服務控制信道，同時周期地中斷來查詢CDPD網(wǎng)絡，當高級移動電話服務模式中斷時，無線專用臺M-ES發(fā)送一查詢信號至CDPD網(wǎng)絡，以喚醒應答和確定CDPD網(wǎng)絡上是否有任何數(shù)據(jù)在等待發(fā)送往該無線專用臺。在對來自CDPD網(wǎng)絡的返回消息應答后等著聽一適當時間長(通常為T203)之后，無線專用臺轉(zhuǎn)換模式并回到高級移動電話服務信道。這種轉(zhuǎn)變最好發(fā)生在任何當無線專用臺處于CDPD模式時期可能丟失的任何有關高級移動電話服務頁面重新傳送之前。
蜂窩數(shù)字包數(shù)據(jù)系統(tǒng)中的改進效率導致了臨時設備標識符消息在一個很短的時間周期內(nèi)分成組，以便來自相當多的用戶臺的響應實際自動地在該被縮短的時間周期內(nèi)發(fā)生，如在申請?zhí)枮?8/533,152，發(fā)明題目為“在移動包數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)中用于對承受功率消耗限制的無線用戶臺進行控制的方法和裝置”，申請日為1995年9月25日的美國專利申請中和在申請?zhí)枮?8/534,855，發(fā)明題目為“臨時設備標識符消息通知方法”，申請日為1995年9月27日的美國專利申請中進行的描述，這里一并提出并結(jié)合于此文做為參考。這種效率增加的結(jié)果是，未決數(shù)據(jù)在一個簡短的時間內(nèi)被通知給相當多的用戶臺，而所有的用戶臺在實質(zhì)上引起沖突的同一時刻將嘗試訪問共享的信道。這種情況在一般的模擬話音蜂窩操作中也會發(fā)生。然而，該問題并未被談及，因為在蜂窩數(shù)字包數(shù)據(jù)操作中的上述改進并沒有被應用到模擬蜂窩操作中。
存在兩種沖突情況。第一種情況發(fā)生在當一個用戶臺試圖訪問一個信道，而來自MDPS的指示表明該特定信道已處在使用中。沖突并不在此時發(fā)生。然而，如果該用戶臺連續(xù)地檢查所述信道的狀態(tài)直到其變?yōu)榭臻e為止，那么沖突的問題確實存在。高沖突可能性是由這樣的情況引起的即一個以上的用戶可以通過相同的路由訪問相同的信道。
在第二種情況中，沖突已經(jīng)發(fā)生并已被涉及該沖突的用戶臺之一檢測到。此時做出檢測，至少其中一個用戶要釋放其已訪問的信道，然后等待。通常，該用戶臺將不斷地嘗試訪問該從屬信道，從而加劇了信道的沖突機會。
作為這兩種沖突的結(jié)果，在一個短時間周期內(nèi)接收到大量臨時設備標識符消息之后試圖訪問有限數(shù)量的信道的競爭用戶臺之間可能存在著不斷的競爭。這將嚴重地阻礙信道分配，并且使得眾多用戶臺的信道訪問非常困難且耗時。事實上，沖突現(xiàn)象會大大地抵消掉前面有關預測臨時設備標識符消息傳送的發(fā)生所描述的好處。
本發(fā)明概要本發(fā)明的第一個優(yōu)點是避免了在尋求相同信道的用戶之間的各種類型的沖突。
本發(fā)明的另一個優(yōu)點是增加了在用戶臺中信道分配的效率。
本發(fā)明的又一個優(yōu)點是允許事實上100％的反向信道利用率。
本發(fā)明的再一個優(yōu)點是由于在訪問占用信道的無效嘗試中花費的時間和能量很少，因而減少了功率消耗，提高了電池的壽命。
本發(fā)明的這些和其他優(yōu)點通過一種在無線通信系統(tǒng)中控制無線用戶臺響應臨時設備標識符(TEI)消息的方法來實現(xiàn)的。所述無線通信系統(tǒng)具有至少一個基地臺，用于控制一通信流向各無線用戶臺廣播。該方法包括把所述通信流劃分成多個小段和把所述小段劃分成多個塊的步驟。一個基地臺的所有未決臨時設備標識符消息按照由該基地臺在一前向信道上發(fā)送的預定次序被放置在每個小段的第一個塊中。對反向信道進行分割以便為每個在前向信道上傳送的臨時設備標識符消息指定一個塊，從而每個接收相關臨時設備標識符消息的用戶臺僅在該被指定的塊中響應相應的臨時設備標識符消息。
本發(fā)明的另一個方面是在一種在無線通信系統(tǒng)中控制無線用戶臺響應臨時設備標識符(TEI)消息的方法中發(fā)現(xiàn)的。所述無線通信系統(tǒng)具有至少一個基地臺，用于控制一通信流向各無線用戶臺廣播。該方法包括把所述通信流劃分成多個小段和把多述小段劃分成多個塊的步驟。一個基地臺的所有未決臨時設備標識符消息按照由該基地臺在一前向信道上發(fā)送的預定次序被放置在每個小段的第一個塊中。在反向信道上的一個塊被分配給在該前向信道上傳送的每個臨時設備標識符消息，作為由與每個所述臨時設備標識符消息相關的每個用戶臺做出的響應。結(jié)果，在該反向信道上的每個塊在一個從前向信道上的臨時設備標識符消息起始的時間延遲之后開始，其中該時間延遲包括一個隨機數(shù)和多個在前向信道上廣播的臨時設備標識符消息。
附圖的簡要說明圖1是一個常規(guī)的蜂窩數(shù)字包數(shù)據(jù)系統(tǒng)的方框圖。
圖2是一個使蜂窩數(shù)字包數(shù)據(jù)系統(tǒng)與一個普通高級移動電話服務系統(tǒng)產(chǎn)生關聯(lián)的方框圖。
圖3是一個便攜電話手機的方框圖。
圖4是移動數(shù)字基地臺結(jié)構的方框圖。
圖5是描述無線用戶臺與一個相關MDIS之間并行操作的流程圖。
圖6是說明本發(fā)明的消息塊按排的示意圖。
圖7是說明一個使用圖6的數(shù)據(jù)按排的系統(tǒng)的操作程序的流程圖。
優(yōu)選實施例的詳細描述圖6是說明在前向和反向信道上消息塊按排的時間流程圖。在前向信道上(從移動數(shù)字基地臺到用戶臺)，消息流被劃分成塊60，62，63，64，65，66…臨時設備標識符通知消息被包含在第一塊60中，并按照它們由移動數(shù)字基地臺接收的次序設置。這些臨時設備標識符消息被依次設置并表示為61，61′，61＂...61N。如圖6中所示的所有臨時設備標識符消息的按排在前面作為背景技術提出的申請?zhí)枮?8/533,152，申請日為1995年9月25日，發(fā)明題目為“在移動包數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)中用于對承受功率消耗限制的無線用戶臺進行控制的方法和裝置”的美國專利申請中進行了描述。臨時設備標識符消息的按排并不從屬于本發(fā)明的主題。此外，正是用戶臺的反向信道上的響應構成了本發(fā)明和對由該臨時設備標識符消息的按排引起的問題的解決。
包含短脈沖串611，612，613，614...的反向信道被完全利用直到所有響應臨時設備標識符消息的用戶臺都已發(fā)送了它們的短脈沖串為止。用戶的按排與塊60中的相同，以便用戶臺不得不按預定次序以每個用戶僅發(fā)送一個如圖6所示的單一FEC短脈沖串作為響應。結(jié)果，在試圖訪問反向信道以回復臨時設備標識符通知的用戶臺之間不存在競爭或?qū)е碌臎_突。
信道短脈沖串消息611，612，613...是通過利用一個以前向信道上的臨時設備標識符消息(塊60)的結(jié)束為基礎的參考點來實現(xiàn)的。最好選擇該參考點作為在該臨時設備標識符消息的結(jié)束之后的一個微時隙(塊的1/7)。在9個微時隙的一個時延使前向信道塊60中相應臨時設備標識符消息的位置定時之后，與一個臨時設備標識符消息相關聯(lián)的每個響應用戶臺做出響應。所述時延立即在參考點之后發(fā)生。要注意的是，雖然所述參考點最好是在塊60中臨時設備標識符消息的結(jié)束之后的一個微時隙，但其可被設置成實際為任何數(shù)量的微時隙。
在一個如圖7流程圖所描述的替換方法中，所有未進入睡眠狀態(tài)的用戶臺將被強迫進入一種延遲模式。在該模式中，訪問反向信道以應答短脈沖串611，612，613，614...的嘗試成隨機化。這樣，每個用戶臺打算在反向信道上發(fā)送一個短脈沖串的訪問時間被定義為整個通知消息中臨時設備標識符數(shù)量的0和9倍之間的某個因數(shù)(以一個微時隙的長度定義的時間為單位，一個時隙為一個塊的1/7)與一個隨機選取的數(shù)(0-54)相乘。該時間也可以大于這個值。
圖7中描述了根據(jù)本發(fā)明的一個用戶臺(諸如圖3中所描述的)的綜合性操作。在步驟710，手機處在喚醒模式并正對合適的消息進行監(jiān)視。取決于用戶臺所工作的系統(tǒng)，該用戶臺可能已經(jīng)以任何一種方式進入喚醒模式并可能已經(jīng)保持在該喚醒模式任意長的時間。這種配置并不做為本發(fā)明的一部分。
在對一個相應臨時設備標識符消息進行監(jiān)視的正常過程中，用戶臺在步驟711將確定諸如圖6中60所描述的一塊臨時設備標識符消息是否已被標識。如果在一個預定時間量之后，消息并沒有被找到，用戶臺可以再次進入如步驟713所描述的睡眠模式。要注意的是，再次進入睡眠模式是本發(fā)明的優(yōu)選實施例，因為本發(fā)明的目的是使能量消耗最小化并進而延長電池壽命。然而，該用戶臺可以保持在喚醒模式直到臨時設備標識符消息的下一次傳送發(fā)生。在該替換中，用戶臺可以保持在清醒狀態(tài)，并轉(zhuǎn)換頻率以對一個高級移動電話服務信道進行監(jiān)視。然而，這另兩項工作要消耗額外的能量并進而使電池壽命降低。
如果臨時設備標識符消息塊60已被找到，在步驟712，用戶臺必須識別是否有一個與該用戶臺相應的臨時設備標識符消息正被廣播。如果不是，該用戶臺將最好進入睡眠模式直到一定時操作或某些其他功能使其進入喚醒模式以監(jiān)聽在一稍后時刻是否存在一相應臨時設備標識符消息。如上所述，該用戶臺返回到睡眠模式不是必須的。然而，鑒于上述理由，這被認為是最佳的。
如果一個與該用戶臺相應的臨時設備標識符消息是在表中，在步驟714執(zhí)行一個隨機時間操作。在通過合適的單一FEC塊短脈沖串(611，612，...)嘗試訪問反向信道之前，一個時延被強加給該用戶臺。該時延將是在設置在塊60中的若干臨時設備標識符消息的0和9倍之間(時間單位以一個微時隙的大小為基礎，一個徽時隙為一個塊的1/7)。然而，該時延可以大于該值。
在步驟715，為了訪問反向信道，用戶臺對該反向信道進行檢查。在步驟716，用戶臺確定該反向信道是否為忙。如果該信道為忙，該用戶臺將經(jīng)歷在717的一個延期步驟，加入一個預定的時延。該所花費的時間被確定為在0和某些預定最大時間單位之間的一個隨機時間周期。在該優(yōu)選實施中，其時間單位被定義為一個微時隙所需的時間，諸如構造塊60的那些微時隙。當該時間已到期時，用戶臺為訪問所述信道將再一次對該信道進行檢查。如果在重復步驟716期間該信道呈現(xiàn)為忙，第二個延期步驟717將在上述限制內(nèi)選擇另一個隨機時間。
如果反向信道為空閑，該用戶臺將發(fā)送一個合適的FEC短脈沖串以響應該臨時設備標識符消息。為了進行通信的目的，設計該短脈沖串獲得一個反向信道。在步驟719，用戶臺檢查以確定其是否獲得了通信所必須的反向信道。如果在步驟720確定成功，則由該用戶臺尋求的通信已開始。
另一方面，如果在所需信道上已發(fā)生了沖突，用戶臺進入步驟721的退回階段。此時，如果用戶臺已訪問該信道，則該用戶臺將釋放該信道，并等待一個隨機的時間量。該時間被定義為在0和一預定初始上限之間的值。在該時間過后，用戶臺在步驟715將再次檢查該信道并執(zhí)行從步驟716至720相同的一系列步驟。如果該用戶臺被再次送到退回模式，則在位于0和二倍該預定初始最大值之間選擇另一隨機時間。如果用戶臺被迫第三次經(jīng)歷相同的一系列步驟，則該初始上限被再一次加倍。這種加倍持續(xù)直到達到所述上限的一預定最終最大值。
雖然通過舉例的方式已對本發(fā)明的結(jié)構進行了描述，但其并不對本發(fā)明構成限制。例如，可以應用本發(fā)明以適應其他類型的通信系統(tǒng)。因此，本發(fā)明應被認為和包括落入所附權利要求范圍內(nèi)的任何和所有結(jié)構，改進，變形，組合或等效結(jié)構。
權利要求
1.一種在一無線通信系統(tǒng)中控制無線用戶臺響應臨時設備標識符(TEI)消息的方法，所述無線通信系統(tǒng)具有至少一個基地臺，用于控制一通信流向各無線用戶臺廣播，所述方法的特征在于包括(a)把所述通信流劃分成多個小段；(b)把所述小段劃分成多個塊；(c)把一個基地臺的所有未決臨時設備標識符消息按照由所述基地臺在一前向信道上發(fā)送的預定次序放置在每個小段的第一個塊中；以及(d)把在反向信道上的一個塊分配給相應的在所述前向信道上傳送的每個臨時設備標識符消息，從而，每個接收一個相關的臨時設備標識符消息的基地臺僅在被分配用于所述相應臨時設備標識符消息的所述塊中有響應。
2.一種在一無線通信系統(tǒng)中控制無線用戶臺響應臨時設備標識符消息的方法，所述無線通信系統(tǒng)具有至少一個基地臺，用于控制一通信流向各無線用戶臺廣播，所述方法的特征在于包括(a)把所述通信流劃分成多個小段；(b)把所述小段劃分成多個塊；(c)把一個基地臺的所有未決臨時設備標識符消息按照由所述基地臺在一前向信道上發(fā)送的預定次序放置在每個小段的第一個塊中；以及(d)相應于與每個臨時設備標識符相關的每個用戶臺所響應的所述前向信道上傳送的每個臨時設備標識符消息在反向信道上分配一個塊，其中，所述反向信道上的每個塊在從前向信道上的臨時設備標識符消息起始的時間延遲之后開始，所述時間延遲包括一個隨機數(shù)和多個在所述前向信道上廣播的臨時設備標識符消息。
全文摘要
通過要求用戶臺等待一個預定時間量,響應臨時設備標識符(TEI)消息(60)企圖訪問反向信道(611,612,613,614,…)的用戶臺(2)之間的競爭受到限制。根據(jù)隨機數(shù)(在0和45之間)和一個基于若干臨時設備標識符消息播發(fā)的因子(在0和9倍之間)而選擇時間延遲。用于確定對用戶臺的響應機會的方法還包括在第一階段的退回階段(721)。對于延遲階段(717)的時間延遲取決于時間的隨機周期(714)以及由根據(jù)獲得一個臨時設備標識符的微時隙所需要的時間的預定最大值。
文檔編號H04M11/00GK1201575SQ96197241
公開日1998年12月9日 申請日期1996年9月26日 優(yōu)先權日1995年9月27日
發(fā)明者卡爾·托馬斯·哈汀, 詹姆斯·E·潘特拉諾維奇, 庫馬·巴拉喬君, 安德魯·懷特 申請人:太平洋通訊科學有限公司