专利名称：通信系统的制作方法
一般地讲本发明涉及监视通信系统中通话组活动量，特别是(但不只是)适用于控制监视集群无线电系统(如由莫托罗拉公司生产的SmartzoneTM〔SmartzoneTM是莫托罗拉公司的商标〕集群无线电系统)的通话组活动量。
如
图1所示，SmartzoneTM集群无线电系统是几个远端集群系统11、12(称为“远端现场”)的网络，每个远端集群系统连接到一个中央计算机(通常称为“小区控制器”)13上，它控制远端现场11、12的工作。典型地，小区控制器可以负责多达50个这样的远端现场，所有这些远端现场分布在一个很广的地理区域上。特别是，小区控制器13管理远端现场之间的数据/话音和控制信号的传输14。另外，使用话音组网方法发送的话音消息通过一个声频开关15，由小区控制器13控制从第一远端现场中继转发到第二远端现场，以致于在第二远端现场作为转接呼叫而被收听到该话音消息。小区控制器13一般通过一个微波链路18连接到位到每个远端的一个远端控制器16、17上。正是该现场控制器16、17直接控制在特定远端现场中用户无线电设备A-J操作，而且正是该现场控制器16、17与该小区控制器13相接口。控制信道中继转发器18、19和话音信道中继转发器20-23将用户无线电设备A-J分别与该控制器16、17和该小区控制器相接口。只要用户无线电设备A-J仍然工作于一个SmartzoneTM系统中的集群系统的范围内，它就可以以集群方式工作。
SmartzoneTM系统最值得注意的特性是其中的动态远端现场分配能力。小区控制器保持着小区10内的所有有效的用户无线电设备A-J的一个数据库，除此之外，还保持每个用户无线电设备A-J的当前通话组的标识(ID)x、y、z。当一个用户无线电设备A-Q在一个特定的远端现场11-12开始通话组呼叫时，小区控制器13识别所有的其它的现场11、12，其中该通话组x、y、z的至少一个现场位于其内，并通过现场控制器指示该现场分配了一条信道，因而在那些其它被识别的现场11、12中允许该通话组的每个组成部分接收那个呼叫。为了在不同的通话组中的用户无线电设备之间进行区别，将使用一个下标来指明相关，例如，Aα代表属于通话组α的用户无线电设备A。此外，用户无线电设备可以具有对其不是严格地隶属的通话组进行“扫描”的能力，即，该扫描的用户无线电设备能够监视定向到通话组β的呼叫，而不管该线电设备作为属于通话组β在小区控制器13是否登记。为了使扫描的无线电设备从正常的通话组组成部分中区分出来，扫描的无线电设备以指明它可扫描的通话组的附加上标来标明，例如，Hβα代表隶属于通话组α并能够扫描通话组β的用户无线电设备H。应该懂得，虽然一个用户无线电设备每次只能隶属于一个通话组一个用户无线电设备能够扫描一个以上的通话组、用户无线电设备可以扫描的通话组都保持在一个扫描表中。
控制信道中继转发器包含，一个射频(RF)收发信机，该收发信机连续地发送从小区控制器15发送的数据到在远端现场11，12中工作的所有用户无线电设备A-E、F-J。该收发信机还对从在它的现场11、12中的用户无线电设备A-E、F-J发送到远端现场控制器16、17的数据进行中继转发。从该控制器16、17发送的数据以一个特别的格式进行编码，并且被指定为“出网信令(OSW)”。按照一种类似的方式，现场控制器16、17接收的数据也以特别的格式编码，并被指定为任意标号入网信号字(ISW)”。每个远端现场11、12还包括话音信道中继转发器20-23，每个话音信道中继转发器有一个或多个RF收发信机，它将用户无线电设备Cy来的声频信号中继转发给那个特定现场11中有相同的通话组隶属的用户无线电设备Dy。当话音信道中继转发器重发接收的声频信号时，该声频信号通常按照某种信号交换协议的形式被组合。用户无线电设备A-J一般包括一个收发信机，并通过根据本领域技术人员公知的技术作为一个双向无线电设备工作。另外，用户无线电设备A-J能够合成任何控制信号或话音/数据信道频率，以便能够分别发送和接收控制和数据/话音消息。
用户无线电设备启动的通话组扫描操作典型地具有以下方法。在远端现场11、12中所有用户无线电设备A-E、F-J侦听一条控制信道，由一个特定的远端现场控制器16、17广播，并对该信道上发送的OSW消息解码。本领域的技术人员懂得，远端现场控制器16、17的工作是提供在一个远端现场中用户无线电设备接口到小区控制器13的一种方法。更具体地讲，现场控制器的主要工作是它的现场中分配可用的话音信道并调整传输协议，如从小区控制器来数据变换为指定给用户无线电设备A-J的OSW。为此，现场控制器对SmartzoneTM操作系统做决定的过程(亦即在确定位于哪些现场通话组α的线电设备中)起作用。因此，为了简单起见，通过现场控制站16、17的信息流在这个应用场合里已基本上被忽略不计了，因为现场控制器的信道分配和操作协议变换对本领域的技术人员是显而易见的。
例如，如果用户无线电设备A希望开始通话组转接呼叫到通话组X，则用户无线电A经过现场控制器16向小区控制器发送一个ISW，识别自己并请求建立一个到通话组X的通话组呼叫。作为响应，小区控制器13通过发送一个呼叫许可确认该请求。然后现场控制器16给在那个特定现场中的那个特定通话组分配一条话音信道，即，用户无线电设备Ax和Bx的专用话音信道。小区控制器13同时指示所有的其它用户和通话组x中扫描的无线电设备，即位于其它远端现场中的用户无线电设备Fx和Gx移到一条可用的话音信道上。用户无线电设备Ax开始发送话音消息，而同时响应其通话组x的所有无线电设备启动它们的扬声器并接收作为转接呼叫的话音消息。扫描的无线电设备Exz也移到在远端现场11中的分配的话音信道，以便监视通话组x呼叫。用户无线电设备Cy、Dx与Hy和扫描的用户无线电设备Jzy继续监视它们各自的远端现场11、12的控制信道。在以后的某个时间，用户无线电设备Cy希望开始对通话组y的通话组呼叫。用户无线电设备Cy发送一个ISW到小区控制器13，该小区控制器13通过发送一个OSW确认该请求并通过现场控制器分配第二话音信道给远端现场11。用户无线电设备Dy移到该第二话音信道频率并在该频率上接收话音消息。根据前述的方法用户无线电设备Hy以及扫描的无线电设备Jzy，还接收通话组y的呼叫。由于小区控制器13是多任务的，通话组x的操作不受这个额外通话组y呼叫的影响。当用户无线电设备Ax停止到其通话组的其它组成部分的传输时，所有使侦听或扫描通话组x的用户无线电设备回到监视它们各自的远端现场的控制信道。这时，已经参与通话组x呼叫的并且是通话组y的一个扫描无线电设备的一个用户无线电设备将对小区控制器13发出的OSW进行解码，并移动到分配给通话组y的话音信道。扫描无线电设备启动它的扬声器并侦听由用户无线电设备Cy发送的呼叫。
遗憾地，在位于远端现场13中并登记在通话组y(如以下标表示的)的用户无线电设备Jzy存在着希望扫描通话组z并且后侦听定向到这个通话组的任何呼叫的情况。在实际上，没有登记到它的远端现场12中的通话组z的用户无线电设备A-H的概率很高。因此，如果在远端现场11中工作的并且分配给通话组z用户无线电设备Exz开始呼叫时，小区控制器13不通过现场控制器17的控制分配一条话音信道给远端现场12，因为没有分配给通话组z的用户无线电设备是处在那个远端现场内。在远端现场12中在没有通话组z的话音信道的情况下，扫描的用户无线电设备Jzy是不知道由用户无线电设备Exz开始的呼叫。
可以知道，在本领域中对具有操作方法的集群的无线电系统有一个要求，该操作方法允许用户监视通话组的呼叫活动量，位于用户的远端现场中的该用户或其它任何用户都不分配给该通话组。
在上文至少叙述了现有技术中经常存在的一些缺陷。根据本发明的第一方面，这里提供一种用以复盖多个网孔的通信系统，该通信系统包括多个通信设备，遍布上述多个网孔，每个通信设备有一个收发信机，用以向控制器发送请求消息并从该控制器接收控制消息。多个通信设备包括登记的通信设备，在与一个通话组相关时由控制器登记，和扫描的通信设备，它接收至少一个通话组。该通信系统还包括一个控制器，用以管理它所作的控制。该控制器具有一个数据库，该数据库含有与登记的通信设备所在的当前网孔有关的信息;一个接收器，响应上述请求消息;以及一个发射器，用以发送控制消息。该控制器还包括处理装置，该处理装置具有第一装置，用以提供第一控制消息，以指令“与所述特定通话组相关的所述登记的通信设备和用以扫描所述特别通话组的所述扫描通信设备”都接收第一话音信道，借此参与通话组呼叫。该处理装置还包括第二装置，用以提供第二控制消息，以指示该特定通话组的通话组呼叫已被建立，和第三装置，用以引导被发送的第一控制消息到包含与所述特定能话组相关的登记的通信设备。第四装置，它含在处理装置中，引导被发送的第二控制消息到所有的其它网孔。当所述接收机接收从一个登记的通信设备发送的第一请求消息时，发送第一和第二控制消息，请求对已建立通话组的通话呼叫。
在本发明的第一方面中，第二控制消息只传送到话音信道是可用的那些其它小区。扫描的通信设备每个还包括提供装置，用以提供一个隶属请求消息，以引导该控制器登记一个扫描通信设备接收所述特定通话组以作为一个所述特定通话组的一个登记的设备，和指引装置，用以所传送的所述隶属请求消息传输到该控制器。该处理器装置还包括第五装置，用于提供第三控制消息，以便指示接收所述特别通话组的所述扫描通信设备接收一条话音信道，借此参与所述通话组呼叫，和第六装置，用以引导所传送的所述第三控制消息。指引隶属请求消息的装置响应所述第二控制消息的接收，来引导所述隶属请求消息，所述第六装置引导所述第三控制消息到所有小区，隶属请求消息是从这些小区收到的。此外，引导所述隶属请求消息的装置在一个随机的时间延迟之后引导所述隶属请求消息。另外，处理装置还包括第七装置，用以提供一个更新控制消息，以指示所述特定通话组的所述通话组呼叫已经建立，和第八装置，用以将所传送的所述更新控制消息引导到目前与所述通话组呼叫无关的那些小区，其中所述更新控制消息是周期地发送的。此外，更新消息只发送到目前与所述通话组呼叫无关的而且其中话音信道是可用的那些小区。
根据本发明的第二方面，这里提供一个用于集群无线电系统的控制器。集群无线电系统包括由基站服务的无线电复盖区，登记的无线电单元和扫描的无线电单元，安排在通话组内并且适合于通过现场与该控制器进行通信。控制器包括用以将登记的无线电单元与那些单元所属的通话组相关的装置;用于在一给定时间将登记的无线电单元与这些单元所在的地区进行相关的装置;用于输入指令以便在属于相同通话组的无线电单元之间建立通话组通信的装置;响应所述用于输入的装置，用于发送第一命令到那些基站的服务区域的装置，作为属于该通话组进行登记的那些登记的无线电单元是位于这些服务区域中的;和用于发送第二命令到基站服务的所有其电区域的装置，其中第二命令要求接收所述通话组的扫描无线电单元本身与该控制器相隶属。第一命令指示基站分配一条第一话音信道给所述通话组。此外，第二消息只发送到其中话音信道是可用的那些其它地区。
根据本发明的第三方面，这里提供一种用以在通信系统中分配话音信道的方法，该通信系统包括多个复盖区域、一个控制器、多个登记的无线电单元和扫描的无线电单元。该方法包括以下步骤登记的无线电单元与这些单元所属的通话组进行相关;在一个给定时间登记的无线电单元与这些单元所在的复盖区域进行相关;在控制器(13)接收从一个登记的通信单元来的、为一个特定的通话组建立的一个通话组呼叫的一个请求;识别属于该特定通话组的登记的无线电单元所在的那些复盖区域;向识别的所有复盖区域发出第一话音信道许可，因而在属于该特定通话组的无线电单元之间建立通话组通信;和从该控制器向未被识别的所有其它复盖区域发出一个控制消息，指示该特定通话组的通话组呼叫已建立。该方法还包括以下步骤从一个扫描的无线电单元发送一个响应到该控制器，该扫描无线电单元接收该特定通话组并且位于所述控制消息所发送到的一个复盖区域中;指示该扫描的无线电单元是作为它所在的该复盖区域中所述特定通话组的登记的无线电单元在该控制器登记的扫描无线电单元;和在该控制器接收该响应以及向所有的复盖区域发出第二话音信道许可，响应是从上述所有的复盖区域收到的，因而通话组通信延伸到接收该特定通话组的扫描无线电单元所在的复盖区域。此外，该方法还包括以下步骤从该控制器周期地发送更新控制消息到目前不参与该通话组通信的所有复盖区域，因而所述更新消息指示该特定通话组的特定通话组呼叫已经建立，和从接收该特定通话组的扫描无线电单元向该控制器发送一个响应，指示该扫描无线电单元是在该控制器登记的，作为它所在的复盖区中的所述特定通话组的一个登记的无线电单元。该方法还包括以下步骤在该控制器接收一个响应并且发出第三话音信道许可给所有的复盖区域，响应是从这些复盖区域接收的，因而该通话组通信延伸到接收该特定通话组的所述扫描无线电单元所在的复盖区。在这个方面中，从该扫描无线电单元来的响应的发送被延迟一个随机的时间。此外，确定步骤之前的步骤可以是确定请求建立特定通话组是否有效的步骤，如果是无效的话，则拒绝该请求。
现在参照附图描述本发明的一个示例性的实施例。
图1说明适于根据本发明的方法的优选实施例实施现有技术的集群无线电系统。
图2-3说明根据本发明的构成的集群无线电系统中实现的扫描方法的流程图。
参照图2和3的流程图，该图示出根据本发明的优选实施例的、用于SmartzoneTM集群无线电系统的一种扫描方法。正如前面所强调的，远端现场控制器16、17的确切的接口操作已被忽略了，因为它是要多个远端现场11-12中的用户无线电设备与有效的小区控制器13之间的交互作用。
在远端现场11、12中的所有用户无线电设备A-E、F-J监视(步骤30)其中的一条指定的控制信道，确定用户是否已请求(步骤32)通话组α的通话组呼叫，即用户是否已按下用户无线电设备A-E、F-J上的按钮PTT。如果通话组α的通话组呼叫已经请求了，这里α确定通话组x、y或z中的任一个通话组，则该用户无线电设备(请求的无线电设置)A-J发送(步骤36)一个ISW到小区控制13，如果它还没有这样作(步骤34)的话，则请求建立通话组α的通话组呼叫。同时，小区控制器13已在监视(步骤38、40)从用户无线电设备来的、以一个适当的数据格式从现场控制16和17中继的ISW“请求”信息。如果没有收到ISW，则小区控制器继续监视ISW请求并保留在这个监视环路中。如果ISW请求已被收到(步骤41)，则小区控制器通过查阅它的数据库来确定(步骤42)该请求的用户无线电设备是否隶属于通话组α，因而确定是否应许可该请求。如果该请求被拒绝(步骤44)，则小区控制器回到监视(步骤38、40)ISW“请求”信息，而该用户无线电设备回到该流程的开始。在允许用户无线电设备A-J与通话组α通信(步骤45)的情况下，小区控制器13识别(步骤47)所有的远端现场〔x〕，其中通话组α的至少一个组成部分是登记的。在步骤48，小区控制器13确定是否在所有的现场〔x〕的话音信道都是可用的。在否定的情况(步骤50)，小区控制器通知请求的用户无线电设备没有足够数量的话音信道可供利用(步骤52)。小区控制器13通过一个等待期间环回(步骤52)，然后返回到步骤48。一旦在所有现场〔x〕和话音信号已变为可用(步骤54)时，该小区控制器发送(步骤56，58)通话组α的信道许可OSW到进行ISW请求的用户无线电设备和隶属于通话组α的所有其它用户。在包含请求该通话线α呼叫的用户无线电设备中，应该懂得，这个信道许可OSW(步骤56、58)可以是单个命令。但是，该请求的用户无线电设备用与任何其它用户无线电设备不同的方法对OSW的发出(步骤60)进行响应，上述任何其它用户无线电设备隶属于相同的通话组α和位于相同的或不同的远端现场中(步骤62)。
请求的无线电设备将其收发信机调谐到一条话音信道(由负责其控制的远端现场控制器分配的)并开始传输(步骤64)。传输持续例如直到一个PTT启动为止。如果该传输已经停止(步骤68)，则请求的无线电设备可以或者返回到开始，从而重新开始该过程，或者移到接收方式(步骤70)，这根据所有采用的中继转发的类型决定。如果该中继协议是传输中继转发，则选择前者，如果中继协议是消息中继转发的，则选择后者。本领域的技术人员懂得，在这个意义上，消息中继转发是指用户无线电设备是否希望继续接收该通话组呼叫。因此，该用户无线电设备可进入接收方式，从而接收器被调谐接收话音信道，而扬声器被启动。此外，用户无线电设备随后可复原到传送方式(未示出)，因而使其扬声器不工作。当最后该通话组呼叫终止(步骤72)时，通话组α中的所有用户无线电设备都返回到开始。还应该懂得，术语“调谐”在本文应解释为意味着该收发机移动该话音信道频率，以便发送/接收该通话组呼叫，或者，意味着该用户无线电设备已经在该话音信道频率发送或接收，因此，该用户无线电设备应该仍然锁定在这个频率。
位于远端现场〔x〕中的所有用户无线电设备A-J从小区控制器13接收(步骤62)信道许可OSW并且询问它们目前的工作状态。首先，每个用户无线电设备确定它是否隶属于通话组α和目前能够响应该通话组α呼叫，即，例如对照秘密方式它是否处于一个转接方式。在肯定“是”的情况下，该用户调节它的发信机以便接收由现场控制器16、17分配的话音信道。在否定“非”的情况下(步骤74)，该用户无线电设备确定(步骤76)它是否处在扫描方式并且在扫描通话组α。在肯定“是”的情况(步骤78)，扫描的无线电设备调节它的收发信机以便接收由基站控制器16、17分配的话音信道。因此，应该懂得，一旦信道许可OSW已发送到包含通话组α的无线电设备的所有现场〔x〕，所有隶属的通话组α的无线电设备和扫描通话组α呼叫。如果对步骤76的响应是否定“非”的情况，则用户无线电设备返回到开始。
回到包含至少一个通话组α组成部分的现场〔x〕的识别(步骤47)，该组成部分在小区控制器13的数据库中登记。很清楚，在这个例子中，小区控制器暗中已识别目前不包含隶属于通话组α的用户无线电设备的所有现场〔x〕。这个现场〔x〕不排除希望扫描通话组α的用户无线电设备。小区控制器发送(步骤80)一个通话组呼叫活动量出网信令字(TGCAOSW)到具有未使用的话音信道的所有的那些现场。扫描(步骤82)通话组α的任何用户无线电设备等待一个随机的延迟时间，然后通过发送(步骤84)通话组α的通话组呼叫活动量入网信令字(TGCAISW)对TGCAOSW进行响应。在没有收到现场〔x〕的TGCAISW的情况下，即没有用户无线电设备想要扫描通话组α，用户无线电设备返回到开始并监视该控制信道。小区控制器13通过指示给它分配一条可用话音信道来确认接收的TGCAISW。可选择地，本发明提供被发送到不是由TGCAOSW起始寻址的远端现场的一个更新。在步骤80之后，小区控制器超时并在步骤94-98发送一个更新，以便克服这个缺陷。下面将详细地叙述步骤94-98。此外，小区控制器13将扫描的用户无线电设备登记到通话组α。当扫描的用户无线电设备从该(现场控制器16、17)小区控制器13接收(步骤88)一个信道许可OSW时，该扫描的用户无线电设备调节(调谐)(步骤90)它的收发信机到该分配的话音信道并通过启动它的扬声器参与该通话组α呼叫。当该通话组α呼叫终止(步骤92)，该扫描的用户无线电设备返回到开始并监视它目前现场的控制信道。
在通话组α呼叫的持续时间期间，小区控制器13可继续寻找在现场〔x〕的一条可用信道。如果在一个预定的时间(步骤94)之后该通话组α呼叫仍在工作，则小区控制器可发送(步骤98)一个周期的TGCAOSW更新，因而可能允许另外的扫描无线电设备参与该通话组α呼叫。但是，如果在一条可用话音被识别之前该通话组α呼叫已经终止，则位于远端现场中不作为包含分配给通话组α的一个用户无线电设备的一个扫描的无线电设备是不注意该通话组α呼叫的，而且该扫描用户无线电设备监视(步骤40)它目有的远端现场的指定控制信道。最后，概括地讲，一个用户无线电设备在一个主环路中工作，该主环路包括这样的步骤监视控制信道(步骤30)，确定用户是否已请求通话组α呼叫(步骤32)，确定是否已收到(步骤60、62)它的隶属的通话组或者包含在它的扫描表中的一个通话组的OSW，和确定(步骤100)是否已收到包含在它的扫描表中的一个通话组的TGCAOSW。
一般说来，当通话组呼叫一开始，小区控制器13就经过一个远端现场控制器16-17发送一个特别的唯一的TGCAOSW到任何远端现场，在上述的任何远端基站中不要求信道分配而且话音信道是可用的，因此通知扫描的无线电设备出现一个通话组呼叫。此外，根据在任何特定远端现场中一条控制信道上OSW”业务量”的数量，TGCAOSW被发送很多次。在优选的实施例中，TGCAOSW被发送1到4次之间。此外，典型的TGCAOSW格式的结构是16比特标识(ID)字段，后接1个比特的I比特标识和10个比特状态字段。更具体地讲，ID字段包括12比特的通话组标识码和4比特呼叫类型，该呼叫类型分类呼叫的方式，如紧急呼叫或多个通话组呼叫。I比特字段规定该呼叫是否是在专用的基础上进行的，因而只有1或2个用户被允许接入。最后，状态字段规定一个呼叫的状态，如分配的话音信道频率，该呼叫是否已被拒绝，等等。在优选的实施例中，OSW被编码为一帧，称为WFT帧，它具有大允23.33ms的传输时间。该WFT帧相应于以3600被转发送的一个84比特的字并且是由57比特的加密和27比特的OSW组成的。
当扫描的用户无线电设备想要参与通话组呼叫而还没有自动地分配给该通话组呼叫的话音信道时，该扫描的用户无线电设备等待一个随机数量的时间，该时间是在发送TGCAISW之前根据WFT帧规定的。该时间在1WFT帧到43WFT帧(1秒)的范围内。如果在60WFT帧(～1.4秒)内小区控制器15没有对TGCAISW作出响应，则在上述延迟之后该扫描用户无线电设备将重新发送该TGCAISW。在持续很长的通话组呼叫期间，小区控制器15可以周期地重发TGCAOSW。这个重发发生的速率受特定现场中目前OSW业务量的支配，而且典型地可以在每15秒一次和每分钟一次之间变化。
应懂得，可要求扫描用户无线电设备扫描一个以上的通话组，例如α，β和γ，其中没有通话组具有优先权。因此，如果用户无线电设备响应通话组β的TGCA，则不要求重新配置它自己以便扫描其它两个通话组的任一个通话组。可选择地，扫描的用户无线电设备可用一个优选的扫描顺序，因而例如在通话组β呼叫终止时，该用户无线电设备将它自己重新隶属于最高优选权通话组，如通话组γ。
下面考虑建议的发明对SmartzoneTM集群无线电系统工作和性能的影响。首先，论述从TGCA OSW传输产生的附加的控制信道负荷。目前，SmartzoneTM集群无线电系统中最大的远端现场数是50。平均地，有10条话音信道分配给每个远端基站，因此，在整个SmartzoneTM系统内有500条话音信道。假定平均4个远端现场参与任一个通话组呼叫，如果不考虑专用呼叫、中继转发器故障等等，通话组呼叫的平均数不能超过125个。如果在一个平均现场中的有10个有效的通话组呼叫，则应该使用TGCA ISW通知的呼中的平均数为125-10-115。假定平均通话组呼叫时间为15秒(包括响应和中继器保持时间)，TGCA OSW需要发送的平均速率为115÷15＝7.66OSW/每秒(假定TGCA OSW传输只要求一次)。由于总的OSW传输速率为每秒42.85OSW，则OSW传输的增加为7.66÷42.85＝0.178(或17.8%)。假定全部呼叫的50%持续大于15秒，10%持续大于30秒和少量的持续大于45秒，则每15秒重新传输TGCA OSW共计增加(7.66×0.5)+7.66×0.1＝4.6OSW/每秒。在SmartzoneTM集群无线电系统中最大话音活动量的情况下，控制信道负荷增加17.8%。如果我们考虑附加的TGCA OSW的传输，则控制信道负荷增加到28.5%。应懂得，在该系统中有较少的远端现场或较少的通话组呼叫被启动，则OSW负荷减少了而且起始的TGCA OSW可被重新发送，此外，可允许TGCA OSW更新以与该系统一样高的速率发送。
建议的发明对SmartzoneTM集群无线电系统中TGCA ISW负荷的影响在下面提出。每一个FM集群无线电系统的两个或多个用户无线电设备试图在相同时间发送ISW时，可产生干扰。此外，如果接收的信息强度基本上相同，接收机不能对ISW信息进行解码。这个现象叫做ISW碰撞。如果在1到M范围内的一个随机WFT期间之后，N个用户无线电设备通过发送一个TGCAISW来响应TGCAOSW，则在第一WFT之后一个无线电设备发送它的TGCAISW的确切的概率为( 1/(M) )×( ((M-1))/(M) )(N-1)×N＝( (N)/(M) )×( ((M-1))/(M) )(N-1)＝P1在WFT的I周期之后或者一个以上的用户无线电设备或者没有用户无线电设备已发送ISW的概率为1-p，与I无关。在多达K个WFT周期没有一个ISW传输的概率为(1-p1)k，它表示已是连续k次没有发送一个ISW。如果假定有130用户无线电设备工作在特定现场的扫描方式，而且每个通话组由一个用户无线电设备扫描，则43无线电设备同时对相同的TGCA OSW作出响应。在本发明的优选实施例中M＝43，在1WFT之后发送单个TGCA ISW的概率为( 43/43 )×( ((43-1))/43 )(43-1)＝0.372＝P1在例如22WFT周期之后发送TGCAISW不成功的概率为(1-0.372)22＝3.56E-5假定在任何其它时间至少一个用户无线电设备发送ISW的概率是50%，这里响应不是TGCA OSW的一个任务，ISW已被发送，因此，P2＝0.5。在1WFT周期之后正好一个用户无线电设备发送TGCA ISW并且没有从正常的ISW响应产生的其它干扰的概率为P1(1-P2)＝0.372×0.5＝0.186。
由于ISW碰撞产生的在k个WFT周期之后发送单个TGCAISW的不成功的概率为(1-P1(1-P2))K在例如43WFT周期之后发送单个TGCAISW的不成功的概率为(1-0.186)43＝1.43E-4当P2＝0.9，在例如43WFT周期之后发送单个TGCA ISW的不成功的概率为(1-(0.372×0.1))43＝0.195＝19.5%从上面的计算可以知道，在43WFT周期的序列中同时扫描相同通话组的43个无线电设备发送可解码的TGCAISW的概率对于其它ISW字的50%负荷时为99.99%，或者对于其它ISW字的90%负荷时80.5%。因此可以知道上面的算法保证成功的高概率。
对具有分配给每个现场10条话音信道和平均呼叫持续时间15秒的SmartzoneTM集群无线电系统，可以推断出至多进行一个ISW请求，因此，每隔1.5秒开始一次呼叫。此外，这些请求的大多数是正常的ISW请求而不是TGCAISW请求。对于这样的现场负荷，所有的中继转发器都是忙的而且没有TGCAISW被发送。此外，如果假定TGCAISW请求不多于所有ISW请求的三分之一，则在优选的实施例中TGCAISW请求以大约每5秒钟一次的速率出现。总之，在TGCAISW请求之前的随机延迟与请求相同服务的相当大量的无线电设备相结构导致在响应TGCAOSW时在第一次试图获得一条话音信道的成功概率很高。但是，ISW控制信道额外增加约20%的负荷。
关于响应时间和呼叫活动量丢失的计算，由于TGCAISW请求在1-43WFT周期内是不均匀分布的，在极限的情况下，一个平均请求将在22WFT(约0.5秒)之后由一个现场控制器从唯一的用户无线电设备接收。此外，外加(a)该呼叫开始和TGCAOSW之间的延迟;(b)小区控制器和远端控制器的响应时间;和(c)该用户无线电设备转到分配的话音信道和启动它的扬声器所需的时间;扫描的用户无线电设备可能丢失的通话组呼叫在1和2秒之间。如果一个呼叫典型地持续15秒，这相当于丢失15%至20%之间。此外，如果TGCISW必须重发，则丢失了另外的60WFT帧(约1.4秒)。
可以知道，这样设计和叙述的发明产生了集群无线电系统的新颖的优点该系统具有能够确定集群无线电系统的扫描的用户无线电设备的存在并给它分配一条话音信道的控制方法。此外，该方法只在扫描的用户无线电设备不能自动地分配合适的话音信道时用于话音信道的分配，所述的合适的话音信道使扫描的用户无线电设备能监视在一个特定通话组中建立的通话组呼叫。当然，应该懂得，上面只是通过举例进行叙述，而细节的改变如使用冗余环路以保证ISW或OSW已被发送(34)或接收可在本明的范围内进行。
权利要求
1.一种复盖多个网孔的通信系统，其特征在包括a)多个通信设备(A-J)，分布在所述的多个网孔(12、13)中，每个通信设备有一个收发信机，用于发送请求消息到一个控制器(13)和从控制器(13)接收控制消息；其中所述多个通信设备(A-J)包括登记的通信设备，它作为与一个通话组是相关的在控制器(13)进行登记；和接收至少一个通话组的扫描的通信设备；和b)一个控制器，用于管理该通信系统的控制，具有i)一个数据库，包含登记的通信设备与它们所在的目前网孔相关的信息；ii)响应所述请求消息的一个接收器；和iii)用于发送所述的控制消息的一个发射器；该通信系统的特征在于所述控制器(13)还包括处理装置，该处理装置具有用于提供第一控制消息(OSW)的第一装置，以便指示与所述特别通话组有关的所述登记的通信设备和扫描所述特定通话组的所述扫描通信设备都接收第一话音信道，因而参与一个通话组呼叫；用于提供第二控制消息(TGCA DSW)的第二装置，以便指示所述特定通话组的所述通许组呼叫已经建立；第三装置，用于引导被发送的所述第一控制消息到包含与所述特定通话组相关的登记的通信设备的所有网孔；和第四装置，用于引导被发送的所述第二控制消息(TGCADSW)到所有的其它网孔；其中当所述接收机收到第一请求消息时，发送所述第一和第二控制消息，所述第一请求消息是从一个登记的通信设备发送的，请求建立特定通话组的通话组呼叫。
2.根据权利要求1的通信系统，其特征在于，所述第二控制消息只发送到其话音信道是可用的那些其它网孔。
3.根据权利要求1或2的通信系统，其特征在于a)每个所述扫描通信设备还包括ⅰ)提供隶属请求消息的装置，用于指示该控制器将接收所述特定通话组的一个扫描通信设备作为所述特定通话组的一个登记设备进行登记;和ⅱ)引导被发送的所述隶属请求消息到所述控制器(13)的装置;b)所述处理装置还包括ⅰ)提供第三控制消息(DSW)的第五装置，用于指示接收所述特定通话组的所述扫描通信设备接收一条话音信道，因而参与所述通话组呼叫;和ⅱ)用于引导被发送的所述第三控制消息的第六装置;其中用于引导所述隶属请求消息的所述装置响应所述第二控制消息引导所述隶属请求消息，而所述第六装置引导所述第三控制消息到所有的网孔，隶属请求消息是从这些网孔接收的。
4.根据权利要求3的通信系统，其特征在于，引导所述隶属请求消息的所述装置在一个随机时间的延迟之后引导所述隶属请求消息。
5.根据前面的任一个权利要求的通信系统，其特征在于，所述处理装置还包括提供更新控制消息(TGCA OSW)在第七装置，用于指示所述特定通话组的所述通话呼叫已经建立;和第八装置，用于引导被发送的所述更新控制消息(TGCA OSW)到目前不参与所述通话组呼叫的网孔;其中所述更新控制消息是周期地发送的。
6.根据权利要求5的通信系统，其特征在于，所述周期是在10到60秒的范围内。
7.根据权利要求5或6的通信系统，其特征在于，所述更新消息只发送到目前不参与所述通话组呼叫和其话音信道是可用的那些网孔。
8.一种用于集群无线电系统的控制器，该集群无线电系统包括，包括由基站服务的无线电复盖区域，鲂的无线电单元和扫描的无线电单地，安排成通话组并适用于通过基站与该控制器进行通信，该控制器特征在于包括用于将登记的无线电单元与这些单元所属的通话组进行相关的装置;用于在给定的时间将鲂的无线电单元与这些单元所在的区域进行相关的装置;用于输入一个指令的装置，以便在属于相同通话组的无线电单元之间建立通话组的通信;响应所述的输入装置、用于发送第一命令到那些基站服务区的装置，作为属于该通话组进行登记的登记无线电单元位于所述的服务区中;和用于发送第二信命令到服务所有的其它区域的基站的装置;其中所述第二命令请求接收所述通话组的一个扫描无线电单元将它自己隶属于该控制器。
9.根据权利要求8的控制器(13)，其特征在于，所述第一命令指示基站分配第一话音信道给所述的通话组。
10.根据权利要求9的控制器(13)，其特征在于，所述第二消息只发送到其话音信道是可用的那些其它区域。
11.一种用以在通信系统中分配话音信道的方法，该通信系统包括多个复盖区域，一个控制器，登记的无线电单元和扫描的无线电单元，该方法其特征在于包括以下步骤a)将登记的无线电单元与这些单元所属的通话组进行相关;b)在给定时间将登记的无线电单元与这些单元所在的复盖区域进行相关;c)在该控制器(13)从登记的通信单元接收为特定通话组所建立的通话组呼叫的请求;d)识别那些复盖区域，属于特定通话组的登记的无线电单元位于这些复盖区中;e)发送第一话音信道许给在步骤(d)识别的所有复盖区，因而在属于该特定通话组的无线电单元之间建立通话的通信;f)从该控制器向在步骤(e)未识别的所有其它的复盖区发出控制消息，指示该特定通话组的通话组呼叫已经建立。
12.根据权利要求11的分配话音信道的方法，其特征在于，所述控制消息只发给具有可用的话音信道的那些复盖区域。
13.根据权利要求11或12的分配话音信道的方法，其特征在于，还包括以下步骤g)从一个扫描的无线电单元发送一个响应给该控制器，该扫描无线电单元接收该特定通话组并且位于所述控制消息所发送到的一个复盖区域，该响应示该扫描无线电单元在该控制器被登记为在它所在的复盖区域中的所述特定通话组的一个登记的无线电单元;h)在该控制器接收步骤(g)的响应并发出第二话音信道话可给收到响应的所有复盖区域，因而将通话组通信延伸到接收该特定通话组的扫描无线电单元所在的复盖区。
14.根据权利要求13的分配话音信道的方法，其特征在于，还包括以下步骤i)从该控制器周期地发送更新控制消息到目前不参与该通话组通主的所有的复盖区域，因而所述更新消息指示该特定通话组的通话组呼叫已经建立;j)从接收该特定通话组的一个扫描的无线电单元发送一个响应给该控制器，指示该扫描的无结电单元在该控制器被登记为在它所在的复盖区域中的所述特定通话组的一个登记的无线电单元;k)在该控制器接收步骤(j)的响应，并发出第三话音信道许给从它收到响应的所有复盖区域，因而将通话组通信延伸到接收该特定通话组的所述扫描无线电单元所在的复盖区域。
15.根据权利要求14的分配话音信道的方法，其特征在于，所述更新控制消息只发送到具有可用的话音信道的那些复盖区域。
16.根据权利要求13、14或15的分配话音信道的方法，其特征在于，从该扫描的无线电单元发送响应的步骤(g)和(j)是在一个随机时间延迟之后发送的。
17.根据权利要求9-16的任一个权利要求的分配话音信道的方法，其特征在于，确定步骤(d)前面是以下步骤确定请求建立特定通话组是否有效，如果无效，则拒绝该请求(步骤(c))。
全文摘要
通信系统(10)覆盖多个网孔并含控制器(13)和多个通信设备(A—J)，通信设备有收发信号机从/去控制器(13)发/接请求消息。通信设备包括登记通信设备和扫描通信设备。控制器(13)包括数据库，含登记通信设备与其所在的目前网孔相关的信息，接收器用以接收请求消息和发送器用以发送控制消息。控制器(13)收到通话组请求消息时将第一控制消息发送给与该通话组相关的登记的通信设备的网孔，将第二控制消息发送给其它的网孔。
文档编号H04W84/08GK1086649SQ93119180
公开日1994年5月11日 申请日期1993年10月16日 优先权日1992年10月17日
发明者阿米兰姆·高兹 申请人:莫托罗拉以色列有限公司