专利名称：快速建立cdma调度呼叫的基站和方法
技术领域：
本发明通常涉及无线通信领域，更具体地，涉及码分多址(CDMA)通信系统以及调度组呼叫通信系统。
背景技术：
通常的调度双向无线通信系统包括通信单元，通信资源，通信站，以及通信源分配器。每个站具有实际上不同的覆盖区域，并地理位于整个系统。每个站还有多个分配给它的通信资源，其中至少通信资源之一用作控制信道，多个剩余的通信资源用作语音信道。已知这样的系统使用频分多址(FDMA)和时分多址(TDMA)方法来转播传输。
通常安排通信单元在通信组(交谈组)中，通信组可能位于系统(在任何站)内的任何地方。当交谈组的通信单元请求组呼叫时，它经其位于其内的基站的控制信道发射入站信令消息给通信资源分配器。(组呼叫通常允许位于系统内的相同交谈组的所有成员相互之间通信。)入站信令消息一般包括请求通信单元的个人标识号码，请求通信单元的交谈组，以及组呼叫请求。接收到入站信令消息时，通信资源分配器将在每个站内给请求通信单元的交谈组分配一条语音信道。
因此，在FDMA和TDMA调度系统中，所有在该站参与组呼叫的单元建立并监测前向链路(在通信单元出现的各站都有一条)，由当前正发射给其他成员的组成员使用的单个反向链路。未发射交谈组成员通常在监听模式(即，当其他成员正交谈时不能发射)，因此未被分配专用反向链路。在TDMA系统中，例如，分配时隙给不同用户。允许在指定反向链路上发射的交谈组成员使用全功率发射，以支持在分配的时隙中的信号短脉冲群。尽管此种方法不连续或离散的特性，收听者接收到看来是连续的服务。
在最近十年中，适应世界范围对移动和个人便携式通信的日益增长的需求，扩频数字技术，其中一种类型通称为CDMA，对于给定的无线频谱分配获得了较高带宽效率，并因此证明对于服务大量的多址用户，是比模拟或其他数字技术更好的可选方案。CDMA依靠调整功率以提取嵌入宽频谱的编码信号。从许多其它重叠的多余信号中提取期望信号的唯一方法是获得正确的码。这种编码的使用允许重叠多个载波，从而得到更多信道，大大增强了在带宽的每赫兹上得到的信道方面的性能。
CDMA非常适于蜂窝通信，但从未在通用的调度系统内采用。当前CDMA系统采用某种形式的前向功率控制。这意味着，在一个典型的一对一(蜂窝)通话中，通信单元周期报告基站其出站信号的接收情况。如果可能，基站降低其出站功率。如果必要，基站增加其出站功率。基站和通信单元间的此种通信需要在两者之间的上向通信链路。在调度情况中，最直观的出站功率控制方案是基站响应来自任何单元提高功率的请求。然而，这种情况仅在所有参加调度呼叫的单元都建立了双向通信链路时才发生。
CDMA系统还使用在小区(站)边界的软越区切换，而在调度设置中，这要求当通信单元向远离基站方向迁移并距离另一基站较近，从而发现另一个小区有足够(通常较高)信号强度来处理呼叫时，每个监听单元都发信号给源基站。反过来，源基站将使现在较近的基站发送和接收相同的业务到/从漫游通信单元。为使该过程进行，通信单元必须具有进入固定端(fixed end)的通信路径。
反向功率控制是CDMA系统的另一重要方面。(实际上，比前向功率控制还重要的多。)反向功率控制试图均衡由特定基站控制的所有通信单元的接收信号功率。通过基站监听通信单元来监测(并相应的变化)功率，实现了CDMA的高效率。
为避免反向链路上的过多干扰，第一次(即在反向功率控制建立之前)访问信道的通信单元使用通常称为“访问探查”的技术。这意味着它们用低功率访问信道，并渐渐提高功率，直至固定端的响应告知已经接收到它们的信号。对于蜂窝通信系统，此种访问技术造成的时间延迟是可忽略的。另一方面，在调度组呼叫期间建立一条用于随后呼叫的链路的时间延迟是显著的，必须预先建立。在调度中，任何一个交谈成员可能想要发送一条入站消息，然后恢复到监听状态。如果每个访问都需要访问探查，那么此种延迟对于调度服务质量是不可忍受的。解决方案之一是为CDMA系统建立多条反向(入站)信令链路。然而，这些链路必须以符合调度服务严格的定时要求的方式建立，从而不会延迟初始呼叫建立。
在今天的调度系统中，跟踪交谈组成员的位置。即，当通信单元从一个基站移动到另一个时，系统知道每个单元的服务基站。因此，系统在调度组呼叫开始时就知道哪个基站必须建立呼叫所需的无线链路。然而，CDMA系统使用定位寻呼。不是持续跟踪单个单元，在呼叫建立期间广播寻呼给单元，以确定哪个基站必须支持该呼叫。移动单元监测寻呼信道，并当被寻呼时，用指示其服务基站的寻呼响应回答。虽然对于仅需要定位一个单元、并且在呼叫建立期间有足够时间用于寻呼和寻呼响应的蜂窝呼叫这样工作的非常好，但对于调度呼叫所允许的严格呼叫建立时间内定位多个单元，就不会工作出色。因为当多个单元位于单个小区时，它们的响应会相互碰撞，这就会特别正确。因此，为提供可和现有调度系统的调度服务相比的调度服务，CDMA基站必须在严格的调度呼叫建立时间内在所需基站建立所有需要的无线链路。
因此，需要一种基站和方法，用于快速建立CDMA调度呼叫。
图1是说明根据本发明优选实施例的通信系统的框图。
图2是说明根据本发明优选实施例的来自图1的通信系统的基站的框图。
图3是由根据本发明优选实施例的基站执行的步骤的逻辑流程图。
具体实施例方式
为满足对一种用于快速建立CDMA调度呼叫的基站和方法的需要，在本发明中，发信号给移动站，向其通知呼叫，然后开始调度呼叫，而无需等待呼叫参与方请求它们的入站链路。首先由可能有呼叫参与方的所有服务覆盖区域的基站发射调度呼叫，然后在那些一定时间周期内没有接收到入站链路请求的基站停止呼叫。因此，在建立调度呼叫同时有效继续“呼叫建立”。
参考图1-3可以更充分理解本发明，其中相同的标记表示相同的部件。图1是说明根据本发明优选实施例的通信系统100的框图。无线通信系统100是适当修改的CDMA系统，例如根据本领域公知的电信工业协会/电子工业协会暂行标准95(EIA/TIA IS-95)的宽带扩频数字蜂窝系统。系统100包括每个都是不同交谈组成员的多个通信单元120-123。(注意到本领域的术语，“通信单元”、“移动站”、以及“移动单元”在整个说明中都是可替换使用的。)在优选实施例中，每个通信单元120-123物理上都能进行双工通信，虽然在通常的组通信期间，只有一个通信单元在某一时间发射。此外，每个通信单元120-123包含一组公共元件，这些元件包括发射机，接收机以及处理器。
固定基础结构包括在无线通信系统100中支持通信通常所需的元件，并且，在优选实施例中，符合标准的CDMA结构。更具体地，无线CDMA通信基础结构包括已知的部件，例如基站110-112以及它们各自的服务覆盖区域101-103。在实际中，基站110-112通常和一个或多个基站控制器、交换机以及其他已知而未显示的基础结构设备通信。为简单、清楚显示本发明，将通信基础结构限制到如图1所示的。
图2是说明根据本发明优选实施例的基站111的框图。基站111包括发射机141，接收机142，以及控制器140。通常，基站，特别是基站发射机，接收机以及控制器是本领域公知的。控制器140优选的包括一个或多个存储装置以及处理装置，例如微处理器和计算机存储器。在优选实施例中，在基站存储装置内存储的软件/固件算法的控制下，基站111执行已知基站操作所需的任务以及相对图3描述的方法。
通过使用利用已知技术的编码，例如通过组合正交沃尔什码和伪随机噪声(PN)序列，有效地提供CDMA通信信道130-137。在优选实施例中，信道130-132包括出站控制信道，信道133-135包括分别由基站110-112发射的全速率出站业务信道。优选的，信道136是入站访问信道，移动站(MS)可在此信道上给基站111发信号。最后，信道137是低速率入站链路，MS用于传送前向功率控制信息，软越区切换信息，和/或反向功率控制信息。此链路的使用在美国专利号为5914958，名称为“FAST CALL SETUP IN A CDMA DISPATCHSYSTEM(在CDMA调度系统中的快速呼叫建立)”以及美国专利号为6115388，名称为“ESTABLISHMENT OF MULTIPLE LOW-RATEINBOUND SIGNALING LINKS IN CDMA DISPATCH SYSTEM(在CDMA调度系统中多个低速率入站信令链路的建立)”中有详细描述，在此结合二者作为参考。
优选通信系统100的操作实际上如下进行。当发起调度呼叫时，分别由基站110-112分配出站业务信道133-135。同样，基站110-112分别使用控制信到130-132发信号给MS，信道133-135将用于调度呼叫。接收到调度呼叫信号时，不论是经基础结构网络或从始发MS，基站110-112分别经业务信道133-135发射调度呼叫。因此，MS 120-123每个都优选地从其服务基站接收控制信令，该信令将每个MS导入其服务站的业务信道上，调度呼叫将在业务信道上传输。因此，调度呼叫所寻址的MS可以开始接收调度呼叫，而无需预先发信号给基站。
然而，因为基础结构在呼叫开始之前并不知道调度呼叫所寻址的所有MS的位置，它在每个可能服务此类MS的基站都分配业务信道，并发射该呼叫。虽然一个或多个分配信道的基站很可能并没有服务呼叫指定的任何MS。为解决这一问题，基站110-112监测目标MS建立入站链路的请求，并在一段时间周期内未接收到任何请求时停止发射并撤销分配的业务信道。
例如，在基站111的情况中，MS 120，122不是在业务信道134上传输的调度呼叫指定的交谈组的成员，MS 120或MS 122都不会请求一条入站链路。接收机142在访问信道136监测请求，如果一段时间周期内未接收到请求，控制器140撤销分配的业务信道，并命令发射机141停止经业务信道发射调度呼叫。
在优选实施例中，在解除业务信道之前基站等待请求的一段时间周期是预定的。该周期优选的基于至少一个MS成功请求入站链路的理论最坏情况方案。此最坏情况方案需要考虑当位于相同服务覆盖区域的多个MS同时请求一条入站链路是可能发生的冲突。可选的，可以基于基础结构记录的MS实际请求次数历史记录动态调整该时间周期。
现在考虑发起了另一个调度呼叫，且MS 120是指定交谈组的成员。MS 120现在将接收到通知该呼叫的控制信令，并经业务信道134开始接收呼叫。在参加了正进行的呼叫之后，MS 120经访问信道136发射请求给基站111，以建立和基站111的入站链路。接收机142，监测访问信道136的请求，从MS 120接收请求。因此，接收到至少一个请求，基站111继续发射调度呼叫，以供MS 120继续接收。
在上述方式中，和蜂窝呼叫相比，通过在呼叫建立中提供入站链路请求，本发明允许快速建立CDMA调度呼叫。在开始呼叫的短时间之后没有接收到任何请求的基站被从呼叫中删除(pruned)，从而释放不需要的信道。因此，本发明为在呼叫建立期间定位多个通信单元而不推迟调度呼叫的开始提供了相对简单的解决方案。因为呼叫建立时间对于调度服务感觉质量的重要性，本发明提供了和调度优先级一致的折衷解决方案。
图3是由根据本发明优选实施例的基站执行的步骤的逻辑流程图。当基站经控制信道发信号(304)给MS，已经分配了一条出站业务信道用于调度呼叫时，逻辑流程300开始(302)。一接收到调度呼叫源信号，基站开始(306)经业务信道发射调度呼叫。基站还开始监测(308)任何入站链路请求将在其上传输的公共访问信道。虽然逻辑显示发射调度呼叫在监测链路请求之前发生，基站能持续接收和解码在访问信道上的信号，任何信号之一都可能是该调度呼叫的链路请求。因此，在实际中，只要能够，基站就开始发射调度呼叫，而不考虑链路请求，(虽然通常取决于基础结构其它部分的事件)并可在开始发射的同时监测访问信道的链路请求。
如果接收到(310)请求，则基站仅继续发射调度呼叫，逻辑流程结束。反之，如果(314)在超时周期内没有接收到链路请求，则基站停止(316)发射调度呼叫，并撤销分配的业务信道，将其释放用于其他服务。因此，逻辑流程300结束(320)。
虽然本发明参考特定实施例进行显示和详细描述，本领域技术人员应当懂得可做出形式上和细节上的不同变化而不背离本发明的精神和范围。
权利要求
1.一种供基站快速建立CDMA调度呼叫所需的信令链路的方法，该方法包括步骤为调度呼叫建立出站链路；开始经出站链路传输所述调度呼叫；在建立所述出站链路后，一段时间周期内没有接收到建立入站链路的请求时，停止经所述出站链路传输所述调度呼叫；以及撤销分配的出站链路。
2.如权利要求1的方法，其中，建立入站链路的所述请求包括来自调度呼叫所包含的交谈组的组成员的移动单元的请求。
3.如权利要求1的方法，进一步包括步骤当在建立所述出站链路随后的一段时间周期内至少接收到一个建立入站链路的请求时，继续经所述出站链路传输所述调度呼叫。
4.如权利要求1的方法，进一步包括步骤在控制信道上发信号，指示经出站链路开始所述调度呼叫。
5.如权利要求1的方法，其中，所述时间周期等于在最坏情况下、所述基站在建立所述出站链路后接收到请求一个建立入站链路请求的时间量。
6.如权利要求1的方法，其中，所述时间周期由所述基站根据在建立所述出站链路后接收到建立入站链路请求所费时间的历史记录来确定。
7.如权利要求1的方法，进一步包括步骤监测入站访问信道上的入站链路建立请求。
8.一种基站，其包括发射机；接收机，适于接收建立入站链路的请求；以及控制器，连接到所述发射机和接收机，适于命令所述发射机建立用于CDMA调度呼叫的出站链路，并开始经该出站链路传输调度呼叫，且当在建立该出站链路后一段时间周期内所述接收机未接收到建立入站链路的请求时，还进一步适于撤销所述出站链路并命令所述发射机停止经所述出站链路发射调度呼叫。
9.如权利要求8的基站，其中，所述出站链路包括全速率CDMA出站业务信道，所述入站链路包括低速率入站链路。
10.如权利要求9的基站，其中，所述低速率入站链路用于传送前向功率控制信息、软越区切换信息、以及反向功率信息中至少之一。
全文摘要
为满足对一种用于快速建立CDMA调度呼叫的基站和方法的需要，在本发明中，发信号给移动站(例如120－123)，通知移动站该调度呼叫，然后开始调度呼叫而无需等待呼叫参与方请求其入站链路。首先由可能具有呼叫参与方的所有服务覆盖区域(例如101－103)的基站(例如110－112)发射调度呼叫，然后停止那些一段时间周期内未接收到入站链路请求的基站。从而，建立调度呼叫的同时有效继续“呼叫建立”。
文档编号H04J13/00GK1582589SQ02821863
公开日2005年2月16日 申请日期2002年11月21日 优先权日2001年12月20日
发明者迈克尔·L·尼达姆, 理查德·J·维尔穆尔, 利·M·奇尼茨 申请人:摩托罗拉公司(在特拉华州注册的公司)