专利名称：无线码分多址通信系统中的组呼叫方法和装置的制作方法
在此前共同待决的，共同转让的1997年10月28日提交的专利申请“CDMA调度(dispatch)系统中多个低速率入站信令链路的建立”，第08/959,327号，“CDMA系统中的快速呼叫建立”，第08/959,152号，和1997年10月27日提交的“无线CDMA系统中的通话组呼叫方法和装置”，第08/958,041号中公开了相关的主题内容，这里全文引用了前面的申请，其效果等同于在这里完全和完整地陈述了前面的申请。
本发明涉及无线通信领域，更具体地讲，是涉及码分多址(CDMA)通信系统和调度组呼叫通信系统。
一个典型的双向调度无线通信系统包括通信单元，通信资源，通信站点和一个通信资源分配器。各个站点均有一个基本上独立的覆盖区域并且在地理上散布在整个系统中。各个站点还有一些为其分配的通信资源，其中至少一个通信资源被用作控制信道，一些其它的剩余资源被用作语音信道。这些系统使用频分多址(FDMA)和时分多址(TDMA)方法转播传输内容。
在支持调度组呼叫(dispatch group call)的系统中，通信单元通常位于通信组(通话组)内并且可以位于系统中的任何地方(在任意站点)。当一个通话组的一个通信单元请求一个组呼叫时，通过其所处的站点的一个控制信道向通信资源分配器发送一个入站信令消息。(一个组呼叫通常允许相同通话组的所有位于系统内的成员彼此通信。)入站信令消息通常包括请求通信单元的个体标识号，请求通信单元的通话组，和组呼叫请求。当接收到入站信令消息时，通信资源分配器会在任何必要的站点为请求通信单元的通话组分配一个语音信道。
这样，在FDMA和TDMA调度系统中建立了一个前向链路(在每个出现通信单元的站点中均有一个)并且由该站点中所有涉及组呼叫的单元监视该链路，还建立一个由当前向其它成员发送的组成员使用的单个反向链路。不发送的通话组成员通常处于只侦听模式(即当另一个成员正在通话时不能发送)并且不为其分配一个专用的反向链路。例如在一个TDMA系统中，时隙被分配给不同的用户。允许一个在分配的反向链路上发送的通话组成员使用全功率发送来支持分配时隙中的短信号脉冲串。尽管这个方案有非连续或离散特性，但侦听者接收表现出连续特性的服务。
近来，针对世界范围内对移动和个人便携通信不断加速的需求，一种被称作码分多址(CDMA)的扩展频谱数字技术已经被证明是一种比模拟或其它数字技术能更好地为大量多址用户提供服务的可选方案。CDMA依靠处理能力抽取出嵌在宽频谱中的编码信号。从许多其它重叠的不期望信号中抽取出期望信号的唯一方式是具有正确的码。从每赫兹带宽能导出的信道数而言，使用编码允许通过彼此重叠载波导出更多的信道并且大大提高了性能。
CDMA特别适合于蜂窝通信，但从未被用在支持调度组呼叫的系统中。在共同待决的专利申请“CDMA调度系统中多个低速率入站信令链路的建立”，第08/959,327号和“CDMA系统中的快速呼叫建立”，第08/959,152号中讨论了在调度组通信中应用CDMA技术的困难(例如前向和反向功率控制并且需要软切换)。为了解决这些问题，前面两个申请均讨论了如何在反方向(入站方向)建立一个低速率(非语音)信令链路。利用这种以基本上小于全速率传输信道速率的预定速率传送信号的低速率入站信令链路，传送通信所需的平均功率以成比例的方式小于在向处于非通话状态的通话组成员提供全速率传输链路所需的平均功率。另外，通过前面的申请可以发现，这样的低速率反向链路可以被用来对各个非通话成员保持正确的反向链路功率控制，从而允许其它的跟进呼叫进行快速信道接入(即，非通话成员在当前组呼叫传输之后产生一个组范围的呼叫)。
虽然调度组呼叫的反向链路可被用来进行反向功率控制，但还必须克服很多困难。具体地，必须认识到，在现有的CDMA系统中，根据在前向(出站)信道上发送的信道进行反向功率控制。尤其是现有的CDMA系统使用入站控制信令(即嵌在一个出站传输信道内的控制信令)连续引导个体用户单元如何调整其反向功率，通常每秒800次。这种方法适合于一对一类型的呼叫。但对于一对多类型的呼叫，这种方法的效率快速下降。具体地，即使对于一个组呼叫中中等数量的非通话成员，其需要连续更新的信息量也会占据指定出站传输信道中过多的带宽，并且为实际的出站传输留下很少的带宽。另外，由于在组呼叫背景下出站传输信道不会象在一对一类型的呼叫中那样被分配给一个单独的用户，所以有必要向每个非通话成员传送专门的反向功率控制信息。
这样，需要为CDMA系统中的组呼叫提供可靠并且有效的反向功率控制。
图1是基于本发明的无线通信系统的模块图。
图2是图解基于本发明的用于控制器的方法的流程图。
图3图解了一种基于本发明并且用于功率调整信道的寻址技术。
图4图解了另一种基于本发明并且用于功率调整信道的寻址技术。
图5是图解基于本发明的用于用户单元的方法的流程图。
本发明通常为CDMA系统中的组呼叫通信提供可靠并且有效的反向功率控制。当接收到指定通话组的一个组呼叫请求时，一个控制器为组呼叫至少分配一个功率调整信道，并且向组中的至少某些用户单元发送至少一个功率调整信道的标识。利用至少一个功率调整信道，控制器还向至少某些用户单元发送唯一的功率调整信息。在一个实施例中，在至少一个功率调整信道的唯一指定部分中包含唯一功率调整信息。在另一个实施例中，相对于至少一个功率调整信道的唯一地址被用来传送唯一功率调整信息。通过这种方式，本发明有效地为多个用户单元提供了反向功率控制信息，因而允许在CDMA系统中建立组呼叫。
参照图1-5可以更完全地描述本发明。图1是基于本发明的无线通信系统100的模块图。无线通信系统100是一个经过适当修改的CDMA系统，例如基于本领域内共知的电信工业协会/电子工业协会临时标准95(EIA/TIA IS-95)的宽带扩展频谱数字蜂窝系统，并且包括多个位于至少一个通话组101内并且与一个固定设施进行无线通信的用户单元102-108。在图解的实施例中，各个用户单元102-108在物理上能够进行双工通信，尽管在典型的组通信期间，某个时刻只有一个用户单元进行发送。
通过利用众所周知的技术的编码，例如通过常规蜂窝CDMA系统中正交Walsh码和伪随机噪声(PN)序列的组合，可以有效地提供通信信道。当处理一个组呼叫时，一或多个出站编码被用来向通话组101中的各个用户单元有效地提供一个出站传输信道(前向链路)110。另外，本发明使用单个的入站编码从通话组101中的各个用户单元提供入站传输信道(反向链路)112-116。如共同待决的专利申请“CDMA调度(dispatch)系统中多个低速率入站信令链路的建立”，第08/959,327号，“CDMA系统中的快速呼叫建立”，第08/959,152号，和“无线CDMA系统中的通话组呼叫方法和装置”，第08/958,041号所述，这样的入站传输信道可以是低速率链路，或者可以是全速率传输信道。本发明还通过使用一或多个唯一编码提供至少一个功率调整信道117，下面会详细讨论其使用和操作。在图1所示的例子中，示出了多点操作，即对应于组的用户单元扩展到多于一个的站点上。具体地，利用一个第一站点内唯一的编码通过一个第一基收发器站122向该站点上的一个用户单元104提供出站传输信道110，入站传输信道112和功率调整信道117。另外，利用一个第二站点内唯一的编码并且根据可能与第一站点中使用的编码相同的各种系统参数，例如地理站点间隔，通过一个第二基收发器站124向该站点上的一个用户单元106-108提供出站传输信道110，入站传输信道114-116和功率调整信道117。当然，对应于一个组的所有用户单元可以位于一个单独的站点内，在这种情况下一个单独的基收发器站会被用来提供信道。
固定设施包括那些通常需要支持无线系统100中的通信并且在最优实施例中构成一个典型CDMA结构的单元。具体地，固定设施包括一个与控制器120通信的交换机118，控制器120与基收发器系统(BTS)122-124通信。交换机118(通常称作移动交换中心或MSC)，控制器120(通常称作基站控制器或BSC)和BTS122-124在本领域内是众所周知的。BTS122-124被用来发送和/或接收出站传输信道110，入站传输信道112-116和功率调整信道117。实际上，交换机118通常与多于一个的控制器通信，并且可以与图中未示出的其它设备通信。为了简明，图1所示的固定设施受到某些限制。最好由控制器120管理组呼叫处理。可选地，如下所述，组呼叫处理功能可以被分布在整个固定设施中。
每个用户单元102-108包括一个公共单元集。具体地，通常包括一或多个处理设备(例如微处理器，数字信号处理器等)的一个处理器124被连接到存储器126。处理器124被连接到一个发送器128，接收器130，扬声器132，话筒134和输入设备136。这些单元在本领域中均是众所周知的。在最优实施例中，在存储器126中存储的软件算法的控制下并且与所示的其它单元相配合，处理器124执行用户单元的操作所需的任务，其中包含图5所述的方法。接收器130被用来部分接收用于通话组呼叫的出站和/或入站编码分配，任何语音和/或数据传输，和任何释放消息。并且接收器130接收以下述方式传送的功率调整信道标识和信息。可以包括一个键盘，菜单驱动显示器，触摸-对话按钮或类似设备的输入设备允许用户发送组呼叫请求并通话。
图1还详细示出了控制器120的一个典型高层结构。通常包括一或多个处理设备(例如微处理器，数字信号处理器等)的一个处理器138被连接到存储器140。另外，处理器138被连接到接口142，144，该接口分别支持控制器120与BTS122-124和交换机118之间的通信。这些单元在本领域中均是众所周知的。在最优实施例中，在存储器1140中存储的软件算法的控制下并且与所示的其它单元相配合，处理器138执行控制器的操作所需的任务，其中包含图2所述的方法。
图2是图解使控制器能够支持组呼叫的方法的流程图。最好由一个控制器执行图2所述的方法。但可选地，图2中所示的功能可以分布在整个固定设施中，其中包含与控制器相连的BTS。无论如何，图2所示的方法最好被实现成存储的软件指令并且由存储软件的平台执行。
在步骤201，控制器接收一个至少表明呼叫所期望的通话组的组呼叫请求。通常，一个希望与通话组建立通信，作为目标通话组的一个成员的用户单元或一个固定调度位置(未示出)可以产生组呼叫请求。
在接收到请求时，控制器在步骤202为组呼叫分配至少一个功率调整信道。在本发明的环境中，控制器通过为至少一个功率调整信道保留一或多个编码来分配至少一个功率调整信道。(编码的具体形式，例如Walsh码，伪随机码等不与本发明相关。唯一的要求是所选择的编码提供一个唯一的信道。)实际上，由于构成通话组的用户单元会分布在许多不同的小区，即各个BTS所限定的覆盖范围内，所以会使用不止一个编码。由于这种地理分散性，在各个小区中必须使用一个不同的编码以便使干扰最小。在图1所示的例子中，示出了一个单独的功率调整信道117。由于功率调整信道被用来向涉及指定的组呼叫的一或多个单元传送功率调整信息，功率调整信道是一个纯出站信道。在步骤202，控制器为组呼叫分配传输信道，在最优实施例中，传输信道包括针对目标组中的一或多个非通话用户单元的低速率反向信道。
在步骤203，控制器向组中的至少某些(最好全部)用户单元发送至少一个功率调整信道的标识。其实现技术在本领域中是众所周知的。例如，在一个典型的CDMA系统中，通过指定小区内的寻呼信道发送标识为该小区内的功率调整信道分配的编码的信息可以实现该技术。假定组呼叫需要使用多个小区内的资源，功率调整信道标识信息对于各个小区是唯一的。
另外在步骤203，控制器还向接收功率调整信道标识的各个用户单元发送功率调整信道接入信息(如果必要，以逐个小区的方式)。功率调整信道接入信息是对通话组中的各个用户单元唯一的，允许各个用户单元访问其本身的，通过功率调整信道发送的唯一功率调整信息的信息。为此，功率调整信道接入信息可以具有两种形式中的一种功率调整信道的一个唯一指定部分的标识，或相对于功率调整信道的唯一地址。在第一种形式中，功率调整信道被分割成多个重复的时隙并且功率调整信道的唯一指定部分的标识包括唯一指定给一个指定单元的一个功率调整信道时隙的标识。在第二种形式中，各个用户单元被唯一指定一个唯一地址，该地址被用作标识通过功率调整信道发送到一个特定单元的任何信息的信息头。
在步骤204，控制器通过功率调整信道向组中的各个用户单元发送唯一的功率调整信息，其中该组也被提供了功率调整信道接入信息。(实际上，当控制器从用户单元接收，即通过一个入站传输信道或低速率入站链路接收一个传输时，功率调整信息便被发送到一个指定的用户。处理入站传输以导出功率调整信息的技术在本领域中是众所周知的。)各个用户单元的唯一功率调整信息指引用户单元如何连续调整其功率。例如，根据当前技术，各个单元的唯一功率调整信息可以包括一个周期性的单位标志流，其中“0”位指示单元应当把其发送功率增加一个预定的增量，“1”位指示单元应当把其发送功率减少一个预定的增量。
图3和4在给定上述两种功率调整信道接入信息的形式的情况下从结构上图解了一个功率调整信道的内容。图3图解了功率调整信道接入信息具有唯一指定部分形式的情况。功率调整信道的第i个唯一指定部分会包括组中第i个用户单元的功率调整信息。在知道其唯一指定部分何时出现在功率调整信道内的情况下，一个指定的用户单元可以简单地在正确时刻接入功率调整信道以便确定其唯一功率调整信息。(利用已知技术，即通过使用一个同步模式可以完成实现这种结构所需的同步。)类似地，图4图解了功率调整信道接入信息具有唯一地址形式的情况。在这种情况下，针对第i个用户单元的唯一功率调整信息的前缀会带有指定给该单元的唯一地址(最好是一个多位地址)。通过监视功率调整信道，一个指定的用户单元在每次检测其唯一地址后可以确定其唯一的功率调整信息。
应当认识到可以单独使用本发明的功率调整信道以便在参与组呼叫的组成员中间进行功率控制。在这种情况下，所有参与组呼叫的单元，包括当前进行发送的单元，通过功率调整信道接收其相应的功率调整信息。也可以使用功率调整信道只向组中不在进行发送的单元传送功率调整信息。在这种情况下，当前正在发送的单元会利用当前的技术，即组呼叫的前向链路上的入站信令接收其功率调整信息。但这种方法需要在一个单元不连续发送并且另一个单元经过下面的呼叫时，必须控制前面进行发送的单元从功率调整信道接收其功率调整信息，并且必须控制新近进行发送的单元不再监视功率调整信道并且不再接收其入站功率调整信息。最后，也可以同时使用功率调整信道和入站技术。这种技术的优点是，在一个单元变成发送单元时，该单元已经知道要寻找入站信令，相反地，在一个单元停止发送时，该单元知道在功率调整信道中寻找其功率调整信息。
如上所述，控制器在组呼叫期间向各个用户单元连续发送唯一的功率控制信息。当在步骤205确定组呼叫结束时，控制器在步骤206释放至少一个功率调整信道。在释放后，用于提供至少一个功率调整信道的编码可以被用于其它用途。
图5是图解一个使用户单元能够参与一个组呼叫的方法的流程图。图5所示的方法最好被实现成被各个用户单元执行的存储软件指令。
在步骤501，一个用户单元可以发送一个组呼叫请求。为了本发明的目的，假定任何发送组呼叫请求的单元是组呼叫的初始发送单元。如上所述，组呼叫中的一个发送单元可以通过一个功率调整信道或入站信令接收其功率调整信息。也可以不由组呼叫中的用户单元发起组呼叫而是例如由一个调度操作员来发起一个组呼叫。在这种情况下，不会执行步骤501。
无论如何，在发起一个组呼叫后，用户单元(目标组的一个成员)在步骤502接收分配给组呼叫的至少一个功率调整信道的标识。用户单元可以是发送用户单元，或者是不发送的组成员中的一个。另外，在步骤502，用户单元还以上述方式接收功率调整信道接入信息。
在步骤503，根据至少一个功率调整信道和功率调整信道接入信息，用户单元接收唯一功率调整信息，并且在步骤504，根据唯一功率调整信息调整其发送功率。在组呼叫期间连续重复步骤503和504。应当注意在使用已知技术的情况下，用户单元同时接收并解调功率调整控制信道和指定给组呼叫的出站传输信道。当在步骤505确定组呼叫已经结束(根据已知技术)时，用户单元在步骤506停止使用至少一个功率调整信道。
本发明在CDMA系统中提供了可靠和有效的组呼叫通信反向功率控制。通过使用分配给一个组呼叫的至少一个功率调整信道，一个控制器可以向参与组呼叫的各个用户单元提供唯一的功率调整信息。通过向至少某些参与组呼叫的用户单元提供功率调整信道接入信息可以实现上述方法。通过这种方式，本发明克服了现有技术进行反向功率调整的局限性，因而支持以往在CDMA系统中没有的组通信。
前面以图解和描述为目的对本发明的一个最优实施例进行了描述，该描述不以精确形式穷举或限制本发明。这些描述是用来最优解释本发明的原理和这些原理的实际应用，从而允许本领域的技术人员通过各种实施例和适于具体使用的各种修改最优使用本发明。本发明的范围不受说明部分的限制，而是由所附权利要求来确定。
权利要求
1.用于无线CDMA通信系统的控制器，该系统包括多个与控制器相连的基站，多个基站与多个用户单元进行无线通信，该控制器包括从一个组的一个请求用户单元接收一个组呼叫请求的装置，其中多个用户单元的至少一个子集在逻辑上属于该组；与接收装置相连并且为组呼叫分配至少一个功率调整信道的装置；与接收装置相连并且针对请求向组的至少某些用户单元发送至少一个功率调整信道的标识的装置。
2.如权利要求1所述的控制器，其中还包括与接收装置相连并且向至少某些用户单元中的每个单元发送唯一的功率调整信息的装置。
3.用于无线CDMA通信系统的用户单元，该系统包括多个与控制器相连的基站，多个基站与包含该用户单元的多个用户单元进行无线通信，该用户单元包括从控制器接收为一个组呼叫分配的一个功率调整信道的标识的装置；与接收功率调整信道标识的装置相连并且通过功率调整信道从控制器接收唯一功率调整信息的装置；与接收唯一功率调整信息的装置相连并且根据唯一功率调整信息调整用户单元的入站发送功率的装置。
4.在无线CDMA通信系统中使控制器建立组呼叫的方法，该系统包括多个与控制器相连的基站，多个基站与多个用户单元进行无线通信，该方法包括的步骤有从一个组的一个请求用户单元接收一个组呼叫请求，其中多个用户单元的至少一个子集在逻辑上属于该组；为组呼叫分配至少一个功率调整信道；针对请求向组的至少某些用户单元发送至少一个功率调整信道的标识。
5.如权利要求4所述的方法，其中至少一个功率调整信道的标识包括唯一对应于无线CDMA通信系统中独立小区的至少两个不同功率调整信道的标识。
6.如权利要求4所述的方法，其中还包括的步骤有通过至少一个功率调整信道向至少某些用户单元中的各个单元发送唯一功率调整信息。
7.如权利要求6所述的方法，其中发送步骤还包括的步骤有向至少某些用户单元中的各个单元发送至少一个功率调整信道的一个唯一指定部分的标识，其中唯一指定部分包括唯一功率调整信息。
8.如权利要求6所述的方法，其中发送步骤还包括的步骤有向至少某些用户单元中的各个单元发送相对于至少一个功率调整信道的一个唯一地址，其中根据唯一地址通过至少一个功率调整信道发送唯一功率调整信息。
9.在无线CDMA通信系统中使多个用户单元的一个用户单元参与一个组呼叫的方法，该系统包括多个与控制器相连的基站，多个基站与多个用户单元进行无线通信，该方法包括的步骤有从控制器接收分配给组呼叫的一个功率调整信道的标识；通过功率调整信道从控制器接收唯一功率调整信息。
10.如权利要求9所述的方法，其中还包括的步骤有根据唯一功率调整信息调整用户单元的入站发送功率。
全文摘要
一个控制器(120)在接收到针对一个组(101)的组呼叫请求(201)时,为组呼叫分配至少一个功率调整信道(202)并且向组中的至少某些用户单元发送至少一个功率调整信道的标识(203)。利用至少一个功率调整信道,控制器还向至少某些用户单元中的各个单元发送唯一功率调整信息(204)。唯一功率调整信道接入信息也被发送到用户单元以便各个用户单元能够接收其本身的唯一功率调整信息(503)并且相应调整其入站发送功率(504)。通过这种方式,为多个用户单元提供有效的反向功率控制,从而允许在CDMA系统中进行组呼叫。
文档编号H04Q7/38GK1263654SQ99800590
公开日2000年8月16日 申请日期1999年4月16日 优先权日1998年4月23日
发明者利·M·奇尼兹, 迈克尔·L·尼德哈姆, 蒂莫西·J·威尔逊 申请人:摩托罗拉公司