CN1261483A - 时分多址无线电系统 - Google Patents

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Abstract

一种方法,用于运行有多个时隙并采用半双工发射/接收方式的时分多址(TDMA)无线电系统,其中移动台(MS)(2)和基站(BS)(3)之间上行链路和下行链路的用户数据传输是在不同的TDMA帧里进行的。跟上行链路TDMA帧相比,在每一下行链路TDMA帧里分配了更多的时隙给移动台(2),以提高无线电资源分配和移动台(2)的无线电模块(4)的效率。

Description

时分多址无线电系统
本发明涉及时分多址无线电系统，更具体地说，本发明涉及具有多个时隙的时分多址无线电系统。
许多现有的数字无线或移动电话网都利用时分多址(TDMA)由多个移动台和多个信道共享无线电资源。例如，在欧洲电信标准学会(ETSI)的GSM(全球移动通信)标准里，在时域将一个给定的频带分成一系列的帧，叫做TDMA(时分复用访问)帧。TDMA帧的长度是4.615ms。每一TDMA帧又分成宽度相等的8个连续时隙。在传统的电路交换传输模式里，启动一次呼叫后，通过在每一个TDMA帧里预留两个时隙(1～8)，为该呼叫规定一个全速率双向业务信道(TCH/F)，直到呼叫结束。这些时隙中的一个提供从基站(BS)到移动台(MS)的下行链路，而另一个则提供上行链路。
GSM中的这种电路交换传输模式提供9.6kbps的数据传输速率。但是，因为需要更高的传输速率，ETSI又规定了一组GSM增强协议，叫做GSM第二+阶段(phasez+)协议。GSM第二+阶段协议的一个主要特征是高速电路交换数据协议(HSCSD-在GSM 02.34和GSM 03.34里说明)，通过让一个连接使用一个以上的TCH/F(也就是在每一TDMA帧里等效地占用两个或两个以上的连续时隙)来提高数据传输速率。
GSM第二+阶段还规定了(见例如GSM 01.60，02.60，03.60和03.64)一个新特征，叫做通用分组无线电业务(GPRS)。GPRS提供无线电资源的动态分配，而且对上行链路和下行链路通信的分配是分开独立进行的。也就是说，只有在有数据要传输的时候才为某一个MS到BSS链路分配一个时隙。从而避免了没有数据要传输的时候没有必要地占用TCH/F。另外，可以在连续的每一个TDMA帧里为一个MS分配两个或更多的时隙，从而构成一个高速分组交换传输信道。
在当前的GSM标准里，因为在每一个TDMA帧里上行链路信道只能占用一个时隙，下行信道也同样，因此很容易在时间上分离两个占用的时隙，从而可以在MS里只使用一个无线电模块，用于发射和接收。这一模块还可以用于监测提供服务的小区和相邻小区的无线电状况。然而，随着HSCSD和GPRS的引入，其中TDMA帧中占用的时隙数是可变的，如果在同一TDMA帧里为上行链路和下行链路传输占用相同的时隙，那么上行链路和下行链路时隙就可能在时间上重叠。此时通信就变成了“全双工”的，也就有必要分别为发射、接收和监测提供单独的无线电模块，也就是说总共三个无线电模块。于是最好的选择就是采用“半双工”通信模式，上行链路和下行链路的传输在不同的TDMA帧里进行。这样就避免了上行链路和下行链路传输的重叠，同时避免了在MS中各自采用单独的无线电模块。现有的建议是采用一种对称的上行和下行资源分配方法，其中上行传输和下行传输在不同的帧里都占用相同数量的时隙。
一方面，本发明提供了一种方法，用于运行有多个时隙并采用半双工传输/接收的时分多址(TDMA)无线电系统，其中移动台(MS)和基站(BS)之间的上行和下行用户数据传输分别在不同的TDMA帧里进行，跟所述移动台的上行TDMA帧相比，该方法为下行TDMA帧分配更多的时隙。
非对称资源分配是可行的，因为一般而言传输的下行数据量明显地多于上行数据量。例如，用MS访问因特网时。跟前面提出的对称分配方式相比本发明有许多明显的优点。首先，因为MS的发射时间较少，无线电模块的功率放大器就比较简单。降低了功耗，也就降低了散热要求。第二，降低功耗，就延长了MS的待机时间和工作时间，并使得选择合适的电池变得更加容易。第三，降低了移动台的价格。
最好用选定频带内不同的TDMA帧来传输上行和下行TDMA帧。该TDMA无线电系统可以使用GPRS或HSCSD协议。当然也可以采用其它合适的协议。
本发明的实施方案可以将4个时隙用于下行链路，将2个时隙用于上行链路。当然任何适当的组合都是可以的。
根据本发明的第二个面，提供了有多个时隙并采用半双工发射/接收的一种时分多址(TDMA)无线电系统，其中移动台(MS)和基站(BS)之间的上行和下行用户数据传输是在不同的TDMA帧里进行的，该系统包括控制装置，跟上行TDMA帧相比，该装置可以为所述移动台提供更多的下行TDMA时隙。
根据本发明的第三个方面提供一种移动通信装置，用于在有多个时隙的时分多址(TDMA)无线电系统里工作，该移动通信装置包括进行半双工发射/接收的一个无线电模块，其中移动通信装置和基站(BS)之间上行和下行用户数据传输是在不同的TDMA帧里进行的，跟上行TDMA帧相比，在每一下行TDMA帧里可以为移动通信装置分配更多的时隙。
为了更好地理解本发明，并说明如何实施本发明，下面将通过实例，参考附图来进行说明。其中：
图1简要说明一个GSM移动电话网和正与该网通信的一个移动台；和
图2简要说明GSM网络的一个基站跟移动台之间的上行和下行数据传输。
图1说明的是一个蜂窝移动电话网络里的一个小区1。小区1里的移动台(或电话)2跟小区里的基站(BS)3通信。如上所述，从移动台2到BS3建立起呼叫或数据连接时，或者反过来，占用一个下行“信道”和一个上行“信道”从而允许双向通信。这两个信道都处于相同的无线电频带内，每一个频带都在每隔一个TDMA帧中包括多个时隙。
这用图2来说明，其中上面的图说明上行链路所占用的时隙，也就是从MS2到BSS3的用户数据传输MS TX所占用的时隙(2和3)，下面的图说明下行信道所占用的时隙，也就是MS2接收用户数据MSRX所占用的时隙(3和6)。上行信道和下行信道的TDMA帧(TX和RX帧)相互交错，从而使上行信道和下行信道的帧交替出现。这样，不管上行或下行信道占用多少时隙，在哪些位置占用时隙，在时间上所占用的时隙都不会重叠。因此MS2可以只使用一个无线电模块4，它既用于发射又用于接收。
此外，在任意一个TDMA帧里下行信道占用的时隙通常都要比上行信道占用的时隙多(尽管该系统还可以工作于对称分配模式，在这种模式里，分配给接收的时隙跟分配给发射的时隙一样多)。这是TDMA里一种新的多时隙类型。在图2所示的实例里，在每一个上行TDMA帧里为MS2分配了2个时隙，在下行帧里分配了4个时隙。如上所述，通常下行链路的数据传输速率要比上行链路的数据传输速率要高。这种非对称时隙分配有助于提高无线电资源的分配效率，降低MS2的功耗等等。
本领域的技术人员应当明白，可以对上述实施方案进行修改而不会偏离本发明的范围。在一种修改方案中，上行链路和下行链路的TDMA帧不必是连续的。例如，将四帧之一分配给上行链路，并将四帧之一(或者两帧之一)分配给下行链路，只要上行链路和下行链路不重叠。
尽管本发明涉及用户数据的发射和接收，显然，信令数据的发射和接收可以在同样的TDMA帧里进行，还可以跟用户数据的发射或者接收在同样的帧里进行。

Claims (6)

1.一种方法，用于运行有多个时隙并采用半双工发射/接收方式的一个时分多址(TDMA)无线电系统，其中移动台(MS)和基站(BS)之间上行链路和下行链路中用户数据的传输是在不同的TDMA帧里进行的，该方法包括，跟上行链路TDMA帧相比，为移动台的下行链路TDMA帧分配更多的时隙。
2.权利要求1的方法，其中的TDMA帧被交错用作接收帧和发射帧。
3.权利要求1或2的方法，其中的TDMA无线电系统使用的是GPRS协议。
4.权利要求1或2的方法，其中的TDMA无线电系统使用的是HSCSD协议。
5.一种时分多址(TDMA)无线电系统，有多个时隙并采用半双工发射/接收方式，其中移动台(MS)(2)和基站(BS)(3)之间上行链路和下行链路中的用户数据传输是在不同的TDMA帧里进行的，该系统包括一种控制装置，跟上行链路TDMA帧相比，它能够在下行链路TDMA帧里分配更多的时隙给移动台(2)。
6.一种移动通信装置，工作于有多个时隙的时分多址(TDMA)无线电系统里，该移动通信装置(2)包括一个无线电模块(4)，采用半双工发射/接收方式，其中移动通信装置(2)和基站(BS)(3)之间上行链路和下行链路中的用户数据传输是在不同的TDMA帧里进行的，其中跟上行TDMA帧相比，在下行TDMA帧里分配了更多的时隙给移动通信装置(2)。
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