在无线通信系统中选择通信小区的方法和设备 【发明领域】
本发明一般涉及无线通信系统，具体而言，涉及用于在有移动台的无线通信系统中选择通信小区的方法和设备。发明背景
蜂窝通信系统是由系统和单元构成的复杂网络。典型的单元包括(1)到移动台(蜂窝电话)的无线电链路，通常它由至少一个基站提供，典型情况下由几个基站提供，(2)基站之间的通信链路，(3)控制器，通常都是一个或者多个基站控制器，或者是集中式基站控制器(BSC/CBSC)，用于控制基站之间的通信，管理基站的工作过程和相互作用，(4)呼叫控制器或者是交换机，通常是移动交换中心(MSC)，用于在系统内为呼叫选择路由，和(5)到陆线或者公共交换电话网(PSTN)的链路，通常它也是由移动交换中心提供的。
一方面，无线通信系统，例如(但不限于)码分多址(CDMA)通信系统，在系统的网络单元和这个系统内工作的远程单元或者是移动台之间传输信息。有时可能需要向一群移动台发射消息。
通过向移动台发射消息，例如广播寻呼消息，可以确定通信小区内是否存在移动台，以便使群呼消息要涉及地基站最少。移动台可以对这个消息作出响应，从而识别包括这一群移动台的通信小区的基站。这个群呼消息可以用通常所谓的调度呼叫来发送，它是发送给这一群中每个移动台的呼叫。为了保证这一群中的所有移动台都能够收到这个调度呼叫，一个方法是在这个通信系统的每一个通信小区中都发送这一消息。但是例如当一个通信小区中没有与这一群相关的任何移动台的时候，这种方式使用通信资源的效率不高。还是要为这个通信小区分配通信资源，这样分配通信资源的使用效率很低。如果在每个通信小区进行寻呼来确定这一群中成员的位置，就可以只是将消息发送给包括群成员的那些通信小区。
然而，多个移动台以一种未加协调、功率未加控制的方式对寻呼消息作出响应会对这个通信系统中的其它呼叫造成干扰。目前的码分多址(CDMA)系统允许接收电话呼叫的移动台在码分多址控制信道上响应广播寻呼消息。但是，目前的码分多址系统只允许一个移动台作出响应，因为在一个码分多址控制信道上多个移动台的寻呼响应很有可能发生冲突，因此，导致重新响应和响应延迟。除此以外，目前的码分多址系统利用紧功率控制来克服每个移动台造成的干扰。通常都要求接入这个系统的用户一开始就执行接入检测程序，在这个程序中多次发射寻呼响应，不断提高功率电平，直到基站收到这个响应。但是，这样会导致响应延迟时间明显延长。
因此，需要一种方法和一种设备，在有移动台的无线通信系统中选择通信小区，向这个移动台发出调度呼叫而没有延迟，也不会对其它呼叫造成干扰。附图简述
图1是一个框图，它说明能按照本发明的优选实施例工作的无线通信系统。
图2是无线通信系统一个基站的框图。
图3是能按照本发明的优选实施例工作的无线通信系统的一个时序图。
图4是能按照本发明的另外一个实施例工作的无线通信系统的一个时序图。
图5是能按照本发明的优选实施例工作的无线通信系统的一个流程图。优选实施例
本发明提供一种方法和一种设备，用于在包括移动台的无线通信系统中选择通信小区，调度呼叫将发往这些移动台。这些移动台可以包括(但不限于)一个对讲群中的成员使用的移动台，例如(但不限于)警官和救火队员这样的对讲群。本发明的优选实施例首先确认在一个通信小区中至少有这个对讲群中的一个成员，然后为这个通信小区提供服务的基站才向这个通信小区发出一个群呼。
每个通信小区中的基站发射一个消息，例如但不限于群呼寻呼消息，通知调度呼叫的一个对讲群的成员。对讲群成员可以在基站发出群呼寻呼消息以后的一个时间窗内用一个射频脉冲能量发射响应这个群呼寻呼消息。这个射频脉冲能量发射可以包括(但不限于)没有任何信息的一个射频能量短持续时间脉冲串，它的频率可以限制在无线电系统的带宽内。在通信小区内移动台的发射说明存在移动台，因此至少有一个对讲群成员在这个通信小区内。于是，如果一个通信小区的基站收到来自移动台的脉冲信号的发射，那么至少有一个对讲群成员在这个通信小区内，基站可以向这个通信小区发出群呼。移动台最好在群呼寻呼以后的一个时间窗内发出一个响应，使得对这个通信系统中其它呼叫的影响最小。将响应限制在一个很小的时间窗内还能够减少例如由于无线电信道上随机噪声脉冲串造成的虚假响应。特别是在例如(但不限于)码分多址通信系统这样的无线通信系统里，移动台造成的干扰可以通过功率控制来降低。因此，通过将响应限制在限定时间窗内的一个极短的持续时间内，作为对群呼寻呼的响应发出的脉冲可以减少对服务于没有功率控制的移动台的基站的干扰。
在本发明的另外一个实施例中，通信小区内的多个对讲群成员可以在不同的时间窗内作出响应，从而使群呼寻呼响应对其它移动台造成的干扰最小，大量单元在同一个时间窗内发出响应的时候会导致这样的干扰。多个对讲群成员可以按照(但不限于)ALOHA方式在一段随机延迟以后在多个时间窗内作出响应，以避免对讲群成员的响应之间发生冲突。夏威夷大学命名的ALOHA是一种接入技术，它允许产生新消息的时候移动台在信道上发射新的消息。ALOHA随机接入方式对于基站什么时候发出消息没有任何限制。在这种ALOHA方式中，不管什么时候有消息，基站都要发射，还要监视从移动台的发射。或者是通过将随机发射限制在固定的时隙内或者是时间窗内，可以采用划分了时隙的ALOHA方案。这样，所有移动台必须有一个时间基准来发射响应。
除此以外，如果一个对讲群成员在等待发出响应的时候发现来自另外一个对讲群成员发出的响应，这个对讲群成员就根本不需要发出响应。例如，对讲群XYZ的1号成员响应一个群呼寻呼，正在等待对这个群呼寻呼作出响应的对讲群XYZ的2号成员发现1号成员已经对这个群呼寻呼作出响应，于是2号成员就不需要对这个群呼寻呼消息作出响应。如果2号成员不响应，就会使对群呼寻呼作出响应的移动台最少。因此，多个时间窗使得移动台对群呼寻呼作出响应所造成的功率干扰最小，增加基站的响应时间。
如上所述，本发明是通过几个优选实施例来进行描述的，具体而言，是针对按照几个通信标准中的至少一个工作的无线通信系统来描述的。这些标准包括模拟、数字或者双模式通信系统协议，例如但不限于高级移动电话系统(AMPS)、窄带高级移动电话系统(NAMPS)、全球移动通信系统(GSM)、IS-95A码分多址(CDMA)数字蜂窝系统、个人通信系统(PCS)以及这些协议的变形和演化。如图1所示，无线通信系统100包括一个移动交换中心(MSC)103、多个基站控制器(BSC)106为整个服务区109提供服务。每个基站控制器106都有与之相关的多个基站112在整个服务区109内为通信小区提供服务，一般地表示为115和117。移动交换中心103、基站控制器106和基站112按照可用标准(一个或多个)进行工作，给通信小区115、117中工作的移动台118提供无线通信服务，这些单元都可以从Illinois州，Schaumburg的摩托罗拉公司买到。
基站112和移动台118之间的多址无线通信是通过射频(RF)信道进行的，它提供物理路径用来传输例如话音、数据和视频这样的通信信号。基站到移动台的通信在正向链路信道中进行，移动台到基站的通信在反向链路信道中进行。
利用码分多址信道化的通信系统适合用于本发明的各个实施例。这样的通信系统是很著名的，在以下文献中作了详细描述：TIA/EIA临时标准IS-95A，双模式宽带扩频蜂窝系统的移动台—基站兼容性，电信工业协会，华盛顿特区，1993年7月(IS-95A)，以及它所有的附录和修订版，包括(但不限于)TIA/EIA临时标准IS-96，(IS-96)，在这里将它们引入作为参考。
在象通信系统100这样的码分多址通信系统中，移动交换中心103和基站控制器106确定移动台118所在服务区109中的通信小区115、117，将呼叫传递给最少数量的基站112，因此，可以更加有效地利用通信资源。移动交换中心103和基站106发射消息给位于服务区109中通信小区115、117里的基站112。该消息可以是(但不限于)广播寻呼消息。多个基站112发射消息给通信小区115、117内的移动台118，在发出呼叫之前确定对讲群是否有至少一个成员在这个通信小区115、117内使用移动台118。收到寻呼消息的移动台118在一个码分多址信道中产生一个响应标志，例如(但不限于)一个射频脉冲能量发射，说明从基站112收到了该消息。射频脉冲能量发射也可以是在时分多址控制信道中发送的。移动交换中心103和基站控制器106向至少一个移动台118所在通信小区115内的基站112，也就是移动台118产生一个响应标志的地方，发出一个调度呼叫或者是一个群呼请求。相反，如果基站112没有检测到来自通信小区117中的任何移动台118的任何响应标志，则移动交换中心103和基站控制器106就不会向为没有任何移动台对该消息作出响应的这个通信小区117提供服务的基站112发出呼叫。因此，通过选择在那些通信小区115中至少有一个移动台118的通信小区115、117，就能够更加有效地利用通信资源。
参考图2，基站112适合于响应和接收移动台118发出的一个响应标志，例如但不限于射频脉冲能量发射，说明对讲群中的一个成员115在通信小区内。基站112具有天线203、接收机206、处理器209和存储器212，按照众所周知的方式连接起来。
天线203跟接收机206连接，它会从移动台118接收射频脉冲能量发射。跟接收机206和存储器212连接的处理器209执行一个程序或者一组操作指令，实现本发明的优选实施例。处理器209也可以跟基站控制器106连接，从基站控制器106接收指令。存储器212储存程序或者操作指令，用来实现本发明的优选实施例。基站112通过天线203发射消息给基站112提供服务的通信小区115内的移动台118。从基站112接收消息的移动台118可以用一个响应标志作出响应，说明至少有一个移动台118在基站112提供服务的通信小区115内。基站112可以通过天线203接收响应标志，由处理器209用储存在基站112的存储器212内的程序或者一组操作指令进行处理。基站控制器106通过处理器209告诉基站112如何进行下去。具体而言，基站控制器106可以让基站112发射一个调度呼叫或者一个群呼请求给通信小区115内的移动台118。
如图3所示，通信小区115、117内的基站112在发射完消息之后既可以接收也可以不接收响应。发射完消息后基站112可能会遇到以下的情形。首先，基站112可能在时间窗303中从通信小区115收到移动台118的多个响应，就象1号基站一样。其次，基站有可能从通信小区115收到移动台118的多个响应，它们可能在时间窗303上发生重叠，就象2号基站那样。第三，基站112可能在时间窗303中从通信小区115收到移动台118的一个响应，就象3号基站那样。最后，基站112可能在时间窗303内没有收到任何的响应，就象4号基站那样。移动台118可以在基站112发射完消息以后在时间窗303内作出响应，以便减少移动台118造成的干扰。如上所述，在本发明的另外一个实施例中，如果在同一个通信小区115内多个移动台118中有任何一个对消息先作出响应，通信小区115内的其它移动台118就不需要作出响应。减少对基站112的消息作出响应的移动台118的数量能够减少对这个系统中没有功率控制的移动台118的其它成员造成的干扰。
本发明的另外一个实施例可以给通信小区115内的每个移动台118分配不同的时间窗410、413、416。如图4所示，通信小区115内的基站112在发射完消息以后可以从同一个通信小区115内的每一个移动台118接收响应，也可以不这样做。如上所述，多个时间窗410、413、416减少了移动台1118响应群呼寻呼带来的功率干扰，同时增加基站112的响应时间。例如，可以给1号移动台分配1号时间窗410，给2号移动台和直到n号移动台的所有其它移动台分配2号时间窗413一直到n号时间窗416。通信小区115内的1号移动台可以在1号时间窗410内响应为这个通信小区115提供服务的基站112发送的发射。2号移动台和所有其它移动台118，包括一直到n号移动台的所有移动台，不必对基站112发送的发射作出响应。2～n号移动台可以在1号时间窗410内检测1号移动台发送的脉冲。因此，2～n号移动台可以不响应在2号时间窗413到n号时间窗416期间基站112发送的寻呼消息。
按照本发明的优选实施例，同时参考图5，说明用于在无线通信系统中选择通信小区的一种方法500。
方法500从步骤503和506开始，基站112发送一则消息给无线通信系统中的通信小区115、117，以确定这个通信小区115、117中是否有至少一个移动台118。在步骤509中，如果没有任何移动台在通信小区117中，基站112就可能检测不到这个通信小区117内移动台发射的响应标志。但是如果有至少一个移动台在这个通信小区115中，基站112就有可能从这个通信小区115的移动台118检测到响应标志。在步骤512中，移动台118可以产生一个响应标志，例如(但不限于)射频脉冲能量发射，以确定至少有一个移动台在这个通信小区115中。但是如果通信小区115有多个移动台118，基站112就有可能在步骤515中检测不到小区115中每个移动台118的响应标志。通信小区115中的一些移动台118可能会认识到同一个通信小区115中有一个移动台118已经在它们对消息做出响应之前产生了一个响应标志。但是在步骤518中，如果移动台118没有发现另外一个移动台118已经产生了一个响应标志，移动台118就有可能产生一个响应标志。这样，在步骤521中，基站112就会检测到一个响应标志，发出一个呼叫给通信小区115，其中至少有一个移动台118产生过响应标志，说明这个通信小区115有移动台。
可以对本发明进行许多改变和修改而不会脱离它的实质和范围。上面讨论了一些改变的范围。显然根据权利要求还可以有其它的改变范围。