无线多址通信系统的业务 数据组播中应用的装置和方法 【技术领域】
本发明涉及无线通信系统，更具体地，涉及在一个多址通信系统中的无线终端与基站之间的无线通信。
背景技术
业务数据的组播牵涉到将同一消息传送至一个以上的目的地，例如传送至多个无线终端上。有线网络中，组播是一项重要的功能。由于无线链路正变成综合的无线和有线网络的一部分，所以在无线系统中需要有效地支持组播。
传统的无线系统中，对每个激活的无线终端也即移动单元，给以一个专用地控制信道和一个专用的业务信道，移动单元和基站在两个信道上分别地交换点对点的控制和业务消息。实现组播中的强有力技术，是在所有预定的无线终端的各个专用业务信道中各别地传输出业务。然而，同一消息在空中链路上很多次地重复传输，它浪费了大量的无线信道资源。
某些无线系统中，在下行链路内有一个公共控制信道，它监控所有的无线终端。因此，实现组播的另一种技术是通过该公共控制信道传输出组播消息。可是，一般地，公共控制信道设计为只传输与系统关联的信息，所以，它只有一个比较低的数据率。因此，通过公共控制信道传输组播业务数据通常需要一个很长的时间，而这样做法对于传输其它正常的公共控制消息又会引入一个长的延时。此种长的传输时期和长的延时是极其不希望的。
【发明内容】
借助于使用一个公共控制信道来传输一个组播寻呼消息，以指明组播业务数据要传输给一个特定的无线终端组群，则先前已知的无线通信系统中上述的这些和那些问题以及限制都可以解决。本发明的一个实施例中，在公共控制信道中传输的主要信息是预定接收组播业务数据的无线终端组群的组播组群标识符，以及在一个信道资源中要传输出组播业务的业务信道的位置所在，该信道资源可包括带宽和时间段方面的信息。按照本发明的一个方面，在一种规定的固定方式下，公共控制信道与一个业务信道相关联。此外，应用于组播目的的业务信道与应用于业务数据正常地点对点传输的业务信道可以是相同的。本发明的一个实施例中，公共控制信道是指配信道，在信道资源分配中应用于组播业务和点对点业务两者，并在规定的固定方式下，是业务信道的伴随信道，也应用于组播业务和点对点业务两者。
【附图说明】
图1以简化的框图形式示明一个无线多址通信系统，本发明可以有利地使用在其中；
图2是在一个公共通用控制信道上传输的组播寻呼消息的一种图形表示；
图3是一个图形表示，示明在一个公共通用控制信道上传输的一个简化的组播寻呼消息；
图4是一个图形表示，示明在说明本发明中有用的一个指配段和多个业务段；
图5是一个图形表示，示明在说明本发明中也有用的、在指配段与业务段之间的一种规定的关系；
图6以简化的框图形式示明本发明的一个实施例细节，在其中使用中段指配和调度；
图7是一个流程图，示明了按照本发明当传输一个组播消息时在基站处理中的诸步骤；以及
图8是一个流程图，示明了按照本发明当检测组播消息的接收时在无线终端处理中的步骤。
【具体实施方式】
图1以简化的框图形式示明一个无线移动多址通信系统，本发明可以有利地使用在其中。应当指出，虽然专利申请人的独特发明将结合一个无线移动通信系统进行说明，但它能同等地应用于非移动的、例如是固定无线通信系统中。如上面所指出，一种这样的移动无线通信系统是基于扩频多址的0FDM。
具体地，图1中所示是一个移动多址无线通信系统100。系统100中包含有：移动台101，它包括了天线102；一个或多个远处的无线终端，例如移动单元103-1、103-2、…、103-Y，它们分别包括了相关的天线104-1、104-2、…、104-Y。信号的传输从基站101到达远处的无线终端103、或是在相反方向上传输。所有的无线终端103在一种动态情况下共享传输频谱。更具体地，点对点和组播业务数据两者是通过业务信道传输的，而业务信道在各个无线终端之间动态地分配。按照本发明，向各个无线终端103通知以组播业务数据到达时用的寻呼消息，在一个公共控制信道中传输。一个实施例中，在一种规定的固定方式下，一个特定的业务信道与该公共控制信道相关联。一个具体的例子中，公共控制信道是一个指配信道，它包括有各个指配段。在此例子中，为了按点对点业务分配业务信道资源，基站101对于每个激活的无线终端103应用一个简单的标识符以向远处的无线终端103动态地广播各个业务信道的指配，其中有着各个指配段。另外，为了对于组播业务分配业务信道资源，使一个标识出组播业务数据要传输到达的无线终端组103的组播组群标识符，通过各个指配段也传输到诸激活的无线终端103上。远处的诸无线终端103监控各个指配段，以检知它们各别的和/或组播组群标识符是否包括在诸指配段内。当检测到有关标识符后，于是，由一个特定的远处无线终端103在相关的业务数据信道中接收组播或点对点业务数据。
这个例子中，基站101中包括有发射机105、接收机107和控制器106，用于通过天线102发送和接收无线消息。控制器106的使用，它按照本发明控制发射机105和接收机107的工作。类似地，这个例子中，无线终端103-1至103-Y的每一个包括有发射机108、接收机110和控制器109，用于通过天线104发送和接收无线消息。控制器109的使用，它按照本发明控制发射机108和接收机110的工作。
图2是在一个公共通用控制信道上传输的组播寻呼消息的一种图形表示。所有与基站101关联的、激活的无线终端103连续监控公共控制信道。当组播业务到达时，基站101通过公共控制信道201传送出一个组播寻呼消息。组播寻呼消息中包括有对于预定要接收该组播业务的无线终端组群103加以标识的一种组播组群标识符，组播业务在下行链路资源也即带宽和时间段中进行传输。一般地，这将涉及一个业务信道202的规范，以及或者一个特定的传输时间段。通常，公共控制信道可以共享地用于其它目的，诸如传输其它的系统关联信息。在此例子中，包括有一个专用的控制消息首标，应用于组播寻呼消息中。
这种组播技术的一个可能缺点在于，组播寻呼消息会包含大的数据量。结果，组播用的控制消息开销较大，尤其是组播业务相当频繁地到来时。在此情况下，传输组播寻呼消息时又会引入其它控制消息的传输延时，因为它们也是通过同一公共控制信道传输的。
图3是一个图形表示，示明在一个公共通用控制信道上传输的一个简化的组播寻呼消息。如此，图3中示出了能减小组播寻呼消息的传输开销的一种技术。这里，按照本发明，一个业务信道在一种规定的方式中与公共控制信道相关联。在此例子中，在下行链路内不再需要明晰地规定出组播业务将在哪里传输，从而显著地减少开销。因此，当基站101在公共控制信道上传输出组播寻呼消息301时，对应的组播业务302将在相关的业务信道上传输。类似地，当预定的移动单元103在公共控制信道上获得组播寻呼消息时，它们便能从相关的业务信道中接收对应的组播业务。
需要指出，组播业务通常会以一种随机状态出现的。所以，对于组播场合来说，专门开辟一个业务信道供应用其性能成本是不高的。理想上，当不存在组播业务时，与公共控制信道相关联的业务信道也应当使用来传输正常的点对点业务。因此，按照本发明的一个方面，业务信道是在组播与点对点业务之间灵活地切换的。
图4示明在本发明一个实施例中使用的信道资源管理的物理机理，它采用了业务段402和403以及指配段401的形式。将下行链路无线信道资源(带宽和时间段)划分成一个指配信道和一个业务信道，指配信道中包括有多个指配段401等，业务信道中包括有多个业务段402、403等。所示明的是各个时隙。一个时隙是一个基本时间单位，与之相关联的是一个独特的时隙指数。在任一个特定的时隙期间，可以呈现出多个波形，它们应用作业务信道。各个波形相互之间可以正交或者不正交。一个或多个波形集群一起作为一个波形集合。每个波形集合有一个独特的波形集合指数。一个业务段定义为它是规定的时隙和波形集合指数的一种组合。一般地，一个业务段中包含有在一个规定的有限时间期内的各个规定波形。
在一个给定的系统中，不同的业务段内可以包含各种时隙，它们有着不同持续长度的时间期和有着不同带宽的波形集合。例如，如图4中所示，业务段#1402中包含有一个时隙和两个波形，而业务段#2403中包含有两个时隙和四个波形。
在此例子中，基站101与各个无线终端103之间的所有业务数据都在业务段中传输。一个业务段是业务信道资源的基本(最小)单元。业务信道资源以业务段分配的形式进行分配。也就是，基站101这样地向小区中的各个无线终端103指配业务段，即受指配的各个无线终端103在被指配的下行链路业务段中接收业务。按照本发明，为了解决在组播与点对点业务之间灵活地切换业务信道的上述问题，这里以业务段的形式管理业务信道。确实，在本例子中，用于组播目的的各个业务段与用于正常的点对点目的的各个业务段不是分离开的。也就是，一个业务段可以或是传输组播业务数据，或是传输点对点业务数据。
指配信息也以段的形式传输，称为指配段。各个指配段是与各个业务段分离开的。在本例子中，按照本发明，应用指配信道作为公共控制信道，即用于传输个别的无线终端103的标识符，也用于传输组播无线终端组群的标识符。
图5是一个图形表示，示明在说明本发明中也有用的、在指配段与业务段之间的一种规定的关系。图5示例出在指配信道501和业务信道502中分别地规定的、指配段与业务段之间的关联性。如此，如图中所示，下行链路无线信道资源(带宽和时间段)划分成一个指配信道501和一个业务信道502，其它信道也可这样。指配信道501中包括有指配段503-1至503-N，业务信道502中包括有业务段504-1至504-M。不同的各个指配段503在波形和时隙方面的大小可以不相同，不同的各个业务段504在波形和时隙方面的大小也可以不相同。然而，指配信道501和业务信道502的划分是固定的，指配段503和业务段504的结构也是预先确定的。优选实施例中，每个指配段503以一种规定的一对一方式与一个业务段504相关联。
组播寻呼消息在指配段中传输。所以，传输组播寻呼消息的公共控制信道是一个指配的专门控制信道，无论怎样，它始终受到所有的激活移动单元的监控。其优点在于，这可以免除移动单元需要监控附加的公共控制信道以应用于组播接收的目的。此外，在指配信道中传输组播寻呼消息不会引入不同于正常的公共控制消息的任何传输延时。
在指配段中传输的组播寻呼消息中，包含有预定要接收相应组播业务的那些移动单元组群的标识符。所以，取决于有关的业务段承载组播或是承载点对点业务数据，一个指配段既可以传输组播组群标识符，也可以传输一个具体的无线终端标识符。需要指出，如同相关的专利申请串列号Serial No.(R.Laroia-J.Li-S.V.Uppala Case25-17-10)中所说明，上面指出了，一个指配段中包含有预定供相应的点对点业务用的、一个特定移动单元的标识符。所以，基站所支持的所有组播组群的组播组群标识符，与用于接收点对点业务之目的的所有激活无线终端103的标识符不应重叠。相应的组播业务的传输，是在与传输出组播寻呼消息的指配段相关联的下行链路业务段中进行的。
考虑一个与业务段504和指配段503关联的简单例子。如图5中所示，每个业务段504在一种规定的固定方式下与一个指配段503相关联。特别地，下行链路业务段#1504-1与指配段#A503-1相关联，下行链路业务段#2504-2与指配段#B503-2相关联。在一个例子中，对于组播业务，指配段503-1传输出组播组群标识符，而有关的业务段504-1传输出相应的组播业务数据。另一方面，指配段503-2传输出一个特定的无线终端103标识符，而有关的业务段504-2传输出相应的点对点业务数据。由于一个业务段504与一个指配段503的关联性决定于该规定的方式中，所以指配段503中不需要包含相关的业务段504的资源参数，也即不需要包含时隙和波形集合指数，因此，显著地减小了在传输指配段503中的开销。
一种典型的情况下，业务段504的指配信息在相关的指配段503中传输。然而，可以有这样的方案，一个指配段503传输出用于一个以上业务段504的指配信息。与一个指配段503相关联的业务段504的数目可以是固定的，或是可变的。应当指出，在前者的例子中，有固定数目的业务段504与一个指配段503相关联，而实际上，多个业务段504可以表示成单一个较大的业务段504。因此，多个业务段504与该指配段503之间的关联性仍然表现为一对一的关联。在后者的例子中，指配段503必须明晰地表明业务段成分的数目。然而，一旦给定该数目，则在某种预先的安排下，指配段503能够规范好所有相关的业务段504，而不再需要明晰地表明它们的资源参数。
一般地，业务段504不超前于相关的指配段503。从指配段503到业务段504的延时反映出这样的时间，即自无线终端103解码指配段503来的指配信息起、到准备接收相关的业务段504中的业务止，所花的时间。所以，指配段503可以尽早地与业务段504相关联。本发明的一个重要方面在于，在业务段中不需要明确地包括入组播组群标识符或无线终端标识符。
图6以简化的框图形式示明本发明的一个实施例细节，在其中使用了段指配和调度。在下面的例子中，为了说明的简便，只示出和说明了两个业务缓存器606。
对于所有无线终端103的所有点对点业务，基站101中保持一张业务排队状态表601，并保持一张所有组播组群业务的排队状态表602。基站调度器603周期性地检查排队表601和602，并基于某种规定的调度策略确定出业务段指配。然后，通过604框在下行链路业务相关的指配段中广播指配信息。然后，由基站101通过发射机608以相关的业务段传输出下行链路业务，用于例如是无线终端103-1或无线终端103-2之类指配的无线终端103中，或者例如是组播组群#1之类指配的组播组群中。由可控的开关单元602使下行链路传输起作用，开关单元605的控制是选择出下列业务缓存器之一进行数据传输：无线终端103-1用的业务缓存器606-1，无线终端103-2用的业务缓存器606-2，以及组播组群#1用的业务缓存器607。
这里，能够在灵活、高效的状态下方便地混合和调度点对点业务和组播业务。例如，假定基站101在传输无线终端103-1的业务。现在，一个特定的组播组群#1的业务到达，进而假定它有高的优先级。于是，基站101简单地将该组播组群#1的标识符放置入与下行链路业务段关联的指配信息中，由此改变资源分配而并不引入明显的等待时间。在组播业务传输之后，基站101继续广播无线终端103-1的标识符，从而使资源分配改变回到无线终端103-1上。
图7是一个流程图，示明了按照本发明当将一个组播消息传输至一个无线终端103组群时在基站101处理中的各个步骤。处理开始于步骤701，由基站101的调度器603确定将业务数据在一个下行链路业务段中传输至一个规定的组播组群中。然后，在步骤702中，基站101通过604框在与下行链路业段相关的指配段中传输出组播组群的标识符。步骤703中，在下行链路业务段内，对于例如是组播组群#1缓存器607内的组播组群，传输出该业务缓存器来的业务数据。
图8是一个流程图，示明了按照本发明当检测组播消息的接收时在无线终端103处理中的步骤。处理开始于步骤801，无线终端103对于下行链路业务段监控接收到的指配段。然后，在步骤802中进行测试，以确定在指配段中是否是无线终端的标识符。如果步骤802中的测试结果为“Y”，则步骤803中，无线终端103从下行链路业务段关联的指配段中接收业务数据，并将它存储入无线终端103的一个接收排队(未示出)中。此后，控制回到步骤801上，再开始接收处理。如果步骤802中的测试结果为“N”，则步骤804中，进行测试以确定出，指配段中的标识符是否指明了是无线终端103所属于的一个组播组群。如果步骤804中的测试结果为“Y”，则步骤805中，无线终端103从下行链路业务段所关联的指配段中接收业务数据，并将它存储入一个接收组播排队(未示出)中。此后，控制回到步骤801上，再开始接收处理。如果步骤804中的测试结果为“N”，则控制直接回到步骤801上，再开始接收处理。
当然，上面说明的实施例仅只是本发明的原理的示例。确实，本技术领域内的熟练人员在不偏离本发明的精神和范畴下可以设想出无数的其它方法或装置。并且，本发明可以用硬件实现，比如通过在微处理器上、在数字信号处理器之类上进行编程的集成电路来实现。