TW389014B - A call-setup method in a digital cellular radio communication system - Google Patents

Description

五、發明説明（1 A7 B7 經濟部中央標準局員工消費合作社印裝 技術領域 本發明係關於一種用於一數位蜂巢式無線電通訊系統之 呼叫建立方法。 發明背景 在目前之數位蜂東式行動無線電通訊系統中，例如GSM 及D-AMPS系統，一呼叫建立指配一固定之總位元傳輸率 頻道給一隨後之固定位元傳輸率語音服務。如此意謂承載 語音資訊之淨位元傳輸率以及用於頻道錯誤保護之增加冗 餘位元的數量是固定的。在語音服務品質，總位元傳輸率 與頻道錯誤保護程度之間必須做一挤衷： *在一方面，最大語音品質需要高淨位元傳輸率及高總位 元傳輸率。 *在另一方面，系統資源是有限的且系統應能在任何給定 時間容纳極多使用者。 因爲系統所能同時傳送之總最大總位元傳輸率是有限的1 ，系統容量受限成爲在一細胞以内可同時使用該系統之使 用者有一固定最大數。爲在任何給定時間容納最大數目 之語音服務使用者，淨位元傳輸率，頻道錯誤保護程度及 因此頻道總位元傳輸率必須設定成爲某些最小値而該等最 小値在各種無線電情形之下仍可保證某一最低程度之語音 品質。 總位元傳輸率，頻道錯誤保護程度及淨位元傳輸率及服 務之固定設定導致下列問題： 頻道錯誤保護之數量固定於某些値以致在低C/Ι位準之情 請 先 閲 讀 背 之 注 Ψ· 5I裝 頁 訂 線 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4规格（2丨0X297公釐） 五、發明説明（2 A7 B7 經濟部中央標準局貝工消費合作社印策 況，例如在細胞邊界，可維持某一位準之語音品質。但是 ，在一些情況之中，較高程度之頻道錯誤保護（所付出之代 價是淨位元傳輸率較低）可提供較高之語音品質（更強健之傳 輸）。另一方面，在高C/Ι位準之情況中，頻道錯誤保遽冬 程度則是不必要地高，以致相當數量之保護位元受到浪費 。在此情形之下，如果使丑較_基之淨位元座為:毛（更準確之 語音编碼）及較低程度錯誤毋護則可獲得較高之語音 服務品質。 固定之總位元傳輸率導致可同時存在之使用者的硬性限 制。因此，在高系統負載之情形中，過載之危險非常高。 過載可能導致連結建立之失敗及喪失連結。在低系統負載 之相反情形中，則存在許多未受到使用之系統容量而該等 未受到使用之系統容量理論上可用以提供較高總位元傳輸 率及因此較高服務品質之傳輸。 目前指配固定之總位元傳輸率及固定程度之頻道錯誤保 護給固定語音服務的缺乏彈性作法導致操作者無法根據目 前情況，例如網路負載，時間及曰期，位置，等等來提供 選定之服務。此外，使用者也無法選擇更適合用者之服務。 在目前缺乏彈性之系統中，自行動站所接受之位元流的 語音解碼是在網路侧執行。如此會忽略另一終端之種類及 能力。此種系統可能由於語音编解碼器串接组態，例如在 行動站至行動站連結之情形中，而導致品質惡化。 發明概要 本發明之一目標是提供一種用於一數位蜂巢式無線電通 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210X297公釐） 請 先 閲 讀 背 項 0 寫 本 頁 裝 訂 五、發明説明（ A7 B7 經濟部中央標準局員工消費合作社印裝 訊系統之更具彈性的呼叫建立方法。 此目標是藉由申請專利範圍第1項之特點來達成》 簡而言之，在呼叫建立之前一 之參數受到決定JL該等參數是用以最佳化指配通訊資源給 該呼叫^ 附圖簡短説明 藉由參看下列説明以及附圖應可最容易瞭解本發明，連 同本發明之其他目標及優點，而附圖以流程圖之型式來顯 示根據本發明之方法。 較佳實例詳細説明 現在將詳細説明本發明，主要係針對GSM及D-AMPS系 統。但是，本發明也適用於任何其他數位無線電通訊系統 (FDMA，TDMA，CDMA)，例如PDC(Pacific Digital Cellular)， IS-95 (CDMA)或甚至人造衛星系統。 下列説明集中於資源指配之三特定範例，亦即提供之頻 道錯誤保護程度，提供之總位元傳輸率與提供之服務位準。 A.頻道錯誤保護之調整 爲調整在呼叫建立期間對於目前情況所提供之頻道錯誤 保護的程度，下列參數之至少一些參數必須受到決定： *行動站（MS)之目前位置，例如 室内/室外 服務細胞之行動站密度 行動站至細胞中央（天線）之距離 行動站之整體位置 6 - 本紙張尺度適用中國國家標隼（CNS ) A4規格（210 X297公釐） 請 先 閱 讀 背 之 注 意 事 旁 裝 訂 線 經濟部中央橾隼局負工消費合作社印裝 A7 B7五、發明説明（4 ) *行動站之預期可動性 *目前之頻道品質，例如 c/i位準 位元錯誤率（BER) *行動站之可能省電模態 該等參數受到組合且可能獲得其他統計資料之補充，且 以該系統之前狀態的此種描述爲基礎，一適當程度之頻道 錯誤保護可受到指配。下文將更詳細説明此程序。一些範 例將展示如何使用前面提及之參數。 範例A1 行動站之目前位置歸類成爲室内，且目前之C/Ι位準量測 顯示無線電頻道情況良好。因此，爲隨後之連結選擇一低程 度之頻道錯誤保護與一高淨位元傳輸率（準確之語音编碼）。 範例A 2 行動站之目前位置歸類成爲接近服務基站（且遠離細胞邊 界），且行動站之預期可動性很低。因此，隨後之連結預期 可處於良好之無線電頻道情況，而此導致選擇一低程度之 頻道錯誤保護與一高淨位元傳輸率。 範例A 3 行動站之目前位置歸類成爲處於一高行動站密度區域之 細胞以内，且行動站之預期可動性很高。此種情況顯示在 隨後連結期間無線電頻道情形劇烈變動之機率很高。因此 ，最好選擇一高程度之頻道錯誤保護及一低淨位元傳輸率。 範例A 4 -7 - (請先閱讀背面之注意事lrm寫本頁) -裝· *-° _線_ 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） 經濟部中央揉準局黃工消费合作社印裝 A7 B7 五、發明説明（5 ) 行動站是處於電池節省模態。此項事實意謂一需要低頻 道錯誤保護之傳輸受到請求，因爲低頻道錯誤保護意謂冗 餘位元之處理較少且因此可節省電池。如果目前之c/i位準 顯示無線電頻道情形可以接受，則該請求獲得允許且選擇 一低頻道錯誤保護與一對應之高淨位元傳輸率。 B.總位元傳輸率之調整 爲在呼叫建立期間調整用於該服務之總位元傳輸率以配 合目前之情況，下列參數之至少一些參數可受到決定： *行動站（MS)之目前位置，例如 室内/室外 服務細胞之行動站密度 行動站至細胞中央（天線）之距離 行動站之整體位置 *行動站之預期可動性 *目前之頻道品質，例如 C/Ι位準 位元錯誤率（BER) *行動站之可能省電模態 *系統負載 *時間及日期 請注意最先四個參數相同於前述之情形A.如同在情形A中 ，該等參數受到結合且可利用一些其他統計資料來補充以 決定要指配給所請求之服務的總位元傳輸率。例如，在基 於TDMA之系統中，像是GSM，D-AMPS，總位元傳輸率 -8 - 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4规格（210X297公釐） (請先閱讀背面之注意事寫本頁) 裝. -•5 A7 B7 五、發明説明（ 可藉由指配適當數目之TDMA時槽來加以調整。下文提供 —些範例。 請 先 閲 讀 背. 之 注 意 事 範例B 1 目前之系統負載很高且目前之C/Ι位準顯示無線電頻道品 質可以接受。指配一低總位元傳輸率以供進行一相當低服 務品質之傳輸。 範例B 2 訂 系統負載相當低且時間或日期顯示可以假設在一呼叫之 持續期間以内系統負載將維持在很低。在此種情形之下可 指配一高總位元傳輸率給該服務。該高總位元傳輸率可藉 由提供一高程度之頻道錯誤保護（強健編碼）並保持淨位元傳 輸率處於一低位準來補償不佳之無線電頻道。在另一方面 ，如果無線電頻道良好，則可支援一高淨位元傳輸率之高 品質服務。 範例B 3 經濟部中央樣準局貝工消费合作社印簟 行動站是處於電池節省模態且因此請求一需要低頻道錯 誤保護之傳輸的低傳輸率服務。如果目前之C/Ι位準顯示無 線電頻道情形可以接受，則該請求獲得允許且選擇一低總 位元傳輸率來進行傳輸。 C.服務位準之調整 最好給與操作者可以提供不同程度之服務的自由度，例 如： *低總位元傳輸率/低語音品質服務 *在目前之無線電頻道情形之下儘量指配所需之總位元傳 9 - 本紙張尺度逋用中國國家標隼（CNS ) Μ規格（210X297公釐） 經濟部中央標準局員工消费合作社印簟 A7 B7 五、發明説明（7 ) 輸率以符合某一品質位準的強健語音服務 *高品質語音服務 *結合之語音及資料服務 決定使用何種服務需要使用下列參數： *行動站（MS)之目前位置，例如 室内/室外 服務細胞之行動站密度 行動站至細胞中央（天線）之距離 行動站之整體位置 *行動站之預期可動性 *目前之頻道品質，例如 C/Ι位準 位元錯誤率（BER) *行動站之可能$電模態 *系統負載 *時間及曰期 *使用者請求，^如 —預設之服務 —根據個別使用者請求之特定服務 一根據個別使用者輪廓之特定服務 一-根據行動站之自動請求，例如電池節省模態，的特定 服務 請注意情形C與情形B只有最後一參數（使用者請求）不同 。下列範例進一步展示此種情形。 本紙張尺度適用中國國家標隼（CNS〉Α4規格（210X297公釐） ---------^------π------^ *二 (請先閲讀背面之注意事dm寫本頁)_ ί 五、發明説明（ A7 B7 經濟部中央樣準局員工消费合作社印褽 範例C 1 目前之系統負載很高且目前之C/Ι位準顯示無線電頻道品 質可以接受。選擇一低總位元傳輸率/低品質服務，例如 1/2傳輸率頻道。 範例C2 系統負載相當低且行動站之目前可動性顯示在連結期間 無線電頻道情形預期會劇烈變動。因此，選擇一具有高總 位元傳輸率及一高程度之頻道錯誤保護的強健語音服務。 範例C 3 使用者需要打一通重要之電話（例如一商業電話）且要求可 能之最高品質，無論價格爲何。則選擇一具有高品質語音 編碼及高頻道保護之高總位元傳輸率。稍後，該使用者想 要打一通私人電話且要求最便宜之服務。則選擇一具有低 品質語音編碼及低頻道保護之低總位元4輸率。 決定呼叫建立之參數 前面提及之參數可，例如，利用下列方式來加以決定·· 行動站之目前位置 在一規畫良好之網路中，若具有目前細胞之資料則可知 一行動站的室内/室外位置。例如，在GSM系統中，此資 訊可向可動性管理（Mobility Management)請求。 另外，在一規畫良好之網路中，目前細胞之資料也表明 是否該細胞處於一高行動站密度之區域。例如，在GSΜ系 統中，此資訊可向可動性管理請求。 目前之系統在網路側決定時序超前（Timing Advance)參 11 - 本紙張尺度逋用中國國家標準（CNS > Α4規格（210X297公釐） 請 先 閱 讀 背 Λ 之 注 意 寫裝 本衣 頁 訂 線 五、發明説明（9 ) A7 B7 經濟部中央標隼局貝工消费合作社印製 數。此參數可用以估計基站及行動站之間的距離。若具有 細胞拓樸之資料則可推導一至細胞中央或細胞邊界之距離 的估計 行動站可藉由GP S (全球定位系統）或三角測量（涉及三個 最接近之基站）來計算其之目前整體位置 行動站之預期可動性 行動站之預期可動性可藉由'•室内/室外"情沉之資料來 加以推導。在一 g測dufe言$之中，可動可設 爲一低値。在一相反之情形若值真室外之情可 動性參數設爲較高値。 可動性之另一顯示可爲行動站之目前速度。此速度可藉 由監測時序超前參數之可能變動，可能偵測出之都卜勒射 頻頻率偏移，或藉由在行動站施加差動式G P S量測來加以 決定。 另一估計可動性參數之方法是計算在連結期間之細胞變 動的次數及進行此參數之一統計估計。 最後二種方法要求某種形式之初級連結以執行可動性量 測。此可在呼叫最後建立之前執行。其也可利用控制頻道 以規則之方式來進行。 目前之頻道品質 在目前之系統中，有許多可用以測量接收之無線電訊號 之訊號強度的方法，例如GSM之RXLEV。此種量度可做爲 目前之CH位準的顯示。 在目前之系統中，有許多可用以測量位元錯誤率之方法 -12 - 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS > A4規格（210X297公釐） 請 先 閱 讀 背 面 之 注 旁 裝 訂 線 經濟部中央橾準局貝工消費合作杜印製 A7 _— _B7_ 五、發明説明（10) ，例如GSM之RXQUAL。此種量度可做爲目前之位元錯誤 率的顯示。 行動站之可能電池節省模態 此參數可變爲作用，例如偵測出行動站處於不良之電池 狀態或使用者選定行動站之長壽模態。 系統負載 關於目前系統負載之資訊可自，例如，GSM系統之無線 電資源管理（Radio Resource Management)取得=·此參數 之—適當値可爲目前指配之總位元頻道之數目與目前細胞 之現有總位元頻道之數目的比値。同樣地，以相同方式來 加以計算之鄰接細胞之負載也可列入考慮。 時間及日期 由系統時脈來提供》 使用者請求 呼叫之型式，請求之品質位準，VIP呼叫，請求之償格位 準〇 統計參數可藉由收集參數及構成長期或短期平均，例如 行進平均，來構成《其他資料也可包含於該等統計參數之 產生，例如國定假日，費率改變之日期，關於使用者行爲 之研究，等等。 決策演算法 關於頻道錯誤保護之程度，總頻道之指配及實際服務之 選擇的決策可以一索引爲基礎，而該索引是根據下列演算 法來加以計算（也請參看附圖）： 13 - 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） 請 先 閲 讀 背 面 之 注 裝 訂 線 A7 B7 五、發明説明（11 ) 1. 選擇（步驟12)—組之至少二參數與可能一組統計參數以 做爲決策之基礎。 2. 決定（步驟14) 一表示每一對應參數之目前狀態的數値。 3. 尋找（步驟16)要使用之統計參數的値。 4. 藉由一適當之加權因素來加權要列入考慮之每一參數値 (步驟18)，而該加權因素表示對應參數之重要性。 5. 相加（步驟20)所有之加權參數値。 6. 比較加權之總和與檢查表之預先定義値並尋找（步驟22) 最接近該加權總和之檢查表項。此檢查表項之索引是所 需之索引，此索引將定義（步驟24)要指配之服務。 請注意要做爲決策基礎之參數及統計參數的選擇，加權 因素以及檢查表可爲固定型或適應型。 也可藉由檢查所有涉及隨後連結之系統组件來推廣前述 方法，如果知道各種组件之能力，則可利用一種模態來建 立該連結而該種模態可利用最少量之所需系統資源來提供 最高之服務品質。 一此種範例是MS-MS連結。在呼叫建立期間，二終端之 語音编碼能力是藉由一適當之通訊協定來加以決定。如果 該二終端共用某種相同之語音編碼方法，則可避免在網路 侧之代碼轉換器單元進行解碼及再编碼。相反地，該二終 端可藉由一適當之通訊協定來協調要使用之語音编碼方法 。在連結期間，網路以一透通模態來傳送位元流自一終端 至另一終端。透通意謂未在網路側執行訊源解碼及再編碼 。所獲得的是由於串接組態所導致之可能品質惡化可受到 -14 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X 297公釐） 請 先 閱 讀 背 ir 之 注 本衣 頁 訂 經濟部中央標準局貝工消費合作社印簟 389014 A7 B7 五、發明説明（ 12 經濟部中央樣準局貞工消费合作社印裝 避免。 所述之方法也可受到推廣而該推廣是藉由注意到在呼叫 建立期間所獲得之彈性也可藉由重覆該方法及在一呼叫期 間動態重新指配該等資源來在該呼叫期間獲得。如此可對 參數變化做出反應，而此有助於在全部連結時間維持一高 服務品質及達成更有效率之資源使用。例如，如果無線電 情形在一高價格（VIP，"金卡"）呼叫期間惡化，則可重新指 配較高之總位元傳輸率以致能較強之頻道保護。此甚至可 藉由自一低價格呼叫”偷取''總位元傳輸率來達成。 在上鏈及下鏈方向可使用不同或相同之語音編碼，頻道 保護，總位元傳輸率，等等。 由於本發明所提供之服務彈性而變爲可能之另一服務是 GSM/DECT或D-AMPS/DECT電話。在輸入呼叫方面，呼叫 建立程序決定是否DECT存取可行及爲所欲而非GSΜ或D-AMPS連結。在此種情形之下則轉送該呼叫至DECT系統。 在呼叫建立期間之頻道錯誤保護，總頻道指配及服務選 擇之前述彈性的好處是系統資源之較佳使用。此有助於提 供： *在任何時間及任何給定位置之最大可用服務品質。 *網路之更均勻服務品質。 *以同時可容納之使用者而論，較高之系統容量。 此外，在呼叫建立期間之彈性可提供： *操作者視目前情況而定來提供選定範圍之服務的可能 性。 —15 - 本紙張尺度適用中固國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） 請 先 閱 讀 背 之 注 意 事 聚裝 頁 訂 線 A7 B7 S89014 五、發明説明（13 ) *使用者一些可供選擇之服務。 熟悉本技術領域者應可瞭解在不脱離本發明之精神及範 疇之下可對本發明進行多種修改與變更，而本發明是藉由 附加之申請專利範圍來加以定義。 請 先 閱 讀 背 之 注 本本 頁 訂 線 經濟部中央標準局貝工消费合作社印製 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210X297公釐）

Claims (1)

1. 第86104937號專利申請案 中文申請專利範面修正本(抑年7月）申請專利範固 經濟部中央橾準局Λ工消费合作社印«. 頰請委員明示，本案伶正截>:?否€更原實質内荖 !•-種用於—數位蜂巢式無㈣通㈣射語音連結之 建互万法，該方法包含下列步驟： 決定多個參數，該等參數之特徵在於： (Ο—行動站之目前位置， (ii)該行動站之使用者所請求之語音服務， ⑽先前收集之統計資料，其可反映系統之可能的目前 狀態， 評估及結合該等參數成為—通訊資源請求：及 指配-最^該通訊資源請求之通訊資源讀系統資源 使用及/或語音服務品質達成最佳化。 2.如申請專利範圓第丨項之方法，其中該通訊資源 提供之頻道錯誤保護的程度。 、‘、統所 3·如中請專利範圍第1項之方法 提供之總位元傳輸率。 4. 如申請專利範圍第1項之方法 提供之服務位準。 5. 如申請專利範圍第1，2，3或4項的方法 包含下列參數之至少一參數： (a) 該行動站之預期可動性； (b) —頻道品質參數； (c) 根據先前經驗所得之預期系統負載’； (d) 實際量測之目前系統負載； (e )該行動站之一可能電池節省模態； (f)時間及曰期。 丨丨ί—d! (請先g讀背面之注ny再填寫本3C) 其中該通訊資源是系統所 其中該通訊資源是系統所 其中該等參數亦 -訂· .9 本紙張尺度遑用中國困家揉率（CNS > Α4規格（210X297公釐） 第86104937號專利申請案 中文申請專利範面修正本(抑年7月）申請專利範固 經濟部中央橾準局Λ工消费合作社印«. 頰請委員明示，本案伶正截>:?否€更原實質内荖 !•-種用於—數位蜂巢式無㈣通㈣射語音連結之 建互万法，該方法包含下列步驟： 決定多個參數，該等參數之特徵在於： (Ο—行動站之目前位置， (ii)該行動站之使用者所請求之語音服務， ⑽先前收集之統計資料，其可反映系統之可能的目前 狀態， 評估及結合該等參數成為—通訊資源請求：及 指配-最^該通訊資源請求之通訊資源讀系統資源 使用及/或語音服務品質達成最佳化。 2.如申請專利範圓第丨項之方法，其中該通訊資源 提供之頻道錯誤保護的程度。 、‘、統所 3·如中請專利範圍第1項之方法 提供之總位元傳輸率。 4. 如申請專利範圍第1項之方法 提供之服務位準。 5. 如申請專利範圍第1，2，3或4項的方法 包含下列參數之至少一參數： (a) 該行動站之預期可動性； (b) —頻道品質參數； (c) 根據先前經驗所得之預期系統負載’； (d) 實際量測之目前系統負載； (e )該行動站之一可能電池節省模態； (f)時間及曰期。 丨丨ί—d! (請先g讀背面之注ny再填寫本3C) 其中該通訊資源是系統所 其中該通訊資源是系統所 其中該等參數亦 -訂· .9 本紙張尺度遑用中國困家揉率（CNS > Α4規格（210X297公釐） A8 B8 C8 D8 389014 ------- 申請專利範圍 6.如中請專利範圍第!項之方法，包括決定涉及隨後連結之 至少一些系統組件的能力之步驟。 7·如申請專㈣圍第4之方法，其中該等參數另包含關於 一細胞之鄰接細胞之情形的參數，且在該細胞内嘗試該呼 叫建立。 8.如申請專利範圍第！項之方法，包括在—呼叫期間重覆該 万法以進行另一通訊資源之動態重新指配之步驟。 9·如申請專利範圍第1之方法，其中該數位蜂巢式無線電通 訊系統是一 TDMA系統。 10. 如申請專利範圍第！項之方法，其中該數位蜂巢式無線電通 訊系統是一 CDMA系統。 11. 如申請專利範圍第丨項之方法，其中該數位蜂巢式無線電通 訊系統是一 FDMA系統。 (請先閱請背面之注$項再1?^本頁} 訂 經濟部中央揉準局貝工消费合作社印*.