[发明专利]半双工无线通信的方法和系统

说明书

本发明涉及半双工无线消息传送或通信的方法和系统，它可以使移动站与基站的之间来往的消息发生碰撞的概率最小。

无线消息传送(messaging)和无线通信系统应用于办公室、大建筑物和其它类似场合中是很有利的。此类无线消息传送和通信系统的安装很方便，因为它不象许多普通类型LAN(局域网)和e-mail(电子邮件)系统中那样是需要硬联线的系统。无线消息传送和通信系统还能够连接至办公室或建筑物(premises)内的几乎任何地方。

按照本发明，无线通信或消息传送系统是一个半双工系统，建筑物有基站，该基站对一个确定的通信小区诸如一个办公室场所提供服务。基站与移动站之间来往地发送和接收“请求发送”和“清除发送”通知，用以指明基站可以与移动站之间来往地发送和接收诸如消息之类的数据。多个移动站根据各自的时段，在与基站之间来往地发送和接收“请求发送”和“清除发送”通知之后，发送与接收数据，也即在不同的时段内基站从各别的移动站上接收“请求发送”和“清除发送”通知。

按照本发明的一个方面，基站向包含在一个无线通信小区内的多个移动站发送READY(准备)通知，以指明基站准备接收上行信道中来自移动站的数据。对每个移动站设定一个随机的初始放弃(backoff)时间。在该放弃时段消逝过去后，可从每个移动站向基站发送出“请求发送”通知。然后，基站向各移动站发送“清除发送”通知，指明在其它移动站进行发送之前基站已接收到一个第一移动站发送的“请求发送”通知，该第一移动站现在可以发送数据。于是，该移动站便发送其数据。随后，其它移动站在预定的放弃时段消逝过去后再发出它们的“请求发送”通知。放弃时段相应于这样一个时段，在此时段内第一移动站可以向基站发送其数据。

与从移动站向基站发送消息用的上行协议相比，从基站往移动站发送消息用的下行协议较为简单。基站要向诸移动站发送“请求发送”通知。然后，基站将等待“清除发送”通知，然后再开始发送。

从参照附图的下面的说明中，可以较充分地理解本发明的上述特性和优点以及其它特性和优点；附图中：

图1是一个建筑物概略图，示明一系列的大办公室场所，每个场所中包含一个独立的蜂窝系统，它具有一个基站和多个移动站。

图2示出按照本发明用于移动站运行的一个状态图图解；

图3示出按照本发明用于基站运行的一个状态图图解。

现在参看图1，它示明一个建筑物，其中包含一个大的办公中心10，它有着各别的大办公室场所12、14、和16。每个办公室场所12、14和16中包括有各个办公室18。按照本发明的双向消息传送系统示明于20，它们应用于每个办公场所12、14和16中。系统20是基于蜂窝结构的，包括基站22和诸移动站24，每个移动站使用了半双工硬件。因此，各个移动站与有关基站不能够在同一时间上发送和接收。本发明中应用的此种半双工硬件可以由本技术领域内的熟练人员针对具体用途作出构造。

当数据(消息)在上行信道25和下行信道26两个方向上发送时，需要解决优先权问题。本发明的方法和系统中，给予移动站24以优先权。通常，从功率源诸如储能器和电池而言，移动站24一般功率不足够强，不大能延长传输时间。此外，就移动站的本性而言，它们不会在所有时间内保持着，因此，应容许它们尽可能快地发送其数据。一般地，基站22有较强的功率和较大的储能器容量。

如所示，本系统还是基于蜂窝结构的，使用两个不同的频率，在每个小区中一个频率用于下行，另一个频率用于上行。每个小区由单一个基站22予以覆盖，覆盖范围通常为一个办公室场所的大小，它包含若干个各别的办公室18或工作区域。当然，来自邻近小区的同信道干扰是小的，不予考虑。系统在设计上为室内装置，有对称的正向和反向信道带宽。由于无线电硬件为半双工的，所以无线电设备或是工作于接收状态，或是工作于发送状态。当它处于接收状态时，就不能够发送，反之亦然。因此，本发明的方法和系统可以确保，在向目的无线电设备传送数据包之前，该目的无线电设备处于接收状态。否则，此数据包将失落掉。本发明的一种主要用途是消息传送。所以，与双向交互式应用相比，性能要求(例如带宽和延时)的严格性低些。一种简单的随机访问方案就可以满足上行信道需要。在小区内的通信总是同基站22交换消息，同一小区内诸移动站之间没有直接的对等通信。在移动站24中所需的任何软件可以包含在它们的软件或固件内。如下面所述，基站22和移动站24各有合适的应用于工作中的硬件和定时器。