CN1203726A

CN1203726A - 无线通信系统中信道间的鉴别

Info

Publication number: CN1203726A
Application number: CN96198835A
Authority: CN
Inventors: A·K·赖思
Original assignee: Telefonaktiebolaget LM Ericsson AB
Current assignee: Telefonaktiebolaget LM Ericsson AB
Priority date: 1995-10-18
Filing date: 1996-10-18
Publication date: 1998-12-30
Anticipated expiration: 2016-10-18
Also published as: US5903552A; BR9611123A; DE69619999T2; EP0856237B1; EP0856237A2; CA2234710A1; WO1997015166A2; AU7596296A; CN1110981C; CA2234710C; WO1997015166A3; DE69619999D1

Abstract

提出一种把超帧相位(SFP)和分组信道反馈(PCF)信息编码到编码超帧相位/分组信道反馈(CSFP/PCF)字段的方法和设备。更具体而言,信道编码方法针对DCCH,DTC和分组数据信道(PDCH)之间的识别。传送前,在SFP的逻辑值上执行异或功能。在这种方法中,PDCH上被传送的SFP值表示出一般下降趋势。

Description

无线通信系统中信道间的鉴别

发明背景

申请人的发明涉及电信，更具体而言，涉及对于各种操作模式(模拟，数字，双模式等)，和诸如频分多址(FDMA)，时分多址(TDMA)，码分多址(CDMA)，以及混合FDMA/TDMA/CDMA的接入技术下的无线通信系统，如蜂窝和卫星无线系统。本发明针对增强无线通信系统中电子通信的定时，译码和编码方面。

描述是针对本发明可应用的环境的。这些一般描述试图提供已知系统和相关术语的总的概貌，以便更好地理解本发明。

在北美，数字通信以及如TDMA的多址技术当前被一种叫作数字高级移动电话业务(D-AMPS)的数字蜂窝无线电话系统所提供，此系统的一些特征在由电信工业协会和电子工业协会(TIA/EIA)出版的暂定标准TIA/EIA/IS-54-B，“双模式移动台-基站兼容标准”中被详细说明。TIA/EIA/IS-54-B标准在本发明中被引用以作为参考。因为大量现有的用户是基于只能用频分多址(FDMA)在模拟域工作的设备的，所以TIA/EIA/IS-54-B是一个双模式(模拟和数字)标准，规定与数字通信能力兼容的模拟能力。例如，TIA/EIA/IS-54-B标准规定FDMA模拟话音信道(AVC)和TDMA数字业务信道(DTC)。AVC和DTC被频率调制无线载波信号填充，此信号具有接近800兆赫(Mz)频率，这样每个无线信道有30千赫(KHz)的特定带宽。

在TDMA蜂窝无线电话系统，每个无线信道被分成一系列时隙，每个时隙容纳从数据源，例如语音交谈的数字编码部分来的一个信息突发脉冲序列。时隙被编组成连续的有预定持续时间的TDMA帧。每个TDMA帧的时隙数涉及可同时共享这个无线信道的不同用户的数目。如果TDMA帧的每个时隙分给不同的用户，则TDMA帧的持续时间是在分给同一用户的连续时隙之间的时间最少量。

分给相同用户的连续时隙，在无线载波上通常不是连贯的时隙，它们组成用户的数字业务信道，这些业务信道可被作为分给用户的逻辑信道。如下面更详细的描述，数字控制信道(DCC)也可以被提供用于控制信号的通信，这样的一个DCC是由一系列通常在无线载波上不连贯的时隙组成的逻辑信道。

在上述TDMA系统的众多可能实施例中只有一种，即TIA/EIA/IS-54-B标准规定每个TDMA帧由六个连贯时隙组成并且具有40毫秒(msec)的持续时间。因此，根据用于对谈话进行数字编码的语音编/解码器(codec)的源速率的不同，每个无线信道可载送3到6个DTC(例如3到6个电话交谈)。这样的语音编/解码器可以以全速率或半速率运行。在给定的时间内全速率DTC需要两倍于半速率DTC的时隙数量，在TIA/EIA/IS-54-B中，每个全速率DTC使用每个TDMA帧的两个时隙，即TDMA帧六个时隙的第一个和第四个，第二个和第五个，或第三个和第六个。每个半速率DTC使用每个TDMA帧的一个时隙。在每个DTC时隙的持续时间中，324个比特被发射，其中大部分，即260比特是由于编/译码器语音输出的比特，包括由于语音输出纠错编码的比特，其余比特用于保护时间和诸如用于同步目的的附加信令。

可以看到TDMA蜂窝系统在缓冲—突发，或不连续—传输模式上操作：每个移动台只在它的分配时隙内发射(和接收)。在全速率，例如，移动台可能在时隙1发射，时隙2接收，时隙3空闲，时隙4发射，时隙5接收，时隙6空闲，然后在接下来的TDMA帧重复此循环。因此，移动台，它可能是以电池为能量的，可以在既不发射也不接收的时隙关闭，或休眠，以节省能量。

除了话音或业务信道，蜂窝无线通信系统也提供寻呼/接入或控制信道，用于载送基站和移动台之间的呼叫—建立消息。例如，根据TIA/EIA/IS-54-B，有21个专用模拟控制信道(ACC)，它们有预定的位于大约800MHz的固定频率用于发射和接收。因为这些ACC在相同的频率总能被找到，所以它们可被移动台很容易地定位和监测。

例如，当处于空闲状态时(即，开机但没有发出或接收呼叫)TIA/EIA/IS-54-B系统的移动台调谐到最强的控制信道(一般，是移动台此时所在小区的控制信道)并定期监测，也可能通过相应的基站接收或发出呼叫。当处于空闲状态在小区间移动时，移动台可能最终将“失掉”与“旧的”小区的控制信道的无线连接而调谐到“新的”小区的控制信道。最初调谐到和接下来的再调谐到的控制信道都是通过在它们的已知频率上扫描全部可得控制信道以发现“最好的”控制信道来自动完成。当发现有好的接收质量的控制信道时，移动台保持调谐在这个信道上直到质量又恶化。通过这种方式，移动台保持着与系统的联系。

当处于空闲状态时，移动台必须监测控制信道以向它发出寻呼消息。例如，当一个普通电话(陆地—有线)用户呼叫一个移动电话用户时，呼叫从公共交换电话网(PSTN)直接送到移动交换中心(MSC)，由它分析被叫的号码。如果被叫号码是有效的，MSC请求部分或全部无线基站通过在其各自的控制信道上发射包括被叫移动台的移动台标志号码(MIN)的寻呼消息来寻呼被叫移动台。每个接收寻呼消息的空闲移动台把所收到的MIN与它自己存贮的MIN比较。具有匹配存贮MIN的移动台在特定控制信道发射寻呼响应给基站，基站接着向MSC发送寻呼响应。

一接到寻呼响应，MSC就选择收到寻呼响应的基站可以使用的AVC或DTC，接通那个基站的相应无线收发信机，使基站通过控制信道向被叫移动台发送消息，指导被叫移动台调谐到所选话音或业务信道。一旦移动台调谐到所选择的AVC或DTC，本次呼叫的全部连接就完成了。

具有被TIA/EIA/IS-54-B规定的ACC的系统的性能，在具有被TIA/EIA/IS-136规定的数字控制信道(DCCH)的系统中已被改进。利用这样的DCCH，每个TIA/EIA/IS-54-B无线信道可以只载送DTC，或只载送DCCH，或DTC与DCCH的混合。在TIA/EIA/IS-136-B构架中，每个无线载波频率可以有最多3个全速率DTC/DCCH，或6个半速率DTC/DCCH，或任何两者的组合，例如，一个全速率和4个半速率DTC/DCCH。

然而，一般地，DCCH的传输速率无需与在TIA/EIA/IS-54-B中规定的半速率和全速率一致，DCCH时隙的长度可以不统一，可以与DTC时隙的长度不一致。DCCH可以被定义在TIA/EIA/IS-54-B无线信道上，可以由例如连续TDMA时隙流中的每个第n个时隙组成。在这种情况下，每个DCCH时隙的长度可以等于或不等于6.67msec，6.67msec是根据TIA/EIA/IS-54-B的DTC时隙长度。作为替换地(不限制其它可能的替换)，这些DCCH时隙可以通过本领域技术人员所知的其它方式定义。

在蜂窝电话系统，需要空中链路协议以使移动台与基站和MSC通信。通信链路协议用于发出和接收蜂窝电话呼叫。在通信工业里通信链路协议一般被称作第二层协议，它的功能包括对第三层的消息进行定界和成帧。这些第三层消息可以在存在于移动站和蜂窝交换系统内的通信第三层对等实体之间传送。物理层(第一层)定义了物理通信信道的参数，例如，无线频率空间，调制特性等。第二层定义了为在物理信道的限制内准确传输信息所必需的技术，例如差错纠正和检测等。第三层定义了接收和处理在物理信道上所传送的信息的过程。

参照图1和2可以大致描述移动台和蜂窝交换系统(基站和MSC)之间的通信。图1纲要地说明了多个第三层消息11，第二层帧13，和第一层信道突发脉冲序列或时隙15。在图1中，对应于每个第三层消息的每个信道突发脉冲序列组可构成一个逻辑信道，如上所述，用于给定的第三层消息的信道突发脉冲序列在TIA/EIA/136载波上通常不是连续的间隙。另一方面，信道突发脉冲序列可以是连续的；一个时隙一结束，另一个时隙就开始。

每个第一层信道突发脉冲序列15包含了完整的第二层帧以及其它信息，如纠错信息和其它用于第一层操作的附加信息。每个第二层帧包含第三层消息的至少一部分以及用于第二层操作的附加信息。尽管在图1中未表示出，每个第三层消息还包括可被当作消息有效负载的各种信息单元，用于鉴别各消息类型的标题，和一些可能是无关紧要的填充物。

每个第1层的突发脉冲序列和每个第2层帧被分成许多不同字段。尤其，每个第2层帧中的限定长度的数据(DATA)字段包含第3层消息11。因为第3层消息具有依赖于包含在第3层消息中的信息量的可变长度，所以可能需要多个第2层帧来传输一个第3层消息。作为结果，当信道突发脉冲序列和第2层帧是一一对应时，可能也需要多个第1层信道突发脉冲序列来传输这个完整的第3层消息。

如上所指出的，当需要多于一个的信道突发脉冲序列来传送第3层消息时，这几个突发脉冲序列在无线信道上常常不是连续的。进一步地，这几个突发脉冲序列甚至也不是通常连续的专用于载送第3层消息的特定逻辑信道的突发脉冲序列。因为接收，处理，和对每个接收的突发脉冲序列作出反应需要时间，所以用于传输第3层消息的突发脉冲序列通常以参差的格式被传输，如图2(a)中纲要地说明，以及如上面结合TIA/EIA/IS-136标准所说明的。

图2(a)表示前向(或下行链路)DCCH的一般例子，这些DCCH具体体现为在一个载频上传送的连贯时隙1，2，…中所包括的一系列时隙1，2，…N，…。这些DCC时隙可能被定义在一个无线信道上，如TIA/EIA/IS-136所规定的，可能由一系列连贯时隙中的每个第n时隙组成，例如在图2(a)中所见。每个DCC时隙有一个持续时间，它可以是或不是根据TIA/EIA/IS-136标准的DTC时隙的长度6.67msec。

如图2(a)所示，DCCH时隙可以被组织成超帧(SF)，每个超帧包括一些载送不同种类信息的逻辑信道。一个或多个DCCH时隙可以被分配给超帧的每个逻辑信道。作为例子的图2(a)的下行链路超帧包括三个逻辑信道：一个广播控制信道(BCCH)，包括六个用于附加消息的连续时隙；一个寻呼信道(PCH)，包括一个用于寻呼消息的时隙；以及一个接入响应信道(ARCH)，包括一个用于信道分配和其它消息的时隙。在图2(a)的作为范例所示的超帧中的其余时隙可用于其它逻辑信道，象附加寻呼信道PCH或其它信道。因为移动台的数目通常远大于超帧中的时隙数目，所以每个寻呼时隙用来寻呼几个共有某些独特的特征如MIN的最后一位数字的移动台。

图2(b)说明用于前向DCCH时隙的优选的信息格式。在每个时隙传输的信息包含许多字段，图2(b)指出了那个字段上的每个字段的比特数。在SYNC字段内传送的比特用常规方法帮助确保CSFP和DATA字段的准确接收。SYNC字段载送被基站用于寻找时隙开始的预定比特模式。SCF字段用于控制随机接入信道(RACH)，该RACH被移动台用于请求接入系统。CSFP信息传送使移动台找到每个超帧开始的编码超帧相位值。这正是前向DCCH时隙中信息格式的一个例子。图2(c)说明对于包括比特d₇-d₀和校验比特b₃-b₀的CSFP字段的12个比特分配。

为了有效休眠模式操作和快速小区选择的目的，BCCH可以被分成一些子信道。众所周知BCCH结构允许移动台打开时在能接入系统(发出或接收一个呼叫)前读取少量信息(这时它锁定在DCCH上)。打开后，空闲移动台只需要定期监测分给它的PCH时隙(每个超帧中通常是一个)；移动台在其它时隙期间可以休眠。移动台用于读取寻呼消息的时间和用于休眠时间的比率是可以控制的，代表了呼叫—建立延迟和能量消耗间的折衷。

因为每个TDMA时隙有某固定信息载送容量，所以每个突发脉冲序列典型地只能载送上述第3层消息的一部分。在上行链路方向，多个移动台在竞争基础上试图与系统通信，而同时多个移动台在下行链路方向上收听从系统传送来的第3层消息。在已知系统中，任何给定的第3层消息必须用传送整个第3层消息所要求的那么多的TDMA突发脉冲序列来载送。

由于诸如为移动单元支持更长的休眠时期以延长电池寿命的原因，数字控制和业务信道是需要的。数字业务信道和数字控制信道对于达到最佳系统容量和支持小区多级结构即宏小区，微小区，微微小区的结构等具有扩展功能。术语“宏小区”一般指具有可与常规蜂窝电话系统中小区的尺寸相比拟的尺寸(例如至少大约1千米的半径)的小区。术语“微小区”和“微微小区”一般指依次更小的小区，例如，“微小区”可能覆盖一个公共室内或室外区域如会议中心或繁忙街道，微微小区可能覆盖办公走廊或高层建筑的一层。从无线覆盖的方面讲，宏小区，微小区和微微小区可以彼此分开或相互交迭来处理不同的业务模式或无线环境。

图3是一种作为范例的多等级或多层蜂窝系统。由六边形代表的伞状宏小区10组成一个上覆的蜂窝结构。每个伞状小区可能包含一个覆于其下的微小区结构。伞状小区10包括由虚线包围的区域所代表的微小区20和由破折线包围的对应于沿城市街道区的区域所代表的微小区30，以及覆盖建筑物各层的微微小区40，50，60。由微小区20和30覆盖的两个城市街道的交叉部分可以是密集的业务集中区域，因此可以代表一个热点。

图4代表一种作为范例的蜂窝移动无线电话系统的框图，包括一种作为范例的基站110和移动台120。基站包括控制和处理单元130，它与MSC 140连接，MSC140又与PSTN(未示出)相连。这样的蜂窝无线电话系统大致方面的技术是已知的，如在授予Wejke等的U.S.专利No.5,175,867，标题为“蜂窝通信系统中的邻区辅助切换”所描述的，它在本申请中被引用作为参考。

基站110通过被控制和处理单元130控制的话音信道收发信机150处理许多话音信道。每个基站也包括控制信道收发信机160，它可以处理多于一个的控制信道。控制信道收发信机160被控制和处理单元130控制。控制信道收发信机160在基站或小区的控制信道上广播控制信息给锁定在这个控制信道上的移动台。可以理解，收发信机150和160可以作为单个装置实现，就像话音和控制收发信机170那样，与共享同一无线载频的DCCH和DTC一起供使用。

移动台120在其话音和控制收发信机170中接收在控制信道上广播的信息。然后，处理单元180估计接收的控制信道信息，它包括移动台要锁定于其上的候选小区特性，并决定移动台将锁定在哪个小区上。有利地，接收的控制信道信息不只包括涉及与之联系的这个小区的绝对信息，而且包含涉及最接近控制信道与之联系的这个小区的其它小区的相对信息，如授权给Raith等的U.S.专利No.5,353,332，其标题为“无线电话系统中用于通信控制的方法和设备”所描述的，它在本申请中被引用作为参考。

为增加使用者的“谈话时间”，即移动台的电池寿命，可以提供一种数字前向控制信道(基站到移动台)，它可以载送为目前模拟前向控制信道(FOCC)而指定的各种类型消息，但是是以一种当锁定在FOCC上时以及其后只当信息变化时才允许空闲移动台读取附加消息的格式；移动台在所有其它时间休眠。在这样的系统中，某些消息类型比其它类型更频繁地被基站广播，移动台不需要读每个广播消息。

被TIA/EIA/IS-54-B和TIA/EIA/IS-136标准指定的系统是电路交换技术，它是一种“面向连接的”通信类型，它建立一种物理呼叫连接，只要通信终端系统有数据交换就保持这个连接。电路交换的直接连接用作为一种开放管道，允许终端系统使用电路做它们想做的。电路交换数据通信可能很适合常带宽的应用，但它对低带宽和“突发型”应用相对效率低。

分组交换技术，可以是面向连接的(例如，X.25)或“无连接的”(例如，Internet协议，“IP”)，不需要物理连接的建立和拆除，与电路交换技术有鲜明对比。这可以减少数据迟延，在处理相对短的，突发的，或相互影响的事务时增加信道效率。无连接的分组交换网络分布着到多个路由站点的路由功能，因此避免在使用中央交换中枢时可能出现的业务瓶颈。数据与适当的终端系统编址一起被打包，然后在独立单元中沿数据路径被传送。中介系统，有时称作“路由器”，放置在通信终端系统之间来决定每分组的最合适路由。路由决定以一些特性为基础，包括：最小费用路由或费用度量；链路容量；等候传输的分组数量；链路的安全需要；以及中介系统(节点)运行状况。

沿路由的分组传输考虑了路径度量，与建立单个电路相反，提供了应用和通信的灵活性。这也是为什么大多数标准局域网(LAN)和广域网(WAN)在共同的环境中发展。分组交换适合于数据通信，因为许多应用和所用设备，如键盘终端，是相互影响的并以突发方式传送数据。当用户输入更多数据到终端或暂停思考问题时，分组交换从几个终端交替地进行到信道的多个传输，而不是使信道处于空闲状态。

由于有路径独立性和在网络节点故障的事件中路由器选择迂回路径的能力，使分组数据提供更大的网络承受能力。因此，分组交换允许更有效地使用网络线路。分组技术提供了根据传送的数据量而不是根据连接时间的对终端用户计费的选项。如果终端用户的应用被设计为有效利用空中链路，那么被传送的分组的数量就会减少。如果每个用户的业务都被做到最小量，那么服务提供者就可以有效增加网络容量。

分组网经常被设计成，也是基于诸如开放系统互连(OSI)模式或TCP/IP协议栈的全工业界的数据标准。不论是正式的或实际上的，这些标准已经经历了许多年的发展，而且使用这些标准的应用也已经实用。基于标准的网络的主要目标是能够完成同其它网络的互连。国际互连网(Internet)就是追求这一目标的基于这样一种标准的网络的最为显著的例子。

分组网，象Internet和一个整体的LAN，是现今商业和通信领域不可缺少的组成部分。随着移动计算在这些领域中的渗透，诸如使用TIA/EIA/IS-136的那些无线服务的提供者处于提供接入这些网络的最佳位置。然而，由蜂窝系统提供的或者对它建议的数据业务通常基于电路交换运行模式，为每个有效移动用户使用一个专用的无线信道。

用于基于电路交换运行模式的蜂窝系统的数据业务的几个例外在以下文献中被描述，其中包括分组数据的思想。

U.S.专利No.4,887,265和“数字蜂窝系统中的分组交换”，Proc.38th IEEE Vehicular Technology Conf.，第414-418页(1988年6月)描述了一个提供共享分组数据无线信道的蜂窝系统，每个信道能容纳多个数据呼叫。请求分组数据业务的移动台被分配给一个使用基本上固定的蜂窝信令的分组数据的特定信道。系统可以包括与分组数据网接口的分组接入点(PAP)。每个分组数据无线信道与特定的PAP连接，从而能够多路复用与那个PAP联系的数据呼叫。系统以与用于相同系统中对话音呼叫的切换很相似的方式发起切换。对于分组信道能力不足时的情况，加上一种新的切换类型。

这些文件是针对数据呼叫和基于使用系统，以和用于常规话音呼叫类似的方式发出的切换。应用这些原则在TDMA蜂窝系统中提供通常目的的分组数据业务将导致频谱效率和性能的损失。

U.S.专利No.4,916,691描述了一种新的分组模式蜂窝无线系统结构和一种新的用于选择(话音和/或数据)分组到移动台的路由的过程。基站，经中继接口单元的公共交换机，和蜂窝控制单元经WAN联在一起。路由选择过程基于移动台发出的切换和把分组传送所经过的基站的标志加到由移动台(在呼叫期间)传送的各分组的标题中。在从移动台来的其后的用户信息分组间的时间延长的情况下，移动台可以传送附加的控制分组用于传递小区定位信息。

蜂窝控制单元在呼叫建立时是最先被涉及的，这时它分配给这个呼叫一个呼叫控制号码。然后，它把这个呼叫控制号码和发起的基站的标志通知给此呼叫控制号码的移动台和中继接口单元。在呼叫期间，分组就直接地在中继接口单元和当前服务基站间寻找路由。

在U.S.专利No.4,916,691中描述的系统不直接涉及在TDMA蜂窝系统中提供分组数据业务的具体问题。

“GSM中的分组无线”，欧洲电信标准协会(ETSI)T Doc SMG458/93(1993年2月12)和在标题为“未来竞争环境下的GSM”的研究期间提出的“为GSM建议的一般分组无线业务”，Helsinki，Finland(1993年10月13)概述了GSM中用于话音和数据的可能的分组接入协议。这些文件直接涉及TDMA蜂窝系统，即GSM，尽管它们概述了最优化的共享分组数据信道的可能的组织方法，它们并没有解决把分组数据信道集成在一个整体系统中的具体方面。

“GSM网络上的分组数据”，T Doc SMC 1 238/93，ETSI(1993年9月28日)描述了在基于首先使用常规GSM信令和在分组移动台与处理接入到分组数据业务的“代理”之间建立虚拟信道的鉴权的GSM中提供分组数据业务的思想。随着常规信令被修改以用于快速信道建立和释放，则常规业务信道被用于分组传输。这个文件直接涉及TDMA蜂窝系统，但是因为这个思想是基于使用现存GSM业务信道的“快速交换”方法，较之基于最佳共享分组数据信道的思想，它在频谱效率和分组传输延迟(尤其对于短消息)方面存在缺点。

蜂窝数字分组数据(CDPD)系统技术规范，修订本1.0(1993年7月)，描述了利用在当前高级移动电话服务(AMPS)系统，即北美模拟蜂窝系统上的可用无线信道提供分组数据业务的概念。CDPD是一个由U.S.蜂窝操作者小组签署的综合公开的技术规范。所覆盖的项目包括外部接口，空中链路接口，业务，网络结构，网络管理，以及经营。

这个被规定的CDPD系统在很大程度上基于独立于现存AMPS基础结构的基础结构。与AMPS系统的通用性受限于同类型射频信道和同一基站点(被CDPD使用的基站可以是新的和CDPD指定的)的使用以及两系统间并列信道分配的信令接口的使用。

选择分组到移动台的路由首先基于选择分组到归属网络节点(归属移动数据中介系统，MD-IS)的路由，这个归属网络节点装备有基于移动台地址的归属位置寄存器(HLR)；然后，如果需要，基于HLR信息选择分组到被访问的服务MD-IS；最后，在移动台报告它的小区位置到它的服务MD-IS的基础上从服务MD-IS经当前基站传送分组。

尽管这个CDPD系统技术规范没有直接涉及在被本申请引用的TDMA蜂窝系统中提供分组数据业务的具体问题，在CDPD系统规范中描述的网络方面和概念可被用作为与本发明一致的空中链路协议所需要的网络方面的基础。这个CDPD系统技术规范在本申请中被引用以作为参考。

CDPD网络被设计成现存数据通信网和AMPS蜂窝网的扩展。现存无连接网络协议可用于接入CDPD网。因为网络总被考虑为不断发展的，所以它使用开放网络设计，当合适时允许加上新的网络层协议。CDPD网络服务和协议限于OSI模型的网络层及其以下。这样，允许不改变基础的CDPD网络来发展上层协议和应用。

从移动用户的观点，CDPD网络是包括数据和话音的传统网络的无线移动扩充。通过使用CDPD服务提供者网络的服务，用户可以无缝地接入数据应用，它们中许多是在传统数据网络中的。CDPD系统可被看作两个相互有关的服务部分：CDPD网络支持服务和CDPD网络服务。

CDPD网络支持服务执行为维持和经营CDPD网络所必须的职责。这些服务是：计费服务；网络管理系统；消息传送服务；和鉴权服务。这些服务被定义为在服务提供者间允许相互操作。由于CDPD网络在其最初的AMPS基础结构上的技术性的发展，可以期望支持服务将保持不变。网络支持服务的功能对任何移动网都是必须的并独立于射频(RF)技术。

CDPD网络服务是允许用户与数据应用进行通信的数据传送服务。此外，一个或两个数据通信终端可以是移动的。

概述起来，基于提供对分组数据最佳的共享分组数据信道，需要一种在D-AMPS蜂窝系统中提供一般目的的分组数据业务的系统。本申请针对提供诸如由TIA/EIA/1S-136标准所规定的面向连接的网络和无连接分组数据网的结合优点的系统和方法。此外，本发明针对增强无线通信系统中电子通信的定时，解码和编码方面。

概述

根据本发明的一个方面，提供一种用于对超帧相位(SFP)和分组信道反馈(PCF)信息编码到在前向分组数据信道(PDCH)上传送的编码超帧相位/分组信道反馈(CSFP/PCF)字段的方法。更具体地，为了识别数字控制信道(DCCH)，数字业务信道(DTC)和PDCH，传送前在PDCH的SFP信息的逻辑值上执行一个逻辑操作。作为这个操作的结果，被传送的PDCH的SFP值一般将减少一个预定的减量值，而被传送的DCCH的SFP值一般将增加一个预定的增量值。

附图简述

通过阅读这个结合附图的描述，可以理解申请人之发明的特征和优点，附图有：

图1纲要地说明了多个第3层消息，第2层帧，和第1层信道突发脉冲序列或时隙；

图2(a)表示具体表现为包括于在载频上传送的连续时隙中的一系列时隙的前向DCCH；

图2(b)表示IS-136 DCCH字段时隙格式的一种范例；

图2(c)表示CSFP比特分配的一种范例；

图3图解地说明了一种作为范例的多等级或多层结构的蜂窝系统；

图4是作为范例的蜂窝移动无线电话系统的框图，包括作为范例的基站和移动台；

图5图解地说明了一种可能的层间消息映射序列的范例；

图6图解地说明在PDCH上用于BMI→MS消息传送的时隙格式的一种范例；以及

图7图解地说明了一种有8个信息比特的CSFP/PCF字段的范例。

详述

为帮助理解，一种可能的用于映射较高层消息到较低层消息的序列在图5中被图解地说明。具体地，使用专用的PDCH作为范例，图5说明，第3层消息(它可能源于较高层，如根据CDPD移动数据链路协议的帧)怎样被映射到几个第2层帧，第2层帧映射到时隙的范例，以及时隙映射到PDCH信道的范例。(也参见图2(a)，2(b)，(c))。前向分组数据信道FPDCH时隙和反向分组数据信道RPDCH突发脉冲序列的长度是固定的，尽管可能存在有不同固定长度的3种形式的RPDCH突发脉冲序列。图5中，FPDCH时隙和全速率PDCH被假设在物理层。为解释的目的，TDMA帧结构被假设与IS-136 DCCH和DCT相同；TIA/EIA/IS-136标准在本申请中被引用以作为参考。当使用多速率信道(例如，双速率PDCH或3速率PDCH)时为达到最大吞吐量，一种不同的FPDCH时隙格式被详细说明，如图5所示。

图6描述了一种时隙格式，它可用于在PDCH信道上前向传信(即从基站移动交换中心互通(BMI)到移动台(MS))，如图5所示。可以看到，图6说明的时隙格式不同于IS-136 DCCH BMI→MS时隙格式，其中分组信道反馈(PCF)字段代替了共享信道反馈(SCF)字段。另一个不同是CSFP/PCF字段代替了IS-136 DCCH格式中的CSFP字段。这些CSFP/PCF字段传送关于超帧相位SFP的信息，因此移动站可以决定超帧的开始。

PCF字段控制RPDCH上的接入，它包括忙/保留/空闲(BRI)，接收/不接收(R/N)，部分回声(PE)和部分回声限定(PEQ)信息。BRI，CPE，和R/N数据是如IS-136中规定的。附加的PEQ信息可以用作控制PE到BRI或到R/N或到BIR与R/N两者的联系。

在IS-136中，利用DCCH的CSFP字段和DTC的被编码的数据证实色码(CDVCC)没有相同码字这样的事实，CSFP字段可被用于区分DCCH和DTC。在IS-136系统中DTC和DCCH之间的识别通过反转接收信号的CSFP字段的校验比特b₃-b₀执行。因为误码能导致接收码字表现为来自不同信道的编码部分的有效码字(例如，DTC码字可以表现为DCCH码字，反之亦然)，所以可以执行一种附加测试以识别信道。移动台可以执行计数测试以决定控制值是否是一个正向计数器，即，是否连续时隙中的码字的控制值在0，1，2，…，31中总是倾向于以增量值1向上增加。(见图5)。如果SFP值表现为总的增趋势(例如，由于误码，该趋势可能不是完全的正向计数器)，移动台判决接收信号是DCCH；如果控制值不是表现为总的增趋势(即，通常是常量)，接收信号被判为DTC。

对于根据本发明的分组数据系统，通过在IS-136中使用的同样的基本信道编码方法((12，8)编码)，SFP和PCF信息被编码到CSFP/PCF字段。CSFP/PCF字段可被用于区分PDCH，DCCH和DTC。

CSFP/PCF字段从IS-136的CSFP字段扩展而来，可以根据使移动台区分DCCH，DTC和PDCH的新技术对之进行分析。为了识别附加信道，异或操作或者其它逻辑运算可以在SFP的逻辑值上被执行(例如，使用1，1，1，1，1)，其结果被编码并在CSFP/PCF字段里在PDCH上传送，有利地，与IS-136中相同的(12，8)信道编码被用于CSFP/PCF字段。可以理解，这一信息的编码和解码可以采用其它的技术和改进，诸如那些在申请人在1995年10月18日提交的U.S.专利申请No.08/544,840，“无线通信系统中码字的简化解码”所描述的，它在本专利被引用作为参考。

作为逻辑操作的结果，被传输的PDCH的控制(SFP)值显示总的下降趋势，总的以预定减量值下降。如前面所解释的，误码可能引起解码控制值的实际减量值从预定减量值处轻微偏离。因此，一收到PDCH突发脉冲序列，移动台中的合适的鉴别器检查SFP的逻辑值以决定它是一个正向计数器还是反向计数器。除了在其上执行异或功能的SFP的信道编码，把PEQ信道编码到CSFP/PCF和CSFP/PCF的传输顺序与在IS-136中SFP怎样被编码到CSFP也是相同的。作为结果，CSFP/PCF校验比特被反转。在一种优选的实施例中，CSFP/PCF字段的最高有效位(MSB)，例如比特d₇，可被反转并置为零，PEQ信息可被分配到下两个MSB比特，例如d₆和d₅比特。如图7所示。

在DCCH，DTC，和PDCH的识别中，要注意下面的条件。当移动台搜寻PDCH和检查接收信号的CSFP/PCF字段时，DCCH的SFP比特将不显示预期的趋势，DTC上CDVCC字段将不产生有效(12，8)码字(假设没有误码)，因为当解码CDVCC时，校验比特不被反转。当移动台搜寻DCCH和检查CSFP字段时，PDCH的SFP比特将不显示预期的趋势，DTC上CDVCC字段将不产生有效(12，8)码字(假设没有误码)。当移动台通过试图检查CDVCC字段来搜寻DTC时，PDCH上CSFP/PCF字段的读取将不产生有效(12，8)码字(假设没有误码)以及DCCH上的CSFP字段将不产生有效(12，8)码字(假设没有误码)。因此，为了保持使用(12，8)码字(或合适的任何一种类型的信道编码)和能识别PDCH，DCCH以及DTC，SFP数据被反转，以使PDCH的SFP值表明一种特定的(例如，总是下降)趋势。(因为为了识别DCCH和DTC信道，校验比特已被反转一次，校验比特不能再被反转，因为这样做会与提供原始数据相反)。

作为总结，根据本发明，3个或更多的信号类型(例如，DTC，DCCH，或PDCH)可通过在与一种类型相联系的控制信息上执行逻辑操作使控制信息呈现想要的趋势(即以与信号类型相联系的某增加或减少值增加或减少)而被区分。为识别信号类型，控制信息被解码和检查(例如，通过合适的解码器/鉴别器)。基于控制信息的编码(例如通过使用假设的解码方法测试每个信道直到决定出合适的匹配，或通过使用假设的解码方法测试每个信道然后基于最好的结果选择信道类型来判决控制信息的编码)，可以作出第一个判决，以及基于解码控制信息的一般趋势可以作出进一步判决。如果，通过使用与第一种信道类型联系的信道解码方法，多个控制信息读取表明没有可分辨的趋势，则可以判定这个信号是第一种类型(例如，DTC信道)。如果使用与第二种信道类型联系的信道解码方法，多个控制信息读取呈现第一种趋势(例如，总是增加)，则这个信号可被归类于第二种类型(例如，DCCH)。如果使用与第三种信道类型联系的信道解码方法，多个控制信息读取显示第二种趋势(例如，总是减少)，则这个信号可被归类于第三种类型(例如，PDCH)。

本发明这样被描述，显然上述可以以多种方式变化。这样的变化被认为不脱离本发明的精神和范围，所有这样的对于本领域技术人员来说是显然的修改将被包括于下面的权利要求的范围之内。

Claims

1.一种用于在无线通信系统中识别3个或更多信道类型的方法，包括以下步骤：

对与接收信号相联系的控制值进行解码；

判决被解码的控制值是否显示多个总体趋势中之一种，每个总体趋势与一种信道类型相联系；以及

基于被解码的控制值总体趋势鉴定接收信号为三个或更多的信道类型中之一种。

2.权利要求1的方法，其特征在于，其中这三个或更多的信道类型包括数字业务信道，数字控制信道，以及分组数据信道。

3.权利要求1的方法，其特征在于，其中与数字业务信道联系的总趋势一般为常数趋势，与数字控制信道联系的总趋势一般为增加趋势，以及与分组数据信道联系的总趋势一般为减少趋势。

4.权利要求1的方法，其特征在于，其中与接收信号相联系的控制值从在与传送信号相联系的控制值上执行一种逻辑操作而得出。

5.权利要求4的方法，其特征在于，其中的逻辑操作是控制值和预定值的异或操作。

6.权利要求5的方法，其特征在于，其中的预定值是1，1，1，1，1。

7.权利要求6的方法，其特征在于，其中的异或操作在与分组数据信道相联系的控制值上被执行。

8.权利要求1的方法，其特征在于，其中的控制值是包含于编码的超帧相位/分组信道反馈(CSFP/PCF)字段中的超帧相位值。

9.权利要求1的方法，其特征在于，其中的多个总趋势包括：一般为常数，一般以预定增量值增加，一般以预定减量值减少，以及其中每个信道类型与一种总趋势和预定增量值或减量值相联系。

10.一种用于在无线通信系统中识别两个或多个信道类型的装置，包括：

用于对与一种接收信号相联系的控制值进行解码的解码器；以及

用于判决被解码的控制值是否显示为多个总趋势中的一个，每个总趋势与一种信道类型相联系，和基于被解码控制值的总趋势鉴定所接收信号为三种或更多信道类型中之一种的鉴别器。

11.权利要求10中的装置，其特征在于，其中的两个或多个信道类型包括数字业务信道，数字控制信道，和分组数据信道。

12.权利要求10中的装置，其特征在于，其中的与数字业务信道相联系的总趋势一般是常数趋势，与数字控制信道相联系的总趋势一般是增加趋势，以及与分组数据信道相联系的总趋势一般是减少趋势。

13.权利要求10中的装置，其特征在于，其中的与接收信号相联系的控制值从在与传送信号相联系的控制值上执行一种逻辑操作而得出。

14.权利要求13中的装置，其特征在于，其中的逻辑操作是控制值和预定值的异或操作。

15.权利要求14中的装置，其特征在于，其中的预定值是1，1，1，1，1。

16.权利要求15中的装置，其特征在于，其中的异或操作在与分组数据信道相联系的控制值上执行。

17.权利要求10中的装置，其特征在于，其中的控制值是包含于编码的超帧相位/分组信道反馈(CSFP/PCF)字段的超帧相位值。

18.权利要求10中的装置，其特征在于，其中的多个总趋势包括：一般为常数，一般以预定增量值增加，一般以预定减量值减少，以及其中每种信道类型与一种总趋势和预定增量或减量值相联系。

19.一种用于鉴定接收信号是通信系统中N种信道类型中的一种的方法，每种信道类型以最多N种信道编码组(set)中的一种被编码，包括步骤有：

基于接收信号的信道编码组识别第一种信道类型和其余信道类型；以及

基于被包括在接收信号中的解码控制值是否显示多种总趋势中的一种，而鉴定接收信号为其余信道类型的一种。

20.权利要求19的方法，其特征在于，其中识别的步骤通过分析接收信号的最多M种情况直到判定出合适的编码组匹配来执行。

21.权利要求19的方法，其特征在于，其中的多种总趋势包括一般为常数，一般以多种预定减量值中的一种减少，或一般以多种预定增量值中的一种增加。

22.权利要求21的方法，其特征在于，其中识别的步骤通过使用最多N种信道编码组中的每种来解码接收信号直到判定出合适的匹配来执行。

23.权利要求21的方法，其特征在于，其中识别的步骤通过使用最多N种信道编码组中的每种来解码接收信号并选择最好结果来执行。

24.权利要求21的方法，其特征在于，其中的N种信道类型包括数字业务信道，数字控制信道，以及分组数据信道。

25.权利要求24的方法，其特征在于，其中的与数字业务信道相联系的总趋势是一般常数趋势，与数字控制信道相联系的总趋势是增量值为1的一般增加趋势，以及与分组数据信道相联系的总趋势是减量值为1的一般减少趋势。

26.权利要求25的方法，其特征在于，其中的与分组数据信道相联系的控制值从在与传送信号相联系的控制值上执行逻辑操作而得出。

27.权利要求26的方法，其特征在于，其中的逻辑操作是控制值和预定值的异或操作。

28.权利要求27的方法，其特征在于，其中的预定值是1，1，1，1，1。

29.权利要求21的方法，其特征在于，其中的控制值是包含于编码超帧相位/分组信道反馈(CSFP/PCF)字段的超帧相位值。

30.一种用于鉴定接收信号是通信系统中最多N种信道类型中的一种的方法，每种信道类型具有最多N种相关信道编码组中的一种，控制信息包括于具有最多N种相关趋势中的一种的接收信号中，包括步骤有：

基于与控制信息相联系的信道编码组进行信道类型的最初判决；

通过使用被判决的信道编码组来对控制信息进行解码；以及

基于解码控制信息是否显示最多N种相关趋势中的一种，使最初判决更精确，如果需要的话。

31.权利要求30的方法，其特征在于，其中的最多N种相关趋势包括一般为常数，一般以多种增量值中的一种增加，或一般以多种减量值中的一种减少。

32.权利要求30的方法，其特征在于，其中的识别步骤通过使用最多N种信道编码组中的每一种来对接收信号解码直到决定出合适的匹配被执行。

33.权利要求30的方法，其特征在于，其中的识别步骤通过使用最多N种信道编码组中的每一种来对接收信号解码并选择最好结果被执行。

34.权利要求31的方法，其特征在于，其中的N种信道类型包括数字业务信道，数字控制信道，和分组数据信道。

35.权利要求34的方法，其特征在于，其中的与数字业务信道相联系的总趋势是一般为常数趋势，与数字控制信道相联系的总趋势是增量值为1的一般增加趋势，与分组数据信道相联系的总趋势是减量值为1的一般减少趋势。

36.权利要求34的方法，其特征在于，其中的与分组数据信道相联系的控制值从在与传送的信号相联系的控制值上执行逻辑操作而得出。

37.权利要求36的方法，其特征在于，其中的逻辑操作是控制值和预定值的异或操作。

38.权利要求37的方法，其特征在于，其中的预定值是1，1，1，1，1。

39.权利要求30的方法，其特征在于，其中的控制值是包含于编码超帧相位/分组信道反馈(CSFP/PCF)字段中的超帧相位值。