CN1298594A - 在远程通信连接中指明可变数据处理的方法和设备 - Google Patents

Abstract

在远程通信系统中被发送的数据安排成帧(100)的形式。为了处理要发送的数据,可用许多相互可选的动作。为了指明在处理要发送的数据中所采用的动作,发送设备在要发送的帧中包括预先规定数目的控制位(101)。所述的控制位的值指明包含在帧中的可发送的数据在发送以前是如何被处理的。在依据本发明的方案中,在此组成(302)关于有多少相互可选的动作可用于处理要发送的数据,在此规定(302)包含在帧中的控制位的数目,使得由所允许的控制位值指明的动作数目至少与可用的,相互可选的动作数目一样多,并在此将预先规定数目的控制位包括(307)在要发送的帧中。

Description

在远程通信连接中指明可变 数据处理的方法和设备

一般来说，本发明涉及在无线远程通信连接中发送和接收设备之间的信号传送。特别是，本发明涉及当在无线远程通信连接上要发送的数据的处理例如码分和信道编码，相关的改变出现时，如何在接收机和发送机之间传送信息。作为一种示范性远程通信连接，我们将处理在第三代数字蜂窝无线电系统中移动站和基站之间的无线电连接。

为新的无线远程通信系统设计的许多业务需要由无线电接口所表示的数据传输容量部分，即为传送业务的远程通信连接所保留的部分，能够以灵活的方式被使用，例如，通过增加或减少信道编码，来影响在所述的连接中达到的用户数据位速率：信道编码用得越多，被发送的真正的数据传输速率越低，反过来也一样。对于改变信道编码，码分或其他由发射机使用的这些因素的需要通常是由于这样的事实引起的，试图在连接中保持某种速率的精确度，而不考虑进行的无线电波的变化状况。在一个系统中，在发射机和接收机之间传输的数据被安排成按帧方式进行，每帧在极端情况下可以，包含与以前的或后继的帧不同的方式处理过的数据。在各种方式中，在关于每帧中传送的数据在发射机中已被如何处理，从而在接收机中应如何处理方面，发射机和接收机必须寻求相互理解。

图1示出一种典型的现有技术的帧100，这是在一个无线电接口上被传送的数据的基本单元。通常，该帧包括一定的头段部分，一定数量的要发送数据，和用于检验帧的故障的检验码。该头段部分可被通过与适于数据的不同逻辑信道传送。在图1中，在该帧头段部分内，有特别示出的FCH(帧控制头段)区101，包含给定数目的位，例如6或12位。该FCH区可通过，例如给定的控制信道(DPCCH；专用物理控制信道)来传送。连到所述帧的被传送的数据可以通过数据信道(DPDCH；专用物理数据信道)传送。此外，FCH区位必须发送有关哪种类型的信道编码，扩谱和/或其他数据处理方法已在与论及的帧有关的可发送数据的处理中被使用。在CDMA(码分多址)系统中，FCH区可指明，例如已经在数据信道扩谱中被使用的处理增益值。

在现有技术的帧中，头段部分的长度通常试图保持为尽可能的短，以便能够使用尽可能大的帧的份额用于传送数据本身。这样不可避免地导致可通过在图1中所示的FCH区位指明数据处理选项的数目是有限的。特别是，这种弊端在发射机和接收机之间的情况下变得更明显，有几种瞬时的，但逻辑上分离的连接，其中码分或信道编码或有关数据处理的其他因素可改变而不考虑其余的，其中涉及所述连接的信息必须在公共的头段区中发送。藉助于FCH区位，或为此目的保留的相应区的位，现在应该有可能指明大量的数据处理选项的不同组合。

为了解决以上提到的问题的一种自然的方案是增加在FCH区中的位数，或者为此目的保留的相应区中的位数。然而，应该指出，在所有的连接中，具有大量的不同码分方案或其他数据处理有关因素或其组合，这丝毫没有必要。在对FCH区位的需要是低的连接中，大量的位数势必减少为要发送的数据和对系统加载保留的相对空间，因为在没有来自发射机到接收机的传输差错时，系统总试图充分发送不必要的位。

本发明的目的是引入一种方法和系统，由此，在以上提到的FCH区中的位数或为此目的保留的相应区中的位数引起的问题可被消除。

本发明涉及一种方法，用于指明在可发送的数据被安排成帧的形式的远程通信系统中，要发送的数据的处理中所进行的动作，其中，为了处理所述的数据，可得到许多交互可选的动作。依据本发明的方法包括一个步骤，其中

-发送设备在要发送的帧中包括预先规定的控制位数，所述位的值指明在发送以前，在帧中所包含的可发送的数据应该被如何处理。

除了以上所述的外，依据本发明的方法的特征在于

-在此规定，为处理要发送的数据，多少相互可选的动作可得到，

-在此规定帧中控制位的数目，使得用被允许的控制位的值所指明的动作数目至少与可得到的，相互可选的动作数目一样多，和

-在要发送的帧中，包括规定的控制位数。

除此以外，本发明涉及一种用于实现在与上述的类似的远程通信系统中数据传输的设备。依据本发明的设备的其特征在于它包括一种装置。

-用于规定多少相互可选的动作可得到以处理要传送的数据，和

-用于规定在帧中控制位的数目，使得用所允许的控制位值指明的动作数目至少与可得到的，相互可选的动作数目一样多。

在发射机和接收机之间的信号传送中，当位的数量并未事先固定时，将精确的位数安排用于指明扩谱，信道编码和其他与数据处理有关的相应的因素，但用于指明不同因素的所述的位的数目和分配可以改变，在发射机和接收机之间，在此提供一种机构，由此两个设备获得关于多少位被用于指明有关数据处理的因素，和它们是如何被分配的信息。

用于发送位的数目和分配的信息到发射机和接收机的一种可能性是规定某种在发射机和接收机之间交换的消息。所述的消息指明现有的位数和分配。另一种可能性是在某些较高等级的概念之间建立一种不含糊的对应关系，例如，QoS，载体服务所需的服务质量，或其参与的因素，和位的数目及其分配，在这种情况下，位的数目和分配不必分开地指明，但是发射和接收设备可以计算这种信息，只要所论及的较高等级的概念已被认同。

以下将参考一些最佳实施方案和附图更详细地描述本发明，其中

图1示出一种已知的帧，

图2示出一种用于蜂窝无线电系统结构的建议，

图3示出一种依据本发明的方法，

图4示出在图3的方法中使用的PDU的结构，

图5示出依据本发明的另一种方法，和

图6示出依据本发明的动作。

在以上的技术说明中，关于现有技术的描述，已经参考过图1，因而以下，在本发明及其优选实施方案的描述中，我们将主要参考图2-6。

图2是一种用于第三代数字蜂窝无线电系统的已知建议的图解说明，包括移动站201，基站202，无线电网络控制器203和核心网络204。在移动站201和基站202之间的最低协议层是层L1。在它上面，是MAC(媒体存取控制)层，在其上移动站可进一步包括其他层；图上示出LAC(链路访问控制)层，它与MAC层一起在移动站中组成L2层。在协议分层结构中的下一个较高等级是L3层，在图中未示出。在基站中，MAC层的作用部分是在移动站的层和无线电网络控制器的MAC层之间调节，也就是，它并不是在所有的方面都作为控制器的MAC层的等同实体起作用，因而被标记为MAC’。物理平面，也就是位于基站202和无线电网络控制器203之间的L1层的特征在于基站和无线电网络控制器之间的所谓的Iubis接口。在此，以各自的方式规定无线电网络控制器203和核心网络204之间物理平面的Iu接口。移动站LAC-U层的等同实体就是核心网络的LAC-U层。

在移动站201和网络之间，可以有几种同时的连接，其中的部分可以基于固定的用户数据和在整个连接期间具有固定值的其他数据处理有关的因素。在所述的连接的部分中，用户数据位速率和其他数据处理有关的因素可在连接期间改变。本发明尤其涉及后一种类型的连接，因为只有在那时才有需要分开地指明每个帧包含多少位的FCH区或为此目的提供服务的相应的区，以及它们是如何被分配的。本发明的实施并不取决于在移动站和网络之间有多少这样的连接。

为了使用每种连接，在移动站和基站之间建立载体服务。通过为每种载体服务规定给定的服务质量在协议包的L3层(更精确地说在RBC或无线电载体控制层)上规定载体服务，主要由这样一些参数因素组成，如：主(和副)位速率，最高允许的位或帧差错率，最长允许的延时，连接的优先权，适用的安全等级等。为了建立载体服务，L3层将根据服务质量规定的信息传送到位于其下层的MAC层，有关建立载体服务需要多大份额的传输媒介的容量(在此处是无线电接口)的信息。在MAC层，在此为载体服务保留给定的无线电接口总容量的份额，主要是给定的帧传输时间表和传输频率。在某些情况下，几个载体服务也可被多路复用，以便它们应用相同的帧。

本发明并不限于这样的事实，即在系统的哪个部分作出决定FCH区或为此目的保留的相应区中多少位被应用于指明在帧中包含的可传送数是如何被处理的和所述的位值应该如何被解释。为简短起见，所述的决定可被称为FCH区的配置，不管最后所述的区被如何称呼；本发明甚至并不需要所述的位全都位于相同的区中。在开头，让我们假定由发送设备的MAC层实施FCH区的配置。每次当建立允许可变用户位速率的新的这样的连接建立时，或当一个老的这样的连接被释放时，必须重新配置FCH区。FCH区重新配置的信息必须被传送到接收设备，在本发明的第一和第二实施方案中采用不同方法实现这项要求。

依据本发明的第一实施方案，FCH区的重新配置信息是作为MAC区之间的MAC消息传送的。在以上的描述中，我们假定FCH区配置是由发送设备的MAC层实施的，所以当这种假定奏效时，发送设备的MAC层，也以已知方式，组成包含FCH区重新配置信息的MAC消息并将它发送到接收设备，在接收设备的MAC层上解释此消息，并将FCH区重新配置信息传送到需要的这样一些设备部分。为了确认发送设备已经发出消息，需要接收设备通过发送已知的MAC确认消息确认已接收到MAC消息。在一种基于MAC消息和MAC确认消息的方案中，将实现FCH区的重新配置结合到一个给定的帧是有利的，假定这些帧包括帧数或者可不含糊地辨别。所述的将实施结合到一个帧意味着发送设备在其MAC消息中指明在帧YY以后采用FCH区的重新配置。在此YY是将来要发送的给定的帧的数目，在其传输时刻开始以前留下的时间周期至少与为发送和接收设备之间的MAC消息和MAC确认消息之间进行交换所需的周期一样长。

图3示出以上描述的本发明第一实施方案。在模式301中，在此建立一种允许可变的用户位速率的新连接，或释放类似类型的一种老的连接。在模式308中接收设备同时实施FCH区的重新配置；从模式304获得模式308时可被假定的有关信息。在模式304中接收设备接收MAC消息并在模式305中发送MAC确认消息。在模式306中接收MAC确认消息以后，在模式307中发送设备实施FCH区的重新配置；从模式304获得模式307时可被假定的有关信息。结果，在模式302中实施FCH区的重新配置，并在模式303中组成和发送MAC消息。

本发明的第一实施方案对于在连接期间可以改变的扩谱，信道编码和其他数据处理有关的因素有相当大的灵活性。现在，将从较高协议层映象到L1-层位速率的任务留给MAC层，这需要在MAC层上使用的PDU(协议数据单元)的结构中，准备指明从MAC层的每个PDU中的较高协议层获得的数据的份额是多大。图4示出一种用于MAC-层PDU400的适当的结构，包括头段401，检测PDU长度的区402，数据区403和检验码404。PDU的规模与FCH区位的使用有关，实际上，由FCH区位指明的分离的用户数据的位速率是各种规模的MAC层PDU。从较高协议层的观点看来，MAC-层PDU是一种透明结构，PDU的规模在MAC协议层上发送和接收设备之间可取得一致。较高协议层为MAC层发送可选规模的数据包，其中MAC层选择足够大的PDU，有空间用于要发送的所有数据。

在以上的描述中，假定，在本发明的第一实施方案中，FCH区配置是由发送设备的MAC层实现的。然而，可有选择地建议，FCH区的配置始终由位于网络侧的MAC层实施，也就是决不由移动站的MAC层实施。假如连接的建立或释放是由基站或无线电网络控制器启动，情况与以前所解释的没有什么不同。如果，在另一方面，连接的建立或释放是由移动站启动的，则基站或无线电网络控制器必须对在建立或释放连接中的步骤之一作出反应，并实施FCH区的配置，移动站的MAC层也可发送一个特定的MAC消息到基站的MAC层，其中请求重新配置FCH区。发送和接收MAC消息，照这样，代表现有技术。不管FCH区配置本身是在何处被实施，过程的信息必须始终传送到发送和接收设备作为双重检验，也就是说，使得执行FCH区配置的设备从另一端接收对重新配置信息已被接收到的结果的确认，一种典型的FCH区配置的传送内容包括以下要素：

-移动站标识符，如果通信是在一个通用控制信道上发送的话，

-在配置以后被使用的FCH区位数，

-载体服务或被配置的FCH区有关的那些载体服务的标识符，以及

-在被配置的FCH区中提出的可能的位组合是如何对应于要传送的数据的每种处理方法的信息。(例如扩谱，信道编码，纠错和/或纠错编码，插入，数据位速率，等)。

现在让我们描述本发明的另一种实施方案，其中FCH区配置是基于某些较高等级概念之间的确切的对应关系，例如载体服务或其参与的因素所需的服务质量，FCH区中位的数目及其分配。

在本发明这个第二实施方案中，在此不需要发送或确认与FCH区配置有关的分离的MAC层消息，但是从与建立或释放连接有关的发送和接收设备获得对FCH区配置的一致的理解。规定FCH区配置的一种算法最便于在RBC(无线载体控制)层上工作，FCH区配置的信息在一种所谓的主消息中从RBC层传送到MAC层，主消息一般意味着在协议堆中较高和较低协议层之间的消息。主消息基本上可包含与以上描述的相同的信息，有关典型的FCH区配置的消息，然而移动站标识符(只在基站中需要)和载体服务标识符也另外在RBC层和MAC层之间传送。主消息可以是为此目的特别组成的消息，或者相同的信息可作为另一个主消息的部分来发送，考虑作为它的其他部分。发送设备的RBC层将所谈及的主消息作为与建立一个新的连接或释放一个老的连接有关的过程的部分发送到MAC层；从本发明的观点看，主消息在所述过程的哪个阶段被发送是不重要的。在接收设备中，只要RBC层从发送设备的RBC层已接收到关于建立或释放连接的请求，RBC层就立即发送相应的主消息到MAC层。

图5是依据本发明的第二实施方案的方法的图解说明。在模式501中，发送设备的RBC层，根据从较高等级获得的命令，检测出一个新的连接必须被建立或者一个老的连接必须被释放。在模式502中，将关于建立一个新的连接或释放一个老的连接的请求发送到接收设备的RBC层。在模式503中，将在建立新连接或释放老的连接以后指明FCH区配置的主消息发送到MAC层。在接收设备中，模式504组成接收由发送设备发送的关于建立或释放连接的请求，模式505组成发送主消息到MAC层。

本发明的第二实施方案与第一方案的不同在于，其中，它并不以实现新类型的MAC层PDU结构为先决条件。另一方面，所述的本发明的第二实施方案限定发送不同规模的数据包从较高协议层到MAC层。

为了便于理解本发明，现在我们将涉及一种示范性的特殊的情况。我们假定，在发送和接收设备之间，有两个活动的载体服务，用符号B1和B2标记。B1被连到四种可能的用户位速率，r11,r12,r13和r14(更简便些为：r1i,i∈[1,4])。B2被连到八种可能的用户位速率，r2i,i∈[1,8]。FCH区位中的两位被分配给指明用户数据位速率B1，三位被分配给指明用户数据位速率B2。有32种可能的位速率组合。我们假定，在系统中，采用双正交编码，其中编码长度是64种不同的值。如果FCH区值用一个码字来表达，那末为了表达32种位速率组合，需要码字的所有值的一半。为发送和接收设备的信息提供所允许的码字值，以便保证接收设备能够通过只接受所允许的码字值改进成功解码的概率是有利的。

接着让我们假定，在发送和接收设备之间，希望通过L3层启动，建立第三载体服务，用符号B3标记并具有四种可能的用户位速率，也就是r3i,i∈[1,4]。为了检测所有的位速率组合，现在需要有7位，因为一共有128种不同的位速率组合。为了指明被重新配置的FCH区的内容，在MAC层上，如果双正交编码的编码速率并不希望被改变，必须加上32位长的另一个码字。FCH区位和用于指明它们的码字可以相互联系，使得6个FCH区位由第一码字指明(以便可用所有第一码字的64个值)和一个FCH区位由第二码字指明(以致只有第二码字的两个可能的值可用)。如果FCH区位被连到各自的码字，使得连到一个码字的最大位数尽可能的少，则成功解码的概率较高。因此，在这种情况下，第一码字被用于指明4个FCH区位，第二码字被用于指明3个FCH区位，或者反过来也一样。因而对接收设备来说所允许的码字值必须是已知的。由于改进了成功的概率，可以采用较低的发送功率。

图6是以上描述的例子的图解说明。与给定的载体服务有关的可发送位用符号Xij标记。起初，载体服务B1和B2共同使用公共的码信道，所以通过重复，当采用一个编码信道和一个扩谱因素2K时，位速率r1i和r2i产生在一个帧中(具有例如10ms长)可被发送的最大数据量NK。当添加载体服务B3时，最大可能的位速率组合数超过一个码信道的容量，为此需要另一个码信道。通过不均匀重复，位速率r1i,r2j和r3k产生数据量为2NK，当采用两个码信道和扩谱因素2K时，可在一个帧中发送。

已经指出，本发明并不限于位速率描述，而以类似方式，要发送的帧可包括与要发送的数据有关的任何可能因素的信息。通过举例，让我们涉及这样一种情况，其中FCH区的两位或为所述目的保留的相应的区被用于指明多少用户数据位被包含在所述的帧中和在用户数据位的编码中使用的编码速率是什么。下表提出一种可能的方法，规定FCH区位值，用户数据位数量和编码速率之间的相互关系。

FCH位	在帧中用户数据位数量	编码速率
			00011011	1000100020002000	0,50,250,50,25

依据本发明的发送和接收设备与现有技术设备的不同在于根据发送设备为处理要发送的数据具有多少这样可选的动作，在帧中它们被提供使用FCH区或为所述的目的保留的另一区可变的位数，它们的使用情况必须被通知接收设备。如果上述的本发明的第一实施方案被采用，发送设备的MAC层被提供组成可变规模的PDU并分别指明所采用的PDU的规模，接收设备的MAC层被提供，从帧中解释它包含什么样规模的PDU并将接收到的各种规模的PDU解码，将其中所包含的信息发送到更高的协议层。而且，发送和接收设备的MAC层被提供，以便依据上述的方法处理有关FCH区配置的MAC消息。如果本发明的第二实施方案被采用，发送和接收设备的RBC层被提供，以便组成指明FCH区配置的主消息并传送到MAC层。

显然，只是通过举例的方法提出本发明上述的最佳实施方案，它们并不限制本发明。

Claims (8)

1．一种用于指明要在远程通信系统中发送的数据处理中所用的动作的方法，其中将要发送的数据安排成帧(100)的形式，其中有可用的许多相互可选的动作供处理所述的数据，该方法包括一个步骤，其中

-发送设备在要发送的帧中包括预先规定数目的控制位(101)，所述位的值指明由帧所包含的可发送的数据在发送以前是如何被处理的，其特征在于它还包括步骤：

-在此组成(302)关于多少相互可选的动作可用于处理要发送的数据的信息，

-在此规定(302)在帧中控制位的数目，使得由所允许的控制位的值指明的动作数目至少与可用的相互可选的动作的数目一样多，和

-在此包括(307)在要发送的帧中规定的控制位的数目。

2．依据权利要求1的方法，其特征在于为了在发送和接收设备中形成相同的关于帧包括多少控制位和所允许的控制位的值如何被解释方面的信息，发送设备发送(303)指明所述的事实的消息到接收设备。

3．依据权利要求2的方法，其特征在于所述的消息是MAC协议层之间的MAC层消息。

4．依据权利要求3的方法，其特征在于它包括若干方面，其中

-在发送设备的MAC层上面的协议层为MAC层指明在其中被采用的用户数据位速率可改变(302)的限度，

-发送设备的MAC层发送一种MAC消息(303)到接收设备的MAC层，指明多少相互可选的MAC层PDU在此可用于连接，

-发送设备的MAC层从位于其上的协议层接收数据分组，

-发送设备的MAC层选择可容纳在接收到的数据分组中的用户数据的MAC-层PDU(400)，和

-发送设备的MAC层为接收设备(307)指明在要发送的帧中使用的MAC-层PDU的规模。

5．依据权利要求1的方法，其特征在于为了在发送和接收设备中组成相同的关于在帧中包含多少控制位和被允许的控制位值如何被解释方面的信息，在此在预先规定的较高等级的概念与控制位的数目和分配之间建立一种不含糊的对应关系。

6．依据权利要求5的方法，其特征在于所述的较高等级的概念是由发送和接收设备之间的远程通信连接采用的载体服务所需要的服务质量。

7．依据权利要求5的方法，其特征在于发送设备的RBC协议层在主消息(503)中发送所述的较高等级的概念到MAC层，作为与建立新的连接或释放老的连接有关的过程的一部分，接收设备的RBC协议层在主消息(505)中发送相应的信息到MAC层，只要RBC协议层已从发送设备的RBC协议层接收到关于建立或释放连接的请求就进行。

8．一种用于在远程通信系统中实现数据传输的发送设备，其中要发送的数据被安排成帧(100)的形式，为了处理要发送的数据，其中有许多可用的相互可选的动作，包括用于将这样一些控制位(101)包括在要发送的帧中的装置，控制位的值指明包含在帧中的数据在发送以前是如何被处理的，其特征在于它包括这样的装置。

-用于组成关于多少相互可选的动作可用于处理要发送的数据的信息(302)，和

-用于规定包含在帧中的控制位数目(302)，使得用所允许的控制位值指明的动作数目至少与可用的相互可选的动作数目一样多。