專利名稱：移動電信網(wǎng)中傳輸信令消息的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明一般地涉及一種在基站收發(fā)信臺和移動臺之間傳輸信令消息的方法，更具體地說涉及帶內(nèi)信令發(fā)明背景在語音和數(shù)據(jù)傳輸期間，通過空中接口來傳送信令消息以及用戶數(shù)據(jù)。信令消息允許網(wǎng)絡(luò)和移動臺就諸如資源和越區(qū)切換之類重要問題的管理進(jìn)行協(xié)商。當(dāng)業(yè)務(wù)正在進(jìn)行時，通過隨路控制信道(ACCH)傳送信令消息。慢速隨路控制信道(SACCH)用于非緊急過程，主要用于有關(guān)專用物理子信道的切換判決所需的無線電測量數(shù)據(jù)的傳輸。SACCH具有連續(xù)傳輸必須雙向進(jìn)行的特點(diǎn)。SACCH總是存在于專用物理子信道上(3GPP TS 43.051 v5.1.0 Release 5)。正如“數(shù)字蜂窩電信系統(tǒng)(階段2+)、移動無線電接口層3標(biāo)準(zhǔn)、無線電資源控制協(xié)議”(“Digital Cellular Telecommunications System(Phase 2+)，Mobile Radio Interface Layer 3 Specification，RadioResource Control Protocol”)(GSM 04.18 v8.8.0 Release 1999)中規(guī)定的那樣，每個SACCH塊傳送1)一個兩字節(jié)的物理層首部(物理層實現(xiàn)對等協(xié)議，用于專用物理子信道上工作時的定時超前控制及功率控制)；以及2)一個21字節(jié)的層2幀。因此，每個SACCH塊包含184個信息比特。當(dāng)把40比特的FIRE碼(法爾碼)和4比特的尾部添加到信息比特中時，則塊碼包含228個比特。在利用1/2卷積碼(其中約束長度為5)對塊碼編碼且將其交織之后，則編碼的SACCH塊包含456個重新排序的比特，且它被劃分成4個子塊，其中每個子塊包含114比特的交織數(shù)據(jù)。接著將每個子塊映射到一個其竊用標(biāo)志設(shè)為“1”的突發(fā)中(GSM TS 05.03 v8.6.1 Release 1999)。
有人建議從每個SACCH突發(fā)中刪截固定數(shù)量的比特，以便以每隔120毫秒傳送一次的速率傳送一些信令消息。然而，這種刪截操作降低了SACCH的鏈路級性能。
提出一種利用SACCH傳送帶內(nèi)信令而又不會降低SACCH的鏈路級性能的方法，這既是有利的，也是所期望的。
發(fā)明概述如前所述，184個信息比特的SACCH塊與用于糾錯和檢錯的40比特FIRE碼相聯(lián)系。而在根據(jù)本發(fā)明的所述方法中，并不將FIRE碼用于糾錯和檢錯，而是采用較短的循環(huán)冗余校驗(CRC)碼。通過用較短的CRC碼代替40比特的FIRE碼，將在交織塊中存在可用于帶內(nèi)信令的額外比特。
因此，本發(fā)明提供一種在電信網(wǎng)中移動臺和基站收發(fā)信臺之間利用空中接口中用于成塊傳送信息的控制信道以信號形式發(fā)送消息的方法，其中，每個塊包含所傳送的信息和具有第一數(shù)目的比特的第一糾錯/檢錯碼。所述方法包括如下步驟用具有小于所述第一數(shù)目的第二數(shù)目的比特的第二糾錯/檢錯碼代替所述塊中所述第一糾錯/檢錯碼以獲得縮短塊；對所述縮短塊應(yīng)用卷積碼以獲得編碼縮短塊；在所述編碼縮短塊中預(yù)定比特位置插入多個偽比特以獲得經(jīng)過修改的編碼塊；以交織方式重排所述經(jīng)過修改的編碼塊中的比特，以獲得包含可根據(jù)所述預(yù)定比特位置確定的另外的比特位置中的偽比特的交織塊；以及用表示將在移動臺和基站之間以信號形式發(fā)送的消息的比特來代替交織塊中的偽比特。
控制信道最好是慢速隨路控制信道(SACCH)。
而且，將交織塊劃分成4個子塊，且將其中每個子塊映射到包含兩個竊用標(biāo)志比特的SACCH突發(fā)中。
偽比特最好在每個SACCH突發(fā)中總是具有相同的位置。
卷積碼最好是1/2碼率的卷積碼。
最好在對縮短塊應(yīng)用所述卷積碼之前將多個尾部比特添加到SACCH塊中。
在結(jié)合

圖1閱讀本說明書之后，本發(fā)明將變得顯而易見。
附圖簡述圖1是說明根據(jù)本發(fā)明的帶內(nèi)信令傳輸方法的流程圖。
圖2A是顯示SACCH突發(fā)中偽比特的比特位置的表格的第一部分。
圖2B是顯示SACCH突發(fā)中偽比特比特的位置的表格的第二部分。
圖2C是顯示SACCH突發(fā)中偽比特比特的位置的表格的最后一部分。
本發(fā)明的最佳實施方式眾所周知，為了在接收機(jī)中檢測是否存在錯誤，要在編碼過程中將根據(jù)用戶數(shù)據(jù)計算得到的一些冗余信息加到用戶數(shù)據(jù)中。在全球移動通信系統(tǒng)(GSM)中，采用卷積碼對用戶數(shù)據(jù)編碼以達(dá)到該目的。此外，將40比特的FIRE碼用于突發(fā)差錯的檢測和糾正。另外，采用交織過程來將比特流中的比特分散或交織到若干突發(fā)中。采用交織是為了防止當(dāng)整個突發(fā)被破壞時傳輸數(shù)據(jù)完全丟失。
關(guān)于SACCH，當(dāng)用戶數(shù)據(jù)傳遞給編碼器以便進(jìn)行信道編碼時，數(shù)據(jù)的傳遞采用長度固定為184信息比特的突發(fā)模式d(0)，d(1)，...d(183)。184信息比特塊受40個防錯附加比特的保護(hù)。這些比特是根據(jù)縮短的二進(jìn)制循環(huán)碼(FIRE碼)利用如下生成多項式添加到184比特中的g(d)＝(D23+1)*(D17+D3+1)其中，Dj是傳遞給編碼單元的數(shù)據(jù)符號。
循環(huán)碼的編碼以如下多項式所示的系統(tǒng)形式完成d(0)D223+d(1)D222+...+d(183)D40+p(1)D38+...+p(38)D+p(39)其中{p(0)，p(1)，...，p(39)}是校驗比特，此多項式除以g(D)得到等于下式的余式1+D+D2+...+D39。
另外，將四個等于0的尾部比特添加到信息和校驗比特中，其結(jié)果為一個228比特的塊u(k)＝d(k)，對于k＝0，1，..，183。
u(k)＝p(k-184)，對于k＝184，185，...，223。
u(k)＝0，對于k＝224，225，226，227(尾部比特)。
此228比特塊采用如下多項式定義的1/2碼率的卷積碼編碼G0＝1+D3+D4G1＝1+D+D3+D4其結(jié)果得到一個由456個編碼比特構(gòu)成的塊，這456個編碼比特為{c(0)，c(1)，...，c(455)}，由如下等式確定c(2k)＝u(k)+u(k-3)+u(k-4)c(2k+1)＝u(k)+u(k-1)+u(k-3)+u(k-4)，對于k＝0，1，...，227；
u(k)＝0，對于k＜0。
這些編碼比特根據(jù)如下規(guī)則重新排序并交織i(B，j)＝c(n，k)，對于k＝0，1，...，455n＝0，1，...，N，N+1，...
B＝B0+4n+(k mod 4)j＝2((49k)mod 57)+((k mod 8)div 4)。
其中B用于對突發(fā)或塊編號并且B0標(biāo)記第一突發(fā)或塊，該第一突發(fā)或塊傳送作為傳輸過程中第一數(shù)據(jù)塊的n＝0的數(shù)據(jù)塊的比特。
對比特重新排序的結(jié)果可從比特編號索引j的賦值看出，將456個比特中偶數(shù)編號的比特分配到4個塊中，而將其中奇數(shù)編號的比特分配到另4個塊中。接著將具有偶數(shù)編號比特的各塊與具有奇數(shù)編號比特的各塊合并成一個塊，就得到4個塊。
編碼數(shù)據(jù)塊是按“矩形塊方式”來交織的，其中，每4個塊開始一個新的數(shù)據(jù)塊，其將該新數(shù)據(jù)塊分配到4個塊中。
當(dāng)映射到突發(fā)中時，映射位置按如下規(guī)則給出e(B，j)＝i(B，j)以及e(B，59+j)＝i(B，57+j)，對于j＝0，1，...，56以及e(B，57)＝h1(B)以及e(B，58)＝hu(B)其中，e(B，j)表示一個突發(fā)中的比特，而i(B，j)表示交織數(shù)據(jù)比特。編號為B的突發(fā)中標(biāo)記分別為h1(B)和hu(B)的兩個比特是用于識別控制信道信令的“竊用標(biāo)志”。圖2B中竊用標(biāo)志標(biāo)記為SB。目前，對SACCH而言，這些竊用標(biāo)志被設(shè)為“1”。
根據(jù)本發(fā)明的方法采用一種不同的檢錯碼，用于保護(hù)用戶數(shù)據(jù)。所采用的是較短的循環(huán)冗余校驗(CRC)碼而非40比特的FIRE碼。CRC碼是本領(lǐng)域所周知的。通過用CRC碼代替FIRE碼，存在若干可用于傳送信令消息的比特。
現(xiàn)在參照圖1，傳輸SACCH消息的程序如下在步驟110，對每個包含184信息比特、40比特FIRE碼和4個尾部比特(共228比特)的SACCH塊，用較短的CRC碼或任何其它較短的檢錯碼來代替FRIE碼。在步驟115，在將約束長度用于卷積碼之前將多個尾部比特添加到SACCH塊中。在步驟120，用具有相同或更長約束長度的1/2碼率的卷積碼對該縮短的SACCH塊編碼以獲得編碼的縮短SACCH塊。在步驟130，為了對456個比特進(jìn)行塊交織，將多個偽比特插入編碼的縮短SACCH塊中。在步驟140，接著對包括偽比特的整個塊進(jìn)行交織并重排成4個數(shù)據(jù)塊突發(fā)。圖2A-2C中這些突發(fā)用B1、B2、B3和B4表示。應(yīng)注意，交織步驟140與GSM TS 05.03v.8.6.0 Release 1999標(biāo)準(zhǔn)中定義的相同。還應(yīng)注意，步驟120中插入偽比特是在140中交織步驟之后進(jìn)行，偽比特在SACCH突發(fā)中的位置總是相同。例如，如果步驟130中在編碼的縮短SACCH塊內(nèi)插入40個偽比特，則這些偽比特占據(jù)相同的位置，這些位置如圖2B所示用如下比特編號表示47，49，51，53，55，60，62，64，66以及68。最后，在步驟150，在每個突發(fā)中用表示帶內(nèi)信令的信令消息的比特來代替?zhèn)伪忍?。例如，信令消息可以是快速功率控?FPC)信號。
應(yīng)注意，8比特的竊用標(biāo)志(對應(yīng)圖2B中比特編號57和58)被設(shè)為“1”，因為它們目前未被使用。需要時，這些竊用標(biāo)志比特可由表示信令消息的比特代替。而且，在步驟125，可以將編碼塊中的一個或多個比特刪除或刪截，以便傳送帶內(nèi)信令。
用于代替40比特FIRE碼的較短的CRC碼可具有例如20比特。CRC碼的長度最好在12至30比特之間。但是，也可能使用更短或更長的CRC碼。例如，如果每個突發(fā)需要10比特用于帶內(nèi)信令，以及20比特CRC碼用于替換40比特FIRE碼，則當(dāng)卷積碼的約束長度(從5比特)增加到7比特并且未使用竊用標(biāo)志時，必須刪除或刪截4比特。因此，各步驟中SACCH塊內(nèi)的比特數(shù)如下在縮短SACCH塊中184+20＝204(步驟110)在經(jīng)過修改的縮短SACCH塊中204+6＝210(步驟115)在編碼塊中210×2＝420(步驟120)在刪截編碼塊中420-4＝416(步驟125)在經(jīng)過修改的編碼塊中416+40＝456(步驟130)在經(jīng)過步驟140之后交織塊中的比特數(shù)和經(jīng)過步驟150之后經(jīng)過替換的塊中的比特數(shù)均為456。
另一個示例為如果每個突發(fā)需要12比特用于帶內(nèi)信令，以及18比特的CRC碼用于替換40比特的FIRE碼，則當(dāng)卷積碼的約束長度增加到7比特且兩個竊用標(biāo)志均投入使用時，無需刪截任何比特。比特數(shù)如下在縮短SACCH塊中184+18＝202(步驟110)在經(jīng)過修改的縮短SACCH塊中202+6＝208(步驟115)在編碼塊中208×2＝416(步驟120)在刪截編碼塊中416-0＝416(步驟125)在經(jīng)過修改的編碼塊中416+40＝456(步驟130)在經(jīng)過步驟140之后交織塊中的比特數(shù)和經(jīng)過步驟150之后經(jīng)過替換的塊中的比特數(shù)均保持不變。
應(yīng)注意，經(jīng)過步驟130之后經(jīng)過修改的編碼塊中的比特數(shù)為456，與原始的SACCH塊中的比特數(shù)相同，所述原始的SACCH塊承載184個信息比特、40比特FIRE碼和4個尾部比特。因此，在步驟140可以采用相同的交織器來對這些比特重排。而且，最好增加約束長度以便維持誤碼組率性能(BLER)以及糾錯性能。因此，在上述兩個示例中，約束長度從5增加到7比特。然而，如果有必要或希望進(jìn)一步改善BLER，則約束長度可以比7比特長。
結(jié)合圖1所述的本發(fā)明涉及在發(fā)送側(cè)傳送SACCH消息的過程。接收側(cè)的過程如下-從每個SACCH突發(fā)中固定位置處讀取帶內(nèi)信令，其中，所述位置包括經(jīng)過替換的偽比特和可能的竊用比特以及附加的刪截比特；-對456比特塊去交織；以及-對沒有偽比特的SACCH塊解碼。
因此，盡管本發(fā)明已參照其最佳實施例作了說明，但本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)理解，在沒有背離本發(fā)明的精神和范圍的前提下，可以對其形式和細(xì)節(jié)進(jìn)行前述的和各種其它的變化、省略和修改。
權(quán)利要求
1.一種在電信網(wǎng)中移動臺和基站收發(fā)信臺之間利用空中接口中用于成塊傳送信息的控制信道以信號形式發(fā)送消息的方法，其中，每個塊包含所傳送的信息和具有第一數(shù)目的比特的第一糾錯/檢錯碼，所述方法的特征在于用具有小于所述第一數(shù)目的第二數(shù)目的比特的第二糾錯/檢錯碼代替所述塊中所述第一糾錯/檢錯碼，以獲得具有多個可用于傳輸?shù)谋忍氐目s短塊；以及將另外的比特放入所述可用比特的至少一部分中，其中，所述另外的比特表示將在所述移動臺和所述基站之間以信號形式發(fā)送的消息。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于還包括如下步驟在將所述另外的比特放入所述可用比特中之前對所述縮短塊應(yīng)用卷積碼以獲得編碼縮短塊。
3.如權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于還包括如下步驟將多個偽比特插入所述編碼縮短塊中所述可用比特的至少一部分中的預(yù)定比特位置以獲得經(jīng)過修改的編碼塊；以交織的方式重新排列所述經(jīng)過修改的編碼塊中的比特以獲得包含根據(jù)所述預(yù)定義比特位置可確定的另外的比特位置中的偽比特的交織塊；以及用所述另外的比特來代替所述交織塊中的所述偽比特。
4.如權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，所述控制信道包括慢速隨路控制信道(SACCH)。
5.如權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，所述交織塊劃分成多個子塊，每個所述子塊映射到包含多個竊用標(biāo)志的SACCH突發(fā)中，并且其中所述偽比特在每個SACCH突發(fā)內(nèi)總是具有相同的位置。
6.如權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述卷積碼是1/2卷積碼。
7.如權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，所述卷積碼的約束長度為7比特。
8.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一糾錯/檢錯碼是FIRE碼以及所述第二糾錯/檢錯碼是循環(huán)冗余校驗(CRC)碼。
9.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述第二比特數(shù)目的范圍在12至30之間。
10.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述消息包括快速功率控制信號。
11.如權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于還包括如下步驟在所述SACCH突發(fā)中刪截一個或多個比特以傳送所述消息。
12.如權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，所述竊用標(biāo)志是未用的，且所述SACCH突發(fā)中的所述未用的竊用標(biāo)志可用于傳送所述消息。
13.如權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于還包括如下步驟在對所述縮短塊應(yīng)用所述卷積碼之前用尾部比特調(diào)整所述縮短塊的長度。
14.如權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于還包括如下步驟在把所述偽比特插入所述編碼縮短塊之前調(diào)整所述編碼縮短塊的長度以適應(yīng)所述約束長度。
15.如權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，包含所傳送的信息和所述第一糾錯/檢錯碼的所述SACCH塊還包含多個尾部比特，從而得到第一總數(shù)個比特，以及其中所述經(jīng)過修改的編碼塊包含等于所述第一總數(shù)的第二總數(shù)個比特。
16.如權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，所述卷積碼是具有約束長度的1/2卷積碼，所述方法還包括如下步驟在對所述縮短塊應(yīng)用所述卷積碼之前用尾部比特調(diào)整所述縮短塊的長度；以及在把所述偽比特插入所述編碼縮短塊之前調(diào)整所述編碼縮短塊的長度以適應(yīng)所述約束長度；并且其中所述SACCH塊包含所傳送的信息、所述第一糾錯/檢錯碼以及多個另外的尾部比特，從而得到第一總數(shù)個比特，并且其中所述經(jīng)過修改的編碼塊包含等于所述第一總數(shù)的第二總數(shù)個比特。
17.如權(quán)利要求15所述的方法，其特征在于，將交織器用于重排具有所述第一總數(shù)個傳輸比特的SACCH塊，并且還將所述交織器用于重排所述經(jīng)過修改的編碼塊以便傳輸。
18.如權(quán)利要求16所述的方法，其特征在于，將交織器用于重排具有所述第一總數(shù)個傳輸比特的SACCH塊，并且還將所述交織器用于重排所述經(jīng)過修改的編碼塊以便傳輸。
19.一種在電信網(wǎng)中移動臺和基站收發(fā)信臺之間利用空中接口中用于成塊傳送信息的慢速隨路控制信道(SACCH)以信號形式發(fā)送消息的方法，其中，每個塊包含所傳送的信息和具有第一數(shù)目的比特的第一糾錯/檢錯碼，所述方法包括如下步驟用具有小于所述第一數(shù)目的第二數(shù)目的比特的第二糾錯/檢錯碼代替所述塊中所述第一糾錯/檢錯碼以獲得縮短塊；對所述縮短塊應(yīng)用卷積碼以獲得編碼縮短塊；在所述編碼縮短塊中預(yù)定比特位置插入多個偽比特以獲得經(jīng)過修改的編碼塊；以交織方式重排所述經(jīng)過修改的編碼塊中的比特，以獲得包含可根據(jù)所述預(yù)定比特位置確定的另外的比特位置中的偽比特的交織塊；以及用表示將在所述移動臺和所述基站之間以信號形式發(fā)送的消息的比特來代替所述交織塊中的所述偽比特。
20.如權(quán)利要求19所述的方法，其特征在于，所述卷積碼具有約束長度，所述方法的特征還在于在對所述縮短塊應(yīng)用所述卷積碼之前用尾部比特調(diào)整所述縮短塊的長度；以及在將所述偽比特插入所述編碼縮短塊中之前根據(jù)所述約束長度調(diào)整所述編碼縮短塊。
21.一種在電信網(wǎng)中移動臺和基站收發(fā)信臺之間利用空中接口中用于成塊傳送信息的控制信道以信號形式發(fā)送消息的裝置，其中，每個塊包含所傳送的信息和具有第一數(shù)目的比特的第一糾錯/檢錯碼，所述裝置的特征在于部件，用于用具有小于所述第一數(shù)目的第二數(shù)目的比特的第二糾錯/檢錯碼代替所述塊中所述第一糾錯/檢錯碼以獲得具有一定長度的縮短塊；部件，用于用尾部比特調(diào)整所述縮短塊的長度以獲得經(jīng)過修改的縮短塊；部件，用于對所述經(jīng)過修改的縮短塊應(yīng)用卷積碼以獲得編碼縮短塊；部件，用于在所述編碼縮短塊中預(yù)定比特位置插入多個偽比特以獲得經(jīng)過修改的編碼塊；部件，用于以交織方式重排所述經(jīng)過修改的編碼塊中的比特，以獲得包含可根據(jù)所述預(yù)定比特位置確定的另外的比特位置中的偽比特的交織塊；以及部件，用于用表示將在所述移動臺和所述基站之間以信號形式發(fā)送的消息的比特來代替所述交織塊中的所述偽比特。
22.如權(quán)利要求21所述的裝置，其特征在于還包括一種部件，該部件用于在所述編碼縮短塊中插入所述偽比特之前用其它比特來調(diào)整所述編碼縮短塊的長度。
23.如權(quán)利要求21所述的裝置，其特征在于，所述控制信道是慢速隨路控制信道(SACCH)。
全文摘要
一種在移動電信網(wǎng)中使用SACCH突發(fā)來傳輸帶內(nèi)信令消息的方法。為了避免從每個用于帶內(nèi)信令的SACCH突發(fā)中刪截掉固定數(shù)量的比特，用較短的CRC碼代替SACCH的40比特的FIRE碼，從而產(chǎn)生未用的比特用于傳送消息。在SACCH塊縮短之后，將多個偽比特插入縮短后的塊，然后，對該塊應(yīng)用1/2卷積碼以獲得編碼塊。進(jìn)一步對編碼塊進(jìn)行交織、重排，并將其映射到4個SACCH突發(fā)中。然后用帶內(nèi)信令替換每個SACCH塊中的偽比特以進(jìn)行傳輸。
文檔編號H04Q7/38GK1505876SQ02809071
公開日2004年6月16日 申請日期2002年4月30日 優(yōu)先權(quán)日2001年4月30日
發(fā)明者T·貝利爾, H·喬基寧, B·賽比雷, T 貝利爾, 壤 申請人:諾基亞有限公司