CN100418309C - 多路复用数据的交织 - Google Patents

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Abstract

在媒介访问控制层(402)采用传送信道(405，406，407)原理的一种移动通信系统中，该传送信道(405，406，407)被组合然后经过交织处理(411)。

Description

多路复用数据的交织
技术领域
本发明涉及一种移动通信系统。
背景技术
传送信道的概念从UTRAN(通用移动电信系统无线接入网)中得知。每条这种传送信道能够运载具有不同服务质量(QoS)要求的比特种类。多条传送信道能够在同一物理信道中多路复用和发送。
发明内容
本发明的目的是在现有技术的基础上改进采用传送信道的通信系统。
依据本发明，提供了一种一种适合于TDMA通信的无线电发射设备，包括无线电发射机电路和处理装置，该处理装置用于处理数字信号以便为该无线电发射机电路产生调制信号，该处理装置被配置为实现具有该物理层和在物理层上的媒介访问控制层的协议堆栈，其特征在于，该媒介访问控制层提供多个传送信道，这些传送信道被组合起来然后进行交织以便产生所述调制信号，每个传送信道被配置用来根据循环冗余校验、信道编码和速率匹配方案之一来处理信号，其配置能够在呼叫建立期间被建立。
优选地，该设备适合于TDMA通信，所述交织对组成多个TDMA脉冲串的数据块执行。
优选地，该处理装置在组合传送信道之前执行所述传送信道的交织。
附图说明
图1显示了依据本发明的移动通信系统；
图2是移动站的框图；
图3是基本收发站台的框图；
图4举例说明了用于本发明实施例中的帧结构；
图5举例说明了本发明实施例中的分组数据信道；
图6举例说明了本发明实施例中在两个半速率分组信道之间的无线电信道共享；
图7举例说明了用于本发明实施例的协议栈的低层；
图8举例说明了本发明第一实施例中无线电信号的产生；
图9举例说明了本发明第一实施例产生的数据脉冲串；
图10举例说明了本发明第二实施例中无线电信号的产生；
图11举例说明了适合于接收本发明第二实施例中产生的信号的接收处理部分。
具体实施方式
现在将通过举例并参考附图来描述本发明的优选实施例。
参考图1，移动电话网1包括具有第一和第二交换中心2a，2b的多个交换中心。第一交换中心2a被连接到具有第一和第二基站控制器3a，3b的多个基站控制器。第二交换中心2b同样地被连接到多个基站控制器(未显示)。
第一基站控制器3a被连接到基本收发站台4和多个其它基本收发站台并且控制它们。第二基站控制器3b同样地被连接到多个基本收发站台并控制它们(未显示)。
在当前实例中，每个基本收发站台服务于各自的小区。因此，基本收发站台4服务小区5。然而，一个基本收发站台可以通过定向天线服务于多个小区。多个移动站6a，6b位于小区5中。可以理解，在任何给定小区中的移动站数目和身份将随着时间而变化。
移动电话网1通过网关交换中心8被连接到公共交换电话网7。
网络的分组业务方面包括多个被连接到各自多个基站控制器3a，3b的分组业务支持节点(未显示)9。至少一个分组业务支持网关结点10将该分组业务支持结点10或者每个分组业务支持结点连接到因特网11。
交换中心3a，3b和分组业务支持节点9可以访问归属位置寄存器12。
移动站6a，6b与基本收发站台4之间的通信采用时分多址接入(TDMA)方案。
参考图2，第一移动站6a包括天线101，射频子系统102，基带DSP(数字信号处理)子系统103，模拟音频子系统104，扬声器105，麦克风106，控制器107，液晶显示器108，键盘109，存储器110，电池111和电源电路112。
射频子系统102包含移动电话发射机和接收机的中频和射频电路，以及用于调谐移动站发射机和接收机的频率合成器。天线101被耦合到射频子系统102用于接收和发射无线电波。
基带DSP子系统103被耦合到射频子系统102以便从其接收基带信号和向其发送基带调制信号。基带DSP子系统103包括本领域公知的编译码器功能。
模拟音频子系统104被耦合到基带DSP子系统103，从其中接收解调的音频。模拟音频子系统104放大解调的音频，并将其施加到扬声器105。被麦克风106检测的声信号由模拟音频子系统104预放大，并被发送到基带DSP子系统4用于编码。
控制器107控制移动电话的操作。控制器被耦合到射频子系统102用于向频率合成器提供调谐指令，被耦合到基带DSP子系统103以便提供关于传输的控制数据和管理数据。控制器107根据存储在存储器110中的程序操作。存储器110与控制器107分开显示。然而，该存储器也可以与控制器107集成在一起。
显示设备108被连接到控制器107以便接收控制数据，键盘109被连接到控制器107以便向其提供用户输入数据信号。
电池111被连接到电源电路112，该电源电路112在移动电话部件使用的不同电压上提供稳压电源。
控制器107被编程来控制进行语音和数据通信的移动站，并且利用应用程序来编程，例如WAP浏览器，这些应用程序要利用移动站的数据通信能力。
第二移动站6b被同样地配置。
参考已经大大简化的图3，基本收发站台4包括天线201，射频子系统202，基带DSP(数字信号处理)子系统203，基站控制器接口204和控制器207。
射频子系统202包含基本收发站台的发射机和接收机的中频和射频电路，以及用于调谐基本收发站台的发射机和接收机的频率合成器。天线201被耦合到射频子系统102以便接收和发射无线电波。
基带DSP子系统203被连接到射频子系统202以便从其中接收基带信号和向其发送基带调制信号。基带DSP子系统203包括本领域公知的编译码器功能。
基站控制器接口204将基本收发站台4对接到它的控制基站控制器3a。
控制器207控制基本收发站台4的操作。该控制器被耦合到射频子系统202用于向频率合成器提供调谐指令，被耦合到基带DSP子系统用于提供关于传输的控制数据和管理数据。控制器207根据存储在存储器201中的程序进行操作。
参考图4，每个用于移动站6a，6b与基本收发站台4之间通信的TDMA帧包括8个0.577ms的时隙。“26复帧”包括26个帧，“51复帧”包括51个帧。51个“26复帧”或者26个“51复帧”组成一个超帧(superframe)。最后，一个超高帧(hyperframe)包括2048个超帧。
时隙中的数据格式根据时隙的功能而变化。一个标准脉冲串(即时隙)包括三个尾比特，其后跟着58个加密数据比特、26比特的训练序列、另一个58个加密数据比特序列，以及另三个尾比特。在脉冲串结束部分提供了8.25个比特持续时间的保护期间。频率校正脉冲串有相同的尾比特和保护期间。然而，其有效载荷包括固定的142比特的序列。除了加密数据被减少至39比特的两个时钟，训练序列由64比特的同步序列代替之外，同步脉冲串与标准脉冲串相同。最后，接入脉冲串包括8个初始尾比特，其后跟着41比特的同步序列、36比特加密数据以及另三个尾比特。在这种情况中，保护期间是68.25比特长。
当用于电路交换业务时，管道化方案和GSM中采用的一样。
参考图5，全速率分组交换信道利用遍布在“51复帧”的12个4时隙的无线电块。空闲时隙跟随在第三、第六、第九和第十二个无线电块后。
参考图6，对于半速率的专用和共享分组交换信道，时隙被交替地分配给两个子信道。
移动站6a，6b与基本收发站台4的基带DSP子系统103，203和控制器107，207被配置为实现两个协议栈。第一协议栈用于电路交换业务，并且基本上与传统GSM系统中采用的协议栈相同。第二协议栈用于分组交换业务。
参考图7，与移动站6a，6b和基站控制器4之间的无线电链路有关的层是无线电链路控制层401，媒介访问控制层402和物理层403。
无线电链路控制层401有两种模式：透明和非透明。在透明模式中，数据仅仅通过无线电链路控制层不经过更改地向上或者向下传递。
在非透明模式中，无线电链路控制层401提供链路适配，通过必要时分段或者级联数据单元来根据高层接收的数据单元构造数据块，对向上传递到堆栈的数据执行逆处理。根据是否使用确认模式，该无线电链路控制层还负责检测丢失数据块或者重新排序向上发送其内容的数据块。该层还在确认模式中提供反向误差校正。
媒介访问控制层402负责从无线电链路控制层401向适当的传送信道分配数据块，以及将从传送信道接收到的无线电块传递到无线电链路控制层403。
物理层403负责根据通过传送信道传送的数据创建发射的无线电信号，并通过校正传送信道将已接收的数据传递到媒介访问控制层402。
参考图8，由应用404a，404b，404c产生的数据沿着协议堆栈向下传播到媒介访问控制层402。来自应用404a，404b，404c的数据可以属于多个要求不同服务质量的分类中的任何一个。属于多个分类的数据可以由单个应用产生。媒介访问控制层402根据来自应用404a，404b，404c的数据所属的分类将其引导到不同的传送信道405，406，407中。
每个传送信道405，406，407可以被配置为根据多个处理方案405a，405b，405c，406a，406b，406c，407a，407b，407c来处理信号。在呼叫建立期间，以移动站6a，6b和网络的能力以及正在运行的应用或者多个应用404a，404b，404c的特性为基础建立传送信道405，406，407的配置。
处理方案405a，405b，405c，406a，406b，406c，407a，407b，407c是循环冗余码校验405a，406a，407a，信道编码405b，406b，407b和速率匹配405c，406c，407c的唯一组合。这些唯一的处理方案将被称作“传送格式”。可以为每个传送信道405，406，407选择一种交织方案405d，406d，407d。因此，不同传送信道可以使用不同交织方案，在替换实施例中，相同的传送信道在不同的时期可以使用不同的交织方案。
为传送信道405，406，407产生的组合数据速率不得超过物理信道或者被分配给移动站6a，6b的信道的数据速率。这对允许的传送格式组合施加了限制。例如，如果每个传送信道存在三种传送格式TF1，TF2，TF3，可能有效的是以下组合：
TF1TF1TF2
TF1TF3TF3
而不是：
TF1TF2TF2
TF1TF1TF3
多路复用处理410将传送信道交织处理的数据输出多路复用，然后，该数据经历又一次交织411。
传送格式组合指示器由传送格式组合指示器产生处理412根据来自媒介访问控制层的信息产生，并由编码处理413编码。经过再一次交织411之后，传送格式组合指示器由传送格式组合指示器插入处理插入到数据流中。传送格式组合指示器分散在一个无线电块中，部分位于每个脉冲串中的固定位置，在这个实例中是在训练符号(图9)的任何一侧。因此，完整的传送格式组合指示器以固定间隔出现，即块长20ms。这使得当使用不同交织类型(例如8脉冲串对角线和4脉冲串矩形交织)时可能确保传送格式组合指示器检测。因为传送格式组合指示器不经过可变交织，所以接收站可以容易地查找它和将它用于已接收数据的控制处理。
在多路复用比特流中对于每个传送信道的数据位置可以通过从传送格式组合指示器中接收的位置(station)以及关于确定性的多路复用处理的知识来确定。
在上文中，物理信道或者子信道专用于特定呼叫的特定移动站。当物理信道和子信道被共享时，对于移动站来说必须知道何时能够访问上行链路。为此目的，在共享信道的操作中，上行链路状态标记被包含在每个下行链路无线电块中。该标记指示接收移动站是否可以开始在下一个上行链路无线电块中发送数据。为了与GPRS和EGPRS移动站兼容，上行链路状态标记优选地占用与为EGPRS规定的相同比特位置，例如，当使用8PSK调制时每个348数据比特脉冲串的数据比特150，151，168，169，171，172 174，175，177，178和195。当使用GMSK调制时情况更加复杂，因为虽然是完全循环的方式，但是在不同脉冲串中使用不同的比特位置。更特别地，在4个脉冲串循环中，第一脉冲串中使用比特0，51，56，57，58和100，第二脉冲串中使用比特35，56，57，58，84和98，第三脉冲串中使用比特19，56，57，58，68和82。第四脉冲串中使用比特3，52，56，57，58和66。
同样地，下行链路状态标记被包含在下行链路无线电脉冲串中以指示脉冲串打算送至到哪个移动站。这些标记在脉冲串内总是有相同的位置，使得接收移动站可以容易地对其进行定位。在优选实施例中，上行链路和下行链路标记有到移动站6a，6b的相同映射。
使用共享子信道的移动站6a，6b包括在传输中用于上述上行链路和下行链路接入控制的标识符。此外，该标识符位于每个脉冲串中预定的位置。尽管网络因为调度传输而通常知道发射移动站6a，6b的身份，来自基本收发站台的传输讹误将导致错误的移动站发送。以这种方式包括标识符使得基本收发站台能够从已接收的信号中识别发送移动站，然后解码当前块，通过阅读传送格式组合指示器开始操作，然后根据发射移动站6a，6b的身份以及被解码的传送格式组合指示器选择正确的传送信道解码处理。
参考图10，在另一个实施例中，媒介访问控制层402可以支持多个有效的传送格式集501，502。每个传送格式组合集501，502可应用于依据不同调制技术的传输，例如，GMSK和8PSK。在呼叫建立期间建立所有的有效传送格式集501，502。
在网络到移动站6a，6b的控制信道中的信号使移动站6a，6b切换调制技术，从而切换传送格式组合集501，502。控制信号能够通过响应路径质量或者阻塞级产生。移动站6a，6b还能够单方面决定要采用的调制技术。
参考图11，在接收站，如果它是移动站6a，6b或者基本收发站台4，则已接收的信号被施加到每个调制类型的解调处理601，602。解调处理601，602的结果被分析603，604以确定所采用的是何种调制技术，然后，从适当的解调信号中提取605传送格式组合指示器，并将其用于控制信号进一步的处理。
将会理解，上述实施例可以在不偏离所附权利要求的范围和精神的情况下以多种方式修改。

Claims (4)

1. 一种适合于TDMA通信的无线电发射设备，包括无线电发射机电路和处理装置，该处理装置用于处理数字信号以便为该无线电发射机电路产生调制信号，该处理装置被配置为实现具有物理层和在物理层上的媒介访问控制层的协议堆栈，其特征在于，该媒介访问控制层提供多个传送信道，这些传送信道被组合起来然后进行交织以便产生所述调制信号，每个传送信道被配置用来根据循环冗余校验、信道编码和速率匹配方案之一来处理信号，其配置能够在呼叫建立期间被建立。
2. 根据权利要求1所述的无线电发射设备，其中，该处理装置紧接在所述传送信道被组合之前执行对于所述传送信道的交织。
3. 根据权利要求1所述的无线电发射设备，其中，一个多路复用器被安排用来紧接在传输数据到物理层之前多路复用传送信道输出的已交织数据。
4. 根据权利要求3所述的无线电发射设备，其中，所述物理层包括交织器，用于紧接着传送信道的组合之后，进一步交织从媒介访问控制层输出的信号。
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