CN101449464A - 无线通信网络中代码字上的信息编码 - Google Patents

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CN101449464A CNA2007800180093A CN200780018009A CN101449464A CN 101449464 A CN101449464 A CN 101449464A CN A2007800180093 A CNA2007800180093 A CN A2007800180093A CN 200780018009 A CN200780018009 A CN 200780018009A CN 101449464 A CN101449464 A CN 101449464A
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Abstract

一种无线通信网络实体(400)及其中的方法，其中使用纠错码，例如循环冗余码，编码数据以形成包括冗余的第一代码字。通过在所述第一代码字的一部分上编码附加数据生成第二代码字，其中，在其上编码附加数据的所述第一代码字的一部分在所述第一代码字的纠错能力之内。

Description

无线通信网络中代码字上的信息编码
技术领域
[0001]本公开一般涉及无线通信，尤其涉及将附加信息编码到由利用诸如循环冗余码的纠错码来编码信息而形成的代码字的一部分上，用于在无线通信网络中的实体间的通信，相应的实体和方法。
背景技术
[0002]为了提供关于IP语音(VoIP)、无线一键通(PoC)和基于视频电话应用的服务的正面用户体验，低延迟是必须的。根据国际电信联盟(ITU)，地域内的，例如在非洲、欧洲、北美等内的，VoIP呼叫应该经历150毫秒量级的单向延迟，以及地域间的VoIP呼叫应该经历200-300毫秒量级的单向延迟。
[0003]混合自动重传请求(HARQ)是众所周知的。当前存在于GSM中的EGPRS通过定期轮询实现HARQ。然而轮询机制是延迟的一个基本原因。在GERAN演进可行性研究45.912的第10部分，通过轮询和/或连续双向数据流实现了ACK/NACK消息。因此，在没有连续双向数据流时，只能通过连续轮询保证低延迟。这是极其低效率的，而且不允许与传统移动台的无缝的互用性。目前，无线通信网络运营商必须完全禁止HARQ或者以极其低效率的方式操作HARQ，以支持低延迟应用，例如IP语音或者实时视频流。
[0004]对于移动台到移动台之间的VoIP呼叫，具有自动重传请求(ARQ)的现有EGPRS协议对于每个上行或下行链路具有420毫秒量级的延迟。这个延迟超过了地域间VoIP呼叫的200-300毫秒的延迟，并且远远超过地域内VoIP呼叫的150毫秒的延迟。
[0005]对于本领域技术人员来说，经过对下述的详细说明和附图的仔细考虑，本发明的各方面、特征和优点会更加明显。为了清楚的目的，附图被简化，而且不需按比例绘制。
附图说明
[0006]图1是无线通信网络。
[0007]图2是无线通信网络基础设施实体。
[0008]图3是移动无线通信终端。
[0009]图4示出了无线通信实体。
[0010]图5是过程流程图。
具体实施方式
[0011]图1中，示例性的无线通信系统100包括一个或多个可通信地耦合到核心网120的无线电接入网络110。示例性蜂窝通信网络包括基于3GPP GERAN的网络，例如，GSM/EGPRS和增强数据率GSM(或全球)演进(EDGE)网络，以及除现有和未来代的蜂窝通信网络以外的第3代3GPP WCDMA网络。
[0012]图1中，接入网络一般包括多个基站112，其服务于分布在相应地理地域的蜂窝区域，其中每个基站可包括一个或多个小区或扇区。一般地，一个或多个基站可通信地耦合到相应的控制器114。依据实施的网络协议，基站和控制器可以被不同地指称。例如，在GSM网络中，基站110可以被称作基站收发信机(BTS)，且控制器是基站控制器(BSC)。一些GSM网络也包括分组控制单元(PCU)116。在UMTS网络中，基站被称作节点频带(Node Band)，控制器为无线网络控制器(RNC)。
[0013]图1中，核心网络120包括移动交换中心(MSC)122，其可通信地耦合到控制器，例如，BSC和RNC。MSC典型地可通信地耦合到公共交换电话网(PSTN)和/或综合业务数字网(ISDN)，ISDN是利用信令系统7号(SS7)接口(公共信道电信分组交换)的PSTN。核心网络包括归属位置寄存器(HLR)124和拜访位置寄存器(VLR)，其可位于MSC或一些其它基础设施实体中。在具有分组服务的网络中，核心网络包括可通信地耦合到PCU116和/或RNC114的服务GPRS支持节点(SGSN)126。在GSM网络中，PCU提供分组支持。SGSN典型地可通信地耦合到网关GPRS支持节点(GGSN)128，其连接到其它分组数据网络，例如，因特网。
[0014]基站与移动终端102通信以调度无线电资源并且使用可用的无线电资源接收和/或发射数据，所述移动终端根据协议可被称为移动台(MS)或用户装备(UE)。无线通信系统100还可包括其它基础设施实体，用于执行管理功能，所述功能包括数据路由、接入控制、订户计帐、终端认证等，这些功能可由其它网络实体控制。这些实体没有示出，但通常为本领域技术人员所公知。
[0015]图2示出的实施例中，无线通信基础设施实体200，例如，基站或分组控制单元(PCU)包括用于与网络中可调度的无线终端通信的收发信机210，所述可调度的无线终端例如图1中的终端102。基础设施实体包括控制器220，可通信地耦合到该收发信机。基础设施实体执行调度功能，包括向网络中的无线终端分配无线电资源。例如，基础设施实体可以向无线终端分配一个或多个时隙。更一般地，被分配的无线电资源可以是时间-频率资源。在一个实施例中，控制器包括调度模块222或者其它执行调度的逻辑实体。所述调度模块容易以软件方式实施。
[0016]图2中，无线通信基础设施实体200在下行链路块中的单块上行链路调度字段上向无线通信终端发送诸如确认信息的非调度信息。确认信息包括，例如ACK和NACK信息，该ACK和NACK信息基于是否在其被分配的一个或多个时隙上从第一无线通信终端接收到信息而被发送到终端。在一个实施例中，控制器包括单块上行链路调度字段配置模块224或其它逻辑实体，用于配置具有非调度信息的下行链路块的单块上行链路调度字段。所述单块上行链路调度字段配置模块容易以软件方式实施。在配置了单块上行链路调度字段后，收发信机在下行链路块中将非调度信息发射到无线终端。
[0017]在一个特定于GPRS/EDGE应用的实施例中，网络基础设施实体在未被使用的相关保留块周期(RRBP)字段中发射非调度信息。在GERAN中，RRBP字段是下行链路RLC/MAC块中的2位数据字段。根据这一实施例，下行链路块的单块上行链路调度字段是RRBP字段。RRBP值一般指定单个上行链路块，在其中移动台将分组控制确认消息或分组接入控制信道块发射到网络，如在3GPP TS 44.060V6.16.0，10.4.5中所指定的。根据本公开，该RRBP字段非常规地用于将诸如确认信息的非调度信息传递到无线终端。
[0018]在GPRS/EDGE(GERAN)应用中，一般地，网络基础设施实体使RRBP字段有效或无效。如3GPP TS 44.060 V6.16.0 10.4.4中所公开的，辅助/轮询(S/P)位被用来指示在GPRS应用中RRBP字段是否是有效的或是无效的。当S/P位设置为“0”时，RRBP是无效的，而当S/P位设置为“1”时，RRBP是有效的。在EDGE应用中，ES/P字段被用来指示RRBP字段是否是有效的或是无效的，以及下一个上行链路控制块将包含什么字段。图2中，在一个实施例中，网络基础设施实体控制器包括单块上行链路调度字段有效/无效模块或其它逻辑实体226，用于使单块上行链路调度字段有效或无效，例如下行链路块的RRBP字段。单块上行链路调度字段无效/有效模块典型地以软件方式实施。
[0019]在包括传统的和非传统的无线通信终端的基于GERAN的网络中，网络基础设施实体可以针对网络中的传统终端使RRBP字段有效。传统终端不遵守高速混合自动重传请求(HS-HARQ)协议，且非传统终端遵守HS-HARQ。
[0020]在一个实施例中，其中针对GERAN网络中的传统终端使RRBP有效，网络基础设施实体发射具有RRBP字段的下行链路块，所述RRBP字段包括ACK信息，该信息被编码为对于非传统终端可用的最小调度时延。在另一个实施例中，其中针对GERAN网络中的传统终端使RRBP有效，网络基础设施实体发射具有RRBP字段的下行链路块，RRBP字段包括NACK信息，该信息被编码为对于非传统终端除最小调度时延之外可用的调度时延。
[0021]在一些实施例中，其中针对GERAN网络中的传统终端使RRBP字段有效，网络基础设施实体发射具有RRBP字段的下行链路块，RRBP字段包括用于非传统终端的确认信息，以及RRBP字段包括用于传统终端的上行链路调度信息。
[0022]在GERAN中，RRBP字段是2位数据字段。在一个GERAN应用中，其中RRBP字段对传统终端是有效的，2位数据字段中的一位包括用于第一上行链路块的确认信息，且2位数据字段中的另一位包括用于第二、不同的上行链路块的确认信息。确认数据的2位的编码导致传统移动台将RRBP字段解释为四个可能时延值之一。在另一个GERAN应用中，其中RRBP字段对传统终端是有效的，2位数据字段中的一位包括用于至少两个不同的上行链路数据块的确认信息，且2位数据字段中的另一位包括用于不同于上述两个不同的上行链路数据块的一个上行链路数据块的确认信息。
[0023]在实施例中，其中针对GERAN网络中的传统终端使RRBP字段无效，网络基础设施实体发射具有RRBP字段的下行链路块，RRBP字段包括用于非传统终端的确认信息，例如ACK和/或NAK信息。在一个特定应用中，其中RRBP是2位数据字段，该RRBP字段的一位包括用于第一上行链路块的确认信息，且该RRBP字段的另一位包括用于第二、不同的上行链路块的确认信息。在另一个应用中，其中RRBP是2位数据字段，其对传统终端是无效的，2位数据字段中的一位包括用于至少两个不同的上行链路数据块的确认信息，且2位数据字段中的另一位包括用于不同于上述两个不同的上行链路数据块的一个上行链路数据块的确认信息。
[0024]图3示出了非传统移动终端或台300，其包括收发信机310，用于在下行链路块的单块上行链路调度字段中接收非调度信息，例如在RLC/MAC下行链路块的RRBP字段中。移动台300包括可通信地耦合到该收发信机的控制器320。该控制器包括解码模块322，用于从RRBP字段中解码非调度信息。终端300还包括输入和输出的用户接口，此处未示出，但对本领域技术人员来讲是公知的。
[0025]在实施例中，其中RRBP字段是2位数据字段，并且RRBP字段对传统终端是无效的，该传统终端可以接收用于单个上行链路数据块的2位数据字段的一位中的的确认信息，以及用于2位数据字段的另一位中的不同的上行链路块的确认信息。在另一实施例中，2位数据字段中的一位包括用于至少两个单独的上行链路数据块的确认信息。
[0026]在图4中，无线通信实体400，例如基站、分组控制单元或移动终端，包括可通信地耦合到控制器420的收发信机410。该控制器被配置为从数据以及从纠错码生成第一代码字，其中该第一代码字包括冗余。在一个实施例中，控制器包括第一代码字生成模块，或用于生成该第一代码字的其它逻辑实体422。该第一代码字生成模块可以容易地以软件方式实施。
[0027]在图5所示的过程流程图500中，在步骤510，无线通信实体从数据以及从纠错码生成第一代码字，其中该第一代码字包括冗余。在一个实施例中，该第一代码字使用循环冗余码(CRC)，例如FIRE码，对数据编码。其它适合的纠错码包括但不限于下述码：汉明码、里德-所罗门码、低密度奇偶校验码、多个随机错误模式校正码(BCH)、Turbo码和卷积码以及其它。
[0028]在图4中，控制器还被配置为通过在第一代码字的一部分上对附加数据进行编码生成第二代码字。在一个实施例中，控制器包括第二代码字生成模块，或用于生成该第二代码字的其它逻辑实体424。该第二代码字生成模块也可容易地以软件方式实施。在一个实施例中，第一代码字的一部分，附加数据在其上被编码的一部分，是在第一代码字且特别是纠错码的纠错能力范围内。第一代码字的附加数据在其上被编码的部分可以是毗邻的或者非毗邻的。当解码器了解附加数据在第一代码字的哪一部分上已被编码时，该纠错码的纠错能力一般被提高。
[0029]在图5中，在步骤520，无线通信实体通过在第一代码字的一部分上编码附加数据生成第二代码字。在一个实施例中，该第二代码字通过在第一代码字的一部分上对附加数据进行异或(X-OR)而生成。在另一个实施例中，该第二代码字通过将第一代码字的一部分替换为附加数据而生成。第一代码字的附加数据在其上被编码的部分在该第一代码字且特别是纠错码的纠错能力范围内。如果解码器了解附加数据已经被编码，而且了解附加数据在第一代码字的哪一部分上已被编码时，该纠错码的纠错能力被提高。
[0030]在一个实施例中，在第一代码字上被编码的附加数据是确认信息，例如ACK和/或NAK信息。然而在其它实施例中，更一般地，可以在第一代码字的一部分上编码其它信息。在图4中，控制器还被配置为编码第二代码字。在一些应用中，在编码前可将尾部位添加到第二代码字。第二代码字的编码一般依赖于在其中执行过程的通信协议。控制器包括第二代码字编码模块或用于该目的的其它逻辑实体426。在图5的步骤530中说明了编码。
[0031]在另一个实施例中，第二代码字通过从使用第一校正码的代码字解码数据以及被编码的附加数据而形成，所述第一校正码例如卷积码或一些其它码。假定可能的附加数据，并且假定的附加数据被编码到第二代码字上。使用第二纠错码，数据和附加数据被从第二代码字解码，所述第二纠错码例如FIRE码或一些其它码。使用诸如FIRE码的第二纠错码在数据和附加数据中检测到错误。在错误检测过程中产生单个允许的剩余项。
[0032]在一个适于GERAN确认应用的实施例中，通过使用FIRE码编码数据形成第一代码字，并且通过在该第一代码字的毗邻部分上对确认信息进行异或而形成第二代码字。在一些GERAN应用中，可能在添加尾部位后，代码字、第二代码字被用半速卷积编码器编码。图5中的过程更一般地应用于在其它无线通信协议中使用的第一代码字的一部分上对其它附加信息进行编码，所述其它无线通信协议例如在其它应用中的UMTS、EUTRA、WiFi、WiMAX和4G。也可使用不同的编码方案，例如，可使用Turbo码对第二代码字编码。
[0033]在一些包括非传统无线终端的无线通信应用中，例如在GERAN中，第一和第二终端可以同时与网络基础设施实体，例如基站或分组控制单元在定义的公差内的基本相同的载波频率上进行通信。在一些情况下，典型的基站公差大致为标称载波频率站的0.05ppm，以及典型的基站终端公差大致为标称载波频率的0.10ppm，然而这些示例并不旨在限定性的。在一个实施例中，第一移动终端在一时隙内发射数据块到网络基础设施实体，且第二移动终端发射高冗余确认消息(HRAM)，该HRAM在同一时隙内包括多个矢量。根据本公开的这个方面，数据块和HRAM在基本相同的载波频率上被发射，数据块和HRAM是非正交的，并且数据块在比HRAM大的功率电平上被发射，从而在网络基础设施实体处避免了不可逆的错误。在一个实施例中，HRAM被限制在时隙的一部分，例如被限制在其mid-amble部分。
[0034]因而，在同一时隙内，GERAN无线通信网络基础设施实体从第一终端接收数据块，并且从第二终端接收HRAM。在一个实施例中，HRAM矢量与和移动台临时块流相关联的序列相结合。以及在另一个实施例中，HRAM矢量与和小区相关联的序列相结合，在该小区中定位了GSM无线通信网络基础设施实体。
[0035]在GERAN应用中，通过执行上述公开的一个或多个部分，延迟可以至少会减少到一定程度，而同时保留了传统的GPRS和EGPRS终端的互用性。
[0036]虽然已经对本发明和其最好的模式以下述方式进行了描述，该方式建立了所有权并且使普通技术人员制造和使用这些内容，应当理解的是存在此处公开的示例性实施例的等同物，以及在不脱离本发明的范围和精神的前提下，可以对其进行修改和改变，本发明的范围和精神不是由示例性实施例而是由附加的权利要求所限制。

Claims (20)

1.一种在无线通信网络实体中的方法，该方法包括：
使用纠错码编码数据以形成包括冗余的第一代码字；
通过在所述第一代码字的一部分上编码附加数据生成第二代码字，
在其上编码附加数据的所述第一代码字的一部分在所述第一代码字的纠错能力之内。
2.如权利要求1所述的方法，通过使用FIRE码编码所述数据形成所述第一代码字。
3.如权利要求1所述的方法，通过在所述第一代码字的一部分上对所述附加数据进行异或生成所述第二代码字。
4.如权利要求1所述的方法，通过将所述第一代码字的一部分替换为所述附加数据生成所述第二代码字。
5.如权利要求1所述的方法，通过在所述第一代码字的非毗邻部分上编码所述附加数据生成所述第二代码字。
6.如权利要求1所述的方法，通过在所述第一代码字的一部分上编码确认信息生成所述第二代码字。
7.如权利要求1所述的方法，
通过使用FIRE码编码所述数据形成所述第一代码字，
通过在所述第一代码字的一部分上对确认信息进行异或生成所述第二代码字。
8.如权利要求7所述的方法，通过在所述第一代码字的毗邻部分上对所述附加数据进行异或生成所述第二代码字。
9.如权利要求1所述的方法，编码所述第二代码字。
10.一种无线通信实体，包括：
控制器，被配置为从数据以及从纠错码生成第一代码字，所述第一代码字包括冗余；
所述控制器被配置为通过在所述第一代码字的一部分上编码附加数据生成第二代码字，
所述第一代码字的一部分在所述第一代码字的纠错能力之内。
11.如权利要求10所述的实体，所述控制器被配置为从数据以及从FIRE码生成所述第一代码字。
12.如权利要求10所述的实体，所述控制器被配置为通过在所述第一代码字的一部分上对所述附加数据进行异或生成所述第二代码字。
13.如权利要求10所述的实体，所述控制器被配置为通过将所述第一代码字的一部分替换为所述附加数据生成所述第二代码字。
14.如权利要求10所述的实体，所述控制器被配置为通过在所述第一代码字的非毗邻部分上编码所述附加数据生成所述第二代码字。
15.如权利要求10所述的实体，所述控制器被配置为通过在所述第一代码字的一部分上编码确认信息生成所述第二代码字。
16.如权利要求10所述的实体，所述控制器被配置为从数据以及从FIRE码生成所述第一代码字，以及通过在所述第一代码字的一部分上对确认信息进行异或生成所述第二代码字。
17.一种在无线通信网络实体中的方法，该方法包括：
使用第一和第二纠错码从代码字中解码数据和附加数据，
使用所述第一或第二纠错码中的一个在所述数据和所述附加数据中检测错误，
在错误检测过程中产生多个允许的剩余项。
18.如权利要求17所述的方法，从包括卷积码和循环冗余码的代码字中解码所述数据和所述附加数据。
19.如权利要求17所述的方法，使用循环冗余码在所述数据和所述附加数据中检测错误。
20.如权利要求17所述的方法，从包括卷积码和FIRE码的代码字中解码所述数据和所述附加数据。
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