CN101790871A - 用于管理广播信道信息发射和接收的广播信道信号和装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种用于管理广播信道信息的发射和接收的广播信道信号和装置，其中，在用于传输的编码之前数据中的已知差异产生可预测差异，可以从多个接收的活动帧中去除或消除该可预测差异，以便它们的差异在组合和后续的解码之前可以被取消。在至少一个实施例中，一个或多个应用的线性编码技术能够基于对编码前差异的了解，允许编码值中的可预测差异。

Description

用于管理广播信道信息发射和接收的广播信道信号和装置
技术领域
本发明一般涉及信道信息的发射和接收的管理，并且更具体地，涉及具有关于无线通信系统中广播控制信道的变化和不变信息的信道信息的发射和接收的管理。
背景技术
广播控制信道通常是从网络基础设施接收的下行链路信道，该网络基础设施包含移动订户所需要的特定参数，以便移动订户识别网络并且接入该网络。通常，广播控制信道协助移动设备在逻辑和物理信道之间进行翻译，其中，广播控制信道有时包括频率和定时信息，频率和定时信息有助于接入网络基础设施的其他信道。
因为广播控制信道信息在移动订户和网络基础设施之间建立无线通信链路中的重要性，组织和设置控制信道信息以便提高广播信道信息通信的可靠性是有益的。在至少一些实例中，数据将被编码，以便包括错误检测和错误纠正信息，以及发射信息冗余。
在至少某些实例中，广播控制信道信息将被组织并被设置，以在传输间隔期间被传递，其中，广播控制信道信息的某些可以被传递多次 ，在此期间，至少某些信息将保持不变或静态。在传输间隔内的每个分离的传输有时被嵌入在被称为帧的传输间隔的特定子间隔内，其中，与特定广播通信信道相关联的所有或某些帧，此处被称为活动帧，可以包括广播控制信道信息。在某些实例中，广播控制信道信息的某些在帧之间可能变化。
例如，诸如信道带宽、基站以及参考功率电平的信息可以通过广播控制信道被被定期地发射，该信息可以被定义为在传输间隔的持续时间内保持静态和/或不变。诸如系统帧编号的其他信息，其对应于系统时间参考，可以被允许在帧之间，甚至在传输间隔内变化。
在至少某些提议中，使用各种传输配置可以对静态信息进行编码，这些传输配置定义了编码、调制、交织和加扰的组合的性质被执行的条件，这些传输配置在至少某些实例中可以用于进一步协助静态信息的可靠接收。使用相同或相关传输配置的编码数据的多个静态重传可以被用于允许由移动站跨特定传输间隔内的多个传输和活动帧所接收的信息的组合。然而，在帧之间变化的某些信息的合并和/或编码可以使得跨传输间隔的多个活动帧的的多个传输的组合更为困难，因为在广播信道信息正被发射的活动帧之间进行编码之后，变化的数据可能如何影响格式，对于接收机而言并不总是清楚的。结果，在帧之间变化的信息有时被从某些编码中排除，这些编码被用于增强被传递信息的可靠性。
本申请人已经意识到，在编码差异可以被取消的情况下，应用变换以在解码之前允许编码的接收广播信道信息的组合是可能的，其中，基于在特定传输间隔内的其中广播信道信息被编码的帧之间的已知关系，编码将在与具有编码前已知差异的多个连续发射的活动帧相关联的数据之间产生可预测的差异，并且其中，该可预测的差异可以被取消。此外，本申请人已经意识到，当使用一个或多个线性编码技术对数据进行编码时，并且在编码之前的差异已知时，编码产生可预测的差异。
发明内容
本发明提供一种广播信道信号。广播信道信号包括一个或多个传输间隔，每个传输间隔包括多个传输。所述多个传输中的一个或多个是活动帧，该活动帧包括联合编码的数据集合，该联合编码的数据集合包括变化部分以及不变部分，所述变化部分在特定传输间隔内的多个活动帧传输之间改变，所述不变部分在特定传输间隔内的多个帧传输之间不改变。在编码之前的与特定传输间隔内的多个顺序发射的活动帧相关联的数据之间的已知差异，将在编码之后产生与特定传输间隔内的多个连续发射的活动帧相关联的数据之间的可预测差异。
在至少一个实施例中，使用一个或多个线性编码技术对联合编码的数据集合进行编码。
本发明进一步提供一种无线通信设备。该无线通信设备包括用于接收具有一个或多个传输间隔形式的无线通信信号的接收机，其中，每个传输间隔包括多个传输。所述多个传输中的一个或多个是活动帧。无线通信设备进一步包括解码器，该解码器用于将接收的信号转换成在用于传输的编码之前要被发射的数据。解码器包括控制器，其中，该控制器适于在接收到每个活动帧时，尝试解码该每个活动帧。该控制器进一步适于，当接收的活动帧中的一个或多个不能被分离地解码时，组合多个活动帧，其中，在组合多个活动帧之前，将变换应用于在组合之前接收的活动帧中的至少一个。该变换是基于与特定传输间隔内的多个连续发射的活动帧相关联的数据之间的编码之后的可预测差异，所述可预测差异根据在编码之前的与该特定传输间隔内的所述多个连续发射的活动帧相关联的数据之间的假定差异而被确定。
根据下文结合附图对本发明的一个或多个优选实施例的描述，本发明的这些和其他目标、特征和优势将是显而易见的。
附图说明
图1是表示无线通信系统的覆盖区域的至少一部分的地理区域的示例性拓扑图；
图2是广播信道信号的结构图；
图3是广播信道信息的结构图，该广播信道信息形成被编码并且被用于形成用于传输的活动帧的信息的基础；
图4是无线通信设备，诸如移动订户和该通信设备与之进行与广播信道信号接收相关的更直接的通信的蜂窝网络基础设施的一部分的结构图；
图5是根据本发明的至少一个实施例的用于接收并且解码无线通信信号的移动订户的更详细的结构图；以及
图6是针对蜂窝通信网络中的兴趣广播在无线通信设备中接收和尝试解码一个或多个连续发射的帧的方法的流程图。
具体实施方式
虽然本发明容许各种形式的实施例，在附图中示出并且将在下文描述当前优选实施例，但应理解的是，本公开是对本发明的示例说明，并不是将本发明限于所示出的具体实施例。
图1示出了无线通信系统的至少一部分的示例性拓扑图。该拓扑图100包括以相邻六边形所图示的多个小区102。六边形仅是与多个蜂窝区域的每个相关联的覆盖区或覆盖区域的大致近似，在现实中，传输区域并不是被如此均匀地定义。每个小区一般由一个或多个被称为服务站的基站收发信机(BTS)104所服务，该基站收发信机104与在相对应的小区102中定位和/或行进108的移动订户(MS)106进行通信，诸如移动无线通信设备。
随着移动订户106接通电源或进入新的小区，移动订户将需要获得与新的小区相关联的信令信息。在许多情形下，这将涉及监视一个或多个广播控制信道，以便允许移动站获得同步、定时和/或与新小区建立通信能力相一致的其他相关信息。因为控制信道接收通常是用于建立与特定蜂窝区域的其他形式通信的前序，在建立通信连接和接收由广播控制信道所传送的信息过程中，更鲁棒和/或有效的方式是理想的。广播信道信号200被设置在一个或多个传输间隔202中，传输间隔202每个包括多个传输或帧204，其中，一个或多个传输是其中广播信道信息被发射的活动帧。在图2中示出的实施例中，传输间隔202与N个帧的行相一致，其中N是整数值。
在某些情形下，广播信道信号将被编码为传输间隔中的每个帧的一部分。在其他实例中，在少于所有的相对应帧上发射广播信道信息是可能的。如上文所指出的，广播信道信息在其中作为传输帧的一部分被发射的帧在本申请中被识别为活动帧。通过在少于所有的与特定传输间隔相关联的帧上进行发射，能够使得不支持广播信道信号传输的帧对于其他形式和/或类型的数据传输是可用的。
在某些实例中，将多个活动帧组合以更迅速地和/或更好地接收通过广播信道信号传送的信息可能是理想的。因此，跨特定传输间隔内重复传输多个活动帧的至少某些广播信道信息。然而，并非所有信息都能够被容易地重复，例如，在至少一个讨论的提议中的情况下，广播信息包括随着每个帧传输变化的系统帧编号。
一般而言，广播信道信息通常包括不变部分和变化部分。然而，甚至变化部分的某些子部分可以是不变的。此外，通过更具体地控制诸如系统帧编号的变化部分的值相对于传输间隔的开始边界值之间的关系，以及更具体地控制在传输间隔中的传输或帧数目，能够更好地管理变化部分的变化子部分中的变化信息比特的数目。例如，将系统帧编号，以便在传输间隔的开始边界之后的第一帧的帧编号具有等于零的模n值，其中，n是该传输间隔中的传输(即帧)的数目，这能够最小化系统帧编号在特定传输间隔中的任何两个传输中可能具有不同比特值所跨的比特数目。在这种实例中，系统帧编号能够可预测地改变，并且在本发明的至少一个实施例中，在每个相邻的后续帧中递增1。然而，本领域的技术人员将容易地意识到本发明的该值无关于系统帧编号的值是否被定义为如上所述的在相邻的后续发射的帧中递增，其中，可选地，如果根据其指配了特定传输间隔中的帧的系统帧值从其中预定义的可预测比特集合被允许在特定传输间隔内改变的值列表中被选择，则适当定义的预定的可预测序列也能够从本发明的教导中受益。
图3示出了根据本发明至少一个方面的广播信道信息300，其中，一般而言，广播信道信息300将包括不变部分302和变化部分304，其中，在传输间隔202内在所有比特不改变或不需要改变的程度内的变化部分304被进一步细分成不变子部分306和变化子部分308。在图示的示例中，其中最低有效比特可能改变的变化子部分具有与传输间隔内的帧相关联的对应值，该传输间隔从零开始，并且每个后续相邻帧计数递增。
在图示的实施例中，变化子部分表示变化子部分的隔离，其中，在相邻连续发射的活动帧之间的可预测差异是已知的，并且允许在实际上不了解编码前相对应值的情况下在相对应编码值中的可预测差异。通过这种方式，已经被隔离的变化子部分可以被取消，以便允许多个接收到的编码传输的后续组合。
关于解码接收到的活动帧，无线通信设备可以尝试解码该编码数据。然而，在某些情况下，基于单个活动帧的接收，解码广播信道信息300可能是不可能的。在这些实例中，在接收到后续活动帧时，较早接收的活动帧和较晚接收的活动帧可以被用于尝试组合并解码多个接收到的传输。在该实例中，无线通信设备可以做出关于帧相对于该传输间隔的开始边界的位置的一个或多个假定，并且然后确定适当的可预测差异值，以应用于在该对活动帧中接收的信号之一，其中，目的是尝试取消在两个接收到的信号值之间的任何差异。在某些实例中，基于对传输前被组合的两个活动帧的关系的理解，无线通信设备可以循环通过每个可能假定，这可能导致不同可预测差异被应用。然后，尝试进行解码。
该过程能够被进一步重复，这对于包括更进一步的附加活动帧以尝试组合及解码是必要的。可选地，在较早接收的活动帧的任何一个被确定为从进一步组合尝试中优选地排除的情况下，该帧可以被从来自正在被考虑的活动帧的当前接收信号集合中删除。排除较早接收的活动帧的至少一个理由可以是基于不变广播信道信息可能仅在跨特定传输间隔的活动帧的传输中是不变的信念或理解，以便人们可能根据较早接收的活动帧潜在地是不同的较早传输间隔的一部分的假定而排除该较早接收的活动帧，其中跨该不同的较早传输间隔在不同活动帧之间的广播信道信息的不变性不能被确认。然而，也可能的是，基于涉及不变和变化广播信息的状态的假定容易地将组合和解码方法扩展到包括这样的情形：其中接收机做出进一步的假定，即在传输间隔内不变的广播信息的一部分从一个传输间隔至下一个传输间隔也不改变。
图4示出了无线通信设备410，诸如移动订户和该无线通信设备410与之进行与广播信道信号200的接收相关的更直接的通信的蜂窝网络基础设施460的一部分的结构图400。无线通信设备410包括用于接收无线通信信号的接收机412。无线通信设备410进一步包括用于将接收到的无线通信信号转换成广播信道信息480的解码器414，广播信道信息480将被与用于传输的编码相关地被发射。
解码器414进一步包括控制器416，控制器416包括解码模块418，解码模块418适于使用分别与支配原始编码的传输特定配置对应的解码序列，在接收到无线通信信号的每个活动帧时，尝试解码所接收的无线通信信号的每个活动帧。控制器另外包括可预测差异选择420，其适于识别在与一对活动帧相关联的一对接收信号之间的解码值中的假定的可预测差异。出于当前的目的，解码序列指以与用于编码广播信道信息的假定发射机配置互补的方式设计的接收机处理操作序列，即解码、解调、解交织和解扰的操作序列(以适合于发射机配置的顺序)。类似地，无线通信设备410的解码器414可以被用于在解码器414无法解码单个接收的活动帧的情况下，尝试解码多个活动帧的组合。
图5示出了根据本发明的至少一个实施例，用于在接收并解码无线通信信号中使用的移动订户的更具体的结构图500。与图4所示的无线通信设备400类似，移动订户包括用于接收无线通信信号的接收机412，其耦合至解码器414。该解码器包括解码模块418和可预测差异选择模块420。解码模块418包括用于存储先前已接收到的活动帧的一个或多个缓冲器502。定时器504提供所接收到的活动帧的相对时间关系，以便鉴于相对于第一接收活动帧的假定，可以做出相对于其他接收活动帧的解码的更准确关联。这可以解释其中两个接收活动帧之间的中间活动帧由于一个或多个原因可能未被接收和/或发射的实例。
缓冲器502耦合至一个或多个对数似然比调整电路505，该对数似然比调整电路505适于选择性地将一个或多个可预测差异之一分离地应用于已经被接收并且被存储在一个或多个缓冲器502中的无线通信信号的每个，并且将该纠正的值转发至解码器507。基于编码之前先前在广播信道信息中的已知差异集合，通过耦合至用于一个或多个可预测差异508的定义(definition)的解复用器506，可以实现一个或多个可预测差异的分离选择性应用。
在尝试解码先前已经被接收的活动帧之后，随后将尝试的解码应用于度量(metric)检测器512，度量检测器512识别确认与成功解码相关联的匹配的阈值。这可以包括例如校验循环冗余校验码。
图6示出了针对蜂窝通信网络中的兴趣广播在无线通信设备中接收和尝试解码一个或多个连续发射的帧的方法的流程图600。该方法包括接收第一活动帧602，并且尝试从该接收的活动帧解码604广播信道信息。然后，做出关于特定活动帧能否被解码的确定606。如果是，不需要与解码该特定帧联合的进一步处理。然而，被解码的帧可以被用作解码已经被接收的相关活动帧的尝试的一部分。如果该帧的解码不成功，则连续发射的活动帧被接收608。然后，在假定的可预测差异被应用610于连续发射的活动帧之后，尝试解码并且组合多个活动帧612，这与相对于接收的第一活动帧的连续发射的活动帧的相对传输序列是一致的。
在至少某些实施例中，基于编码前的已知差异，一个或多个线性编码技术的应用可以允许可预测差异。可以被线性地应用的若干技术的示例包括卷积编码、循环冗余校验、数据交织、turbo编码、数据的预定义部分的穿孔以及数据的预定义部分的重复。
虽然本发明集中在基于能够被线性地应用的技术的编码，以及基于编码前值中的已知差异、基于相对于传输间隔边界的活动帧的相对位置的编码值中的可预测差异，但是，在不脱离本发明的教导的前提下，包括本质上可能不是线性的一个或多个附加编码的应用是可能的。例如，应用小区特定配置可能是理想的，其可以包括小区特定信道交织和/或小区特定信道加扰(非线性)，以便协助区分来自不同的蜂窝基站收发信机的不同传输，只要在接收机处考虑适当的解码。
此外，虽然本发明总体上涉及移动站或者移动无线通信设备，本领域的技术人员应当认识到，被这种一般化描述所包括的许多不同形式包括但不限于蜂窝无线电话、寻呼机、个人数字助理以及通过它们与蜂窝网络基础设施的交互作用支持无线通信的其他设备。
虽然已经示出和描述了本发明的优选实施例，但应理解的是，本发明不限于此。在不脱离如所附权利要求所限定的本发明的精神和范围的前提下，本领域的技术人员将可以想到许多修改、改变、变化、替换和等效。

Claims (20)

1.一种广播信道信号，包括：
一个或多个传输间隔，每个传输间隔包括多个传输，其中，所述多个传输中的一个或多个是包括联合编码的数据集合的活动帧，所述数据包括变化部分和不变部分，所述变化部分在特定传输间隔内的多个活动帧传输之间改变，所述不变部分在所述特定传输间隔内的多个帧传输之间不改变；
其中，在编码之前与特定传输间隔内多个顺序发射的活动帧相关联的所述数据之间的已知差异将在编码之后产生与特定传输间隔内所述多个连续发射的活动帧相关联的数据之间的可预测差异。
2.根据权利要求1所述的广播信道信号，其中，使用一个或多个线性编码技术对所述联合编码的数据集合进行编码。
3.根据权利要求2所述的广播信道信号，其中，所述一个或多个线性编码技术包括卷积编码。
4.根据权利要求2所述的广播信道信号，其中，所述一个或多个线性编码技术包括循环冗余校验。
5.根据权利要求2所述的广播信道信号，其中，所述一个或多个线性编码技术包括数据交织。
6.根据权利要求2所述的广播信道信号，其中，所述一个或多个线性编码技术包括turbo编码。
7.根据权利要求2所述的广播信道信号，其中，所述一个或多个线性编码技术包括对所述数据的预定义部分穿孔。
8.根据权利要求2所述的广播信道信号，其中，所述一个或多个线性编码技术包括重复所述数据的预定义部分。
9.根据权利要求1所述的广播信道信号，其中，所述变化部分包括系统帧编号，所述系统帧编号在每个传输的传输之间改变。
10.根据权利要求9所述的广播信道信号，其中，与特定传输间隔中的第一传输相关联的所述系统帧编号具有为零的模n值，其中，n是所述传输间隔中的帧数目，并且其中，在所述传输间隔中的传输数目具有2的整数幂的值。
11.根据权利要求10所述的广播信道信号，其中，所述传输的所述变化部分包括不变子部分和变化子部分，并且其中，所述变化子部分包括的比特数目等于值2被乘方的整数幂次，用于识别所述传输间隔中的帧的数目。
12.根据权利要求1所述的广播信道信号，其中，所述传输间隔中的每个活动帧的编码是基于形成所述传输间隔的帧序列内的活动帧位置。
13.根据权利要求1所述的广播信道信号，其中，所述传输间隔中的每个活动帧的编码是基于所述传输的源。
14.根据权利要求13所述的广播信道信号，其中，所述传输的源是蜂窝通信系统基站收发信机。
15.一种无线通信设备，包括：
接收机，所述接收机用于接收具有一个或多个传输间隔形式的无线通信信号，其中，每个传输间隔包括多个传输，其中，所述多个传输中的一个或多个是活动帧；以及
解码器，所述解码器用于将接收的信号转换成在为传输而进行的编码之前预计要被发射的数据，所述解码器包括控制器，其中，所述控制器适于在接收到每个活动帧时尝试解码所述每个活动帧，并且其中，所述控制器适于在不能分离地解码接收到的活动帧中的一个或多个时组合多个活动帧，其中，在组合所述多个活动帧之前，将变换应用于组合之前的所述接收到的活动帧中的至少一个，其中，所述变换是基于与特定传输间隔内多个连续发射的活动帧相关联的数据之间进行编码之后的可预测差异，根据与编码之前所述特定传输间隔内所述多个连续发射的活动帧相关联的数据之间的假定差异来确定所述可预测差异。
16.根据权利要求15所述的无线通信设备，其中，所述无线通信信号是广播信道，其中，每个活动帧包括联合编码的数据集合，所述数据包括变化部分以及不变部分，所述变化部分在特定传输间隔内的多个活动帧传输之间改变，并且所述不变部分在所述特定传输间隔内的多个活动帧传输之间不改变。
17.根据权利要求15所述的无线通信设备，其中，所述解码器包括多个接收信号缓冲器，其中，所述接收信号缓冲器的数目等于每个传输间隔中的活动帧的数目。
18.根据权利要求17所述的无线通信设备，其中，所述接收信号缓冲器中的最早接收到的活动帧被假定为在所述特定传输间隔中发射的多个活动帧中的第一个。
19.根据权利要求15所述的无线通信设备，其中，被所述控制器组合的所述多个活动帧是被相邻地发射的连续发射的活动帧。
20.根据权利要求15所述的无线通信设备，其中，所述解码器包括定时器，用于检测在每个活动帧接收之间的时间间隔。
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