CN1103170C

CN1103170C - 数字移动通信系统中提高话务通过量的发射机及其方法

Info

Publication number: CN1103170C
Application number: CN98117468A
Authority: CN
Inventors: 黄圣圭
Original assignee: Samsung Electronics Co Ltd
Current assignee: Samsung Electronics Co Ltd
Priority date: 1997-08-02
Filing date: 1998-08-02
Publication date: 2003-03-12
Anticipated expiration: 2018-08-02
Also published as: CN1212589A; KR100222408B1; KR19990015180A

Abstract

一种在数字移动通信系统的发射机中提高信息通过量的方法，包括步骤：插入尾比特到按帧周期单位施加的用户服务信息，产生话务信道帧；产生与用户服务信息的话务信道帧有关的第一CRC(循环冗余码校验)比特，插入到控制和信令信息中；产生与第一CRC比特和控制和信令信息有关的第二CRC比特；与尾比特在一起再插入第二CRC比特到所述控制和信令信息，产生控制信道帧；将控制信道帧加到话务信道帧并无线电发射相加的结果。

Description

数字移动通信系统中提高话务通过量的发射机及其方法

本发明涉及一种数字移动通信系统，并具体涉及移动通信终端和基站中的具有提高用户信息通过量的发射机。

CDMA(码分多址)系统设定“0”和“1”的n比特随机模型(扩展码)并且以n倍于消息比特率的比特率发射那种模式和反相模式的消息流。当CDMA系统以高比特率发射消息时，频谱的宽度扩展了。因此，CDMA系统有时称作扩频系统。

作为一种个人通信终端的移动通信终端，通过与基站无线电通信，为用户提供通信服务。

使用一般的CDMA系统的移动通信终端和基站的发射机在图1中说明。该发射机包括一个话音编码器10，一个CRC(循环冗余码校验)编码器12，一个尾比特插入器14，一个FEC(前向纠错)编码器16，一个交错器18，一个符号重发器20和一个数字调制器22。

在操作中，通过话音编码器10编码的话音或数据信息被加到CRC编码器12和尾比特插入器14。CRC编码器12和尾比特插入器14分别按帧时间单位执行CRC编码并且将尾比特插入话音或数据信息。也就是说，CRC编码器12 CRC编码施加的声音或数据信息并且将CRC编码的结果加到话音或数据信息中。尾比特插入器14将尾比特插入施加的话音或数据信息中。将CRC编码的结果和尾比特加到话音或数据信息的原因是，在发送和接收话务信道数据时按帧时间单位检测话务信道帧的发送错误。

通过CRC编码器12和尾比特插入器14，其中CRC编码的结果和尾比特被加到话音或数据信息的话务信道帧的结构在图2中表示。

话务信道帧由对应于从话音编码器10产生的话音信息的I数据(话音)比特、通过使用话音信息比特的一个多项式从CRC编码器12产生的F个CRC比特、和由“0”组成的T尾比特组成。

例如，在一个IS-95系统中，9600比特/秒(bps)话音数据的话务信道帧在20毫秒的一帧时间期间，由192比特组成：172个话音信息比特，12个CRC比特和8个尾比特；并且，4800比特/秒的话音数据的话务信道帧，在20毫秒的一帧时间期间，由96比特组成：80个话音信息比特，8个CRC比特和8个尾比特。

如图2所示的话务信道帧，通过FEC编码器16，交错器18，符号重发器20和数字调制器22被加到RF(射频)发射机并且被载波调制。

FEC编码器16是一种卷积编码器，用于使接收机纠正在无线电发射期间产生的比特错误。交错器18是一个块交错器并且执行交错，以防止在移动通信无线电传输信道上可能产生的突发形式的错误。符号重发器20调整交错的话务信道帧的符号率。数字调制器22包括一个直接序列(DS)扩频设备，一个数据调制器和一个数字低通滤波器，来提高频带效率。

同时，接收机通过一个数字解调器，一个去交错器和具有FEC解码功能的一个维特比解码器，接收话务信道帧并纠错。纠错的话音信息被加到与在发射机中使用的CRC编码器相同的CRC编码器。接收机将通过CRC编码器得到的CRC比特与在接收的话务信道帧中的CRC比特作比较。如果它们彼此相等，则判断在传送的话务信道帧中没有错误；如果彼此不等，则判断在话务信道帧中有错误。

因此，CRC比特与话音信息一起被插到话务信道帧中，以便判断在话务信道帧中是否有错误。因此，由于CRC比特的个数减少了话音信息的通过量。例如，在9600比特/秒的话音数据的IS-95系统中，因为在20毫秒的帧时间中，在总共192比特中有12个CRC比特，所以话音信息的通过量减少了6.25％(＝12/192×100)。同样地，在4800比特/秒的话音数据的IS-95系统中，话音信息的通过量减小了8.33％(＝8/96×100)。

因此本发明的一个目的是提供一种利用控制信道帧发送CRC比特来提高话务信息通过量的发射机。

本发明的另一个目的是提供一种利用控制信道帧发送CRC比特来提高话务信息通过量的方法。

根据本发明的一个方面，在数字移动通信系统中，一种用于提高信息通过量的发射机，包括：用户服务信息提供器，用于按话务信道帧时间单位产生具有用户服务信息的话务信道帧；尾比特插入器，用于将尾比特插入从用户服务信息提供器产生的话务信道帧；第一CRC编码器，用于产生用于从用户服务信息提供器产生的话务信道帧的用户服务信息的第一CRC比特；控制和信令信息提供器，用于产生具有控制和信令信息的控制信道帧；复用器，用于将从第一CRC编码器产生的第一CRC比特插入从控制和信令信息提供器产生的控制信道帧；第二CRC编码器，用于产生用于控制和信令信息以及从复用器产生的控制信道帧第一CRC比特的第二CRC比特，并且将第二CRC比特插入从复用器产生的控制信道帧；第一和第二FEC编码器，用于执行纠错编码以纠正从尾比特插入器和第二CRC编码器分别产生的话务信道帧和控制信道帧在无线电传输信道上产生的比特错误；第一和第二交错器，用于防止从第一和第二FEC编码器分别产生的话务信道帧和控制信道帧的突发错误；第一和第二符号重发器，用于为从第一和第二交错器分别产生的话务信道帧和控制信道帧重发符号；第一和第二数字调制器，用于为从第一和第二符号重发器分别产生的话务信道帧和控制信道帧执行直接序列扩频调制和数据调制；以及，数字加法器，用于将从第一数字调制器产生的话务信道帧加到从第二数字调制器产生的控制信道帧。

根据本发明的另一个方面，用于在数字移动通信系统的发射机中提高信息通过量的方法，包括步骤：将尾比特插入第一话务信道帧以便产生第二话务信道帧；产生用于第一话务信道帧的用户服务信息的第一CRC比特；将第一CRC比特插入第一控制信道帧以便产生第二控制帧；产生用于第二控制信道帧的第一CRC比特和用于控制和信令信息的第二CRC比特，并且将第二CRC比特插入第二控制信道帧以便产生第三控制信道帧；纠正关于第二话务信道帧和第三控制信道帧在无线电传输信道上产生的比特错误，以便产生第三话务信道帧和第四控制信道帧；执行交错，用于防止第三话务信道帧和第四控制信道帧的突发错误以便产生第四话务信道帧和第五控制信道帧；通过重发用于第四话务信道帧和第五控制信道帧的符号，均衡数字调制器的符号率以便产生第五话务信道帧和第六控制信道帧；为第五话务信道帧和第六控制信道帧执行直接序列扩频调制和数据调制以便产生第六话务信道帧和第七控制信道帧；并且将第六话务信道帧加到第七控制信道帧。

本发明的上面的和其它的目的，特点和优点将从下面结合附图的详细描述中变得更加清楚，其中：

图1是在DS-CDMA移动通信系统中的一个常规发射机的方框图；

图2说明从图1的发射机产生的话务信道帧的结构；

图3是根据本发明的一个优选实施例的DS-CDMA移动通信系统中的发射机的方框图；

图4说明从图3的发射机产生的话务信道帧的结构；和

图5说明从图3的发射机产生的控制信道帧的结构。

通信技术已经从提供基于话音的信息服务的CDMA数字移动通信系统发展为提供动画无线电多媒体服务，并且数据多达2Mbps的未来移动通信系统。作为将来的移动通信系统，存在FPLMTS(未来公用陆地移动通信系统)或作为FPLMTS的另一个名称的IMT-2000(国际移动通信-2000)。

为了根据来自未来移动通信系统的用户的各种服务要求，变化用户数据速率和提高服务质量，不仅需要用于传送用户服务信息(话音，图像，数据等)的话务信道帧，而且需要与用户话务信道帧有关的控制信道帧。控制信道帧和话务信道帧具有相同的帧时间。话务信道帧和控制信道帧同时传送。根据系统和服务可能存在差别，但是组成控制信道帧的信息包括与下一个被传送的话务信道帧相应的用户信息数据速率，FEC和交错器类型和参数，调制类型和参数，交换相关的计算值等。尽管控制信道帧比话务信道帧具有较多信息和较多参数，但是它的通过量相对小。因此，常规话务信道帧内的CRC比特可以包括在与话务信道帧一起发射的控制信道帧内。即，因为CRC比特包括在控制信道帧内，所以可以提高用户话务信息的通过量。

下文，假定对用于提供话音、数据和无线电多媒体服务的未来的移动通信系统应用DS-CDMA系统，并且使用一个话务信道帧来发射用户服务信息和一个独立的控制信道来发射控制和信令信息。

参照图3，示意了根据本发明的DS-CDMA移动通信系统中的发射机。用户服务信息提供器30提供用户服务信息例如话音、数据、图像等作为话务信道帧时间单位的信息帧。尾比特插入器32将尾比特插入从用户服务信息提供器30提供的信息帧，并且产生具有图4所示的结构的话务信道帧。话务信道帧由(I+F)用户服务信息比特和T尾比特组成。第一CRC编码器42执行CRC编码，用于检测施加的信息帧的错误以便产生CRC编码的结果，第一CRC比特。控制和信令信息提供器44产生与话务控制有关的控制和信令信息作为控制信道帧。复用器(MUX)46将从CRC编码器42产生的第一CRC比特插入到从控制和信令信息提供器44产生的控制信道帧。第二CRC编码器48通过执行CRC编码产生第二CRC比特，用于检测话务信道的第一CRC比特被插入的控制信道帧的控制信道的错误并将第二CRC比特插入控制信道帧。从第二CRC编码器48产生的控制信道帧的结构在图5表示。控制信道帧由C控制和信令信息比特，F第一CRC比特，M第二CRC比特和T尾比特组成。第一和第二FEC编码器34和50分别执行纠错编码，用于纠正话务信道帧和控制信道帧在无线电通信信道上产生的比特错误。第一和第二交错器36和52分别防止话务信道帧和控制信道帧的突发错误。第一和第二符号重发器38和54均衡关于话务信道帧和控制信道帧的调制器的符号率，第一和第二数字调制器40和56执行DS扩频调制和数据调制。数字加法器58将从第一数字调制器40产生的话务信道帧加到从第二数字调制器56产生的控制信道帧以便同时发送它们。

在操作中，从用户服务信息提供器30同时按帧时间单位提供具有例如声音、数据、图像等信息的话务信道帧给尾比特插入器32和第一CRC编码器42。该尾比特被插入加到尾比特插入器32的话务信道帧。从尾比特插入器32产生的话务信道帧的结构在图4表示。该话务信道帧由对应于在用户服务数据率和系统中定义的帧时间单位的用户服务信息比特，和该系统中使用的FEC编码器有关的尾比特组成。尾比特的个数是T。假定话务信道帧时间在IS-95下一样是20毫秒，并且使用相同的CRC编码器，则使用控制信道帧发射F个CRC比特。因此，在根据本发明的话务信道帧的结构中，还可以传送F个服务信息比特。

从尾比特插入器32产生的话务信道帧通过第一FEC编码器34被编码以便纠正可能在无线电传输信道上产生的比特错误，并被加到交错器36上。话务信道帧通过第一交错器36被交错，以便防止突发错误，并且被加到第一符号重发器38，以便通过重发符号均衡数字调制器40的符号率。从第一符号重发器38产生的话务信道帧被加到第一数字调制器40，以便执行DS扩频调制和数据调制。第一数字调制器40的输出被加到数字加法器58。

另一方面，话务信道帧被加到第一CRC编码器42，并且用于用户服务信息的第一CRC比特由此产生。具有控制和信令信息的控制信道帧从控制和信令信息提供器44产生。第一CRC比特是用于话务信道信息的CRC比特。第一CRC比特和控制信道帧被提供给MUX46并且彼此相加。从MUX46产生的控制信道帧被加到第二CRC编码器48并且第二CRC比特加到此处，因此产生了具有图5示意的结构的控制信道帧。第二CRC比特是用于控制和信令信息以及第一CRC比特的CRC比特。

在控制信道帧的结构中，控制和信令信息比特包含C比特的对应于下面将被发射的话务信道帧的用户服务信息数据率、FEC和交错类型及参数、调制类型和参数，交换相关计算值和参数等组成。

从第二CRC编码器48产生的控制信道帧，以与上述处理相同的方式，通过FEC编码器50，交错器52，符号重发器52，和数字调制器54，被加到数字加法器58，除了在第二符号重发器54中的重发的符号数大于第一符号重发器38中的重发的符号数。这是因为，在相同的帧时间里控制信道帧的控制和信令信息比特数比话务信道帧的用户服务信息比特数相对小一些。因此，可以重发多于话务信道帧符号的控制信道帧符号。

分别从第一和第二数字调制器40和56产生的话务信道帧和控制信道帧通过数字加法器58被彼此相加。相加的话务信道帧和控制信道帧被RF调制并通过数模变换器、RF发射机和天线发射。

如上所述，通过使用物理上单独的控制信道帧而不使用话务信道帧，发射用于检测用户服务信息的错误的CRC比特。因此，用户服务信息的通过量可以增加从话务信道帧中删除的CRC比特。因为在相同的帧时间中控制信道帧的数据率比话务信道帧的数据率相对小一些，所以可以增加控制信道帧的重发的符号个数。移动通信系统中的重发的符号的个数的增加是为了克服在无线电传输信道上产生的错误。因此，通过控制信道帧发射的CRC比特与通过现有技术的话务信道帧发射的CRC比特相比，具有较小的错误产生概率。另外，因为接收机可以通过具有很小的错误产生概率的控制信道帧，使用CRC比特检测话务信道帧的错误，可以增加与用户服务信息有关的话务信道帧的错误检测准确性。因此通过准确地检测话务信道帧的错误，本发明可以用作提供在未来移动通信系统中所需的高质量服务的装置。

虽然参照本发明的优选实施例展示并描述了本发明，但是本领域技术人员能够知道，在不脱离如附加的权利要求书定义的本发明的精神和范围下，可以对此做出形式和细节上的种种改变。

Claims

1.一种用于在数字移动通信系统中提高信息通过量的发射机，包括：

用户服务信息提供器，用于按话务信道帧时间单位产生具有用户服务信息的话务信道帧；

尾比特插入器，用于将尾比特插入从用户服务信息提供器产生的话务信道帧；

第一CRC(循环冗余码校验)编码器，用于产生用于从用户服务信息提供器产生的话务信道帧的用户服务信息的第一CRC比特；

控制和信令信息提供器，用于产生具有控制和信令信息的控制信道帧；

复用器，用于将从第一CRC编码器产生的第一CRC比特插入从控制和信令信息提供器产生的控制信道帧；

第二CRC编码器，用于产生用于控制和信令信息以及从复用器产生的控制信道帧第一CRC比特的第二CRC比特，并且将第二CRC比特插入从复用器产生的控制信道帧；

第一和第二FEC(前向纠错)编码器，用于执行纠错编码以纠正从尾比特插入器和第二CRC编码器分别产生的话务信道帧和控制信道帧在无线电传输信道上产生的比特错误；

第一和第二交错器，用于防止从第一和第二FEC编码器分别产生的话务信道帧和控制信道帧的突发错误；

第一和第二符号重发器，用于为从第一和第二交错器分别产生的话务信道帧和控制信道帧重发符号；

第一和第二数字调制器，用于为从第一和第二符号重发器分别产生的话务信道帧和控制信道帧执行直接序列扩频调制和数据调制；以及，

数字加法器，用于将从第一数字调制器产生的话务信道帧加到从第二数字调制器产生的控制信道帧。

2.一种用于数字移动通信系统的发射机中提高信息通过量的方法，包括步骤：

将尾比特插入第一话务信道帧以便产生第二话务信道帧；

产生用于第一话务信道帧的用户服务信息的第一CRC比特；

将第一CRC比特插入第一控制信道帧以便产生第二控制帧；

产生用于第二控制信道帧的第一CRC比特和用于控制和信令信息的第二CRC比特，并且将第二CRC比特插入第二控制信道帧以便产生第三控制信道帧；

纠正关于第二话务信道帧和第三控制信道帧在无线电传输信道上产生的比特错误，以便产生第三话务信道帧和第四控制信道帧；

执行交错，用于防止第三话务信道帧和第四控制信道帧的突发错误以便产生第四话务信道帧和第五控制信道帧；

通过重发用于第四话务信道帧和第五控制信道帧的符号，均衡数字调制器的符号率以便产生第五话务信道帧和第六控制信道帧；

为第五话务信道帧和第六控制信道帧执行直接序列扩频调制和数据调制以便产生第六话务信道帧和第七控制信道帧；并且

将第六话务信道帧加到第七控制信道帧。

3.一种用于数字移动通信系统的发射机中的提高信息通过量的方法，包括步骤：

通过插入尾比特到按帧周期单位施加的用户服务信息，产生话务信道帧；

通过产生与用于所述用户服务信息的所述话务信道帧有关的第一CRC比特，插入第一CRC(循环冗余码校验)比特到控制和信令信息；

产生与所述第一CRC信息和所述控制和信令信息有关的第二CRC比特；

通过与尾比特在一起附加地插入所述第二CRC比特到所述控制和信令信息，产生控制信道帧；和

将所述控制信道帧加到所述话务信道帧并无线电发射加得的结果。