CN1411669A

CN1411669A - 数字移动通信系统中数据非透明传输的方法

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Publication number: CN1411669A
Application number: CN00817275.7A
Authority: CN
Inventors: P·加尔亚斯; L·维斯特贝里
Original assignee: Telefonaktiebolaget LM Ericsson AB
Current assignee: Telefonaktiebolaget LM Ericsson AB
Priority date: 1999-12-17
Filing date: 2000-12-06
Publication date: 2003-04-16
Anticipated expiration: 2020-12-06
Also published as: SE9904632L; US6826168B2; CN1189054C; JP2003517800A; SE9904632D0; MXPA02005637A; AU2241901A; SE519221C2; US20010004355A1; WO2001045443A1; EP1410668A1

Abstract

本发明涉及一个支持数据通信的移动通信系统，其包括一个与交换设备通信的基站。为在移动台和交换设备之间通信，使用了一种通信协议。基站和交换设备间的连接支持分组交换通信，且在基站中提供检测装置，来检测从移动台发送的数据帧是否通过空中接口被正确接收。还提供了装置，用来只把被检测为正确接收的数据帧利用基站和交换设备间的分组交换连接发送到交换设备。

Description

数字移动通信系统中数据非透明传输的方法

发明的技术领域

本发明涉及数字移动通信系统中的数据传输，尤其是针对数字移动通信系统中数据非透明传输的一个系统和一种方法。

技术状况

在数字移动通信系统中，在物理上数据可以两种不同的方式传输，即所谓透明和非透明地。对于透明传输，数据通过移动通信系统中的一个业务信道被透明传送，这意味着无线通路上的纠错只是通过使用信道编码来完成。例如对于GSM系统使用了一种名为前向纠错(FEC)的信道编码方案。

对于非透明传输，除了上面提到的信道编码外，还使用了一种协议，根据它如果数据在接收侧没有被准确接收，则重复通过业务信道的数据传输。在GSM系统中这样的另外的通信协议被称为无线链路协议(RLP)。它被使用在移动台的终端适配装置和网络适配装置之间，如一个互通功能IWF，其多数是在一个移动交换中心MSC处提供或与其关联。RLP是一个HDLC型的平衡数据传输协议，其具有帧结构。RLP纠错基于在业务信道上对被破坏的帧进行重传。在RLP之上还有另一协议L2R(层2中继)。通常在移动台(即在它的终端适配器中)和互通功能中都有处理这种协议的功能装置。数据正常地通过分别在移动台和IWF中的处理这种RLP协议的功能装置之间的无线接口上以RLP帧被传送。在正常的数据传送状态，即对于9.6kbps信道，采用12kbps的无线信道，这个功能装置规定把数据包入200比特的PDU(分组数据单元)，通过无线接口以240比特的RLP帧传送到其它功能装置。

当没有数据或其它信息要传送时，采用所谓的间断传输(DTX)是有益的。当实际上没有数据要传送时，这表示传输被中断，DTX是一种在无线通道上尽可能减少传输的方法。采用DTX的原因在于在发射装置中降低功率消耗，这对移动台非常重要，另外原因还在于在无线通道上降低整个干扰电平。DTX对于上行链路和下行链路分别以独立方式工作。在一个移动通信网络中可能实施DTX也可能不实施，即网络允许DTX或是不允许。

实施TDMA(时分多址)的移动通信系统中，例如GSM，每个移动台被指定给一个业务信道用于语音或数据传输。这样对于不同的移动台，在同一载波上最多有8路并行连接，用于进行全速率传输。因此数据的最大传输速率由于可利用带宽，信道编码和纠错的原因被限制在极低的水平，如此对于GSM系统其被限制到14.5kbps，(12kbps，6kbps或3.6kbps)。然而，如在GSM中，所有地面传输都是基于电路交换传输。

通过在GSM中引入GPRS(GSM的分组数据业务，通用分组无线业务)，EDGE(全局演进的增强数据速率)和自适应多速率(AMR)语音编解码器，带宽可以增大和改变。然而在基站子系统(BSS)中的传输结构并未为了能够利用这种发展而改变。对于专用网络或办公室解决方案，GSM系统正在发展，它使用公司内常规LAN(局域网)/企业内部互联网，也就是使用基于IP的传输。然而，QoS问题没有用除了通过在办公室内部的过量供给或计算机LAN基础设施支持的其他QoS机制以外的任何其他方式解决。利用LAN/以太网技术，带宽也是廉价的。然而对于公共解决方案情况就不同了，且带宽昂贵。

对于GSM中的非透明数据传输，支持DTX，就意味着如果没有数据要发送，无线发射机就关闭。GSM中所有地面传输实际上都是基于电路交换传输。通过引入GPRS，当前的GSM系统实际上被升级为在无线接口上支持分组交换业务。因此为在移动台和BTS(基站收发信台)之间，即无线通道上的统计复用而采用了一个DTX功能性。对于地面传输，分组交换被定义在GPRS核心网络中和到BSS(基站子系统)的接口(Gb)上。

GSM中提供了一个所谓的代码转换器和速率适配器单元TRAU，它是一个可能被安排在远离基站的代码转换器单元。TRAU与例如一个BTS的信道编码单元进行通信，这种通信定义在GSM建议08.60中。在上行链路方向BTS总是发送通过无线接口接收到的帧。在下行链路方向互通功能IWF(通常在MSC中提供)包括网络适配功能性，通过无线链路协议RLP帧中的带内信令指示是否应发送帧，该帧总是通过TRAU被发送到BTS。可以看到，大量空闲数据被发送，这是一种资源浪费。

通过引入高速电路交换数据，HSCSD，使得在到一个移动台的无线接口上使用一些时隙(TS)成为可能。传输可以是透明也可以是非透明的。对于透明业务，在上行和下行链路上TS的数量是相同的。对于非透明传输也存在TS的不对称使用。因此原因在于像万维网浏览这样典型的数据业务是极不对称的，并且如果不得不同时发送和接收数据，则MS的实施面临一个代价阈。因此大多数HSCSD MS支持对时隙的不对称使用，对应关系有1/1，1/2，2/2，1/3，1/4，表示上行链路一个时隙，下行链路一个时隙，上行链路一个时隙，下行链路两个时隙等。非透明业务优于透明业务之处在于，它们包括自适应处理无线资源的可能性。这意味着保证一个数据用户在一个时隙上的连接和其附加能利用小区中可提供的无线资源。这与GPRS的情况类似，其中当需要时MS只使用无线资源。这里的用法也是不对称的。MS的设计问题类似于HSCSD。

总之，目前对于在引入基于分组的业务时如何提供例如，在基站和交换设备之间的固定或地面连接上资源的有效使用还没有一个满意的解决方法。

发明概要

于是需要的是一个支持数据通信的通信系统，其与至今所知的系统相比提高了传输效率。尤其需要一个系统，通过它对于非透明数据传输能更有效地使用固定连接。进而需要一个系统，通过它能有效的利用带宽，且该系统廉价和易于实现。此外，需要一种在移动通信系统中传输数据的方法，通过它能够实现如上所述的目的。

因此给出了一个支持数据通信的移动通信系统，其包括至少一个通过一个连接被连接到交换设备的基站，且为在移动台和交换设备之间通信采用了一种通信协议。基站和交换设备之间的连接支持数据的分组交换通信，并提供了用于检测基站中从移动台发送的数据帧通过空中接口是否被正确接收的装置。此外还提供了利用基站和交换设备间的分组交换连接，只发送被检测为正确接收的数据帧到交换设备的装置。尤其在来自移动台的上行链路上建立了以数据帧传送的数据的非透明通信。进而在一个优选实施例中检测的装置包含对接收到的数据帧计算帧校验和的装置。一个可供选择的实施中，在基站中检测无线传输质量，来检测数据帧是否被正确接收。这可以是一种选择，或者，与帧校验和的计算结合。一个实例中交换设备是一个移动交换中心(MSC)。

可以选择地，交换设备是一个基站控制器(BSC)，基站是一个基站收发信台，且至少在基站收发信台(BTS)和基站控制器(BSC)间的上行链路上支持数据分组交换通信。

特别地BSC包括用于与移动交换中心的互通功能进行通信的代码转换和适配装置，它包含为数据传送构建帧的装置，代码转换和适配装置检测接收到的来自移动交换中心的帧是否包含数据，并只发送数据帧到基站。一个有利的实施中，基站和交换设备之间的下行链路上也支持数据的分组交换通信。

这种发明概念也适用于支持分组数据通信的移动通信系统。该系统包括至少一个基站，其通过一个连接被连接到一个交换设备，并采用用于移动台和交换设备之间通信的通信协议。

基站和交换设备之间的连接支持数据的分组交换通信，并提供用于在基站检测从移动台发送的数据帧通过空中接口是否被正确接收的装置。此外还提供了利用基站和交换设备之间的分组交换连接只把被检测为正确接收的数据帧发送到交换设备的装置。检测装置包含计算一个接收数据帧的帧校验和的装置是有益的。

尤其也在从交换设备到基站的下行链路上支持分组数据的非透明通信和支持分组交换通信。

根据本发明，当采用统计复用时为了提高传输效率的灵活性建议在BSS内引入分组交换传输。尤其建议使用互联网协议(IP)。其他可选方法有比如使用ATM(异步传输模式)或帧中继。为在一个IP网络中引入业务质量(QoS)，发展了一个名为区分业务的标准，其是基于在IP头标中使用优先级比特。这个标准是IEIF(互联网工程任务组织)标准化的，对应RFC(请求评注)2475，“区分业务的一种结构”。然而，当基于分组的传输被引入到GSM BSS时，要求满足当前GSM的延迟要求是可能的，语音作为对延迟最敏感的业务，被放入最高的延迟优先级类。其他对延迟要求不太严格的业务将被指定到较低的优先级类，例如，非透明数据，其缺省有一个可变的延迟。

尤其对非透明数据，为在固定连接上实现统计复用而允许使用DTX是非常有益的。更特别地，在BTS(GSM中)和BSC中的TRAU(代码转换器和速率适配器单元)之间为统计复用而采用了DTX。更特别地，其可能在BTS和MSC之间实现。对于GPRS，这个发明概念可以在BTS和SGSN之间或BTS和BSC之间实现。这里GSM的TRAU对应可能位于BSC或SGSN中的PCU。

为达到以上提到的目的，提出了一种在移动通信系统中传输数据的方法。该方法包括这些步骤；在移动台和交换设备之间建立非透明数据连接，包括移动台和基站之间的空中接口与基站和交换设备之间的分组交换连接；在基站中检测从移动台发送的数据帧通过空中接口是否被正确接收；以及利用基站和交换设备之间的分组交换连接只把被检测为正确接收的数据帧发送到交换设备。在一个优选的实施例中检测步骤包括使用非透明数据协议中定义的帧校验和来确定数据帧是否被正确接收。

作为一种可选或是附加的步骤，该方法包括步骤；在基站执行无线质量测量以确定来自移动台的数据帧通过空中接口是否被正确接收。在一个特别的实施中，该方法还包括步骤；在基站检测接收到的来自移动台的时隙是否对称，且仅当时隙对称，才通过分组交换连接向交换设备发送数据分组。

一个有利的实施中，该方法包括步骤；在从交换设备到基站的下行链路上也执行分组交换传输。

这个发明概念也适用于一个支持分组数据通信的移动通信系统。这时该方法包括这些步骤；在移动台和交换设备之间建立非透明数据连接，包括移动台和基站之间的空中接口与基站和交换设备之间的分组交换连接；在基站检测从移动台发送的数据帧通过空中接口是否被正确接收；以及利用基站和交换设备之间的分组交换连接只把被检测为正确接收的数据帧发送到交换设备。

特别地检测步骤包括采用在非透明数据协议中定义的帧校验和来确定数据帧是否被正确接收。此外，在一个有利的实施中，该方法还包括步骤；在从交换设备到基站的下行链路上执行分组交换传输。在有利的实施例中，参照上行链路更详细描述的基本上相同的发明过程在下行链路也得以实现。

本发明概念尤其适用于电路交换数据和分组交换数据(GPRS)，单个和多时隙，及其任意组合，并且适用于无线接入网中基于分组的传输。

而且本发明还涵盖了无线载波(电路交换(CS)或分组交换(PS)解决方案)和核心网络(CS或PS)间所有种类的映射。对于UMTS(通用移动电话系统)确实是这种情况，且对于GSM/GPRS/EDGE也是可以实现的。这样一个电路交换无线信道可以连接到GPRS的分组交换核心网络或者一个GPRS分组交换无线信道可以连接到一个电路交换核心网络，如GSM，的一个电路交换载波。执行什么只取决于要实现的业务所加的要求。这样，如GSM接口A和接口Gb可移植到UMTS的内部接口(In-interface)。

本发明一个优势在于大大提高了整体的灵活性和传输效率。

附图简述

下面将通过一种非限制的方式及参考附图更详尽地描述本发明，其中：

图1A非常示意地说明了一个移动通信系统，例如GSM，其中一个MS可以通过BSS在非透明连接上与一个MSC进行通信，且其中在BSC和BTS之间实现了本发明的概念，

图1B非常示意地说明了如何在GPRS中实现本发明的一个例子，

图1C非常示意地说明了如何在GPRS中实现本发明的另一个例子，

图2为一个RLP帧，

图3为一个L2R分组数据单元，

图4A示出在改进的V.110 80比特帧中指定给E2和E3比特的FSI值，

图4B是一个表格，示出针对非透明数据的改进的CCITT V.110 80比特帧，

图5是一个框图，示出根据本发明改进的一个非透明GSM业务信道在不同协议层次上的功能单元，

图6为一个在朝向交换设备的上行链路上的本发明程序的流程图，

图7为一个描述在朝向基站收发信台的下行链路上的本发明程序的流程图，和

图8是一个更详细地描述在下行链路上程序的流程图。

本发明的具体描述

不同的实施例描述通常是基于电路交换数据，即系统支持电路交换数据通信。然而，类似的解决方案也适用于支持分组交换数据通信的移动通信系统，像例如GSM GPRS(通用分组无线业务)，P-PDC(分组-个人数字通信)，ADCD等。通常情况下对于首先提到的在上行链路方向上的问题的解决方案包括滤波来自无线接口的输入，以辨别来自移动台，以下表示为MS，的一帧是否正确接收。

在电路交换数据业务中没有像对语音检测坏帧那样在对信道编码块(CCB)的基带处理中采用CRC(循环冗余校验)。而取代以在MS和IWF(在移动交换中心MSC内部或与其相关联)之间的一个高层协议，采用带有CRC的RLP帧来检测RLP帧中的比特错误。

一个特别的实施例中在基站收发信台BTS内采用RLP校验和。其允许滤除所有的坏帧，对于非透明数据这意味着所有具有一个或多个比特错误的帧，因而这提高了效率，甚至比通过单独使用DTX所提供的效率都高。

为估计一帧是否无错误，在IWF和MS中采用RLP校验和是有益的。如果它包含误码，就不发送帧或者在无线接口上破坏它，然后将其重传。对于不对称业务(一个不对称时隙TS)，未采用的上行链路TS对于BTS来说是知道的，因此BTS将根本不必发送任何帧。

(现有技术系统中BTS通过已分配的CS(电路交换)信道发送空闲帧。)由于BTS通过一个对称带内控制协议在TRAU中控制每一个子信道，这也意味着BTS TRAU协议中的变动，然而协议的定义并不是本发明的一部分。

对于9.6kbps的数据，在无线接口(信道编码块)上的帧和RLP帧之间具有一对一的映射。对于4.8和14.4kbps的数据，由于这里的RLP帧包含两个信道编码块，故不属于此种情况。从而对于这样的数据必须提供缓冲，结果是产生一个20毫秒的延迟。(对照GSM 05.03)

尤其对于4.8kbps的数据，RLP和无线接口(CCB)之间有一个严格的映射，给出一个依据无线接口定时的相位的、可能介于0到20毫秒之间的额外延迟。

对于14.4kbps没有这样的映射。取代以采用一个带内信令，两个半RLP帧通过一个比特标示。这不产生任何额外延迟。

下面将尤其参照GSM系统对本发明作进一步描述，虽然本发明概念也适用于其它数字移动通信系统。而且它尤其涉及采用时分多址(TDMA)的通信系统，虽然它适用于采用诸如CDMA和FDMA的其它多址接入技术的系统。图1B和1C非常示意地说明如何在GPRS中实现本发明。

图1A示意地说明了GSM系统的功能，其中移动交换中心MSC 40负责呼入和呼出的连接，且其充当通常的公共电话交换网上的交换设备，并且对于一个实施例把本发明的概念应用到那里。此外它处理移动通信的功能特点，例如用户位置管理等。

移动台MS 10通过一个基站系统BSS 25连接到MSC 40，GSM中BSS包括一个基站收发信台20和一个基站控制器BSC 30。通过无线通道GSM系统以发送TDMA帧的形式完成TDMA业务。一个TDMA帧包含许多时隙，其中信息分组在每个时隙里以一个射频脉冲形式发送。GSM系统的无线接口上采用的信道结构例如在GSM建议05.02中定义。在GSM系统中，在终端适配功能TAF 11(MS内)和固定网络中网络适配装置互通装置IWF 41(大多数是在MSC 40内或与其关联)之间建立一条数据链路。这个实施例中数据链路是一个电路交换连接，服务于贯穿该连接的、来自无线接口的多个业务信道。GSM数据传递中的数据链路是V.110速率适配的，V.24接口兼容的，UDI编码的数字全双工连接。V.110连接是一个数字传输信道，对应CCITT建议蓝皮书V.110。终端适配装置TAF11为利用一个或多个时隙或业务信道在电路交换连接上建立的V.110连接而适配一个连接到MS的数据终端TA(图5)。对于14.4kbps还使用其它协议。因此虽然任何具体的描述都不同，然而原理是一样的，并且从具体的如何实现成例如14.4kbps的描述看是明显的。

IWF使该V.110连接适应另一个V.110网络，诸如一个ISDN，或是另一个GSM网络或是另一个转接网络，如PSTN。此外业务信道使用前向纠错(FEC)信道编码，目的在于减少无线通路上传输错误的影响。GSM系统根据GSM建议05.03实现了卷积编码。一个全速率的GSM业务信道使用14.4kbps，9.6kbps，4.8kbps和2.4kbps的数据速率。

GSM中BSC30和IWF41之间采用所谓A接口，根据本发明能够在BSC(也称为(第二)交换设备)和基站BTS之间，或者是在BTS和MSC(在本发明的通用描述中也标示为(第一)交换设备)之间进行分组交换传输。这涉及到两个不同的实施例。

根据本发明，至少在BTS 20和BSC 30之间引入了分组交换传输。TAF 11和数据终端设备(没有示出)之间的终端接口和IWF 41和例如一个音频调制解调器42(图5)之间的接口满足CCITT V.24的要求，图5中终端接口标示为L2。L2R协议(层2中继)和RLP(无线链路协议)都在位于连接两端的TAF11和IWF41上。此外连接包括不同种类的速率适配功能(RA功能)，其中RA1’在TAF11(MS/TAF10)间提供，并且根据具体描述的、在BTS和BSC之间允许基于分组的通信的实施例，在TRAU 31中提供(对照图5)。(一个可选的实施中，RA1和RA1’也在CCU 33中提供。)

根据已阐述的实施例，RA1在IWF 41和TRAU 31之间提供。而且RA2在TRAU 31和IWF 41之间提供。另外在CCU 32和TRAU 31之间又提供了一个速率适配功能RAX。在GSM建议04.21和08.20中定义了速率适配功能(RA1，RA2，RA1’)；通过本发明提供了RAX和TRAU 31中附加引入的RA1’和RA1，以及在CCU32中不包括RA1和RA1’。

在GSM 08.60中定义了CCU 32和TRAU 31之间的通信，而其却由于本发明而受到影响。例如针对非透明协议的L2R(层2中继)功能性是在GSM建议07.02中定义的。L2R把源自终端接口的用户数据和状态信息打包成200比特，25八位字节线的PDU(协议数据单元)，在图3中举例示出。八位字节被编号为0-24，其中八位字节0首先传送。八位字节的比特被编号为1-8，比特1首先传送。一个PDU中八位字节可能包含一个状态八位字节，一个字符(高层数据)或填充比特。八位字节0总是一个状态八位字节。状态八位字节包括3个比特SA，SB和X，用于V.24连接的状态，以及指示状态八位字节后续的数据八位字节数量的5个比特，此外还有数据八位字节的特殊表示，例如空，PDU。图中状态八位字节0后接着3个数据八位字节。其后跟着一个新的状态八位字节4。

图2中示意地说明了一个RLP帧。一个RLP帧由一个头标，一个信息域和一个帧校验序列(FCS)域组成。它有一个或240或576比特的固定长度。组成部分的大小依赖于无线信道的类型，RLP版本和RLP帧。在GSM 04.22“数字蜂窝通信系统(阶段2+)”；移动台-基站系统(MS-BSS)接口和基站-移动业务交换中心(BSS-MSC)接口上用于数据和远程信息处理业务的无线链路协议，GSM 04.22 7.0.0版本(1998年公布)中讨论了一个RLP帧的基本帧结构。如其它在此说明书中涉及的文献一样，此文献在此引入作为参考。一个RLP头标携带三种控制信息之一，第一种是无编号的协议控制信息(U帧)，第二种是监视信息(S帧)和第三种用户信息携带捎带确认的监视信息(I+S帧)。头标被从左向右传送，且FCS从最高阶项开始传送，对于信息域比特传送的顺序是从左向右。在以上所述的文献(GSM 04.22)的4.4章进一步解释了FCS。

上面讨论了L2R PDU打包在一个RLP帧中。如以前在此申请中和上面提到的GSM 04.22所述，RLP是一个平衡的HDLC类型的数据传输协议，其帧结构中纠错是基于在接收方的请求下重传已被破坏的帧。RLP协议从TAF(MS中)扩展到IWF。对于一个240比特的RLP帧，头标域包含16比特，信息域200比特，FCS 24比特。头标和信息比特也依赖于RLP的版本。在信息域中包入200比特的L2R PDU。

上面提到的GSM规范08.20详细说明了IWF和BSS之间的接口。在第14部分“支持非透明载体业务”讨论了TCH/F 9.6和TCH/F 4.8kbps信道编码，解释了在非透明业务的情况下，RA1/RA1’速率适配功能执行与带有对于非透明的修改的、从采用12和6kbps无线接口数据速率的透明业务可知的一样的映射。如图4B所示在改进的CCITT V.110 80比特帧中E2和E3比特用来指示CCITT V.110 80比特帧的每一个连续序列，其对应于在一个无线接口帧中接收到的4个改进的CCITT V.11060比特帧。这允许至/自MSC的240比特的无线链路协议帧按照由无线子系统信道编码器作为单个单元编码的4×60比特帧排列，对照GSM05.03。上面序列之一中由E2和E3组成的8个比特称为一个帧开始标识符FSI。FSI的值是00 01 10 11，如图4A中所示其值被赋给E2和E3比特。这种排列可能有助于简化本发明的实现，这里是指在GSM系统中。

上面已经讨论了图5，其是一个框图，描述了MS/TAF 10，BSS 25和MSC/IWF 40，说明了本发明对于支持无线接口上的电路交换数据的GSM系统的实施，其中在基站(BTS)和BSC(这里构成(第二)交换设备)之间引入了基于分组的通信。一个可选的非常有有利的实施中，从基站(BTS)上行到MSC 40(第一交换设备)的所有路线执行基于分组的传输。这种情况下，如图5所示的附加特性引入到MSC/IWF模块40。其它方面功能类似。这意味着已引入TRAU 31(速率适配功能RA1’，RA1和RAX)的功能性被引入MSC/IWF模块40，尤其是引入IWF 40中。然而通过图5的实施，在BTS(CCU)中计算RLP FCS。可选择地，执行无线质量测量。而在一个实施例中除计算RLP校验和之外还执行无线质量测量。

图1B是一幅与图1A相似的图，但是针对GPRS的。移动台10A通过BSS 25A与服务GPRS支持节点(SGSN)40A通信，该节点充当类似MSC的一个交换节点。BSS 25A包括一个BTS 20A和一个BSC 30A。这个实施例中在BSC处提供PCU(分组控制单元)41A，通常对照GSM 03.60V5.2.0.尤其是第12部分(12.5)。信息作为PCU帧被传送，这对于GSM 08.60中定义的TRAU帧是一个扩展。根据本发明在BTS 20A和BSC30A之间引入分组交换(PS)传输。这个实施例中BSC 30A包含PCU功能性。

图1C示出一个可选实例，对照GSM 03.60 V5.2.0，12，5部分，其中一个MS 10B通过BSS 25B与SGSN 40B通信。在这种情况下PCU 41B在SGSN 40B中提供，这是为什么把SGSN标示为(第一)交换设备的原因。根据本发明在BTS 20B和SGSN 40B之间引入数据的分组交换传输(PS)。例如在文献GSM 03.60 V.5.2.0和草案TS 100 960 V5.0.0(1998-01)(GSM 03.60 5.0.0版本)中描述GPRS。(对于GPRS，从SGSN到BSC不发送参见图8对GSM的描述情况中的填充帧。)

图6是一个框图，描述了针对在上行链路上采用电路交换数据的GSM系统的本发明概念的实例。实施例描述了当BTS和BSC间的固定链路上引入基于分组的通信时的一个实例。首先利用无线接口上的一个或多个时隙在MS/TAF和MSC/IWF之间建立一个非透明数据连接，100。在一个有利的实施中，检查它是否是一个对称时隙，110，如果不是，在固定的基于分组(地面)的链路上不发送帧，111。这意味着在建立一个非透明数据连接时获得在一个较早阶段时隙是否对称的信息。然而这种检查对于本发明的功能并不是一个要求，而仅仅是构建一个有利实例。而假设实现了这个功能性，如果确定时隙对称，那么就建立装置以检测正确接收的RLP帧，即，MS/TAF发送一个RLP帧，并且其被无任何比特错误地接收，120。在基站中这样的一个功能性是新颖的，其在比以前所知BTS采用的更高层协议上进行校验。

然后通过无线接口接收RLP帧，130。于是校验RLP帧是否包含任何错误，140。尤其检查RLP校验和来判定它是否正确。可选择地执行无线质量测量，或是两个都做。如果RLP帧包含错误，RLP帧被丢弃，152，这意味着在基于分组的地面链路上没有帧被发送。

如果相反地RLP帧没有包含错误，RLP帧通过固定的基于分组的链路被发送，151。然后对后续的帧重复此过程。

这里给出了在上行链路上的过程，坏帧已经在基站BTS而不是在MSC中被去除。在BTS中使用RLP校验和(RLP FCS)是有益的。由于信道编码给出了RLP长度和采用的哪种FCS，所以不需要任何试验解码就可以这样做，对照“与无线传输严格对齐地发送RLP帧”；GSM 04.21，并且RLP帧具有固定的大小240(TCH/F 9.6信道编码)或是576比特(TCH/F 14.4信道编码)，对照涉及4.8kbps和14.4kbps数据的早期评论。

由于当连接建立(步骤100)时RLP帧长度和校验和被隐含给出，流程图的步骤120在一个实施例中被省略。

在一个使用无线质量数据的可选实施例中，信道类型从数据连接的建立也可知。

对于4.8和14.4kbps数据，在BTS中缓冲一个信道编码块是可能的，即等待后续的CCB以获得一个完整的RLP帧。然而，这将导致额外20毫秒的延迟。优选的情况是，如果可能的话一接收到每一个CCB就发送它，并把它打包成比如IP分组(或采用ATM或帧中继或其它基于分组的解决方案)。如果在接收到第一个CCB时CRC计算已经被启动，就不能被确定整个RLP帧是否被破坏，直到接收到第二个CCB。换句话说，第一个CCB已经被发送出去了。一个处理此问题的可选实例中，这种方法可以结合无线质量测量来实现。

图7中描述了下行链路上的相应过程。它也给出了一个实施例，其中在BSC(TRAU)和基站(BTS)之间引入基于分组的传输。然而，对照从前，基于分组的传输在MSC和BTS之间提供，在这种情况下，改而在MSC执行TRAU的功能性(针对本发明)。然而，回到图7，假设MS/TAF和MSC/IWF间建立了非透明数据连接，200，然后确定MSC/IWF中是否有任何数据要发送，210。如果是，构造一个RLP帧并通过A接口发送到TRAU(在BSC中)，220。然后在TRAU中检测RLP帧，并从那通过固定的基于分组的链路发送到BTS，230。然而如果在步骤210中检测到在MSC/IWF中没有数据要发送，则构造一个RLP填充帧并通过A接口发送到TRAU，221。一个可选实施例中，MSC和BSC之间引入基于分组的数据，就没有必要构造一个RLP填充帧。然而，假设只在BSC和BTS之间引入基于分组的传输，在TRAU(BSC)中检测RLP填充帧，且没有分组通过分组交换链路发送到BTS，222。然后对后续帧重复此过程。

图8中针对GSM更具体描述了下行链路上的过程，且其中在BSC和BTS之间引入了基于分组的通信。首先假设，300，从IWF向MS发送RLP帧。在下层以同步V.110帧的形式进行RLP帧的传送。如图5所示，这由RA1来处理。RA1以16kbps的比特率给出一个同步的V.110帧流，其相当于空中的9.6kbps的比特率。接下来备用带宽或剩余带宽被填充以一(“1”)(比如)。这是因为在MSC和BSS之间总是被分配64kbps的信道。这是由RA2处理的(对照图5)，310。接着TRAU单元(BSC中)检测V.110帧。速率适配功能性RA2在分配的64kbps信道上利用同步模式实现这个功能性，320。

现有技术系统的TRAU单元把对应四个V.110帧的数据包入一个TRAU帧中，TRAU帧是基站BTS(CCU)和TRAU之间采用的格式。在现有技术系统中，TRAU不具有查看V.110帧的内容是什么的功能性。这意味着TRAU例如不知道这是一个透明的还是非透明业务。(在本发明中，通过将RLP帧包入一个IP分组来取代上面的包入一个TRAU帧。)

如果定义了一个基于分组的解决方案，每个V.110帧都可在一个分组(例如一个IP分组)内发送，但是仍将不提供这个信息。根据另一个解决方案，四个V.110帧也是被包入一个IP分组，然后发送。然而，为通过采用DTX提高传输效率，必须提供可确定V.110帧中内容的功能性。

这样需要一个能读V.110帧中的E2，E3比特并检测FSI序列的功能块，换句话说需要一个能发现RLP帧的功能。可选地，通知TRAU这是一个非透明业务，在呼叫建立时可以在信令中给出有关其的信息。然而，由于在透明业务情况下E比特被赋给一个指示比特率的常数值，所以通常其它方法能够让人满意地工作。

这将参考图4A，4B来讨论。如此后续的一步中读出V.110帧的E2，E3比特，并检测到FSI序列，这意味着发现了一个RLP帧，330。这个功能以类似于BTS中的RA1执行的方式执行。此外RLP帧被包入用于在空中传输的格式(除了由FEC功能性引入的信道编码之外)。这相当于RA1’的功能性，340。于是一个4×60比特的分组内发送的信息是可得到的(对应240比特RLP帧和4个80比特V.110帧，总共是320比特，这意味着V.110同步就是区别所在)。这样一个240比特的RLP帧和4个80比特的V.110帧被安排在一个分组内。如图5所示的RAX功能性添加由所使用标准如IP给出的分组开销，350。然后TRAU校验RLP帧的E1比特，找出其是否包含用户数据或是一个空闲RLP帧。如果它是“1”，那么它就是一个空闲RLP帧，360。BTS/CCU中RAX功能性用来对IP分组解包并重新生成V.110帧，370。

由于已知一个IP分组总是代表一个RLP帧，在这里使V.110比特流和一个RLP帧同步的功能性，即RA1，将简化。在这个方向不发送E1，E2和E3。最后BTS/CCU中的DTX功能性将是决定一个分组是否已被接收的一步。接着必须发送它。如果没有接收到分组，发射机将关闭，380。

流程图中将不描述上行链路上的详细过程。与使用的标准相比，区别在于因为不通过空中发送E比特，BTS/CCU已知接收到的所有帧都包含一个RLP帧。在这里执行检测，来检测它是否是一个已发送的RLP帧，还检测它是否含任何比特错误。参照上面采用RLP校验和来实现是有益的。

可选择地，采用无线质量数据。(这也用做RLP校验和实施例的一个补充。)然后将一个阈应用到接收的信道编码块，来辩认MSS是否发送了一些脉冲串。这个阈必须基于来自均衡器和信道解码器的软信息。例如阈可能定义以裁定具有非常低能量的脉冲串的块，即MS发射机被关闭。然而，在有干扰的情况下，这种方法可以被提供给来自信道解码器的软质量测量。由于此方法只依赖于软信息，所以在一个有利的实施例中，使用为了不损失任何好帧而偏置倾向于不丢帧的阈。这个效率可能有点低于采用RLP校验和的解决方案给出的效率。

图6中RLP层(RLP FCS)上的功能性包含RLP校验和的计算。在下行链路上执行这个功能性是有益地，但它并不是必需的。如果在下行链路上计算RLP校验和，则例如这是为了万一在固定传输上已有比特错误时避免通过空中发送破坏的数据。余下的步骤对应于上面参照下行链路过程的描述，但是顺序是相反的。

参照上面，本发明也适用于一个支持分组数据通信的数字移动通信系统，例如GPRS是一个GSM分组数据业务，PPDC是一个PDC的分组数据业务等。已有的通信协议RLP是针对GPRS的，进而替换成RLC协议，互通功能装置包括如图1B，1C所示的一个PCU(分组控制单元)，对应SGSN节点(服务的GPRS支持节点)的MSC节点等。在其他方面这个解决方案也是类似的。然后在移动台和基站之间的无线接口上实现非透明数据的统计复用。

此外，本发明适用于不同种类的系统，尤其是数据的电路交换传输例如对于GSM(或是一个采用电路交换核心网络的类似系统)被实施，以及通过无线接口的数据的分组交换传输也对于这样的一个具有电路交换核心网络的系统实施。

另外，它适用于这样的情况，即对于一个具有分组交换核心网络的系统(例如GPRS)实现通过例如无线接口的数据电路交换传输。

当然本发明不只限于这些明确描述的实施例，而且它在附加权利要求的范围内可以以许多不同的方式变化。

Claims

1.一种支持数据通信的移动通信系统，包括至少一个基站，其通过一个连接被连接到一个交换设备，且采用一种通信协议用于移动台和交换设备之间的通信，其特征在于

基站和交换设备间支持以数据帧传输的数据的分组交换非透明通信的连接，以及用于在基站中检测从移动台发送的数据帧通过空中接口是否被正确接收的装置，利用基站和交换设备间的分组交换连接只发送被检测为正确接收的数据帧到交换设备的装置。

2.权利要求1的系统，其特征在于

在来自移动台的上行链路上建立以数据帧传输的数据的非透明通信。

3.权利要求2的系统，其特征在于

检测装置包括计算一个接收到的数据帧的帧校验和的装置。

4.权利要求3的系统，其特征在于

在基站中检测无线传输的质量以检测数据帧是否被正确接收。

5.权利要求1的系统，其特征在于

交换设备是一个移动交换中心(MSC)。

6.权利要求1的系统，其特征在于

交换设备是一个基站控制器(BSC)，基站是一个基站收发信台(BTS)，至少在基站收发信台(BTS)和基站控制器(BSC)之间的上行链路上支持数据的分组交换通信。

7.权利要求6的系统，其特征在于

BSC包括代码转换和适配装置，用来与移动交换中心的互通功能进行通信，它包括构造帧用于数据传输的装置，代码转换和适配装置检测从移动交换中心接收到的帧是否包含数据，且只发送数据帧到基站。

8.权利要求1，6或7的系统，其特征在于

在基站和交换设备间的下行链路上支持数据的分组交换通信。

9.一种支持分组数据通信的移动通信系统，包括至少一个基站，其通过一个连接被连接到一个交换设备，并采用一种通信协议用于移动台和交换设备之间的通信，其特征在于

基站和交换设备间支持以数据帧的数据分组交换非透明通信的连接，用于在基站中检测从移动台发送的数据帧通过空中接口是否被正确接收的装置，和利用基站和交换设备间的分组交换连接只发送被检测为正确接收的数据帧到交换设备的装置。

10.权利要求9的系统，其特征在于

在从交换设备到基站的下行链路上支持分组交换通信。

11.一种在一个移动通信系统中传送数据的方法，这种方法包括步骤：

-在移动台和交换设备间建立一个非透明数据连接，包括移动台和基站间的一个空中接口与基站和交换设备间的分组交换连接；

-在基站检测从移动台发送的数据帧通过空中接口是否被正确接收；以及

-利用基站和交换设备间的分组交换连接只发送被检测为正确接收的数据帧到交换设备。

12.权利要求11的方法，其中检测的步骤包括采用一个在非透明数据协议中定义的帧校验和来确定数据帧是否被正确接收。

13.权利要求11或12的方法，还包括步骤：

-在基站进行无线质量测量来确定来自移动台的数据帧通过空中接口是否被正确接收。

14.权利要求12的方法，还包括步骤：

-在基站检测从移动台接收的时隙是否对称，且仅当时隙对称，才通过分组交换连接发送数据分组到交换设备。

15.权利要求11的方法，还包括步骤：

-在从交换设备到基站的下行链路上进行分组交换传输。

16.一种在一个支持分组数据通信的移动通信系统中传送数据的方法，此方法包括步骤：

-在移动台和交换设备之间建立非透明数据连接，包括移动台和基站间的空中接口与基站和交换设备之间的分组交换连接；

-在基站中检测从移动台发送的数据帧通过空中接口是否被正确接收；和

17.权利要求16的方法，其中检测步骤包括采用一个在非透明数据协议中定义的帧校验和来确定数据帧是否被正确接收。

18.权利要求17的方法，还包括步骤：

-在从交换设备到基站的下行链路上进行分组交换传输。