CN1596012A - 用于电信的传输格式组合指示符映射 - Google Patents

Abstract

计算的传输格式组合(CTFC)提供要指配TFCI值的传输格式组合的有效信令。CTFC序列是从更高层(30)用信号通知给节点B(22)和用户设备(UE)(20)的，其中为每个CTFC依次分配一个TFCI值。通过CTFC节点B和用户设备(UE)可以确定TFCI值(用于节点B和UE之间通信)表示的确切的传输格式组合。CTFC值的序列只包括有效的传输格式组合的CTFC值。

Description

用于电信的传输格式组合指示符映射

本申请要求美国临时专利申请序列号60/151,047的优先权和利益，该专利申请于1999年8月27日提交，在此把其全文引入作为参考。

                    技术领域

本发明是关于电信，特别是电信操作，其中每一个都有潜在的多种传输格式的多个传输信道被复用传输。

                    背景技术

在一个典型的蜂窝无线系统中，移动用户设备单元(UE)经由一个无线接入网(RAN)与一个或多个核心网通信。用户设备单元(UE)可以是移动台，例如移动电话(“蜂窝”电话)和带有移动终端的膝上型电脑，并且因而可以是，例如，便携，袖珍，手持，计算机中包含，或者车上安装的移动设备，这些设备同无线接入网进行话音和/或数据通信。

无线接入网(RAN)覆盖被分成小区区域的地理区域，每个小区区域由一个基站提供服务。小区是由位于基站站址的无线基站设备提供无线覆盖的地理区域。每个小区由一个唯一的标识标志，这个标识在这个小区中广播。基站通过空中接口(例如，射频)与基站范围内的用户设备单元(UE)通信。在无线接入网中，几个基站典型地连接(例如，通过陆地线路或者微波)到一个无线网络控制器(RNC)上。无线网络控制器，有时也称之为基站控制器(BSC)，监督和协调连接到它的多个基站的各种活动。无线网络控制器典型地连接到一个或多个核心网络上。

无线接入网的一个例子是通用移动电信(UMTS)陆上无线接入网(UTRAN)。UTRAN是第三代系统，它在一些方面是构建于所知的欧洲开发的全球移动通信系统(GSM)的无线接入技术。UTRAN本质上是一个宽带码分多址接入(W-CDMA)系统。

UTRAN利用开放系统互连(OSI)参考模型。开放系统互连(OSI)参考模型描述了信息如何从一个计算机或者电信节点的软件应用通过网络媒体转移到另一个计算机或者电信节点的软件应用。OSI参考模型是由7层组成的概念模型，每一层指定特定的网络功能。每一层都相当完备，所以指配给每一层的任务可以独立地实现。OSI模型的上层处理应用事务并且一般只用软件实现。最高层，也就是应用层，距离终端用户最近。用户和应用层进程都要同包含通信组件的软件应用交互。上层这个词有时用于指OSI模型中在另一层之上的任何层。OSI模型的低层处理数据传输事务。物理层和数据链路层由软件和硬件实现。其它低层一般仅由软件实现。最低层，即物理层或者第一层，距离物理网络媒体(例如，网络电缆，并且负责实际把信息放到媒体上)最近。

在电话，特别是移动电信例如通用移动电信(UMTS)陆上无线接入网(UTRAN)领域，多个传输信道可在一个接口[包括，例如传输线或者射频]上复用。例如，假定I个传输信道TrCH_i，i＝1，2，…，I，被复用，并且假定每个传输信道TrCH_i有L_i个传输格式。因而，如果每个传输信道TrCH_i有一个格式指示TFI_i，那么格式指示TFI_i可取L_i个值，TFI_i，{0，1，2，K，Li-1}。如果传输格式的所有组合都是允许的，传输格式组合数(TFC)就会是C＝L₁×L₂×…L_I个。传输格式组合数可能变成相当大的数，即便仅有几个传输信道进行复用。事实上，仅仅是所有C个TFC的一个子集被使用。例如，假定一个UEP AMR语音业务有对于三个保护类别的三个传输信道。AMR有9个不同的速率(包括DTX)，因而只有9个TFC被使用。然而，在这种情况下，C通过计算得9×8×3＝216个组合。当考虑到其它业务组合时，类似的问题，例如非常多的组合，可能发生。

OSI参考模型电信系统的第一层为大量传输格式组合分配信令。传输格式组合指示符(TFCI)通知接收机CCTrCH的传输格式组合。当前一种TFCI映射规则的建立依据于技术规范3GPP TS 25.212(“3GPP”指被称为是第三代伙伴计划(3GPP)的一项工程，实施这项工程以进一步发展UTRAN和基于GSM的无线接入网技术)。一旦TFCI被检测到，传输格式组合以及因此单个传输信道的传输格式就被接收机知道，因而接收机能够对传输信道进行解码。

正如所证实的，许多传输格式组合没有用到。为大量传输格式组合(其中许多没有用到)分配第一层信令就会产生至少两个问题。第一个问题是或许没有够用的TFCI字(64或1024)。第二个问题是TFCI检测的性能取决于正使用多少个TFCI码字。由64种可能中检测8个码字或由64种可能中检测64个码字有很大不同。而且，用2×(15，5)码处理直到1024个TFCI码字比用1×(30，6)码处理直到64个TFCI码字性能更坏。因而，从性能观点来看，不应当为用不到的组合分配TFCI。

TS 25.212中定义的当前的TFCI映射规则不考虑并非所有传输格式组合都可能。因此，在TS 25.212规范中使用的分配受到浪费该TFCI码字的损害。

所以，所需要的以及本发明的目的是把每个允许的传输格式组合(TFC)映射到某个传输格式组合指示符(TFCI)的有效和明确的方式。

                    发明内容

计算的传输格式组合(CTFC)提供要指配TFCI值的传输格式组合的有效信令。一个CTFC序列从更高层用信号通知给节点B和用户设备单元(UE)，其中每一个CTFC依次分配一个TFCI值。通过CTFC节点B和用户设备单元(UE)可以确定TFCI值(用于节点B和UE之间的通信)表示的确切的传输格式组合。

对于传输格式组合包括的I个传输信道来说，每一个传输信道TrCH_i，I＝1，2，…，I，有L_i个传输格式，也就是传输格式指示符TFI_i可以取L_i个值，TFI_i0{0，1，2，…，L_i-1}。令TFC(TFI₁，TFI₂，…，TFII)为传输格式组合，其中TrCH₁有传输格式TFI₁，TrCH₂有传输格式TFI₂等。那么相应的CTFC(TFI₁，TFI₂，…，TFI_I)可以这样计算：

$\mathrm{CTFC}({\mathrm{TFI}}_1,{\mathrm{TFI}}_2,K,{\mathrm{TFI}}_l)=\underset{l=1}{\overset{l}{\mathrm{\Σ}}}{\mathrm{TFI}}_i\·P_i.$

其中 $P_i=\underset{j=0}{\overset{i-1}{\mathrm{\Π}}}{L}_j,$ 这里i＝1，2，…，I，以及L₀＝1。

                    附图说明

前面所述以及本发明的其它的目的，特征，和优点通过下面的优先实施方案的更详细描述将会显而易见，所述实施方案在附图中阐明，其中参考符号在各种视图中指相同的部分。附图不一定是按比例的，重点被放在说明本发明的原理。

图1是电信网的几个部分的示意图，说明用信号向一个节点和用户设备单元通知一个CTFC(计算的传输格式组合)值序列。

图2是UMTS陆上无线接入网的一部分的示意图，说明用信号通知CTFC(计算的传输格式组合)值序列的一个例示的语境，用更多细节展示了用户设备单元(UE)站；一个基站，以及一个无线网络控制器。

图3是一个流程图，展示了用于计算和传输从无线接入网的第一层到基站节点和一个用户设备(UE)的CTFC(计算的传输格式组合)值序列的几个例示步骤。

图4是一个流程图，展示一个基站节点或者一个用户设备单元(UE)从无线接入网的第一层接收到CTFC(计算的传输格式组合)值序列时进行的几个例示步骤。

图5是一个流程图，展示一个基站节点或者一个用户设备单元(UE)在接收到TFCI(计算的传输格式组合)值后确定传输格式组合过程中进行的几个例示步骤。

                    具体实施方式

在下面的描述中，为了解释而不是限制，阐明了一些特定的细节例如特定的体系结构，接口，技术等，以便对本发明提供一个全面的理解。然而，显而易见的是对那些本领域的技术人员来说本发明可以用脱离这些特定细节的其它实施方案来实现。在其它一些场合中，省略了对公知的设备，电路，以及方法的详细的描述以便不会用不必要的细节遮掩对本发明的描述。

依照本发明，不同的传输格式组合(TFC)以一种有效的方式赋予一个不同的传输格式组合指示(TFCI)，以便只有实际被使用的组合才用信号通知。特别地，依照本发明，更高层把所用的TFCI用信号通知给第一层，以便每一个允许的TFC可以明白地映射到某一个TFCI。为了以有效的方式用信号通知这些映射，更高层算出一个值在此称作CTFC(计算的传输格式组合)。CTFC按照表达式1来计算：

                  表达式1： $P_i=\underset{j=0}{\overset{i-1}{\mathrm{\Π}}}{L}_j,$

其中i＝1，2，…，I，以及L₀＝1；并且L_j是格式指示符TFI_j的传输格式的数目。

令TFC(TFI₁，TFI₂，…，TFI_I)为传输格式组合，其中TrCH₁有传输格式TFI₁，TrCH₂有传输格式TFI₂，等。现在，对任何传输格式组合TFC(TFI₁，TFI₂，…，TFI_I)，相应的CTFC(TFI₁，TFI₂，…，TFI_I)可以如表达式2来计算。

                 表达式2： $\mathrm{CTFC}({\mathrm{TFI}}_1,{\mathrm{TFI}}_2,K,{\mathrm{TFI}}_l)=\underset{l=1}{\overset{l}{\mathrm{\Σ}}}{\mathrm{TFI}}_i\·P_l$

其中I是传输信道的数目。

因而，对于TFI₁，TFI₂，…，TFI_I的所有可能的组合可以得到一个唯一的CTFC值。

计算出所有允许的传输格式组合的CTFC值之后，依次用信号通信该CTFC。TFCI用相同的顺序指配，也就是，由其CTFC用信号通知的第一个TFC对应TFCI＝0，下一个对应TFCI＝1等。

用下面的逻辑表达式(C语言表达)直接计算某个TFC的CTFC的TFI：

m＝CTFC；

i＝I；

while(I＞0){

     TFI_i＝floor(m/P_i)；

     m＝m％P_i；

     i＝i-1；

}

另一个仅用信号通知允许的TFC的直接方法是为每一个TFC的每一个传输信道用信号通知一个TFI。然而，可以看到所提方案所需的比特数总是小于或等于在允许的组合中直接用信号通知TFI所需的比特数。

直接用信号通知一个TFC的情况下所需的比特数是A：

$A=\underset{l=1}{\overset{l}{\mathrm{\Σ}}}\[{\log }_2{L}_l\]$

对上面描述的方案，用信号通知一个TFC所需的比特数与最大可能的CTFC值，CTFC_max有直接的关系。

${\mathrm{CTFC}}_{\max }=\underset{l=1}{\overset{l}{\mathrm{\Σ}}}(L_i-1)P_i=\underset{i=1}{\overset{l}{\mathrm{\Σ}}}(L_i-1)\underset{j=0}{\overset{i-1}{\mathrm{\Π}}}{L}_j=\underset{i=1}{\overset{l}{\mathrm{\Σ}}}\left(\underset{j=0}{\overset{i}{\mathrm{\Π}}}{L}_j\underset{j=0}{\overset{i-1}{\mathrm{\Π}}}{L}_j\right)=\underset{j=0}{\overset{l}{\mathrm{\Π}}}{L}_j-\underset{j=0}{\overset{0}{\mathrm{\Π}}}{L}_j=\underset{j=1}{\overset{l}{\mathrm{\Π}}}{L}_j-1.$

因而，所提方案的比特数是B：

$B=\[{\log }_2{\mathrm{CTFC}}_{\max }\]=\[{\log }_2(\underset{j=1}{\overset{l}{\mathrm{\Π}}}{L}_j-1)\]\≤\[{\log }_2\left(\underset{j=1}{\overset{l}{\mathrm{\Π}}}{L}_j\right)\]=\[\underset{j=1}{\overset{l}{\mathrm{\Σ}}}{\log }_2{L}_i\]\≤\underset{j=1}{\overset{l}{\mathrm{\Σ}}}\[{\log }_2{L}_j\]=A.$

所以，本发明上面所描述的方案所需比特数总是小于或等于直接方案所需的比特数。

本发明能够应用于的一个环境是UMTS陆上无线接入(UMTS指通用移动电信系统)。对于这点，可参看关于UTRAN的各种ETSI标准。信令的细节可以是，例如，如RAN WG2中所描述的。

图1显示了一个电信网18，其中用户设备单元(UE)20(例如，移动电信设备，诸如蜂窝电话或者带移动终端的膝上型电脑)通过空中接口(例如，无线接口)23与一个或多个基站22通信。尽管图1中没有象那样明确地表示出来，但基站22通过陆上线路(或者微波)连接到无线网络控制器(RNC)[在一些网络中也被称为是基站控制器(BSC)]，无线网络控制器进而又典型地通过一个控制节点连接到电路交换电话网(PSTN/ISDN)和/或分组交换网。电信网18的更高层30包括一个计算的传输格式组合(CTFC)生成器40，产生如上所述的一个计算的传输格式组合(CTFC)。

图1用箭头CTFC显示从更高层30到节点B(例如，基站22)和用户设备单元(UE)20的接收器出现计算的传输格式组合(CTFC)的信令。更高层30的功能可以位于，例如，一个无线网络控制器(RNC)处。通过计算的传输格式组合(CTFC)，节点B和用户设备单元(UE)20都可以确定TFCI值所表示的确切的传输格式组合。

在图2的例示实施方案中，电信网18采取UMTS陆上无线接入网的形式。在这点上，图2显示了用户设备单元(UE)20的选择的附加通用方面，以及说明性的节点例如上层节点(显示为无线网络控制器30)和基站节点22。图2中显示的用户设备单元(UE)20包括一个数据处理和控制单元31，控制用户设备单元(UE)所需的各种操作。UE的数据处理和控制单元31向连接到天线35的无线收发器33提供控制信号和数据。例示的无线网络控制器30和基站22(如图2所示)是无线网络节点，每一个节点各自包括一个相应的数据处理和控制单元36以及37，以进行管理RNC 30和用户设备单元(UE)20之间通信所需的众多的射频及数据处理操作。由基站数据处理和控制单元37控制的设备的一部分包括连接到一个或多个天线39上的多个无线收发器38。

RNC 30的数据处理和控制单元包括CTFC生成器40，如这里所描述的，它产生一个CTFC值序列，这些值序列被传送到基站22和用户设备单元(UE)20。CTFC生成器40进行的某些基本的例示行为随后结合图3来说明。在基站22上CTFC值序列被应用于CTFC/TFCI处理子单元41。类似的，在用户设备单元(UE)20上CTFC值序列被应用于CTFC/TFCI处理子单元42。由CTFC/TFCI处理子单元41和CTFC/TFCI处理子单元42进行的各种基本的例示行为随后结合图4和图5说明。

作为如上所述TFCI映射方案的一个例示的场景，在图2的语境中假定有3个传输信道，TFI₁，{0，1，2}，TFI₂，{0，1，2}，TFI₃，{0，1}。进一步，还假定当TFI₁＝0时，TFI₂和TFI₃的任何组合都是允许的，而当TFI₁不等于0时那么TFI₂和TFI₃必须都为0。

图3显示了基本的例示的几个步骤，这几个步骤包含在CTFC生成器40产生一个CTFC值序列的过程中，这个值序列被传送到基站22和用户设备单元(UE)20中。如步骤3-1，CTFC生成器40确定生成CTFC值序列所用的P₁值。连同前面假设所描述的例示的场景，表达式1给出了P₁-P₃的下面的值：

P₁＝L₀＝1

P₂＝L₀×L₁＝1×3＝3

P₃＝L₀×L₁×l₂＝1×3×3＝9

如步骤3-2，CTFC生成器40为传输格式的每一个有效的组合算出一个CTFC值。因为不是所有的传输格式组合都是有效的，CTFC生成器40仅仅为每个有效的传输格式组合计算出CTFC值。对于前面的情况，下面的表1列出了8个有效的组合(从相当大数目的可能的组合中产生)，并且为每一个有效的组合列出了一个计算的CTFC。

                     表1

TFI1	TFI2	TFI3	CTFC	TFCI
					0	0	0	0×1+0×3+0×9＝0	0
0	1	0	0×1+1×3+0×9＝3	1
					0	2	0	0×1+2×3+0×9＝6	2
0	0	1	0×1+0×3+1×9＝9	3
					0	1	1	0×1+1×3+1×9＝12	4
0	2	1	0×1+2×3+1×9＝15	5
					1	0	0	1×1+0×3+0×9＝1	6
2	0	0	2×1+0×3+0×9＝2	7

正如可以例如从表1看到的，每一个有效的组合导致了一个不同的CTFC。为了指示允许的组合，如步骤3-3 CTFC序列(0，3，6，9，12，15，1，2)被用信号通知到节点B(基站22)和用户设备(UE)20，在那儿每个CTFC依次被分配一个TFCI值。如步骤3-4，CTFC生成器40给序列中各个CTFC值指配相应的TFCI值，并且把同样的值存储在，例如，一个表中等等。指配和存储步骤3-4可以在步骤3-3的信令之前进行。

图4显示了基站22或者用户设备单元(UE)20收到CTFC值序列后(例如，在步骤3-3用信号通知的)进行的某些基本步骤。实际收到CTFC值序列画于步骤4-1。用如步骤3-4相同的方式，在步骤4-2中CTFC/TFCI处理子单元41和42为序列中各个CTFC值指配相应的TFCI值，并且把同样的值存储起来以备将来引用。

从该CTFC，节点B和UE都可以确定TFCI值(用于节点B和UE之间的通信)表示的确切的传输格式组合。在这个例子中，用信号通知每一个CTFC需要4比特，也就是说总共需要的信令有8×4＝32比特。简单用信号通知所有组合的TFI会需要8×(2+2+1)＝40比特。因而，本发明实现了节省。

随后，当网络通知有TFCI时，或者基站22的CTFC/TFCI处理子单元41或者用户设备单元(UE)20的CTFC/TFCI处理子单元42进行图5展示的基本的例示步骤。步骤5-1描画了TFCI的实际接收。如步骤5-2，CTFC/TFCI处理子单元用接收到的TFCI确定相应的CTFC值。这样的确定过程可以例如参考在步骤4-2中存储的表来进行。如步骤5-3，CTFC/TFCI处理子单元根据步骤5-2确定的CTFC值确定传输格式组合。

因而，传输格式组合指示符(TFCI)把CCTrCH的传输格式组合通知接收机。一旦TFCI被检测到，传输格式组合以及进而单个传输信道的传输格式就被知道，并且对传输信道的解码就可以进行。依照本发明，TFCI指示用计算的传输格式组合(CTFC)从更高层用信号通知某个传输格式组合。用信号通知的CTFC明确地与某个TFCI值相关联。信令是如何进行的在更高层技术规范中有描述。CTFC是怎样组成的在更高层规范书中有描述。

因此计算的传输格式组合(CTFC)是把要指配TFCI值的传输格式组合有效地用信号通知的一个工具。

应能理解CTFC生成器40和TFCI处理子单元41，42的功能可以通过所示的数据处理和控制单元进行，并且这样的数据处理和控制单元可以或者不可以为各自的节点进行其它的任务。进而，CTFC生成器40和TFCI处理子单元41以及42的功能可以可选地由另外一些装置进行，诸如(例如)为这些目的配置的逻辑电路。

尽管本发明已经结合当今被认为是最实际和优选的实施方案进行了描述，应能理解本发明并不限于揭示的实施方案，而正相反，是为了涵盖包含在附加权利要求的精神和范围中的各种改动以及等价安排。

Claims (6)

1.一种电信网络的基站节点，它包括：

用于从该电信网络的更高级别节点接收一个传输格式组合指示符(TFCI)的装置；

一个CTFC/TFCI处理子单元，它被安排成使用该接收的传输格式组合指示符(TFCI)来确定一个相应的计算的传输格式组合(CFTC)值，并且还被安排成根据该计算的传输格式组合(CFTC)值来确定要在与一用户设备单元的通信中使用的传输格式组合。

2.如权利要求1的基站，其中该CTFC/TFCI处理子单元被安排成一接收到一个CTFC值序列，就指配相应的TFCI值和存储该相应的TFCI值。

3.如权利要求1的基站，其中该CTFC/TFCI处理子单元被安排成使用该接收的传输格式组合指示符(TFCI)来确定一个对应的计算的传输格式组合(CTFC)，该计算的传输格式组合已经通过下式计算：

$\mathrm{CTFC}({\mathrm{TFI}}_1,{\mathrm{TFI}}_2,K,{\mathrm{TFI}}_I)=\underset{i=1}{\overset{I}{\mathrm{\Σ}}}{\mathrm{TFI}}_i\·P_i.$

其中I是传输信道TrCH的数目；其中TFC(TFI₁，TFI₂，…，TFI_I)是一个传输格式组合，对于该组合，传输信道TrCH₁有传输格式TFI₁，TrCH₂有传输格式TFI₂等，其中

这里i＝1，2，…，I，以及L₀＝1；并且L_j是传输信道数。

4.一种与电信网络的基站节点进行无线通信的用户设备单元，该用户设备单元包括：

用于从该电信网络的更高级别节点接收一个传输格式组合指示符(TFCI)的装置；

一个CTFC/TFCI处理子单元，它被安排成使用该接收的传输格式组合指示符(TFCI)来确定一个对应的计算的传输格式组合(CFTC)值，并且还被安排成根据该计算的传输格式组合(CFTC)值来确定要在与该基站节点的通信中使用的传输格式组合。

5.如权利要求4的用户设备单元，其中该CTFC/TFCI处理子单元被安排成一接收到一个CTFC值序列，就指配相应的TFCI值和存储该相应的TFCI值。

6.如权利要求4的用户设备单元，其中该CTFC/TFCI处理子单元被安排成使用该接收的传输格式组合指示符(TFCI)来确定一个对应的计算的传输格式组合(CTFC)，该计算的传输格式组合已经通过下式计算：

其中I是传输信道TrCH的数目；其中TFC(TFI₁，TFI₂，…，TFI_I)是一个传输格式组合，对于该组合，传输信道TrCH₁有传输格式TFI₁，TrCH₂有传输格式TFI₂等，其中

这里i＝1，2，…，I，以及L₀＝1；并且L_j是传输信道数。

Images