專利名稱：數(shù)字無線電話中控制信號的傳輸?shù)闹谱鞣椒?br> 技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及在固定長度時間幀內(nèi)的時隙中的系統(tǒng)控制信號的傳輸。
在時分復(fù)用/時分多址(TDM/TDMA)系統(tǒng)中，系統(tǒng)控制信號從基站廣播到相關(guān)聯(lián)的用戶單元。這些系統(tǒng)控制信號可以是尋址到特定用戶單元的尋呼信息。它們可以是響應(yīng)來自用戶單元建立呼叫的請求而分配通信業(yè)務(wù)信道的信息。系統(tǒng)控制信號可以包括尋址并發(fā)送到特定用戶單元的用戶特定信息，盡管沒有分配業(yè)務(wù)信道。系統(tǒng)控制信息可以包括用戶單元可用于傳輸呼叫建立請求的信道表(Aloha時隙表)。
在諸如GSM(移動通信全球系統(tǒng))系統(tǒng)的常規(guī)TDM/TDMA系統(tǒng)中，系統(tǒng)控制信號經(jīng)專用信道發(fā)送，即，從基站到用戶單元的每個TDM幀中的一個時隙專用于這樣的信令。這就是眾所周知的廣播信道。
本發(fā)明在現(xiàn)在將提及的權(quán)利要求中定義。
本發(fā)明最好提供TDM/TDMA系統(tǒng)的基站與用戶單元之間的系統(tǒng)控制信號的傳輸方法，控制信號包括數(shù)據(jù)單元，其中每個數(shù)據(jù)單元被分段，每個分段在一幀的不同時隙中發(fā)送。傳輸最好從基站到用戶單元。
本發(fā)明也涉及在TDM/TDMA系統(tǒng)的用戶單元上從基站接收控制信號的方法，其中控制信號數(shù)據(jù)分段在用戶單元上經(jīng)過重組時間被接收以便提供控制信號，每個分段已在一個TDM幀的不同時隙中發(fā)送。
本發(fā)明也涉及包括控制信號分段存儲裝置和傳輸裝置的基站，其中分段存儲裝置用于將控制信號分段為用于傳輸?shù)牟煌琓DM時隙的預(yù)定部分。本發(fā)明還最好提供一用戶單元，它包括用于從基站接收信號的接收裝置、用于識別系統(tǒng)控制信號分段的選擇裝置和用于重組所述分段以便在所述用戶單元上提供系統(tǒng)控制信號的重組裝置。
本發(fā)明具有不需要專用的廣播信道的優(yōu)點。
系統(tǒng)控制分段最好具有預(yù)定長度并占據(jù)每個時隙內(nèi)的預(yù)定位置。分段可以具有相等的固定長度。每個時隙也能包括諸如語音數(shù)據(jù)的其他數(shù)據(jù)。一個TDM幀最好有10個時隙，最好每個時隙中包括一個分段。因此，編碼為標(biāo)準(zhǔn)長度數(shù)據(jù)單元的系統(tǒng)控制信號被分段，使得每個數(shù)據(jù)單元提供10個相等長度的分段。每個數(shù)據(jù)單元除了系統(tǒng)控制信令之外還能包括頭標(biāo)和糾錯數(shù)據(jù)，此糾錯數(shù)據(jù)可以是循環(huán)冗余校驗數(shù)據(jù)(CRC)。
系統(tǒng)控制信號的正確傳輸最好還由TDM幀中的前向糾錯(FEC)進(jìn)行保護(hù)。
系統(tǒng)控制數(shù)據(jù)單元最好在從基站發(fā)射的所有射頻載波上進(jìn)行復(fù)制，和TDM幀傳輸最好在所有這些射頻載波上進(jìn)行同步。因此，不論接收哪個RF載波，用戶單元都能正確接收系統(tǒng)控制信令。
現(xiàn)將通過示例并結(jié)合附圖描述本發(fā)明的一個優(yōu)選實施例，其中

圖1是表示包括基站(BTE-基地終端設(shè)備)和用戶單元(NTE-網(wǎng)絡(luò)終端設(shè)備)的系統(tǒng)示意圖；圖2表示用于雙工鏈路幀結(jié)構(gòu)和時序圖；圖3表示用于控制信號通信的基本硬件的方框圖；和圖4是表示在下行鏈路TDM幀內(nèi)的時隙的預(yù)定部分中傳輸?shù)目刂菩帕顢?shù)據(jù)單元(PDU)中的控制信號(BROADCAST DATA)分段存儲和后續(xù)的重組圖。
基本系統(tǒng)如圖1所示，優(yōu)選系統(tǒng)是部分電話系統(tǒng)，其中從交換機到用戶的本地有線環(huán)路已由在固定基站與固定用戶單元之間的全雙工無線鏈路代替。優(yōu)選系統(tǒng)包括雙工無線鏈路和實施必要協(xié)議的發(fā)射機與接收機。在優(yōu)選系統(tǒng)與本技術(shù)領(lǐng)域周知的諸如GSM的數(shù)字蜂窩移動電話系統(tǒng)之間有相似性，此系統(tǒng)使用以分層模型為基礎(chǔ)的協(xié)議，特別是下列層PHY(物理)、MAC(媒體接入控制)、DLC(數(shù)據(jù)鏈路控制)、NWK(網(wǎng)絡(luò))。
與GSM的不同之處是，在優(yōu)選系統(tǒng)中，用戶單元是在固定位置，并且不需要涉及移動性的越區(qū)切換設(shè)計(hand-off arrangements)或其他特性。這意味著，例如，在優(yōu)選系統(tǒng)中可以使用定向天線與市電。
優(yōu)選系統(tǒng)中的每個基站提供在從整個頻率分配中挑選的12個頻率上的6條雙工無線鏈路，以便使鄰近基站之間的干擾最小。雙工鏈路的幀結(jié)構(gòu)和時序表示在圖2中。每條雙工無線鏈路包括從用戶單元到基站的一條上行鏈路和在固定頻偏上的從基站到用戶單元的一條下行鏈路。下行鏈路是TDM，而上行鏈路是TDMA，所有鏈路的調(diào)制是π/4-DQPSK，和所有鏈路的基本幀結(jié)構(gòu)是每2560比特幀10個時隙，即每個時隙256比特，比特率是512kbps。下行鏈路是連續(xù)發(fā)射的并利用用于基本系統(tǒng)信息的廣播信道。當(dāng)沒有用戶信息要發(fā)射時，下行鏈路傳輸繼續(xù)使用基本幀與時隙結(jié)構(gòu)并包含適當(dāng)?shù)奶畛浯a型。
對于上行鏈路和下行鏈路傳輸兩者，有兩種類型的時隙，在呼叫建立之后使用的正常時隙和在呼叫建立期間使用的導(dǎo)頻時隙。
每個下行鏈路正常時隙包括8比特同步信息，隨后跟著包括8比特頭標(biāo)的24比特指定的S字段，其后跟著160比特指定的D字段。這之后跟著24比特的前向糾錯和8比特尾部，其后跟著12比特的廣播信道。在一幀的每個時隙中的10個廣播信道分段一起形成由基站發(fā)射的下行鏈路共用信令信道，此信令信道包括含有諸如時隙表、多幀與超幀信息的鏈路信息的控制信息、無連接信息和其他系統(tǒng)操作基本信息。
在呼叫建立期間，每個下行鏈路導(dǎo)頻時隙包括頻率校正數(shù)據(jù)和只有短S字段而沒有D字段信息的接收機初始化的成幀序列。
上行鏈路時隙基本包括兩種不同類型的數(shù)據(jù)包，第一種類型數(shù)據(jù)包稱為導(dǎo)頻數(shù)據(jù)包，用于建立連接之前，例如，用于Aloha呼叫請求并允許自適應(yīng)時間校準(zhǔn)。另一種類型的數(shù)據(jù)包稱為正常數(shù)據(jù)包，在呼叫已建立時使用，并且由于使用自適應(yīng)時間校準(zhǔn)，這是一個較大的數(shù)據(jù)包。
每個上行鏈路正常數(shù)據(jù)包包括在前后跟隨4比特寬度的斜坡(ramp)的244比特的數(shù)據(jù)包。斜坡和256比特時隙左邊的剩余比特提供一個防護(hù)間隔以阻止由于時序錯誤而引起的鄰近時隙的干擾。每個用戶單元調(diào)節(jié)其時隙傳輸?shù)臅r序以補償信號到達(dá)基站所花的時間。每個上行鏈路正常數(shù)據(jù)包包括24比特的同步數(shù)據(jù)，隨后是與在每個下行鏈路正常時隙中同樣數(shù)量比特的S字段和D字段。
每個上行鏈路導(dǎo)頻時隙包括在前后跟著的定義60比特的擴(kuò)充防護(hù)間隔的4比特斜坡的192比特長的導(dǎo)頻數(shù)據(jù)包。因為沒有定時信息可用，所以需要這個較大的防護(hù)間隔，并且沒有此防護(hù)間隔，傳播延遲將引起相鄰時隙干擾。此導(dǎo)頻數(shù)據(jù)包包括64比特的同步，其后跟著以8比特頭標(biāo)并以16比特循環(huán)冗余校驗、2個預(yù)留比特、14FEC比特和8個尾比特作為結(jié)束的104比特的S字段，沒有D字段。
在上面提到的數(shù)據(jù)包中的S字段能用于兩種類型的信令。第一種類型是MAC信令(MS)并用于基站的MAC層與用戶單元的MAC層之間的信令，從而時序是重要的。第二種類型稱為相關(guān)聯(lián)的信令，能是慢的或快的并用于DLC或NWK層的基站與用戶單元之間的信令。
D字段是最大的數(shù)據(jù)字段，并且在正常電話系統(tǒng)的情況中包括數(shù)字化的語音樣本，也能包括非語音數(shù)據(jù)樣本。
在優(yōu)選系統(tǒng)中為用戶單元鑒別使用詢問應(yīng)答協(xié)議作出規(guī)定。通過將語音或數(shù)據(jù)與由同步于所發(fā)射的超幀數(shù)的密鑰流生成器產(chǎn)生的密碼比特的不可預(yù)測的序列相組合來提供一般的加密。
另外，發(fā)射的信號被亂序以消除dc(直流)成分。分布式系統(tǒng)控制信令如圖3和4所示，系統(tǒng)控制信令即廣播信令經(jīng)下行鏈路發(fā)射?？刂茢?shù)據(jù)被分段，使得廣播信號的每一部分占據(jù)下行鏈路TDM幀內(nèi)的各個時隙的預(yù)定部分。在基站6有處理裝置2和分段存儲/傳輸裝置4。在多個用戶單元8中的每一單元上，有相應(yīng)的接收/重組裝置10和處理裝置12。在操作中，控制信號分段用于傳輸并在用戶單元上接收之后重組。
在基站上，如圖4所示，系統(tǒng)控制信令首先編碼為由104比特廣播數(shù)據(jù)組成的稱為業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)單元。前向糾錯數(shù)據(jù)(FEC-B)與預(yù)留的2比特加在一起提供120比特的標(biāo)準(zhǔn)長度數(shù)據(jù)單元。如圖4所示，數(shù)據(jù)單元分段為10個12比特段。第一分段在TDM幀的時隙零的下行鏈路物理數(shù)據(jù)包的廣播字段中發(fā)送，第二分段在時隙1中發(fā)送，以此類推，直到那個數(shù)據(jù)單元的最后分段在時隙9中發(fā)射的物理數(shù)據(jù)包中發(fā)送。因此，將看到，廣播字段是每個下行鏈路物理數(shù)據(jù)包的一個預(yù)定部分，在一個時隙中發(fā)射一個下行鏈路物理數(shù)據(jù)包，因此，單個數(shù)據(jù)單元在每個完整TDM幀中發(fā)送。
在用戶單元上，來自10個下行鏈路物理數(shù)據(jù)包的每個數(shù)據(jù)包的12比特的廣播字段被接收、存儲并且重新組合形成廣播信號的完整重構(gòu)的數(shù)據(jù)單元。
權(quán)利要求
1.在固定長度時間幀內(nèi)的時隙中傳輸系統(tǒng)控制信號的方法，控制信號包括數(shù)據(jù)單元，其中每個數(shù)據(jù)單元被分段，每個分段在一幀的不同時隙中發(fā)送。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的傳輸系統(tǒng)控制信號的方法，其中是利用無線電傳輸。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的傳輸系統(tǒng)控制信號的方法，其中系統(tǒng)控制信號是從一個基站向至少一個用戶單元傳輸?shù)摹?br> 4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的傳輸系統(tǒng)控制信號的方法，其中幀包括每時隙一個分段。
5.根據(jù)權(quán)利要求1到4的任一權(quán)利要求所述的傳輸系統(tǒng)控制信號的方法，其中用戶單元是在固定位置上。
6.根據(jù)前面的任一權(quán)利要求所述的傳輸系統(tǒng)控制信號的方法，其中分段具有預(yù)定長度并且占據(jù)每個時隙內(nèi)的預(yù)定位置。
7.根據(jù)前面的任一權(quán)利要求所述的傳輸系統(tǒng)控制信號的方法，其中分段具有相等的固定長度。
8.根據(jù)前面的任一權(quán)利要求所述的傳輸系統(tǒng)控制信號的方法，其中每個時隙也攜帶諸如語音數(shù)據(jù)的其他數(shù)據(jù)。
9.根據(jù)前面任一權(quán)利要求所述的傳輸系統(tǒng)控制信號的方法，其中每個數(shù)據(jù)單元除了系統(tǒng)控制信令之外還包括一個頭標(biāo)和糾錯數(shù)據(jù)。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的傳輸系統(tǒng)控制信號的方法，其中糾錯數(shù)據(jù)包括循環(huán)冗余校驗數(shù)據(jù)(CRC)。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的傳輸系統(tǒng)控制信號的方法，其中糾錯數(shù)據(jù)包括前向糾錯(FEC)數(shù)據(jù)。
12.根據(jù)前面的任一權(quán)利要求所述的傳輸系統(tǒng)控制信號的方法，其中系統(tǒng)控制數(shù)據(jù)單元最好在從基站發(fā)射的所有射頻載波信號上傳輸，并且在所有這些射頻載波上的幀的傳輸進(jìn)行同步以便使用戶單元能從接收的任何射頻載波中正確地接收系統(tǒng)控制信令。
13.根據(jù)前面的任一權(quán)利要求所述的傳輸系統(tǒng)控制信號的方法，其中系統(tǒng)控制信號包括尋址到特定用戶單元的尋呼信息。
14.根據(jù)前面的任一權(quán)利要求所述的傳輸系統(tǒng)控制信號的方法，其中系統(tǒng)控制信息包括響應(yīng)來自用戶單元的建立呼叫的請求而分配通信業(yè)務(wù)信道的信息。
15.根據(jù)前面的任一權(quán)利要求所述的傳輸系統(tǒng)控制信號的方法，其中盡管還沒有分配業(yè)務(wù)信道，系統(tǒng)控制信號也包括尋址并發(fā)送到特定用戶單元的信息。
16.根據(jù)前面的任一權(quán)利要求所述的傳輸系統(tǒng)控制信號的方法，其中系統(tǒng)控制信息包括用于傳輸呼叫建立請求的用戶單元可用的信道表。
17.在固定長度時間幀內(nèi)的預(yù)定時隙中接收系統(tǒng)控制信號的接收方法，其中控制信號數(shù)據(jù)分段在用戶單元上接收，經(jīng)過重組的時間后以便提供控制信號，每個分段在一幀的不同時隙中發(fā)送。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的系統(tǒng)控制信號的接收方法，其中在用戶單元上從基站中接收此系統(tǒng)控制信號，基站發(fā)射時分復(fù)用(TDM)幀。
19.一基站，包括用于將系統(tǒng)控制信號分段為用于傳輸?shù)墓潭ㄩL度時間幀內(nèi)的不同時隙的預(yù)定部分的控制信號分段存儲裝置和傳輸裝置。
20.一用戶單元，包括用于從基站接收在固定長度時間幀內(nèi)的預(yù)定時隙中發(fā)送的信號的接收裝置；用于識別系統(tǒng)控制信號分段的識別裝置，每個分段在一幀的不同時隙中被發(fā)送；和用于重組所述分段以便在所述用戶單元上提供系統(tǒng)控制信號的重組裝置。
全文摘要
在基站與用戶單元之間的傳輸中，系統(tǒng)控制信號是在固定長度時間幀內(nèi)的時隙中發(fā)送的。系統(tǒng)控制信號被分段，每個分段在一幀的不同時隙中發(fā)送。
文檔編號H04J3/00GK1160463SQ9519553
公開日1997年9月24日 申請日期1995年9月8日 優(yōu)先權(quán)日1994年9月16日
發(fā)明者理查德·J·奧爾布羅, 西蒙·A·布萊克, 利·卡特, 魯珀特·L·A·古丁斯, 保羅·M·馬丁, 尼爾·P·皮爾西 申請人:艾奧尼卡國際有限公司