CN1126413C - 简化无线通信系统中码字的解码 - Google Patents

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Abstract

本发明叙述用于确定一个字段的保留比特是否指定一个功能以便移动站可容易地适用于执行增强功能的方法和设备。这样的确定使第一代移动站能够使用在开始保留的但可在后代的协议中被分配业务或功能来执行增强功能。保留比特是否已指定功能的指示可利用使用率信息单元在广播信道上发送。如果使用率信息单元指示该保留比特还没有指定任何业务，诸如功率控制、时间对准或短消息业务，则该保留比特可用于增强功能，诸如均衡与同步。该方法和设备可进一步提供编码的超帧相位/分组信道反馈(CSFP/PCF)字段改善的解码。因为当从广播信息的开始和末尾查看其余比特时，超帧相位(SFP)信息是已知的，在解码过程中可减少CSFP/PCF字段中的可能码字的数量。而且，被解码的码字的长度可根据在广播信道发送的使用率信息单元减少，该使用率信息单元指示在CSFP/PCF字段中的保留比特是否仍然保留。更一般地说，任何信道码字不必是分组数据的块码可根据该码字中的一些信息的知识有效地减少了。通过缩短被解码的码字的长度改善了解码性能，因为较短的码字对比特差错不敏感。

Description

简化无线通信系统中码字的解码
申请人的发明涉及电通信，特别涉及无线通信系统，诸如用于各种操作模式(模拟，数字，双模式等)的蜂窝和卫星无线电系统，以及接入技术，诸如频分多址(FDMA)、时分多址(TDMA)、码分多址(CDMA)和混合的FDMA/TDMA/CDMA。本发明针对无线通信系统中电通信的增强的定时、解码和编码方面。
下面叙述针对可应用本发明的的环境。这个一般描述是要提供已知系统和相关技术的一般概述，以便能够更好地理解本发明。
在北美，数字通信和多址技术诸如TDMA目前已由数字蜂窝无线电话系统提供，称为先进的数字移动电话业务(D-AMPS)，一些特征由电信工业协会与电子工业协会(TIA/EIA)出版的在临时的标准TIA/EIA/IS-54-B，“双模式移动站-基站兼容标准”中规定，TIA/EIA/IS-54-B标准引入在本申请中供参考。因为大量现有消费者基于只在具有频分多址(FDMA)的模拟域中工作的设备，而TIA/EIA/IS-54-B是双模式(模拟和数字)标准，用于模拟与数字通信能力兼容。例如，TIA/EIA/IS-54-B标准提供FDMA模拟话音信道(AVC)和TDMA数字业务信道(DTC)。AVC和DTC是利用频率调制无线电载波信号实现的，该信号具有接近800兆赫(MHz)频率，使得每个无线电信道具有30千赫(KHz)的频谱宽度。
在TDMA蜂窝无线电话系统中，每个无线信道分为一系列的时隙，每个时隙包含来自数据源例如数字编码的话音会话部分的信息脉冲串。这些时隙分组为具有预定时长的连续的TDMA帧。每个TDMA帧中的时隙数与可同时共享此无线电信道的不同用户数有关。如果TDMA帧中的每个时隙分配给不同的用户，则TDMA帧的时长是分配给同一用户的相连时隙之间的最小时间量。
分配给同一用户的相连时隙通常在无线电载波上不是相连的时隙，它们构成用户的数字业务信道，该业务信道可认为是分配给该用户的逻辑信道。如在下面更详细地叙述的，数字控制信道(DCC)也可提供用于通信控制信道，而且这样的DCC是由一系列通常在无线电载波上不相连时隙构成的逻辑信道。
只在如上述的TDMA系统的许多可能的实施例之一中，TIA/EIA/IS-54-B标准提供每个TDMA帧包括六个相连的时隙并且具有40毫秒(ms)的时长。因此，取决于用于数字地编码该会话的语音编码器/解码器(编解码器)的源速率，每个无线电信道可传递三至六个DTC(例如三至六个电话会话)。这样的语音编解码器可以全速率或半速率工作。全速率DTC要求在给定时间期间中两倍于半速率DTC的时隙，而且在TIA/EIA/IS-54-B中，每个全速率DTC使用每个TDMA帧的两个时隙，即一个TDMA帧的六个时隙的第一与第四、第二与第五或第三与第六时隙。每个半速率DTC使用每个TDMA帧的一个时隙。在每个DTC时隙期间，发送324比特，其主要部分260比特是编解码器的语音输出的结果，包括由于语音输出的纠错编码的结果的比特，和其余比特用于保护时间和用于诸如同步目的的开销信令。
可看出，TDMA蜂窝系统以缓冲与突发或不连续传输模式工作：每个移动站只在其指定的时隙期间发送(和接收)。在全速率时，例如移动站可在时隙1期间发送、在时隙2期间接收、在时隙3期间空闲、在时隙4期间发送、在时隙5期间接收和在时隙6期间空闲，然后在随后的TDMA帧期间重复该循环。因此，可能是电池供电的移动站在它不发送也不接收时可被关机或睡眠，以节省在这些时隙期间的电源。
除了语音或业务信道外，蜂窝无线电通信系统还提供寻呼/接入和控制信道，用于传递在基站与移动站之间的呼叫建立消息。根据TIA/EIA/IS-54-B，例如有21个专用的模拟控制信道(ACC)，这些信道具有位于接近800MHz用于发送和接收的预定的固定频率。由于这些ACC总是在相同的频率找到，它们可以很容易地由该移动站进行定位和监视。
例如，当处于空闲状态时(即电源接通但是不进行或接收呼叫)，在TIA/EIA/IS-54-B系统中的移动站调谐到最强的控制信道(一般地讲是在那个时刻该移动站所在网孔的控制信道)然后定期地监视它，并且可通过相应的基站接收和始发呼叫。当移动站在网孔之间移动的同时处于空闲状态时，该移动站最后“丢失”在“旧”网孔的控制信道上的无线电连接并且调谐到“新”网孔的控制信道。初始调谐和随后的再调谐到控制信道二者是通过以它们已知的频率扫描所有可用的控制信道以便找到“最好”的控制信道而自动地实现的。当找到具有好的接收质量的控制信道时，该移动站保持调谐在这个信道直到质量再恶化为止。这样，移动站保持与该系统“接触”。
在空闲状态时，移动站必须监视寻址它的寻呼消息的控制信道。例如，当普通的电话(陆上线路)用户呼叫移动用户时，该呼叫从公共交换电话网(PSTN)传送到分析该拨号号码的移动交换中心(MSC)。如果拨号号码有效，MSC请求多个无线电基站的一些或全部基站经过它们相应的控制信道发送寻呼消息来寻呼被叫移动站，此寻呼消息包含被叫移动站的移动识别码(MIN)。接收寻呼消息的每个空闲移动站比较接收的MIN与它自己存储的MIN。具有符合存储的MIN的移动站经过特定的控制信道给该基站发送寻呼响应，该基站转发该寻呼响应给MSC。
当收到寻呼响应时，MSC选择对于接收该寻呼响应的基站可用的AVC或DTC、接通那个基站中的相应的无线电收发信机并使得那个基站经过该控制信道发送一个消息给被叫移动站，命令该被叫移动站调谐到选择的话音或业务信道。一旦该移动站已调谐到所选择的AVC或DTC，就建立了呼叫的接通。
具有由TIA/EIA/IS-54-B规定的ACC的系统的性能在具有在TIA/EIA/IS-136中规定的数字控制信道(DCCH)的系统中改善了。使用这样的DCCH，每个TIA/EIA/IS-54-B无线电信道可携带只有DTC、只有DCCH或者DTC与DCCH二者混合。在TIA/EIA/IS-136B结构中，每个无线电载频可具有多至三个全速率的DTC/DCCH或者六个半速率的DTC/DCCH，或者它们之间的任何组合，例如，一个全速率与四个半速率DTC/DCCH。
但是，一般地，DCCH的发送速率不需要与TIA/EIA/IS-54-B中规定的半速率及全速率一致，和DCCH时隙的长度可以不统一而且可以不与DTC时隙的长度一致。DCCH可在TIA/EIA/IS-54-B无线电信道上定义和例如可以由相连的TDMA时隙流中的每个第n时隙构成。在这种情况下，每个DCCH时隙的长度可以等于或可以不等于6.67ms，6.67ms是根据TIA/EIA/IS-54-B的DTC时隙的长度。可选择地(和对其它的可能选择没有限制)，这些DCCH时隙可以以本领域技术人员已知的其它方式定义。
在蜂窝电话系统中，要求空中链路协议，以便允许移动站与基站及MSC通信。通信链路协议用于始发和接收蜂窝电话呼叫。在通信工业内的通信链路协议通常称为第二层协议，其功能包括第三层消息定界和成帧。这些第三层消息可在驻留在移动站内的通信层3同等实体与蜂窝交换系统之间发送。物理层(第一层)定义物理通信信道的参数，例如无线电频率间隔、调制特性等。第二层定义物理信道限定内的信息准确传输所需的技术，例如纠错与检错等。第三层定义在物理信道上发送的信息的接收与处理的过程。
移动站与蜂窝交换系统(基站及MSC)之间的通信可参照图1及图2进行一般的描述。图1示意地表示多个第三层消息11、第二层的帧13和第一层的信道脉冲串或时隙15。在图1中，相应于每个第三层消息的每组信道脉冲串可构成一个逻辑信道，而且如上所述，对于给定的第三层的消息的信道脉冲串在TIA/EIA/IS-136载波上通常不是相连的时隙。另一方面，该信道脉冲串可以是相连的，一个时隙结束就开始下一个时隙。
每个第一层信道脉冲串15包含一个完整的第二层帧以及其它信息例如纠错信息和用于第一层操作的其它开销信息。每个第二层帧包含至少第三层的一部分以及用于第二层操作的开销信息。虽然在图1中未表示，但每个第三层的消息可包括各种信息单元，这些单元可认为是该消息的负荷、识别相应消息类型的标题部分和可能的填充部分。
每个第一层脉冲串和每个第二层帧被分为多个不同的字段。特别是在每个第二层帧中的有限长度数据(DATA)字段包含第三层消息11。由于取决于在第三层消息中包含的信息量，第三层消息具有可变长度，为了发送单个第三层消息需要多个第二层帧。结果，发送整个第三层消息也可能需要多个第一层多个信道脉冲串，因为信道脉冲串和第二层帧之间有一对一的对应关系。
如上所指出的，当要求一个以上的信道脉冲串发送第三层消息时，几个脉冲串在无线电信道上通常不是相连的脉冲串。而且，这几个脉冲串甚至通常不是专用于传递第三层消息的特别逻辑信道的相连的脉冲串。由于对每个接收的脉冲串的接收、处理和反应需要时间，发送第三层消息要求的脉冲串通常以交错格式发送，如在图2(a)示意表示的和上面结合TIA/EIA/IS-136标准所叙述的。
图2(a)表示以包含在载频中发送的相连时隙1、2、…中的连续时隙1、2、…、N构成的前向(或下行链路)DCCH的一般例子。这些DCC时隙可在无线电信道上定义，如由TIA/EIA/IS-136规定的，而且如在图2(a)所看到的，可由一系列相连时隙中的每第n个时隙构成。每个DCC时隙具有可以是或者可以不是6.67ms的时长，该时长是相应于TIA/EIA/IS-136标准的DTC时隙的长度。
如在图2(a)所看到的，DCCH时隙可安排为超帧(SF)，每个超帧包括传递不同类型信息的多个逻辑信道。一个或几个DCCH时隙可分配给该超帧中的一个逻辑信道。在图2(a)中的示例的下行链路超帧包括三个逻辑信道：包括用于开销消息的六个相连时隙的广播控制信道(BCCH)；包括用于寻呼消息的一个时隙的寻呼信道(PCH)；和包括用于信道分配及其它信息的一个时隙的接入响应信道(ARCH)。在图2(a)的示例超帧中的其余时隙可专用于其它逻辑信道，诸如附加的寻呼信道PCH或其它信道。由于移动站的数量通常比该超帧中的时隙数大得多，每个寻呼时隙用于寻呼共享某个唯一字符如MIN的最后一位的几个移动站。
图2(b)表示用于前向DCCH的时隙的优选信息格式。在每个时隙中传送的信息包括多个字段，图2(b)表示在那个字段上的每个字段中的比特数。在SYNC(同步)字段中发送的比特以常规的方式用于保证CSFP和DATA(数据)字段的准确接收。SYNC字段传递由基站使用的预定比特码型，以便找到该时隙的开始。SCF字段用于控制随机接入信道(RACH)，该信道由移动站用于请求接入该系统。CSFP信息传递编码的超帧相位值，该值使得移动站能够找到每个超帧的开始。这仅仅是前向DCCH的时隙中信息格式的一个例子。图2(c)表示CSFP字段的12比特分配，CSFP字段包括比特d7-d0和检验比特b3-b0。
为了有效的睡眠模式操作和快速网孔选择的目的，BCCH可分为多个子信道。BCCH结构表示当它在能够接入该系统(发出或接收呼叫)之前接通时(当它锁定在DCCH时)，允许该移动站读出最小量的信息。在接通之后，空闲的移动站需要只是定期地监视它的指定PCH时隙(通常每个超帧一个时隙)；该移动站在其它时隙可睡眠。移动站读出寻呼消息所花的时间与其睡眠所花的时间的比率是可控制的而且代表呼叫建立延迟与电源消耗之间的折衷。
由于每个TDMA时隙具有一定的固定信息传递容量，每个脉冲串典型地只传递第三层消息的一部分，如上所指出的。在上行链路方向，多个移动站试图在连接的基础上与该系统通信，同时多个移动站侦听从该系统在下行链路发送的第三层消息。在已知的系统中，任何给定的第三层消息必须使用要求发送整个第三层消息那样多的TDMA信道脉冲串进行传递。
数字控制和业务信道是诸如支持该移动单元较长的睡眠期间所希望的，这得到较长的电池寿命。数字业务信道和数字控制信道已扩展了优化系统容量及支持分级网孔结构即宏网孔、微网孔、微微网孔等的功能。术语“宏网孔”一般指具有与在常规蜂窝电话系统中的网孔大小(例如至少约1km的半径)可相比的大小，而术语“微网孔”和“微微网孔”一般指逐渐变小的网孔。例如，微网孔可覆盖一个公共的室内或室外区域，如会议中心或繁忙的大街，微微网孔可覆盖高楼的办公室走廊或一层。从无线电覆盖方面看，宏网孔、微网孔和微微网孔彼此不同或者可彼此重叠以便处理不同的业务模式或无线电环境。
图3是一个示例的分级的或多层的蜂窝系统。以六角型表示的伞状宏网孔10构成一个重叠的蜂窝结构。每个伞网孔可包括一个底层的微网孔结构。伞状宏网孔10包括以在虚线内包含的区域表示的微网孔20及以相应于沿城市大街的区域的长划线内包含的区域表示的微网孔30和覆盖大楼单层的微微网孔40、50和60。由微网孔20和30覆盖的两个城市大街的交叉部分可能是一个业务密集的集中区域，因此可能代表一个热点。
图4代表包括示例的基站110和移动站120的一个示例的移动无线电话系统。该基站包括一个控制与处理单元130，它连接到MSC 140，后者又连接到PSTN(未示出)。这样的蜂窝无线电话系统的一般方面是本领域公知的，如由Wejke等人的美国专利5175867、名称为“蜂窝通信系统中相邻辅助过区切换”所叙述的，该申请通过引用结合到本申请中心。
基站110通过由控制与处理单元130控制的话音信道收发信机150处理多个话音信道。而且，每个基站包括一个控制信道收发信机160，它能够处理一个以上的控制信道。控制信道收发信机160由控制与处理单元130控制。控制信道收发信机160在基站或网孔的控制信道上广播控制信息给锁定到那个控制信道的移动站。应该懂得，收发信机150和160可作为单个设备象话音与控制收发信机170那样实现，与共享相同无线电载频的DCCH及DTC一起使用。
移动站120在其话音与控制收发信机170接收控制信道上广播的信息。然后，处理单元180评估接收的控制信道信息，该控制信道信息包括该移动站锁定的侯选网孔的特征，并且确定该移动站应该锁定在哪个网孔。有利地，该接收的控制信道信息不仅包括有关它相关的网孔的绝对信息，而且包含有关接近于控制信道相关的网孔的其它网孔的相对信息，如在Raith等人的名称为“在无线电话系统中通信控制的方法和设备”的美国专利5353332中所述的，该专利引用在本申请书中供参考。
Raith等人的名称为“无线通信系统中通信的方法”的专利EP0652680公开了一个通信系统，其中信息以分组为多个超帧的多个时隙发送，多个超帧又分组为多个寻呼帧。在每个寻呼帧中远端站接收寻呼消息一次。
为了增加用户的“谈话时间”，即移动站的电池寿命，可提供一个数字前向控制信道(基站到移动站)，该信道可传递对目前模拟前向控制信道(FOCC)所规定的消息类型，但是以这样的格式：允许在空闲移动站锁定到FOCC和此后只在该信息已改变时读出开销消息；在所有其它时间该移动站睡眠。在这样的系统中，利用基站比其它类型更频繁地广播一些消息类型。
由TIA/EIA/IS-54-B和TIA/EIA/IS-136标准规定的系统是电路交换技术，它是“面向连接”通信的类型，建立一个物理呼叫连接并且在只要通信端系统有数据要交换就保持那个连接。电路交换的直接连接用于打开的管道线路，允许端系统在它们认为合适时使用该电路。虽然电路交换数据通信也可适合于固定带宽应用，但是对于低带宽和“突发式的(bursty)”应用是相对低效率的。
可能是面向连接(例如X.25)或“无连接”(例如因特网协议“IP”)的分组交换技术不要求建立和断开物理连接，这是与电路交换技术明显相反的。在相对短的、突发式的的或交互式事务处理中减少了数据处理时间并且增加信道的效率。无连接的分组交换网分配路由选择功能给多个路由选择站点，因而避免了在使用中心交换主机时可能出现的可能的业务瓶颈。数据以合适的端系统寻址分组，然后沿着数据路径在独立的单元中发送。固定在通信端系统中间的中间系统(有时称为“路由器”)在每个分组的基础上决定采用的最合适的路由。路由选择决定是根据许多特性，包括：最低费用路由或高费用度量；链路的容量；等待发送的分组数量；对链路的安全要求；和中间系统(节点)工作状态。
沿着考虑路径度量的路由的分组传输与单个电路建立相反，它提供应用与通信的灵活性，这也是大多数局域网(LAN)与广域网(WAN)如何在其同环境中使用的。分组交换对于数据通信是合适的，因为许多应用和使用的设备如键盘终端是交互式的和以脉冲串发送数据。与在用户输入更多数据给该终端或停下来想一个问题时信道是空闲的情况相反，分组交换交错从几个终端来的多个传输到该信道。
由于路径的独立性和在网络节点故障时路由器选择迂回路由的能力，分组数据提供网络坚固性。因此，分组交换允许更有效地使用网络线路。分组技术根据发送的数据量而不是连接时间给终端用户提供计费的选择。如果已设计最终用户应用进行有效的使用空中链路，则发送的分组数是最小。如果每个单独用户的业务量保持最小，则业务提供者有效地增加了网络的容量。
通常分组网络根据工业范围的标准，诸如开放系统接口(OSI)模型或TCP/IP协议组被设计。这些标准不论正式的或临时的实际上已开发了多年，和使用这些协议的应用已经很容易得到。基于标准的网络的主要目的是获得与其它网络的互连。因特网是目前取得这个目标的这样的基于标准的网络的最明显的例子。
分组网络类似于因特网或共同的LAN，它是目前商务和通信环境的一个综合部分。由于在这些环境中移动计算变得更普遍，无线业务提供者诸如使用TIA/EIA/IS-136的业务提供者处于提供接入这些网络的最好位置。无论如何，由蜂窝系统提供或为之建议的数据业务一般是基于电路交换操作模式，使用每个活动的移动用户专用的无线电信道。
美国专利4887265和Proc.38th IEEE Vehicular Technology Conf.第414-418页(1988.6)的文章“数字蜂窝系统中的分组交换”叙述了提供共享分组数据无线电信道的蜂窝系统，每个信道能够容纳多个数据呼叫。要求分组数据业务的移动站被分配给使用基本上规则的蜂窝信令的特定分组数据信道。该系统可包括用于与分组数据网络接口的分组接入点(PAPS)。每个分组数据无线电信道接到一个特定的PAP，因此能够多路复用与那个PAP相关的数据呼叫。转移是由该系统以基本上类似于在用于话音呼叫的相同系统中使用的转移方式开始的。当分组信道的容量不足时，对于这些情况加上一个新的转移类型。
这些文件是面向数据-呼叫的和以与正常话音呼叫类似的方式基于使用系统开始的转移。在TDMA蜂窝系统中应用提供通用目的的分组数据业务的这些原理将导致频谱效率和性能不利。
美国专利4916691描述了一个新的分组模式蜂窝无线电系统结构和发送(话音和/或数据)分组给移动站的新过程。基站、经过中继线接口单元的公共交换机和蜂窝控制单元经过WAN连接在一起。发送过程是基于移动站开始的转移和给从移动站发送的任何分组的标题加上(在呼叫期间)该分组通过的基站的标识符。在来自移动站的随后用户信息分组之间的延长的时间期间的情况下，移动站可发送用于传递网孔位置信息的目的的额外控制分组。
当蜂窝控制单元分配给该呼叫一个呼叫控制号时，它主要参与呼叫的建立。然后它将该呼叫控制号通知移动站和将该呼叫控制号以及该始发基站的识别符通知中继线接口单元。在呼叫期间，分组在中继线接口单元和目前服务的基站之间直接发送。
在美国专利4916691中叙述的系统不是与在TDMA蜂窝系统中提供分组数据业务的具体问题有关。
在欧洲电信标准协会(ETSI)T Doc SMG 4 58/93(1993.2.12)的“在GSM中的分组无线电”和在芬兰赫尔新基(1993.10.13)名称为“在未来竞争环境中的GSM”的研讨会期间提交的“为GSM提出的一般分组无线电业务”概述了在GSM中话音与数据的可能分组接入协议。这些文件直接涉及TDMA蜂窝系统，即GSM，虽然它们概述了优化的共享分组数据信道的可能组织，但是它们不涉及在整个系统解决方案中综合分组数据信道方面。
T Doc SMG 1 238/93，ETSI(1993.9.28)的“在GSM网络中的分组数据”描述了基于首先使用正规的GSM信令和验证建立分组移动站和处理接入分组数据业务的“代理”之间的虚拟信道提供GSM中的分组数据业务的概念。利用用于快速信道建立和释放修改的正规信令，则正规业务信道用于分组传送。这个文件直接涉及TDMA蜂窝系统，但是由于该概念是基于使用现有的GSM业务信道的“快速交换”方式的概念，与基于优化的共享分组数据信道的概念相比，它具有频谱效率和分组传送延迟(特别对于短消息)的缺点。
蜂窝数字分组数据(CDPD)系统技术规范1.0版本(1993.7)描述了提供分组数据业务的概念，它利用在目前高级移动电话业务(AMPS)系统即北美模拟蜂窝系统的可用无线电信道。CDPD是由一组美国蜂窝经营者承认的综合的、开放的技术规范。覆盖的项目包括外部接口、空中链路接口、业务、网络结构、网络管理和管理。
规定的CDPD系统在很大程度上是基于与现有AMPS基础结构无关的基础结构。与AMPS系统公共的是限于利用相同类型的无线电频率信道和相同的基站站点(由CDPD使用的基站可能是新的和特别的CDPD)以及采用协调在两个系统之间的信道分配的信令接口。
发送分组给移动站首先是基于发送该分组给根据移动站的地址装备归属位置寄存器(HLR)的归属网络节点(归属移动数据中间系统，MD-IS)，然后当需要时，根据HLR信息发送该分组给访问的、服务MD-IS；最后根据移动站报告其网孔位置经过目前基站从该服务MD-IS发送该分组给它的服务MD-IS。
虽然CDPD系统技术规范不直接涉及由本申请提出的在TDMA蜂窝系统中提供分组数据业务的具体问题，但是在CDPD系统技术规范中叙述的网络方面和概念可用作根据本发明空中链路协议所需要的网络方面的基础。CDPD系统技术规范引用在本申请中供参考。
CDPD网络被设计为现有数据通信网络和AMPS蜂窝网络的延伸。现有的无连接网络协议可用于接入CDPD网络。由于该网络总被认为是要采用的，它使用一个开放网络设计，在合适时允许增加新的网络层协议。CDPD网络业务和协议被限于OSI模型的网络层及以下层。这样做允许较上层协议和应用发展而无需改变下面的CDPD网络。
从移动用户的观点，CDPD网络是传统网络数据与话音二者的无线移动扩展。使用CDPD业务提供者网络的业务，用户能够无缝地接入数据应用，许多应用可能驻留在传统的数据网络中。CDPD系统可看成是两个相互关系的业务组：CDPD网络支持业务和CDPD网络业务。
CDPD网络支持业务执行维护与管理CDPD网络必须的职责。这些业务是：记帐业务；网络管理系统；消息传送业务；和认证业务。定义这些业务以允许在业务提供者之间相互操作性。由于CDPD网络在技术上包含了超过其原来的AMPS结构，可以预料该支持业务保持不变。网络支持业务的功能是任何移动网络所必须的而且与无线电频率(RF)技术无关。
CDPD网络业务是数据传送业务，允许用户与数据应用通信。另外，数据通信的一端或两端可以移动。
总之，根据提供对分组数据优化的共享分组数据信道，需要在D-AMPS蜂窝系统中提供一般目的的分组数据业务的一种系统。本申请是针对提供类似由TIA/EIA/IS-136标准规定的面向连接网络和无连接的分组数据网络的组合优点的系统和方法。此外，本发明针对在无线通信系统中电通信的增强定时、解码和编码方面。
根据本发明的一个方面，提供用来确定一个字段的保留比特是否被分配一个功能的方法，以便移动站可以容易地适用于增强其它功能。这样的确定使得第一代移动站能够使用比特增强功能，这些比特是开始保留的，但是也可以在后代协议中分配给业务或功能。保留的比特是否已被分配一个功能的指示可利用使用率信息单元在广播信道上发送。如果使用率信息单元指示保留比特还没有分配任何业务，如功率控制、时间对齐或短消息业务，则保留比特可用于增强功能，如均衡和同步。
根据本发明的另一方面，改善了编码的超帧相位/分组信道反馈(CSFP/PCF)字段的解码。因为在查看剩余比特时超帧相位(SFP)信息是已知的，CSFP/PCF字段中的可能码字数在解码过程中可能减少了。而且，被解码的码字的长度可根据指示CSFP/PCF字段中的保留比特是否仍然保留的使用率信息单元减少。
更一般地，不必是分组数据，任何信道码字的块码可根据该码字中的一些信息的知识可有效地减少。通过缩短要解码的码字的长度改善了解码性能，因为较短的码字对比特误码较不敏感。
通过结合附图阅读本说明书将理解申请人的发明的特性和优点，其中：
图1示意地表示多个第三层消息、第二层帧和第一层信道脉冲串或时隙；
图2(a)表示一个前向DCC，配置成包含在载频上发送的相连时隙中的一系列时隙；
图2(b)表示IS-136 DCCH字段时隙格式的例子；
图2(c)表示CSFP比特分配的一个例子；
图3表示示例的分级或多层的蜂窝系统；
图4是示例的蜂窝移动电话系统的方框图，包括一个示例的基站和移动站；
图5表示在层之间可能的消息变换顺序的一个例子；
图6表示在PDCH上BMI→MS消息的时隙格式的例子；和
图7表示具有八个信息比特的CSFP/PCF字段的一个例子。
为了帮助理解，变换较高层消息为较低层消息的一个可能顺序示于图5，该图表示第三层消息(它本身可从较高层导出，如根据CDPD移动数据链路协议的帧)是如何变换为几个第二层帧的专用分组数据信道(PDCH)例子，第二层帧变换为时隙的例子和时隙变换为PDCH信道的例子。(也参见图2(a)、2(b)、2(c))。前向分组数据信道(FPDCH)时隙的长度和反向分组数据信道(RPDCH)脉冲串是固定的，虽然有三种形式具有不同固定长度的RPDCH脉冲串。为了说明起见，FPDCH时隙和全速率PDCH假定是在图5的物理层，而且时分多址(TDMA)帧结构假定是与IS-136数字控制信道(DCCH)和数字业务信道(DTC)相同。TIA/EIA/IS-136标准引用在本申请中供参考。为了最大吞吐量，当使用多速率信道(双倍速率PDCH和三倍速率PDCH)时，如在图5和6所示的，规定了稍微不同的FPDCH时隙格式。
图6隔开用于从基站移动交换中心交互工作(BMI)前向发消息给在PDCH上发消息的移动站(MS)的时隙格式。图6所示的时隙格式与IS-136 DCCH BMI→MS时隙格式差别在于：分组信道反馈字段(PCF)代替共享信道反馈字段(SCF)。另一个差别是：编码的超帧相位/分组信道字段(CSFP/PCF)已代替IS-136 DCCH格式中的CSFP字段。CSFP/PCF字段用于传递有关超帧相位SFP的信息，使得该移动站可找到超帧的开始。
在本发明的一个方面中，在广播信道上的信息单元通知该移动站：在一个字段中的保留比特是否有任何功能分配给它们。根据定义，对该字段中的保留比特的值不能作任何假定，而且该保留比特的值典型地指定为零。因为许多技术规范的开始版本设置保留比特为零和不指定任何功能给它们，移动站不能对这些比特进行使用，即使该技术规范的未来版本可能也不指定功能给这些比特。但是，希望使用这样的比特用于增强功能，诸如同步或均衡，同时没有功能指定给这些比特。因此，本发明提供在广播信道上的信息单元用于指示保留比特是否被指定功能。
根据IS-136，图6中所示的时隙格式包括一个保留比特字段RSVD，RSVD包括两个保留比特。RSVD比特的值典型地在开始二者都设置为缺省1。通常，移动站对于这些比特的值不作任何假设。
根据本发明，在广播信道信息中发送的信息单元指示：保留比特是否由移动站根据保留比特是否用于诸如功率控制、时间对准或短消息业务而用于诸如解调或解码的功能。如果在广播信道消息中发送的信息单元指示该保留比特未被分配任何功能，该移动站可依靠具有它们的缺省值的RSVD比特，和例如可使用那个信息增强解调功能的性能(同步或均衡)。如果该信息单元指示RSVD比特已经指定给一个业务，则移动站不能依靠具有它们的缺省值的的那些比特。
如图6中所示的，两个RSVD比特可有效地与下面的脉冲串中的同步(SYNC)字段组合，得到一个30比特的SYNC字。当然，可预料到该移动站可应用这个技术到具有已知值的任何比特。
根据本发明的另一个方面，使用一些CSFP/PCF比特的知识(例如利用一个合适的处理器)增强其余CSFP/PCF比特的解码。如图7所示的，CSFP/PCF字段包括代表八个信息比特的十二比特的码字。在图7中，该信息比特包括一个保留比特、两个部分回声描述符(PEQ)比特和五个SFP比特，但是可以预料到，这些仅仅是一个特定的例子，而本发明不限于这个例子。
当移动站是在读出比特的过程中时，移动站已经与该超帧同步，因此该移动站知道五个SFP比特的正确值。(PEQ比特由该移动站以与在发送时如何使用IS-136中的SCF相似的方式使用)。结果，在解码剩余的三比特的过程中，代表PEQ和RSVD比特的可能码字数量从28＝256减少到23＝8。实际上，(12，8)码字更已减少到必须解码的(7，3)码字。另外，CSFP/PCF字段的保护增强了，因为(7，3)码字对于比特差错比(12，8)码字更不敏感。根据本发明，因此与标准的解码方法相比，解码性能改善了，标准解码方法检索所有的八个信息比特，然后废弃五个SFP比特。
对(12，8)码字的解码方法的一个例子在下面叙述。在这个示例的方法中，如果接收的检验比特由该发射机反向，则它们可被反向。接着，从移动站的内部时钟确定的“预定“SFP值产生12比特码字(即移动站知道它读出的时隙的“相位”)，将已知值(例如0)加到相应于剩余信息比特的比特位置以便形成一个得到的字，和根据需要编码该得到的字产生12比特码字。然后对这两个12比特矢量(即接收的CSFP/PCF字段和从“预测”的SFP值产生的码字)进行逻辑(例如异或)运算。逻辑运算的结果是：消除了SFP值对在四个检验比特位置上的比特的影响。数字控制信道(DCCH)、数字业务信道(DTC)和PDCH的区别在1995年10月18日提交的、本申请人的美国专利申请08/544835、名称为“在无线通信系统中的信道之间的区别”中叙述，该专利申请引用在本发明中供参考。
接下来废弃相应于SFP比特位置的五比特，而剩余的七比特是(7，3)码字。最后解码从与(12，8)码字相同的(15，11)码中导出的这个(7，3)码字。应该注意，由于(7，3)码字是缩短型的(12，8)码字，所以汉明距离(3)不改变。但是，利用这个技术只可能校正一比特差错。软信息可用于进一步改善解码性能和缩短码字。
如上所述，通过分析(例如在合适的检测器中)在广播信道发送的使用率信息单元可进一步增强解码性能，该使用率信息单元指示是否保留一些CSFP/PCF比特而因此具有预定值或已指定特别的功能。如果在广播信道上的使用率信息单元指示保留了该比特或一些比特，则知道CSFP/PCF比特的保留比特具有缺省值。使用这样的知识，(7，3)码字可缩短为(6，2)码字，或者替代地，(12，8)码字可缩短为(11，7)码字。(例如在超帧同步之前，当移动站不知道SFP值时，后者可能是有用的)。但是，如果使用率信息单元指示不再保留比特时，它们的值可能不作假设而且该码字不可能缩短。一般地，不仅是在分组数据信道上的码字的任何信道码字长度可根据在该码字中的一些信息的知识减少。可以认为在这里使用的术语“减少长度”是指减少被解码的信息比特的数量，因此改善了解码的精度。
因此本发明已经叙述了，显而易见，相同部分可以以许多方式变化。这样的变化不认为是脱离本发明的精神和范围，而且对于本领域的技术人员来说所有这些改变包括在权利要求书的范围内是显而易见的。

Claims (30)

1.一种解码包含已知比特，未知比特和校验比特的接收的码字的方法，其特征在于：
根据在接收码字中的已知比特，形成一个包含未知比特和重新计算的校验比特的长度缩短的码字；和
解码该长度缩短的码字确定未知比特。
2.权利要求1的方法，其中接收的码字包括一个在由基站发送到移动终端的控制信息中的信息单元。
3.权利要求2的方法，其中信息单元包括IS-136控制消息中的编码的超帧/分组信道反馈字段(CSFP/PCF)。
4.权利要求3的方法，其中已知比特包括预测的超帧相位(SFP)比特。
5.权利要求1的方法，其中已知比特是预测比特。
6.权利要求1的方法，其中的已知比特是反向比特。
7.权利要求1的方法，其中的接收比特是一个[12，8]码字而其中的长度缩短码字是一个[12，8]码字。
8.权利要求1的方法，其中的接收码字是一个[12，8]码字，而其中的长度缩短码字是一个[11，7]码字。
9.权利要求1的方法，其中接收的码字是一个[7，3]码字，而其中长度缩短码字是一个[6，2]码字。
10.权利要求1的方法，其中形成一个长度缩短码字的步骤包括：
重新计算校验比特来消除起因于接收码字中的已知比特的冗余度；和
从接收码字中减去已知比特。
11.权利要求10的方法，其中重新计算校验比特来消除起因于接收码字中的已知比特的冗余度包括：
形成一个从接收码字中的已知比特导出的导出码字；和
通过组合导出码字和接收码字来产生重新计算的校验比特。
12.权利要求11的方法，其中形成一个从接收码字中的已知比特导出的导出码字包括：
将选择的响应于接收码字中的未知比特的码字加到接收码字的已知比特来导出一个字，并编码导出的字来产生一个导出码字。
13.权利要求12的方法，其中选择的比特是所有的“0”比特。
14.权利要求11的方法，其中产生重新计算的校验比特包括用导出的码字和接收的码字来形成一个逻辑操作。
15.权利要求12的方法，其中逻辑操作包括一个用导出的码字和接收码字执行的“异或”操作。
16.一种用来解码包括已知比特，未知比特和校验比特的接收的码字的设备，其特征在于：
一个处理器，用来根据接收码字中的已知比特形成一个包含未知比特重新计算的校验比特的长度缩短的码字，和
一个解码器，用来解码长度缩短的码字来确定未知比特。
17.权利要求16的设备，其中接收的码字包括一个在由基站发往移动终端的控制消息中的信息单元。
18.权利要求17的设备，其中的信息单元包括IS-136控制消息中的编码的超帧/分组信道反馈字段(CSFP/PCF)。
19.权利要求18的设备，其中已知比特是预测的超帧相位(SFP)比特。
20.权利要求16的方法，其中的已知比特是预测比特。
21.权利要求16的方法，其中的已知比特是保留比特。
22.权利要求16的设备，其中接收的比特码字是一个[12，8]码字而其中的长度缩短的码字是一个[7，3]码字。
23.权利要求16的设备，其中接收的码字是一个[12，8]码字，而其中长度缩短码字是一个[11，7]码字。
24.权利要求16的设备，其中接收的码字是一个[7，3]码字而其中长度缩短码字是一个[6，2]码字。
25.权利要求16的设备，其中处理器通过下列方法来形成长度缩短码字：
重新计算校验比特来消除起因于接收码字中的已知比特的冗余度；和
从接收码字中减去已知比特。
26.权利要求25的设备，其中重新计算校验比特来消除起因于接收码字中的已知比特的冗余度包括：
形成一个从接收码字中的已知比特导出的导出码字；和
通过组合导出码字和接收码字来产生重新计算的校验比特。
27.权利要求26的设备，其中处理器从接收码字中的已知比特形成一个导出码字包括：
将选择的响应于接收码字中的未知比特的码字加到接收码字的已知比特来导出一个字，并编码导出的字来产生一个导出码字。
28.权利要求27的方法，其中已知的选择比特是所有的“0”字。
29.权利要求26的设备，其中处理器通过用导出码字和接收码字执行一个逻辑操作来产生重新计算的校验比特。
30.权利要求29的设备，其中处理器通过用导出码字和接收码字执行一个“异或”操作来产生重新计算的校验比特。
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