無線通信系統中的信號傳輸方法
2023-05-28 22:38:11
專利名稱：無線通信系統中的信號傳輸方法
技術領域：
本發明涉及一種無線通信系統中的信號傳輸方法。本發明特別適用於移動無線或無繩的用戶接線系統。
在無線通信系統中，比如歐洲第二代GSM(全球移動通信系統)的移動無線通信系統，各種信息(如語音，圖象信息或其它數據)藉助電磁波通過一個無線電接口傳輸。這個無線電接口負責基站和用戶站的連接，用戶站可以是移動站也可能是固定的無線電站。電磁波以載頻(載波頻率)發射，載頻位於各自系統所規定的頻帶中。對於未來的無線通信系統，如UMTS(通用移動電信系統)或其它的第三代系統，要求頻帶中的頻率達到2000MHz左右。在第三代移動無線通信系統中，提供兩種方式，這兩種方式分別表示FDD(頻分復用)操作和TDD(時分復用)操作。這兩種方式分別在各自不同的頻帶中發揮作用，它們都支持CDMA(碼分多址訪問)用戶分離方法。
在移動無線通信系統的發展過程中，保證一個協議新版本對老版本的兼容性是非常重要的。以此特別要保證，較新的用戶終端設備在支持老協議版本的基站的環境中能夠被正確識別和響應；反之，支持老協議版本的用戶終端設備在新的網絡環境中繼續發揮作用。但是不應該妨礙擴展用戶終端設備和基站之間的控制級的消息以支持新的業務和特徵。為此，所有的信令消息都必須提供某種擴展機制，以便新版本中的同樣的消息在不影響原有的接收設備的功能的情況下，可以包含新的元素。
在這一擴展中將上面所說的UMTS無線移動系統分成了關鍵性擴展和非關鍵性擴展兩種。當消息接收設備識別到一個它不能解碼的新元素(因為它例如未在新版本中定義，因此接收設備尚不認識)並且這一元素被認為是關鍵性的時，則該接收設備應該將這條信息作為不可理解的信息予以拒絕。通過這一拒絕，發送設備知道，接收設備支持該協議的老版本，並且重複這一信息，不增加新版本的輔助元素。如果接收設備在消息中識別到了一個未知元素，該元素被標為非關鍵性元素，那麼它將忽略這一元素，並試圖對消息的其餘部分進行正確解碼。在開發擴展機制時，應力求做到將必要的消息總開銷保持最低，同時以最小的時延實現向正確的協議版本(最新的，兩方都能理解的)的轉換。
對涉及通信協議擴展的兩個問題的建議解決方案問題1在從GSM和UMTS無線移動通信系統的現有技術所公知的通信協議中(例如在無線電資源部分)，通過下述方式來實現這種擴展，即在一條消息的末端為可能出現的擴展留出空間，這一擴展例如可以包括一個所謂的標誌(指示器)(例如在UMTS的場合)，可將這一擴展標識為關鍵性或非關鍵性的。這樣一來，隨著每個新版本的出現，這些消息就會越來越大，因為沒有一個機制可以使消息縮短，也就是說，老協議版本的元素不能被刪除。並且該當前擴展總是位於前一版本的末端。
問題2如果一個用戶終端設備接收到一個它不能理解的關鍵性擴展(比如在UMTS中)，它就會將整個信息拒絕，然後網絡試圖再一次重複一個老版本的同樣的消息。在選擇該消息的舊版本時，網絡不能根據現有技術追溯關於用戶終端設備所能理解的協議版本的任何信息。因此，對於該網絡解決這個問題的最簡單的辦法就是，使用協議的最老版本，這一點是網絡從每一用戶終端設備都支持這一版本這一事實得出的。但是，為此必須放棄使用可能支持用戶終端設備的最新版本。另外一種可能是，不斷向用戶終端設備發送消息的上一個版本。這一過程可能重複多次，例如，當發送設備和接收設備之間的版本差別很大時，這會導致在協議運行中極大的時延。
本發明的任務在於，提供一種能夠在無線通信系統的各部件之間實現簡化的協議調整的方法。
這一任務通過按照獨立權利要求的方法以及基站系統實現。本發明的有利的改進請參見從屬權利要求。
所述本發明的方法在作為一種無線移動系統或是無繩用戶接線系統開發的無線通信系統中，特別是與TDMA和/或CDMA用戶分離方法一起使用時，優點尤其明顯。
參考
本發明的實施例。
附圖中圖1表示一個無線通信系統的方框圖，
圖2表示當協議擴展只能位於前一版本的末端時協議擴展的一種可能的實現方案，圖3表示協議擴展的另一種可能的實現方案。
圖1表示一個無線移動系統的一部分作為為無線通信系統構造的一個實例。每個無線移動系統包括多個移動交換站MSC，這些移動交換站均屬於一個交換網絡(SSS-交換子系統)，並彼此連成網絡，或者建立通往一個固定網絡的通道。此外，每個無線移動系統還包括一個或多個與這些移動交換站MSC相連的基站系統BSS。每個基站系統BSS(BSS-基站子系統)又包括至少一個RNC(無線電網絡控制器)設備來分配無線電技術資源，和至少一個與該設備相連的基站NB(NB-節點B)。
每個基站NB可以通過一個無線接口與用戶站UE(UE-用戶設備)建立連接。通過每個基站NB至少可以建立一個無線小區Z。這個無線小區Z的大小一般是由一個廣播控制信道(BCCH)的傳輸範圍決定的，該廣播控制信道是由基站NB用提高的恆定的發送功率發送的。在分區或分級小區結構的情況下，可以給每個基站NB供應多個無線小區。該結構的功能可以傳遞給其它可以使用本發明的無線通信系統。
圖1的例子表示出在基站NB的無線小區Z中的兩個用戶站UE。這些用戶站UE各自與基站NB建立了通信連接，在該連接的上行下行兩個方向(UL和DL)上實現所選擇的業務的信號傳輸。這些通信連接例如可以通過分配給各用戶設備UE的不同的擴展碼(CDMA代碼)分開。在連接期間，用戶站UE和基站NB繼續定期地通過對信道進行估算來評估無線接口的傳輸特性。
為了解決上面提到的第一個問題，在此建議，就在該消息的開始，就發送該消息包含多少個關鍵性的變更的信令。就現在的意義而言，一個變更可以指擴展，但也可能包括對已存在的元素的刪除或變更。這一方法的優點在於，當接收設備在開始時識別到，該消息包含有會導致拒絕該信息的不認識的關鍵性元素時，則它不必一定從對該消息的解碼開始。另外，這種方法還具有這樣的優點，即新的信息不與舊消息的結構連接，從而也不必再傳輸那些已不再需要的元素。
而那些非關鍵性的擴展，按照現有技術，可以放置在消息的末端，因為在這一場合不拒絕該消息，對於帶有非關鍵性擴展的信息，系統不會予以拒絕，反正該信息的開始總是必須要進行解碼。也就是說，每條信息總共由三個部分組成。第一部分是一個整數，它說明從協議的第一版開始該消息實現了多少次關鍵性的修改。這一數字例如可以用任意(二進位)編碼方案編碼，所述編碼方案滿足所謂的Fano條件(任何一個碼字都不能是另外一個碼字的開始)。第二部分包含該消息的當前版本(如何按照相應的變更的數量來對它進行定義)。第三部分包含一個或多個非關鍵性擴展。在每個這樣的擴展前面都會發送一個位的信令，表示在其後面有另一個擴展，而在最後一個擴展的後面會發送一個位的信令，表示它是最後一個。
因此，關於所有被變更的消息元素所分配的擴展標識將被移動到該消息的開始位置。然後，這些位序列可以直接用作版本代碼，或者還可以再繼續對其進行編碼。這樣做的優點一方面在於，接收設備在編碼的開始就可以識別出它是否認識這個版本。此外，不再要求保持先前的版本不做變更，比如可以刪除在此期間的一個替代元素。
為解決上面提到的第二個問題，建議採用下面的辦法如果擴展機制是藉助於擴展位來實現的，那麼這些擴展位可以被看作是消息的版本號。接收設備可以發送拒收消息時的信令，表示它最多可以識別這條信息中的多少個擴展。這樣，發送設備在下一次嘗試中可以在不必測試所有的中間版本的情況下立即選出正確的消息版本。
另一種可能是，把該消息的當前版本的一個信息元素的所謂的標識符插入拒收消息中。本發明建議，使用這些消息元素識別符來辨別一條消息的版本。
第三種可能是，在協議中明確使用消息的版本號，它們只適用於拒收消息。
發明步驟在於，關鍵性擴展的信息就在一條信息的開始位置傳輸，這樣，每一消息的每個版本都可以包含一個全新的結構。與在消息開始傳輸協議版本的方法不同，這裡，每條消息各自得到它自己的版本，這樣版本計數器就不會在所有的報告中增加計數，而只是在那些確實有變更的消息時增加計數。
通過在拒收消息中插入一個版本標識符，可以有效地通知網絡所支持的消息版本。
按照本發明，接收裝置對於本身不理解的消息版本不僅僅是將其拒絕，而且還會明確地通知發送裝置，它支持哪個版本。這樣在有些情況下避免了不必要的協議操作，因為，發送裝置在第二次嘗試時就可以直接使用「正確」的版本了。
圖1和圖2應該闡明了本發明的方法。這裡注意一個協議中的一個消息，它在第一版本1a中包含兩個元素(元素1和元素2)。在第二版本1b中這條消息有一個附加的元素(元素3)，但是它不是關鍵性的，而可以被具有舊協議版本的接收裝置所忽略。在第三版本2中又加入了一個關鍵性元素(元素4)，此時第一元素(元素1)被改變(元素1a)，而第三元素(元素2)將不再需要。
圖2表示為擴展只能在協議末尾插入的情況的三種版本的消息，就像按照在RRC(無線電資源控制)中UMTS標準化的當前狀態可能的那樣。與之相比，圖3表示按照本發明的方案的消息。
這裡再使用上面的問題2的解決方案。如果一個只支持該消息的版本1a的用戶終端設備接收到一個較高的版本，那麼它能夠將這兩個擴展位用來識別其所支持的消息版本。
此時為版本1a的版本號為00(KE＝0，NE＝0)。
版本1b的版本號是010(KE＝0，NE＝1，NE＝0)。
版本2的版本號是11000(KE＝1，NE＝1，NE＝0，KE＝0，NE＝0)。
另外還可以考慮只將關鍵性擴展作為基礎。
此時版本1a的版本號是0(KE＝0)。
版本1b的版本號是0(KE＝0)。
版本的版本號是10(KE＝1，KE＝0)。
版本1a和1b可以使用同樣的版本號，因為它們只是在非關鍵性元素上有所區別。
圖2表示當擴展只能位於前一版本的末端時擴展的一種可能的實現方案。
圖3表示按照上述方法所述擴展的一種可能的實現方案。這裡，關鍵性擴展的數量由在第一個未設置位前面已先行設置的位的數量決定的。此時關鍵性擴展的數量與該消息的彼此獨立的版本的數量相等。對於只支持版本1a的用戶終端設備，可以使用協議的1a和1b版本。在有些情況下版本1b可能不被完全理解，但是由於只涉及到非關鍵性擴展，仍可以使用。也可以考慮專業人員熟知的其它編碼方案。
權利要求
1.用於無線通信系統中的信號傳輸方法，此時，一個協議的一條消息由無線通信系統的一個基站系統(BSS)向一個用戶終端設備(UE)發送信令，其中，該消息至少由一個消息元素組成，其特徵在於，在該消息的開始位置標記消息元素相對於該消息的舊版本的變更的信令。
2.根據權利要求1的方法，其特徵在於，每次發送消息元素變更的數量的信令。
3.根據權利要求2的方法，其特徵在於，只發送關鍵性變更的數量的信令。
4.根據前述權利要求之一的方法，其特徵在於，變更表示舊消息向新消息元素的擴展、消息元素的刪除和/或消息元素的修改。
5.用於無線通信系統中的信號傳輸方法，此時，把一個協議的一條消息從無線通信系統的一個基站系統(BSS)向一個用戶終端設備(UE)發送信令，這裡，該消息至少由一個消息元素組成，其特徵在於，用戶終端設備(UE)把消息元素相對於一個它認識的舊版本消息而變更的數量向基站系統發送信號，和基站系統(BSS)選擇該消息的一個版本，並向認識它的用戶終端設備(UE)發送信令。
6.根據上述權利要求的方法，其特徵在於，用戶終端設備(UE)向基站系統(BSS)發送信令，告之該消息的最大已識別的變更數量。
7.用於無線通信系統中的信號傳輸方法，此時，把一個協議的一條消息由無線通信系統的一個基站系統(BSS)向一個用戶終端設備(UE)發送信令，其中，該消息至少由一個消息元素組成，其特徵在於，用戶終端設備(UE)向基站系統用信號發送一個它認識消息的版本的信令，基站系統(BSS)選出該消息的用信令通知的版本，並向用戶終端設備(UE)發送信令。
8.用於執行根據權利要求1的方法的無線通信系統的基站系統(BSS)，其中，所述無線通信系統被實現為無線移動系統或無繩用戶接線系統。
全文摘要
根據本發明，由無線通信系統中的一個基站系統(BSS)向一個用戶終端設備(UE)發送一個協議消息信令，這裡，所述消息至少由一個消息元素組成。在該消息開始處把該消息元素相對於該消息的一個舊版本的變化向基站系統發送信令。
文檔編號H04W48/12GK1568628SQ01814054
公開日2005年1月19日 申請日期2001年8月13日 優先權日2000年8月11日
發明者J·施尼登哈恩, G·帕普特西斯 申請人:西門子公司