用於為編碼數據傳輸發送參數的無線網絡的製作方法
2023-06-20 20:52:51 2
專利名稱：用於為編碼數據傳輸發送參數的無線網絡的製作方法
技術領域：
本發明涉及到包含無線接入網和多個終端的無線網絡，其中每個終端都被提供用於對要發送的特定數據進行編碼，並且用於根據第一和第二幀序號以相同的方式為在無線接入網和終端之間將要建立或者重新配置的連接構成鍵標(KEY)。
背景技術：
這種無線網絡可以從第三代合作項目(3GPP)、技術標準組(TSG)RAN、工作組2(WG2)、無線接口協議結構、TS 25.331 V.3.4.1(8.5.17章)而知。對於在無線接入網和終端之間發送的編碼數據來說，以透明模式由各個幀序號所構成的關鍵幀是必需的。根據公式或者利用無線或系統幀序號來計算表示連接幀序號的幀序號。這一連接幀序號被用於遞增超幀序號。這樣會發生如下情形無線接入網和被分配終端以不同的方式去改變其超幀序號，這會導致解碼掩碼之間存在差異。
發明內容
本發明的一個目的在於提供無線網絡，其中使得可能在無線接入網和終端內對超幀序號做出相同類型的變化。
通過具備如下特徵的無線網絡，可以實現該目的無線網絡包括無線接入網和多個終端，每個終端都被提供用於對要發送的特定數據進行編碼，並且用於根據第一和第二幀序號以相同的方式為在無線接入網和終端之間將要建立或者重新配置的連接構成鍵標，其中第一幀序號取決於數據傳輸所使用的無線幀序號的周期性變化，而第二幀序號數值要取決於第一幀序號，以及其中終端和/或無線接入網被提供用於在第一幀序號取值的基礎上，去確定無線接入網內在第二幀序號形成過程中是否要發生時延。
隨後參考附圖，進一步解釋本發明的實施例實例，其中圖1給出了包含無線接入網和多個終端的無線網絡；
圖2給出用於解釋終端或無線接入網的各種功能的分層模型；圖3給出用於解釋終端或無線接入網內編碼機制的框圖；以及圖4和圖5給出用於解釋超幀序號變化的框圖。
具體實施例方式
圖1給出了無線網絡，例如包含由基站和無線網絡控制器(RNC)組成的無線接入網1和多個終端2到9的無線網絡。無線接入網1一般包括多個基站和多個無線網絡控制器。無線網絡控制器(RNC)負責對參與無線業務的所有組件(例如終端2到9、基站)進行控制。基站向終端2到9發送控制數據和有用數據，這些數據都是從無線網絡控制器所接收到的。
通常，終端2到9是移動臺。無線接入網1內部的基站通常都是固定安置的，但是根據情況的不同，也可以是可動的或者移動的。
圖1給出的網絡中包括一個無線小區。然而這種網絡內可以包含多個無線小區，並且終端可以在無線小區之間變化位置。
無線網絡中，可以根據例如FDMA、TDMA或CDMA方法(FDMA＝頻分多址接入、TDMA＝時分多址接入、CDMA＝碼分多址接入)或者上述方法的組合來發送無線信號。
根據CDMA方法(這是一種特殊的碼擴展方法)，用戶發出的二進位信息(數據信號)每次都用不同的碼序列進行調製。這種碼序列內包括偽隨機矩形波型信號(偽噪聲碼)，其速率(也被稱做是碼片速率)通常要大大高於二進位信息速率。偽隨機矩形波型信號的矩形波型脈衝寬度被稱做碼片間隔Tc。1/Tc是碼片速率。數據信號與偽隨機矩形波型信號分別相乘或者由其調製都可以導致頻譜的擴展，擴頻係數為Nc＝T/Tc，其中T是數據信號矩形波型脈衝的寬度。
在至少一個終端(2到9)與無線接入網1的無線網絡控制器之間，通過無線網絡控制器預定的信道來傳輸可用數據和控制數據。信道可以由頻率範圍、時間範圍以及例如在CDMA方法中由擴頻碼來確定。從基站到終端2至9的無線鏈路被稱作下行鏈路，以及從終端到基站的無線鏈路是上行鏈路。這樣，通過下行鏈路從基站向終端發送數據，並且通過上行鏈路從終端向基站發送數據。
例如下行鏈路控制信道可以被提供用於在連接建立之前，從無線網絡控制器1向終端2到9廣播發送控制數據。這種信道被稱作下行鏈路廣播控制信道。對於連接建立之前從終端2到9發送到無線網絡控制器1的控制數據來說，可以使用例如由無線接入網1的無線網絡控制器所分配的上行鏈路控制信道，然而其它終端2到9也可以接入該信道。可以被各個或者所有終端2到9所使用的上行鏈路信道被稱作公共上行鏈路信道。在例如終端2到9和無線接入網1的無線網絡控制器之間的連接建立之後，可以通過下行鏈路和上行鏈路用戶信道傳輸可用數據。僅僅在一個發射機和一個接收機之間建立起來的信道被稱作是專用信道。通常，用戶信道可以是專用信道，與之相伴的是用於發送鏈路特定控制數據的專用控制信道。
為了在無線接入網1的無線網絡控制器內包括終端2到9，具備隨機接入能力的易於爭用的信道可以負責完成這一功能，此後該信道被稱作RACH信道(隨機接入信道)。通過這種RACH信道也可以傳送數據分組。被提供用於從終端2到9向無線接入網1的無線網絡控制器發送數據的另一種具備隨機接入能力的易於爭用的信道被稱作FACH信道(前向接入信道)。
為了在無線接入網1和終端之間交換可用數據，終端2到9與無線接入網1的基站保持同步是必需的。例如從GSM系統(GSM＝全球移動通信系統)可知，其中使用了FDMA和TDMA組合方法，在基於預定參數確定了適當頻率範圍之後，可確定幀的時間相關的位置(幀同步)，這種幀同步有助於數據傳輸的排序。在TDMA、FDMA和CDMA方法中，對於終端和基站的數據同步來說，這種幀總是必需的。這種幀內可以包含各種子幀，或者與幾個其它連續幀一起構成超幀。為了簡單，一般從被稱作參考幀的幀開始。
可以參考圖2中給出的分層模型或協議結構，來解釋通過無線接入網1和終端2到9之間的無線接口所進行的控制數據和可用數據的交換(例如比較第三代合作項目(3GPP)、技術標準組(TSG)RAN、工作組2(WG2)、無線接口協議結構、TS 25.301 V.3.6.0(2000-09))。分層模型中包括三個協議層物理層PHY、包含MAC和RLC子層的數據鏈路層(圖2中給出了RLC子層的各種形式)以及RRC層。MAC子層負責媒體接入控制，RLC子層用於無線鏈路控制，並且RRC層用於無線資源控制。RRC層負責終端2到9與無線接入網1的無線網絡控制器之間的信令。RLC子層被用於去控制終端2到9與無線接入網1的無線網絡控制器之間的無線鏈路。RRC層通過控制鏈路10和11去控制MAC層和PHY層。這樣RRC層可以控制MAC層和PHY層的配置。物理層PHY向MAC層提供傳遞鏈路12。MAC層向RLC層提供可用邏輯連接13。應用可以通過接入點14去到達訪問RLC層。
在這種無線網絡內，出於安全和保密的原因，數據可以以編碼的形式通過無線接口傳送，以避免以非授權方式對數據進行竊聽。這種編碼過程是在數據鏈路層內執行的(例如在RLC或MAC層內)。如圖3所示，數據D與編碼掩碼M通過異或操作(XOR)相組合，結果得到編碼數據流C_D。在編碼功能模塊16中可以構成編碼掩碼M，該模塊可以與編碼算法一起進行工作，並且可以接收密鑰CK、計數COUNT-C以及其它在此沒有進一步示出的參數P作為輸入。計數COUNT-C具有32比特長。對於不同的RLC鏈路類型(RLC確認模式傳輸，即帶有分組頭和序號以及在此基礎上的重複傳輸；RLC非確認模式傳輸，即帶有分組頭和序號，但是沒有重複傳輸；RLC透明模式傳輸，即沒有分組頭和序號)，它的構成方式是不同的。對於RLC透明模式內的所有鏈路來說，COUNT-C的低7位比特由連接幀序號(CFN)確定，該序號也由7個比特組成，並且根據由基站通過廣播或分布信道所發出的系統幀序號(SFN)來確定。在每個幀變化之後，系統幀序號SFN都會作模4096的遞增。對於電路交換業務和分組交換業務的鏈路而言，COUNT-C本身是有所區別的。電路交換業務內的所有鏈路都使用相同的COUNT-C數值。分組交換業務內的所有鏈路也都使用相同的COUNT-C數值，但它又與電路交換業務內的數值不同。對於RLC確認模式中的每個單獨鏈路來說，COUNT-C的低12位比特由分組頭的12比特序號來確定；對於RLC非確認模式的每個單獨鏈路來說，COUNT-C的低7位比特由分組頭的7比特序號來確定，使得選擇非RLC透明模式傳輸的不同連接的COUNT-C數值一般是互不相同的。
按照隨後的指示，根據20比特數START去計算COUNT-C的剩餘比特，這些比特被稱作超幀序號(HFN)當為電路交換業務(CS)和分組交換業務(PS)建立RRC鏈路時，終端向無線網絡控制器通告所存儲的20比特數值START-CS和20比特數值START-PS。這些數值為電路交換業務和分組交換業務內的鏈路去初使化超幀序號HFN的高20比特。相應地，當RRC鏈路被清除時，可以根據可用的超幀序號HFN，為電路交換業務和分組交換業務內的各個鏈路構成被存儲的START-CS數值和START-PS數值，因為可以從所有可用COUNT-C數值中計算最大值。
在RLC透明模式傳輸中，連接幀序號CFN有迴繞時，或者RLC確認模式傳輸或RLC非確認模式傳輸的序號有迴繞時，超幀序號HFN總是會遞增。由於通常在終端和無線網絡控制器內都會發生這種情況，所以總能將相同的COUNT-C取值用於對單獨鏈路進行編碼和解碼，使得可以正確地實施解碼。
然而在RACH信道被用於上行鏈路數據以及FACH信道被用於下行鏈路數據之後，當為終端分配專用信道時(從在小區級別上得知終端的定位、並且終端通過RACH信道發送上行鏈路數據以及通過FACH信道接收下行鏈路數據的狀態(CELL_FACH)變換到終端通過專用信道接收上行鏈路和下行鏈路數據的狀態(CELL_DCH))，或者在經過非同步硬切換變換到新小區的情況下，在RLC透明模式傳輸中就會出現終端和無線網絡控制器內的超幀序號HFN的相等問題。非同步硬切換被理解為在與原小區的連接被切斷(非同步)之前終端還不知道新小區的系統幀序號SFN，而且直到原小區的鏈路被切斷(硬切換)才能打開與新小區的鏈路的情況。這種情況下，在無線網絡控制器一側就不清楚終端是否對超幀序號HFN進行了遞增，這樣就使得終端內的超幀序號HFN與無線網絡控制器內的HFN有所不同。
除此之外，無線網絡控制器通過發送消息PCR(物理信道重新配置)(比較3GPP TS 25.331 v3.4.1)，給出從狀態CELL_FACH到狀態CELL_DCH的變化，此消息用於通知終端通過專用信道接收和發送應該使用的代碼。從狀態CELL_FACH變化到狀態CELL_DCH之後，終端通過如下公式計算CELL_DCH狀態的有效幀序號CFNCFN＝((SFN*38400-DOFF*512)/38400)mod 256其中SFN表示小區的系統幀序號，其中終端利用專用信道，以及DOFF表示終端指定號碼，根據這一數值無線網絡控制器可以廣播發送各個終端的傳輸時刻(比較3GPP TS 25.331 V.3.4.1(第8.5.17章))。在消息PCR中向終端通告DOFF。
從狀態CELL_FACH變化到狀態CELL_DCH時，將發生由當前系統幀序號SFN(根據上述公式計算得到)判定到實現與基站的物理下行鏈路信號同步之後，終端可能判定連接幀序號CFN，該序號接近於255(例如253)。如圖4所示，其中TE表示終端，FZ表示無線接入網，以及CFN表示連接幀序號。參考符號17指示終端內計算得到的連接幀序號CFN(等於253)，並且參考符號18指示最大連接幀序號CFN(等於255)。在實現了與基站的物理下行鏈路信號的同步之後，終端發送其上行鏈路信號。如果無線網絡控制器與終端的物理上行鏈路信號同步，例如僅僅在終端與物理下行鏈路信號同步之後的4個無線幀，則無線網絡控制器不會去根據雙方已知的系統幀序號SFN來確定連接幀序號CFN直到以下時刻，即其中根據上式計算得到的連接幀序號CFN是數值1(與圖4的參考符號19相比)。在終端一側，已有連接幀序號CFN的迴繞，這會導致終端內的超幀序號HFN遞增。在無線網絡控制器內，連接幀序號CFN的取值為1，在此之後無線網絡控制器與物理上行鏈路信號實現同步(即連接幀序號還沒有迴繞)，使得超幀序號HFN不會遞增。這樣的結果是，終端和無線網絡控制器內的超幀序號HFN與所得到的COUNT-C取值都是不同的，因此不再能夠正確地進行解碼。
無線網絡控制器激活時刻的通告(包含連接幀序號CFN)在此有助於超幀序號HFN遞增，在此時刻可以真正地遞增超幀序號HFN。由於無線網絡控制器本身可以預先判定新連接幀序號CFN(該序號被終端在實現與基站的下行鏈路信號的同步之後使用)，因此無線網絡控制器可以估計到能夠預計連接幀序號CFN的迴繞，並且可以設置激活時間到例如連接幀序號CFN＝20。應該考慮直到無線網絡控制器實現與物理上行鏈路信號的同步之前的最大時間長度，在此之後終端實現與那之前的物理下行鏈路信號的同步，以及只有在無線網絡控制器實現與物理上行鏈路信號的同步之後，無線網絡控制器才能夠肯定終端也與物理下行鏈路信號實現了同步，並且這樣就可以切換使用新連接幀序號CFN。在消息PCR內或者能夠引入從狀態CELL_FACH到狀態CELL_DCH變化的另一消息內，應該包括用於遞增超幀序號HFN的激活時刻。
作為傳輸用於遞增超幀序號HFN的激活時刻的替代，無線網絡控制器還可以適當地把物理下行鏈路信號進行延遲。
當在非同步硬切換條件下，終端改變小區時，也會出現相同的問題，但當發送消息PCR(或其它可以引入硬切換的消息)時，無線網絡控制器仍然不能得知新小區中的系統幀序號SFN(由於該序號不是由終端所確定的)。由於在使用有效連接幀序號CFN時，無線網絡控制器必須知道新小區內何時會出現迴繞，因此通過激活時間來解決同步問題是不太可能的。由於原小區並不知道無線網絡控制器的新小區中的系統幀序號SFN，而且在已知公式內包含了新小區的系統幀序號SFN，因此通過已知計算公式，原小區的無線網絡控制器並不能為新小區的連接幀序號CFN指示適當的激活時間。
在非同步硬切換以及在變換到新小區之後，終端還是通過如下公式來計算有效連接幀序號CFNCFN＝((SFN*38400-DOFF*512)/38400)mod 256其中SFN表示新小區內的系統幀序號，其中終端還是利用專用信道，以及DOFF再次表示終端指定號，根據它無線網絡控制器可以廣播發送各個終端的傳輸時刻(比較3GPP TS 25.331 V3.4.1(第8.5.17章))。在消息PCR中已經向終端通告了DOFF。
通過隨後的兩步測量來提供一種補救方法，以解決終端和無線網絡控制器內的不同超幀序號HFN的發展通過第一測量，定義小於256的最小連接幀序號CFN_min，該序號規定最小連接幀序號CFN_min與255之間的減活間隔，在實現與下行鏈路信號的同步之後，從這個序號開始，終端在連接幀序號CFN的下一個迴繞處不遞增超幀序號HFN，並且直到該下一個迴繞，才發送與基站同步的上行鏈路信號。最小連接幀序號CFN_min可以在消息PCR內單獨地通知給終端，或者當作小區規定數值，通過廣播信道通知給所有終端。
通過第二測量，在變換小區之後，終端通告由其所確定的連接幀序號CFN。在終端實現與物理下行鏈路信號的同步，並且藉助於上述公式判定到新小區中的連接幀序號CFN之後，終端的RRC層向無線網絡控制器發送消息PCRC(物理信道重新配置完成)，通過這一消息，終端可以確認物理信道的重新配置，消息內包含第一次判定到的連接幀序號CFN_first。對下文所描述的規則(超幀序號HFN根據該規則遞增或不遞增)來說，要由RRC層發送的消息PCRC在連接幀序號CFN_first之後至少一個無線幀內被發送是非常重要的。然而這一消息可能已經通過新小區內的專用信道被發送，然後該新小區假設無線網絡控制器已經與上行鏈路信號實現同步。
另一種情況中，這一消息也可以通過新小區的RACH信道被發送。在實現與物理上行鏈路信號的同步之後，無線網絡控制器也為新小區判定連接幀序號CFN。由於終端和無線網絡控制器都利用相同的系統幀序號SFN去判定連接幀序號CFN，因此它們是相同的。然而這仍不清楚並且更加特別的是當判定到的連接幀序號CFN較小時(例如20，而在這一點上講，150就可以認為是較大)在發送消息PCRC以及在無線網絡控制器最終接收到該消息之間，是否已經估計了新的連接幀序號CFN。然後在共同發送的連接幀序號CFN_first內通告該信息。應遵循如下準則1.令CFN_current表示在接收到並且對消息PCRC解碼之後，無線網絡控制器內RRC層的連接幀序號。在接收到消息PCRC之後，如果下式成立，則無線網絡控制器並不遞增超幀序號HFNCFN_current-CFN_first＞02.接收到消息PCRC之後，如果下式成立，則無線網絡控制器遞增超幀序號HFN一次CFN_current-CFN_first＜＝0按照上述情況，由於不可能在相同的無線幀內發送和接收消息PCRC，因此在CFN_current＝CFN_first的情況下，應該需要進行遞增，其原因在於終端的RRC層在生成該消息之後，要等待至少一個無線幀才能發送該消息。因此CFN_current＝CFN_first只能是意味著CFN_current或CFN_first所表示的無線幀分別相距256個無線幀。
參考圖5來進一步解釋上述過程。參考符號20表示終端TE與物理下行鏈路信號實現同步的時刻。隨後，終端計算第一連接幀序號CFN_first(例如CFN_first＝221)(參考符號21)，然後通過消息PCRC，發送給無線接入網的無線網絡控制器FZ(參考符號22和23)。在無線網絡控制器內對消息PCRC評估之後，計算當前連接幀序號CFN_current(參考符號24)，並且相互比較CFN_first和CFN_current。
這一過程以及減活過程可以被用於從狀態CELL_FACH向狀態CELL_DCH的變化過程中。
由於連接幀序號CFN具有256的周期，因此通過這一過程，並且只有在判定到的CFN_first和CFN_current之間的無線幀的個數不會超過256時，才能使超幀序號HFN可以為一個終端和無線網絡控制器保持同步。通常會是這種情況。然而可以想像得到，在非常不利的情況下，由於頻繁的重複傳輸，消息PCRC的傳輸要求256個無線幀甚至是更多無線幀。如果要覆蓋所有這些情況，則代替構成CFN_current和CFN_first的連接幀序號CFN，還必須要使用廣義連接幀序號CFN*，其中連接幀序號CFN*源於系統幀序號SFN，用模M計算，而不是模256。
CFN*＝((SFN*38400-DOFF*512)/38400)mod M其中M＝256L，L可以採用2、4、8、16。則滿足如下條件CFN*_current-CFN*_first＞0不存在連接幀序號CFN的迴繞。因此，不會遞增超幀序號HFN。-256＜CFN*_current-CFN*_first＜＝0恰恰存在一個連接幀序號CFN的迴繞。因此，超幀序號HFN遞增一次。-512＜CFN*_current-CFN*_first＜＝-256恰恰存在兩個連接幀序號CFN的迴繞。因此，超幀序號HFN遞增兩次。
總之，存在公式-256k＜CFN*_current-CFN*_first＜＝-256(k-1)，k＝1，2，...，L；恰恰存在k個連接幀序號CFN的迴繞。因此，超幀序號HFN遞增k次。
如果滿足k＜＝L，則這些等式可以在無線網絡控制器內生成正確的超幀序號HFN，即L可以選擇成使得廣義連接幀序號CFN*可以將一個迴繞作為其最大值。
權利要求
1.一種包含無線接入網和多個終端的無線網絡，其中每個終端都被提供用於對要發送的特定數據進行編碼，並且用於根據第一和第二幀序號以相同的方式為在無線接入網和終端之間將要建立或者重新配置的連接構成鍵標，其中第一幀序號取決於數據傳輸所使用的無線幀序號的周期性變化，而第二幀序號的數值要取決於第一幀序號，以及其中終端和/或無線接入網被提供用於在第一幀序號取值的基礎上，去確定無線接入網內在第二幀序號形成過程中是否要發生時延。
2.如權利要求1中要求的無線網絡，其特徵在於無線接入網被提供用於向終端發送消息，其中包含有關第二幀序號形成的激活時刻的通告。
3.如權利要求1中要求的無線網絡，其特徵在於終端被提供用於在第一幀序號的基礎上，去判定第二幀序號形成的通告是否被允許發送給無線接入網。
4.如權利要求1中要求的無線網絡，其特徵在於無線接入網被提供向終端發送消息，該消息內包含有關用於第二幀序號形成的時延的減活時間空間的通告。
5.一種包含無線接入網和多個終端的無線網絡，其中每個終端都被提供用於對要發送的特定數據進行編碼，並且用於根據第一和第二幀序號以相同的方式為在無線接入網和終端之間將要建立或者重新配置的連接構成鍵標，其中第一幀序號取決於數據傳輸所使用的無線幀序號的周期性變化，而第二幀序號的數值要取決於第一幀序號，以及其中該終端被提供用於將一個第一幀序號發送給無線接入網以及根據該第一幀序號的數值構成第二幀序號。
6.一種無線網絡內的無線接入網，該無線網絡內還包括多個終端，其中無線接入網被提供用於對要發送的特定數據進行編碼，並且用於根據第一和第二幀序號以相同的方式為在無線接入網和終端之間將要建立或者重新配置的連接構成鍵標，其中第一幀序號取決於數據傳輸所使用的無線幀序號的周期性變化，而第二幀序號的數值要取決於第一幀序號，以及其中無線接入網被提供用於在第一幀序號取值的基礎上，去確定無線接入網內在第二幀序號形成過程中是否要發生時延。
7.一種無線網絡內的終端，該無線網絡包含無線接入網以及另外的終端，其中無線網絡終端被提供用於對要發送的特定數據進行編碼，並且用於根據第一和第二幀序號以相同的方式為在無線接入網和終端之間將要建立或者重新配置的連接構成鍵標，其中第一幀序號取決於數據傳輸所使用的無線幀序號的周期性變化，而第二幀序號的數值取決於第一幀序號，以及其中終端被提供用於在第一幀序號取值的基礎上，去確定無線接入網內在第二幀序號形成過程中是否要發生時延。
全文摘要
本發明涉及到包含無線接入網和多個終端的無線網絡,其中每個終端都被提供用於對要發送的特定數據進行編碼,並且用於根據第一和第二幀序號以相同的方式為在無線接入網和終端之間將要建立或者重新配置的連接構成鍵標。第一幀序號取決於數據傳輸所使用的無線幀序號的周期性變化,而第二幀序號的數值要取決於第一幀序號。終端和/或無線接入網被提供用於在第一幀序號數值的基礎上確定無線接入網內在第二幀序號形成過程中是否要發生時延。
文檔編號H04L12/28GK1353554SQ0113842
公開日2002年6月12日 申請日期2001年11月9日 優先權日2000年11月14日
發明者C·赫爾曼, P·尼克爾 申請人:皇家菲利浦電子有限公司