Кодирование информации в кодовом слове в сетях беспроводной связи

Кодирование информации в кодовом слове в сетях беспроводной связи

Иллюстрации

Показать все

Реферат

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ РАСКРЫТИЕ

Настоящее раскрытие в целом относится к беспроводной связи, а более точно к кодированию дополнительной информации в часть кодового слова, сформированного информацией кодирования с помощью кода с исправлением ошибок, например циклического избыточного кода, для осуществления связи между объектами в сетях беспроводной связи, соответствующим объектам и способам.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

Малое время ожидания необходимо для обеспечения положительного взаимодействия с пользователем для передачи голоса по Интернет-протоколу (VoIP), передачи нажатием по сотовой связи (РоС), и основанных на применении видеотелефонов услуг. Согласно Международному союзу электросвязи (ITU), внутриобластной вызов VoIP, например вызов в пределах Африки, Европы, Северной Америки, и т.п., должен испытывать время ожидания в одном направлении порядка 150 мс. Межрегиональный вызов VoIP должен испытывать время ожидания в одном направлении порядка 200-300 мс.

Гибридный автоматический запрос повторной передачи (HARQ) широко известен. EGPRS, существующая в настоящее время в рамках GSM, дает возможность HARQ посредством периодического упорядоченного опроса. Механизм упорядоченного опроса, однако, является основной причиной времени ожидания. В разделе 10 Анализа осуществимости развития GERAN 45.912 сообщения ACK/NACK задействуются благодаря упорядоченному опросу и/или непрерывному двунаправленному потоку данных. Таким образом, там, где нет непрерывного двунаправленного потока данных, малое время ожидания может гарантироваться только непрерывным упорядоченным опросом. Однако непрерывный упорядоченный опрос является нерациональным в спектральном смысле и не предоставляет возможности бесшовной функциональной совместимости с унаследованными мобильными станциями. В настоящее время операторы сетей беспроводной связи должны полностью отключать HARQ или эксплуатировать HARQ спектрально неэффективным образом, чтобы поддерживать применения с малым временем ожидания, такие как передача голоса по IP или потоковая передача видео в реальном времени.

Для вызова VoIP с мобильного телефона на мобильный телефон существующие протоколы EGPRS с автоматическим запросом на повторение (ARQ) имеют время ожидания порядка 240 мс для каждой, восходящей или нисходящей, линии связи. Это время ожидания превышает время ожидания в 200-300 мс для межрегионального вызова VoIP и находится далеко за пределами времени ожидания в 150 мс для внутриобластного вызова VoIP.

Различные аспекты, признаки и преимущества раскрытия станут полнее очевидны рядовым специалистам в данной области техники после внимательного рассмотрения последующего Подробного описания и прилагаемых чертежей, описанных ниже. Чертежи могли быть упрощены для ясности и не обязательно начерчены для представления в определенном масштабе.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

Фиг.1 - сеть беспроводной связи.

Фиг.2 - инфраструктурные объекты сети беспроводной связи.

Фиг.3 - мобильный терминал беспроводной связи.

Фиг.4 иллюстрирует объект беспроводной связи.

Фиг.5 - блок-схема последовательности операций процесса.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ

На фиг.1 примерная система 100 беспроводной связи содержит одну или более сетей 110 радиосвязи с абонентами, соединенных с возможностью обмена информацией с базовой сетью 120. Примерные сети сотовой связи включают в себя основанные на GERAN 3GPP сети, например сети GSM/EGPRS и (глобального) развития стандарта GSM с увеличенной скоростью передачи данных, и сети WCDMA 3GPP 3-его поколения, в числе других сетей сотовой связи существующих и будущих поколений.

На фиг.1 сеть доступа обычно содержит многочисленные базовые станции 112, обслуживающие сотовые зоны, распределенные по соответствующим географическим областям, при этом каждая базовая станция может состоять из одной или более сот или секторов. Обычно, одна или более базовых станций соединены с возможностью обмена информацией с соответствующим контроллером 114. Базовые станции и контроллеры могут именоваться по-разному, в зависимости от реализуемого сетевого протокола. Например, в сетях GSM, базовая станция 110 именуется как базовая приемопередающая станция (BTS), а контроллером является контроллер базовой станции (BSC). Некоторые сети GSM также включают в себя блок 116 управления пакетами (PCU). В сетях UMTS базовая станция именуется как Узел Б, а контроллер именуется как контролер радиосети (RNC).

На фиг.1 базовая сеть 120 содержит мобильный центр 122 коммутации (MSC), соединенный с возможностью обмена информацией с контроллером, например BSC и RNC. MSC, типично, соединяется с возможностью обмена информацией с Коммутируемой Телефонной Сетью Общего Пользования (PSTN) и/или Цифровой Сетью с Комплексными Услугами (ISDN), которая является PSTN, использующей интерфейсы системы сигнализации №7 (SS7) (коммутацию пакетов дальней связи по общему каналу). Базовая сеть включает в себя регистр 124 местоположения дома (HLR) и визитный регистр перемещения (VLR), которые могут быть расположены в MSC или в некотором другом инфраструктурном объекте. В сетях с пакетной услугой базовая сеть включает в себя обслуживающий узел 126 поддержки общей службы пакетной радиопередачи (SGSN), соединенный с возможностью обмена информацией с PCU 116 и/или с RNC 114. В сетях GSM PCU обеспечивает пакетную поддержку. SGSN, типично, соединена с возможностью обмена информацией с шлюзовым узлом 128 поддержки GPRS (GGSN), который соединен с другими сетями с коммутацией пакетов, например сетью Интернет.

Базовые станции осуществляют обмен информацией с мобильными терминалами 102, которые могут именоваться как мобильные станции (MS) или абонентская аппаратура (UE), в зависимости от протокола, для планирования ресурсов радиосвязи и для приема и/или передачи данных с использованием доступных ресурсов радиосвязи. Система 100 беспроводной связи также может содержать другие инфраструктурные объекты для выполнения функциональных возможностей администрирования, включающих в себя маршрутизацию данных, управление допуском, рассылку счетов абонентам, аутентификацию терминалов и т.п., которые могут управляться другими объектами сети. Эти объекты не проиллюстрированы, но широко известны рядовым специалистам в данной области техники.

В одном варианте осуществления, проиллюстрированном на фиг.2, инфраструктурный объект 200 беспроводной связи, например базовая станция или блок управления пакетами (PCU), содержит приемопередатчик 210 для обмена информацией с планируемыми беспроводными терминалами в сети. Инфраструктурный объект включает в себя контроллер 220, соединенный с возможностью обмена информацией с приемопередатчиком. Инфраструктурный объект выполняет функции планирования, в том числе назначение ресурсов радиосвязи беспроводным терминалам в сети. Например, инфраструктурный объект может назначать один или более временных интервалов беспроводным терминалам. В более общем смысле, назначенные ресурсы радиосвязи могут быть частотно-временным ресурсом. В одном из вариантов осуществления контроллер включает в себя модуль 222 планирования или другой логический объект для выполнения планирования. Модуль планирования легко реализуется в программном обеспечении.

На фиг.2 инфраструктурный объект 200 беспроводной связи отправляет не относящуюся к планированию информацию, например информацию подтверждения, на терминал беспроводной связи в пределах одноблочного поля планирования восходящей линии связи в блоке нисходящей линии связи. Информация подтверждения включает в себя, например, информацию АСК и NACK, которая отправляется на терминал, на основании того, принята ли информация с первого терминала беспроводной связи в одном или более из его назначенных временных интервалов. В одном из вариантов осуществления контроллер включает в себя модуль 224 конфигурирования одноблочного поля планирования восходящей линии связи или другой логический объект для конфигурирования одноблочного поля планирования восходящей линии связи блока нисходящей линии связи с не относящейся к планированию информацией. Модуль конфигурирования одноблочного поля планирования восходящей линии связи легко реализуется в программном обеспечении. После конфигурирования одноблочного поля планирования восходящей линии связи приемопередатчик передает не относящуюся к планированию информацию на беспроводный терминал в блоке нисходящей линии связи.

В одном варианте осуществления, специфичном для применений GPRS/EDGE, инфраструктурный объект сети передает не относящуюся к планированию информацию в неиспользуемом поле соответственного периода зарезервированного блока (RRBP). В GERAN полем RRBP является 2-битное поле данных в блоке RLC/MAC нисходящей линии связи. Согласно этому варианту осуществления одноблочным полем планирования восходящей линии связи блока нисходящей линии связи является поле RRBP. Значение RRBP обычно определяет одиночный блок восходящей линии связи, в котором мобильная станция передает либо сообщение подтверждения управления пакетами, либо блок канала управления пакетным доступом в сеть, как определено в 3GPP TS 44.060 V6.16.0, 10.4.5. Согласно настоящему раскрытию поле RRBP нетрадиционно используется для обмена не относящейся к планированию информацией, например информацией подтверждения, на беспроводный терминал.

В применениях GPRS/EDGE (GERAN), обычно, инфраструктурный объект сети может признавать или не признавать действительность поля RRBP. Добавочный бит/бит упорядоченного опроса (S/P) используется для указания, действительно или не действительно поле RRBP в применениях GPRS, как раскрыто в 3GPP TS 44.060 V6.16.0 10.4.4. Когда бит S/P установлен на «0», RRBP является недействительным, а когда на «1», RRBP является действительным. В применениях EDGE, поле ES/P используется для указания, действительно или недействительно поле RRBP, и что должны содержать поля в следующем блоке управления восходящей линии связи. На фиг.2, в одном варианте осуществления, контроллер инфраструктурного объекта сети включает в себя модуль признания недействительности/действительности одноблочного поля планирования восходящей линии связи или другой логический объект 226 для признания действительности или признания недействительности одноблочного поля планирования восходящей линии связи, например поля RRBP, блока нисходящей линии связи. Модуль признания недействительности/действительности одноблочного поля планирования восходящей линии связи, типично, реализуется в программном обеспечении.

В основанных на GERAN сетях, включающих в себя унаследованные и неунаследованные терминалы беспроводной связи, инфраструктурный объект сети может признавать действительность поля RRBP для унаследованных терминалов в сети. Унаследованный терминал не соблюдает протокол высокоскоростного гибридного автоматического запроса повторной передачи (HS-HARQ), а неунаследованные терминалы соблюдают HS-HARQ.

В одном варианте осуществления, где RRBP признается действительным для унаследованных терминалов в сетях GERAN, инфраструктурный объект сети передает блок нисходящей линии связи, содержащий поле RRBP, которое включает в себя информацию АСК, закодированную в качестве доступной минимальной задержки планирования для неунаследованного терминала. В другом варианте осуществления, где RRBP признается действительным для унаследованных терминалов в сетях GERAN, инфраструктурный объект сети передает блок нисходящей линии связи, имеющей поле RRBP, которое включает в себя информацию NACK, закодированную в качестве доступных задержек планирования, исключая минимальную задержку планирования, для неунаследованного терминала.

В некоторых вариантах осуществления, где RRBP признается действительным для унаследованных терминалов в сетях GERAN, инфраструктурный объект сети передает блок нисходящей линии связи, имеющей поле RRBP, которое включает в себя информацию подтверждения для неунаследованного терминала, и поле RRBP включает в себя информацию планирования восходящей линии связи для унаследованного терминала.

В GERAN полем RRBP является 2-битное поле данных. В одном из применений GERAN, где поле RRBP действительно для унаследованных терминалов, один бит из 2-битного поля данных включает в себя информацию подтверждения для первого блока восходящей линии связи, а другой бит 2-битного поля данных включает в себя информацию подтверждения для второго, другого блока восходящей линии связи. Кодирование 2-х бит данных подтверждения имеет следствием унаследованный мобильный телефон, интерпретирующий поле RRBP в качестве одного из четырех возможных значений задержки. В другом применении GERAN, где поле RRBP действительно для унаследованных терминалов, один бит из 2-битного поля данных включает в себя информацию подтверждения для, по меньшей мере, двух разных блоков данных восходящей линии связи, а другой бит 2-битного поля данных включает в себя информацию подтверждения для одного блока данных восходящей линии связи, отличного от двух разных блоков данных восходящей линии связи.

В вариантах осуществления, где RRBP признается недействительным для унаследованных терминалов в сетях GERAN, инфраструктурный объект сети передает блок нисходящей линии связи, содержащий поле RRBP, которое включает в себя информацию подтверждения, например информацию АСК и/или NAK, для неунаследованного терминала. В одном из конкретных применений, где RRBP является 2-битным полем данных, один бит поля RRBP включает в себя информацию подтверждения для первого блока восходящей линии связи, а другой бит поля RRBP включает в себя информацию подтверждения для второго, другого блока восходящей линии связи. В другом применении, где RRBP является 2-битным полем данных, которое признается недействительным для унаследованных терминалов, один бит из 2-битного поля данных включает в себя информацию подтверждения для, по меньшей мере, двух разных блоков данных восходящей линии связи, а другой бит 2-битного поля данных включает в себя информацию подтверждения для одного блока данных восходящей линии связи, отличного от двух разных блоков данных восходящей линии связи.

Фиг.3 иллюстрирует неунаследованный мобильный терминал или станцию 300, содержащие приемопередатчик 300 для приема не относящейся к планированию информации в одноблочном поле планирования восходящей линии связи блока нисходящей линии связи, например в поле RRBP блока нисходящей линии связи RLC/MAC. Мобильная станция 300 включает в себя контроллер 320, соединенный с возможностью обмена информацией с приемопередатчиком. Контроллер включает в себя модуль 322 декодирования для декодирования не относящейся к планированию информации из поля RRBP. Терминал 300 также включает в себя пользовательский интерфейс с входами и выходами, которые не проиллюстрированы, но хорошо известны рядовым специалистам в данной области техники.

В вариантах осуществления, где поле RRBP является 2-битным полем данных, и поле RRBP признается недействительным для унаследованных терминалов, унаследованный терминал может принимать информацию подтверждения в одном бите из 2-битного поля данных для одиночного блока данных восходящей линии связи, и информацию подтверждения для другого блока восходящей линии связи в другом бите 2-битного поля данных. В другом варианте осуществления один бит 2-битного поля данных включает в себя информацию подтверждения для, по меньшей мере, двух отдельных блоков данных восходящей линии связи.

На фиг.4 объект 400 беспроводной связи, например базовая станция, блок управления пакетами или мобильный терминал, содержит приемопередатчик 410, соединенный с возможностью обмена информацией с контроллером 420. Контроллер выполнен с возможностью генерировать первое кодовое слово из данных и из кода с исправлением ошибок, при этом первое кодовое слово включает в себя избыточность. В одном варианте осуществления контроллер включает в себя модуль генерирования первого кодового слова или другой логический объект 422 для генерирования первого кодового слова. Модуль генерирования первого кодового слова может быть легко реализован в программном обеспечении.

На блок-схеме 500 последовательности операций процесса по фиг.5, на 510, объект беспроводной связи генерирует первое кодовое слово из данных и из кода с исправлением ошибок, при этом первое кодовое слово включает в себя избыточность. В одном варианте осуществления первое кодовое слово генерируется путем кодирования данных с использованием циклического избыточного кода (CRC), например кода Файра. Другие пригодные коды с исправлением ошибок, среди прочих, включают в себя, но не в качестве ограничения, коды Хемминга, коды Рида-Соломона, коды низкой плотности с контролем четности, коды Боуза, Рея-Чаудхури, Хокенгема (ВСН), турбокоды и сверточные коды.

На фиг.4 контроллер также выполнен с возможностью генерировать второе кодовое слово посредством кодирования дополнительных данных в части первого кодового слова. В одном из вариантов осуществления контроллер включает в себя модуль генерирования второго кодового слова или другой логический объект 424 для генерирования второго кодового слова. Модуль генерирования второго кодового слова может быть легко реализован в программном обеспечении. В одном варианте осуществления часть первого кодового слова, в которой закодированы дополнительные данные, находится в пределах возможности исправления ошибок первого кодового слова и, в частности, кода с исправлением ошибок. Часть первого кодового слова, в которой закодированы дополнительные данные, может быть смежной или несмежной. Возможность исправления ошибок кода с исправлением ошибок обычно увеличивается, когда декодер знает, какова часть первого кодового слова, в которой были закодированы дополнительные данные.

На фиг.5, на 520, объект беспроводной связи генерирует второе кодовое слово посредством кодирования дополнительных данных в части первого кодового слова. В одном варианте осуществления второе кодовое слово генерируют посредством выполнения операции исключающего ИЛИ дополнительных данных с частью первого кодового слова. В другом варианте осуществления второе кодовое слово генерируют замещением части первого кодового слова дополнительными данными. Часть первого кодового слова, в которой закодированы дополнительные данные, находится в пределах возможности исправления ошибок первого кодового слова и, в частности, кода с исправлением ошибок. Если декодер знает, что дополнительные данные были закодированы, и в какой части первого кодового слова были закодированы дополнительные данные, возможность исправления ошибок кода с исправлением ошибок увеличивается.

В одном варианте осуществления дополнительные данные, закодированные в первом кодовом слове, являются информацией подтверждения, например информацией АСК и/или NAK. В других вариантах осуществления, в более общем смысле, однако, другая информация может кодироваться в части первого кодового слова. На фиг.4 контроллер также сконфигурирован для кодирования второго кодового слова. В некоторых применениях концевая комбинация битов может добавляться ко второму кодовому слову перед кодированием. Кодирование второго кодового слоя обычно является зависящим от протокола связи, в котором реализована последовательность процесса. Контроллер включает в себя модуль кодирования второго кодового слова или другой логический объект 426 для этой цели. Кодирование проиллюстрировано на 530 на фиг.5.

В другом варианте осуществления второе кодовое слово формируют кодированием данных и кодированных дополнительных данных из кодового слова с использованием первого кода с исправлением, например, сверточного кода или некоторого другого кода. Возможные дополнительные данные являются гипотетическими, и гипотетические дополнительные данные кодируются во второе кодовое слово. Данные и дополнительные данные декодируются из второго кодового слова с использованием второго кода с исправлением ошибок, например кода Файра или некоторого другого кода. Ошибки обнаруживаются в данных и дополнительных данных с использованием второго кода с исправлением ошибок, например кода Файра. Одиночный допустимый остаточный член создается во время обнаружения ошибок.

В варианте осуществления, пригодном для применений подтверждения GERAN, первое кодовое слово формируют кодированием данных с использованием кода Файра, а второе кодовое слово формируют выполнением операции исключающего ИЛИ информации подтверждения со смежной частью первого кодового слова. В некоторых применениях GERAN второе кодовое слово кодируют сверточным кодировщиком половинной скорости, возможно, после добавления концевой комбинации битов. Процесс по фиг.5, в более общем смысле, применим к кодированию другой дополнительной информации в части первого кодового слова для использования в других протоколах беспроводной связи, например UMTS, EUTRA, WiFi, WiMAX и 4G, среди прочих применений. Также могут использоваться отличные схемы кодирования, например, второе кодовое слово может кодироваться с использованием турбокода.

В некоторых применениях беспроводной связи, которые включают в себя неунаследованные беспроводные терминалы, например GERAN, первый и второй терминалы могут одновременно обмениваться информацией с инфраструктурным объектом сети, например базовой станцией или блоком управления пакетами, на, по существу, одной и той же несущей частоте в пределах определенного допуска. В некоторых условиях допуск типичной базовой станции составил бы приблизительно 0,05 ppm от номинальной несущей частоты, а допуск типичного основного терминала составил бы приблизительно 0,10 ppm от номинальной несущей частоты, хотя эти примеры не подразумеваются ограничивающими. В одном варианте осуществления первый мобильный терминал передает блок данных во временном интервале в инфраструктурный объект сети, а второй мобильный терминал передает сообщение подтверждения с высокой избыточностью (HRAM), содержащее многочисленные векторы, в одном и том же временном интервале. Согласно этому аспекту раскрытия блок данных и HRAM передаются на, по существу, одной и той же несущей частоте, блок данных и HRAM являются неортогональными, и блок данных передается на уровне мощности, большем чем HRAM, тем самым избегая необратимой ошибки в инфраструктурном объекте сети. В одном варианте осуществления HRAM ограничено частью временного интервала, например, в середине его эймбловой части.

Инфраструктурный объект сети беспроводной связи GERAN, таким образом, принимает блок данных с первого терминала и HRAM из второго терминала в одном и том же временном интервале. В одном варианте осуществления вектор HRAM объединяется с последовательностью, ассоциативно связанной с потоком временного блока мобильной станции. В другом варианте осуществления вектор HRAM объединяется с последовательностью, ассоциативно связанной с сотой, в которой расположен инфраструктурный объект сети беспроводной связи GSM.

В применениях GERAN время ожидания может снижаться до, по меньшей мере, некоторой степени посредством реализации одной или более частей вышеизложенного раскрытия наряду с сохранением функциональной совместимости с унаследованными терминалами GPRS и EGPRS.

Несмотря на то, что настоящее раскрытие и его наилучшие варианты осуществления были описаны некоторым образом, устанавливающим изобретателями собственность и дающим рядовым специалистам в данной области техники возможность создать и использовать таковую, будет понятно и принято во внимание, что есть эквиваленты примерным вариантам осуществления, раскрытым в материалах настоящей заявки, и что модификации и варианты могут быть произведены в их отношении, не выходя из объема и сущности изобретений, которые должны ограничиваться не примерными вариантами осуществления, а прилагаемой формулой изобретения.

1. Способ обработки данных в объекте сети беспроводной связи, способ состоит в том, что:кодируют данные в объекте сети с использованием кода с исправлением ошибок, чтобы сформировать кодовое слово, включающее в себя избыточность, причем первое кодовое слово формируют посредством того, что кодируют данные с использованием циклического избыточного кода;генерируют второе кодовое слово в объекте сети посредством того, что кодируют дополнительные данные в части первого кодового слова, причем второе кодовое слово генерируют посредством того, что выполняют операцию исключающего ИЛИ дополнительных данных в части первого кодового слова,причем часть первого кодового слова, в которой закодированы дополнительные данные, находится в пределах возможности исправления ошибок первого кодового слова.

2. Способ по п.1, в котором этап генерирования второго кодового слова включает замещение части первого кодового слова дополнительными данными.

3. Способ по п.1, в котором этап генерирования второго кодового слова включает кодирование дополнительных данных в несмежных частях первого кодового слова.

4. Способ по п.1, в котором этап генерирования второго кодового слова включает кодирование информации подтверждения в части первого кодового слова.

5. Способ по п.1, в котором этап формирования первого кодового слова включает кодирование данных с использованием кода Файра.

6. Способ по п.5, в котором этап генерирования второго кодового слова включает выполнение операции исключающего ИЛИ дополнительных данных в смежных частях первого кодового слова.

7. Способ по п.1, в дополнительно содержащий кодирование второго кодового слова.

8. Способ по п.1, в которомгенерируют второе кодовое слово посредством того, что выполняют операцию исключающего ИЛИ дополнительных данных в смежных частях первого кодового слова.

9. Устройство беспроводной связи, содержащее:контроллер, выполненный с возможностью генерировать первое кодовое слово из данных и из циклического избыточного кода, при этом первое кодовое слово включает в себя избыточность;контроллер, выполненный с возможностью генерировать второе кодовое слово путем кодирования дополнительных данных в части первого кодового слова, причем кодирование выполняют с помощью операции исключающего ИЛИ дополнительных данных в части первого кодового слова,причем часть первого кодового слова находится в пределах возможности исправления ошибок первого кодового слова.

10. Устройство по п.9, в котором контроллер выполнен с возможностью генерировать первое кодовое слово из данных и из кода Файра.

11. Устройство по п.9, в котором контроллер выполнен с возможностью генерировать второе кодовое слово замещением части первого кодового слова дополнительными данными.

12. Устройство по п.9, в котором контроллер выполнен с возможностью генерировать второе кодовое слово кодированием дополнительных данных в несмежных частях первого кодового слова.

13. Устройство по п.9, в котором контроллер выполнен с возможностью генерировать второе кодовое слово кодированием информации подтверждения в части первого кодового слова.