用于广播服务通信系统中外部解码器使用的方法和系统的制作方法

专利名称：用于广播服务通信系统中外部解码器使用的方法和系统的制作方法
背景领域本发明涉及有线或无线通信系统中的广播通信，也称为点对多点通信。本发明尤其涉及在这种广播通信系统中使用外部解码器的系统和方法。
背景已经开发了通信系统来允许信息信号从始发站到物理上不同的目的站的传输。在通信信道上从始发站发送信息信号时，信息信号首先被转换成适合通信信道上的有效传输的形式。信息信号的转换，即调制，包括按照信息信号改变载波的参数，其方式是所产生的已调载波的频谱被限制在通信信道带宽内。在目的站处，从通信信道上接收到的已调载波复制始发信息信号。这种复制一般通过使用始发站所采用的调制过程的相反过程来实现。
调制也便于几个信号在公共通信信道上的多址(即同时)发送和/或接收。多址通信系统通常包括多个订户单元，它们要求相对短持续时间的间歇服务，而不是连续接入公共通信信道。本领域已知几种多址技术，比如时分多址(TDMA)、频分多址(FDMA)和幅度调制多址(AM)。另一类多址技术是码分多址(CDMA)扩频系统，它符合“TIA/EIA/IS-95 Mobile Station-Base Station Compatibility Standard forDual-Mode Wide-Band Spread Spectrum Cellular System”标准，下文中称为IS-95标准。多址通信系统中CDMA技术的使用在以下美国专利中公开美国专利号4,901,307，题为“SPREAD SPECTRUM MULTIPLE-ACCESS COMMUNICATION SYSTEM USINGSATELLITE OR TERRESTRIAL REPEATERS”；以及美国专利号5,103,459，题为“SYSTEMAND METHOD FOR GENERATING WAVEFORMS IN A CDMA CELLULAR TELEPHONE SYSTEM”，这两个专利都被转让给本发明的受让人。
多址通信系统可以是无线的或有线的，并可以传递语音和/或数据。传递语音和数据两者的通信系统例子是符合IS-95标准的系统，所述IS-95标准规定在通信信道上发送语音和数据。用于以固定尺寸的编码信道帧发送数据的方法在美国专利号5,504,773中详细描述，该专利题为“METHOD AND APPARATUS FOR THE FORMATTINGOF DATA FOR TRANSMISSION”，它被转让给本发明的受让人。按照IS-95标准，数据或语音被分成多个编码信道帧，它们宽为20毫秒，数据速率高达14.4Kbps。传递语音和数据两者的通信系统的其它例子包括以下标准的通信系统“第三代合伙人计划(3GPP)”，3GPP包含在一组文献中，包括文献号3G TS 25.211、3G TS25.212、3G TS 25.213和3G TS 25.214(W-CDMA标准)；或者“TR-45.5 PhysicalLayer Standard for cdma2000 Spread Spectrum Systems”(IS-2000标准)。
仅有数据的通信系统的另一例是高数据速率(HDR)通信系统，该系统符合TIA/EIA/IS-856工业标准，这里称为IS-856标准。该HDR系统是基于待批申请序列号08/963,386中公开的通信系统，该申请题为“METHOD AND APPARATUS FOR HIGHRATE PACKET DATA TRANSMISSION”，于1997年11月3日提交，并且被转让给本发明的受让人。HDR通信系统定义了一组数据速率，从38.4kbps到2.4Mbps，接入点(AP)可以以这些数据速率向订户站(接入终端，AT)发送数据。由于AP类似于基站，因此关于小区和扇区的术语与关于语音系统的术语相同。
在多址通信系统中，通过一个或多个基站实施用户间的通信。一个订户站上的第一用户通过在反向链路上向基站发送数据而与第二订户站上的第二用户通信。基站接收数据并且可以把数据路由到另一基站。数据在同一基站或另一基站的前向链路上被发送到第二订户站。前向链路是指从基站到订户站的传输，反向链路是指从订户站到基站的传输。同样，可以在一个订户站上的第一用户和路线站上的第二用户之间实施通信。基站在反向链路上从用户接收数据，并且通过公共交换电话网(PSTN)把数据路由到第二用户。在许多通信系统中，例如IS-95、W-CDMA、IS-2000，前向链路和反向链路分配到各自的频率。
上述无线通信服务是点对点通信服务的一个例子。相反，广播服务提供点对多点的通信服务。广播系统的基本模型由一个或多个中央站所服务的用户广播网组成，所述一个或多个中央站向用户发送带有一定内容的信息，例如新闻、电影、体育比赛等等。每个广播网用户的订户站监视一个公共的广播前向链路信号。由于中央站固定地确定内容，因此用户一般不向后通信。广播服务通信系统的共同使用的例子有TV广播、无线电广播等等。这种通信系统一般是高度专用构建的通信系统。随着无线蜂窝电话系统的最近发展，开始关心广播服务的主要点对点蜂窝电话系统的现有架构。(这里使用的术语“蜂窝”系统包括使用蜂窝和PCS频率两者的通信系统。)
要在通信系统中的终端间交换的信息信号通常被组织成多个分组。为了说明目的，一个分组是以特定格式排列的一组字节，包括数据(负载)和控制元素。控制元素包括如先导序列和品质度量。品质度量包括如循环冗余校验(CRC)、奇偶比特、以及本领域技术人员已知的其它度量类型。分组通常按照通信信道结构被格式化成一个消息。在始发终端和目的终端间传播的适当调制的消息受到通信信道特性所影响，例如信噪比、衰落、时差以及其它这样的特性。这种特性在不同的通信信道中对已调信号有不同影响。因而，无线通信信道上已调信号的传输要求与有线通信信道上已调信号的传输有不同的考虑因素，有线通信信道如同轴电缆或光缆。除了选择适用于特定通信信道的调制以外，也设计了其它保护信息信号的方法。这些方法包括例如编码、码元重复、交织以及本领域普通技术人员已知的其它方法。然而，这些方法增加了开销。因此，必须设计消息传递的可靠性与开销量之间的折衷。即使对于上面讨论的信息保护，通信信道的条件也会降级到一点，该点处目的站可能不能对包括该消息的某些分组进行解码(删除)。在仅有数据的通信系统中，解决方法是使用目的站向始发站作出的自动重发请求(ARQ)来重新发送非解码的分组。然而，如上所述，订户不会向后与基站通信。而且，即使允许订户传递ARQ，该通信也会使通信系统过载。因而，期望有其它信息保护手段。
根据上述内容，本领域中需要在这种广播通信系统中使用外部解码器的系统和方法。
概述这里所公开的实施例通过提供使用外部解码器的方法和系统而解决了上述需求。通过确定正确接收到的帧的数目；以及当所述所确定数量的帧被正确接收时终止帧的接收，外部解码器的使用进一步便于降低订户站的功耗。
在本发明另一方面，通过在订户站处接收从第一扇区来的公共广播信道上发送的帧；在订户站处确定对切换的需求；在订户站处标识属于软切换组的至少一个扇区，所述软切换组不同于包括第一扇区的软切换组；从当前缓存确定正确接收到的帧数目；以及从所标识的至少一个扇区开始帧的接收，外部解码器的使用进一步便于公共广播信道上改进的硬切换方法。
在本发明另一方面，通过在订户站处接收从始发系统的扇区而来的信道上的服务；在订户站处确定对切换的需求；在订户站处标识目的站；从当前缓存确定正确接收到的帧数目；当所述所确定数目的帧被正确接收时终止帧的接收；以及如果在订户站处获得目标系统的至少一个扇区，则接收来自所述至少一个扇区的信道上的服务，外部解码器的使用进一步便于改进的频间硬切换方法。
在本发明另一方面，通过用信令信息代替发射缓存的奇偶部分的部分内容；以及在确定的时刻在公共广播信道上发送发射缓存的内容，外部解码器的使用进一步便于信令的公共广播信道的使用。
附图简述

图1说明了高速广播服务通信系统的概念框图；图2说明了HSBS的物理和逻辑信道的概念；图3说明了一种现有技术编码；图4说明了按照本发明一实施例的物理层处理；图5说明了一种发射缓存；图6说明了广播通信系统中软切换组的概念；以及图7说明了硬切换的时序图。
详细描述定义这里使用的单词“示例性”是指“充当示例、实例或说明”。这里描述为“示例性”的任何实施例都不必被理解为比其它实施例更为优选或有利。
这里使用的术语“点对点”是指专用通信信道上两个订户站之间的通信。
这里使用的术语“广播通信”或“点对多点通信”是指其中多个订户站正从一个源接收通信的通信。
这里使用的术语“分组”是指以指定格式排列的一组比特，包括数据(负载)和控制元素。控制元素包括例如先导序列、品质度量以及本领域技术人员已知的其它元素。品质度量包括例如循环冗余校验(CRC)、奇偶比特以及本领域技术人员已知的其它度量。
这里使用的术语“接入网络”是指基站(BS)以及一个或多个基站控制器的集合。接入网络在多个订户站之间传输数据分组。接入网络还连接到接入网络外的其它网络，比如企业内联网或因特网，并且可以在各个接入终端和这些外部网络间传输数据分组。
这里使用的术语“基站”是指订户站与之通信的硬件。小区是指硬件或地理覆盖区域，取决于术语所使用的环境。扇区是小区的一个分区。由于扇区具有小区的属性，因此用小区描述的原理容易地扩展到扇区。
这里使用的术语“订户站”是指接入网络与之通信的硬件。订户站是移动的或是静止的。订户站可以是通过无线信道或通过有线信道通信的任何数据设备，例如使用光纤或同轴电缆进行通信。订户站还可以是多种类型设备中的任一种，包括但不限于PC卡、微型闪存、外置或内置调制解调器或者无线或有线电话。正在与基站建立活动话务信道连接过程中的订户站被称为处在连接设立状态。已经与基站建立了活动话务信道连接的订户站被称为活动订户站，并且被称为处在话务状态。
这里使用的术语“物理信道”是指一通信路由，其上用调制特性和编码描述了信号传播。
这里使用的术语“逻辑信道”是指基站或订户站的协议层内的通信路由。
这里使用的术语“通信信道/链路”是指按照本上下文的物理信道或逻辑信道。
这里使用的术语“反向信道/链路”是指一通信信道/链路，订户站通过该信道/链路向基站发送信息。
这里使用的术语“前向信道/链路”是指基站向订户站发送信号所通过的通信信道/链路。
这里使用的术语“软切换”是指订户站和两个或多个扇区间的通信，其中各扇区属于不同的小区。反向链路通信被两个扇区都接收到，并且在两个或多个扇区的前向链路上同时进行前向链路通信。
这里使用的术语“较软切换”是指订户站和两个或多个扇区间的通信，其中各扇区属于相同的小区。反向链路通信被两个扇区都接收到，并且在两个或多个扇区的前向链路之一上同时进行前向链路通信。
这里使用的术语“删除”是指消息识别的失败。
这里使用的术语“专用信道”是指由对于个体订户站特定的信息所调制的信道。
这里使用的术语“公共信道”是指由所有订户站间共享的信息所调制的信道。
描述如上所述，广播系统的基本模型包括由一个或多个中央站服务的用户广播网，所述一个或多个中央站向用户发送带有特定内容的信息，例如新闻、电影、体育比赛等等。各广播网用户的订户站监视一公共广播前向链路信号。图1说明了通信系统100的概念框图，通信系统100能够按照本发明各个实施例执行高速广播服务(HSBS)。
广播内容始发自内容服务器(CS)102。内容服务器可位于载体网络(未示出)内或位于因特网(IP)104外。内容以分组形式被传递至广播分组数据服务节点(BPDSN)106。由于尽管BPDSN可以与常规的PDSN(未示出)在物理上共处或者相同，然而BPSDN与常规的PDSN在逻辑上不同，因此使用了术语BPSDN。BPSDN 106按照分组的目的地把分组传递至分组控制功能(PCF)108。PCF是控制HSBS的基站110的功能的控制实体，就像基站控制器用于常规的语音和数据服务那样。为了说明HSBS与物理接入网络的高级概念连接，图1示出一PCF，它与基站控制器(BSC)在物理上共处或甚至相同，但在逻辑上不同。本领域的普通技术人员理解这只是为了教学目的。BSC/PCF 108向基站114提供分组。
通信系统100通过引入能进行高数据速率的前向广播共享信道(F-BSCH)112而启用高速广播服务(HSBS)，高速广播服务可以被大量订户站114接收。这里使用的术语“前向广播共享信道”是指传递广播话务的单个前向链路物理信道。单个F-BSCH可以携带在单个F-BSCH内以TDM方式多路复用的一个或多个HSBS信道。这里使用的术语“HSBS信道”是指由会话的广播内容所定义的单个逻辑HSBS广播会话。各会话由会随时间变化的广播内容所定义；例如，7am-新闻，8am-天气，9am-电影，等等。图2说明了HSB的物理和逻辑信道的已讨论的概念。
如图2所示，在两个F-BSCH 202上提供HSBS，各个F-BSCH都在单独的频率fx、fy上被发送。这样，例如，在上述cdma2000通信系统中，这种物理信道会包括例如前向补充信道(F-SCH)、前向广播控制信道(F-BCCH)、前向公共控制信道(F-CCCH)、其它公共和专用信道以及信道的组合。信息广播的公共和专用信道的使用在临时美国专利申请序列号60/279,907中公开，该申请题为“METHOD ANDAPPARATUS FOR GROUP CALLS USING DEDICATED AND COMMON CHANNELS IN WIRELESSNETWORKS”，于2001年3月28提交，并且被转让给本发明的受让人。本领域的普通技术人员可以理解，其它通信系统使用了执行类似功能的信道，因此，本发明的原理可应用于其它通信系统。F-BSCH 202传递广播话务，广播话务会包括一个或多个广播会话。F-BSCH 202b传递一个HSBS信道204c；把两个HSBS信道204a、204b多路复用到F-BCCH 202a上。HSBS信道的内容被格式化成包括负载206和头部208的分组。
本领域的普通技术人员认识到，图2所述的HSBS广播服务部署仅仅为了说明目的。因此，在给定的扇区中，按照特定通信系统的实现所支持的特征可以以多种方式部署HSBS广播服务。实现特征包括例如例如所支持的HSBS会话数目、频率分配数目、所支持的广播物理信道数目以及本领域技术人员已知的其它实现特征。这样，例如，在一个扇区内可以部署不止一个频率和F-BSCH。而且，可以把两个以上的HSBS信道多路复用到一个F-BSCH内。而且，可以把单个HSBS信道多路复用到扇区内的不止一条广播信道上、到不同频率上，从而为驻留在那些频率内的订户提供服务。
如上所述，通信系统经常以帧或块的格式发送信息，信息的保护是通过进行编码而防止影响通信信道的负面条件。这些系统的例子包括cdma2000、WCDMA、UMTS。如图3所示，要被发送的信息比特流始发自较高层，并被提供给物理层上的(内部)编码器304。编码器接受长度为S的比特块。这个S比特的块一般包括一些开销，例如内部编码器的尾部比特、循环冗余校验(CRC)，以帮助接收端的内部解码器确认内部解码器解码的成功或失败，还包括本领域普通技术人员已知的其它开销信息。然后，编码器用所选的编码对这S比特进行编码，产生长度为P＝S+R的已编码块，其中R表示冗余比特的数目。本领域的普通技术人员能理解，尽管用分层模型说明了实施例，但这只是为了说明目的，结合物理层描述的各种说明性的逻辑块、模块、电路和算法步骤可以用电子硬件、计算机软件或两者的组合来实现。这样，例如，内部编码器304可以用以下器件来实现或执行通用处理器、数字信号处理器(DSP)、专用集成电路(ASIC)、场可编程门阵列(FPGA)或其它可编程逻辑器件、离散门或晶体管逻辑、离散硬件组件或者被设计成执行所述功能的它们的任何组合。通用处理器可以是微处理器，或者可以是任何常规的处理器、控制器、微控制器或状态机。处理器还可以用计算设备的组合来实现，例如DSP和微处理器的组合、多个微处理器、结合DSP内核的一个或多个微处理器或者任何其它这样的配置。
按照本发明一实施例，如图4所述，要被发送的信息比特流402首先被外部解码器406所编码，然后把经编码的流提供给驻留在物理层408上的内部编码器(未示出)。要被编码的信息比特流402始发自较高层，并被提供给发射缓存404。发射缓存在图5中详述。参照图5，比特从左到右逐行地填充(图4的)发射缓存404的系统部分504(1)。系统部分504(1)包括长度为L的k行508。在一实施例中，如图5所示，缓存的长度L与无开销(例如帮助内部解码器的CRC以及内部编码器的尾部比特)的无线电帧的长度一致。参照图4，一旦(图5的)系统部分504(4)满了以后，就激活外部块编码器406对(图5的)系统部分504(1)内的比特执行列方向的编码，以产生奇偶比特的(图5的)(n-k)个附加行510。这个列方向的操作对于二进制外部编码逐列地执行，即m＝1。对于非二进制编码而言，即m＞1，一行内的每m个相邻列被视为一个m比特码元。顶部k行的m比特码元被外部编码器读取，以产生n-k个m比特码元，这些码元填充这些列的相应的下面n-k行。
在另一实施例中，缓存的长度L等于内部编码帧携带的比特数除以m，m是外部编码器编码的维数。在该实施例中，TX缓存的前m个行在第一内部编码帧内被发送，其次m个比特行在第二内部编码帧内被发送，直到发送了全部缓存为止。参照图4，一旦(图5的)系统部分504(4)满了以后，就激活外部块编码器406对(图5的)系统部分504(1)内的比特执行列方向的编码，以产生奇偶比特的(图5的)m(n-k)个附加行510。这个列方向的操作对于二进制外部编码逐列地执行，即m＝1。对于非二进制编码而言，即m＞1，一列的每m行形成一个m比特码元。外部编码器读取列中顶部km行的k个码元以产生n-k个m比特码元，这些码元填充该列的相应的下面m(n-k)行。
在一实施例中，外部编码器包括系统的Reed-Solomon(R-S)。然后把发射缓存404的内容提供给物理层408。在物理层408上，各个帧由内部编码器(未示出)进行编码，产生经编码的帧。内部解码器的结构可以是例如图3的结构。缓存的系统行和奇偶列可以在发送期间交织，从而降低在内部编码删除总数超过外部编码的校正容量时删除大量系统行的机会。进一步按照所选的调制方案处理这些帧。在一实施例中，处理按照IS-2000标准执行。然后在通信信道410上发送经处理的帧。
发出的帧在目的站被接收，并被提供给物理层412。在物理层412上，各个帧被解调并被提供给内部解码器(未示出)。在一实施例中，内部解码器对各个帧进行解码，而如果解码成功，则输出正确解码的帧；或者如果解码不成功，则声明一次删除。解码成功或失败的确定必须具有高准确度。在一实施例中，通过在外部编码后和内部编码前包括一个长的(例如16比特)循环冗余校验(CRC)来实现这一点。然而，本领域的普通技术人员认识到，可以使用用于帧品质指示的其它机制。从已解码帧获得的所包括的CRC与从已解码帧的比特计算的CRC相比较，如果两个CRC相同，则声明解码成功。物理层上进一步的处理按照内部解码判决的结果而继续。
正确解码的帧被提供给接收缓存414的行。如果所有系统的k帧都被内部解码器正确解码，就把接收缓存414系统部分414(1)的系统帧传递给较上层(未示出)，用于不解码的进一步处理。
如果内部解码器不能解码该帧，解码器就声明一次删除，并且向外部块解码器416提供该帧丢失的指示。该过程继续，直到被正确接收并被发送到接收缓存414的奇偶部分414(2)的奇偶帧与被删除的系统帧一样多为止。接收机停止任何其余帧的接收，并且激活外部解码器(未示出)来恢复被删除的系统帧。经恢复的系统帧被传递到较上层。
如果接收缓存414内正确接收的帧的总数小于k，则按照一实施例就不激活外部解码器，因为不保证解码会成功。正确接收到的系统帧与丢失比特的指示被传递到较高层。在另一实施例中，接收机使用来自内部解码器(根据失败的CRC校验指示是不可靠的)的已解码比特来恢复系统比特的比特。按照一实施例，接收机对来自内部解码器的不可靠比特进行解码，并且找到最可能的码字。在另一实施例中，接收机使用对缓存中被删除帧的信号品质度量，来选择具有最高信噪比的相当多的错误接收到的帧以形成具有k行的子缓存。然后，接收机执行比特翻转(每次在一列把比特值0改变为比特值1，反之亦然)，并且检验比特翻转是否产生码字。在一实施例中，首先对最不可靠的比特执行比特翻转，然而以比特可靠性递增的顺序对其余比特进行翻转。比特的可靠性可以按照内部解码度量来确定，例如帧期间的信号对噪声加干扰比，像Yamamoto度量、再编码的码元误差率、再编码的能量度量、以及本领域普通技术人员已知的其它度量，或者这些度量的组合。如果未找到码字，则比特翻转继续通过所有不可靠行的所有其余列。如果未找到码字，比特翻转继续，所翻转的比特数增加(也就是，一次改变2比特、然后3比特、直到最大比特数)，直到或者找到码字，或者耗尽所有的组合为止。在另一实施例中，使用来自不可靠行的CRC来检验该情况下解码的总体成功与否。只有当来自所有行的CRC匹配时才把帧传递到较高层；否则，仅把来自可靠行的比特传递到较高层。
为了改进解码的可靠性，在另一实施例中，为缓存内多于k个正确接收的帧执行解调和内部解码。按照还有一实施例，为缓存内的所有帧执行解调和内部解码。在这两个实施例中，对具有最高品质的k(或km)个行执行外部解码。品质可以按照内部解码度量来确定，例如帧期间的信号对噪声加干扰比，像Yamamoto度量、再编码的码元误差率、再编码的能量度量、以及本领域普通技术人员已知的其它度量，或者这些度量的组合。品质估计的品质度量的使用在以下美国专利中详细公开美国专利号5,751,725，题为“METHOD AND APPARATUS FOR DETERMINING THE RATE OFRECEIVED DATA IN A VARIABLE RATE COMMUNICATIONS SYTSTEM”；以及美国专利号5,774,496，题为“METHOD AND APPARATUS FOR DETERMINING DATA RATE IN ACOMMUNICATIONS RECEIVER”，这两个专利都被转让给本发明的受让人。
电池功率节约订户站的重要要求是低电池功耗。上述编码方法确保少于n个正确接收的帧足够用于对每一个发射缓存的系统信息进行解码。因而，订户站不必要接收所有的n个帧来对发送的信息进行解码。如果订户站确定冗余量，例如来自帧的编码速率，订户站就可以确定肯定正确接收到的多个帧，即声明被内部解码器正确解码，用于外部解码器正确解码。订户站可以用本领域普通技术人员已知的几种方法来确定编码速率。这样，例如，会仅有一个固定的编码速率。如果使用了不止一个速率，订户站就可以使用盲速率确定，或者由始发站把可能的数据速率提供给订户站。而且，可以把有关冗余量的信息提供给订户站。
一旦订户站把内部解码器所正确解码的所确定的帧数目累加到接收缓存414内(系统部分414(1)和奇偶部分414(2))，订户站就可以终止对其它帧的接收以及内部解码。因此，实现了电池功率节约。由于订户站得知发射缓存404内的帧数目以及它接收到的帧数目，因此订户站可以确定它需要开始对包括新系统信息的帧进行接收和内部解码的时间。
由于除了传统通信系统服务以外还提供了HSBS，传统服务例如语音、短消息系统、数据以及本领域普通技术人员已知的其它服务，因此要求订户站在嵌入HSBS中时能够接收这样的传统服务。这样，订户站需要能接收信令消息。广播服务内的信令在待批专利申请序列号09/933,978中详细公开，该申请题为“METHOD ANDSYSTEM FOR SIGNALING IN BROADCAST COMMUNICATION SYSTEM”，于2001年8月20日提交，并被转让给本发明的受让人。信令活动包括例如寻呼消息接收、对寻呼消息的应答、保护系统配置接收的开销消息、对相同或不同频率上的相邻系统的搜索、以及本领域普通技术人员已知的其它信令。如上所述，在缓存中累加了足够帧以后，订户站可以中止接收活动，这样会丢失信令信息。
因而，在一实施例中，在订户站最可能接收广播信道的期间内实现接收广播信道的订户站需要执行的信令活动。订户站最可能接收广播信道的时间通常是在空中发送系统行的缓存部分的时间。或者，订户站有责任在预先定义的时间接收广播信道。因此，订户站必须确认它在必须接收广播信道的期间内不终止帧的接收。
公共广播前向链路上的硬切换为了提高公共广播前向链路的性能，在不同扇区的重叠区域内期望软切换和较软切换。在软切换过程期间通过不止一个基站提供与订户站的通信的方法和系统在待批申请序列号09/933,607中公开，该申请题为“METHOD AND SYSTEM FOR AHANDOFF IN A BROADCAST COMMUNICATION SYSTEM”，于2001年8月20日提交，并被转让给本发明的受让人。
尽管因为订户站未经历发送信息内的不连续性，上述软切换和较软切换方法是期望的，然而在广播通信系统中不能总是利用这种方法。订户站可以仅仅对同步传输进行软组合；因而，订户站可以仅在属于同一软切换(SHO)组的基站间执行软切换和较软切换。这里使用的SHO组是指所有基站同时且同步地发送公共广播前向链路的一组。图6说明了两个SHO，一个包括BS1、BS2和BS3，另一个包括BS4、BS5、BS6和BS7。因而，如果订户站从SHO组1 602的覆盖区域跨入SHO组2 604的覆盖区域，则要求硬切换。
上述编码方法的使用增加了订户站或者不经历发送信息不连续或者如果发生不连续则使这种不连续最小的概率。
图7说明了SHO组1 602和SHO组2 604(来自图6)之间的不同步传输，其中来自SHO组1 602的基站的传输相对于来自SHO组2 604的传输被延迟。订户站(未示出)正在监视来自SHO组1 602的基站的传输。在时刻t0，订户站确定指示了到不同SHO组的硬切换。例如在接收到的传输的品质度量低于阈值时指示该切换。然后订户站确定是否软切换可行。按照一实施例，订户站按照由当前基站发送的HSBS相邻配置指示符(NGHBR_CONFIG_HSBS)的值确定相邻扇区的配置。这种方法在上面引用的待批美国申请序列号09/933,607中详细描述，该申请题为“METHOD ANDSYSTEM FOR A HANDOFF IN A BROADCAST COMMUNICATION SYSTEM”，于2001年8月20日提交，并被转让给本发明的受让人。订户站继续累加缓存1 702(1)的帧直到时刻t1为止，此刻订户站已经在缓存1 702(1)中累加了足够的良好帧用于解码。这包括分组P0704(2)、P1(它在缓存0 702(0)的部分P1-1704(4)以及缓存1 702(1)中的部分P1-2706(2)中被发送)以及P3706(4)。符号P表示缓存的系统部分；符号R表示冗余部分。订户站启动硬切换并且要求在时刻t2传输SHO组2 604的基站。间隔Δt＝t2-t1取决于订户站执行的切换的类型，例如频间硬切换、同频切换、订户站和基站的设计、以及本领域普通技术人员已知的其它标准。执行切换的不同方法在上面引用的待批美国申请序列号09/933,607中讨论，该申请题为“METHODAND SYSTEM FOR A HANDOFF IN A BROADCAST COMMUNICATION SYSTEM”，于2001年8月20日提交，并被转让给本发明的受让人。这样，在时刻t2，订户站开始接收由SHO组2 604的基站发出的帧712。由于按照本发明一实施例的编码的校正能量，因此接收到的帧会足以对缓存1 716(4)的分组P2716(2)、P3716(4)进行正确解码。订户站丢弃任何重复的分组。本领域的普通技术人员认识到，上面公开的原理应用在一场景中，该场景中从SHO组1 602的基站而来的传输先于从SHO组2604的基站而来的传输。
频间硬切换如果订户站在当前与之通信的通信系统的边界外传播，则希望通过把呼叫传送到相邻系统(如果存在)而维持通信链路。相邻系统可以使用任何无线技术，无线技术的例子有CDMA、NAMPS、AMPS、TDMA或FDMA。如果相邻系统在与当前系统相同的频带上使用了CDMA，则可以执行系统间软切换。在系统间软切换不可用的情况下，通过硬切换来传送通信链路，其中在作出信道连接前当前的连接已破坏。典型硬切换情况的例子包括(1)订户站从CDMA系统服务的区域传播到由采用其它技术的系统所服务的区域的情况，以及(2)在使用不同频带的两个CDMA系统间传送呼叫的情况(频间硬切换)。
频间硬切换也可以发生在同一CDMA系统的基站间。例如，高度需求的区域，比如市区，会比它周围的郊区要求更多的频率来满足服务需求。在系统中部署所有可用的频率不会是效能成本划算的。当用户行进到较不拥塞的区域时，应该切换只在高度拥塞区域内部署的频率上始发的呼叫。另一个例子是工作在系统边界内的频率上的微波或其它服务。当用户行进到受其它服务干扰的区域中时，可能需要把他们的呼叫切换到一个不同的频率。
以较大的成功概率进行硬切换尝试的方法在美国专利号5,999,816中公开，该专利题为“METHOD AND APPARATUS FOR PERFORMING MOBILE ASSISTED HARD HANDOFFBETWEEN COMMUNICATION SYSTEMS”，并且被转让给本发明的受让人。在第5,999,816号专利中，订户站暂时调谐到硬切换目的系统的频率，并且搜索该频率上的可用导频信号，为了把相关的基站包括在活动集合内。如果搜索成功，并且至少一个相关基站满足要被包括在活动集合中的标准，那么订户站就获得该基站。在硬切换尝试不成功的事件中，订户站返回带有信息的始发系统，始发系统用所述信息来支持将来切换尝试的性能。或者，订户站搜索目的系统而不作出任何切换尝试。在完成搜索任务后，订户站会重新调谐到始发频率以恢复当前的通信。当被调谐到其它频率时，会破坏订户站所产生的或者基站所发送的任何数据帧。一般而言，基站仅仅会提供可能偏移的一个子集让订户站来搜索。即使这样，切换尝试或搜索的持续时间也会很长，会潜在地破坏多个数据帧。
因而，以较大的成功概率进行硬切换尝试的改进方法在美国专利号6,134,440中公开，该专利题为“METHOD AND APPARATUS FOR PERFORMING MOBILE STATIONASSISTED HARD HANDOFF USING OFF LINE SEARCHING”，并且被转让给本发明的受让人。在第6,134,440号美国专利中，在引导订户站搜索另一频带内的导频信号后，订户站调谐到该另一频率，并且对到来的数据进行采样，把那些采样保存在存储器中。在把订户站调谐到另一频率的期间，在前向链路上被发送到订户站的所有数据都丢失。类似地，订户站发出的任何反向链路数据都会在另一频率上被发送。因而，这种反向链路数据不会在始发基站处被接收。当已经保存了足够数量的采样时，订户站就重新调谐到始发频率。此时，前向链路数据再次被订户站所接收，并且可以把反向链路数据成功地发送到始发基站。在重新调谐到始发频率后，随后将采用订户站内的搜索，用从另一频率收集的所保存的数据来搜索导频信号。按照本发明，由于在另一频率上采样并保存信息所需的相对短的时间段，活动的通信链路未被破坏。活动通信链路也未受到随后的脱机搜索影响。由于与实时地活动搜索导频信号相比，在另一频率上采样数据要求较少的时间，并且由于只有当订户站被调谐到该另一频率时通信链路才受到硬切换过程的破坏，因此前向和反向链路对始发系统的干扰降至最小。实际上，通过对另一频率进行采样，如果采样时间足够短，现代通信系统内采用的纠错编码可以消除所引入的所有差错。
使用上述编码方法改进了在上面引用的两个共同申请中公开的搜索方法。由于订户站无须把来自发射缓存404的所有n个帧进行累加用于恢复所有的系统信息，因此一旦订户站把由内部解码器正确解码的所确定的帧数目累加到图4的接收缓存414中(系统部分414(1)和奇偶部分414(2))，那么订户站就会终止其它帧的接收。由于订户站得知发射缓存404中的多个帧以及它接收到的多个帧，因此订户站可以确定它需要开始对包括新系统信息的帧进行接收和内部解码的时间。然后，订户站可以使用其余帧的接收终止以及重新开始帧的接收和内部解码之间的时间，用于按照美国专利号5,999,816和6,134,440中公开的概念来执行切换/搜索。
因而，一旦订户站累加了内部解码器正确解码的所确定的帧数目以及订户站何时需要开始接收和内部解码的时间，订户站就终止其余帧的接收。然后，订户站调谐到目的系统的频率。有关目的系统的信息可以从始发系统获得。如果被调谐到目的系统的订户站要执行切换，订户站就尝试获得目的系统的至少一个扇区。如果根据目的系统至少一个扇区的最小导频信号强度所测得，已经获得目的系统的至少一个扇区，则认为切换成功，并且订户站留在目的系统上并且开始接收来自所获得扇区的信道上的服务。否则，订户站开始以目的系统的频率接收信号并且保存信号。订户站在所需的时间内进行保存，或者在订户站需要重新调谐回始发系统中扇区的时间之前进行保存。接着，订户站同时接收帧并分析所保存的信号，从而识别要切换的目的系统中的扇区。订户站接着重复上述方法或者切换到由分析所标识的扇区。
本领域的普通技术人员认识到，本发明的实施例可等价地应用于公共广播信道上的硬切换以及话务信道上的切换，只要特定的信道使用了本发明的编码和解码。
寻呼如图6所示，SHO组内的所有订户站或是监视与其它订户站通信的公共广播前向链路，或是监视寻呼信道。订户站正在监视的寻呼信道对于通信系统是已知的。按照当前系统所使用的方法，例如IS-2000、WCDMA、UMTS，从而为监视寻呼信道的订户以及与其它订户站通信的订户指定寻呼信道。此外/或者，按照待批申请序列号09/933,978中公开的方法为订户指定寻呼信道，该申请题为“METHOD ANDSYSTEM FOR SIGNALING IN BROADCAST COMMUNICATION SYSTEM”，于2001年8月20日提交，并且被转让给本发明的受让人。因而，可能寻呼任何订户。
按照一个实施例，为了寻呼正在监视公共广播前向链路的订户站而使用公共广播信道。如参照图4所述，被组织成分组的HSBS信道在F-BSCH上被多路复用。因此，在HSBS信道上进行接收的订户站一定能鉴别携带信令消息的分组，例如从携带HSBS信道内容的分组中鉴别寻呼消息。按照一个实施例，可以保留特定值的BSR_ID，例如“000”，来表示分组的内容携带信令(寻呼)信息。这种方法的一个缺点是由于在SHO组内同步分组的内容，因此SHO组内的所有订户站都接收相同的寻呼信息，无论对其有没有意图。由于每个分组的负载是有限的，因此寻呼SHO组内的所有订户需要带有寻呼信息的几个分组。这导致HSBS信道内容的延迟，在某些应用中是不期望的。
因而，按照另一实施例，由SHO组内多个扇区发出的HSBS信道的分组内容在预定义的周期间隔内是不同步的。因此，每个扇区中的分组内容会不同，因此允许逐扇区地寻呼订户站。由于周期间隔是预定义的，因此订户站知道在携带信令信息的该间隔内发送的分组。
参照图5，按照一个实施例，用寻呼信息代替发射缓存502的奇偶部分506中的几个预定的行。当订户站遇到订户站知道其携带寻呼信息的分组时，订户站就把预定的行解释为信令信息。由于奇偶部分506中的几个预定行被代替，因此信息比特不受保护，并且可以被删除。然而，由于在少量分组内携带寻呼信息，因此，在为了补偿由于编码而引起的保护丢失而发送兼带有信令信息和HSBS内容的分组期间，基站会提高功率。
或者，外部编码器可以对信息行编码，对于携带HSBS内容和寻呼信息两者的分组的冗余比对于携带HSBS内容信息的分组的冗余较少。因此，用奇偶信息填充发射缓存502的奇偶部分506的少于(n-k)行。未被奇偶比特使用的行可用于寻呼信息。尽管对携带HSBS内容和寻呼信息两者的分组的保护小于对携带HSBS内容信息的分组的保护，然而在正常信道条件下可以把编码速率设计为令人满意的。而且，在为了补偿由于较少编码而引起的保护丢失而发送兼带有信令信息和HSBS内容的分组期间，基站可以提高功率。
按照另一实施例，无须为寻呼信息的传输而预先定义周期间隔。用一个编码速率对携带HSBS内容信息的分组进行编码，而用另一速率对携带寻呼信息的分组进行编码。订户站尝试按照第一速率假设对接收到的分组进行解码。如果解码成功，就按照速率假设和分组内容间的关系处理所述分组。如果解码不成功，订户站就尝试按照第二速率假设对接收到的分组进行解码。如果解码成功，就按照速率假设和分组内容间的关系处理所述分组。否则，就声明一次删除。
本领域的技术人员会理解，尽管为了理解以顺序示出流程图，然而可以在实际实施中可以并行地实现某些步骤。而且，除非特别指出，方法步骤可以交换，而不背离本发明的范围。
本领域的技术人员可以理解，信息和信号可以用多种不同技术和工艺中的任一种来表示。例如，上述说明中可能涉及的数据、指令、命令、信息、信号、比特、码元和码片可以用电压、电流、电磁波、磁场或其粒子、光场或其粒子或它们的任意组合来表示。
本领域的技术人员能进一步理解，结合这里所公开的实施例所描述的各种说明性的逻辑块、模块和算法步骤可以作为电子硬件、计算机软件或两者的组合来实现。为了清楚说明硬件和软件间的互换性，各种说明性的组件、框图、模块、电路和步骤一般按照其功能性进行了阐述。这些功能性究竟作为硬件或软件来实现取决于整个系统所采用的特定的应用程序和设计。技术人员可以认识到在这些情况下硬件和软件的交互性，以及怎样最好地实现每个特定应用程序的所述功能。技术人员可能以对于每个特定应用不同的方式来实现所述功能，但这种实现决定不应被解释为造成背离本发明的范围。
结合这里所描述的实施例来描述的各种说明性的逻辑块、模块和算法步骤的实现或执行可以用通用处理器、数字信号处理器(DSP)、专用集成电路(ASIC)、场可编程门阵列(FPGA)或其它可编程逻辑器件、离散门或晶体管逻辑、离散硬件组件或者为执行这里所述功能而设计的任意组合。通用处理器可能是微处理器，然而或者，处理器可以是任何常规的处理器、控制器、微控制器或状态机。处理器也可能用计算设备的组合来实现，如，DSP和微处理器的组合、多个微处理器、结合DSP内核的一个或多个微处理器或者任意其它这种配置。
结合这里所公开实施例描述的方法或算法的步骤可能直接包含在硬件中、由处理器执行的软件模块中或在两者当中。软件模块可能驻留在RAM存储器、快闪(flash)存储器、ROM存储器、EPROM存储器、EEPROM存储器、寄存器、硬盘、可移动盘、CD-ROM或本领域中已知的任何其它形式的存储媒体中。示例性存储媒体与处理器耦合，使得处理器可以从存储媒体读取信息，或把信息写入存储媒体。或者，存储媒体可以与处理器整合。处理器和存储媒体可能驻留在ASIC中。ASIC可能驻留在订户单元中。或者，处理器和存储媒体可能作为离散组件驻留在用户终端中。
上述优选实施例的描述使本领域的技术人员能制造或使用本发明。这些实施例的各种修改对于本领域的技术人员来说是显而易见的，这里定义的一般原理可以被应用于其它实施例中而不使用创造能力。因此，本发明并不限于这里示出的实施例，而要符合与这里揭示的原理和新颖特征一致的最宽泛的范围。
权利要求
1.一种用于降低订户站功耗的方法，包括确定肯定被正确接收的多个帧；以及当所确定数目的帧被正确接收时终止帧的接收。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述确定肯定被正确接收的多个帧包括确定冗余量；以及按照所述所确定的冗余量来确定肯定被正确接收的帧数目。
3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述确定冗余量包括独立于接收到的帧而提供冗余量。
4.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述确定冗余量包括确定接收帧的编码速率；以及按照所述编码速率确定冗余量。
5.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述按照所确定的冗余量确定肯定被正确接收的帧数目包括确定肯定被正确接收的最小数目的帧。
6.如权利要求5所述的方法，还包括把肯定被正确接收的所述所确定的最小数目的帧提高第一数目。
7.如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述确定接收帧的编码速率包括按照接收帧确定接收帧的编码速率。
8.如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述确定接收帧的编码速率包括独立于接收帧而提供接收帧的编码速率。
9.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述当所确定数目的帧被正确接收时终止帧的接收包括当所确定数目的帧被正确接收，并且当订户站必须接收帧的时间到期时，终止帧的接收。
10.一种对公共广播信道执行硬切换的方法，包括在订户站处从第一扇区接收在公共广播信道上发送的帧；在订户站处确定对切换的需求；在订户站处标识至少一个扇区，该扇区属于与包括第一扇区的软切换组所不同的软切换组；从当前缓存确定肯定被正确接收的多个帧；当所确定数目的帧被正确接收时终止帧的接收；以及从所标识的至少一个扇区开始帧的接收。
11.如权利要求10所述的方法，其特征在于，所述确定肯定被正确接收的多个帧包括确定冗余量；以及按照所述所确定的冗余量来确定肯定被正确接收的帧数目。
12.如权利要求11所述的方法，其特征在于，所述确定冗余量包括独立于接收到的帧而提供冗余量。
13.如权利要求11所述的方法，其特征在于，所述确定冗余量包括确定接收帧的编码速率；以及按照所述编码速率确定冗余量。
14.如权利要求10所述的方法，其特征在于，所述按照所确定的冗余量确定肯定被正确接收的帧数目包括确定肯定被正确接收的最小帧数目。
15.如权利要求14所述的方法，还包括把肯定被正确接收的所述所确定的最小帧数目提高第一数目。
16.如权利要求13所述的方法，其特征在于，所述确定接收帧的编码速率包括按照接收帧确定接收帧的编码速率。
17.如权利要求13所述的方法，其特征在于，所述确定接收帧的编码速率包括独立于接收帧而提供接收帧的编码速率。
18.如权利要求10所述的方法，其特征在于，所述当所确定数目的帧被正确接收时终止帧的接收包括当所确定数目的帧被正确接收，并且当订户站必须接收帧的时间到期时，终止帧的接收。
19.如权利要求10所述的方法，还包括确定从至少一个扇区接收到的至少某些已解码的分组是否与从第一扇区接收到的至少某些已解码的分组相同；以及丢弃相同的分组。
20.一种从始发系统所覆盖的区域切换到目的系统所覆盖的区域的方法，包括在订户站处接收在来自始发系统中一扇区的信道上的服务；在订户站处确定对切换的需求；从当前缓存确定肯定被正确接收的多个帧；当所确定数目的帧被正确接收时终止帧的接收；调谐到目的系统的频率；以及如果在订户站处获得目的系统的至少一个扇区，则接收在来自至少一个扇区的信道上的服务。
21.如权利要求20所述的方法，还包括在订户站处确定重新开始接收来自始发系统中扇区的信道上的服务的时间。
22.如权利要求20所述的方法，还包括保存以目的系统的频率接收到的信号；重新调谐到始发频率；在订户站处同时接收来自始发站系统中扇区的信道上的服务；以及分析所保存的信号以标识会提供服务的目的系统中的扇区；如果订户站处未获得目的系统的任何扇区。
23.如权利要求22所述的方法，其特征在于，所述重新调谐到始发频率包括在重新开始接收来自始发系统中扇区的信道上的服务之前重新调谐到始发频率。
24.如权利要求22所述的方法，还包括如果标识了目的系统中的扇区则执行硬切换。
25.一种使用信令的公共广播信道的方法，包括用信令信息代替发射缓存的奇偶部分的部分内容；以及在所确定的时刻，在公共广播信道上发送发射缓存的内容。
26.如权利要求25所述的方法，还包括在所确定的时间内增加公共广播信道的发送功率。
27.一种使用信令的公共广播信道的方法，包括用第一编码对发射缓存系统部分的内容进行编码，从而向发射缓存奇偶部分的第一部分提供奇偶比特；向发射缓存奇偶部分的第二部分中添加信令信息，所述第二部分与所述第一部分不同；在所确定的时刻，在公共广播信道上发送发射缓存的内容。
28.如权利要求25所述的方法，还包括用第二编码对发射缓存系统部分中的内容进行编码，从而向发射缓存的奇偶部分提供奇偶比特；以及在除所确定的时刻以外的时间内，在公共广播信道上发送发射缓存的内容。
29.如权利要求27所述的方法，还包括在所确定的时间内提高公共广播信道的发送功率。
30.一种使用信令的公共广播信道的方法，包括把在公共广播信道上接收到的帧提供给接收缓存；如果在所确定的时间内错误地接收到这些帧，则用第一编码对接收缓存进行解码；以及如果在其它时间内错误地接收到这些帧，则用第二编码对接收缓存进行解码。
31.一种使用信令的公共广播信道的方法，包括用第一编码对包含信道内容信息的分组进行编码；用第二编码对包含信道内容信息和信令信息的分组进行编码；以及发射所述经编码的分组。
32.一种使用信令的公共广播信道的方法，包括按照第一速率假设对接收到的分组进行解码；以及如果按照第一速率假设对接收到的分组的所述解码不成功，则按照第二速率假设对接收到的分组进行解码。
全文摘要
描述了用于广播服务通信系统中外部解码器使用的方法和系统。外部解码器和内部解码器对要发送的一块信息进行编码，以便通过增加冗余而提高保护。冗余能够对来自完整的已编码信息块的信息进行解码。因而，接收站确定何时已接收到用于成功解码的足够信息量，并且使用下一信息块到达前剩余的时间来执行其它活动，例如广播信道上的硬切换、频间硬切换以及其它活动。或者，接收站可以停止接收，因而降低了功耗。而且，部分信息块可用于信令信息的传输。
文档编号H04L12/56GK1572073SQ02820832
公开日2005年1月26日 申请日期2002年8月15日 优先权日2001年8月20日
发明者T·陈, J·K·沃尔夫, J·P·欧登瓦尔德, E·G·小蒂德曼, B·K·巴特勒, Y·魏 申请人:高通股份有限公司