专利名称：数据传输方法,无线网络子系统,以及用户设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种在移动电话系统中用于从无线网络子系统把数据发射到用户设备的方法。特别是涉及在通用移动电话系统中的扩展码使用。
移动电话系统中的一个最大问题就是有限的无线资源的有效使用。在现有系统中，某些数量的资源，例如一个扩展码，留给每个用户在整个无线电链路期间用于电路交换呼叫。这时，问题出现，因为不但要连续地发射用户数据，而且还必须偶尔地或者有规则地重复间隔地发射系统控制数据。另外一个问题涉及时隙方式(slotted mode)中的用户设备的操作，其中，对于无线帧的部分持续时间，用户设备测量相邻基站收发信机的其他频率的接收功率。在这种情况下，用户设备不能正常地接收，而是甚至可能丢失该整个无线帧。
例如，在使用码分多址方法(CDMA)的系统中，把具有扩展因数为256的一个扩展码留给从无线网络子系统到用户设备的下行链路上的每个连接。这个扩展因数足够用来发射用户数据，但是当必需发射控制数据时，必须删掉太多的编码。该问题的一个解决方案是用系统控制数据替换用户数据，但是，在这种情况下，将丢失一些用户数据，而且例如当发射话音时，在通话质量上这将是一个明显的降低，甚至是中断。
第一个问题的另外一个解决方案是以始终是足够的数据传输资源的方式来保留数据传输资源。在这种情况下，例如，把具有扩展因数为128的扩展码，留给该连接。可是，将出现一个问题，因为所需的传输资源是根据最大需要的瞬间计算出并且因此当不需要发射控制数据的大部分时间期间将会浪费传输资源。理论上，同时使用128个不同的扩展码是可能的，但是，在某些情况下，25％到30％的用户同时执行软切换，实际上，这里剩下不足一百个扩展可使用。
可以以码树的形式排列使用的扩展码，其中，使用在系统中的扩展码相互正交地排列。当越深入移到树中时，扩展码的长度在每一级上加倍，因此数据传输速度减半。上面第二个问题的一个建议解决方案是在同一级上的相邻扩展码，即同属码(sibling codes)，留给两个不同的用户。例如，同属码的扩展因数可以是256。当必要的，其中的一个用户能因此获得所述扩展码的起源码(parent code)，即更高一级的具有扩展因数为128的码。可是，这种解决方案使两用户必需互相同步，因为在第二个用户使用起源码的同时，第一个用户不能使用它自己的同属码。第一个用户设备可以因此在头半个正常帧期间进行测量而在下半正常帧期间接收利用起源码扩展的缩短帧，在此情况中它的数据传输容量相当于利用同属码扩展的正常帧。第二用户设备在头半个正常帧期间接收利用起源码扩展的缩短帧而在下半正常帧期间进行测量。在正常操作中，两组用户设备接收利用它们自己的同属码扩展的正常帧。所要求的同步是该系统适应性的重要局限。
因此，本发明的一个目的是开发一种方法和装置，来实现在某种意义上解决上面问题的方法。通过如下所述的方法来达到此目的。它是一种在移动电话系统中用于从无线网络子系统通过无线电链路把数据发射到用户设备的方法，其包括无线网络子系统向用户设备发射专用物理信道，其中专用物理信道包括专用物理控制信道和专用物理数据信道，并且通过发射到无线电链路的帧来形成该专用物理信道；在传输过程中，无线网络子系统利用扩展码扩展每个信道，扩展码的长度，即扩展因数，确定数据传输速率，而用于正常情况中的扩展码留给无线电链路。在正被讨论的这种方法中，在特殊情况中至少一帧专用物理数据信道利用比使用于正常情况的扩展码要短的共享扩展码来扩展，并且通过在至少两个不同的无线电链路的专用物理数据信道之间的时分来共享正被讨论的该共享扩展码。
本发明的另外一个目的是一种无线网络子系统，其适用于通过无线电链路向用户设备发射专用物理信道，其中，专用物理信道包括专用物理控制信道和专用物理数据信道，并且由发射到无线电链路的帧来形成专用物理信道；在传输过程中利用扩展码扩展每个信道，扩展码的长度，即，扩展因数，确定数据传输速率，并且用在正常情况中的扩展码留给无线电链路。该无线电系统适用于利用比使用于正常情况的扩展码要短的共享扩展码来扩展特殊情况中的至少一帧专用物理数据信道，并且通过在至少两个不同的无线电链路的专用物理数据信道之间的时分来共享正被讨论的该共享扩展码。
本发明的另外一个目的是一种用户设备，其适用于接收由无线网络子系统通过无线电链路发射的专用物理信道，其中，专用物理信道包括专用物理控制信道和专用物理数据信道，并且由无线电链路接收到的帧来形成专用物理信道；在接收期间利用扩展码去掉每个信道的扩展，扩展码的长度，即扩展因数，确定数据传输速率，并且在正常情况中使用对于正常情况保留给无线电链路的扩展码来去掉扩展。在特殊情况中，该用户设备适用于利用比使用于正常情况的扩展码要短的共享扩展码来去掉至少一帧专用物理数据信道的扩展，并且该共享扩展码通过在至少两个不同的无线电链路的专用物理数据信道之间的时分来使用。
在相关的权利要求中阐明本发明的优选实施例。
本发明是基于这样一个事实分配给不同无线电链路的公共码资源留给专用物理数据信道的扩展。在正常情况中，每个无线电链路使用它自己的码资源，但是在特殊情况中，无线电链路可以使用共享的码资源。无线电链路的专用码资源和共享码资源决不彼此依赖，即它们可以同时使用。
本发明的方法提供几个优点。通过选择适当的扩展码，甚至特别是对于每一帧，数据传输速率可以快速改变。这使无线资源的有效应用实现。
在下面，将结合优选实施例和附图更详细地描述本发明，其中，附
图1A和1B表示一种移动电话系统，附图2A表示一种移动电话系统的发射机和接收机，
图2B阐明了在发射机中执行的扩展和调制，图3表示设置在各帧中的移动电话系统的信道，附图4A表示一码树，附图4B阐明了根据本发明的码分配，图5表示用户设备，图6A和6B表示阐明本发明的操作的流程图，附图7A阐明了根据本发明分享扩展码的使用，和附图7B表示图7A的放大的细节，其阐明了在一帧内部如何可以使用不同的扩展码。
本发明可用于使用码分多址方法(CDMA)的各种移动电话系统中。示例阐明了在使用直接序列宽带码分多址方法的通用移动电话系统中本发明的使用，但是本发明不限制于此。因此，例如由日本的ARIB(无线工业与商业协会)开发的IMT-2000移动电话系统就是本发明的一种系统。示例是基于WCDMA系统规格，其中进一步的信息是在ETSI(欧洲电信标准学会)规格“ETSI UMTS陆上无线接入(UTRA)ITU-R RTT候选意见(Tdoc SMG2 260/98,5/6月，1998)”中有效，其在此通过参考进行结合。
参考图1A和1B来描述一个通用移动电话系统的构造。附图1B仅仅包括描述本发明所必须的方框图，但是对于本领域的技术人员来说，很明显一个公共移动电话系统还包括在此不需要详细描述的其他功能和构造。一个移动电话系统的主要部分是核心网CN，通用移动电话系统(UMTS)陆上无线接入网UTRAN，以及用户设备UE。在CN和UTRAN之间的接口被称为lu而在UTRAN和UE之间的空中接口被称为Uu。
UTRAN包括无线网络子系统RNS。在RNS之间的接口被称为lur。RNS包括无线网络控制器RNC和一个或多个节点B。在RNC和B之间的接口被称为lub。节点B的服务区域，即网孔，在附图1B中用C表示。
由于图1A中的描述非常概括，因此在附图1B中通过进一步确定大致相当于UMTS部分的GSM系统部分来清楚阐明。应该注意，所表示的制图决不是捆绑一个而仅仅是一个近似，因为UMTS各部分的职责和功能仍正在计划中。
如图1B所示，可以建立从用户设备UE到公共交换电话网(PSTN)102中的电话100的交换电路连接。用户设备UE，例如可以是一个固定终端，可以是安装在交通工具上的一个终端，或者是便携式终端。无线网络UTRAN的下部构造包括无线网络子系统RNS，即，基站收发信机系统。无线网络子系统RNS包括无线网络控制器RNC，即基站控制器，和至少一个节点B，即在它的控制之下的基站收发信机。
基站收发信机B具有多路复用器114，收发信机116和控制收发信机116和多路复用器114操作的控制器118。利用多路复用器114，由好几个收发信机116使用的业务和控制信道处于传输链路lub中。
基站收发信机B的收发信机116连接到天线装置120，该天线装置120实现一条到用户设备UE的双向无线电链路Uu。通过双向无线电链路Uu发射的帧结构被清楚地指定。
无线网络控制器RNC包括群交换域(field)110和控制器112。群交换域110用于连接话音话音数据以及用于连接信令电路。基站系统由基站收发信机B形成并且无线网络控制器RNC也包括变码器108。在无线网络控制器RNC和基站收发信机B之间的工作分配以及它们的物理结构可以依靠设备来改变。典型情况下，基站收发信机B考虑如上所述的无线电路径设备。无线网络控制器RNC通常考虑以下方面无线资源管理，网孔之间的切换控制，功率调整，定时和同步，用户设备的寻呼。
变码器108通常位于尽可能接近移动交换中心106的地方，因为话音能因此在变码器108和无线网络控制器RNC之间以移动电话系统的格式来发射以便节省传输容量。变码器108把在公共交换电话网络和移动电话网络之间使用的话音的各种数字编码格式进行转换以便其彼此适合，例如从公共网的64 kbit/s格式转换到蜂窝网的另外一个(例如13 kbit/s)格式，反之亦然。所要求的硬件在此就不详细描述了，但是可以注意到，在变码器122中，不能转换除话音以外的其他数据。控制器112考虑呼叫控制，移动性管理，统计采集，和信令。
核心网CN包括属于移动电话系统的并处在UTRAN外部的下部构造。附图1B描述了核心网CN中的两个组件，即，移动交换中心106和网关移动交换中心104，其处理移动电话系统与外界的连接，在这种情况下，是处理到公共交换电话网络102的连接。
附图5表示用户设备UE结构的例子。用户设备UE的必要部分是到用户设备的天线502的接口504，收发信机506，用户设备的控制部分510，以及到电池514的接口512。用户接口通常包括显示器500，键盘508，麦克风516，和扬声器518。
附图2A描述了一对无线电发射机、无线电接收机的操作。附图2A描述了无线电发射机位于节点B中而无线电接收机位于用户设备UE中的下行链路的情况。
附图2A的上部描述了无线电发射机的必要操作。位于物理信道中的各种业务包括话音，数据，移动的或静止的视频，以及在无线电发射机的控制部分214中处理的系统控制信道。附图表示控制信道和数据的处理。各种业务需要各种源编码装置，例如话音需要话音编解码器。可是，为了清楚的缘故，不在图2A中描述源编码装置。
然后在方框图202A和202B中为各种信道执行各种信道编码。信道编码包括，例如，各种字块码，其中的一例子是循环冗余校验(CRC)。另外，卷积编码以及它的各种改进，例如典型情况下，使用击穿(punctured)卷积编码或者涡轮(turbo)编码。
当各种信道已经被信道编码后，在数字复用器204A,204B中将它们进行交错。交错的目的是为了促进纠错。在交错中，各种业务的比特以某种方式混合在一起，在此情况下，无线电路径中的瞬时衰落未必使所发射的信息无法鉴定。然后利用扩展码扩展该交错比特，利用倒频码倒频并在方框图206A,206B中调制，它的操作在附图2B中被更详细地描述。在方框图208中合并专用信令以便通过一个发射机发射。
最后，合并的信令发送到射频部分210，其可以包括各种功率放大器和限制带宽的滤波器。然后通过天线212把类似的无线电信号发射到无线电路径Uu。
附图2A的下部描述了无线电接收机的必要操作。典型情况下，无线电接收机是RAKE接收机。利用天线234从无线电路径Uu接收一类似的射频信号。信令被发送到射频部分232，该射频部分232包括一个阻止期望带宽之外的所有频率的滤波器。此后，在解调器230中信号转换为中频或直接转换为基带信号，从而把被转换的信号进行抽样和量化。
由于正被讨论的信号是多径传播信号，所以目的是在包括好几个现有技术的RAKE触头的方框图228中合并通过各种路径传播的信号成分。通过把接收的信号与由预定时延使用和延迟的扩展码进行相关来搜索由RAKE触头以各种延时接收的信号成分。当信号成分的延时已发现时，属于相同信号的信号成分被合并。同时，通过把信号与物理信道的扩展码相乘可以去掉信号成分的扩展。然后在解交错装置226中去掉接收的物理信道的交错。
解交错物理信道然后被分配给去复用器224中的各种信道的数据流。每个信道被引导到它自己的信道解码方框图222A、222B，在此，使用在传输中的信道编码，例如分组编码或者卷积编码，被解码。最好利用维特比译码器对卷积编码进行解码。每个被发射的信道220A,220B能因此被发送到所需的进一步处理，例如数据220被发送到与用户设备UE连接的计算机122。系统的控制信道被发送到无线电接收机的控制部分236。
附图2B利用扩展码和它的调制更详细地描述了信道的扩展。在此图中，信道的比特流从左边到达方框图S/P，在其中，每两比特序列被从串行方式转换为并行方式，即，一比特被发送到信号的I分支而第二比特被发送到Q分支。然后信号的I和Q分支乘以相同的扩展码Cch，在此情况下，在一个宽频带上扩展相对窄的频带。每个链路Uu具有它自己的扩展码，接收机通过它识别表示它的传输。然后，通过使它与一个每个发射机各不相同的扰频码Cscramb相乘，信号被扰频。利用滤波器P(t)滤除所获得的信号的脉冲格式。最后，通过使信号的不同分支彼此偏移90度，信号被调制为射频载波，因此所得到的分支被合并为一个除了可能的滤波和功率放大以外已准备好被发射到无线电路径Uu的载波。所描述的调制法是QPSK(四相移相键控)。
图4A描述了不同的扩展码。每个点400表示一个可能的扩展码。纵向的虚线表示不同的扩展因数SF=1,SF=2,SF=4,SF=8,SF=16,SF=32,SF=64,SF=128,SF=256。在每个纵向虚线上的码相互正交。因此同时使用最多二百五十六个不同的相互正交的扩展码是可能的。例如在UMTS中，当以每秒4.096兆片使用一个五兆赫载波时，一个SF=256的扩展因数相当于每秒三十二千比特的传输速率，并且相对地，利用扩展因数SF=4获得最高的实际传输速率，利用它，数据传输速率为每秒二千零四十八千比特。信道中的传输速率因此逐步地改变32,64,128,256,512,1024,和2048 kbit/s,同时扩展因数相应地改变256,128,64,32,16,8，和4。用户可用的数据传输速率取决于所使用的信道编码。例如，当使用1/3卷积编码时，用户的数据传输速率大约为频道的数据传输速率的三分之一。扩展因数表示扩展码的长度。例如，相应于扩展因数SF=1的扩展码是(1)。扩展因数SF=2具有两个相互正交的扩展码(1,1)和(1,-1)。进一步，扩展码SF=4具有四个相互正交的扩展码在该高一级的扩展码(1,1)之下，有扩展码(1,1,1,1)和(1,1,-1,-1)，并且在该第二个高一级的扩展码(1,-1)之下，有扩展码(1,-1,1,-1)和(1,-1,-1,1)。扩展码的格式如此地继续进行到码树的较低级。某个级的扩展码总是相互正交。同样地，某个级的扩展码与从同一级上的另一扩展码派生来的所有较低级的扩展码正交。
参考附图3，一例子将描述哪一种帧结构可用于物理信道。把帧340A,340B,340C,340D按顺序从一编号到七十二并且它们形成一个720毫秒长度的超帧。一帧340C的长度为10毫秒。帧340C被分成十六个时隙330A,330B,330C,330D。一时隙330C的长度为0.625毫秒。一个时隙330C典型情况下相当于一个功率调整周期，在此周期内功率上下调整一个分贝。
物理信道分成两个不同类型专用物理数据信道(OPOCH)310和专用物理控制信道(OPCCH)312。专用物理数据信道310用于发射数据306，该数据是在最靠近专用业务信道的第二层上和OSI(开放系统互连)的上面产生的。专用物理控制信道312发射在OSI的第一层上产生的控制信息。控制信息包含用在信道估计中的导频比特300、发射功率控制命令(TPC)302以及可选择地包括传送格式标志(TFI)304。传送格式标志304向接收机指示在一个给定的时间处用于上行链路的每个专用物理数据信道的传输速率。
如图3所示，在下行链路上的专用物理数据信道310和专用物理控制信道312被时分复用到相同的时隙330C。可是，在上行链路上，并行发射正被讨论的信道以便把它们IQ/码分复用(I=同相，Q=正交)到每一帧340C并且利用双信道QPSK调制(双信道四相移相键控调制)来发射。当附加的专用物理数据信道310需要发射时，则把它们码分复用到第一对信道的I或Q分支。
如果有必要，则可以把相关的控制信道复用到一个专用物理数据信道上，在其相关的控制信道中，诸如外部功率控制环的信号/干扰目标的有效组和调整上的更新数据之类的第二层以及更高层的控制数据被发射。这种多路复用引起如开始时所描述的容量问题。
当例如使用扩展因数SF=256时，则有十个符号可供使用，即对于时隙330C有二十比特可供使用。这使得每一帧320比特。例如，分配这些比特的使用如表1所示。
表1因此对于用户数据剩下224比特。例如，为了以每秒八千比特把话音数据发射到普通话音编解码器，上面比特的80比特需要用于数据，16比特用于循环冗余检验并且8比特作为尾部比特，那就是说，总共为104比特。使用的卷积编码获得的编码比为104/224=0.46，而这还不包括相关控制信道所需要的大约二十比特。因此，使用的卷积编码已经劣于112卷积编码。在这样的一个信道中，发射相关控制信道所需要的比特是困难的，因为信道编码的数量十分小并且因为使用击穿是必需的，即消去编码(elimination coding)。
如果必需把话音数据发射到一个增强型话音编解码器的话，即以12.2 kbit/s的速度发射，则情形变得更恶劣。然后，编码比仅仅为0.60(=224数据比特+16比特+8尾部比特除以448)。
可以利用图6A和6B中的流程图来描述用于通过无线电链路Uu从无线网络子系统RNS把数据发射到用户设备UE的本发明的方法。对于一个个人无线帧，该方法的执行以方框图600开始。
在方框图604和606中，无线网络子系统RNS向用户设备UE发射专用物理信道。如上所述，专用物理信道包括专用物理控制信道和专用物理数据信道。同时如上所述，专用物理信道由帧形成以便发射到无线电链路Uu。
在方框图608和610中，无线网络子系统RNS在传输过程中利用扩展码扩展每个信道。扩展码的长度，即扩展因数，确定数据传输速率，并且把使用在正常情况中的扩展码留给无线电链路。例如，此正常扩展码的扩展因数可以是256。方框图602描述了本发明的基本思想，即，在特殊情况中，利用共享扩展码来扩展专用物理数据信道的至少一帧。正被讨论的共享扩展码比使用于正常情况中的扩展码要短。另外，在至少两个不同的无线电链路Uu的专用物理数据信道之间通过时分来共享该共享扩展码。例如，使用在特殊情况中的扩展码的扩展因数可以是128。
图6B更详细地表示了在图6A的方框602中执行的操作。次方框图的执行从方框620开始。然后，在方框622中，进行一个检查，查看这是否一个特殊情况，即这是否比用于专用物理数据信道所需的数据传输容量的通常数量多。如果数据传输容量需要和平常一样，即利用使用在正常情况中的扩展码就可以满足它，则执行从方框624继续。
在方框624中进行一个检查，查看是否已经把正常扩展码分配到正被讨论的无线电链路Uu。如果还没有分配一个码，则执行从方框628继续，在此分配一个码并且用它来扩展正在处理的帧。如果已经分配了一个码，则执行从方框630继续，在此该分配的扩展码用来扩展时帧。
如果在方框622中数据传输容量的需要比平常的高，则执行从方框626继续。在方框626中进行一个检查，查看已分配的共享扩展码的任一个是否具有任何空闲容量。如果没有哪个共享扩展码具有任何空闲容量，则在方框632中选择一个具有比通常使用的扩展码的扩展因数小的新共享扩展码，并且该选定的共享扩展码用于扩展正在处理的帧。如果共享扩展码其中之一具有空闲容量，则使用在方框634中正被讨论的共享扩展码来扩展正在处理的帧。在该方法中，“正常情况”是指这样一个情况在其中可以使用为无线电链路分配的扩展码。相应地，“特殊情况”是这样一个情况在其中，为无线电链路分配的扩展码的数据传输容量不够用来发射所需要的数据。使用于正常情况中的扩展码的扩展因数，例如可以是256，使用在特殊情况中的扩展码的扩展因数，例如可以是128。这些数值仅仅是例子，即，其他各种数值组合也是可能的。
一个特殊情况可以由如上所述的情况构成，其中，相关的控制信道需要被复用到专用物理数据信道。特殊情况的另外一个例子是当用户设备UE操作在时隙模式(slotted mode)中时。在这样的一个情况中，对于通过无线网络子系统RNS正常发射的无线帧的那部分持续时间，用户设备UE测量相邻基站收发信机B的其他频率的接收功率。操作在不同频率上的此类网孔例如可以发生在既有户外网孔又有室内网孔的环境中。因此，用户设备不能接收正被讨论的帧并且在正常操作期间它所包含的信息将丢失。根据本发明，这是一个特殊情况并且在该帧的剩余持续时间期间，无线网络子系统RNS利用共享扩展码发射一个缩短帧来扩展它。即使该帧被缩短，由于使用了共享扩展码，它仍可以发射与一个正常帧中数量相同的数据。共享扩展码的数据传输容量比通常使用的扩展码的数据传输容量更高。
然后让我们考察图4B，它表示根据本发明的方法如何能从图4A中的码树中保留码以便使用。假定图4B中使用在正常情况中的扩展码的扩展因数为SF=256，而使用在特殊情况中的扩展码的扩展因数是它的一半，即SF=128。共享码的基本原理是保留给无线电链路Uu以便用于正常情况中的扩展码和用于特殊情况中的共享扩展码属于不同的级并且在码树的不同分支中。通常，可以说如果Y个用户共享一个扩展码，它的扩展因数是SF=128，具有扩展因数SF=256的X扩展码保持用于使用X+2(X/Y)=256(1)X可以从公式1中获得X=256/(1+2/Y)(2)公式2能因此通过用不同的数据代替Y来用于计算X的数值如果Y=4，那么X=170，即如果四个用户共享一个具有扩展因数128的共享扩展码，那么具有扩展因数256的170个扩展码保持空闲。
如果Y=4，那么X=192，即如果六个用户共享一个具有扩展因数128的共享扩展码，那么具有扩展因数256的192个扩展码保持空闲。
如果Y=4，那么X=204，即如果八个用户共享一个具有扩展因数128的共享扩展码，那么具有扩展因数256的204个扩展码保持空闲。
图4B的例子描述了中间选择，即在该例中假定了六个无线电链路共享相同的共享扩展码。
图4B用标引阐明了正常扩展码，它以SF=256开始，即扩展码SF=256,CODE1,SD=256,CODE2，等等。这些码保留扩展级SF=128的码的开头96比特。在六个用户之间共享的共享扩展码因此是扩展级SF=128的码SF=128,CODE97,SF=128，码98，等等。因此总共有扩展级SF=256的192比特的码和扩展级SF=128的32比特的共享码正在使用。
利用本发明的方法，从而使其能够支持例如多达192比特的正交扩展码的同时使用，以便发射话音或者其它的电路交换业务，同时完成由特殊情况设置的任何要求。相对于其中仅仅可以同时地使用128正交扩展码而不必考虑特殊情况特殊情况问题的现有技术解决方案，这在资源上提供高达50％的增加。
接下来考察图7A和7B。它们阐明了在无线电链路之间如何共享图4B的例子中描述的扩展码。在图7A的拓扑例子中，假定不同无线电链路的帧不同步，即，它们的传输时间没有互相同步以便在时间的相同瞬时发射帧。因此，对于两倍于发射到该无线电链路Uu的帧长度的时间周期，无线电链路Uu接收共享扩展码用于使用。图7A表示在纵向六个用户设备UE1,UE2,UE3,UE4,UE5,UE6的无线电链路Uu所使用的时限。水平方向表示如何连续地把已编号为#_1,#_2,…,#_72的十毫秒的长无线帧发射到各个用户设备。最底下的线部分表示高数据传输容量的时隙，SLOT1,SLOT2,…,SLOT6。一个高数据传输时隙是正常帧长度的两倍，即，二十毫秒。相继地，每个时隙现在接收一个高数据传输容量时隙用于使用。当六个无线电链路共享正被讨论的高数据传输容量的扩展码时，对于一次二十毫秒，每个无线电链路网孔以百毫秒间距使用正被讨论的共享扩展码。在图7A中的，黑帧标记每个用户设备的无线电链路的时隙，在其间，正被讨论的用户设备可以使用共享扩展码。换言之，例如，用户设备UE1，可以总是使用该共享扩展码的第一时隙SLOT1。在它的十微秒帧的其中，用户设备UE1可以使用共享扩展码完全取决于正被讨论的用户设备的时限。用户设备UE1利用共享扩展码来发射帧#_1,#_13。相应地，如果有必要的话，用户设备UE4，例如，使用共享扩展码的第四时隙SLOT4并且，例如，利用共享扩展码来发送帧#_7,#_19,#_31,# 43,#_55，以及#_67。
图7B表示在图7A中利用虚线画出轮廓并用参考“图7B”做标记的图7A的放大细节。图7B阐明了第四用户设备UE4的三帧FRAME#_6，FRAME#_7以及FRAME#_8如何被扩展。在正常发射的帧FRAME#_6和FRAME#_9中，专用物理控制信道和专用物理数据信道都是利用扩展码来扩展，其扩展因数是SF=256，对于正常情况分配到链路。根据本发明，利用共享扩展码来扩展帧FRAME#_7的专用物理数据信道，其扩展因数是SF=128。用于扩展帧FRAME#_7的专用物理控制信道有两种不同的可能性或者使用与用于扩展专用物理数据信道相同的共享扩展码，或者使用用于正常情况的扩展码。
图7A中的例子说明了不同的链路的帧不互相同步的情况。当不同的无线电链路Uu的帧互相同步时，对于与发射到无线电链路Uu的帧长度相同的时间周期，每个无线电链路Uu接收共享扩展码用于使用。在这种情况下，每个用户设备可以以五十毫秒的间隔使用该共享扩展码。
在优选实施例中，当必要时，每个无线电链路Uu接收共享扩展码用于使用。相比较于图7A中的例子，其中，每一无线电链路Uu接收共享扩展码来使用作为无线网络子系统RNS和用户设备UE预先同意的帧，这提供了不徒然对共享码资源保持保留的优点，但是其中的缺点是需要更多的信令。
在优选实施例中，专用物理控制信道包含传送格式指示符TFI，它表示用于扩展专用物理数据信道的扩展码。这一点可以以至少两种不同的方式实现1)在接收物理帧中的传送格式指示符表示用于扩展接收帧中的专用物理数据信道的扩展码。2)在接收物理帧前的物理帧中的传送格式指示符表示用于扩展接收帧中的专用物理数据信道的扩展码。在替换选项1中，信令没有如替换选项2中的情况那样的十毫秒的延迟。另一方面，替换选项2不需要如替换选项1中的情况那样在接收机中去掉扩展的部分的副本。
本发明的方法还可以使用在用户设备UE正在执行一个软切换的情况。在一个软切换中，至少两个不同的基站收发信机B利用用于扩展的等长共享扩展码向用户设备UE发射专用物理数据信道以使用户设备UE大体上在同一瞬时接收正被讨论的传输。对于每个基站收发信机B独立地选择所使用的共享扩展码，即，它不必是相同的，只要所使用的扩展码的长度是相同的，即，它们具有相同的扩展因数。时限不需要相同并且，实际上，例如通过不同的无线电路径发射到用户设备UE的符号部分重叠已足够。例如，当以每秒4.096兆片使用五兆赫载波时，利用扩展因数为256的扩展码以每十毫秒帧的已编码信道发送160个符号是可能的。因此，彼此相应的符号片不需要彼此准确紧接，而是允许例如50到100片的偏移。偏移还可以更大，但是所需的处理就更复杂。
最好依靠软件实现本发明。在无线网络子系统中所需的处理需要改变协议处理软件和发射机操作的控制，特别是扩展码的处理。相应地，在协议处理软件中和接收机操作的控制中进行改变是必要的，特别是用户设备的扩展码的处理。
即使按照附图参考例子在上面的已经解释了本发明，但是很显然本发明不限制于此，而是可以在附加的权利要求中所披露的发明思想范围之内的许多方面进行修改。
权利要求
1．一种在移动电话系统中用于从无线网络子系统(RNS)通过无线电链路(Uu)把数据发射到用户设备(UE)的方法，其包括-(604,606)无线网络子系统(RNS)向用户设备(UE)发射专用物理信道，其专用物理信道包括专用物理控制信道和专用物理数据信道，并且由发射到无线电链路(Uu)的帧来形成该专用物理信道；-(608,610)在传输过程中，无线网络子系统(RNS)利用扩展码扩展每个信道，扩展码的长度，即扩展因数，确定数据传输速率，而用于正常情形中的扩展码留给无线电链路(Uu)，其特征在于，(602)在特殊情况中至少一帧专用物理数据信道利用比使用于正常情况的扩展码要短的共享扩展码来扩展，并且通过在至少两个不同的无线电链路(Uu)的专用物理数据信道之间的时分来共享正被讨论的该共享扩展码。
2．如权利要求1所述的方法，其特征在于，在特殊情况中把相关控制信道复用到专用物理数据信道。
3．如权利要求1所述的方法，其特征在于，在特殊情况中用户设备(UE)操作在时隙方式(slotted mode)，其中，对于由无线网络子系统(RNS)正常发射的帧的那部分持续时间，用户设备(UE)测量相邻基站收发信机(B)的其他频率的接收功率，并且在帧持续时间的剩余部分，无线网络子系统(RNS)利用共享扩展码发射一个缩短帧来扩展它。
4．如权利要求1所述的方法，其特征在于，当不同无线电链路(Uu)的帧不互相同步时，对于两倍于发射到无线电链路(Uu)的帧长度的时间周期，每个无线电链路(Uu)接收共享扩展码用于使用。
5．如权利要求1所述的方法，其特征在于，当不同无线电链路(Uu)的帧不互相同步时，对于与向无线电链路(Uu)发射的帧长度相同的时间周期，每个无线电链路(Uu)接收共享扩展码用于使用。
6．如权利要求1所述的方法，其特征在于，利用共享扩展码来扩展专用物理控制信道。
7．如权利要求1所述的方法，其特征在于，每个无线电链路(Uu)接收共享扩展码用于使用作为由无线网络子系统(RNS)和用户设备(UE)预先同意的帧。
8．如权利要求1所述的方法，其特征在于，当必要时每个无线电链路(Uu)接收共享扩展码用于使用。
9．如权利要求1所述的方法，其特征在于，专用物理控制信道包括一个传送格式指示符，其表示用于扩展专用物理数据信道的扩展码。
10．如权利要求9所述的方法，其特征在于，接收物理帧中的传送格式指示符表示用于扩展在接收帧中的专用物理数据信道的扩展码。
11．如权利要求9所述的方法，其特征在于，在接收物理帧前的物理帧中的传送格式指示符表示用于扩展接收帧中的专用物理数据信道的扩展码。
12．如权利要求1所述的方法，其特征在于，以这样的方式把扩展码排列为一码树码树根的第一级包括一个一比特扩展码，第二级包括具有相互正交的两个比特扩展码的两个分支，第三级包括具有相互正交的四比特扩展码的四个分支，第四级包括具有相互正交的八比特扩展码的八个分支，第五级包括具有相互正交的十六个比特扩展码的十六个分支，第六级包括具有相互正交的三十二比特扩展码的三十二个分支，第七级包括具有相互正交的六十四比特扩展码的六十四个分支，第八级包括具有相互正交的128比特扩展码的一百二十八个分支，第九级包括具有相互正交的256比特扩展码的二百五十六个分支，并且一种提到扩展码的明确方法已得到无线网络子系统(RNS)和用户设备(UE)允许。
13．如权利要求12所述的方法，其特征在于，通过改变用来扩展帧的扩展码长度来改变传输速率，即，通过从码树中的一级移动到(Uu)用于正常情况中的扩展码和用在特殊情况中的共享扩展码属于码树的不同分支中的不同级。
15．如权利要求1所述的方法，其特征在于，在一个软切换中，至少两个不同的基站收发信机(B)利用用于扩展的等长共享扩展码来向用户设备(UE)发射专用物理数据信道以使用户设备(UE)实质上在同一瞬时接收正被讨论的传输。
16．一种无线网络子系统(RNS)，其适用于-通过无线电链路向用户设备(UE)发射专用物理信道(Uu)，其中，专用物理信道包括专用物理控制信道和专用物理数据信道，并且从发射到无线电链路(Uu)的帧来形成专用物理信道；-在传输过程中利用扩展码扩展每个信道，扩展码的长度，即，扩展因数，确定数据传输速率，并且用在正常情况中的扩展码留给无线电链路(Uu)。其特征在于，该子系统适用于在特殊情况中至少一帧专用物理数据信道利用比使用于正常情况中的扩展码要短的共享扩展码来扩展，并且通过在至少两个不同的无线电链路(Uu)的子系统之间的时分来共享正被讨论的该共享扩展码。
17．如权利要求16所述的无线网络子系统，其特征在于，在特殊情况中无线网络子系统(RNS)适用于把相关控制信道复用到专用物理数据信道。
18．如权利要求16所述的无线网络子系统，其特征在于，在特殊情况中用户设备(UE)操作在时隙方式(slotted mode)，其中，对于由无线网络子系统(RNS)正常发射的帧的那部分持续时间，用户设备(UE)测量相邻基站收发信机(B)的其他频率的接收功率，并且在帧的持续时间的剩余部分，无线网络子系统(RNS)适用于利用共享扩展码发射一个缩短帧来扩展它。
19．如权利要求16所述的无线网络子系统，其特征在于，当不同无线电链路(Uu)的帧不互相同步时，对于两倍于向无线电链路(Uu)发射的帧长度的时间周期，该无线网络子系统(RNS)适合向每个无同无线电链路(Uu)的帧不互相同步时，对于两倍于向无线电链路(Uu)发射的帧长度的时间周期，该无线网络子系统(RNS)适合向每个无线电链路(Uu)提供共享扩展码用于使用。
20．如权利要求16所述的无线网络子系统，其特征在于，当不同无线电链路(Uu)的帧不互相同步时，对于与向无线电链路(Uu)发射的帧长度相同的时间周期，该无线网络子系统(RNS)适合向每个无线电链路(Uu)提供共享扩展码用于使用。
21．如权利要求16所述的无线网络子系统，其特征在于，无线网络子系统(RNS)适用于利用共享扩展码扩展专用物理控制信道。
22．如权利要求16所述的无线网络子系统，其特征在于，无线网络子系统(RNS)适用于向每个无线电链路(Uu)提供共享扩展码作为无线网络子系统(RNS)和用户设备(UE)预先同意的帧。
23．如权利要求16所述的无线网络子系统，其特征在于，当必要时，无线网络子系统(RNS)适用于向每个无线电链路(Uu)提供共享扩展码。
24．如权利要求16所述的无线网络子系统，其特征在于，无线网络子系统(RNS)适用于把一个传送格式指示符放入专用物理控制信道，该传送格式指示符表示用于扩展专用物理数据信道的扩展码。
25．如权利要求24所述的无线网络子系统，其特征在于，无线网络子系统(RNS)适用于在被发射的物理帧的一个格式指示符中放入用于扩展在被发射的帧中的专用物理数据信道的扩展码的标识数据。
26．如权利要求24所述的无线网络子系统，其特征在于，无线网络子系统(RNS)适用于在被发射的物理帧前的物理帧的格式指示符中放入用于扩展在被发射的帧中的专用物理数据信道的扩展码的标识数据。
27．如权利要求16所述的无线网络子系统，其特征在于，以这样的方式把扩展码排列为一码树码树根的第一级包括一个一比特扩展码，第二级包括具有相互正交的两个比特扩展码的两个分支，第三级包括具有相互正交的四比特扩展码的四个分支，第四级包括具有相互正交的八比特扩展码的八个分支，第五级包括具有相互正交的十六个比特扩展码的十六个分支，第六级包括具有相互正交的三十二比特扩展码的三十二个分支，第七级包括具有相互正交的六十四比特扩展码的六十四个分支，第八级包括具有相互正交的128比特扩展码的一百二十八个分支，第九级包括具有相互正交的256比特扩展码的二百五十六个分支，并且一种谈论扩展码的明确方法已与无线网络子系统(RNS)和用户设备(UE)一致。
28．如权利要求27所述的无线网络子系统，其特征在于，无线网络子系统(RNS)适用于通过改变用于扩展帧的扩展码长度来改变传输速率，即，通过从码树中的一级移动到另一级来改变传输速率。
29．如权利要求27所述的无线网络子系统，其特征在于，无线网络子系统(RNS)适用于从码树的不同级和分支为无线电链路(Uu)保留使用在正常情况中的扩展码和用于特殊情况的共享扩展码。
30．如权利要求16所述的无线网络子系统，其特征在于，在一个软切换中，无线网络子系统(RNS)适用于通过至少两个不同的基站收发信机(B)利用用于扩展的等长共享扩展码向用户设备(UE)发射专用物理数据信道以使用户设备(UE)实质上在同一瞬时接收正被讨论的传输。
31．用户设备(UE)，其适用于-接收由无线网络子系统(RNS)通过无线电链路(Uu)发射的专用物理信道，其中，专用物理信道包括专用物理控制信道和专用物理数据信道，并且从无线电链路(Uu)接收到的帧来形成专用物理信道；-在接收期间利用扩展码去掉每个信道的扩展，扩展码的长度，即扩展因数，确定数据传输速率，并且在正常情况中使用为正常情形保留给无线电链路(Uu)的扩展码来去掉扩展；其特征在于，在特殊情况中该用户设备适用于利用比使用于正常情况中的扩展码要短的共享扩展码来去掉至少一帧专用物理数据信道的扩展，并且通过在至少两个不同的无线电链路(Uu)的子系统之间的时分来使用它。
32．如权利要求31所述的用户设备，其特征在于，在特殊情况中用户设备(RNS)适用于从专用物理数据信道中把相关控制信道去复用。
33．如权利要求31所述的用户设备，其特征在于，在特殊情况中用户设备(UE)适用于操作在时隙方式(slotted mode)，其中，对于由无线网络子系统(RNS)正常发射的帧的那部分持续时间，用户设备(UE)测量相邻基站收发信机(B)的其他频率的接收功率，并且在帧的持续时间的剩余部分，用户设备(UE)适用于接收由无线网络子系统(RNS)发射的缩短帧，并使用共享扩展码来去掉正被讨论的缩短帧的扩展。
34．如权利要求31所述的用户设备，其特征在于，当不同无线电链路(Uu)的帧不互相同步时，对于两倍于从无线电链路(Uu)收到的帧长度的时间周期，用户设备(UE)适用于接收共享扩展码用于使用。
35．如权利要求31所述的用户设备，其特征在于，当不同无线电链路(Uu)的帧不互相同步时，对于与从无线电链路(Uu)收到的帧长度相同的时间周期，用户设备(UE)适用于接收共享扩展码用于使用。
36．如权利要求31所述的用户设备，其特征在于，用户设备(RNS)适用于利用共享扩展码来去掉专用物理控制信道的扩展。
37．如权利要求31所述的用户设备，其特征在于，用户设备(UE)适用于与无线网络子系统(RNS)一致，其中，预先同意的帧将使共享扩展码在无线电链路(Uu)中使用。
38．如权利要求31所述的用户设备，其特征在于，用户设备(UE)适用于当必要时从无线网络子系统(RNS)请求一个共享扩展码用于使用在无线电链路(Uu)中。
39．如权利要求31所述的用户设备，其特征在于，用户设备(UE)适用于从专用物理控制信道中的传送格式指示符中读取用于扩展专用物理数据信道的扩展码。
40．如权利要求39所述的用户设备，其特征在于，用户设备(UE)适用于从接收物理帧中的传送格式指示符中读取用于扩展接收帧中的专用物理数据信道的扩展码。
41．如权利要求39所述的用户设备，其特征在于，用户设备(UE)适用于从接收物理帧前的物理帧中的传送格式指示符中读取用于扩展接收帧中的专用物理数据信道的扩展码。
42．如权利要求31所述的用户设备用户设备，其特征在于，以这样的方式把扩展码排列为一码树码树根的第一级包括一个一比特扩展码，第二级包括具有相互正交的两个比特扩展码的两个分支，第三级包括具有相互正交的四比特扩展码的四个分支，第四级包括具有相互正交的八比特扩展码的八个分支，第五级包括具有相互正交的十六个比特扩展码的十六个分支，第六级包括具有相互正交的三十二比特扩展码的三十二个分支，第七级包括具有相互正交的六十四比特扩展码的六十四个分支，第八级包括具有相互正交的128比特扩展码的一百二十八个分支，第九级包括具有相互正交的256比特扩展码的二百五十六个分支，并且一种提到扩展码的明确方法已与无线网络子系统(RNS)和用户设备(UE)一致。
43．如权利要求31所述的用户设备用户设备，其特征在于，在一个软切换中，用户设备(UE)适用于接收大体上在相同的瞬时通过至少两个不同的基站收发信机(B)发射的专用物理数据信道，并利用共享等长扩展码去掉扩展。
全文摘要
一种在移动电话系统中用于从无线网络子系统(RNS)通过无线电链路(Uu)把数据发射到用户设备(UE)的方法,一种无线网络子系统,以及用户设备。无线网络子系统(RNS)向用户设备(UE)发射(604,606)专用物理信道。该专用物理信道包括专用物理控制信道和专用物理数据信道。该专用物理信道由发射到无线电链路(Uu)的帧形成。在传输过程中,无线网络子系统利用扩展码扩展(608,610)每个信道,扩展码的长度,即扩展因数,确定数据传输速率。在正常情况中扩展码留给由无线电链路(Uu)使用。在特殊情况中(602),利用共享扩展码扩展至少一帧专用物理数据信道。共享扩展码比使用于正常情况中的扩展码短。在至少两个不同的无线电链路(Uu)的专用物理数据信道之间通过时分来共享正被讨论的共享扩展码。
文档编号H04J13/00GK1314035SQ99809951
公开日2001年9月19日 申请日期1999年7月21日 优先权日1998年7月22日
发明者哈利·霍尔玛, 安蒂·托斯卡拉 申请人:诺基亚网络有限公司