CN1105443C

CN1105443C - 发送终端接口用户数据和状态信息的方法、设备和***

Info

Publication number: CN1105443C
Application number: CN97199875.2A
Authority: CN
Inventors: 朱哈·拉瑟恩
Original assignee: Nokia Telecommunications Oy
Current assignee: Nokia Oyj; Nokia Technologies Oy
Priority date: 1996-10-18
Filing date: 1997-10-17
Publication date: 2003-04-09
Anticipated expiration: 2017-10-17
Also published as: AU4626097A; EP0938797B1; FI103547B; US6556550B1; CN1238091A; FI964204A0; DE69735768D1; NZ335275A; ES2262194T3; AU727963B2; CA2268969C; CA2268969A1; WO1998018244A2; PT938797E; EP0938797A2; JP2001506814A; HK1022579A1; DK0938797T3; DE69735768T2; BR9712357A

Abstract

本发明涉及一种移动***，在该移动***中，业务信道的无线接口速率和传输信道的中间速率，限制了可用于传输终端接口状态(S)、网络独立计时(N)和多信道数据链路的子信道编号(#)的比特数。本发明中，这些比特形成子帧(n，…，n+10)，而状态和控制信息在超帧结构(SUPERFRAME)的连续子帧中进行复用。换言之，利用超帧结构，各种控制信息共享可用于控制信息的比特的容量。

Description

发送终端接口用户数据和状态信息的方法、设备和***

本发明一般涉及电信***中的数据传输，尤其涉及这样的数据传输，在这种数据传输中，业务信道的最大传输容量与终端接口处的一个用户数据速率一样大，或仅略高于该速率。

移动***一般是指各种这样的电信***，这些电信***允许***内行进的用户可进行个人无线数据传输。一种典型的移动***是公用陆地移动通信网PLMN。PLMN包括位于移动网的服务区中的一些固定无线台(基站)，基站的无线覆盖区域(小区)提供了一致的蜂窝网。在小区中，基站为移动台与PLMN之间的通信提供一种无线接口(空中接口)。

移动***的另一领域包括基于卫星的移动业务。在卫星***中，利用一些卫星来进行无线覆盖，而不是用地面上的基站，这些卫星位于环绕地球的轨道上并在移动台(或用户终端UT)与陆地地球站(LES)之间传送无线信号。

在卫星移动***中，用户的移动性需要一些与PLMN中类似的解决方案，即，用户数据管理、移动用户的认证和位置管理、越区切换等等。卫星***还应支持与PLMN类似的业务。

在卫星移动***中，满足上述要求的一种方法是采用现有的PLMN解决方案。原则上，完全可以直截了当地套用，因为卫星***基本上相似于具有不同的无线接口的移动***的基站***。换言之，可以采用常规的PLMN基础结构，其中，一个(或若干个)基站***是卫星***。在这种情况下，原则上，同一网络基础结构甚至可以既包含常规的PLMN基站***又包含卫星“基站***”。

然而，在PLMN基础结构与卫星***的适配中，存在许多实际问题。对申请人而言，一个显而易见的问题是，PLMN业务信道与卫星***中“无线接口”的业务信道区别很大。让我们来考查一个例子：PLMN是泛欧数字移动***GSM(全球移动通信***)，而卫星移动***是当前正被开发的Inmarsat-P***。

目前，GSM业务信道支持用户速率为2400、4800、7200和9600bit/s的数据传输。除了用户数据外，在业务信道的两个方向上，还发送终端接口的状态信息(V.24连接的控制信号)。在透明HSCSD数据业务中，还必须发送子信道之间的同步信息。在同步透明承载业务中，如果传输网络与发送终端设备彼此不同步，即该终端设备采用网络独立计时(例如内部时钟)，那么，还得通过传输信道，将网络独立计时NIC的计时信息从发送终端设备经传输网络发送到接收终端设备。上述附加信息可提高无线接口处的比特率，使之高于实际用户速率。与用户速率2400、4800和9600bit/s相应的GSM无线接口速率分别为3600、6000和12000bit/s。这些信号经各种信道编码操作，将最终比特率提高到约22kbit/s。

Inmarsat-P卫星***要求，4800bit/s以下的标准数据速率(例如1200、2400、4800bit/s)可在一个业务信道上发送，而高于4800bit/s的标准数据速率(例如9600、14400、19200bit/s等)可采用多个并行的业务信道来发送，如同在GSM***的HSCSD业务中那样。

在Inmarsat-P卫星***中，无线接口处的一个业务信道的数据速率至多为4800bit/s，它等于终端接口处的4800bit/s的用户数据速率。在使用两个业务信道的数据业务中，无线接口处的数据速率等于终端接口处的9600bit/s的用户数据速率。当在无线接口上，不仅要发送用户数据，而且还要发送上述终端接口状态信息以及任何子信道间的同步信息时，就会出现问题。因此，应当规定，在无线接口处，卫星***所用的协议数据单元，即帧结构要承载无线接口上的上述控制和同步信息。

同样在卫星***的无线接口处，一种途径是采用GSM解决方案，即基于V.110的帧结构。不过，这可能会是一种很复杂的解决方案，并且可能大大降低可用用户数据速率。单个业务信道无法支持4800bit/s的用户数据速率，因为V.110帧结构和终端接口状态信息可提高实际数据速率(无线接口速率)，使之高于4800bit/s。因此，一个业务信道上的最高标准用户数据速率将是2400bit/s。由于同样的原因，两个业务信道的数据业务无法支持9600bit/s的用户速率，而最高标准用户数据速率将是4800bit/s(或在某些***中为7200bit/s)。在使用两个以上业务信道的数据业务中，同样也会出现相应的可用数据速率的降低。这种解决方案是不能令人满意的，因为开销(oVerhead)信息造成了很大容量损耗。

当诸如无线电话***的其他类型的无线接口连接到PLMN时，也会出现类似的问题。

在要尽可能有效地使用无线接口速率的其他类型的连接上，也同样会出现类似的问题。例如，已为GSM规划了一种新的14400bit/s业务信道。除了14400bit/s用户数据之外，为了在无线传播路径上可以发送终端接口状态和任何其他控制信息，以现有方法实现的无线接口速率必须高于14400bit/s，约为18000bit/s。较高的无线接口速率要求现有无线网应重新设计并且中间速率(TRAU)应提高，以便可以只将两个子信道置于HSCSD业务中的一个64kbit/s的时隙中(换言之，在TRAU数据链路中，效率降低了)。TRAU帧的改进使得可将中间速率降至16kbit/s，从而不会削弱TRAU数据链路的效率。通过增强紧随信道编码之后的定界(Puncturing)，可以例如从12000kbit/s的现有无线接口速率得到14400kbit/s的无线接口速率。然而，14400kbit/s的无线接口速率无法在14400kbit/s的用户数据速率下还能发送所必要的附加信息，而实际用户数据速率可能低于14400kbit/s。通过增强定界效率，可略微提高无线接口速率(例如提高100至300bit/s)，并由此得到附加比特，用于所述控制信息的传输。不过，增强定界会削弱信道编码功能纠正传输差错的能力。

在上述解决方案中，控制信息在用户数据流外以一种帧结构(TRAU，无线脉冲串)来发送。

另一种途径，其中控制信息在用户数据流内发送，在申请人的并列的专利申请FI955,496、FI955,497和FI963,455中公开。这些申请描述了数据传输方法，在这些方法中，终端接口状态信息和任何其他控制或同步信息，通过业务信道，在端对端协议的冗余数据元比如用户数据的协议数据单元的冗余部分中，或以异步数据字符的起始和结束比特位来发送。由于开销信息没有因此而增加要发送的比特数，所以业务信道的传输容量(例如14400kbit/s的无线接口速率)完全可以与终端接口的用户数据速率(例如14400kbit/s)相同。因此，对于控制信息的传输，在无线接口处无需附加定界。在高速率数据传输(HSDSD)中，数据链路包括一组两个或多个业务信道，从而，这组业务信道的总容量可以与终端接口处的用户数据速率相同。

然而，上述两种途径都造成了附加问题。

当状态和控制信息，以端对端协议的冗余数据元，在用户数据流内以冗余比特发送时，此时传输与端对端协议的冗余有关。并非所有的端对端协议都包含足够数量的冗余比特，用于载带终端接口状态比特、子信道编号比特和NIC码比特。这意味着，在透明数据传输中，根本不支持这些协议。

当在用户的端到端数据流外的业务信道上发送状态和控制信息时，用户数据的传输完全透明，即可以使用任何端对端协议。然而，问题是，例如在GSM中，TRAU帧不能以16kbit/s的中间速率来载带终端接口状态比特、子信道编号比特和NIC码比特。16kbit/s的中间速率需要这样的帧结构，这种帧结构很紧凑，以致没有这种附加信息的余地。另一方面，较高的中间速率会限制HSCSD传输中的子信道数，如上所述。

本发明的目的是为了消除上述问题。

本发明涉及数据传输方法、设备以及移动***。具体地说，一种用以在电信***中通过一个业务信道或一组业务信道以协议数据单元发送终端接口用户数据和状态信息以及任何其他控制或同步信息的方法，从协议数据单元中，为用户数据比特流内或外的所述状态和控制信息分配若干比特，所分配的比特数小于状态和控制信息中的总比特数，利用所述的被分配的比特之中至少一个形成一个超帧，该超帧的长度至少为所述的被分配比特的两个协议数据单元，在所述的超帧中的所述被分配比特内，复用所述状态和控制信息。

发送和接收的设备，用以在电信***中通过一个业务信道以协议数据单元传输终端接口用户数据和状态信息以及任何其他控制信息，其特征在于：传输设备被安排用来在一个超帧中复用N比特状态和控制信息，该超帧包括L个M比特子帧，其中，M、N和L都是整数，N＞M≥1，而L≥2，所述的传输设备被安排用来在从业务信道上在L个连续协议数据单元中、在用户数据比特流内或外所分配的M个比特中发送所述的超帧。

一种移动***，该***包括：发送和接收设备，用于通过一个业务信道以协议数据单元发送终端接口用户数据和状态信息以及任何其他控制信息，其特征在于，包括：用于在一个超帧中复用N比特状态和控制信息的装置，所述的超帧包括：L个M比特子帧，其中，M、N和L都是整数，N＞M≥1，而L≥2，用于在业务信道上在L个连续协议数据单元中、在用户数据比特流内或外已分配的M个比特中发送所述超帧的装置。

可用于诸如终端接口状态比特、子信道编号比特和NIC码比特等附加控制信息的传输的比特形成一个子帧，而两个或多个子帧形成一个超帧。在本发明中，该信息然后在超帧结构的连续子帧中进行复用。换言之，在时域中，利用超帧结构，各种控制信息共享适用于控制信息传输的比特(子帧比特)的容量。在每个子帧中，最好一个比特，也可选择几个这样的比特，用来形成一个超帧结构，即用以指示至少超帧在何处开始及可选地指示超帧在何处结束，并产生同步信息。剩余的一个或多个子比特，用来在因此而形成的超帧内，以复用形式发送各种状态和控制信息。该超帧比特本身也可用来发送状态和控制信息，如果超帧锁定字符比超帧中为它保留的比特数短。

本发明允许传输终端接口状态和控制信息及其他控制信息、多信道连接的子信道和/或帧编号和NIC码，即使在一个传输帧或端到端用户数据协议单元中可用比特数少于所要发送信息的总比特数。唯一的要求是，在每一帧或每一端对端用户数据协议单元中，用于此目的的比特数M至少为2，如果超帧比特本身未用于或不能用于状态或控制信息的传输。如果同一比特既用于形成超帧又用于状态和控制信息的传输，则M可以为1。超帧的长度即超帧中的子帧数L取决于要发送的总比特数N和每一子帧可用传输比特数M，因此L≥M/N。通常，N＞M≥1而L≥2。

本发明既适合于在用户数据流外又适合于在用户数据流内进行控制信息的传输。

当在用户数据流外以帧结构(诸如TRAU)发送数据时，本发明减轻了施加在中间速率上的压力，从而允许多信道数据传输(HSCSD)中使用大量的子信道。另外，可以减少无线接口处(无线接口速率)所需的附加比特数，这本身又减少了对附加定界的要求。

本发明使得可在用户数据流内，利用所有端对端协议进行传输，在这些协议中，在冗余数据元中至少有两个比特可用于状态和控制信息的传输。

术语“子帧”，在此应从很一般的意义上来理解。在本发明中，一个子帧包括一些为传输控制信息所保留的比特，该控制信息在实际传输帧内被复用，或者，在端对端协议的冗余数据元比如用户数据的协议数据单元的冗余部分中或在异步数据字符的起始和结束比特中被复用。“超帧”本身又是一个包括两个或多个这种连续帧的单元。

下面，利用根据附图的优选实施方式来描述本发明，其中：

图1是说明根据GSM建议的数据传输的配置的框图，

图2是说明通过两个GSM业务信道传输28800bit/s的用户数据、终端接口状态和控制信息、NIC码和子信道/帧编号的框图，其中每个业务信道都具有高于14400bit/s的无线接口速率，

图3说明了16000bit/s的中间速率和14400bit/s的用户速率的TRAU帧，

图4和5示出了根据本发明的超帧，

图6示出了HDLC帧，

图7示出了通用异步字符序列，和

图8和9说明了发送状态信息的协议数据单元的构成。

本发明可适用于通过任何业务信道进行的数据传输，只要信道的最大数据速率等于或略高于终端接口处的用户数据速率。业务信道可用任何多址技术，比如时分多址(TDMA)和码分多址(CDMA)来实现。显然，本发明可适用于GSM的新的14400bit/s信道类型、CDMA的9600bit/s信道类型和Inmarsat-P卫星***的4800kbit/s信道类型。

下面，将参照基于GSM的移动***的14400kbit/s业务信道，来描述本发明的优选实施方式。不过，不应将本发明理解为局限于这些***。

GSM移动***的结构和工作原理，对本领域技术人员而言是众所周知的，参见ETSI(欧洲电信标准委员学会)的GSM技术规范。也可以参见ISBN：2-9507190-0-7：“M.Mouly & M.Pautet，‘GSM System for Mobile Communication’，Palaiseau，France，1992”。基于GSM的移动***包括DCS1800(数字通信***)和美国数字蜂窝***PCS(个人通信***)。

图1说明了根据GSM建议的数据传输的配置。图1示出了GSM移动***的基本结构。GSM结构包括两个部分：一个基站***BSS和一个网络子***NSS。BSS与移动台MS通过无线连接进行通信。在基站***BSS中，各小区由基站BTS(未示出)来提供服务。若干基站连接到一个基站控制器BSC(未示出)，该基站控制器控制BTS所用的射频和信道。多个BSS连接到一个移动业务交换中心MSC。若干MSC连接到其他电信网，如公共电话交换网PSTN和ISDN。

在GSM***中，MS的终端适配功能TAF与移动网中(通常是在MSC中)的互通功能IWF之间建立一条数据链路。在GSM网中所进行的数据传输中，这一连接是一种V.110速率适配的、UDI编码的数字全双工连接，该连接适配于V.24接口。这里所述的V.110连接是一个当初为ISDN(综合业务数字网)技术而开发的数字传输信道。它适配V.24接口，并且也允许V.24状态(控制信号)的传输。在CCITT蓝皮书V.110中，提出了关于V.110速率适配的连接的CCITT建议。在CCITT蓝皮书V.24中，提出了关于V.24接口的CCITT建议。在非透明数据业务中，GSM连接还可采用无线链路协议RLP。TAF使连接到MS的数据终端TE适配上述GSM V.110数据链路，该数据链路是在使用一个或多个业务信道(HSCSD)的物理连接上建立的。IWF包括一个使GSM V.110数据链路适配V.24接口的速率适配器，和一个数据调制解调器或另一个速率适配器，这取决于是连接到PSTN还是连接到ISDN。ISDN协议可以是例如V.110或V.120。在ISDN或PSTN中，建立数据链路，例如连接到另一个数据终端TE。这里，MS与TE之间的V.24接口称为终端接口。在IWF中也有一个相应的终端接口，ISDN或PSTN中的用于另一数据终端TE。终端设备TE之间所用的协议，可以是例如ITU-T建议X.25中所述的HDLC协议，或传真传输中的ITU-TT.30协议。

在GSM中，在基站BTS与网络中的特定变码器单元TRCU(变码器/速率适配器单元)之间，数据通常以TRAU数据帧发送。目前，这种TRAU数据帧是一种320比特的帧(20ms)，据此，以目前的用户速率，中间速率为16000bit/s。在GSM建议08.60中，规定了这种TRAU帧及其使用。

GSM业务信道支持用户速率为2400、4800、7200和9600bit/s的数据传输。将来，在一个无线接口上使用两个或多个业务信道(多时隙接入)的高速数据业务(HSCSD即高速线路交换数据)还将支持更高用户速率(14400bit/s，19600bit/s，...)。除了用户数据外，在两个传输方向上，还以V.110帧传送终端接口状态信息(V.24接口控制信号)，比如，CT105(RTS即请求发送)、CT108(DTR即数据终端就绪)、CT106(CTS即清除发送)、CT107(DSR即数传机就绪)和CT109(CD即数据载波检测)。再者，在多信道透明HSCSD数据业务中，还必须发送子信道间的同步信息，利用这种信息，可恢复从不同子信道接收到的数据比特的次序。上述附加信息提高了无线接口处的比特率，使之高于实际用户速率。与用户速率2400、4800和9600bit/s相应的无线接口速率分别为3600、6000和12000bit/s。

V.110连接上的数据传输所用的这种帧结构，例如在GSM建议中以及在芬兰专利申请号955,496和955,497中进行了详述。

应当注意，V.110帧的状态比特只是终端接口状态信息和其他信息的一个例子，这些信息通常可能必须通过业务信道以V.110帧或其他帧来发送。不过，对本发明而言，除了用户数据之外，所发送的状态信息或任何其他控制或同步信息实际上包含什么内容无关紧要。一般而言，本发明可适用于所有这些附加信息的传输。更一般地说，本发明可适用于包含其他信息以及用户数据的所有数据的传输。

因此，常规GSM业务信道，具有用于发送必要的状态和同步信息以及用户数据的附加容量。现在，我们参照一个14400bit/s的业务信道来研究这样的情况：没有附加容量的情况(无线接口速率为14400bit/s)，或含有少许这种容量的情况(无线接口速率＞14400bit/s)。

如上所述，通过增强定界，可从12000bit/s的接口速率，得到14400bit/s的接口速率。在根据预定规则进行传输之前，该定界删除一些信道编码比特。

在信道编码时，例如一个72比持的信息块可每隔5ms输入到一个信道编码器。在编码过程中，使四个这样的块连在一起，并将四个尾比特相加。结果形成一个292比特的块，再以1/2率卷积码进行编码。这一编码得到584编码比特。将该编码定界，从而有128比特(每第5比特)未被发送。结果得到一个456编码比特的块。

从信道编码得到的容量可用来将无线接口速率(信道编码前后的数据速率)提高到14400bit/s甚至更高。缺点是削弱了信道编码的效率，即增加了比特差错率，并因此减小了蜂窝网的覆盖区域。

无线接口速率高于14400bit/s

当无线接口速率高于14400bit/s时，终端接口的状态和控制信息、NIC码和HSDSD的子信道/帧编号，可以在用户数据流外以无线脉冲串和TRAU帧发送。图2示出了通过两个GSM业务信道传输28800bit/s的用户数据、终端接口状态和控制信息、NIC码和子信道/帧编号，其中每个业务信道都具有高于14400bit/s的无线接口速率。

如上所述，其优点是，中间速率即TRAU帧传输速率将不超过16kbit/s(BSS与MSC/IWF之间)。这需要一种新的TRAU帧。图3示出了一种优化的TRAU帧，该帧通过从常规数据帧结构中删除所有不必要的元素并使该帧减至640比特(长度为40ms，而不是前面的20ms)而得到。用户数据比特置于比特位置D1至D576。因此，14400bit/s的用户数据速率可以16000bit/s的中间速率来发送。这种新的TRAU数据帧从头至尾在基站BTS与IWF之间传送(即经由或经过TRCU)，在该TRAU数据帧中，对于当前为其所分配的用途而言，不需要控制比特C6到C9(图3中用SP、SP、SP和D0来表示)(即使在现有的320比特TRAU帧中，某些控制比特也是备用比特)。这些比特位可用于：

-传输终端接口状态

-传输子信道的信道/帧编号

-传输NIC码(透明同步呼叫)

-控制MSC到BTS的非连续传输DTX

-从同步阶段的帧中分离出基站BTS所发送的空闲帧。

由于DTX控制(比特位D0)需要一个比特，因此，最多3比特C6至C8(SP)可用于其他控制信息的传输。然而，这是不够的，因为，例如NIC码一般需要5比特，终端接口状态和控制比特需要3比特，而HSCSD子信道和/或帧编号需要2或3比特。

在本发明中，可通过在若干连续的TRAU帧中的可用比特内，对各种控制信息进行复用，来解决这一问题。为此，可用于TRAU帧中控制信息传输的这些比特被用作一个子帧，两个或多个连续的TRAU帧的子帧形成一个超帧，其中复用了所述各种控制信息。

在本发明的一种优选实施方式中，TRAU帧中的4个“备用”比特用作：

-1比特：形成超帧

-1比特：状态和控制信息(终端接口状态、NIC、子信道帧编号)

-1比特：DTX

-1比特：备用

-IWF可以例如根据超帧比特(空闲帧没有超帧结构，该比特始终为“1”)从业务信道的同步帧中分离出基站BTS的空闲帧，或者为此目的可使用TRAU帧的备用比特。

图4示出了在上述情况下根据本发明的复用，这种情况中，一个TRAU帧中有两个可用的比特，用于状态和控制信息的传输，即，子帧的长度为2比特。在每一子帧中，一个比特用于超帧的形成，而另一个比特用于控制信息的传输。要发送的控制信息中的总比特数为11比特，即：3个子信道/帧编号比特#，3个终端接口状态比特S，和5个NIC码比特N。在其中可复用所有控制信息的超帧包括11个子帧。在图4的例子中，以头3个子帧(n...n+2)发送子信道/帧编号比特#，以随后的3个子帧(n+3...n+5)发送终端接口的状态比特S，以最后的5个子帧(n+6...zn+10)发送NIC码N。在前5个子帧中，通过将起始比特置“0”来表示超帧的起始，而在后6个子帧中，通过置“1”来表示结束。

图5示出了第二个例子，其中，假定在一个TRAU帧中所有4个比特均可用，即，子帧的长度为4比特。在每一子帧中，一个比特用于形成超帧，而另3个比特用于发送控制信息。所发送的控制信息与图4中的相同，即总比特数为11比特。在其中可复用所需控制信息的超帧包括4个子帧，即12比特。在图5的例子中，以第一个子帧(n)发送子信道/帧编号比特#，以第二子帧(n+1)发送终端接口的状态比特S，以第三和第四子帧(n+2和n+3)发送NIC码比特N。在第四子帧的附加比特位上，置了一个填充比特F。在前两个子帧中，通过将起始比特置“0”来表示超帧的起始，而在后两个子帧中，通过将起始比特置“1”来表示结束。

同样的原理可应用于任何个数的状态和控制信息比特和传输帧中任何个数的可用比特。帧结构可采用任何比特模式来取代上述比特模式“11111000000”和“1100”，从而例如使得可消除超帧同步中比特差错的影响。

另外，附加定界及所引起的蜂窝网覆盖区范围的减小要保持尽可能小。因此，应使无线接口处所需的附加比特数减至最小。

鉴于此，在本发明的一种优选实施方式中，(除了14400bit/s的接口速率所需的定界之外)，仅用1比特/无线脉冲串(脉冲串持续时间5ms)进一步地定界信道编码，这意味着8个码比特/40ms。当编码率为X/Y＝1/2(信道编码前比特数X/信道编码后比特数Y)时，每TRAU帧(40ms)4比特可用于终端接口状态和其他控制信息的传输。在这些比特中，在MS-BTS连接上可发送TRAU帧的所述的两比特。具体地说，这些比特例如可用作：

-2比特：在接收处(MS和BTS)检测双倍长度(40ms)的TRAU帧的一半。这对于以前的20ms帧而言没有必要，因为开始和结束可通过无线传播路径同步来检测。一定可以彼此分成一半，从而在非透明情况下可以检测到加长的RLP帧的开始，而在透明情况下可以检测到超帧结构、数据比特以及状态和控制比特。

-1比特：形成超帧(同图4)

-1比特：状态和控制比特(同图4)。

现在，参照图2来研究MS/TAF-MSC/IWF方向上的端到端数据传输。

MS接收来自终端接口(数据终端设备TE)的28800bit/s的用户数据DATA以及终端接口状态和控制比特STATUS。另外，MS/TAF形成5比特网络独立计时(NIC)的码字，如GSM建议04.21中所规定。再者，MS/TAF还产生HSCSD的子信道和/或帧编号比特。本例中，对于28800bit/s的用户数据速率，多信道数据传输使用了两个子信道，信道的无线接口速率高于14400bit/s，而中间速率为16000bit/s。假设，在无线传播路径上和在TRAU帧中有4个比特可用于非用户数据的传输。MS/TAF对终端接口状态和控制比特、NIC码比特和子信道/帧编号比特在该4个比特中进行复用，如图4所示，并将它们发送到BSS。

基于40msTRAU帧序列的复用可以不同的方法在无线传播路径上进行，因此，TRAU帧的备用比特的利用可能也不同。例如：

1)利用相同的40ms时序。在连接MS-BTS上，采用每20ms一比特，将40ms序列彼此分成一半。两比特留待根据图4形成超帧和复用。

2)利用无线传播路径的20ms时序。采用每40ms可用的4比特，从而两比特用于形成超帧，两比特用于状态和控制信息的传输。这可以例如用作防止比特差错的保安措施，从而例如使得可重复每一状态比特，或使得两个比特均可用来发送状态和控制信息而无需重复这些比特，据此，即使TRAU帧的备用比特也可用来发送状态和控制数据。

3)在无线传播路径上利用40ms时序。通过附加定界，可以只用两比特而不是4比特。根据无线传播路径的帧编号，在BTS和MS中实现40ms定时。所述两比特用于根据图4中所说明的原理形成超帧和复用。

如果在无线接口处有足够数量的可用比特例如11个比特，则不必进行复用。BSS产生一些TRAU帧，将用户数据比特置于这些帧中，并在超帧中复用所接收的控制比特，如图4所示。MSC/IWF接收这些TRAU帧，从这些帧中分离出用户数据，并从该超帧去复用NIC码比特、子信道编号比特以用终端接口状态和控制比特。28800bit/s的用户数据以及终端接口状态和控制比特输入到IWF的数据调制解调器。该数据调制解调器按通用方式在28800bit/s的调制解调器连接上，通过公共交换电话网PSTN与另一个数据调制解调器进行通信，后一调制解调器与接收终端设备TE相连。

在相反的传输方向上，MSC/IWF将NIC码比特、HSCSD子信道/帧编号比特以及终端接口(数据调制解调器)状态和控制比特在TRAU帧中进行复用，如图4所示。BSS从这些TRAU帧中分离出用户数据和所述控制信息，再通过无线接口将它们发送到MS/TAF。象另一传输方向上一样，当控制信息通过无线接口被发送时，它可以处于复用或非复用形式。另外，在这一传输方向上，在无线传播路径上，可以采用20ms时序也可以采用40ms时序，如上所述。MS/TAF将用户数据与终端接口状态和控制比特进行分离，然后将它们输入到终端设备TE。

无线接口速率为14400bit/s

如果在无线接口处业务信道的数据速率和无线接口速率与终端接口处的用户数据速率相同，例如14400或4800bit/s，那么，在该业务信道上没有附加容量可用来发送除14400或4800bit/s数据之外的其他信息。此时，终端接口的状态信息和其他控制信息，通过业务信道，以端对端协议的冗余数据元例如用户数据的协议数据单元的冗余部分或以异步数据字符的起始和结束比特位来发送。例如，在图3的TRAU帧中，终端接口状态和其他控制信息，在数据流中以数据字段D1至D576透明地发送，而TRAU帧的控制比特位不用于此目的。

同一申请人的芬兰专利申请955,496和955,497在此作为参考，这些申请分别给出了同步和异步数据传输方法，其中，上述原理可被利用并且本发明可被应用。

在芬兰专利申请955,496中，终端接口状态信息和任何其他控制或同步信息，通过业务信道，以当前传输协议的协议数据单元的冗余部分来发送。在接收端，从协议数据单元中分离出这些状态信息和任何其他信息，而原冗余恢复为协议数据单元。这种同步传输其根据是，许多传输协议的帧结构，当其在PLMN环境中如在GSM网中使用时，或由于其中出现重复，或因为某种其他类似的原因，都包含冗余比特。

例如，PLMN网的承载业务采用点对点连接，即在两个点之间采用线路交换连接。大多数传输协议也是为点对多点连接而制定的，在这种情况下，它们的帧结构包括地址字段。该地址字段在点对点连接上是冗余的。终端接口状态信息和任何其他控制或同步信息以这种地址字段来发送。这些协议包括例如基于HDLC(高级数据链路)的规程。

根据GSM建议03.45的同步传真协议采用了如图6的HDLC帧，该HDLC帧在二进制编码的信令阶段和纠错的传真数据传输阶段包括一个冗余ADDRESS字段。它还包括其他一些发送GSM特定帧的阶段。这些帧以重复相同信息的形式包括冗余。

如果该传真业务采用根据ITU-T T.30的常规传真数据模式NFD，那么该数据包括行结束串(EOL)、传真编码的数据和可选填充数据，以构造最小行长度。该填充就传输而言可认为是冗余的。在芬兰专利申请955,496中，详述了其他协议。

以与16kbit/s的TRAU帧的情况相同的方法，可用于传输附加控制信息的冗余比特数可能不够。例如，HDLC帧的地址提供至多8比特(实际上为6比特)，而NIC码比特、HSCSD子信道/帧编号比特和终端接口状态比特却需要11比特。此时，根据本发明复用的控制信息可应用于例如两个连续HDLC帧的冗余比特。

在芬兰专利申请955,497中，终端接口状态信息和任何其他控制或同步信息的传输基于同步/异步转换，这在发送端是需要的；当异步字符通过同步业务信道来发送时，在发送端需要进行异步/同步转换。该转换规定了速率适配、欠速处理和过速处理。欠速处理是指在传输之前将附加结束比特STOP加到异步字符之间。过速处理是指在传输之前不时地将STOP比特从异步字符之间去除。这种转换例如在ITU-T建议V.14中进行了规定，该建议还对欠速和过速进行了限定。

通过将异步字符连结以形成更长的“协议单元”并通过将START比特和STOP比特从连结的字符之间去除，该转换可用来发送终端接口的附加信息，如图7、8和9所示。通过去除起始比特和结束比特得到的可用容量用于状态信息的传输。标准的欠速和过速处理和速率适配适用于这一新的协议数据单元PDU。该协议数据单元通过同步业务信道发送到接收机。接收机与START比特同步，并完成与发射机所完成的操作相反的操作。换言之，接收机从协议数据单元中分离出异步数据字符、终端接口状态信息和任何其他控制或同步信息。

即使这样，可用比特数也可能不够，据此，控制信息可根据关于TRAU帧的上述同样的原理，在两个或多个连续的协议数据单元中进行复用。

无论在同步传输还是在异步传输中，根据本发明的复用和去复用都可以在MS/TAF和MSC/IWF中进行。去复用后，恢复用户数据协议的冗余。在用户数据流内，控制信息在MS/TAF和MSC/IWF之间进行传送，而不对控制信息单独进行处理。

这些图及相应的描述仅旨在说明本发明。本发明的细节可在附属权利要求书的范围和思想内变化。

Claims

1.一种用以在电信***中通过一个业务信道或一组业务信道以协议数据单元的形式传送终端接口用户数据和状态信息以及任何其他控制或同步信息的方法，该方法其特征在于：

从协议数据单元中，为用户数据比特流内或外的所述状态和控制信息分配若干比特，所分配的比特数小于状态和控制信息中的总比特数，

利用所述的被分配的比特之中至少一个来形成一个超帧，该超帧的长度至少为所述的被分配比特的两个协议数据单元，

在所述的超帧中的所述被分配比特内，复用所述状态和控制信息。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：

当所述的状态和控制信息在所述的用户数据比特流内发送时，从终端接口的端对端协议的冗余数据元中分配所述的比特。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：

对信道编码的信号进行附加定界，以便提高业务信道的无线接口速率，使之高于业务信道的最高用户数据速率，

从所述附加定界所产生的附加比特中的无线脉冲串中分配所述的比特。

4.如权利要求1或3所述的方法，用在移动***中，其特征在于：

从传输帧中分配所述的比特，所述的用户数据是在移动网的传输链路上在这种传输帧中发送的。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于：

在一个超帧中复用N比特状态和控制信息，该超帧包括L个M比特子帧，其中，M、N和L都是整数，N＞M≥2，而L≥2，

在移动网的传输链路上，在L个连续传输帧中的M个已分配的比特中发关所述的超帧，

在无线传播路径上，在L个连续无线脉冲串中的M个已分配的比特中发送所述的超帧。

6.如权利要求1至3中任一所述的方法，用在移动***中，所述的***包括一种高速率数据传输业务，该高速率数据传输业务基于同一数据呼叫时并行使用两个或多个业务信道作为子信道，其特征在于：

所述的状态和控制信息包括：终端接口状态信息、高速率数据传输业务的子信道和/或帧编号和网络独立计时的码字。

7.发送和接收的设备，用以在电信***中通过一个业务信道以协议数据单元的形式传送终端接口用户数据和状态信息以及任何其他控制信息，其特征在于：

传输设备，被安排用来在一个超帧中复用N比特状态和控制信息，该超帧包括L个M比特子帧，其中，M、N和L都是整数，N＞M≥1，而L≥2，

所述的传输设备被安排用来在从业务信道上在L个连续协议数据单元中、在用户数据比特流内或外所分配的M个比特中发送所述的超帧。

8.根据权利要求7所述的设备，其特征在于，当所述的状态和控制信息在用户数据比特流内发送时，所述的传输设备被安排用于在终端接口的端对端协议的M个冗余数据元中发送所述的超帧。

9.根据权利要求7所述的设备，其特征在于，所述的设备是终端适配功能的移动台、互通功能的移动网、基站或卫星***的陆地地球站。

10.根据权利要求7所述的设备，其特征在于，该设备被设计得用于移动***，在该移动***中，对信道编码的信号进行附加定界，以便提高业务信道的无线接口速率，使之高于业务信道的最高用户数据速率，所述的该传输设备被安排用来在无线传播路径上在L个连续无线脉冲串中的M个被分配的比特中发送所述的超帧。

11.根据权利要求7或10所述的设备，其特征在于，该设备被设计得用于移动***，在该移动***中，用户数据在移动网的传输链路上在传输帧中发送，所述的传输设备被安排用来在传输链路上在L个连续传输帧中的M个被分配的比特中发送所述的超帧。

12.如权利要求7或10所述的设备，用于移动***，所述的***包括一种高速率数据传输业务，该高速率数据传输业务基于同一数据呼叫时并行使用两个或多个业务信道作为子信道，其特征在于，所述的传输设备被安排用于复用终端接口状态信息、高速率数据传输业务的子信道和/或帧编号以及网络独立计时的码字为所述的状态和控制信息。

13.根据权利要求11所述的设备，其特征在于，所述的传输帧是一个640比特的TRAU数据帧，它被安排以14400比特/秒的用户数据速率产生16000比特/秒的中间速率。

14.一种移动***，该***包括：发送和接收设备，用于通过一个业务信道以协议数据单元发送终端接口用户数据和状态信息以及任何其他控制信息，其特征在于，包括：

用于在一个超帧中复用N比特状态和控制信息的装置，所述的超帧包括：L个M比特子帧，其中，M、N和L都是整数，N＞M≥1，而L≥2，

用于在业务信道上在L个连续协议数据单元中、在用户数据比特流内或外已分配的M个比特中发送所述超帧的装置。

15.根据权利要求14所述的移动***，其特征在于，对信道编码的信号进行附加定界，以便提高业务信道的无线接口速率，使之高于精力信道的最高用户数据速率，移动台和基站被安排用来在无线传播路径上在L个连续无线脉冲串中的M个已分配的比特中发送所述的超帧。

16.根据权利要求15或15所述的移动***，其特征在于，移动网络的基站和互通功能被安排用来在互通功能与基站之间的传输链路上、在L个连续传输帧中的M个已分配的比特中发送所述的超帧。

17.根据权利要求16所述的移动***，其特征在于，所述的业务信道是一个14400比特/秒的业务信道，所述的传输帧是一个640比特的TRAU数据帧，其长度为40毫秒，这对应于16000比特/秒的中间速率，该TRAU数据帧：576数据比特，用于14400比特/秒的用户数据，和至多4比特，用于终端接口状态、网络独立计时和多信道数据链路的子信道和/或帧编号。

18.根据权利要求14所述的移动***，其特征在于，所述的移动台和移动网的互通功能被安排用来在用户数据比特流内在终端接口的端对端协议的M个冗余数据元中发送所述的超帧。