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CN100579093C - 数据传输方法及数据传输装置 - Google Patents

数据传输方法及数据传输装置 Download PDF

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CN100579093C CN99805427A CN99805427A CN100579093C CN 100579093 C CN100579093 C CN 100579093C CN 99805427 A CN99805427 A CN 99805427A CN 99805427 A CN99805427 A CN 99805427A CN 100579093 C CN100579093 C CN 100579093C
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Abstract

本发明提出在一个基台(1)及多个移动台(2)之间通过无线电通道(3)传输数据的一种方法，其中各个数据流用码来区分。在一个调制器(4)中进行信号的预校正，其中考虑所有无线电通道(3)的传输性能和所有无线电通道(3)的不同的码。

Description

数据传输方法及数据传输装置
本发明涉及通过无线电通道传输数据的方法及装置和这样的系统。
由A.Klein，G.K.Kaleh及P.W.Baier的一遍文章“用于码分多路通信通道中多用户检测的零输送及最小均方根误差均衡”，IEEETrans.Vehic.Tech.，第45卷(1996)第276-287页，已经公知了一种方法，该方法考虑所谓的一个用户数据符号之间的符号间干扰(ISI)及多路通信干扰(MAI)、即在一个无线电数据的接收机中通过另外用户的干扰。因此它考虑在接收机中所有的传输干扰。在移动式电话系统及移动式无线电系统中使用这种方法时，各个移动台将非常昂贵，因为该方法对接收机有很高的技术要求。
本发明的目的在于，提供一种传输数据的方法、装置及系统，使得在移动式无线电系统中的移动台可以特别简单地构成的情况下降低通过无线电传输可能出现的所有干扰。
根据本发明，提出一种在一个基台与多个移动台之间通过无线电通道传输数据的方法，其中不同移动台的数据用不同的码扩展，其中在一个调制器中对待传输的信号进行预先校正，其中：在预先校正时考虑所有无线电通道的传输性能和所有不同的码，使得在对每个待传输信号进行预先校正时，既考虑由于同时使用多个不同码产生的干扰、也考虑由于单个无线电通道的传输性能而产生的干扰。
根据本发明，还提出一种通过至少一个无线电通道传输数据的装置，其中该装置被使用在一个系统中，该装置通过无线电通道连接一个基台与多个移动台，其中不同移动台的数据用不同的码扩展，其中在一个调制器中对待传输的信号进行预先校正，其中：设有一个码发生器及一个通道估算器，它们提供所有不同的码及所有无线电通道的传输性能；及调制器根据码发生器及通道估算器的信息进行预先校正。
根据本发明，还提出一种通过至少一个无线电通道传输数据的系统，具有一个基台及多个移动台，其中不同移动台的数据用不同的码扩展，其中不同移动台的数据用不同的码扩展，其中在一个调制器中对待传输的信号进行预先校正，其中：设有一个码发生器及一个通道估算器，它们提供所有不同的码及所有无线电通道的传输性能，并且，调制器根据码发生器及通道估算器的信息进行预先校正。
相反地，根据本发明的方法及装置具有其优点，即它在发送机中考虑通过无线电传输可能出现的所有干扰。因此数据接收机可被设计得特别简单。
特别有利的是它用于从一个基台到多个移动台的数据传输。对于反向传输则可使用这样一种方法及一种装置，即它们在接收机侧考虑所有的干扰，以使得一个移动式电话系统的各个移动台可被设计得特别简单。根据本发明的方法及根据本发明的装置也可以使用在从移动台到基台的数据传输上。在基台中传输质量及通道脉冲响应的测量可非常简单的实现，必要时可从那里开始分配该测量。
在以下的描述中将详细地说明本发明的实施例。图1表示一个移动式无线电系统及一个移动式电话系统的一般结构；图2是根据现有技术的一个传统系统；图3是根据本发明的从一个基台到一个移动台的数据传输；及图4是根据本发明的从一个移动台到一个基台的数据传输。
在图1中概要地表示具有一个基台1及多个移动台2的一个蜂窝移动式电话系统或移动式无线电系统的一个无线电单元。在该系统中主要的是，数据的交换仅总是在基台1及移动台2之间进行，而不可能在移动台2之间直接地交换数据。相应地，基台1也被称为中心台及移动台2被称为外围台。基台1及移动台2之间的数据交换是通过无线电传输实现的。在此情况下，从基台1向一个移动台2的无线电传输被称为下行通信(Downlink)及从一个移动台2向基台1的无线电传输被称为上行通信(Uplink)。在图1所示的这样一种系统中，由一个中心台或基台1及多个外围台或移动台2确定出对不同的移动台如何地调制数据，由此在不同的移动台的接收机中数据可被分开地检测。根据图1的系统涉及一种所谓CDMA(码分多址)系统，其中对于数据传输提供了一种公同的频带，其中在基台1及相应移动台2之间的各个数据通道在一个码方面有区别，通过该码对于相应的移动台2扩展信号。通过由该码的扩展，将在基台1及一个确定的移动台2之间交换每个信号，通过该信号交换分配整个供使用的频谱。同时每一个待传输的信息位被分解成多个小“片”。由此将通过供CDMA系统使用的整个频谱分配一个位上的能量。
在图2中，借助一种下行通信传输详细地描述了传统的系统。图2表示一个基台1及一个移动台2，它们各具有一个天线100。这里这两个台通过一个下行通信无线电通道3交换数据。基台1具有一个调制器4，它为了通过无线电通道3的传输处理来自数据源6的数据流。对此调制器4还需要由一个码发生器5提供的码信息。在图2中示范地表示出由数据源6到调制器4的三个箭头及由码发生器5到调制器4的三个箭头，它们代表三个不同的数据流及三个不同的码信息。在实际的系统中将要同时处理数目大得多的数据流及码信息。
调制器4由数据流及码信息产生一个发送信号，它将被发送到所有的移动台2。在图2中仅示范地表示了一个接收的移动台2。对于单一数据流的单个移动台2在基台1中需要一个码信息。但通常基台1同时通过多个无线电通道3向多个移动台2发送，每个移动台的数据用不同的码调制。为了简要的缘故在图2中未表示其它的移动台2。
当通过无线电通道3传输时，现在会出现多种干扰。其中第一种干扰被称为ISI(符号间干扰)并由此引起：一个发送出的无线电信号可通过多个不同的路径到达接收机，其中在接收机上的到达时间将有微小的区别。因此这涉及一种干扰，它在相关的无线电通道中是这样形成的，时间上在先发送的信号将干扰现时接收的信号(由此称为：符号间干扰)。另一种干扰是这样产生的，即同时传输多个数据流，它们仅在码上有区别。当基台1与多个移动台2同时形成无线电联络时形成这种干扰，这是现代移动式电话系统中的通常情况。因此它涉及这样一种干扰，即由不同用户的信号形成并由此称为MAI(多址通信干扰)。
图2表示出一个移动台2的接收部分，它被确定通过无线电通道3接收下行通信数据。为此设置了一个解调器7，它用于处理通过天线100接收的无线电信号。该解调器7处理接收的信号，以便由此产生用于一个数据使用器8的数据流。当传输数据譬如为语音信息时，该使用器8涉及一个语音解码器，在另外数据的情况下，可涉及譬如一个计算机或传真机。通常，移动台仅具有一个单独的数据使用器8，由此也仅具有单个的数据流。在通过无线电通道3完全未被干扰的传输情况下，用于解码的解码器7仅识别用于使用器8的待检测数据的码信息。但是，由于上述干扰这是不够的。为了考虑ISI需要用一个通道估算器10，它用于对相关的移动台2提供关于传输性能、即无线电通道3的通道脉冲响应。此外，为了补偿MAI，移动台2要识别在基台中所使用的全部码。为此设置一个码发生器9，它除了提供这里要检测的数据的码信息外，还提供关于所有在系统中使用的码的码信息。该方法也被称为“联合检测”。该移动台被设计成以此方式从基台1接收数据，它是相对昂贵的。
现在借助图3来详细说明本发明方法及本发明装置，该图中同样表示从一个基台1向一个移动台2的下行通信传输。在图3中基台1同样具有一个调制器4，它产生用于基台1的天线100的发送信号。该调制器4包括多个来自数据源6的数据流，该数据流被一个码发生器5的码信息扩展。此外，还设有一个通道估算器11，它提供关于所有无线电通道3的传输性能。这里调制器4产生既考虑了ISI又考虑了MAI的发送信号。在此情况下，这样地设置发送信号，即每个移动台2在接收时(只要可能时)将得到一个无干扰的信号。这时将既考虑到通过同时使用多个码形成的干扰，也考虑到通过单个无线电通道的传输性能形成的干扰。相应地，在图3中构成移动台2的数据接收机则变得简单了。它具有一个解调器7，它接收天线100的信号。对该解调器7仅必需提供来自一个码发生器9的用于相关数据流的码信息，由此解调器7产生用于数据使用器8的信息。因此，这里移动台的结构特别简单。
在图3中表示，在下行通信传输中能以有利方式在发送台、即在基台中考虑所有的无线电通道的干扰。因此移动台2的下行通信部分可特别简单地构成。为了使移动台2也可用于上行通信路径，这就是说，使数据从移动台2向基台1的发送保持简单，对于数据传输可使用与图2中相应的方法，其中在接收台中考虑ISI及MAI，这就是说还是在基台中实现。因而可以实现这样一种系统，其中移动台的构成特别简单，因为仅在基台中对ISI及MAI进行考虑。在一个相应的TDD系统中也可简单地实现：通过在基台1中的通道估算器11获得通道传输性能，这时可通过在基台中对接收的上行通信数据的估值求得相应传输通道的性能。此外也可以通过数据电报(Datentelegramm)从移动台向基台传送通道脉冲响应或通道质量。
根据本发明的方法用于从移动台2向基台1发送数据。这被表示在图4中。这里该移动台2被表示为处在上行通信中，即用调制器4处理一个数据源6的数据流。为了考虑在系统中使用的所有无线电通道3的传输性能及码，设置了：码发生器5，它将在系统中使用的所有码的码信息传送给解调器4；及通道估算器11，它提供所有无线电通道的传输性能。关于所有通道的传输性能的信息原来可通过基台1对移动台2来提供。在调制器4中，在无线电信号发生时考虑由无线电通道3的多路传输及由同时传输多个数据流引起的干扰。该无线电信号将通过天线100及无线电通道3发送给基台1。基台1不仅接收图4中所示移动台2的数据，而且也同时地接收未在图4中示出的另外移动台的无线电信号。基台1的解调器7相应地从码发生器9得到所有码信息及解码用于多个数据使用器8的多个数据流。但是这里不再需要设置一个用于解码的通道估算器。
由于考虑到所有无线电路径的传输性能(ISI)及所有无线电路径的码(MAI)，本方法接着可通过数学公式来描述。这些公式可通过执行这些公式的相应的程序或相应的硬件组件实现。

Claims (9)

1.在CDMA移动无线电系统中在一个基台(1)与多个移动台(2)之间通过无线电通道(3)传输数据的方法，其中，不同移动台的数据用不同的码扩展，在发射台的一个调制器(4)中对待传输的信号进行预先校正，其特征在于：在预先校正时，既考虑由于同时使用多个不同码所产生的干扰，也考虑由于各个无线电通道(3)的传输性能而产生的干扰。
2.根据权利要求1的方法，其特征在于：数据从一个基台(1)被传输到多个移动台(2)。
3.根据权利要求1的方法，其特征在于：数据从多个移动台(2)被传输到一个基台(1)。
4.根据以上权利要求中一项的方法，其特征在于：通过基台(1)由从移动台(2)向基台(1)的数据传输来求得无线电通道(3)的传输性能。
5.通过至少一个无线电通道传输数据的装置，其中，该装置被使用在一个CDMA移动无线电系统中，该装置可以构造为可以是发射台或者是接收台的基台或者构造为可以是发射台或者是接收台的移动台，其中，不同移动台的数据用不同的码扩展，在发射台的一个调制器(4)中对待传输的信号进行预先校正，其特征在于：在发射台中设有一个码发生器(5)及一个通道估算器(11)，它们提供在该系统中所使用的所有不同的码及在该系统中所使用的所有无线电通道(3)的传输性能；调制器(4)根据码发生器(5)及通道估算器(11)的信息进行预先校正。
6.根据权利要求5的装置，其特征在于：数据从一个基台(1)被传输到多个移动台(2)。
7.根据权利要求5的装置，其特征在于：数据从多个移动台(2)被传输到一个基台(1)。
8.通过至少一个无线电通道(3)传输数据的系统，具有可以是发射台或者是接收台的一个基台及可以是发射台或者是接收台的多个移动台，其中，不同移动台的数据用不同的码扩展，在发射台的一个调制器(4)中对待传输的信号进行预先校正，其特征在于：在发射台中设有一个码发生器(5)及一个通道估算器(11)，它们提供在该系统中所使用的所有不同的码及在该系统中所使用的所有无线电通道(3)的传输性能，并且，调制器(4)根据码发生器(5)及通道估算器(11)的信息进行预先校正。
9.根据权利要求8的系统，其特征在于：通过基台(1)由从移动台(2)向基台(1)的数据传输来求得无线电通道(3)的传输性能。
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