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CN1227700A - 信号传送方法和数字无线系统 - Google Patents

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CN1227700A
CN1227700A CN97197190.0A CN97197190A CN1227700A CN 1227700 A CN1227700 A CN 1227700A CN 97197190 A CN97197190 A CN 97197190A CN 1227700 A CN1227700 A CN 1227700A
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CN
China
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training sequence
base station
user terminal
adopts
transmitting power
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CN97197190.0A
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马克·西尔文托恩
帕卡·A·兰塔
米卡·雷托拉
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Nokia Oyj
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Nokia Telecommunications Oy
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Abstract

本发明涉及在一个数字无线系统中实现基站(100)和用户终端(102—106)之间的信号传送的一种方法和一种系统。在基站(100)和用户终端(102—106)之间经由无线连接传输的诸信号含有多个由多个符号构成的信息串。这些信息串包含一个已知的训练序列(204)。根据本发明，该训练序列(204)用于信号传送。通过本发明，可以实施涉及基站(100)或用户终端(102—106)的功率控制的信号传送，或者在分组传送中对信息串、分组或其他数据块进行编号。

Description

信号传送方法和数字无线系统
本发明涉及一种在数字无线系统中在基站和用户终端之间传送信号的方法，其中在基站和用户终端之间经由无线连接传输的诸信号中包含多个由多个符号构成的信息串(burst)，所述的诸信息串中含有一种已知的训练序列。
在无线系统中，采用两种信号传送：与一特定呼叫有关的信号传送，以及其产生与该呼叫无关的信号传送。
与呼叫有关的信号传送在传递用户的数据流的时候同时发生。在此情况下现有技术可以从两种传输路径中选择：SACCH和FACCH。SACCH是一种与每个业务信道相关的低速率、分立的信道。由于其速率低，它只能用于非紧急信号传送，例如用于传输与无线电路径相关的诸测量结果。FACCH是业务信道中的信号传送。由于其速率高，它可用于时间上更为紧急的信号传送，例如，用于鉴别一个用户，或用于涉及越区切换的信号传送。其主要的缺点在于，当在呼叫期间发生时，FACCH具有高于用户数据流的优先级，由此将丢失用户信息，其导致的结果与传输中的各种错误类似。
与呼叫无关的信号传送发生在仅仅为了信号传送的目的(例如，用于传递各种短消息)而需要在基站和用户终端之间建立一条连接的时候。在现有技术解决方案中，为此可以以半速或全速方式使用诸业务信道。然而，这意味着各种资源被浪费了，因为在此情况下各信道通常用于在仅仅非常短的时间内传输仅仅几条消息。结果，已经开发出了SDCCH，其速率仅有普通业务信道速率的八分之一那么低。该信道还可用于例如低速的数据传输业务，但是这将导致FACCH信号传送中遇到的问题：由于信号传送具有高于用户数据流的优先级，用户数据流会被丢失。
下文将讨论一种从基站到用户终端的功率控制命令传输方式。其实施的最简便方式是定义一种功率控制比特。根据该比特的值，或者减少或者增加发射功率。此外还需要几个纠错比特，用于确保即使在差的无线连接期间也可以传递校正命令。这一点最为重要，因为在差的无线连接期间一种改善的方式是增加发射功率。实际上，如果通过例如FACCH信号传送来实现这一点，每个信息串需要至少三个比特用于发射功率控制命令和相关的多个纠错比特的传输。这导致至少650bit/s的流量需要，超出了用于传递用户数据流的业务信道上所需的容量。
训练序列指的是接收机已知的一组预定符号。通过某些特殊方式将接收到的训练序列与已知的训练序列相比较，接收机能够推知在接收信号中存在哪种失真是由基站和用户终端之间的非理想的无线连接所导致的，并且利用该信息接收机可以更轻易地将接收信号解调。
因此，现有技术的最严重的几个缺点一定在于信号传送的低速率以及它对用户数据流的传递引起了干扰，或者说它对未来各种新业务的开发设置了各种障碍。
由此本发明的目的在于通过某种方式实施一种信号传送方法从而可以避免上述的诸缺点。
其实现方法如引言中所述，其特征在于采用了一种训练序列用于信号传送。
本发明还涉及一种用于在基站和用户终端之间传递信号的数字无线系统，在该系统中在基站和用户终端之间经由无线连接传输的诸信号包含多个由多个符号组成的信息串，所述的诸信息串含有一种已知的训练序列，该系统含有至少一个发射机和至少一个接收机，该发射机含有某种用于将该训练序列插入进将要发射的信号中的装置，而该接收机含有某种可用于识别接收信号中的训练序列的装置，该系统的特征在于，该发射机包含当该发射机用于数据发射时将被呈现的数据转换为一种预定的训练序列的装置，并且该接收机含有用于将接收信号中被识别的训练序列转换为用于传输给该接收机的数据的装置。
本发明的方法具有多个优点。最重要的一个优点基于下述事实，即，业务信道的速率不会降低；由此其开销可以完全用于传递用户数据流。结果，对于用户，不存在由用于传送信号的业务信道导致的干扰。
另一个最有益的特征源于信号传送的可靠性。由于采用了改进的方法来识别训练序列，因此当信号传送信息被编码为一个训练序列时，该序列从基站到用户终端的无差错传递是最可靠的。
本方案的另一优点在于，在未来可以开发多种采用多个低速率传输信道的新业务，并且当这些信道上没有信号传送时，将不会产生任何干扰。
在下文中将参照所附诸插图中的示例更详尽地描述本发明，其中
图1阐释了一种可以采用根据本发明的方法的数字无线系统，
图2阐释了GSM系统中一个普通的信息串的结构，在该信息串的中间含有一个训练序列，
图3阐释了在本发明发射机的结构中诸部件的一个示例，
图4阐释了在本发明接收机的结构中诸部件的一个示例。
根据本发明的方法和接收机可以被用于任何满足下述条件的数字无线系统，即，该系统中将被发射的诸信号包含多个由多个符号构成的信息串，这些信息串含有一种已知的训练序列。图1通过示例显示了一种典型蜂窝无线系统结构的诸基本部件。该系统含有一个基站100，和一组普通的移动用户终端102-106，这些用户终端含有一个至基站100的双向连接108-112。基站100将诸终端102-106的诸连接前转至一个基站控制器114，该基站控制器将诸连接前转至该系统的其他部分并前转至固定网络。基站控制器114控制一个或多个基站100的操作。
在各种数字无线系统中，可以在诸信息串中插入一种预定的符号序列，即一种训练序列，通过它可以计算例如脉冲响应。图2通过示例方式阐释了数字GSM蜂窝无线系统中普通的信息串。GSM系统中的普通信息串总共包含148个符号。这些符号含有3个起始符号200、58个信息符号202、26个训练符号204、58个信息符号206和3个终止符号208。由此，GSM普通信息串中训练序列的长度为26个符号。
在下文中，将检查本发明方法。在数字无线系统中可以采用本发明方法在基站100和用户终端102-106之间传送信号，其中在基站和用户终端之间经由无线连接108-112发射的信号包含多个由多个符号组成的信息串，所述的诸信息串含有一种已知的训练序列204。本发明的基本方法在于采用训练序列204来表示用于说明需要在基站100和用户终端102-106之间传输的信息的符号。如果在基站100和用户终端102-106之间的连接108-112中发出了两个不同的训练序列204，表示发射信息的符号可能具有两个不同的值，例如0和1。如果使用了超过两个的不同训练序列204，表示要发射信息的符号获得的值可以与所用的训练序列204的数目相同。
下文更详尽地描述了本发明无线系统中发射机的结构，图3的方框图显示了此发射机的诸基本部件。该发射机包含其中含有将被发射的信息的装置310。在装置310中，根据本发明方法将被发射的信息编码为一种预定的训练序列204，该训练序列被输入给装置308，在装置308中将该训练序列合并在被发射的信号中。在此之后，发射机根据现有技术操作。接下来，该信号被输入进处理装置306中，在该装置中调制该信号。被调制的信号被输入给转换装置304，在该装置中将该信号从数字转换为模拟格式。然后，该信号被输入给射频部件302，在该部件中将该信号转换为发射频率。最后，该信号被输入给天线300，并在无线电路径上被发射给连接108-112的另一方。上述诸操作可以通过例如一种通用处理器或信号处理器，或者通过分立的逻辑电路来实施。
相应地，在图4的方框图中阐释了本发明的无线系统中所用的接收机结构的诸基本部件。该接收机包含一个用于从无线连接108-112处接收信号的天线400，该信号被输入给射频部件402，在该部件中将信号转换至中频。从射频部件处，该信号被输入给转换装置404，在该装置中将信号从模拟转换为数字格式。该数字信号继续到处理装置406，在该装置中可以将该信号进行例如滤波、解调，可以由此估测信道脉冲响应和能量，并且可以将信道上失真的信号恢复至原始数据流。然后该信号被输入给装置408，通过该装置可以识别信号中的训练序列204。该识别的训练序列204被输入处理装置410，通过该装置可以根据本发明方法从中解码出向其发射的信息。然后，装置410开始执行那些通过所讨论的信号传送方式得以实现的操作。上述诸操作可以通过例如一种通用处理器或信号处理器，或者通过分立的逻辑电路来实施。
上述本发明的一个有益应用在于执行用户终端102-106的发射功率控制，从而可以根据所述方法来执行信号传送。在此情况下，有两个训练序列204被提供给在基站100和用户终端102-106之间的连接108-112。基站100使用一个训练序列204来命令用户终端102-106降低其发射功率，而使用另一个训练序列来增加该功率。装置310含有必需的推理逻辑电路来确定给出的两个训练序列204中的哪一个必须输入给装置308，从而在装置308中将该训练序列合并在被发射的信号中。类似地，一旦用户终端102-106接收到该信号，该信号立即被输入给装置408，该装置可以分离出从信号中识别的训练序列204。装置410包含必需的推理逻辑电路用以辨别识别的训练序列204是否表示一个发射功率增加命令，或者一个减少命令。
应当指出，采用多于两个不同的训练序列204也可以实现上述的优选实施例，其中每个训练序列代表一个特定的发射功率电乎的控制命令。例如，已经为一条连接分配了八个不同的训练序列204，由此可以在一个信息串中传递三个信息比特：训练序列1对应比特组合000，训练序列2对应比特组合001，训练序列3对应比特组合010，训练序列4对应比特组合011，训练序列5对应比特组合100，训练序列6对应比特组合101，训练序列7对应比特组合110，而训练序列8对应比特组合111。
另一种采用多于两个不同的训练序列204的方式是，为每个训练序列204提供一个相对的功率控制值而不是绝对的发射功率。例如，如果采用了四个不同的训练序列204，则训练序列1表示“功率增加1个单位”，训练序列2表示“功率增加3个单位”，训练序列3表示“功率降低一个单位”，而训练序列4表示“功率降低3个单位”。
原则上，GSM系统不能采用多于八个不同的训练序列是没有道理的；那么，可以采用本发明方法来传递多于三个比特的信号传送信息。然而，其需要改变GSM系统的规范。
本发明的另一优选实施例在于通过根据上述方法实现信号传送来实现基站100的发射功率控制。
此外，基站100和用户终端102-106的其他可调节参数可以采用上述方法来有效调节。
本发明的一个有益实施例在于在分组传送中用它来为信息串、分组或其他数据块编号。在分组传送中，通过一分组形式传递数据从而在诸用户间建立连接，除了实际信息之外这些分组还包含地址与控制信息。多条连接可以同时采用相同的传送连接。近几年，已经进行了许多研究，将分组交换无线系统特别用于数据传送中，因为分组交换方式非常适宜于，例如，使用交互式计算机软件时所需的数据传送，在该数据传送中被传送的数据以信息串的形式被产生。结果，无需在整个时间内而只需为分组传送分配数据传送连接。
控制信息还包含诸信息串的编号。诸信息串必须被编号，从而可以检测到是否一个信息串已被完全丢失。由此，接收机能够根据该号码请求发射机发送一条新的信息串。并且，根据该号码可以请求重新发射一个已接收但有差错的信息串。
信息串的编号方式有许多种。所采用的训练序列的号码也会影响其应用。最小情况下，两个训练序列就够了。在此情况下，两个连续的信息串具有不同的训练序列。丢失一个信息串可以被检测到，因为这将导致接收机接收到两个含有相同的训练序列的信息串。重新发射技术也可以被实施。根据所用的训练序列的号码，可以扩展编号方式：可以采用例如2-16个不同的训练序列来为诸信息串编号。这表示2-16个连续的信息串每个都含有一个不同的训练序列。所采用的号码越多，实施重新发射技术以及可行的分组间插和编码方式就越容易。
一个分组可以被分为几个信息串。举例说明，假定一个分组被分为四个信息串。在此情况下有两种方法来实现编号。根据第一种方法，每个信息串具有一个专有的训练序列，例如，TS1-TS2-TS3-TS4。接收方可以请求单独重新发射任何一个信息串。由此可以扩展出许多不同的变化。可以采用两个训练序列，由此分组中的编号方式为TS1-TS2-TS1-TS2。这样，在连续的分组中重复着相同的训练序列，由此不能将重新发射技术扩展至前一个接收分组，除非采用更多的训练序列。例如如果采用八个不同的训练序列，则可以如下方式为四个连续的分组编号：TS1-TS2-TS3-TS4,TS5-TS6-TS7-TS8,TS1-TS2-TS3-TS4,TS5-TS6-TS7-TS8。
另一种方式是每个分组具有一个专用的训练序列。再次假定每个分组被分为四个信息串。在此情况下，如果采用了四个不同的训练序列，可以按如下方式为四个连续的分组编号：TS1-TS1-TS1-TS1,TS2-TS2-TS2-TS2,TS3-TS3-TS3-TS3,TS4-TS4-TS4-TS4。在此情况下重新发射请求涉及到整个分组。
虽然上述参考所附插图中的诸示例描述了本发明，显而易见本发明并不仅局限于此，而是可以在所附权利要求书的本发明思想的范围内以多种方式对其予以修改。

Claims (20)

1．一种用于在数字无线系统中实现一个基站(100)和一个用户终端(102-106)的信号传送方法，其中在基站(100)和用户终端(102-106)之间经由无线连接(108-112)传输的信号包含多个由多个符号构成的信息串，所述的信息串含有一种已知的训练序列，该方法的特征在于用于信号传送的一种训练序列(204)。
2．如权利要求1所述的方法，其特征在于，采用每个独立的不同的训练序列(204)来表示一个将被传送的预定符号。
3．如权利要求1所述的方法，其特征在于，采用每个独立的不同的训练序列(204)来表示一个将被传送的预定的不同符号群。
4．如权利要求1所述的方法，其特征在于，在单一连接(108-112)中采用该方法来控制用户终端(102-106)的发射功率。
5．如权利要求4所述的方法，其特征在于，为每条连接(108-112)提供两个不同的训练序列(204)，基站(100)采用第一个训练序列来命令用户终端(102-106)降低其发射功率，而采用第二个训练序列来增加该功率。
6．如权利要求4所述的方法，其特征在于，为每条连接(108-112)提供多于两个的不同的训练序列(204)，基站(100)采用每个训练序列来命令用户终端(102-106)将其发射功率设定在该训练序列中的信息所定义的一个电平上。
7．如权利要求4所述的方法，其特征在于，为每条连接(108-112)提供多于两个的不同的训练序列(204)，
基站(100)采用这些训练序列(204)中的一部分来命令用户终端(102-106)降低其发射功率，从而每个训练序列(204)对于将该发射功率降低一个预定的单位数量具有不同的效应，
基站(100)采用这些训练序列(204)中的一部分来命令用户终端(102-106)增加其发射功率，从而每个训练序列(204)对于将该发射功率增加一个预定的单位数量具有不同的效应。
8．如权利要求1所述的方法，其特征在于，在单一连接(108-112)中采用该方法来控制基站(100)的发射功率。
9．如权利要求8所述的方法，其特征在于，为每条连接(108-112)提供两个不同的训练序列(204)，用户终端(102-106)采用第一个训练序列来命令基站(100)降低其发射功率，而采用第二个来增加该功率。
10．如权利要求8所述的方法，其特征在于，为每条连接(108-112)提供两个不同的训练序列(204)，用户终端(102-106)采用每个训练序列来命令基站(100)将其发射功率设定在由该训练序列(204)中的信息所定义的一个电平上。
11．如权利要求8所述的方法，其特征在于，为每条连接(108-112)提供多于两个不同的训练序列(204)，
用户终端(102-106)采用这些训练序列(204)中的一部分来命令基站(100)降低其发射功率，从而每个训练序列(204)对于将该发射功率降低一个预定的单位数量具有不同的效应，
用户终端(102-106)采用这些训练序列(204)中的一部分来命令基站(100)增加其发射功率，从而每个训练序列(204)对于将该发射功率增加一个预定的单位数量具有不同的效应。
12．如权利要求1所述的方法，其特征在于，在分组传送中采用该方法对信息串、分组或其他数据块进行编号。
13．如权利要求12所述的方法，其特征在于，两个连续的信息串具有不同的训练序列(204)。
14．如权利要求12所述的方法，其特征在于，该分组由多个信息串构成，每个分组的诸信息串含有相同的训练序列(204)，而且两个连续的分组具有不同的训练序列(204)。
15．一种在一个基站(100)和一个用户终端(102-106)之间实现信号传送的数字无线系统，其中在基站(100)和用户终端(102-106)之间经由无线连接(108-112)传输的诸信号包括由多个符号构成的信息串，所述信息串含有一种已知的训练序列(204)，该系统含有至少一个发射机和至少一个接收机，其中该发射机含有用于将训练序列(204)插入将要发射的信号中的装置(308)，且该接收机含有可以用于识别接收信号中的训练序列(204)的装置(408)，该系统的特征在于，
该发射机含有装置(310)，当用于数据传输时，该装置将数据转换为以一种训练序列(204)来表示的形式，
该接收机包含装置(410)，用于将接收信号中识别出来的训练序列(204)转换为用于传输给该接收机的信息。
16．一种如权利要求15所述的系统，其特征在于
基站(100)的发射机含有装置(310)，当用于向用户终端(102-106)传送一个涉及有关用户终端(102-106)的单一连接(108-112)的功率控制命令时，该装置将该信息转换为以一种预定的训练序列(204)表现的形式，
而用户终端(102-106)的接收机含有装置(410)，用于将接收信号中识别的训练序列(204)转换为基站(100)想要发射给用户终端(102-106)的发射功率控制命令。
17．如权利要求15所述的系统，其特征在于
用户终端(102-106)的发射机含有装置(310)，当用于向基站(100)传送一个涉及基站(100)的单一连接(108-112)的功率控制命令时，该装置将该信息转换为以一种预定训练序列(204)表示的形式，
而基站(100)的接收机含有装置(410)，用于将接收信号中识别的训练序列(204)转换为用户终端(102-106)想要发射给基站(100)的发射功率控制命令。
18．如权利要求15所述的系统，其特征在于，该发射机含有装置(310)，用于在分组传送中将信息串、分组或其他数据块的编号信息转换为以一种预定训练序列(204)表示的形式，
并且接收机含有装置(410)，用于将接收信号中识别的训练序列转换为信息串、分组或其他数据块的编号信息。
19．如权利要求18所述的系统，其特征在于，该发射机含有装置(310)用于为两个连续的信息串提供不同的训练序列(204)。
20．如权利要求18所述的系统，其特征在于，该分组合有多个信息串，而且该发射机含有装置(310)，用于为该分组的诸信息串提供相同的训练序列(204)，并为两个连续的分组提供不同的训练序列(204)。
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