CN101578796A

CN101578796A - 移动通信系统中的数据传输

Info

Publication number: CN101578796A
Application number: CNA2007800486855A
Authority: CN
Inventors: K·涅梅莱
Original assignee: Nokia Oyj
Current assignee: Nokia Technologies Oy
Priority date: 2006-12-29
Filing date: 2007-12-19
Publication date: 2009-11-11
Anticipated expiration: 2027-12-19
Also published as: EP3310088A1; FI20065866A0; CA2670378C; EP2098000A4; CN101578796B; ES2662055T3; US8199736B2; EP3531734A1; WO2008081076A1; CN104902486A; PL2098000T3; EP3310088B1; CA2670378A1; EP2098000A1; US20080159246A1; CN104902486B; EP2098000B1

Abstract

一种设备，其包括用于对在第一子信道中通信的信号进行处理的数据处理实体，其中，第一子信道通信使用同样的无线资源与一个或多个第二子信道同时地发生。

Description

移动通信系统中的数据传输

技术领域

本发明涉及移动通信网络中的数据传输。

背景技术

移动通信网络中语音容量的增大是有用的。在已有的网络中，语音容量增大应当以这样的方式提供：为支持新的功能性，不需要对终端或网络进行修改或需要可忽略不计的修改。

发明内容

在一方面中，提供了一种设备，其包括数据处理实体，其被配置为对用于在第一子信道中通信的信号进行处理，其中，第一子信道通信使用同样的无线资源与一个或多个第二子信道同时发生。

在另一方面中，提供了一种设备，其包括用于对在第一子信道中通信的信号进行处理的装置，其中，第一子信道通信使用同样的无线资源与一个或多个第二子信道同时发生。

在另一方面中，提供了一种方法，其包括对信号进行处理，以便用于在第一子信道中使用与第二子信道同样的无线资源与用于第二子信道中通信的第二信号同时地通信。

附图说明

下面将参照附图借助优选实施例对本发明进行更为详细的介绍，在附图中：

图1示出了通信系统的一实施例；

图2示出了通信系统的另一实施例；

图3示出了调制星座(modulation constellation)的实例；

图4示出了方法的一实施例；且

图5示出了方法的另一实施例。

具体实施方式

图1示出了移动通信系统的一实施例。通信系统包含：基站100；两个移动站120、130，其位于基站100的无线覆盖范围内，因此可具有与基站的无线连接。图2公开了实施例，其中，用户数据传输在下行链路中发生。用户数据传送可在用于承载用户数据流的用户信号或信号中提供。

在一实施例中，移动通信系统为GSM(全球移动通信系统)网络。GSM网络为TDMA(时分多址)无线系统，其中，给定时间的无线资源由频率和时隙的组合定义。时隙在无线帧中传输，无线帧典型地包含8个时隙。尽管图1指的是GSM系统，但是本发明不限于GSM系统，而是也可应用于其它的无线系统。

GSM系统包含多个业务信道以及控制信道。用于语音通信的TCH/F(全速率业务信道)和TCH/H(半速率业务信道)可作为业务信道的实例被提及。TCH/F将全部无线资源用于单个用户的通信，而TCH/H是半速率信道，其中，两个用户共享资源并交替使用无线资源。

时隙中传输的信号被称为无线突发，并由码元(symbol)构成，每个码元承载一个或多个位。典型的无线突发包含训练序列的周期、训练序列两侧的数据码元以及突发末尾的尾部码元。接收者使用训练序列来均衡突发上的信道失真。突发的结构和调制可取决于它们在其上被传输的信道而变化。

基站100示出了两个基带实体102(BB_1)、104(BB_2)，其各自被配置为处理用于一个移动站120、130的基带数据。来自实体102、104的基带数据流可被传送到多路复用实体(MUX)106，其组合调制实体(MOD)108的数据流。或者，不同用户的数据流可保持分离并直接由基带实体102、104提供给调制实体108。

在图1中，通过无线链路122与基站100通信的移动站120(MS_1)可被看作标准移动站，通过无线链路124与基站100通信的移动站130可被看作包含新功能以便促进在同样的无线资源上的同时通信。或者，移动站120也可被看作包含新功能。

移动站130包含用于与基站100通信的发送器/接收器实体(TX/RX)132。另外，移动站包含配置实体(CONF)136，其对应于基站100中的对应的配置实体112。配置实体112和136被配置为交换关于下行链路中无线资源的使用的信息。移动站130还包含解调器134。解调器是基站中的调制器108的对等方，因为解调器被配置为对由调制器108调制并针对移动站130的信号进行解调。

图1的布置可用于下面讨论的数据传输的几个实施例。

在第一实施例中，提供给调制实体108的数据流以这样的方式包含针对两移动站120、130的数据：例如，数据流的交替位针对第一移动站120以及第二移动站130。传输到第一移动站120的数据信道可被称为第一子信道，传输到第二移动站的数据信道可被称为第二子信道。子信道可同时使用同样的通信资源或无线资源，例如频率-时隙组合。

在一实施例中，例如，通过使用用于子信道的正交训练序列对，使得第一子信道可使用已有的GSM训练序列且第二子信道可使用新的正交训练序列，可在发送器上提供子信道的分离。在接收端，通过使用已经为之分配的训练序列来均衡接收到的信号，两个移动站120、130都能够接收其自己的信号。

基站使用的调制方法可以是QPSK(正交相移键控)调制或具有调制星座的QPSK兼容子集的更高阶调制方法。例如，更高阶的调制可为8PSK(8相移键控)、16QAM(16正交幅度调制)或32QAM(32正交幅度调制)。除了QPSK兼容调制星座，也可能需要考虑码元旋转(symbolrotation)，例如π/4、3π/8或π/2。例如，关于当前8PSK的3π/8旋转码元如(1)中定义，其中，i为码元s的下标，j为虚数单位：

可选择码元旋转来例如最优化性能、避免零交叉或提供与标准GMSK移动站或基站的兼容性。在一实施例中，可至少对每个子信道上的有效载荷周期应用差分编码，也就是说每隔一位，以便实现对使用二进制解调的接收器的使用。通过以例如促进二进制接收器的使用的旋转角度为所接收的采样进行码元旋转，接收器可对可能的码元旋转以及可能的差分编码进行解调。

在一个实施例中，调制实体108使用具有π/2码元旋转的8PSK(8相移键控)调制星座的子集。该子集仅具有8PSK星座的由QPSK(正交相移键控)调制所使用的那些点，如图3中的白点所示。因此，在调制星座上，像QPSK中一样调制器108可每调制码元两位地对接收自复用器106的数据流的位进行映射，其中，例如，码元的第一位针对第一子信道，第二位针对第二子信道。

移动站120、130因此可使用BPSK(二相相移键控)解调方法，例如标准GMSK解调，以接收QPSK调制信号的子信道之一。基于收到的码元，接收器可例如仅仅监视关于I或Q轴的情况。接收器120可仅仅关注于收到的码元的第一位。如果原始传输的码元为“10”或“11”，即接收指的是Q轴之右，则移动站120可得出结论，针对它的码元为“1”。对应地，如果所输的码元为“01”或“00”，则接收器120得出结论，其接收的码元为“0”。

接收器130可能对所接收码元的第二位感兴趣。如果原始传输的码元为“10”或“00”，也就是说，接收指的是在I轴之下，则移动站130可得出结论，针对它的码元为“0”。对应地，如果所传输的码元为“01”或“11”，则接收器130得出结论，其接收的码元为“1”。

在另一实施例中，移动站120、130可使用QPSK接收器并仅仅检测对应于所配置子信道的有效载荷周期的偶数或奇数位。因此，信道的分离是基于对数据周期中QPSK码元的哪一位有兴趣的配置。另外，例如，可在子信道的通信上应用单独的加密(ciphering)，以便避免其他子信道的意外误用。

最后，调制后的信号被提供给发送器/接收器实体112，用于经由基站天线114进行的信号传输之前的进一步的处理。

移动站130可以是能够在第二子信道上进行接收的移动站。在某些实施例中，为了能够在第二子信道上通信，配置实体112和136可交换关于第二子信道的使用的信息。在连接建立中，配置实体136可向配置实体112指示，移动站130能够在第二子信道上通信。以相反的方向，配置实体112可向配置实体136指示，在给定的无线资源上，第二子信道已被分配给移动站130。在一实施例中，分配向移动站指示其在信道上应当使用的训练序列。这些消息可被包含于SDDCH(独立专用控制信道)或FACCH(快速相关控制信道)中连接建立期间使用的控制信道上所传送的现有信令消息中。

移动站130还包含解调器134。解调器是基站中的调制器108的对等方，因为解调器被配置为对由调制器108调制的信号进行解调。解调器因此被配置为对在第二子信道上传送的信号进行解调。

上面公开的实施例也可被组合，使得基站可通过不同的训练序列提供两个子信道上的传输，且作为附加地使用QPSK接收器。

在一实施例中，可考虑非连续传输(DTX)。这意味着，在某个时刻，可能不存在对于移动站之一的传输。在一实施例中，通过在一个子信道上使用无激活传输的零或其他空闲模式，可考虑该信道上的DTX。或者，基站可在一个子信道上的非连续传输期间使用更低阶调制。例如，在其他子信道上的DTX周期期间QPSK可被变为BPSK或GMSK。或者，仅仅有效载荷周期可将BPSK用作调制星座，而训练序列可以为QPSK调制的。

图2示出了一实施例，其中，在上行链路上发生使用同样的无线资源的两个子信道上的传输。参照图1，其中，与图1中相应的单元相比，单元的功能性在图2中基本上相反。因此，在图2的基站200中，发送器/接收器214被配置为接收两个子信道上的传输，配置实体212被配置为配置用于接收的无线链路222、224，使得接收自一个移动站220的数据在第一子信道222上被接收，且来自另一移动站230的数据在第二子信道224上被接收。

基站200还包括两个解调器208和210。解调器208被配置为对在第一子信道上接收的数据进行解调，解调器210被配置为对在第二子信道上接收的数据进行解调。

在图2中，移动站220被配置为在第一子信道上传输，并可以是标准移动站。另一方面，移动站230被配置为在第二子信道上传输。移动站230的配置实体236因此可以以这样的方式配置移动站230与基站200之间的连接，使得移动站向基站指示其能够在第二子信道上传输，并随后接收来自基站的第二子信道被保留用于由移动站230使用的分配消息。

在一实施例中，同样的无线资源上的上行链路传输中使用的训练序列是不同的，且移动站使用的训练序列可彼此正交。除了GSM系统的标准训练序列集以外，可为第二信道上的通信目的使用新的正交训练序列集。

移动站220和230可在上行链路传输中使用标准GMSK。基站可使用具有干扰抑制分集合并接收器、连续干扰抵消接收器或联合检测接收器的分集天线来例如分离不同的用户。

图3示出了用于承载第一子信道和第二子信道的调制星座——8PSK星座，其中，第一位用在第一子信道中，第二位用在第二子信道中。

图4示出了下行链路方法的一实施例。在该实施例中，可提供到两个移动站的基站传输。无线系统是TDMA无线系统，其中，由预定的一(多)个传输频率对移动站分配时隙用于跳频算法的使用。在该实施例中，基站向同时使用无线资源的两个移动站传输。也就是说，同时向两个移动站分配频率与时隙的组合。资源可以为业务信道资源或控制信道资源。

在402中，移动站和基站彼此通信关于无线资源的分配。在此背景下，移动站可向基站指示其能够在第二子信道上进行接收。基站可向两个移动站分配用于在下行链路通信中使用的互相正交的训练序列。

在404中，基站将接收器分配给时隙。如果基站接收到来自移动站的其能够在正交的第二子信道上进行接收的指示，则基站可相应地分配移动站。也就是说，例如，基站可向两个移动站分配时隙，移动站之一为不能支持第二子信道的标准移动站，移动站之一能够支持这样的通信。

在406中，基站提供两个数据流，每个接收器一个。数据流也可被定向到单个的接收器。在开始时，两个数据流可以以QPSK数据流的形式来提供，使得数据位被交替定向到第一接收器与第二接收器。于是，原始数据流的数据可被分为第一数据流和第二数据流。四进制QPSK数据流由此被分割，以便给出两个二进制GMSK或BPSK配置，可能为码元旋转兼容数据流，其中的一个被定向到一移动站，另一个被定向到另一移动站。通过使用较高阶调制方案调制的数据因此可通过在接收器上使用较低阶调制来接收。于是，接收器可省略某些所接收到的位。

在408中，通过相应的调制星座来调制两个数据流。

在410中，通过使用已为移动站保留并向之通知的无线资源，同时传输两个数据流。

当从接收器的观点来看时，接收器或移动站可执行下面的任务。首先，当建立连接时，移动站可能需要向基站指示移动站能够在正交子信道上进行接收。接着，接收器或移动站可接收来自基站的第一或第二信道已被分配给接收器的指示。于是，当在第二信道上接收传输时，移动站可通过使用与基站在调制第二信道上的数据时所用的调制星座类似的解调星座，来对突发数据的至少一部分进行解调。在一实施例中，接收器通过第一调制星座对训练序列进行解调，并通过第二调制星座对有效载荷数据进行解调。第二调制星座可相较于第一调制星座移相90度。

图5示出了方法的一实施例。该方法适用于上行链路方向，也就是说，从一个或多个移动站向基站的方向。在502中，移动站可发送移动站能够支持正交子信道的指示。移动站因此可向基站指示移动站能够在子信道上运行，因此需要与普通移动站的运行不同的运行。在504中，基站向移动站发送已经为该移动站的上行链路传输分配正交子信道的指示。基站因此可分配用于由两个移动站使用的相同频率上的上行链路时隙。两个移动站之一可以为普通移动站，其可在无线资源的第一子信道上运行，另一个移动站可在第二子信道上运行。

在506中，基站发送将由移动站在其上行链路传输中使用的训练序列。在一实施例中，为移动站分配的训练序列互相尽可能地正交。因此，在一个上行链路无线资源中，基站接收使用不同训练序列的两个信号。

在508中，移动站发送其上行链路传输。在子信道上运行的移动站可通过使用普通GMSK调制来发送其传输。

在510中，基站接收由使用同样的无线资源的移动站传输的数据流。经由不同的训练序列以及互相正交的调制星座，基站能够解调并分离来自两个移动站的两个数据流。

例如，正交子信道的概念可在GSM系统中对于下列信道提供：TCH/F(全速率业务信道)、SACCH/F/H(全速率/半速率慢速相关控制信道)、FACCH/F/H(全速率/半速率快速相关控制信道)、SDCCH(独立专用控制信道)、(P)RACH((分组)随机接入信道)、(P)AGCH((分组)接入授权信道)、(P)PCH((分组)寻呼信道)。通过提供使用与原始信道同样的资源的子信道，这些信道的容量可加倍。

在一实施例中，提供了一种设备，该设备包括：数据流提供器，其被配置为提供两个数据流；数据处理实体，其被配置为将一个数据流提供到第一子信道中，将另一数据流提供到第二子信道中，并以这样的方式处理第一子信道中的数据流和第二子信道中的数据流，使得能够通过使用同样的无线资源来对它们进行传输。这里，该设备可为基站或移动电话。传输因此可从基站到一个或两个移动站，或者从一个或两个移动站到基站。第一子信道和第二子信道可使用同样的无线资源，例如频率与时隙的组合。

在一实施例中，提供了一种设备，其中，数据处理实体被配置为：至少部分地以与被调制到第一子信道的数据流不同的调制星座，对被提供给第二子信道的数据流进行调制。不同子信道中使用的调制星座可至少在无线突发的有效载荷数据方面不同。也就是说，在下行链路传输中，训练序列可对两个子信道共用，并可通过相同的星座来调制。然而，突发的有效载荷数据可用互相不同的星座来调制。星座的不同在这里可意味着星座之一相较于另一个为移相后的一组调制点。也就是说，星座之一可使用8PSK星座的第一组2个π/2分离的点，另一星座可使用8PSK星座的另一2个点的组。

在一实施例中，提供了一种设备，其中，数据处理实体被配置为通过互相正交的训练序列提供用于在第一子信道上传输的无线突发以及用于在第二子信道上传输的无线突发。在上行链路传输中，第一子信道和第二子信道可使用相互正交的训练序列。在这种情况下，突发可用相同的星座来调制。

尽管实施例仅仅提到了一个第二子信道，可存在多个第二子信道。发送器所用调制方法的阶数(order)也可大于接收器解调方法的两倍。

本发明的实施例或其部分可作为计算机程序实现，该计算机程序包含用于执行实现根据本发明的方法的计算机过程的指令。

计算机程序可存储在计算机或处理器可读的计算机程序分发介质上。计算机程序介质例如可为、但不限于电、磁、光、红外或半导体系统、设备或传输介质。计算机程序介质可包括下列介质中的至少一个：计算机可读介质、计算机存储介质、记录介质、计算机可读存储器、随机访问存储器、可擦除可编程只读存储器、计算机可读软件分发包、计算机可读信号、计算机可读电信信号、计算机可读印刷品、计算机可读压缩软件包。

除计算机程序实现方案外，例如不同的硬件实现方式(实体或模块)，诸如分立逻辑部件的电路，或一个或多个客户专用集成电路(专用集成电路，ASIC)也是可行的。这些实施方式的混合也是可行的。

实施例提供了一种系统，该系统能够为语音服务加倍下行链路和上行链路无线容量，并适用于低成本终端，例如GSM语音专用终端或具有类似复杂性的终端。本领域技术人员将会明了，随着技术的进步，本发明的构思能以多种方式实现。本发明及其实施例不限于上面介绍的实例，而是可在权利要求的范围内变化。

Claims

1.一种设备，包括：

数据处理实体，其被配置为：

处理用于在第一子信道中通信的信号，其中，通信在第一子信道中使用同样的无线资源与一个或多个第二子信道同时地发生。

2.根据权利要求1的设备，其中，

数据处理实体被配置为处理至少两个信号，每个信号用于同时使用同样的无线资源的第一子信道的通信或所述一个或多个第二子信道中的一个的通信。

3.根据权利要求2的设备，其中，数据处理实体被配置为通过四进制调制对所述至少两个信号中的两个信号进行调制，使得第一或第二子信道可通过使用二进制解调的接收器来解调。

4.根据权利要求3的设备，其中，数据处理实体被配置为通过0与2π之间的偏移对四进制调制码元进行旋转，使得第一或第二子信道可通过使用二进制解调的接收器来解调。

5.根据权利要求1的设备，其中，数据处理实体被配置为执行差分编码，使得第一或第二子信道可通过使用二进制解调的接收器来解调。

6.根据权利要求1的设备，其中，数据处理实体被配置为通过调制星座对在第一子信道中通信的信号进行调制，所述调制星座与到第二子信道的信号的调制中所使用的调制星座相比是正交的。

7.根据权利要求1的设备，其中，数据处理实体被配置为通过使用无线突发来提供用于在无线信道上通信的信号，每个突发包括训练序列和有效载荷数据。

8.根据权利要求7的设备，其中，数据处理实体被配置为通过不同的训练序列提供用于在第一子信道上传输的无线突发以及用于在第二子信道上传输的无线突发。

9.根据权利要求7的设备，其中，数据处理实体被配置为在第一子信道和第二子信道上为使用同样的无线资源的无线突发提供同样的训练序列。

10.根据权利要求7的设备，其中，数据处理实体被配置为至少在第一子信道或在第二子信道上对有效载荷数据进行加密。

11.根据权利要求8的设备，其中，

当调制第一子信道和第二子信道上的无线突发的训练序列时，数据处理实体被配置为使用同样的调制星座。

12.根据权利要求8的设备，其中，数据处理实体被配置为，当调制到第一子信道的无线突发的有效载荷部分时，与调制到第二子信道的无线突发的有效载荷部分相比，使用不同的调制星座。

13.根据权利要求1的设备，其中，数据处理实体被配置为，通过可以较低阶解调方法接收的较高阶调制方法对信号进行调制。

14.根据权利要求1的设备，其中，数据处理实体被配置为，当在第一子信道上或一个所述一个或多个第二子信道上存在不连续传输时，将调制数据流中使用的较高阶调制方法改为较低阶调制方法。

15.根据权利要求14的设备，其中，较低阶调制方法被应用于有效载荷周期。

16.根据权利要求1的设备，其中，无线资源为预定传输频率上的时隙。

17.一种基站，包括：

设备，其包含被配置为对用于在第一子信道中通信的信号进行处理的数据处理实体，其中，通信在第一子信道中使用同样的无线资源与一个或多个第二子信道同时地发生。

18.一种移动站，包括：

19.一种设备，包括：

用于对在第一子信道中通信的信号进行处理的装置，其中，通信在第一子信道中使用同样的无线资源与一个或多个第二子信道同时地发生。

20.一种方法，包括：

对信号进行处理，以便使用与第二子信道相同的无线资源，通信在第一子信道中与在第二子信道中通信的第二信号同时地进行。

21.根据权利要求20的方法，其中，处理包括处理至少两个信号，每个信号用于在第一子信道以及一个或多个第二子信道中的一个中的通信；且

其中，该方法还包括对第一子信道和第二子信道进行处理，以便使用同样的无线资源进行通信。

22.根据权利要求21的方法，还包括：

通过四进制调制对所述至少两个信号中的两个进行调制，使得第一以及所述一个或多个第二子信道中的至少一个能通过使用二进制解调的接收器进行解调。

23.根据权利要求22的方法，还包括：

通过0与2π之间的偏移对四进制调制码元进行旋转，使得第一或第二子信道可通过使用二进制解调的接收器进行解调。

24.根据权利要求20的方法，还包括：

通过调制星座对在第一子信道中通信的信号进行调制，所述调制星座与到第二子信道的信号的调制中所使用的调制星座相比是正交的。

25.根据权利要求20的方法，还包括：

通过使用无线突发来提供用于在无线信道上通信的信号，每个突发包括训练序列和有效载荷数据。

26.根据权利要求25的方法，还包括：

通过不同的训练序列提供用于在第一子信道上传输的无线突发以及用于在第二子信道上传输的无线突发。

27.根据权利要求25的方法，还包括：

对在第一子信道和第二子信道上使用同样的无线资源的无线突发提供同样的训练序列。

28.根据权利要求25的方法，还包括：

当调制第一子信道和第二子信道上的无线突发的训练序列时，使用同样的调制星座。

29.根据权利要求25的方法，还包括：

当对到第一子信道的无线突发的有效载荷部分进行调制时，与对到第二子信道的无线突发的有效载荷部分进行的调制相比，使用不同的调制星座。

30.根据权利要求20的方法，还包括：

通过可以较低阶调制方法接收的较高阶调制方法对信号进行调制。