CN105187349A - 无线通信系统中具有高效率的时隙和块格式的数据传输 - Google Patents

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Abstract

本公开涉及无线通信系统中具有高效率的时隙和块格式的数据传输。描述了使用新颖的时隙和块格式来高效地传送数据和训练序列的技术。发射机(110)处理(例如，编码、交织、以及分段)数据块以获得多个输出块。对于每一输出块，发射机(110)生成具有一训练序列的多个脉冲串，该训练序列为这些脉冲串所共享。发射机(110)在多个时隙中，例如在一帧里连贯的多个时隙中发送对应于每一输出块的这多个脉冲串。对应于每一输出块的这多个脉冲串可以(1)包括一个或多个短训练序列，(2)省略相邻脉冲串之间的保护时段，(3)在第一脉冲串的起始处包括第一拖尾比特字段，并在最后一个脉冲串的末尾处包括第二拖尾比特字段，(4)包括至少一个窃取标志字段，或者(5)具有上述的任意组合。

Description

无线通信系统中具有高效率的时隙和块格式的数据传输
本申请是申请日为2006年5月9日申请号为第200680021239.0号发明名称为“无线通信系统中具有高效率的时隙和块格式的数据传输”的中国专利申请的分案申请。
I.在35U.S.C.§119下的优先权要求
本专利申请要求2005年5月9日提交、转让给本发明受让人、并被明确援引纳入于此的题为“METHODANDAPPARATUSFORWIRELESSHIGHRATECOMMUNICATION(用于进行无线高速率通信的方法和装置)”的临时申请S/N.60/679,316的优先权。
背景
I.领域
本公开一般涉及通信，尤其涉及用于在无线通信系统中传送数据的技术。
II.背景
在无线通信系统中，发射机典型地处理(例如，编码以及码元映射)话务数据以生成数据码元。发射机可将一训练序列与这些数据码元复用以协助接收机执行诸如信道估计等的各种功能。该训练序列也常被称为导频。发射机然后处理这些数据码元和训练序列以生成射频(RF)已调制信号，并经由无线信道传送此信号。无线信道以信道响应使所传送的信号发生畸变，并进一步因噪声和干扰使该信号劣化。
接收机接收到所传送的信号，并处理所接收到的信号以获得采样。接收机可基于训练序列来估计无线信道响应。接收机然后可用该信道估计来对这些采样执行数据检测(例如，均衡)以获得码元估计，这些码元估计是对发射机所发送的数据码元的估计。接收机然后可处理(例如，码元解映射以及解码)这些码元估计以获得经解码的数据。
训练序列对于实现良好性能而言是很有用的。但是，训练序列代表了降低系统效率的开销。因此本领域中需要能够在无线通信系统中高效率地传送数据和训练序列的技术。
概要
本文中描述了用于在无线通信系统(例如，GSM/EDGE系统)中高效率地传送数据和训练序列的技术。这些技术可利用在以下描述的具有较高数据容量的新颖的时隙格式和/或新颖的块格式。
根据本发明的一个实施例，描述了一种包括至少一个处理器以及存储器的装置。这个(些)处理器生成包括一训练序列的多个脉冲串，该训练序列为这多个脉冲串所共享。这个(些)处理器然后在多个时隙中每时隙中一个脉冲串地来发送这多个脉冲串。这多个脉冲串可包括如以下将描述的其他字段。
根据另一个实施例，描述了一种包括至少一个处理器以及存储器的装置。这个(些)处理器接收包括一训练序列的多个脉冲串，该训练序列为这多个脉冲串所共享。这多个脉冲串在多个时隙中每时隙中一个地被接收。这个(些)处理器基于该训练序列推导出信道估计，并用该信道估计来对这多个脉冲串执行数据检测(例如，均衡)。
根据又一个实施例，描述了一种包括至少一个处理器以及存储器的装置。这个(些)处理器处理一数据块以获得多个输出块，为每一输出块生成至少两个脉冲串，并在一相应帧的至少两个时隙中每时隙中一个脉冲串地发送对应于每一输出块的该至少两个脉冲串。对应于不同输出块的这些脉冲串在不同帧中发送。
根据又一个实施例，描述了一种包括至少一个处理器以及存储器的装置。这个(些)处理器接收对应于多个输出块中的每一个的至少两个脉冲串。对应于不同输出块的脉冲串是在不同帧中接收的，并且对应于每一输出块的每一脉冲串是在一相应帧的一个时隙中接收的。这个(些)处理器处理所接收到的对应于这多个输出块的这些脉冲串以获得码元估计，并进一步将这些码元估计解码以获得一经解码的数据块。
本发明的各个方面和实施例在以下进一步详细描述。
附图简要说明
图1示出发射机和接收机的框图。
图2示出GSM/EDGE中的帧结构。
图3示出GSM/EDGE中的分组数据块的传输。
图4示出EDGE中的一正常脉冲串。
图5A示出一种不带训练序列的脉冲串。
图5B示出一种带一短训练序列的脉冲串。
图6A示出一种在两个脉冲串之间不带保护时段的2时隙格式。
图6B和6C示出带由两个脉冲串共享的一训练序列且在这些脉冲串之间不带保护时段的2时隙格式。
图7A示出一种带一训练序列且在各脉冲串之间不带保护时段的多时隙格式。
图7B示出一种带全训练序列和短训练序列且在各脉冲串之间不带保护时段的多时隙格式。
图8示出在2时隙分配中传输两个分组数据块。
图9A和9B分别示出使用正常脉冲串和级联的脉冲串在2时隙分配中传输一分组数据块。
图9C示出在多时隙分配中传输一分组数据块。
图10示出用时隙聚合来传送数据的过程。
图11示出用时隙聚合来接收数据的过程。
图12示出用数据块聚合来传送数据的过程。
图13示出用数据块聚合来接收数据的过程。
具体说明
本文中使用措词“示例性的”来表示“起到示例、实例、或例示的作用”。本文中描述为“示例性”的任何实施例不必被解释为优于或胜过其他实施例。
本文中所描述的技术可用于各种无线通信系统，诸如时分多址(TDMA)系统、码分多址(CDMA)系统、频分多址(FDMA)系统、或正交频分多址(OFDMA)系统等。术语“系统”和“网络”常常被可互换地使用。TDMA系统可实现诸如全球移动通信系统(GSM)等的无线电技术。GSM可利用通用分组无线业务(GPRS)或增强数据率全球演进(EDGE)来进行数据传输。EDGE是对GPRS的增强，并使用相同的GSM频谱来支持更高的数据率。CDMA系统可实现诸如宽带CDMA(W-CDMA)、cdma2000等的无线电技术。cdma2000涵盖IS-2000、IS-856及IS-95标准。这些各种各样的无线电技术和标准在本领域中是公知的。GSM和W-CDMA在来自名为“第三代伙伴计划(3GPP)”的组织的文档中描述。cdma2000在来自名为“第三代伙伴计划2(3GPP2)”的组织的文档中描述。为清楚起见，以下特别针对GSMEDGE无线电接入网络(GERAN)来描述这些技术，并且在以下说明的很大部分中使用GSM术语系统。
图1示出例如GERAN等的无线通信网络100中的发射机110和接收机150的一个实施例的框图。对于下行链路传输，发射机110可以是基站(BS)的一部分，而接收机150可以是移动站(MS)的一部分。对于上行链路传输，发射机110可以是移动站的一部分，而接收机150可以是基站的一部分。基站一般是与各移动站通信的固定站，并且也可被称作B节点、接入点、基收发机站(BTS)、或其他某个术语。移动站可以是固定的或移动的，并且也可被称作用户设备(UE)、用户终端、终端、订户站、或其他某个术语。移动站可以是蜂窝电话、个人数字助理(PDA)、无线设备、无线调制解调器、手持式设备、或其他某种设备或装置。
在发射机110处，发送(TX)数据处理器120接收话务数据，话务数据可被分段成多个分组数据块。处理器120根据编码方案(MCS)处理(例如，编码以及交织)每一分组数据块，并为该分组数据块提供多个(例如，4个)输出块。处理器120可为无线电链路控制(RLC)和媒体访问控制(MAC)执行处理，它们是协议栈中处于链路层(L2)的两个子层。调制器122将这些输出块与训练序列和开销比特复用，如GSM/EDGE所规定地处理经复用的数据、训练序列、及开销，并提供输出码元。调制器122可为在该协议栈中位于链路层之下的物理层(L1)执行处理。发射机单元(TMTR)124处理(例如，转换到模拟、放大、滤波、以及上变频)这些输出码元，并生成一RF已调制信号，该信号被从天线126发射。
在接收机150处，天线152接收所传送的信号，并将接收到的信号提供给接收机单元(RCVR)154。接收机单元154处理(例如，滤波、放大、下变频、以及数字化)该接收到的信号以获得采样。解调器(Demod)/均衡器156对这些采样执行数据检测(例如，均衡)，并提供多个码元估计。接收(RX)数据处理器160处理(例如，解交织以及解码)这些码元估计以获得经解码的数据块。一般而言，由解调器156和RX数据处理器160进行的处理分别与在发射机110处由调制器122和TX数据处理器120进行的处理互补。
控制器/处理器130和170分别指导发射机110和接收机150处各个处理单元的操作。存储器132和172分别为发射机110和接收机150存储程序代码及数据。
图2示出GSM/EDGE中的帧结构。数据传输的时间线被划分成超帧。每一超帧的持续期为6.12秒，并且包括1326个TDMA帧。一个超帧可被分段成51个复帧。每一复帧跨越120毫秒(ms)并包括26个TDMA帧，它们被标为TDMA帧0到25。话务数据可在每一复帧的TDMA帧0到11以及TDMA帧13到24中发送。每一TDMA帧跨越4.615ms，并且被进一步分段为8个时隙，它们被标为时隙0到7。每一时隙中的传输在GSM中被称为一个“脉冲串(burst)”。GSM/EDGE所用的帧结构在公开可获得的2001年11月的题为“TechnicalSpecificationGroupGERAN；Digitalcellulartelecommunicationssystem(Phase2+)；Physicallayerontheradiopath；Generaldescription(GERAN技术规范组；数字蜂窝电信系统(阶段2+)；无线电路径上的物理层；一般化描述)”版本1999的3GPPTS05.01中描述。
GERAN中的时隙管理和调度在两个层面上进行：即指派和分配，简略描述如下：
·指派–一用户被指派RF信道的一组一个或多个时隙，在其上该用户可接收数据。所指派的这些时隙可与至多达6个其他用户共享。时隙的指派是半静态的，并且由上层信令控制。
·分配–如果数据在一给定时隙里被发送给一用户，则称该用户被分配了该时隙。时隙的分配是动态的，并由MAC层在每分组数据块的基础上控制。每一分组数据块包括一指示该分组数据块的目标接收者的报头。
对于语音呼叫，一移动站/用户可在该呼叫的持续期上被指派一个时隙。对于分组数据呼叫，一用户可被指派一个或多个时隙。多时隙分配是将一TDMA帧中一个以上连贯或非连贯的时隙分配给用户。对于语音和分组数据两者，对应于一用户的用户专属数据可在指派给该用户的并处于用于话务数据的TDMA帧中的每一时隙里被发送。
图3示出GSM/EDGE中分组数据块的传输。分组数据块也可被称为消息、分组、数据块、RLC块、RLC/MAC块、或其他某个术语。该分组数据块被处理(例如，格式化、编码、交织、以及分段)以获得4个输出块。然后如以下所描述地为这4个输出块生成4个脉冲串。这4个脉冲串在4个连贯的TDMA帧中在具有相同索引的4个时隙中被发送。该分组数据块由此在4个TDMA帧上被发送以实现时间分集。
1.物理层的时隙格式
图4示出EDGE中用于发送话务数据的正常脉冲串410的格式。正常脉冲串410包括两个拖尾比特字段、两个数据字段、两个窃取标志(SF)字段、一个训练序列字段、以及一个保护时段。每一字段按码元数目计的持续期在该字段下方示出。EDGE或使用GMSK或使用8-PSK。每一码元在GMSK中携带1比特，而在8-PSK中携带3比特。每一拖尾比特字段携带拖尾比特，例如全1或全0。这些拖尾比特在接收机处被用来在脉冲串的起始或末尾处将均衡器/解码器设置成已知状态。窃取标志可被用来指示一分组数据块采用什么分组格式、该分组数据块中在发送话务数据还是信令、和/或有关该分组数据块的其他信息。每一数据字段携带话务数据。训练序列字段携带由不同的训练序列码(TSC)标识的多个预先确定的26码元序列构成的集合中的一个。设置保护时段是为了允许发射机能以使对其他RF信道的干扰最小化的方式在第一拖尾比特字段之前斜升，并在最后一个拖尾比特字段之后斜降。
当EDGE使用GMSK时，该正常脉冲串格式与随8-PSK使用的正常脉冲串格式略有不同。各窃取标志字段被用来区分4种可能的分组格式，并且相对于8-PSK的情形作不同的放置。每一数据字段包括58个码元。
图4中的正常脉冲串410可被用来在156.25个码元周期里发送114个数据码元和34个开销码元。这代表了数据有大约73％(或者说114/156.25)的效率。
在一个方面，描述了具有更高数据效率的新颖的时隙格式。这些新颖的时隙格式移除了一些脉冲串中的诸如训练序列(TS)字段和保护时段等的开销字段以增加数据容量。一些新颖的时隙格式还涉及在多时隙分配中多个时隙的聚合。一些新颖时隙格式可用于单时隙分配，而其他新颖时隙格式可适用于多时隙分配。
图5A示出不带训练序列的无TS脉冲串510的一个实施例。无TS脉冲串510包括两个拖尾比特字段和一个数据字段。每一字段可具有在该字段之下给出的持续期。在此实施例中，上述训练序列字段和上述两个窃取标志字段被省略。无TS脉冲串510对于数据有大约91％(或者说142/156.25)的效率，这比图4中的正常脉冲串410有了大约24％的提高。
还可定义各种其他不带训练序列的脉冲串。在另一个实施例中，一种无TS脉冲串包括两个拖尾比特字段、一个数据字段、以及一个窃取标志字段。该窃取标志字段可位于继左拖尾比特字段之后，继右拖尾比特字段之后，或位于该脉冲串内其他某个位置。在又一个实施例中，一种无TS脉冲串包括可位于图4中所示的这些码元位置或其他某些位置上的多个(例如，两个)窃取标志字段。在又一个实施例中，将一窃取标志字段与这些拖尾比特字段组合。例如，拖尾比特全0可对应于窃取标志‘0’，而拖尾比特全1可对应于窃取标志‘1’。
在又一个实施例中，无TS脉冲串仅包括一数据字段。接收机可利用不要求在脉冲串的起始和末尾处有拖尾比特的均衡器。在又一个实施例中，一种无TS脉冲串包括后继上述数据字段的一循环前缀字段。该循环前缀字段携带该数据字段的最右端部分的拷贝。该循环前缀将线性卷积转变为圆周卷积，并允许接收机取一脉冲串的快速傅立叶变换(FFT)并在频域中执行均衡。
诸如图5A中的脉冲串510等的无TS脉冲串可在无需训练序列就能达到可接受的性能的任何时候被用于进行传输。在一个实施例中，对多时隙分配使用无TS脉冲串。例如，如果N个时隙被分配，其中，N>1，则第一个脉冲串可携带训练序列，而第二个到第N个脉冲串可省略训练序列。接收机可基于第一个脉冲串中的训练序列来推导出信道估计，并可使用此信道估计进行每一后续脉冲串的均衡。在另一个实施例中，对静态或缓慢变化的信道使用无TS脉冲串。例如，如果用户是不动的，则无线信道可能不会随时间推移有很大变化，并且通过定期地(例如，每某个数目的时隙或TDMA帧)而不是每一脉冲串地发送训练序列来达到良好的性能。不发送任何训练序列而达到良好性能也是可能的。
在可用于单时隙和多时隙分配的另一个实施例中，正常脉冲串和无TS脉冲串基于预先确定的模式来发送。此模式可指示那些时隙要发送正常脉冲串而那些时隙要发送无TS脉冲串。例如，在多时隙分配中，该模式可指示在第一、中间、和/或其他时隙传送正常脉冲串，并在其余时隙中传送无TS脉冲串。又如，在单时隙分配中，该模式可指示在每第L个TDMA帧中传送一正常脉冲串，并在其余TDMA帧中传送无TS脉冲串。该模式可基于信道状况和/或其他因素来定义，并可根据需要被更新。一般而言，如果多个脉冲串在充分短的一段时间里(例如，在数个连贯的时隙中)被发送给同一用户，则一个或多个脉冲串可带训练序列地发送，而其余脉冲串可不带训练序列地发送。
在以上描述的一些实施例，诸如图5A中所示的实施例中，无TS脉冲串不包括任何窃取标志字段。信令可用各种方式来发送。在一个实施例中，多时隙传输中的第一个脉冲串可包括可被应用于此多时隙传输中的所有后续脉冲串的窃取标志。在另一个实施例中，每当需要用窃取标志来指示信令的传输时，就可使用正常脉冲串410。接收机可通过例如将训练序列字段中接收到的数据对照已知训练序列进行相关来检测给定的接收到的脉冲串的格式。
图5B示出带短训练序列的短TS脉冲串520的一个实施例。短TS脉冲串520包括两个拖尾比特字段、两个数据字段、以及一个短训练序列字段。每一字段可具有在该字段之下所给出的持续期。该短训练序列短于图4中的(正常/全)训练序列，并且可以如图5B中所示地具有5个码元周期的持续期，或者其他某个持续期。也可定义各种其他带短训练序列的脉冲串。
一般而言，可使用正常脉冲串、无TS脉冲串、及短TS脉冲串的任意组合进行单时隙和多时隙传输。例如，一多时隙传输可包括一正常脉冲串继之以多个短TS脉冲串。又如，一多时隙传输可包括一正常脉冲串继之以多个短TS脉冲串与多个无TS脉冲串的组合。可定期地(例如，每隔一个时隙)发送短TS脉冲串以协助接收机进行信道跟踪和均衡过程。接收机可被分类为属于多个可能的类之一。一类接收机将可能够在时隙2到N中没有任何训练序列的情况下良好地操作。另一类接收机将可受益于在时隙2到N当中的每一个里发送的一个短训练序列。又一类接收机可在仅于时隙2到N中的一些里发送一个短训练序列的情况下良好地运作。也可为单时隙传输使用正常脉冲串、无TS脉冲串、和/或短TS脉冲串的组合。
图6A示出在各脉冲串之间不带保护时段的2时隙格式600的一个实施例。时隙格式600包括一个不带保护时段的全脉冲串610继之以一个带保护时段的正常脉冲串620。全脉冲串610包括单个拖尾比特字段、两个数据字段、两个窃取标志字段、以及一个训练序列字段。该单个拖尾比特字段位于脉冲串610的起始处，并且在该脉冲串的末尾处不包括任何拖尾比特序列。第二个数据字段被扩展成包括此被省略掉的拖尾比特字段和此被省略掉的保护时段。正常脉冲串620包括图4中的正常脉冲串410中除在该脉冲串起始处的第一拖尾比特字段以外的所有字段。第一数据字段被扩展成包括此被省略掉的拖尾比特字段。每一脉冲串的每一字段可具有在该字段之下给出的持续期。
还可定义各种其他不带保护时段的全脉冲串。例如，全脉冲串可包括(1)仅一个数据字段，(2)一个或多个数据字段以及一训练序列字段，(3)一个或多个数据字段以及一短训练序列字段，(4)一个或多个数据字段、一训练序列字段、以及一个或多个窃取标志字段，(5)一个或多个数据字段以及一个或多个拖尾比特字段，或是(6)各个字段的其他某种组合。
可在多时隙分配中使用全脉冲串，以通过在向同一用户分配的两个时隙之间的保护时段中发送数据来提高效率。如果该用户被分配了多个连贯的时隙，则发射机可在第一时隙之前斜升，并在最后一个时隙之后斜降。其他斜坡可被省略，并且可在第一与最后一个脉冲串之间的所有保护时段里发送数据。
只要斜升和斜降被省略掉，拖尾比特字段就可被移除，就如图6A中所示。脉冲串610和620中的其他字段也可被移除。例如，这两个训练序列字段之一可被移除，这两组窃取标志字段之一可被移除，等等。
图6B示出带一由两个脉冲串共享的训练序列、且在各脉冲串之间不带保护时段的2时隙格式602的一个实施例。时隙格式602包括全脉冲串610继之以一无TS脉冲串630。无TS脉冲串630包括单个数据字段、单个拖尾比特字段、及一保护时段。该单个拖尾比特字段位于脉冲串630的末尾处，并且在该脉冲串的起始处不包括任何拖尾比特字段。该数据字段被扩展成包括此被省略掉的拖尾比特字段、训练序列字段、以及各窃取标志字段。每一脉冲串的每一字段可具有在该字段之下给出的持续期。
在时隙格式602中，训练序列在第一脉冲串610中发送，并且位于与图4中的训练序列在正常脉冲串410中相同的位置。训练序列在时隙格式602中的这种放置可简化接收机处理。但是，通过将该训练序列移到另一位置将可提高性能。
图6C示出带一由两个脉冲串共享的训练序列、且在各脉冲串之间不带保护时段2时隙格式604的另一个实施例。时隙格式604包括一全脉冲串612继之以一脉冲串632。脉冲串612与632的这一组合包括图6B中的脉冲串610和630的所有字段。但是，在此实施例中，该训练序列字段和该两个窃取标志字段被移到靠近这两个聚合的脉冲串612与632中心的地方。时隙格式604导致位于这两个级联的脉冲串的左边缘与右边缘处的数据到训练序列的距离比在时隙格式602中的要短。在时变信道中，训练序列的这种居中可提高性能。
图6A到6C示出用于两个脉冲串的各种示例性时隙格式。还可定义带更少的、不同的、外加的字段以及可能各字段被放置在其他位置上的用于两个脉冲串的其他时隙格式。
图7A示出带一由N个脉冲串共享的训练序列、且在各脉冲串之间不带保护时段的N时隙格式700的一个实施例，其中N>2。时隙格式700的用于两个以上时隙的多时隙分配。在此实施例中，一训练序列字段和两个窃取标志字段被放置在靠近这N个脉冲串中心的地方。该训练序列字段和窃取标志字段可如图7A中所示地位于单个脉冲串内(例如，如果N是奇数值)，或可如图6C中所示地跨在两个脉冲串上(例如，如果N是偶数值)。前N–1个脉冲串可以是不具有保护时段的全脉冲串，并且最后一个脉冲串具有保护时段。第一个脉冲串可包括一位于该脉冲串的起始处的拖尾比特字段，并且最后一个脉冲串可包括一位于该脉冲串的末尾处的拖尾比特字段。一般而言，N时隙格式可包括可位于这N个脉冲串内的任何地方的各字段的任意组合。
图7B示出带全训练序列和短训练序列、且在各脉冲串之间不带保护时段的N时隙格式702的一个实施例。在此实施例中，在第一个脉冲串中包括一训练序列字段和两个窃取标志字段。在每一后续脉冲串中或仅在这些后续脉冲串里的一些中可包括一短训练序列。
在一个实施例中，为两个时隙定义2时隙格式，为三个时隙定义3时隙格式，为四个时隙定义4时隙格式，依此类推。由此可为每种可能的多时隙分配定义并使用一特定的时隙格式。接收机由此将基于所分配的时隙的数目而具有给定的多时隙传输所使用的时隙格式的知识。
一般而言，可定义各种多时隙格式用于多时隙分配中时隙的聚合。分配的时隙之间的居间斜升和斜降可被移除，由此保护时段可被移除。在一个实施例中，在多时隙传输中可发送单个训练序列，而该传输的其余主要是数据，如图6B到7B中所示。在其他实施例中，多时隙传输可包括(1)一全训练序列以及一个或多个短训练序列，(2)多个全训练序列，(3)多个短训练序列，(4)全训练序列与短训练序列的其他某种组合，或者(5)不带训练序列。在一个实施例中，在多时隙传输的起始和末尾处包括拖尾比特字段，如图6A到7B中所示。在其他实施例中，在多时隙传输期间(例如，在其中部)可包括一个或多个外加的拖尾比特字段。
诸如训练序列字段、保护时段、窃取标志字段、和拖尾比特字段等的开销字段的移除使得更多数据能在被移除的各开销字段中被发送。该外加的数据容量可被看作是物理层处带宽的增加，此增加的带宽可被用于发送更多的数据码元。还可如以下描述地利用该外加的数据容量来提高性能或增强保护。
时隙聚合是指多个时隙的组合或聚合，从而在这些时隙中发送的各脉冲串可共享训练序列并通过一些开销字段的移除来实现更高的数据效率。如图6B到7B中所示，可组合任意数目的时隙以形成一聚合的时隙。在一个实施例中，每一时隙具有156.25个码元周期的持续期。多个时隙可被聚合从而使得在最后一个脉冲串末尾处的保护时段至少有8个码元周期长。在另一个实施例中，一TDMA帧被定义为具有157、156、156、156、157、156、156和156个码元周期的8个时隙。对于这两个实施例，可跨整个聚合的时隙维持连续的码元定时，由此可避免由连贯时隙之间的0.25个码元引入的复杂度。
训练序列的移除不会使性能劣化。对于小聚合(例如，两个时隙的聚合)，新颖的时隙格式的持续期仍可在所感兴趣的相干时间内。相干时间是无线信道被认为是相对静态的时间跨度。例如，在GSM900频带中，即便是在200Km/h下，相干时间也有大约3ms，这比5个时隙要长。在更低的速度下相干时间甚至更长。因此，单个训练序列在被放置在靠近覆盖了4个或可能更多个时隙的聚合时隙中间的地方时就能够提供良好的性能。如有需要，可发送外加的一个或多个全训练序列或短训练序列以实现所需的性能。
接收机还可实现信道跟踪均衡器以提高较大聚合(例如，4个或以上时隙的聚合)的性能。该信道跟踪均衡器可基于自适应最大似然序列估计器(MLSE)、最小均方误差(LMS)和/或Kalman滤波，等等。
2.RLC/MAC的块格式
回到图3，一分组数据块包括L2报头和L2载荷。L2报头指示在被指派了用于发送该分组数据块的这些时隙的所有用户当中该分组数据块的预期接收者。EDGE支持编码方案CS1到CS4以及MC1到MC9。L2载荷携带对应于编码方案CS1到CS4以及MCS1到MCS6的一块数据、以及对应于MCS7到MCS9的两块数据。每一块被追加以12个奇偶校验比特(BCS)继之以6个‘0’拖尾比特以形成一格式化的块。这些奇偶校验比特被称为块码序列(BCS)并被用于检错。每一格式化的块被用一卷积码来编码，并被穿孔以获得具有所需数目的码比特的码块。类似地，L2报头被追加以8个奇偶校验比特继之以6个拖尾比特，用另一卷积码来编码，并被穿孔以生成编码的报头。对应于L2报头的奇偶校验位被称为报头码序列(HCS)并被用于检错。编码的报头和编码的块被复用、交织、并分段成4个输出块。为这4个输出块生成4个脉冲串，并如图3中所示地在4个连贯的TDMA帧中具有相同索引的4个时隙中发送。
图8示出在一种2时隙分配中传输两个分组数据块810。每一分组数据块810被处理以生成4个脉冲串，它们在4个时隙中被发送。一般而言，采用图8中所示的常规块格式，L个分组数据块在L个时隙的分配中被发送，其中L≥1。在每一分配的时隙中发送一个分组数据块。每一分组数据块被以相同方式处理并传送，而无论是否有任何其他分组数据块也在被发送。每一分组数据块包括一L2报头，它是降低数据效率的开销。编码的报头代表了该编码的分组数据块中很大的百分比(大约17％)被用于GSM中较低数据率的MCS1到MCS4。
在另一个方面，描述了具有较高数据效率的新颖的块格式。这些新颖的块格式支持在多时隙分配中发送数据的聚合(或者说数据块聚合)，并可被用于两个或多个时隙的分配。这些新颖的块格式可与常规的时隙格式(例如，图4中所示的正常脉冲串410)以及以上所描述的新颖的时隙格式一起使用。
图9A示出在使用图4中的正常脉冲串410的2时隙分配中发送的分组数据块910的格式。分组数据块910包括可与图8中的分组数据块810的L2报头具有相同长度和格式的L2报头。但是，由于该2时隙分配仅使用一个L2报头，因此分组数据块910的L2载荷是分组数据块810的L2载荷的两倍以上。分组数据块910被处理以生成将在4个TDMA帧中发送的4个输出块。每一输出块作为两个脉冲串在一个TDMA帧的两个时隙中被发送。
图9B示出在使用图6B中的2时隙格式602的2时隙分配中发送的分组数据块920的格式。分组数据块920包括可与图8中的分组数据块810的L2报头具有相同长度和格式的L2报头。但是，由于2时隙格式602中的两个脉冲串有较高的容量，因此分组数据块920的L2载荷大于分组数据块910的L2载荷。例如，分组数据块920可包括对应于编码方案MCS1到MCS6两块数据以及对应于MCS7到MCS9的四块数据。
图9C示出在使用图7A中的N时隙格式700的N时隙分配中发送的分组数据块930的格式。分组数据块930可被处理以生成4个输出块，它们可在4个TDMA帧中被发送。每一输出块在由N个时隙组合而成的聚合时隙中被发送。分组数据块930包括单个L2报头，并具有一是分组数据块810的L2载荷N倍以上的L2载荷。额外的数据容量源自于时隙2到N不必包括L2报头以及在N时隙格式700中这N个脉冲串具有较高的容量。
图9A到9C示出用于2时隙和N时隙分配的示例性新颖块格式。还可定义其他新颖的块格式。在一个实施例中，为两个时隙的分配定义2时隙块格式，为三个时隙的分配定义3时隙块格式，为四个时隙的分配定义4时隙格式，依此类推。在此实施例中，可为每一可能的多时隙分配使用一特定的块格式。接收机由此将基于分配的时隙的数目而具有在给定多时隙传输中发送的分组数据块的知识。
在以上所描述的各个实施例中，一分组数据块在4个TDMA帧上发送以实现时间分集。在其他实施例中，一分组数据块可在4个以下或以上的TDMA帧中发送。例如，为实现较短的传输时间间隔(TTI)，可将一分组数据块(1)分段成两个输出块并在两个TDMA帧中发送，或者(2)作为一个输出块在一个TDMA帧中发送。每一输出块可用一多时隙分配在多个时隙中发送。
3.在物理层和RLC/MAC层处的聚合
如图6A到9C中所示，在RLC/MAC处数据块的聚合可独立于在物理层处时隙/脉冲串的聚合地来执行。为仅在物理层处进行聚合，多个(K个)分组数据块可被处理以生成K组输出块。每一聚合的时隙由此可携带对应于K个分组数据块的K个输出块。为仅在RLC/MAC处进行聚合，单个分组数据块可被处理以生成多组各4个输出块。每一组输出块然后可如图9A和9B中所示地在同一索引的四个时隙中被发送。为在物理层和RLC/MAC两者处进行聚合，单个分组数据块可被处理以生成一组输出块，并且每一输出块可在由多个时隙组合而成的一聚合时隙中被发送。
本文中所描述的新颖的时隙和块格式通过减少开销来增加数据容量。有了更高的数据容量就能发送更多的数据。因此，采用这些新颖的时隙和块格式，就能实现更高的数据率和吞吐量。
这些新颖的时隙和块格式还支持更高效的编码方案，这可提供额外的增益。GSM中的截尾卷积编码与Viterbi解码一起可为小的块长(例如，最多达150比特)提供良好的性能。较大的块可使用以上描述的多时隙格式和/或多时隙块格式来发送。这些较大的块可以用更高效的码来编码，这些更高效的码有诸如Turbo码、超级码、低密度奇偶校验(LDPC)码、和/或对于较大的块(例如，150比特以上)性能优于截尾卷积码的其他一些码。例如，与制约长度K＝7的卷积码相比，4次迭代的Turbo码对于分别在2、3和4个聚合的时隙里发送的较大的分组数据块在每比特能量与总噪声之比(Eb/No)的意义上可产生大约1.5、1.8和2.0分贝(dB)的增益。
这些新颖的时隙和块格式还可与较大的BCS(例如，16比特而不是12比特)一起使用以实现提高的检错性能，与新颖的穿孔和/或编码方案一起使用以实现提高的纠错性能，或可以是两者的组合。
一种无线网络可支持常规的和新颖的时隙格式。替换地或补充地，该无线网络可支持常规的和新颖的块格式。可使用信令来指示无线网络和移动站在对这些新颖的时隙和块格式的支持方面的能力。还可使用信令来指示在使用的是常规的还是新颖的时隙格式以及是常规的还是新颖的块格式。在一个实施例中，信令可如下来执行：
·移动站在分类标记信息元中和/或MS无线电接入能力消息中信令对新颖的时隙和/或块格式的支持，这在2001年6月的题为“TechnicalSpecificationGroupGSMEDGERadioAccessNetwork；Mobileradiointerfacelayer3specification,RadioResourceControlProtocol(GSMEDGE无线电接入网络技术规范组；移动无线电接口层3规范，无线电资源控制协议)”版本1999的3GPPTS04.18中描述。
·无线网络将该移动站指派到一分组数据信道(PDCH)并在移动站支持新颖的时隙和/或块格式的情况下确定该PDCH是否对该移动站采用这些新颖的时隙和/或块格式。这允许无线网络以“传承”模式操作并对能够支持这些新颖的时隙和块格式的“新颖”的移动站使用常规的时隙和块格式。
从基站到移动台的下行链路传输以及从移动台到基站的上行链路传输可使用这些新颖的时隙和块格式。下行链路和上行链路可使用相同或不同的新颖的时隙格式。类似地，下行链路和上行链路可使用相同或不同的新颖的块格式。每一链路使用的具体的时隙和块格式可基于例如无线网络和移动站、信道状况、和/或其他因素来分别地选择。
图10示出用于以时隙聚合方式来传送数据的过程1000的一个实施例。过程1000可由发射机来执行，对于下行链路传输，发射机可以是基站，或者对于上行链路传输，发射机可以是移动站。数据块被处理(例如，编码、交织、以及分段)以获得多个输出块(块1012)。为每一输出块生成包括一训练序列的多个脉冲串，该训练序列由这多个脉冲串共享(框1014)。对应于每一输出块的这多个脉冲串在多个时隙(例如，在一个TDMA帧中的数个连贯时隙)中每一时隙一个脉冲串地被发送(框1016)。
对应于每一输出块的这多个脉冲串可根据GSM/EDGE来生成。这多个脉冲串还可用各种方式来生成。这多个脉冲串可包括带该训练序列的第一脉冲串以及不带训练序列的第二脉冲串，例如像图6B中所示那样。该训练序列还可位于靠近这多个脉冲串的中部，例如像图6C和7A中所示那样。这多个脉冲串可进一步包括至少一个短训练序列，其中每一短训练序列都短于该训练序列，例如像图7B中所示那样。例如，该训练序列可在第一个脉冲串中发送，并且每一其余脉冲串可包括一短训练序列。
这多个脉冲串在相邻脉冲串之间可不具有任何保护时段。一保护时段可跟在最后一个脉冲串之后。这多个脉冲串可包括至少一个仅具有数据和拖尾比特的脉冲串，例如像图5A、6B和7A中所示那样。这多个脉冲串可包括位于第一个脉冲串的起始处的第一拖尾比特字段以及位于最后一个脉冲串的末尾处的第二拖尾比特字段，例如像图6B到7B中所示那样。这多个脉冲串可包括至少一个窃取标志字段。
图11示出用时隙聚合来接收数据的过程1100的一个实施例。过程1100可由接收机执行，对于上行链路传输，接收机可以是基站，或者对于下行链路传输，接收机可以是移动站。对应于多个输出块中的每一个，接收到包括一训练序列的多个脉冲串，该训练序列由这多个脉冲串共享(框1112)。对应于每一输出块的这多个脉冲串是在多个时隙中每时隙中一个脉冲串地被接收的。基于对应于每一输出块的多个脉冲串中的训练序列为这多个脉冲串推导出信道估计(框1114)。用对应于每一输出块的这多个脉冲串的信道估计来为这多个脉冲串执行数据检测(例如，均衡)(框1116)。这多个脉冲串可进一步包括至少一个短训练序列。然后用对应于每一输出块的多个脉冲串中的该至少一个短训练序列来更新对应于该输出块的多个脉冲串的信道估计。
图12示出用数据块聚合来传送数据的过程1200的一个实施例。一数据块被处理(例如，编码、交织、以及分段)以获得多个输出块(框1212)。该数据块可包括指示该数据块的预期接收者的报头以及携带数据的载荷。该数据块的长度可由为该数据块分配的时隙的数目来决定。该数据块可用Turbo码、卷积码、和/或其他某种码来编码以生成编码的数据，并且该编码的数据可被分段成多个数据块。为每一输出块生成至少两个脉冲串(框1214)。对应于每一输出块的该至少两个脉冲串在一相应帧的至少两个时隙(例如，数个连贯的时隙)中每时隙中一个脉冲串地被发送(框1216)。对应于不同输出块的脉冲串在不同的帧中被发送。例如，可为该数据块获得4个输出块，并且对应于这4个输出块的各个脉冲串可在4个连贯的帧中被发送。
对应于每一输出块的多个脉冲串可(1)包括为这些脉冲串所共享的一训练序列，(2)在各相邻脉冲串之间不具有保护时段，和/或(3)包括位于第一个脉冲串的起始处的第一拖尾比特字段以及位于最后一个脉冲串的末尾处的第二拖尾比特字段。对应于每一输出块的各脉冲串还可具有不同的和/或外加的字段。
图13示出用数据块聚合来接收数据的过程1300的一个实施例。对应于多个输出块中的每一个，接收到至少两个脉冲串(框1312)。对应于不同输出块的各个脉冲串在不同帧中被接收，并且对应于每一输出块的每一脉冲串在一相应帧的一个时隙中被接收。对应于这多个输出块所接收到的各个脉冲串被处理(例如，均衡)以获得码元估计(框1314)。对于框1314，可基于对应于每一输出块的多个脉冲串中的训练序列来为这些脉冲串推导出信道估计。对应于每一输出块的这些脉冲串然后可用此信道估计来均衡以获得对应于该输出块的码元估计。这些码元估计被解码(例如，用Turbo解码器、Viterbi解码器、或其他某种解码器)以获得解码的数据块(框1316)。
本领域技术人员将可理解，信息和信号可使用各种不同技术和技艺中的任何一种来表示。例如，贯穿以上描述可能被引述的数据、指令、命令、信息、信号、比特、码元、以及码片可由电压、电流、电磁波、磁场或磁粒子、光场或光粒子、或其任意组合来表示。
本领域技术人员将进一步认识到，结合本文中公开的这些实施例描述的各种示例性逻辑图框、模块、电路、以及算法步骤可被实现为电子硬件、计算机软件、或两者的组合。为清楚地说明硬件和软件的这一可互换性，各种示例性组件、图框、模块、电路、以及步骤在以上是以其功能集的形式作一般化的描述。此类功能集是被实现为硬件还是软件取决于特定的应用以及施加于整个系统的设计约束。本领域技术人员可针对每一特定应用以不同方式实现所描述的功能集，但此类实现决策不应被解释为致使脱离本发明的范围。
结合本文中公开的这些实施例描述的各种示例性逻辑图框、模块、以及电路可用通用处理器、数字信号处理器(DSP)、专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)、或其他可编程逻辑器件、分立门或晶体管逻辑、分立硬件组件、或其设计成执行本文中所描述的功能的任意组合来实现或执行。通用处理器可以是微处理器，但在替换方案中，该处理器可以是任何常规的处理器、控制器、微控制器、或状态机。处理器还可被实现为计算设备的组合，例如DSP与微处理器的组合、多个微处理器、与DSP核心协作的一个或多个微处理器、或任何其他此类配置。
结合本文中所公开的这些实施例描述的方法或算法的步骤可直接在硬件中、在由处理器执行的软件模块中、或在这两者的组合中实施。软件模块可驻留在RAM存储器、快闪存储器、ROM存储器、EPROM存储器、EEPROM存储器、寄存器、硬盘、可移动盘、CD-ROM、或本领域中已知的任何其他形式的存储介质中。示例性存储介质被耦合到处理器以使得处理器能够从该存储介质读取信息或向其写入信息。在替换方案中，存储介质可被集成到处理器。处理器和存储介质可驻留在ASIC中。ASIC可驻留在用户终端中。在替换方案中，处理器和存储介质可作为分立组件驻留在用户终端中。
本文中包括小标题以供参考并协助定位某些章节。这些小标题并非旨在限定文中在其下所描述的概念的范围，并且这些概念在贯穿整个说明书的其他章节中可具有适用性。
提供对所公开的实施例的以上描述是为了使本领域任何技术人员皆能制作或使用本发明。对这些实施例的各种修改对于本领域技术人员将是显而易见的，并且本文中定义的普适原理可应用于其他实施例而不会脱离本发明的精神或范围。由此，本发明并非旨在被限定于本文中所示出的实施例，而是应与符合本文中所公开的原理和新颖性特征的最广义的范围一致。

Claims (23)

1.一种设备(110)，包括：
用于生成包括一训练序列的多个脉冲串的装置(120，130)，所述训练序列为所述多个脉冲串所共享，从而所述多个脉冲串包括带所述训练序列的至少一个脉冲串，并且其中所述多个脉冲串进一步包括至少一个短训练序列，每一短训练序列皆短于所述训练序列，并且其中每个带所述训练序列的脉冲串不带有所述短训练序列，并且所述多个脉冲串进一步至少包括不带训练序列的脉冲串；以及
用于在多个时隙中每时隙中一个脉冲串地发送所述多个脉冲串的装置(122，124)。
2.如权利要求1所述的设备，其特征在于，所述用于生成多个脉冲串的装置包括用于生成在各相邻脉冲串之间没有保护时段的所述多个脉冲串的装置。
3.如权利要求1所述的设备，其特征在于，所述用于生成多个脉冲串的装置包括生成至少一个仅具有数据和拖尾比特的脉冲串。
4.如权利要求1所述的设备，其特征在于，所述用于生成多个脉冲串的装置包括用于根据全球移动通信系统(GSM)和增强数据率全球演进(EDGE)来生成所述多个脉冲串的装置。
5.如权利要求1所述的设备，还包括：
至少一个处理器(120，130)，配置成实现所述用于生成多个脉冲串的装置和所述用于发送多个脉冲串的装置；以及
耦合到所述至少一个处理器的存储器。
6.如权利要求5所述的设备，其特征在于，所述多个脉冲串包括带所述训练序列的第一个脉冲串以及不带训练序列的第二个脉冲串。
7.如权利要求5所述的设备，其特征在于，所述训练序列位于靠近所述多个脉冲串的中部的地方。
8.如权利要求5所述的设备，其特征在于，所述训练序列是在所述多个脉冲串中的第一个脉冲串中发送的，并且其中每一其余脉冲串皆包括一短于所述训练序列的短训练序列。
9.如权利要求5所述的设备，其特征在于，所述多个脉冲串在各相邻脉冲串之间不具有保护时段。
10.如权利要求5所述的设备，其特征在于，有一保护时段跟在所述多个脉冲串中的最后一个脉冲串之后。
11.如权利要求5所述的设备，其特征在于，所述多个脉冲串包括至少一个仅具有数据和拖尾比特的脉冲串。
12.如权利要求5所述的设备，其特征在于，所述多个脉冲串进一步包括位于所述多个脉冲串当中的第一个脉冲串的起始处的第一拖尾比特字段以及最后一个脉冲串的末尾处的第二拖尾比特字段。
13.如权利要求5所述的设备，其特征在于，所述多个脉冲串进一步包括至少一个窃取标志字段。
14.如权利要求5所述的设备，其特征在于，所述多个脉冲串在一帧的数个连贯的时隙中发送。
15.如权利要求5所述的设备，其特征在于，所述至少一个处理器处理一数据块以获得多个输出块，并为所述多个输出块中的每一个生成所述多个脉冲串。
16.如权利要求5所述的设备，其特征在于，所述至少一个处理器根据全球移动通信系统(GSM)和增强数据率全球演进(EDGE)来生成所述多个脉冲串。
17.一种方法，包括：
生成(1014)包括一训练序列的多个脉冲串，所述训练序列为所述多个脉冲串所共享，从而所述多个脉冲串包括带所述训练序列的至少一个脉冲串，并且其中所述多个脉冲串进一步包括至少一个短训练序列，每一短训练序列皆短于所述训练序列，并且其中每个带所述训练序列的脉冲串不带有所述短训练序列，并且所述多个脉冲串进一步至少包括不带训练序列的脉冲串；以及
在多个时隙中每时隙中一个脉冲串地发送(1016)所述多个脉冲串。
18.如权利要求17所述的方法，其特征在于，所述生成多个脉冲串包括生成在各相邻脉冲串之间没有保护时段的所述多个脉冲串。
19.如权利要求17所述的方法，其特征在于，所述生成多个脉冲串包括生成至少一个仅具有数据和拖尾比特的脉冲串。
20.如权利要求17所述的方法，其特征在于，所述生成多个脉冲串包括根据全球移动通信系统(GSM)和增强数据率全球演进(EDGE)来生成所述多个脉冲串。
21.一种装置(150)，包括：
至少一个处理器(160，170)，配置成接收包括一训练序列的多个脉冲串，所述训练序列为所述多个脉冲串所共享，从而所述多个脉冲串包括带所述训练序列的至少一个脉冲串，基于所述训练序列来推导出信道估计，以及用所述信道估计来对所述多个脉冲串执行数据检测，其中所述多个脉冲串是在多个时隙中每时隙中一个脉冲串地被接收的，并且其中所述多个脉冲串进一步包括至少一个短训练序列，每一短训练序列皆短于所述训练序列，并且其中每个带所述训练序列的脉冲串不带有所述短训练序列，并且其中所述至少一个处理器用所述至少一个短训练序列更新所述信道估计，并且所述多个脉冲串进一步至少包括不带训练序列的脉冲串；以及；
耦合到所述至少一个处理器的存储器。
22.一种方法，包括：
接收(1112)包括一训练序列的多个脉冲串，所述训练序列为所述多个脉冲串所共享，从而所述多个脉冲串包括带所述训练序列的至少一个脉冲串，其中所述多个脉冲串是在多个时隙中每时隙中一个脉冲串地被接收的，并且其中所述多个脉冲串进一步包括至少一个短训练序列，每一短训练序列皆短于所述训练序列，并且其中每个带所述训练序列的脉冲串不带有所述短训练序列，并且所述多个脉冲串进一步至少包括不带训练序列的脉冲串；
基于所述训练序列来推导出(1114)信道估计；
用所述至少一个短训练序列更新所述信道估计；以及
用所述信道估计来对所述多个脉冲串执行(1116)数据检测。
23.一种计算机可读存储介质，包括用于使计算机或处理器执行根据权利要求17-20、22中任一权利要求的方法步骤。
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