CN1153380C - 用中断阶段法进行数据传输 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及通信系统中，特别是CDMA移动无线通信系统中，数据传输的方法；此方法系将数据构成帧(1，4，5)进行传输，传输中，发射台发射数据的方式是，在一个或多个中断阶段(2)期间，接收数据的接收台能够中断接收数据的接收和/或数据处理，去执行其它功能，特别是经接收装置执行测量任务。本发明的任务是在尽可能好的数据传输质量条件下允许中断阶段(2)。为此建议，单一的过往的中断阶段(2)经至少二个相继框架(4，5)的至少分节段而伸展。

Description

用中断阶段法进行数据传输
技术领域
本发明涉及通信系统中，特别是CDMA移动无线通信系统中的数据传输方法。
背景技术
在通信系统中，数据(例如：语音数据、图像数据或系统数据)是经发射台和接收台之间的传输线路进行传输的。在无线通信系统中，这种传输是用电磁波经空气接口或无线接口进行的。这里使用的是载频，此载频设定在当时系统设定的频带内。在GSM全球移动通信系统中，载频位于900MHz范围内。在将来的无线通信系统中，例如在UMTS(Universal MobileTelecommunication System)或其它第三代系统中，频率设定在200OMHz频带内。
特别是在蜂窝结构型的移动无线通信系统的下行方向中，也即从基站到移动站的方向中，基本上是从发射台连续发射的。发射时传输的数据通常呈帧结构，具有设定的长度。尤其在不同的服务中，例如语音数据传输和视频数据传输，帧则有不同的结构和长度。然而，在一连串的帧中每个帧的结构和/或长度都是预先设定和/或由接收台识别的。两个相继的帧之间的界限在任何情况下都是明确定义的。
在发射台和接收台之间基本上连续进行发射的通信系统中，接收台有时也必须执行除作为数据接收之外的其它功能，即至少在只有一个接收装置运行时不能同时执行的其它功能。尤其是蜂窝结构的移动无线通信系统中，不同蜂窝的基站以不同的频率发射，其移动站必须随时进行检测，以测定它能否以高接收质量接收来自其它基站的无线信号。为此，移动站须将它的接收装置调在不同于当前接收数据的另一频率上。为了能够不间断地从基站向移动站进行发射，有人建议，在移动站上安装第二台接收设备。然而，由于成本上的原因，这个方案实际上往往被拒绝。
从事制定第三代未来无线通信系统标准的Alpha方案组(Concept GroupAlpha)发表了另一个建议。详见1997年11月17至21日，芬兰，赫尔辛基发布的文件ETSI SMG II UMTS Ad Hoc Tdoc SMG IIUMPS 111/97，评价文件2.0(短评文件)，第一部分：系统说明，特性评估，2.6.5章切换；文件称：发射台在设定的时间中断发射，以便使接收台经过它唯一的接收装置寻找邻近的信道。为了避免数据损失，基站(发射台)首先用高于通常稳定的持续发射速率的发射速率发射数据。为了不致导致更高的位差错率(BER)，在此期间必须另行提高发射功率。但是随着发射功率的提高，特别是在其它用户利用通信系统的情况下，干扰效应必然加大，这将导致更高的位差错率。所以人们致力于尽量选择小的数据压缩和少提高发射功率，并通过延伸至较长的时间空间，例如多个相互联接的帧的发射时间空间，去进行发射。发射中，经延伸的时间空间以提高的发射速率发射的数据被共同编码和相互重叠。其结果是，当重叠期间的全部数据都进入接收装置之后，这些所谓的重叠期间的数据才能完全被解码。这会产生相应的延时，此延时不是在所有应用中，尤其不是在语音传输中所能容忍的。
评价文件还介绍了另一种可能，即如何通过改变发射参数来实现中断阶段。大家知道，数据是带有冗余因数冗余发射的，也就是说，在数字数据传输中，传输的位多于数据编码所必需的位，借此尤其可保证足够的传输质量。已提出建议，降低中断阶段前发射的数据的冗余因数，这里如也在前面叙述的建议中，紧接在中断阶段前的帧的数据传输速率或紧接在中断阶段之前的重叠期间的平均数据传输速率与也在其它情况下应用的数据传输速率相同。由于冗余因数降低程度的关系，这个建议导致的也是很坏的接收质量和/或已接收数据解码时更大的延时。
众所周知，在周期性重复的中断阶段期间，数据的发射是要中断的。中断阶段重复出现的频率和中断阶段的长度都与当时的系统和系统当时的运行状态相关。例如，在蜂窝结构的无线通信系统中，长度各为5至6ms的中断阶段用于移动站寻找邻近信道就足够了。在具有HCS(Hierarchic CellStructure系统蜂窝结构)的系统中，中断阶段约为每100ms出现一次就够了。
发明内容
本发明的任务是给出上述类型的数据传输的一种方法，在接收台对已接收的数据进行分析评估时产生可接受的延时条件下，此方法允许一个或多个中断阶段，并应对通信系统数据传输的质量产生尽可能少的损害。
根据本发明，用于在通信系统中，特别是CDMA移动无线通信系统中，数据传输的方法，其中，所述数据组织成帧进行传输，并且，在传输中，发射台如比发射数据，在一个或多个中断阶段期间中断接收和/或已接收数据的处理，从而使接收数据的接收台有可能执行其它功能，特别是通过接收装置执行测量任务，其特征在于，至少一个单一的连贯的中断阶段在至少二个相继帧的至少若干分节段上伸展。
本发明还包括基于上述方法的有益的扩展，以及执行上述方法所使用的发射台和接收台。
本发明的核心思想是：至少一个单个的连贯的中断阶段延伸到至少两个相继帧的至少部分节段上。所谓帧的节段系指中断阶段的某个时间段，在这个时间段里，例如，由于中断阶段之前和/或之后接收的数据被压缩，所以必然没有数据可接收。之前和/或之后接收的数据其质量足以满足传输的要求。尤其是如果用于实际数据传输的帧具有固定设定的发射时间，和/或如果在一连串的帧中设定了一串赋给帧的发射时间段，则帧间的时间界限已单义设定。但是，本发明不局限于对相继帧已设定时间界限的通信系统。例如可以用数据信头信息和/或专用的信令位识别某个帧内实际已经发射的数据结束和/或起始。
本发明的主要优点是，每个帧中的节段也即中断阶段的分段能够保持短小，从而使由于传输干扰而使冗余发射的数据的不接收概率很低。
本发明的另一优点是，数据的压缩可分布在中断阶段前或中断阶段后的时间段。这样，例如在中断阶段长度相同的情况下，压缩因数则小于当前技术，此时，尽管压缩延伸至更长的时间段，在对相互倒置的数据进行分析评估时，仍可避免较长的延时。
在至少两个相继帧中的中断阶段在帧的节段上伸展，这些节段的选择要根据相继帧的结构和构造以及中断阶段所需的长度进行。至少是一个中断阶段最好经第一个帧和第二个帧之间的界限而伸展，这里，在中断阶段前的第一个帧中和中断阶段后的第二个帧中进行数据的接收和/或处理，这就是说，中断阶段只在第一帧和第二帧的一个分节段上伸展。在每个帧具有设定的固定数据传输速率的通信系统中，总体来说，中断阶段可以等于或者大于帧的长度，然而其中只有中断阶段之前或之后的第一个和第二个帧的各一分节段的数据必须与其它数据一起压缩发射。
在另一扩展中，数据用基本恒定的持续发射速率发射，其中，至少是直接在至少一个中断阶段之前或之后接收的数据各是用比持续发射速率较高的发射速率发射的。作为另一选择或补充，数据用一种基本恒定的标准冗余因数进行冗余发射，其中，至少是在至少一个中断阶段之前或之后立即接收的数据各用比标准冗余因数低的冗余因数发射。特别是在传输语音数据时，在至少一个中断阶段之前或之后立即接收的数据最好各只在单个帧的界限内用当时较高的发射速率和/或用当时较低的冗余因数发射。
在通信系统中，数据经具有设定的基本固定重叠长度的重叠间隔与当时此前和/或之后应传输的数据共同编码、相互重叠进行发射，在这种通信系统中，直接在至少一个中断阶段之前和之后接收的数据，最好各经小于一个重叠长度的长度用当时较高的发射速率和/或用当时较低的冗余因数进行发射。重叠长度可小于、等于或大于帧的长度。
在特别优化的实施方案中，直接在至少一个中断阶段之前和之后接收的数据用同样较高的发射速率和/或用同样较低的冗余因数发射。这样，中断阶段前和后的压缩因数则相等，从而由于发射功率较高而能够大大地限制乃至避免干扰效应。
特别是在至少一个中断阶段位于二个相同长度、前后相继的帧中的通信系统中，该至少一个中断阶段优先是在二个相继帧的大小相同的分节段上伸展。
已知道，在多个中断阶段期间，通信系统中接收台中断数据的接收和/或处理。例如，在保持重复的时间间距内，中断阶段能够分布在至少一个超级复帧内，此复帧包含用于数据传输的大量单个帧，和/或这些中断阶段能够分别重复地在多个复帧之一的相同位置上伸展，它们各包含设定数量的单个帧。尤其是，在这种系统中，所有这些中断阶段都是本发明的中断阶段，这些中断阶段在至少二个相继帧的至少若干分节段上伸展。
附图说明
借助附图进一步说明本发明的二个实施例。本发明当然不局限于这些实施例。各图表示：
图1，以低延时进行传输服务时中断阶段的第一个实施例，和
图2，以在许多帧上伸展的延时或倒置时间进行服务时，具有中断数据传输的第二实施例。
具体实施方式
图1表示以低延时进行服务的帧结构，特别是在UMTS(Universal MobileTelecommunication System通用移动通信系统)中进行的语音传输的帧结构；在这种结构中，通常在一个复帧内包含12个用于数据传输的单个帧1。各单个帧1各具有发射长度(Tf)10ms，这样，该复帧共有发射长度Ts 120ms。各第5个和第6个单个帧1具有一个共同的重叠在它们的帧界限3之上的中断阶段2，此中断阶段2的长度为Ti。长度Ti例如为6ms。中断阶段2之前开始的第一个帧4的分节段和中断阶段2后结束的第二个帧5的分节段二者的长度相等或大小相等。
在图1所示的实施例中传输的是语音数据，以致在对接收台接收的数据进行分析处理时，可接受的最大延时为10ms，也即一个帧长Tf。此时，一个帧内的数据相互频率置乱，也就是说，它们共同编码、相互重叠而发射。在实施例中，这样提高第一个帧4的发射速率和第二个帧5的发射速率：将与在未压缩的帧1内经帧长Tf发射的数量相等的应发射的信息在时间范围Tc＝Tf-Ti/2内发射。在当前技术中，整个中断阶段位于一个帧内，与此当前技术比较，发射速率的提高将大为降低，约低1个因数2。在以低延时到达或进入的中断阶段2期间，接收台的数据接收中断，并经接收装置查找相邻信道，查找的方法是接收台试着将接收装置调到相邻信道上。
图2是用延时或频率置乱时间进行服务的帧结构，此时间在许多帧上伸展。各单个相继的帧1组成图中没画出各具有许多单个帧1的复帧。复帧各有发射长度120ms。图2所示的例子中，频率置乱间隔或重叠间隔在各4个单个帧上伸展。最佳的方法是频率置乱平滑地进行，也即，将要传输的数据平滑地与各之前和各之后将要传输的数据共同编码，并相互重叠。图2所示的对重叠长度T1的各个重叠间隔的分立的编排，仅仅是示意性的，是为了理解重叠间隔的中点和结束。示意性图示仅仅用于对受中断阶段12制约的数据压缩的说明。
中断阶段12在两个单个帧之间的界限3上伸展。将要被传输的数据用基本恒定的标准冗余因数进行冗余发射。为了数据传输速率也在中断阶段12的范围内在整个图示的重叠长度T1内的时间平均值能保持恒定，数据各经界限3之前和之后长度T1的重叠间隔用较低的冗余因数发射。图示的帧的高度相当于图1所示的瞬时的传输速率。例如，用这种方法可将中断阶段12用于按照GSM标准的FCCH(Frequency Correction Channel频率校正信道)的检波、和相邻发射台SCH(Synchronisation Channel同步信道)的检波，或用于在UMTS内与相邻信道同步。中断阶段12的长度例如为5ms。

Claims (13)

1.一种数据传输的方法，用于在通信系统中，特别是CDMA移动无线通信系统中，其中，所述数据组织成帧(1，4，5)进行传输，并且，在传输中，发射台如此发射数据，在一个或多个中断阶段(2，12)期间中断接收和/或已接收数据的处理，从而使接收数据的接收台能够执行其它功能，包括通过接收装置执行测量任务，
其特征在于，
至少一个单一的连贯的中断阶段(2，12)在至少二个相继帧(4，5)的至少若干分节段上伸展。
2.如权利要求1所述的方法，
其特征在于，
所述至少一个中断阶段(2，12)在第一帧(4)和第二帧(5)之间的界限(3)上伸展，其中，数据在中断阶段(2，12)前的第一帧(4)中和在中断阶段(2，12)后的第二帧(5)中被发射。
3.如权利要求1或2所述的方法，
其特征在于，
所述数据是用恒定的持续发射速率发射的，
其中，至少是在至少一个中断阶段(2)之前和之后接收的所述数据各用比持续发射速率高的发射速率发射。
4.如权利要求1或2所述的方法，
其特征在于，
所述数据用恒定的标准冗余因数进行冗余发射，
其中，至少是在至少一个中断阶段(12)之前和之后接收的所述数据用比标准冗余因数低的冗余因数进行发射。
5.如权利要求4所述的方法，
其特征在于，
在至少一个中断阶段(2)之前和之后接收的所述数据各仅在一个单一的帧(4，5)的界限内用当时较高的发射速率和/或用当时较低的冗余因数进行发射。
6.如权利要求5所述的方法，
其特征在于，
所述数据经具有固定设定的重叠长度(T1)的重叠间隔与在之前和/或之后的情况下应传输的数据共同编码、相互重叠进行发射，
其中，在至少一个中断阶段(12)之前和之后接收的所述数据各经少于一个重叠长度(T1)用当时较高的发射速率和/或用当时较低的冗余因数进行发射。
7.如权利要求5或6所述的方法，
其特征在于，
在至少一个中断阶段(2，12)之前和之后接收的所述数据用相同较高的发射速率和/或相同较低的冗余因数进行发射。
8.如权利要求1、2、5和6之一所述的方法，
其特征在于，
至少一个中断阶段(2，12)在二个相继的帧(4，5)的同样大小的分节段上伸展。
9.如权利要求8所述的方法，
其特征在于，
在多个所述单一的连贯的中断阶段期间，接收台中止接收数据和/或中止数据处理，
其中，在持续地重复出现的时间间隔中的中断阶段分布在至少一个组编的复帧内，该复帧包含多个所述帧。
10.如权要求1、2、5和6之一所述的方法，
其特征在于，
在多个所述单一的连贯的中断阶段(2)期间，接收台中断数据的接收和/或处理，
其中，在每一个所述中断阶段期间，所述中断阶段(2)在多个复帧之一的相同位置反复伸展，该复帧通常包含一个预定数量的帧。
11.如权要求10所述的方法，
其特征在于，
所述发射台中断数据发射的方法为，在至少一个中断阶段(2，12)期间，从发射台发射的数据没有到达接收台。
12.用于执行权利要求1至11之一的方法的接收台，其中，所述接收台是这样设置的：在帧(1，4，5)中构成的并且向接收台传输的数据的接收和/或处理可在一个或多个中断阶段(2，12)中中断，其中，至少一个单一的连贯的中断阶段(2，12)在至少二个相继帧(4，5)的分节段上伸展。
13.用于执行权利要求1至11之一的方法的发射台，其中，所述发射台是这样设置的：在帧(1，4，5)中构成的数据是用这样的方法发射，即在至少一个单一的连贯的中断阶段(2，12)期间，中断阶段在至少两个相继帧(4，5)的至少若干分节段上伸展，从而使接收数据的接收台能够中断数据的接收和/或处理。
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