CN1158806C - 智能分组重发方案 - Google Patents

Abstract

为了在面向无线分组的传输系统中实现无线链路信道利用的改善，数据分组分别在传输装置(10)和移动单元(14)之间发送。然后确定传输装置(10)和移动单元(14)之间的数据分组传输是否已经成功实现。此时，一旦确定数据分组的传输没有成功而且数据分组的进一步重发估计也不成功，就将传输信道(16)重新指定给另一个移动单元(14)。

Description

智能分组重发方案

技术领域

本发明涉及智能分组重发方案，更具体地涉及意在改进所谓衰落现象占优势的环境中利用无线链路的智能分组重发方案。

技术背景

这种在无线通信系统中发送数据分组的传输装置、移动单元和方法从EP 0 794 631 A2中可以了解，其中描述了无线数据通信的差错控制方法和装置。具体而言，EP 0 794 631 A2揭示了在数字移动通信系统中无线数据传输的差错控制方法，包括在数据通信过程中得到包括接收机侧传输差错信息在内的统计信息的步骤，以及基于所得的统计信息确定此时传输路径条件下最佳的差错控制策略及/或差错控制策略的至少一个参数值的步骤，以及在数据通信过程中使用确定的差错控制策略及/或差错控制的至少一个参数的步骤。

此外，在US-A-4,939,731中，描述了一种包括多个无线站的数据传输系统。每个无线站包括带有编码/解码装置的收发机，用于发送/接收数据。数据信号作为数据分组发送，包括用纠错码编码的一个或多个数据块。每个无线站设计为：当收到不能纠正的错误时，自动发出重发数据分组的请求。当预定数据传输间隔上接收数据分组中的错误率高于预定量时，系统设计为自动减少每个数据分组中的数据传输率，及/或改变信道频率。

在无线通信系统中，无线电波作为电磁EM行波通过空间传播。信号能量以电场E和磁场H的形式存在。电磁场随时间正弦变化。两个场总是同时存在，因为电场的改变产生磁场而且磁场的改变产生电场。因此，存在从一个场到另一个的连续能量流。

无线电波从不同方向带有不同时延地到达无线通信系统中的移动站。在接收机天线中通过矢量相加合并，所得的信号具有或大或小的幅度，根据合并的输入电波彼此加强还是彼此抵消而定。因此，一个位置上的接收机所得到的信号强度比仅在很短距离以外的一个类似接收机相差几十dB。当移动站从一个位置移动到另一个时，各个输入电波之间的相位关系也可能改变。因此，基本上存在幅度和相位波动，即信号受到衰落的影响。也应该注意的是每当存在移动站的相对移动，接收信号中也就有多普勒频移。

在移动无线电话情况下，衰落和多普勒频移由于接收机通过空间变化的场而出现。此外，也由于无线电波散射物体的运动，例如轿车、卡车、植被等。因此，多径传播的影响是产生幅度随着位置快速变化的接收信号。此外，在UHF以及更高的频率，即使移动装置或手机没有运动，散射物体的运动也会引起衰落的出现。

图19说明了移动无线信号整个的衰落特性。这里，本地多径引起的快速波动称为快衰落或瑞利衰落。

图20表示这种衰落现象的基本机制。随着移动电话越来越普及，特别是城市中的用户密度持续增加。因此，在这种环境中使用移动站，产生了上述幅度和相位波动。如图20所示，无线电波从不同方向到达，使信号从发射天线T到接收天线R走了一条以上的路径。信号不是从发射天线直接接收的，而是从例如建筑物B1到B6反射的其它方向上来的。总的来说，信号通过这些建筑物B1到B6的几个反射到达移动站MS。

这意味着接收信号是很多相同的但是(例如)只有相位不同、或在某种程度上幅度也不同的信号的和。这最终意味着相同信号的和趋于非常接近0，而且信号强度也非常接近0，最差情况的衰落波谷。

如图21所示，另一类衰落源于阴影效应，即移动站在有障碍的环境中使用。根据图21，在移动站的发射天线T和接收天线R之间存在山H和建筑物B，因此接收信号在强度上减弱了。

阴影效应引起的衰落称为对数正态衰落，因为信号强度的对数在某个均值附近取正态分布的形式。通常，两个最小值或衰落波谷之间的距离大概是10到20米。与对数正态衰落非常相关的衰落效应是所谓莱斯衰落。具体而言，在发射天线T和接收天线R之间依赖自由视线传播的系统中视线被阻碍时会出现这种效应。在这种情况下，当视线被阻挡时信号强度会大大降低而且接收天线只收到反射信号。

此外，根据图19，随着距离信号强度降低的第三种现象是路径损耗，当接收信号由于发射天线T和接收天线R之间的距离增加而越来越弱时出现。频率越高，衰减越大。

最后，如图22所示，数据分组的传输导致了时间色散现象。时间色散也起源于反射，但是与多径衰落的反射信号相反，来自与接收天线R相距很远的物体，即公里量级。时间色散导致符号间干扰，即连续的符号彼此干扰，在接收机侧很难判断检测出的是哪个实际符号。

由于反射信号来自很远的物体，而不是单个脉冲，因此可能收到多个与长距离以及有关延迟时间关联的独立脉冲。因此假如从发射天线发送序列1、0，如图22所示，在反射信号比直接信号的到达恰好晚1比特时间情况下，接收天线在从直射波检测到0值的同时会检测到反射信号的1值，这样两个符号就会干扰。

正如上面所概述的，所有无线系统必须对付无线链路不可靠的特性。单个比特或一串比特的损耗属于无线链路的正常特点。而且，信息丢失是由于信号强度变化引起的，即当信号强度降到某个门限以下时使通信变得不可能。

为了克服信号强度变化的问题，在不同协议层使用了很多机制。这些机制有，例如，前向纠错、功率控制、跳频以及重发。

根据本发明，特别考虑了数据丢失情况下的重发问题及其机制的改善。这里对发射数据添加冗余，以使接收一侧能够检测传输错误。所确定的冗余量使比特错误的检测能够进行，但是不能纠正。在接收机检测到这种比特错误时，它请求相应数据的发送再来一次。这通常是通过发送到发送者的否定应答来实现的。此外，应答必须在不可靠的无线链路上为每个发送数据项发送。这些应答可以放在一起确认多个数据项，或每个数据项单独确认。

发送应答的恰当方式根据附加的信令信息量以及必须考虑的端用户经历的延迟来决定。一旦规定了重发方案中的应答，每个数据丢失就用同一方式处理，不管干扰的类型是什么。甚至更差的是，没有超过某个门限的数据根本不被处理，因为干扰持续时间太长时完整的连接已经丢失了。

发明内容

考虑到上述情况，发明的目的是为改进面向无线分组的传输系统中多用户接入的无线链路信道的利用。

根据发明的一个方面，这个目的分别通过具有权利要求1、7和18特征的无线通信系统的传输装置来实现。

本发明的一个重要优点是通过区分无线链路的不同干扰，提供了在必须对付衰落现象的环境中改进无线数据链路利用的机制。因此，可以实现不同衰落效应影响重发方案，因为重发方案依赖于干扰类型及其原因。

本发明的另一个好处是不限制特定的无线通信系统，可以用于任何以数据包形式发送数据的系统，给出的例子是GPRS GeneralPacket Radio Service System(通用分组无线业务系统)或ATM无线通信系统。

此外，本发明的好处随着传输速率的增加而增长，因为检测到长时间干扰的情况下让其它用户使用无线链路资源能够增加传递的数据量。

总的来说，根据本发明，重发尝试只是在存在成功机会的情况下进行。

而且，根据本发明的另一个方面，这个目标是通过根据权利要求31的无线通信系统的移动单元来实现的。

因此，根据本发明的移动单元适配于考虑干扰可能出现在移动单元到各个传输装置的无线信道链路上，而且有关干扰类型的信息可以很容易地从移动单元接收的信号得到。

因此，不同的干扰，即瑞利衰落、对数正态衰落、路径损耗衰落等可以在移动单元中归类。根据本发明，建议向有关的传输装置重发有关干扰类型的信息，因此可以避免任何不成功的数据分组传输尝试。

由于移动单元发送的应答消息已经包含将干扰类型归类的信息，因此可以立即重新指定传输装置内的传输信道，不进行更多的传输尝试。而且，使用根据本发明的移动单元可以用对这些干扰现象的改进监视预防各种干扰现象。而且，使用有关干扰的与位置有关信息，可以改善使用匮乏的无线资源。

本发明提供了一种无线通信系统的传输装置，包括：

a)  发送及接收装置(12)，向(并从)通过至少一条无线信道连接到传输装置的至少一个漫游移动单元(14)发送数据分组，

b)  传输监视装置(18)，确定发送及接收装置(12)和移动单元(14)之间是否已经成功实现了传输，

其特征在于包括：

c)传输信道分配装置(20)，当传输监视装置(18)确定了差错传输而且数据分组的重传被传输监视装置(18)评价为不成功时，适配于将传输信道重分配给另一个移动单元(14)；和

信道状态表(22)，避免重新分配到目前已经阻塞的传输信道；

传输表(24)，在其操作过程中识别将用于传输的下一条信道。

本发明还提供了一种无线通信系统的移动单元，包括：

a)第二发送及接收装置(26)，分别向/自传输装置(10)发送数据分组，

b)信号跟踪装置(28)，跟踪第二发送及接收装置(26)接收的信号电平，

其特征在于

c)传输分析装置(30)，适配于识别第二接收及发送装置(26)接收信号的干扰，并确定干扰的量。

d)应答建立装置(32)，适配与针对传输分析装置输出的干扰类别以及量建立应答，并通过第二接收及发送装置(26)发送出现干扰的应答。

本发明还提供了一种在无线通信系统中发送数据分组的方法，包括如下步骤：

a)分别在传输装置(10)和移动单元(14)之间发送数据分组，

b)确定传输装置和移动单元之间的数据分组传输是否成功实现，并且

以如下步骤为特征：

c)当确定数据分组的传输没有成功而且数据分组的进一步重传估计也不会成功时，将传输信道重新指定给另一个移动单元(14)。

29.根据权利要求28的移动单元，其特征在于，在传输装置(10)和移动单元(14)之间连续传输同一数据分组，直到经过预定时间为止，表明其间的无线信道上存在长时干扰。

附图说明

针对附图描述发明的优选实施例，其中：

图1表示根据本发明的传输装置的示意图；

图2表示根据本发明的无线通信系统内所用的移动单元的示意图；

图3表示与无线通信系统中的无线信道有关的角度几何形状以及衰落现象的分析；

图4表示短时衰落的瑞利分布；

图5分别表示100MHz和300MHz频率处一个组成区域中接收场的模型；

图6表示根据瑞利衰落，在时间上幅度变化的例子；

图7表示根据长时衰落现象的对数正态分布；

图8表示按照Okumura的城市区域中相对自由空间的基本路径损耗；

图9表示作为范围函数的城市区域中基站高度/增益因子；

图10表示作为频率和城市化函数的城市区域中的移动站天线高度/增益因子；

图11表示根据本发明的重发方案的基本流图；

图12表示GSM通用分组无线业务GPRS参考模型；

图13表示图12中说明的GSM通用分组无线业务GPRS内的一般路由选择情况；

图14表示注册过程，作为根据发明的数据分组传输的GPRS移动管理的一个例子；

图15表示GPRS路由选择更新过程，作为根据本发明的数据分组传输的GPRS移动管理的另一个例子；

图16表示本发明的一个实施例，根据它移动站得到与位置有关数据，计算成功传输的机会，而不进行重复的重传尝试；

图17表示有线ATM网络的高层框图；

图18表示根据本发明使用重发机制的ATM无线通信系统；

图19表示信号电平与发射天线距离的图；

图20表示出现瑞利衰落的典型环境；

图21表示出现对数正态衰落的典型环境；

图22表示单个脉冲最初发射时的时间色散现象；以及时间色散出现的典型环境。

具体实施方式

下面将描述发明的重发方案的不同方面及其应用：

首先，将描述适于所发明的重发方案使用的最通用形式的传输装置。其次，本发明的另一个方面涉及在无线通信网中漫游的移动单元并适配于建立应答消息，向有关传输装置表明干扰类型。因此当移动已经包含了有关可能干扰的信息时可以避免传输装置中的任何重发。第三，所发明的重发机制在GSM通用分组无线业务GPRS无线通信网中的不同应用情况将考虑不同的通信情况(即分别为数据传递和移动管理)来讨论。第四，将针对特定的例子描述发明的重发机制以及根据发明的第一及第二方面的传输装置和移动单元在ATM无线通信网中的应用。

图1表示根据有关发明第一方面的传输装置10的示意图。这里传输装置10包括发送及接收单元12，向通过无线链路16连接到传输装置10的至少一个漫游移动单元发送并接收数据分组。此外，传输装置10包括连接到发送及接收单元12输出的传输监视单元18，确定发送及接收单元12和移动单元14之间的传输是否成功实现。传输信道分配单元20连接到传输监视装置18并用于改变传输装置10和移动单元14之间的无线信道分配。此外，传输信道分配单元20分别连接到信道状态单元22和表，以及请求表单元24。信道状态表单元22的功能是存储传输装置10所支持的无线链路的状态，例如可用或阻塞。而且请求表单元24用于分别管理移动单元14对上行链路和下行链路无线信道的请求。

下面，将描述根据本发明的传输装置10的功能。为此，可以假设数据分组传输的无线链路信道在(例如)移动单元14-1和发送及接收单元12之间建立。在正常操作过程中，数据分组连续地在移动单元14-1和发送及接收单元12之间发送，而传输监视单元18等待应答，如图11所示。具体来说，传输监视单元18连续地确定数据分组传输是否成功。如果不成功，传输监视单元18进一步确定同一数据分组成功重发的机会。这种评估的例子是：在几次重发之后，假设任何进一步的尝试不会成功，因此任何附加的传输尝试将导致更多的无线资源浪费。在这种情况下，传输监视单元18将激活传输信道分配单元20，将通信路径分别切换到另一个移动单元14-2，...，14-n以及无线信道。

如图1所示，实现这种重分配的几种方式都是可能的。直接的方法是顺序扫描无线链路信道16-1、16-2、...、16-N。另一种选择是将传输信道分配单元20另外连接到通用状态表单元22，以避免重新分配到目前被阻塞的无线信道。该原因可能是移动单元14(例如)目前处于待机方式，因此不能使用或专用无线信道预留给其它应用。

如图1所示，给每个移动单元14分配了队列λ1、λ2、...、λN，在移动单元一侧分别存储上行链路和下行链路信道请求。此外，当移动单元14没有与发送及接收单元12通信时，它可以将不同队列中的通信请求馈入传输装置10的请求表单元24中。这样可以在移动单元14和传输装置10之间实现进一步的通信加速，因为传输信道分配单元20可以选择下一次将要连接的移动单元14，方法是或者直接跳过没有请求的移动单元、或者使用指定给不同请求的优先权以避免高优先权通信请求的任何延迟。

因为上面已经概述了根据本发明的第一方面基于：重复数据分组传输，直到确定在上一次传输尝试过去以后的一个预定时间内没有更多的重发会成功。在典型的例子中，干扰不是由短时瑞利衰落效应引起的，而是由持续较长的对数正态衰落效应引起的。当数据分组在比预定时间段(例如20毫秒)长的时间内不能发送时，传输监视单元18就假设该效应会持续得更长，例如100毫秒，因此将干扰归类为对数正态衰落。当传输监视单元18在20毫秒过后启动传输信道分配单元20时，其余的80毫秒可用于其它的重发尝试，因此相当大地改进了传输装置10的传输性能。为了实现根据发明的这个第一方面，需要移动单元14接收的应答在较短时间间隔内发送，因为干扰持续(例如)每10毫秒。这种情况下的另一个先决条件是数据分组比较小，例如ATM无线通信系统中53字节的ATM信元。

从上面可以看出，本发明的第一方面涉及传输装置10只从移动单元14接收标准应答消息而不是有关传输装置10和移动单元14之间无线链路质量的任何特定信息的情况。因此，必须将发送至少重复几次以便确定重发尝试的成功性。

根据本发明的第二方面，建议通过给移动单元提供包含有关无线链路质量信息的输出应答消息避免这种尝试。这里当然应该注意这种信息通常只能在移动单元14一侧得到，因为只有在这里无线传输的实际接收条件才能被检查。

图2表示根据发明第二方面的移动单元14的实施例，可以用重发到传输装置10(如图1所示)的应答消息提供有关接收信号强度和特征的信息。

如图2中所示，移动单元14包括发送及接收单元26，向传输装置10发送数据分组并从中接收。此外，移动单元14包括信号跟踪单元28，跟踪发送及接收单元26接收信号的过程。此外，移动单元14包括传输分析单元30，接收跟踪信号作为输入并用于确定在信号传输过程中是否出现了干扰。而且，传输分析单元30适于确定干扰类型的数量。此外，应答建立单元32接收传输分析单元30的输出信号，并适于提供包括信号传输过程中出现的干扰类型及大小的应答消息。如图2所示，应答建立单元32可以通过接收及发送单元26向发送装置10发回应答。

本发明第二方面与针对图1所描述的第一方面的主要区别是：由于在移动单元14重发的应答消息中插入有关干扰类型的信息，传输装置10检测到无线信道的干扰而进行的数据分组的重发不再必要。相反，当表示干扰的应答消息由图2所示的移动单元14发送到图1所示的传输装置10时，传输监视单元18可以立即激活发送信道的重分配，因此节省了不必要的重发尝试，并进一步改进了无线通信系统内的传输效率。

下面将讨论根据发明的传输分析单元20的细节及原则。为此，也就本发明所涉及的部分简单总结本发明方法的背景理论。

将解释传输分析单元30和移动单元14如何可以检测瑞利衰落。根据本发明，提供了两种估计确定这种瑞利衰落，即两个衰落最小值之间的距离估计以及接收信号在规定电平的过电平率估计。

通常根据发明的第二方面，两个衰落最小值之间距离的一阶估计是：

      d＝λ/2                  (1)

这里λ是RF信号的波长。也可以从表示由于瑞利衰落造成的典型幅度变化的图3中得到，其中时间单位是通过一个波长的时间。

这里，对于(例如)GSM通信系统，在f＝900MHz，两个最小值之间的距离大约是d＝16.7cm。900MHz的GSM系统的合适最小值大小可以估计为s＝1.67cm。尽管这里根据s＝d/10规定了一个值，但是根据本发明能够清楚区分的任何值都是适合的。假设移动站以速度v移动，而且无线信号的波长是λ，两个衰落最小值之间的时间被确定为：

$\mathrm{\τ}=\mathrm{\λ}/\left(2v\right)=\frac{d}{v}---\left(2\right)$

因此，假设900MHz的GSM系统的距离是16.7cm并假设移动接收机以50公里/小时行驶，两个衰落波谷之间的时间大约是10.7ms。假设速度是5公里/小时，移动站在这种衰落最小值中的持续时间可以估计为16.2ms。对于操作在5GHz的无线通信系统，持续时间将是2.16ms。这些数字给出了瑞利衰落效应的概念，因此可以认为瑞利衰落效应是最多达20ms持续时间的短时干扰，如上所述。

因此，根据瑞利衰落现象的这个第一阶估计，传输分析单元30将确定两个衰落最小值之间的估计持续时间低于预定门限值(例如上述的20毫秒)时的瑞利衰落。在这种情况下，应答建立单元32将包括表示瑞利衰落现象距离以及两个瑞利衰落最小值之间持续时间的信息。在这种情况下，图1所示的传输装置可以立即实现无线信道的重分配，而不重复重发尝试。

但是，正如下面所表示的，本发明的第二方面也可以用根据具有改进精度的瑞利衰落特性的改进估计方法来实现。具体来说，这个改进的估计技术依赖于如下的接收信号分析。

通常，接收信号s(t)表示为两部分的乘积，受长时衰落m(t)影响的信号以及受短时衰落影响的信号r(t)：

          s(t)＝m(t)·r(t)            (3)

为了分析不同的衰落效应，假设在每个接收点存在N个等幅度的平面波，其Z轴垂直于X-Y平面，如图5所示。这个图5也表示了第i个散射平面波的路径角几何形状。当发送信号垂直极化时，即电场矢量沿着Z轴，接收移动站的场分量是电场Ez、磁场Hx以及磁场Hy。接收点处的这些分量用复等效基带形式表示，使用Clarke模型：

$E_z=E_o\underset{i=1}{\overset{N}{\mathrm{\Σ}}}{e}^{j{\mathrm{\φ}}_i}---\left(4\right)$

$H_x=-\frac{E_o}{\mathrm{\η}}\underset{i=1}{\overset{N}{\mathrm{\Σ}}}\sin {\mathrm{\α}}_i{e}^{j{\mathrm{\φ}}_i}$

$H_y=\frac{E_o}{\mathrm{\η}}\underset{i=1}{\overset{N}{\mathrm{\Σ}}}\cos {\mathrm{\α}}_j{e}^{j{\mathrm{\φ}}_i}$

这里：

α_i＝相对载波平面的相角

E_o＝N平面波的幅度，以及

η＝本征波阻抗，如下给出：

$\mathrm{\η}=\sqrt{\frac{\mathrm{\μ}}{{\mathrm{\ϵ}}_0}}=377$ 欧姆其中μ_o＝自由空间磁导率(4π×10^-7)H/m，ε_o＝自由空间电导率(8.854×10^-12)F/m。

使用这个模型，短时和长时衰落效应的分析分别可以通过使用中心极限定理观察α_i和φ_i独立无关，从而Ez、Hx和Hy是复高斯变量。考虑式(4)中场密度Ez的RF版本：

$E_z=E_o\underset{i=1}{\overset{N}{\mathrm{\Σ}}}{e}^{j{\left(\mathrm{\ω}\right)}_c(+\mathrm{\φi})---\left(5\right)}$

Ez的实部如下：?

$\mathrm{Re}\left[E_z\right]=E_o\underset{i=1}{\overset{N}{\mathrm{\Σ}}}\cos {\mathrm{\ω}}_{c}t\cos {\mathrm{\φ}}_i-E_o\underset{i=1}{\overset{N}{\mathrm{\Σ}}}\sin {\mathrm{\ω}}_{c}t\sin {\mathrm{\φ}}_i---\left(6\right)$

令 $A_c=E_o\underset{i-1}{\overset{\mathrm{N\φ}}{\mathrm{\Σ}}}\cos {\mathrm{\φ}}_i$ 而且 $A_s=E_o\underset{i=1}{\overset{\mathrm{N\φ}}{\mathrm{\Σ}}}\sin {\mathrm{\φ}}_i$ 那么式(6)可以写做：Re[E_z]＝A_ccosω_ct-A_ssinω_ct               (7)

这里φ_i是0到2π之间的一致分布，A_c和A_s的均值为0，A_c和A_s的均方值为：

$E\left({A_c}^2\right)=E\left({A_s}^2\right)=\frac{{E_o}^{2}N}{2}=P_o$

即移动单元的平均接收功率。由于A_c和A_s是不相关的，E[A_cA_s]＝0。

因此，A_c和A_s的密度服从正态分布，而且A_c和A_s的包络如下：

$r={({A_c}^2+{A_s}^2)}^{1/2}---\left(8\right)$

两个高斯函数的平方和的开方是图5所示的瑞利分布。

$p\left(r\right)=\frac{r}{p_o}{e}^{\left({-r}^2\right)/\left({2P}_o\right)}---\left(9\right)$

其中：

2P_o＝2σ²，是受到短时衰落影响成分的均方功率，r²是瞬时功率。

这个瑞利衰落概率密度函数描述了图3所示信号的信号包络的一阶统计，具体来说，是在平均电平可以认为是常数的足够短距离上。一阶统计是距离不是因子的统计，瑞利分布给出包络处于规定值之下的位置或时间的整个百分比这样的信息。

此外，瑞利分布允许定量描述出现任何深度衰落的比率以及任何给定深度下衰落的平均持续时间。这个信息不只是对选择无线通信系统中的传输比特率、字长以及编码方案有用，而且允许提供规定信号电平下平均衰落持续时间的信息，因此提供根据发明的接收信号分析。

具体来说，根据发明估计干扰的改进方法以规定信号电平R下接收信号的过电平率N(R)作为瑞利现象的特征。这个信号交叉率定义为接收信号正向跨越电平的每秒平均次数，即r＞0。

$N\left(R\right)={\∫}_0^{\∞}\mathrm{rP}(R,r)\mathrm{dr}---\left(10\right)$

这里P(R，r)是R和r的联合概率密度函数。

使用式(10)，图7所示的电平R处的平均过电平率为：

$N\left(R\right)=\sqrt{\frac{\mathrm{\π}}{{\mathrm{\σ}}^2}}R{f}_m{e}^{\frac{\left({-R}^2\right)}{{2\mathrm{\σ}}^2}}---\left(11\right)$

这里2σ²＝均方值，因此， $\mathrm{rms}=\sqrt{2}\mathrm{\σ}$ 是均方根值。(例如)垂直单极子天线过电平率可以表示为：

$N\left(R\right)=\sqrt{2\mathrm{\π}}{f}_m\mathrm{\ρ}{e}^{-p^2}=n_o{n}_R---\left(12\right)$

这里：

$\mathrm{\ρ}=\frac{R}{\sqrt{2}\mathrm{\σ}}=\frac{R}{R_{\mathrm{RMS}}}$

因此，ρ是规定电平与衰落包络的rms幅度之比，而且

$\mathrm{fm}=\frac{v}{\mathrm{\λ}},$

$n_o=\sqrt{2\mathrm{\π}}{f}_m$

$n_R=\mathrm{\ρ}{e}^{-p^2}$

n_R是归一化过电平，与波长和车辆速度无关，v＝车辆速度，而且：

                     λ＝载波波长

优选地，发明的传输分析单元30使用N(R)的近似表达式为：

$N\left(R\right)\≅\sqrt{2\mathrm{\π}}\frac{v}{\mathrm{\λ}}-\mathrm{\ρ}---\left(13\right)$

使用上述结果，规定电平R以下的平均衰落持续时间可以从下式找到：

$E\left[{\mathrm{\τ}}_R\right]=\mathrm{\τ}\left(R\right)=\frac{\mathrm{prob}[r\≤R]}{N\left(R\right)}---\left(14\right)$

$\mathrm{\τ}\left(R\right)=\frac{e^{p^2-1}}{\sqrt{2\mathrm{\π}}{f}_{\mathrm{mp}}}=\frac{e^{p^2}-1}{n_o\mathrm{\ρ}}---\left(15\right)$

传输分析单元30将使用的τ(R)近似表达式如下：

$\mathrm{\τ}\left(R\right)=\frac{\mathrm{\λ}}{v}\frac{\mathrm{\ρ}}{\sqrt{2\mathrm{\π}}}---\left(16\right)$

使用上述公式和近似，900MHz数字通信系统、车速24公里/小时，在-10dB电平处过电平率的计算以及衰落平均持续时间的计算如下实现：

在900MHz，

$\mathrm{\λ}=\frac{3\×{10}^6}{900\×{10}^6}=\frac{1}{3}m,v=6.67m/s,f_m=\frac{667}{\frac{1}{3}}=20\mathrm{Hz}$

$n_o=\sqrt{2\mathrm{\π}}{f}_m=50$

从图7可见，在-10dB处n_R＝0.32。

N(R)＝0.32×50＝16.0衰落/秒

$\mathrm{\ρ}{e}^{p^2}=n_R=0.32$

ρ＝0.294

使用近似表达式，得到：

            衰落电平＝ρ＝-10dB

                      20l0gρ＝-10

                  ρ＝10^-10/20＝0.3162

使用上述技术和公式，根据本发明第二方面的移动单元14的传输分析单元30可以用改善的精度估计瑞利现象。因此，本发明第二方面的实现能够避免由于无线信道条件的曲解而造成的无线信道的错误重分配。

如图9所示，图2所示的传输分析单元30所识别的第二类衰落是阴影效应产生的对数正态衰落，即移动单元在有障碍物的环境(例如，图21所示的环境)中使用。这里，当(例如)考虑办公环境中干扰通信链路的个人，持续时间可以从式(2)近似得到144毫秒，其中d＝0.2米，v＝5公里/小时。此外，随着通过隧道的火车漫游的移动单元14会受到持续几秒的干扰。总之，对数正态衰落产生的情况比瑞利衰落引起更长的通信干扰。

因此，根据发明的第二方面，建议将对数正态干扰标志为长持续干扰，这样可以将无线资源用于其它没有干扰的传输中。因此，无线链路在必须对付衰落效应的环境中的使用就大大改善了。

为了认识到在等于上述对数正态干扰持续时间的时间间隔内可以在无线链路上另外传输多少数据，下面进行了一些计算。

以每秒9.6千比特发送数据的系统在100毫秒内会发送120字节；因此以每秒2兆比特发送数据的系统在100毫秒内会发送25千字节；最后，以每秒155兆比特发送数据的系统在100毫秒内会发送1.9兆字节。因此，当增加工作频率以便在无线通信系统内实现更高比特率时，考虑根据本发明的对数正态干扰就变得越来越重要。

根据发明要考虑的下一种情况是路径损耗现象。当接收信号由于移动通信系统中的发射天线10与漫游移动单元14之间的距离增加从而变得越来越弱时，就会出现这个现象。换一句话说，在发射侧和接收侧没有障碍存在，只有路径损耗现象。对于这种自由空间情况，假设对于给定的发射天线，移动单元14接收的功率密度与发射天线10和接收移动单元14之间的距离d的平方成反比，并与发射频率f的平方成反比。这样得到空间衰减功率损耗为：

                 Ls～d^-2·f^-2

                    (17a)

或者用[dB]

Ls(dB)＝33.4(dB)-20log (f_MHz)-20log (d_km)，(17b)这里，

33.4(dB)是比例常数。

应该注意到这个简单公式只对发射站附近的陆地移动无线通信系统有效。由于非理想地平面带来的更好近似是平均信号强度以10^-4递减。

但是，由于在现实环境中无线电波传播的数学模型很复杂，已经开发了预测传播损耗的经验模型。经验和半经验模型可以用于计算城市、郊区以及农村环境中的传播路径损耗，以便改善根据发明的干扰检测精度。

根据发明，当实际的均值和实际的信号强度与预测均值和信号强度非常不同时，这就表示有干扰，因此要将无线资源重分配给无线通信系统的其它用户。

对自然地面形成的物体影响无线传播已经积累了各种经验，使用如下特征对地面物体类型归类：建筑物特征，例如密度、高度、位置和大小。应该注意到没有单一模型统一地用于所有环境，而且给定环境中特定模型的精度依赖于模型所需参数与所关心区域提供的参数之间的配合。通常目标是预测小区域内的平均信号强度以及随着移动单元移动信号强度的变化。

可以用于本发明框架的一个这样的预测模型是Okumuara模型，基于感兴趣的点之间的预测空间路径损耗。

具体来说，在传输分析单元30中，从图8得到的表示预存图的A_mu(f，d)的值加入自由空间损耗。A_mu是下述情况下相对自由空间的中等衰减：在准平滑陆地上的城市区域中，(例如)基站的有效天线高度h_Te＝200m，移动天线高度h_R＝2m。Amu是频率(范围在100-3000MHz内)和相距基站距离(1-100公里)的函数。图9和10所示的校正

因子用于考虑没有处于参考高度的天线。用于传输分析单元30中模型的基本公式是：

        L₅₀＝L_f+A_mu+G_Tu+G_Ru dB                   (18)

这里，

L₅₀是中等路径损耗，

A_mu(f，d)＝相对自由空间的城市区域中等衰减(参考图4，8)，

L_f＝自由空间损耗，

G_Tu＝基站天线高度增益因子，cmp图8，以及

G_Ru＝移动天线高度增益因子，cmp图9。

图形形式的另外的校正因子用于考虑街道走向以及郊区和农村区域和不规则地面上的传输。这些校正按需要增减。不规则地面还归类为：起伏不平的山地、孤山、普通滑坡地面以及混合的陆地-海洋路径。

可以与Okumuara的模型比较的其它模型建议有Sakagmi和Kuboi、Hata、M.F.Ibrahem和J.D.Parsons、以及W.C.Y.Lee，这些模型的描述见(例如)Prentice Hall出版的Wireless andPersonal Communication System(无线及个人通信系统)，K.Garg和E.Wilikes著。要注意的是这些模型可以因此用于发明的框架，并在此结合参照。

最后，根据发明的无线通信系统的传输装置10处理的另一个问题是估计图22所示的时间色散现象。如上述，由于多径反射无线信号经过多条无线路径。由于每条路径有不同的路径长度，每条路径的到达时间不同，这样产生信号的模糊和扩散，称为时延扩散或时间色散，如图22所示。在无线数字通信系统中，这个时延扩散引起符号间干扰，因此限制了数字多径信道的最大符号率。具体来说，主要的时延扩散定义为：

${\mathrm{\τ}}_d=\frac{{\∫}_0^{\∞}\mathrm{tD}\left(t\right)\mathrm{dt}}{{\∫}_0^{\∞}D\left(t\right)\mathrm{dt}}---\left(19\right)$

其中：

D(t)是时延概率密度函数而且 ${\∫}_0^{\∞}D\left(t\right)\mathrm{dt}=1.$

典型的例子是指数：

$D\left(t\right)=\frac{1_e\frac{t}{{\mathrm{\τ}}_d}}{{\mathrm{\τ}}_d}$

归一化：

$D\left(t\right)=\frac{{\mathrm{\τ}}_d}{2},0\≤t\≤2{\mathrm{\τ}}_d$

D(t)＝0，其它

当移动单元不能对付色散现象时，例如通过接收机侧的分集接收，这个事实会通过应答消息再次重发到发送装置10，以便实现发送一侧的重分配，更好地使用无线资源。

这种情况的典型例子是GSM系统，其中空中接口的净比特率是每秒270千比特，使一比特的时间为3.7微秒。因此，一比特对应于1.1公里，因此当移动单元后一公里存在反射时，反射信号比直接信号路径长2公里。这意味着反射信号将包含比所需信号晚两比特时间的信号与所需信号混合。

上面描述了用于估计移动单元中不同衰落现象的一阶和二阶模型。这样能够得到移动单元中已有无线信道的质量信息，使从移动单元14重发到传输装置10的应答可以提供有关无线信道干扰类型的信息(如果这样的信息存在的话)。因此在干扰情况下，传输装置10可以立即对现有传输条件做出反映，以避免不必要的重传尝试。

此外，尽管上面已经一般性地针对无线通信系统中可能出现的各种衰落现象对本发明做出了描述，但是下面将描述这种无线通信系统的特定例子以及发明在其中的应用。

第一个例子有关根据欧洲电信标准委员会ETSI的GSM通用分组无线业务GPRS标准。GPRS是一种新的GSM业务，为移动GSM用户提供实际的分组无线接入。根据GPRS，系统无线资源仅当有东西要发送时才保留，而且同一无线资源被服务小区中的所有移动单元共享，能够有效地利用匮乏的资源。GPRS促进各种应用，例如遥感、火车控制系统、交互式数据接入、计费系统以及使用环球网的互连网浏览。

与线路交换的GSM网络相反，GPRS操作适于使用TCP/IP和X.25这样的协议提供对标准数据网的连接。特别是，面向分组数据的GPRS网基础设施引入了新的功能单元而且移动管理的概念必须做修改。

如图12所示，根据本发明实施的面向GPRS分组业务提供了从数据网边缘向GPRS移动单元14的承载业务。因此，承载业务的用户是(例如)公用网络层软件包IP和X.25。而且GPRS特定的应用将使用GPRS业务。

在GPRS协议分层中，物理无线电接口由数目可变的TDMA时隙组成，即从1到8，因此提供了几乎200kbit/s的原始数据率。介质访问控制MAC利用物理无线接口资源，在移动单元14MS和服务GPRS支持节点之间对GPRS逻辑链路控制协议LLC提供服务。

逻辑链路控制协议LLC提供的最重要特性是点对多点寻址的支持以及作为本发明先决条件的数据帧重发的控制，正如上面的概述。

具体来说，LLC数据帧各包含控制和寻址域。通常，只有协议标识符域和数据域包括在单个LLC帧中。这个数据域可以由点对点协议PPP数据帧组成，提供与介质无关的机制，在点对点链路连接上交换不同的网络层协议数据单元并由互连网工程任务组织IETF公布。

使用上述数据帧结构，GPRS移动通信系统中的一个主要问题是去/自移动单元14的数据分组路由选择。这个问题可以分成两个问题，数据分组路由选择以及移动管理。因此，上述发明的重发方案如下应用于这些路由选择任务：

具体来说，如图12所示，对于GPRS无线通信系统，内部操作结构由支持节点组成，即GPRS网关支持节点GGSN和GPRS服务支持节点SGSN。GPRS网关支持节点GGSN的主要功能包括与外部数据网的交互。上面已经提到的GGSN使用GPRS服务支持节点SGSN提供的有关移动站路径的路由选择信息更新位置目录并进一步将根据GPRS标准封装的外部数据网协议分组路由选择到目前服务于MS的GPRS服务支持节点SGSN。

如图13所示，GPRS服务支持节点SGSN的主要功能是在它的服务区中检测新的GPRS移动单元14，以便处理这个GPRS移动单元14MS在GPRS登记表中的注册过程，以及向GPRS单元14发送数据分组并从中接收。而且，GPRS服务支持节点SGSN保持GPRS移动单元14MS在它的服务区内部的位置记录。GPRS登记表作为一个数据库，SGSNGPRS服务支持节点SGSN可以从中得到新的GPRS移动单元14是否可以加入GPRS网络。

如图13所示，在GPRS移动通信系统内，存在三种不同的路由选择机制以及本发明的三种可能应用：移动站始呼的(路径1)、当GPRS移动单元14处于原籍网络中时移动站端接的(路径2)、以及当GPRS移动单元14漫游到另一个GPRS网络时移动站端接的(路径3)。

根据图13所示的例子，GPRS网络由多个GPRS网关支持节点GSN和经营者间的骨干网组成。这个经营者间的骨干网使用可能每个经营者不同的经营者特定的网络协议连接一个经营者的支持节点。使用这些网间互联功能，GPRS网关支持节点GGSN可以连接到数据网，并连接到使用一个标准协议连接不同经营者GPRS网络的经营者间骨干网。

这种结构的主要好处是灵活性、可缩放性(scaleabiity)以及互操作性，即每个经营者可以使用任何协议实现独立的骨干网，而与其它GPRS经营者的通信只使用一个共同协议实现。这个经营者间协议由于业务特性的原因是无连接的，例如，ETSI建议用Ipv6作为主骨干协议。此外，当另外使用了本重发方案时，资源的可靠性以及有效利用可以得到更大的改善。

如图13所示，从数据网的观点来看，GPRS网类似数据网的子网。例如，在互连网中，GPRS网关支持节点GGSN看起来象IP路由器，其后隐藏着整个GPRS网络。因此，数据网中的路由选择机制完全与正常的互连网接收机情况相同。

根据图13所示的与路径1有关的数据路由选择的第一个例子，GPRS移动单元14向数据网发送数据分组，即公用交换公共数据网PSPDN分组数据单元PDU。PSPDN PDU数据分组使用LLC协议在空中接口上向目前服务于GPRS移动单元15的GPRS服务支持节点SGSN发送。当GPRS服务支持节点SGSN已经收到无错的数据分组时，它将PSPDN PDU数据分组封装到GPRS骨干网数据分组中，发送到处理从GPRS移动单元14到数据网业务的GPRS网关支持节点GGSN。GPRS网关支持节点GGSN去掉PSPDN PDU数据分组的封装并将其转发到恰当的数据网。因此，发明的重发方案可以等效地分别应用于GPRS服务支持节点SGSN以及GPRS网关支持节点GGSN。

从这个例子可以看出，发明可以应用于PSPDN PDU数据分组在GPRS移动单元14以及数据网(即GPRS服务支持节点、GPRS网关支持节点以及数据网的接收单元)之间的传递过程中连续传输的单元。根据发明，这些单元中的每一个可以实现上述步骤，以便检测无错的数据传输并在检测到传输错误时切换到另一条传输路径上。

如图13所示，本发明的第二个应用例子有关路径2，其中数据网的主机向处于原籍GPRS网络的GPRS移动单元14发送PSPDN PDU数据分组。这里，与上述的第一个例子相比，PSPDN PDU数据分组使用数据网中的路由选择机制按相反方向选择路由，直到PSPDN PDU数据分组到达GPRS网关支持节点GGSN。在GPRS网关支持节点中，提取GPRS移动单元14的PSPDN地址并映射GPRS移动单元14的当前位置。然后实现PSPDN PDU数据分组在原籍GPRS网络中的路由选择。

具体来说，PSPDN PDU数据分组首先封装到骨干网中，然后发送到目前服务于GPRS移动单元14的GPRS服务支持节点SGSN。当然，发明的传输机制等效地应用于这种情况。这里，GPRS服务支持节点SGSN最终去掉与骨干网有关的数据，使用上述的MAC/RLC或LLC协议将原始的PSPDN PDU数据分组发送到GPRS移动单元14。

图13所示的最后一个例子有关路径3而且几乎类似于例2。但是，这里GPRS移动单元14漫游到另一个GPRS网而且原籍GPRS网必须将PSPDN PDU数据分组通过经营者间骨干网发送到被访问的GPRS网。因此，根据本例，另一个GPRS网关支持节点参与提供数据分组到漫游GPRS移动单元14。然后，被访问的GPRS网将PSPDN PDU数据分组进一步路由选择到恰当的GPRS服务支持节点，正如上面针对第二个例子所概述的。

此外，根据发明重发的分组传输不仅针对根据图13所示的例1到3的数据传递而进行，而且涉及了GPRS移动管理。

这里应该注意到数据分组是仅当GPRS移动站MS处于激活态时在GPRS移动站MS和GPRS网络之间发送的。在这种激活态中，GPRS服务网关支持节点SGSN知道GPRS移动站MS的服务小区位置。

因此，当GPRS服务支持节点SGSN需要向处于待机态的GPRS移动站MS发送数据分组时，这个GPRS移动站MS必须被寻呼。由于GPRS服务支持节点SGSN知道GPRS移动单元14所处的路由选择区域，分组寻呼数据分组被发送到这个路由选择区域。在收到分组寻呼数据包之后，GPRS移动站MS向GPRS服务支持节点SGSN给出它的服务小区位置，以便建立激活状态。

根据发明，当分组寻呼数据分组的传输不成功时，上述的重发机制可以用于重发分组寻呼数据分组或重新指定传输信道到另一个GPRS移动站MS。

而且到激活GPRS移动单元14的数据分组传输由分组寻呼数据分组启动。这里根据本发明的数据分组传输在分组寻呼通过分组寻呼消息所指示的信道后立即进行。分组寻呼消息的目的是简化接收数据分组的过程，因为GPRS移动站MS只必须侦听分组寻呼消息，而不是所有信道上的所有数据分组。

相反，当GPRS移动单元14有要发的数据分组时，需要接入到上行链路信道，以便GPRS传输装置的发送机/接收机接收该数据分组。这条上行链路信道由多个GPRS移动站MS共享，而且它的使用由有关GSM移动通信系统中的基站子系统BSS分配。GPRS移动站MS通过分组随机接入消息请求使用该上行链路信道。基站子系统BSS将未用的信道分配给GPRS移动站MS并发送分组接入授权消息应答分组随机接入消息。

因此，根据本发明，为改善无线资源而提供的重发机制也可以用于GSM通信系统，例如其中提供的任何基站子系统BSS，增强其依赖于基础设施的GPRS网络的资源利用。

根据本发明而且涉及GPRS移动管理的GPRS移动单元14与不同网络节点之间数据传递的另一种情况是：当GPRS移动站MS开机时执行GPRS注册过程，如图14所示。这个注册过程的主要目的分别是将GPRS移动站MS的PSPDN地址发送到GPRS网络，报告GPRS移动站MS当前处于何处，在GPRS网关支持节点GGSN的路由选择表中为指定的PSPDN地址产生条目，并启动计费和统计过程。

具体来说，在使用发明的重发方案的GPRS注册过程中，使用GSM独立专用控制信道SDCCH作为载体，建立GPRS移动站MS和GPRS服务支持节点SGSN之间的逻辑链路上下文。在上下文建立过程中，对GPRS移动站MS鉴权并在GPRS移动站14和GPRS服务支持节点SGSN之间交换加密参数。这个登记被转发到更新GPRS移动站MS位置的GPRS网关支持节点。GPRS网关支持节点GGSN可以通知以前的GPRS服务支持节点，将GPRS移动站MS从以前的登记表中去掉。当GPRS注册过程成功时，GPRS移动站进入待机状态。最后，GPRS移动站MS可以通过启动GPRS注销过程退出GPRS业务。

另一个具有根据发明的分组重发的数据分组信令过程在图15中表示，并涉及GPRS路由选择更新过程，具体而言是针对SGSN间的路由选择区域。如图15所示，当激活GPRS移动单元14进入新的服务小区时，调用基于服务小区的路由选择更新过程。在这种情况下，GPRS移动单元14发送短消息数据分组，包含有关它移动的信息，即GPRS移动单元14的标识以及它的新位置。短消息数据分组通过GPRS传输信道传递到它的当前GPRS服务支持节点SGSN。

因此，可以很容易地看出在特定传输错误情况下重新分配传输信道的本发明，也可以很容易地适应于这种面向分组的数据传递情况，而且当传输没有成功进行时，GPRS服务支持节点SGSN可以改变为给它的服务区内漫游的另一个GPRS移动站MS提供业务。

如图15所示，当GPRS移动单元14从一个GPRS服务支持节点SGSN的服务区内的一个路由选择区域移动到另一个时，它必须进行图15a所示的路由选择更新。当信息成功发送而且更新过程完成时，启动相应响应消息的另一次数据分组传输。

最后，图15b所示的SGSN之间路由选择更新是三种不同的路由选择更新中最复杂的。这里，GPRS移动站MS从一个SGSN区改变到另一个，而且它必须建立到新GPRS服务支持节点SGSN的新连接。如图15b所示，这意味着在GPRS移动站MS和新GPRS服务支持节点SGSN之间产生新的逻辑链路上下文，并将GPRS移动站MS的新位置通知GPRS网关支持节点GGSN。而且可以使用所发明的重发机制发送短消息数据分组。

正如上面所看到的，根据发明，很多种分组传输处理在GPRS网络内实现。当检测到数据分组丢失时，通过数据分组的重复发送来处理。而且，当这些重发在较长时间内不成功时，所发明的GPRS通信系统假设干扰是由(例如)持续时间较长的传输错误或持续时间较长的衰落效应所引起的。

作为例子，如果在所发明的GPRS网络内数据分组发送的持续时间不能超过20ms，那么GPRS网络假设传输错误的持续时间会持续100毫秒或更长，原因是干扰是(例如)对数正态衰落。在所发明的GPRS网络内，80ms的剩余时间不用于附加的重发尝试，而是用于发送任何类型的数据分组到其它可到达的GPRS移动单元。这里，可发送的数据分组量当然根据传输速率的使用而定。

此外，根据本发明的另一个优选实施例，与位置有关的数据可以通过移动站14发送到图1所示的传输装置10。当移动站MS在根本不能期望传输成功的区域中漫游时，可能只根据与位置有关的信息就中断该传输而不进行重复的尝试。

一个这种例子在图16中表示。

如图16所示，在GSM网的无线传输区域中，移动站14通过服务小区广播信道CBCH、广播控制信道BCCH从至少一个基站子系统BSS接收与位置有关的信息或附加的基站标识码BSIC。因此，在移动站14中总是可以提供移动站在GSM网中精确的当前位置信息。

此外，移动站MS通常从覆盖它所漫游区域的基站子系统BBS1以及从相邻基站子系统BSS2到BSS5接收与位置有关的信息。

与位置有关的信息可以用于估计移动系统MS的地理位置，并将与位置有关信息发送到图1所示的传输装置10。根据图16所示的例子，移动站MS在服务小区1中漫游，它从基站子系统BSS1接收直接的传输信息。此外，移动站MS也通过有关的基站子系统BSS2到BSS5从相邻服务小区2到5接收传输信息。

计算与位置有关信息的一个例子在图16中表示。假设服务小区1到5的纬度分别是1.5、2.5、1、2、3，而且相应的精度分别是2、2、1、1，移动站MS估计的精度和纬度分别是2和1.4。

根据这个优选实施例，位置信息被发送到传输装置10，可以根据位置信息提前进一步确定传输质量。一个例子是移动站MS向着隧道漫游，此时传输尝试根本不会成功，因此通常应该是要避免的，以防传输容量和时间上的浪费。

此外，如上所述，本发明不限于GPRS网，而是可以等效地应用于ATM无线通信系统。因此，本发明支持正在进行的世界范围面向越来越多的宽带多媒体业务支持的无线结构的发展以及基于蜂窝的无线接入的发展。而且，根据发明考虑到了由于在线业务、互连网接入、环球网址、视频点播以及多媒体档案的使用所驱动的宽带业务的需求增长对无线资源的有效利用，其中ATM虚连接是目前这些发展的基础。

图17表示根据本发明构成ATM无线通信系统基础的有线ATM网的高级框图。这里主要组成部分是ATM适配层AAL、统计集线器、ATM交换机、传输链路以及控制计算机。统计集线器和ATM交换机包括平滑缓存器，临时存储不能立即传递的到达数据分组，因为在集线器情况下激活用户所产生的数据分组是并行达到的，但是要顺序传递到输出端；或者在交换机情况下几个数据分组可能并行到达，向相同输出端输出，但是必须顺序传递到那个输出端。因此，作为时间的函数，任一平滑缓存器存入并发送的数据分组数会根据终端用户数据分组产生模式或升或降。这样发送的数据分组的典型例子是53字节的ATM数据分组。

此外，控制计算机限制了各个链路上的业务流密度，使业务质量QoS保证得以维持。因此在接收业务之前，给定用户必须请求到目标接收机的连接，然后许可控制器将尝试找到通过网络的一条路由。如果可以找到这样的一条路由，就对那条路由指定一个虚连接号，对介入交换机中的路由表提供指令，以便对信元字头中带那个虚连接号的每个ATM数据分组进行路由选择。该用户则能够随意在这条新建的虚连接上通信。

此外，如图17所示，AAL负责将用户数据分组消息转换成ATM数据分组序列以及将ATM数据分组组装成完整消息。这里的消息可以是单个数据分组(cmp.数据或图象)或者连续比特流(例如话音或视频)。

与分组交换GPRS无线通信系统不同，在那里每条连接享受为该连接预留资源的按需接入，但是ATM无线通信系统是面向虚连接的网络，这里资源不是独占地指定，而是在多条连接之间统计共享。

总之，ATM依赖虚路径VP将所有虚连接分成独立可管理的组。共享公共或虚路径VP的虚连接称为虚信道。VP概念对于可行的许可政策产生是至关重要的，因为它将大任务分解成更小任务的独立组。

如图18所示，ATM无线通信系统非常依赖于图17所示的ATM网的组成部分。具体而言，为使ATM无线通信网能够工作必须强调三个问题。

第一是减少或消除移动单元和基站之间无线链路的损伤，正如上面针对图2到9单独讨论的那样。第二是在每个服务小区内可以由基站和这个服务小区内的每个移动单元按需接入的高速无线信道的产生。最后，有效的无线服务小区处理过程实现了大量的较小服务小区的使用，因此得到每用户较高的容量。

如上所述，本发明的主要焦点在处理移动单元和基站之间无线链路的损害上。慢变的阴影衰落可以通过将移动连接切换到受遮蔽较少的服务小区站址来避免，瑞利衰落和同频干扰代表了不能通过服务小区切换来处理的变化太快的损害。

尽管本发明已经使用ATM无线通信系统的一般描述来描述，但是它很容易适配于目前建立的不同ATM无线通信系统。例子是5.2GHz带宽的所谓SUPERNET、欧洲电信标准委员会ETSI为欧洲制定的10GHz以上的ATM无线LAN通信系统、以及美国联邦通信委员会FCC公开的分别根据950MHz带宽、2.4GHz带宽和5.8GHz带宽的3 ISM频带。此外，另一个例子是FCC为PCS操作公开的1.9GHz带宽。

Claims (29)

1.无线通信系统的传输装置，包括：

c)  发送及接收装置(12)，向(并从)通过至少一条无线信道连接到传输装置的至少一个漫游移动单元(14)发送数据分组，

b)  传输监视装置(18)，确定发送及接收装置(12)和移动单元(14)之间是否已经成功实现了传输，

其特征在于包括：

c)  传输信道分配装置(20)，当传输监视装置(18)确定了差错传输而且数据分组的重传被传输监视装置(18)评价为不成功时，适配于将传输信道重分配给另一个移动单元(14)；和

信道状态表(22)，避免重新分配到目前已经阻塞的传输信道；

传输表(24)，在其操作过程中识别将用于传输的下一条信道。

2.根据权利要求1的传输装置，其特征在于，传输信道分配装置(20)配置成可根据从移动单元(14)接收的应答而重新分配传输信道。

3.根据权利要求1的传输装置，其特征在于，传输监视装置(18)配置成通过传输信道分配装置(20)连续启动重传，直到经过了预定的持续时间为止。

4.根据权利要求3的传输装置，其特征在于，预定持续时间由瑞利衰落持续时间而定。

5.根据权利要求1的传输装置，其特征在于，传输监视装置(18)配置成从移动单元(14)接收应答消息并根据应答消息的内容启动传输信道分配装置(20)的重分配。

6.根据权利要求5的传输装置，其特征在于，传输信道分配装置(20)选择性地分别根据干扰类型：瑞利衰落、对数正态衰落、路径损耗衰落，重新分配传输信道。

7.根据权利要求1的传输装置，其特征在于，它是基站(BSC、BTS)或通用分组业务系统(GPRS)的支持节点。

8.根据权利要求7的传输装置，其特征在于，它被集成到无线通信系统(GSM)的移动交换中心(MSC)中。

9根据权利要求6或7的传输装置，其特征在于，发送及接收装置(18)传递逻辑链路控制数据帧，分别包括控制及寻址信息。

10.根据权利要求6或7的传输装置，其特征在于，发送及接收装置(18)发送点到点协议(PPP)数据帧。

13.根据权利要求8或9的传输装置，其特征在于，发送及接收装置(18)发送分组交换公用数据单元(PSPDN PDU)。

14.根据权利要求1到7中一个的传输装置，其特征在于，它是通用分组无线业务通信系统(GPRS)的网关支持节点(GGSN)。

15.根据权利要求1到7中一个的传输装置，其特征在于，它是数据网(LAN)的主机。

16.根据权利要求8或9的传输装置，其特征在于，发送及接收装置(18)发送分组寻呼数据分组。

17.根据权利要求1到7中一个的传输装置，其特征在于，它是支持面向分组的数据业务(GPRS)的GSM数字通信网(GSM)中的基站子系统(BSS)，而且数据分组分别对应于分组随机接入消息以及分组接入授权消息。

18.根据权利要求14的传输装置，其特征在于，发送及接收装置(18)分别在注册时发送与GPRS移动管理有关的数据分组，以及与路由选择更新过程有关的数据分组。

19.根据权利要求1到7中一个的传输装置，其特征在于，它分别是统计集线器中的缓存器、ATM交换机中的缓存器、控制计算机、及/或ATM无线通信网中的适配层装置。

20.根据权利要求19的传输装置，其特征在于，发送及接收装置(18)按照53字节的ATM数据分组发送数据分组。

21.无线通信系统的移动单元，包括：

a)第二发送及接收装置(26)，分别向/自传输装置(10)发送数据分组，

b)信号跟踪装置(28)，跟踪第二发送及接收装置(26)接收的信号电平，

其特征在于

c)传输分析装置(30)，适配于识别第二接收及发送装置(26)接收信号的干扰，并确定干扰的量。

d)应答建立装置(32)，适配与针对传输分析装置输出的干扰类别以及量建立应答，并通过第二接收及发送装置(26)发送出现干扰的应答。

22.根据权利要求21的移动单元，其特征在于，传输分析装置(30)适配于通过接收信号的两个局部最小值之间的时间估计并将这个时间与预定值比较，识别瑞利衰落。

23.根据权利要求21的移动单元，其特征在于，传输分析单元(30)适配于根据接收信号过电平率的近似表达式，针对预定分析电平估计瑞利衰落现象。

24.根据权利要求21的移动单元，其特征在于，传输分析单元(30)适配于通过跟踪移动单元(14)的第二接收及发送单元(26)接收信号的局部均值来估计对数正态衰落现象。

25.根据权利要求21的移动单元，其特征在于，传输分析单元(30)适配于根据移动单元(14)的第二接收及发送单元(26)接收信号的全局均值来识别路径损耗现象。

26.根据权利要求21的移动单元，其特征在于，传输分析单元(30)适配于根据移动单元和各个传输装置之间的距离来估计路径损耗现象，按照：

Ls(dB)＝33.4(dB)-20log(f_MHz)-20log(d_km)。

27.根据权利要求21的移动单元，其特征在于，传输分析单元(30)适配于根据Okumuara模型来估计路径损耗现象。

28.在无线通信系统中发送数据分组的方法，包括如下步骤：

a)分别在传输装置(10)和移动单元(14)之间发送数据分组，

b)确定传输装置和移动单元之间的数据分组传输是否成功实现，并且

以如下步骤为特征：

c)当确定数据分组的传输没有成功而且数据分组的进一步重传估计也不会成功时，将传输信道重新指定给另一个移动单元(14)。

29.根据权利要求28的方法，其特征在于，在传输装置(10)和移动单元(14)之间连续传输同一数据分组，直到经过预定时间为止，表明其间的无线信道上存在长时干扰。

30.根据权利要求28的方法，其特征在于，仅当移动单元(14)通过应答消息表示传输信道上的干扰时，才重传数据分组。

31.根据权利要求30的方法，其特征在于，无线信道上的干扰类型在移动单元中根据本地接收条件确定。

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