CN1182668C - 用于经过无线接口通信数据的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于经过无线接口通信数据的方法，无线接口用于利用多个星座图映射方案将数据的比特映射到符号中，包括步骤：将网络分组分段为多个无线电数据链路分组；将错误检测码附加在每个无线电数据链路分组上；将无线电数据链路分组的数据分段为固定符号数的多个时隙，包含于每个时隙中的数据比特的数量是用于每个时隙的星座图映射方案中的一个特定方案的函数；对于每个时隙，利用星座图映射方案中与其相应的一个，将错误检测码附加到每个时隙中；经过无线接口传送时隙；在接收无线电数据链路分组时，确定在接收机中发生的错误；使用用于重传数据的星座图映射，仅重传包括错误以及重传所需要的额外开销的无线电数据链路分组中所包含的数据。

Description

用于经过无线接口通信数据的方法

技术领域

本发明涉及无线系统技术，尤其是涉及用于经过无线接口传送信息的数据链路协议。

背景技术

无线网络通常接口到一个或多个有线网络。各种有线网络使用唯一地对应于它们的协议，并且通常不适用于无线传输。尤其是，无线传输要求它自己的协议，以更好地处理无线信道的变化以及不可靠性。因而，需要使用协议变换器，以在无线网络所使用的协议与它们所接口的任何有线网络所使用的协议之间变换。有线网络应该很清楚这种无线协议。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用于经过无线接口通信数据的方法。

根据本发明的一个方面，提供了一种用于经过无线接口通信数据的方法，所述无线接口用于利用多个星座图映射方案将所述数据的比特映射到符号中，所述方法包括步骤：

将网络分组分段为多个无线电数据链路分组；

将错误检测码附加在每个所述无线电数据链路分组上；

将所述无线电数据链路分组的数据分段为固定符号数的多个时隙，包含于每个所述时隙中的数据比特的数量是用于所述每个时隙的星座图映射方案中的一个特定方案的函数；

对于每个时隙，利用所述星座图映射方案中与其相应的一个，将错误检测码附加到每个所述时隙中；

经过无线接口传送所述时隙；

在接收至少一个所述无线电数据链路分组时，确定在接收机中发生的错误；

使用用于重传数据的星座图映射，仅重传包括所述错误以及重传所需要的额外开销的无线电数据链路分组中所包含的数据，其中所述星座图映射在所述重传时是信道质量的函数。

根据本发明的另一个方面，提供了一种用于经过无线接口通信数据的方法，所述无线接口使用具有固定符号数的时隙，所述符号具有利用多个星座图映射方案中的一个映射而成的多个数据比特，所述方法包括步骤：

将网络层分组分段为多个无线电数据链路分组，每个所述网络层分组还包括错误检测码；

将所述无线电数据链路分组分成多个所述时隙，所述时隙还包括对于利用所述星座图映射方案的相应一个的时隙的错误检测码；

传送所述时隙；并且

当在接收至少一个所述无线电数据链路分组的时候，在接收机中发生错误时，仅重传包括所述错误以及重传所需要的额外开销的无线电数据链路分组中所包含的数据，所述重传利用一个用于任何重传数据的星座图映射方案来执行，其中所述星座图映射方案在所述重传时是信道质量的函数。

根据本发明的再一个方面，提供了一种用于经过无线接口通信数据的方法，所述无线接口使用具有固定符号数的时隙，所述符号具有利用其中一个星座图映射方案映射而成的数据比特，所述方法包括步骤：

以一个或多个时隙的形式传送网络层分组，每个所述时隙被利用所述多个星座图映射方案中独立选择的一个所映射，所述时隙中的每一个是多个无线电链路数据分组中相应一个的一部分，其中所述无线电链路数据分组是由所述网络层分组所划分的；

仅再次传送任何所述时隙中的所述网络层分组的信息，其中所述时隙构成一个特定无线电数据链路分组，所述特定无线电数据链路分组被指示在所述传送网络层分组之后，已经接收到错误信息；

其中在所述再次传送步骤中，每个时隙被利用所速多个星座图映射方案中的一个所映射，所述星座图映射方案是根据在所述传送网络层分组步骤中以及在所述再次传送步骤中传送的任何其他时隙而独立选择的。

我们已经认识到，根据本发明的原理，实现有线网络到无线网络接口的一种好的方式是，使用利用两层错误检测技术耦合的两分层分段技术。尤其是，来自无线网络外部的数据源，例如相连的有线网络的数据，一般被排列成在无线网络中接收的网络层分组。接着该无线网络将网络层分组分成无线电数据链路分组，无线电数据链路分组中的信息被分成可以设置于一个或多个时隙中(尽管无需完全占据)的部分。在每个时隙的基础上执行错误检测。然而，错误检测码的性质是这样的，使每个时隙的层传输按起来不会出现错误，而在无线电数据链路分组中的某处存在错误。因而，在无线电数据链路分组层中执行错误检测的第二层，以确定无线电数据链路分组中是否还有错误。根据本发明的一个方面，在无线电数据链路分组中检测到的错误仅需要无线电数据链路分组的重新传输，在重新传输时检测到错误，并且有利的是，不需要如在直接从网络层分组映射到时隙的系统中所需要的，整个网络层分组的重新传输。

更有利的是，该系统能够由利用动态星座图映射方案的系统所使用，前述动态星座图映射方案产生不同的时隙，用于被利用不同星座图所映射的同一用户，因此它们具有不同的比特-符号比。这是因为星座图映射方案中的这种改变在时隙层中被处理，并且在无线电数据链路分组中无法看见。将网络层分组分段到无线链路分组中取决于将传递无线电数据链路分组的时隙的数量和大小。此外，该系统能够传送无线电链路分组，而不要求无线电链路分组严格地处于同一序列中，以使由这些无线电链路分组所传递的数据，出现在产生无线电链路分组的网络层分组中。因而，本系统对于有线网络很稳固、清楚，并且常常使面临错误时所需要的重传次数实现最小。

附图说明

在附图中：

图1示出了根据本发明原理设置的示例性可控波束TDMA无线通信系统的原理图；

图2示出了用于图1的可控波束无线通信系统的示例性帧结构；

图3示出了用于经过图1的无线网络的传输的例如从有线网络接收的网络层分组，及其分段为无线电数据链路分组；

图4以流程图形式示出了根据本发明原理的用于传送通过无线电链路的网络层分组示例性过程。

具体实施方式

下文仅描述了本发明的原理。因而应该认识到的是，本领域的技术人员将能够设计出尽管在此没有被明确描述或示出，但体现本发明原理且包含在其精神和范围内的各种结构。此外，这里所引用的所有实例以及条件性语言是仅从原理上表述，目的是帮助阅读者理解本发明的原理以及发明人对现有技术所贡献的创造性的构思，并且不应被看作是对这些具体描述的实例和条件的限制。而且，所有在此描述本发明原理、方面和实施例，以及其中特定实施例的陈述，是用来包含包含它们的结构性和功能性等价物。而且，这些等价物是用来包括当前已知的等价物以及将来研制出的等价物，即任何被研制出的执行相同功能的单元，而不管其结构如何。

因而，例如，本领域的技术人员应该理解的是，这里的方框图代表体现本发明原理的示意性电路的概念性视图。类似地，应该理解的是，任何流程图、流向图、状态转移图、伪码以及类似物表示可以用计算机可读介质的形式实质性表示，并且由计算机或处理器执行的各种过程，而无论这种计算机或处理器是否被明确示出。

包括标记为“处理器”的功能性方框的示于图中的各个单元的功能，可以通过利用与适当软件相关联的专用硬件以及能够执行软件的硬件来提供。当由处理器提供时，这些功能可以通过单个专用处理器、单个共享处理器或者多个分离的处理器(这些处理器可以被共享)来提供。而且，显式使用的用语“处理器”或“控制器”不应被看作专指能够执行软件的硬件，并且可以不限制地隐式包括数字信号处理器(DSP)硬件、用于存储软件的只读存储器(ROM)、随机存取存储器(RAM)以及非易失性存储装置。其他传统和/或常规的硬件也可以被包括。类似地，任何示于图中的交换仅是概念性的。该功能可以通过程序逻辑的运行，通过专用逻辑，通过程序控制和专用逻辑的交互作用，或者如对上下文具体理解的，可由实施者人工选择特定技术来实现。

在本文的权利要求中，任何表示为用于执行特定功能的装置的单元是用来包含执行该功能的任何方式，例如这些方式包括：a)执行该功能的电路单元的组合，或者b)任何形式的软件，因而包括与适当电路相组合的固件、微代码或类似物，前述电路与执行该软件以完成该功能。由这种权利要求所限定的本发明存在于这样的事实，即由各种所述装置提供的功能被以权利要求所要求的方式组合并且结合在一起。因而申请人应将可以提供这些功能的任何装置看作是本文所示出装置的等价物。

图1示出了根据本发明原理设置的示例性可控波束TDMA无线通信系统100。无线通信系统100包括基站天线101，该天线集中地服务远程终端103的103-1到103-N，以及基站天线105，该天线集中地服务远程终端107的107-1到107-N。远端站与特定基站的配对是由实施者根据可以实现远端站-基站对的最佳信号功率以及最小干扰来确定。

在可控波束无线通信系统100中，在远端站位置形成的波束图可以是任意的宽度。波束的特定宽度是天线设计方向性的函数，并且通常它是一个宽波束。一般来说，同一波束图既用于发射又用于接收。例如，尽管可以使用任何角度，但具有30°角的远端站位置上的天线已经被用于本发明的一个实施例中。

通信可以在基站与远端站之间同时地双向进行，例如，一个频率用于从基站到远端站的传输，而另一个频率用于从远端站到基站的传输。

图1的可控波束无线通信系统100是一个时分多址(TDMA)系统。这种系统在具有多个时隙的每帧中采用重复的帧结构。每个时隙为特定的时间长度。每个时隙可以传递与任何一个其他实隙相同数量的信息，或者不同数量的信息。

例如，每个时隙可以具有一个特定的长度，并且包含相同数量的符号，但是在每个时隙中使用的每个符号的比特数可以不同。图2示出了用于可控波束无线通信系统100的示例性帧结构201。帧结构201的长度为2.5秒，并且它包含从时隙203-1到203-63的64个时隙203。每个时隙203包括数据部分(DP)205以及防护间隔(G)部分107。例如，每个时隙203是2.5/64ms，即39.0625μs。每个防护间隔207为2μs，每个数据部分为37.0625μs。相同的帧结构用于从远端站到基站的上行链路，以及从基站到远端站的下行链路。

更准确地说，每个时隙203被分成多个符号，符号的数量是由实施者根据带宽以及时隙周期来确定。例如，如上面所指出的，39.0625μs时隙周期带有2μs的防护间隔以及37.0625μs数据部分。如果信道宽度为5MHz，并且有用的带宽为3.9936MHz，那么就有148个符号，每个符号的长度大约为250.04ns。用于编码每个时隙203的符号的星座图可以对一帧201内的每个时隙203而不同，并且可以对不同连续帧201中的特定时隙203而不同。

在图2中，时隙203-1使用四相移相键控(QPSK)，时隙203-2使用8相移相键控(8-PSK)，时隙203-3使用16相正交振幅调制(16-QAM)，时隙203-63使用32相正交振幅调制(32-QAM)，时隙203-64使用64相正交振幅调制(64-QAM)。其他时隙中的每个相应一个所使用的调制方案可以是前述的其中一个，或者可以是从可以为实现者所实现的系统所利用的一组调制方案中选择的任何一个，或者与任何其他时隙所使用的调制方案无关。

图3示出了用于经过无线网络100(图1)的传输例如为从有线网络接收的网络层分组301，及其分段为无线电数据链路分组303。每个无线电数据链路分组303(图3)具有一个首标305，有效负荷307，循环冗余校验(CRC)309。无线电数据链路分组303还被分段为时隙大小的段，用于a)设直到其中一个时隙203(图1)以及b)经过无线网络100(图1)的最终传输。类似于无线电数据链路分组303，每个时隙包含a)首标315，b)有效负荷317以及c)CRC319。

应该注意的是，来自每个网络层分组301的信息被分成多个无线电数据链路分组303，并且每个无线电数据链路分组303作为一个或多个全部和/或部分时隙被传送。例如，网络层分组中的数据可以装配于一个、少与一个或多于一个的时隙中。如果设置于一个时隙中的无线电数据链路分组303其中一个的部分或全部，不能填满整个时隙，来自下一个无线电数据链路分组303的信息可以被用于填满该时隙。

首标315通常利用同一调制方案来传送，该调制方案可以不同于用于调制有效负荷317和/或CRC219的调制方案。一般来说，用于首标315的调制方案是系统100(图1)所用的所有其它调制方案的一个子集，也就是说，用于首标315的调制方案的所有点也可以在该系统所用的所有其它调制方案中发现。有效符号317(图3)以及CRC319利用同一调制方案。由于每个时隙可以利用一个不同的调制方案，应该理解的是，在每个时隙中传送的比特数将对于每个利用不用调制方案的时隙而不同。

在每个时隙201中执行错误检测。在错误被在时隙层中检测到的情况下，可能只有该时隙上的信息将需要被重传。另一方法是，可以重传整个无线电数据链路分组303。在时隙层中执行的错误检测对于确定该无线电链路的质量很有用，以便可以确定可能使用的调制方案。

错误检测代码的性质是这样的，即对于特定无线电数据链路分组303来说，它的每个时隙层传输可以免于出现错误，但仍然在特定无线电数据链路分组303的某个地方存在错误。这是因为没有理想的CRC检测，即可以检测到所有错误的CRC检测。因而，第二层错误检测，即利用CRC 309的第二CRC检测，在无线电数据链路分组层上执行，以确定该分组内是否存在错误。

根据本发明的一个方面，如果在时隙中或其中一个无线电数据链路分组303中存在错误，产生错误的整个无线电数据链路分组需要被重传。然而，初始传输时包含错误的无线电数据链路分组可以在这样的时隙中被传送，即该时隙使用允许比当前可以在每时隙中传送的每个符号的更高比特数的调制方案。结果，需要更多的时隙来出送同一信息。有利的是，通过将网络层分组分段为无线电数据链路分组，尽管调制方案中的改变，但只有包含错误的无线电数据链路分组需要被重传，而不是整个网络层分组。因而，将网络层分组分段为无线电数据链路分组与将传递无线电链路分组的时隙的数量以及大小无关，前述时隙至少部分上是调制方案的函数。而且，使无线电链路数据分组成为重传的基本单元，避免了由于在重传期间时隙的比特/符号中的改变产生的复杂性。

此外，该系统能够传送无线电链路分组，而不要求这些无线电链路分组严格地处于同一序列中，以便由这些无线电链路数据分组所传递的数据，出现在产生无线电链路分组的网络层分组中。因而，该系统对于有线网络非常稳固、清楚，并且通常使在面对错误时所需要重传的次数实现最小。

图4以流程图形式示出了根据本发明原理的用于传送经过无线电链路的网络层分组的示例性过程。当传送网络层分组时。该过程在步骤401进入。接着，在步骤403，接收到例如来自有线网络或用户数据源的网络层分组。随后，在步骤405，该网络层分组被格式化为无线电数据链路分组。该过程一般包括将网络层分组分成用于无线电链路分组的多个有效负荷，以及附加上适当的控制信息，例如首标以及尾标。

执行在步骤407开始的环路，以传送对应于网络层分组的各个无线电数据链路分组，并且在出现任何错误的情况下重新重送它们。在步骤407，得到以前被传送但被接收时带有由接收机检测到的至少一个错误的任何分组。如上所述，如果对于任何时隙，存在着被检测到的错误，该错误与作为该分组一部分的信息一起传送，或者如果该分组总体上被发现出现一个错误，即使所出现的每个时隙都被正确地接收，那么就检测出一个错误。如果没有分组被指示出错误以等待重传，那么得到下一个未被送出的无线电数据链路分组，如果有的话。

在步骤409，得到当前的调制方案，在步骤411，将填满一个时隙的比特被送入一个时隙格式化程序，以利用当前的调制方案进行调制。接着条件转移点413测试确定当前无线电数据链路分组的剩下的可利用比特是否已经填满了该时隙。如果在步骤413中测试结果为“否”，指示在当前无线电数据链路分组中剩下的比特利用当前的调制方案，不足以填满该时隙，则控制转回到步骤407，以得到下一个无线电数据链路分组，该分组的某些比特也被包含与当前时隙中。如果没有剩下的无线电数据链路分组被传送，则该时隙被例如用全零来填充。如果在步骤413中测试步骤为“是”指示该时隙被填满，则控制转到步骤415，该时隙在步骤415被传送。

接着控制转到条件转移点417，在该步骤测试确定当前的无线电数据链路分组是否已经被全部传送。如果在步骤417中测试结果为“否”，则控制转到步骤409，并且如上所述继续该过程。如果在步骤417中测试结果为“是”，那么条件转移点419测试确定网络层分组是否已经结束，即该网络层分组的所有比特已经被传送完。如果在步骤419中，测试结果为“否”，则控制转回到步骤407，并且如上所述继续该过程。如果测试结果为“是”，则该过程在步骤421中退出。

应该注意的是，如果使用多个无线电波束，每个无线电波束可以传送自己独立的帧。有利的是，根据本发明的一个方面，一个时间帧周期内用户使用的时隙不必都被同一无线电波束传送。换句话说，这种时隙可以出现在由各个无线电波束所传送的不同帧内。尽管远端站可以仅在一个波束上接收任何一个时隙的持续时间，但它可以在单个帧周期内，接收来自不同时隙上的不同波束的数据。唯一的要求是时隙在时间上必须不重叠，以防止产生冲突以及数据被破坏。

Claims (16)

1、一种用于经过无线接口通信数据的方法，所述无线接口用于利用多个星座图映射方案将所述数据的比特映射到符号中，所述方法包括步骤：

将网络分组分段为多个无线电数据链路分组；

将错误检测码附加在每个所述无线电数据链路分组上；

将所述无线电数据链路分组的数据分段为固定符号数的多个时隙，包含于每个所述时隙中的数据比特的数量是用于所述每个时隙的星座图映射方案中的一个特定方案的函数；

对于每个时隙，利用所述星座图映射方案中与其相应的一个，将错误检测码附加到每个所述时隙中；

经过无线接口传送所述时隙；

在接收至少一个所述无线电数据链路分组时，确定在接收机中发生的错误；

使用用于重传数据的星座图映射，仅重传包括所述错误以及重传所需要的额外开销的无线电数据链路分组中所包含的数据，其中所述星座图映射在所述重传时是信道质量的函数。

2、根据权利要求1的方法，其中在所述确定步骤中，确定所述错误发生在所述传送的时隙的一个特定时隙中。

3、根据权利要求1的方法，其中在所述确定步骤中，确定所述错误发生在所述无线电数据链路分组的所述传送时隙的其中一个中，但是包含所述错误的特定时隙不能被具体识别出。

4、根据权利要求1的方法，其中在所述确定步骤中，确定所述错误发生在所述传送的时隙的一个特定时隙上，并且在所述确定步骤中，使用一个不同的所述星座图映射方案，所述方案不同于在以前传送所述特定时隙中的所述数据时所用的星座图映射方案。

5、根据权利要求1的方法，其中在所述确定步骤中，确定所述错误发生在所述传送的时隙的一个特定时隙上，并且在所述确定步骤中，使用一个所述星座图映射方案，所述方案与在以前传送所述特定时隙中的所述数据时所用的星座图映射方案相同。

6、根据权利要求1的方法，其中所述无线电数据链路分组具有一个固定的字节长度。

7、根据权利要求1的方法，其中所述无线电数据链路分组具有一个可变的字节长度，所述字节长度在每个所述可变长度的分组内规定。

8、根据权利要求1的方法，其中所述系统使用带有固定长度的无线电数据链路分组，以及带有可变长度的分组，无线电数据链路分组的类型被在所述分组的首标中识别出。

9、根据权利要求1的方法，其中在所述分段步骤中，分配给每个时隙的比特数是用于所述每个时隙的所述星座图映射方案中的一个特定方案的函数。

10、根据权利要求1的方法，其中所述重传步骤可以用一组方式中的一种重传来自时隙的数据，所述方式组包括：

利用以前从未被重送的所述网络层分组的无线电数据链路分组来间插；

在传送另一个网络层分组的数据之前，传送所述网络层分组的所有无线电数据链路分组；

在传送来自所述用户的另一个网络层分组的数据之后，传送所述无线电数据链路分组的所有数据，并且

用一种不用于所述网络层分组的所述数据首先在所述时隙中传送的顺序的顺序。

11、根据权利要求1的方法，其中所述附加在每个所述时隙的错误检测码可以检测出在每个所述时隙中发生的特定错误的存在。

12、根据权利要求11的方法，其中所述附加在每个所述分组的错误检测码检测出存在着这样的错误，即所述错误不能由附加在每个所述时隙的任何一个所述错误检测码检测出，而发生在每个所述分组中。

13、一种用于经过无线接口通信数据的方法，所述无线接口使用具有固定符号数的时隙，所述符号具有利用多个星座图映射方案中的一个映射而成的多个数据比特，所述方法包括步骤：

将网络层分组分段为多个无线电数据链路分组，每个所述网络层分组还包括错误检测码；

将所述无线电数据链路分组分成多个所述时隙，所述时隙还包括对于利用所述星座图映射方案的相应一个的时隙的错误检测码；

传送所述时隙；并且

当在接收至少一个所述无线电数据链路分组的时候，在接收机中发生错误时，仅重传包括所述错误以及重传所需要的额外开销的无线电数据链路分组中所包含的数据，所述重传利用一个用于任何重传数据的星座图映射方案来执行，其中所述星座图映射方案在所述重传时是信道质量的函数。

14.根据权利要求13的方法，在所述重传步骤中，使用一个不同的星座图映射方案，所述方案不同于在以前传送至少一个时隙的所述数据时所用的星座图映射方案。

15.根据权利要求13的方法，其中所述重传步骤可以用一组方式中的一种来重传来自时隙的数据，所述方式组包括：

利用以前从未被传送的所述网络层分组的无线电数据链路分组来间插；

在传送另一个网络层分组之前，传送所述网络层分组的所有无线电数据链路分组；

传送来自所述用户的另一个网络层分组的数据之后，随后传送所述无线电数据链路分组的所有数据；

用一种不同于所述网络层分组的所述数据首先在所述时隙中传送的顺序的顺序。

16.一种用于经过无线接口通信数据的方法，所述无线接口使用具有固定符号数的时隙，所述符号具有利用其中一个星座图映射方案映射而成的数据比特，所述方法包括步骤：

以一个或多个时隙的形式传送网络层分组，每个所述时隙被利用所述多个星座图映射方案中独立选择的一个所映射，所述时隙中的每一个是多个无线电链路数据分组中相应一个的一部分，其中所述无线电链路数据分组是由所述网络层分组所划分的；

仅再次传送任何所述时隙中的所述网络层分组的信息，其中所述时隙构成一个特定无线电数据链路分组，所述特定无线电数据链路分组被指示在所述传送网络层分组之后，已经接收到错误信息；

其中在所述再次传送步骤中，每个时隙被利用所述多个星座图映射方案中的一个所映射，所述星座图映射方案是根据在所述传送网络层分组步骤中以及在所述再次传送步骤中传送的任何其他时隙而独立选择的。

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