CN1231802A - 接收设备适配于传输条件的方法及相应的接收设备 - Google Patents

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Abstract

将一个TDMA接收设备,例如移动无线电设备适配到各传输条件上,在此一个包含在一个帧的各脉冲串中的冗余编码的通信信息,在此在从译码一个通信信息块的信息之后直到下一个通信信息块到达之前从电源分开接收设备的各主要功能组。仅仅译码一个确定的数目的脉冲串,在不成功的译码时却过渡到较大数目脉冲串的译码上。

Description

接收设备适配于传输条件的方法 及相应的接收设备
本发明涉及一种使在TDMA系统中运行的接收设备的，例如寻呼机的或移动无线电设备的功能适配于各传输条件的方法，在此采用一个作为通信信息块各包含在通信信息帧序列的几帧的各脉冲串中的，冗余编码的通信信息，在此方法上在从一个通信信息块信息的译码之后到下一个通信信息块到达之前的时间间隙中，从电源分开接收设备的各主要功能组。
同样本发明涉及一种带有一个HF接收块，一个接收逻辑块，一个控制块和一个电源的接收设备，例如移动无线电设备，寻呼机或类似的，在此为了各TDMA信号的处理和译码而设立了该接收逻辑块，并且该逻辑块和控制块是为此设立的在一个通信信息接收和译码之后直到下一个通信信息到达之前将该接收设备的主要功能组从电源分开。
为了用电池或蓄电池电荷保证尽可能长地运行，尤其是就备运行，在例如象那些按照GSM标准工作的，与网络无关的各接收机上或移动无线电设备上特别重视低的电能消耗。因此人们为了减低平均电能消耗而致力于将不需要的各功能组尽可能长地从供电电压分开。
在以时分复用管理的无线电网中工作的各设备上有一种就备模式，也称为就备作业，可将例如全部不需要的功能组周期地从电源分开，以便降低该平均能量需求量。
例如象GSM网络那样的各现代移动无线电网的传输技术使用各高冗余码，以便减少各干扰特别是各同信道干扰的影响，并且以便因此在诸如频段，基站数目，发射功率等等其他固定的规定情况下提高系统通信效率。用于重建原始通信信息的数据处理，尤其是译码不过要求可观的计算花费，而这计算花费又带来高的电能消耗。
另一方面各设备和各采用的码是按规定的，最坏可能的传输条件情况来设计的，而这些传输条件实践中只偶而存在，因而这些设备全体以数据处理/译码用的全部计算花费来运行看来是不经济的。
由此认识出发例如人们试图，当一种移动无线电设备运行期间以一种根据维持比算法工作的校正器使该算法的状态数目灵活地适配到各多路干扰的实际测量的持续时间上，如在EP496152A2(Roke ManorResearch Ltd．研究有限公司)中所述那样。
本发明的任务在于，说明一种方法和一种按此方法工作的接收器，此方法通过使实际译码的各帧或者各脉冲串适配到各传输条件上，更准确地说适配到各接收条件上，使平均计算花费和由此的电能需求量能够减少。
从开始时所述方式的一种方法出发如此来解决本任务，即仅仅译码相应于所采用编码的冗余的，最小必需数目的通信信息脉冲串，并且随此只要此译码提供所需的通信信息，就进行各功能组的断开，可是在不成功的译码时则过渡到较大数目脉冲串的译码上。
本发明因此利用经过各大的时间间隔根本不需要所采用码的全部冗余的这样的事实，并且利用这种情况用于节能，由此实现较长的就备作业。
如果在接收和分析处理一个通信信息块的最小必需数目的脉冲串之后，在不成功译码的情况下分析处理直接随此接收的帧或脉冲串，并且随即在总的成功译码时进行功能块断开，或在不成功译码时分析处理下一个帧或脉冲串等等的话，这在此是有利的。
另一方面当优先仅引用各脉冲串的一个部分用于译码时，在不成功译码时，意即计数器计数减少时，却一直译码全部脉冲串，直到计数器计数已提高到一个小于或等于规定的最大值的规定值时为止，在一种按本发明的方法上也可以是合理的，在此方法上在通信信息块的每次成功的译码时计数器计数提高一个确定的值，在每次不成功的译码时却降低一个确定的值，在此此计数器计数只能接受一个规定的最大值。在一种优先的变型上通信信息的信息是借助一种法尔码和一种卷积码编码的。
在有些情况下也是能达到目的的，如果在不成功地译码一个通信信息块时通过法尔译码器进行新分析处理还在卷积译码器之前各输入信号的有限数目的可能最不可靠的位，并且一直重复此带有各产生的联合的译码过程，直到译码成功或所有的联合通过时为止的话。
本发明也可以以大的优点使用在通信信息是寻呼信息和在寻呼作业中实施此方法的那些情下。
也用如上所说明的一种接收设备解决所提及的任务，在此接收设备上按本发明译码器是为此安排的，只要分配给译码的一个控制与检查单元确定，译码是成功的和提供所需的通信信息，则仅仅译码每个通信信息块的相应于所采用编码的冗余最小必需数目的脉冲串，在此此控制与检查单元在译码后从电源分开这些功能组，并且此控制与检查单元促使译码器，如果最小数目脉冲串的译码未曾能提供通信信息的话，译码较大数目的通信信息脉冲串。
在一个例如可以是移动无线电设备的接收部分的或所谓寻呼机的这样接收设备上产生如在与此方法的关联中说明的各同样的优点。
译码器和控制与检查单元是以优点为此安排的，在接收和分析处理每个通信信息块的最小必需数目的脉冲串之后，在不成功译码的情况下分析处理直接随此接收的帧或脉冲串。
按本发明的接收设备的一种合理的进一步发展其特征在于，分配给译码器的控制与检查单元具有一个计数器，其计数器计数在每次成功译码一个通信信息块时提高一个确定的值，在不成功译码时却降低一个确定的其它值，在此规定了计数器计数的一个最大值，在此优先进行译码每个通信信息块的仅仅一个最小数目的脉冲串，在不成功编码时，意即在减少计数器计数时都一直进行译码每个通信信息帧的全部脉冲串，直到计数器计数已提高到一个小于或等于规定最大值的规定值时为止。
在一种优先的变型上通信信息块的信息以一种用法尔码以及卷积码编码的形式存在。
在有些情况下当逻辑接收块具有一个操作器时可实现电耗的进一步减少。此操作器是为改变还在卷积译码器之前各输入信号的有限数目的可能最不可靠的位而安排的，并且译码器是为此而安排的一直重复带有由此产生各种联合的译码过程，直到译码是成功的或者所有的联合通过时为止。
如果通信信息是一个寻呼信息和逻辑和控制块(LSB)是为在各寻呼信息之间的寻呼作业中断开各主要功能组而安排的话，也产生本发明的各特别的优点。
以下用在图中表明的举例的各实施形式详述带有其它各优点的本发明。在该图中图1a至1c在一图表中展示在GSM系统中从一个寻呼呼叫到下一个寻呼呼叫的示意信号曲线，图2展示按本发明接收器的方框电路图，并且图3展示来自本发明一个其实施形式的方框电路图中的细节。
以下尤其根据GSM系统中的一个移动无线电网来阐述本发明。该系统用TDMA帧结构工作，此TDMA帧结构例如是在，移动无线电通信(“Mobile Radio Communication”),Raymond Steele,IEEE Press(国际电子电气工程师学会新闻)纽约中说明的。在与申请的公布的关联中在此明确指出此文献和各其它的文献。也在GSH建筑及维护规则(GSM-Recommendations),ETS推荐草案(Draft pr ETS 300 575)，1995年3月(GSM 0.5 03版本4.2.0)中说明了编码和信道置乱，并且对于法尔码和各其它码的理论提及这些书。“可检查和可纠正的码(Pruefbare und korrigierbare codes)”W.Wesley Peterson著，R.Oldenburg出版社1967以及“无线数字通信，调制与扩频的应用(Wireless Digital Communications,Modulation and SpreadSpectrum Applications)”,Dr.Kamilo Feher著，Prentice-HallPTR。
对于本发明例如在其中接收器是接收准备就绪的所谓“就备作业”是重要的。如从图1a所知那样，GSM移动无线电设备的接收器在有源时间tA期间接收四个持续时间各为4.6ms的TDMA帧0,1,2,3,这些TDMA帧例如每个是包含在属于各“控制信道”的寻呼信息的脉冲串“0”中的。按各系统不同102至459个TDMA帧落入在此之后用tR称之为“静止时间”的时间里，这相当于一个约为0.5至2.1秒的时间间隔。在此时间期间可相当于当今技术水准断开设备的各主要功能组。
按图2的方框电路图示意地展示主要拥有一个HF接收块HEB，一个接收逻辑块ELB，一个HF发射块HTB，一个逻辑发射块LTB，一个逻辑与控制块LSB和一个声码器VOC的一个移动无线电设备MFG。HF发射块或接收块是经一转接开关UMS连接到一个天线上的。一个拾音器MIC或一个扩音器LAS是经一个数/模转换器DAC或经一个模/数转换器ADC连接到此声码器上的。移动无线电设备的只要未涉及本发明的细节构造是未作表示的。
接收逻辑块ELB对于从HF接收块HEB来到达的各信号I、Q各具有一个模/数转换器ADL。一个校正器(平衡器)EQU和一和译码器DEC跟随这些转换器之后。给译码器分配了带有一个在GSM系统称为“下行链路传信故障计数器”的计数器DSC的一个控制与检查单元SPE。此外逻辑接收块还含有一个稍后说明的一个操作器MAN。
此外逻辑与控制块LSB还承担了例如借助各控制信号STE将所有不需要的功能组或部件从在此未展示的电源(电池，蓄电池)上断开的任务。逻辑与控制块LSB当然为此从不同的块获取各合适的信息。
以下应详述按本发明方法或接收设备的过程和功能。
在控制信道之内例如在所观察的GSM系统上采用拥有为184位的固定大小的各字块。为了差错识别和差错校正按一个带40奇偶校验位的法尔码保护这些位，并且随即添加上四个所谓的“尾位”。现在按带有变化率1/2的一个不对称卷积码来编码该由228位组成的字块，使得最后产生带有456编码位的一个帧。
为了传输现按一种规定的模式将这样的帧分配到四或八个脉冲串上，然后以时分复用用其它各脉冲串(从其它各信道的)传输这些脉冲串。
在接收侧通常分析处理所有属于一个帧的脉冲串和引用于复原通信信息。为此必须(相似于发射侧地)将由各单个脉冲串组成的这些信号重新组合为一个帧。现在在译码器DEC中，准确地说在此译码器的一个第一译码器中，首先对此帧除去卷积码的冗余。由于存在着一个不对称码，这些结果位在所传输信号中没有对应性。为了求出一个确定的位宁可研究分析和分析处理整个所属的信号相邻性，准确地说全套接收的帧。如果此信号相邻性是通过未分析处理的各脉冲串在某种程度上稀化了的话，则因此可分析处理一个结果位。在本实例上，当仅分析处理属于一个帧的各脉冲串的一半时，则大约达到了可分析处理性的界限。
按该译码求出的各位是还带有法尔码的冗余的，意即在译码器DEC的一个第二译码器中按此法尔码相应地译码这些位。该译码器DEC在“分析处理”和“倒频”之间抉择，并且此倒频率现在可用于确定各自所必需数目的应分析处理的脉冲串，以便通过减少分析处理时间来降低平均能耗。控制与检查单元SPE现在是为在成功译码寻呼信息的一个脉冲串时将计数器计数提高一个确定的值，例如提高1而安排的，在不成功译码时，意即在“倒频”时却将此计数降低一个确定的其它的值，例如降低4而安排的。如果此值达到零的话，则进行转帐，意即寻找一个另外的无线电小区。
如果达到了计数器DSL的规定的最终值或一个其它的规定值的话，人们可尝试减小处理/译码的稀化度。图1b显示仅处理开始三个TDMA帧0,1,2的情况，在此在第三帧之后经逻辑与控制块LSB进行将大多数功能组从电源断开，由此缩短了有源时间tA(带有高的电流需求)和延长了静止时间tR(带有小的电流需求)。当人们如图1C所示从总共各四个帧中舍去两个TDMA帧，在此帧2,3时，人们获得静止时间tR的一种另外的延长。
在本发明的一种实施上，当或者只要计数器的计数具有它的最大值时，则因此例如仅分析处理和译码每开始的两个TDMA帧0,1。只要以此方式的译码是成功的，这相应地要求各有利的接收条件为前提，则在该(最大的)计数器计数上无任何改变。在不成功的译码时计数器计数下降，并且控制与检查单元SPE现在安排处理所有接收的寻呼信息的TDMA帧，也就是一直到重新达到最大计数器计数时为止。在此也可如下地作一种时间上的规定，在尝试重新返回到处理/译码较小数目之前，为保险起见现在在长达一个确定的时间上处理寻呼信息的所有的(在此为四个的)TDMA帧。
本发明的一个变型安排了，如果先行各帧的译码未带来成功的话，则在接收和分析处理寻呼字块的一个确定的最小数目帧或脉冲串之后，在此例如此两个帧0,1，仅分析处理和译码直接随其后的帧，在此为帧2。如果开始的两个帧的译码由于各良好的接收条件已达到目的的话，则放弃分析处理其它各帧。因此周期性地各自仅译码如像正好必需那样多的帧或脉冲串，这当然要求有前提，即必须很迅速进行信号处理和随后的抉择。
本发明的一种其它的构成涉及各原始信号的操作，意即译码卷积码之前的各信号，为此安排了一种位操作器MAN。如果仅分析处理一半的脉冲串(帧)，因此剩下的冗余和因而在此关联中重要的，各(有效)码字之间的欧几里得间距是比较小的话，则在倒频时还可通过法尔译码器尝试通过有目的地操作各原始信号带来一种另外的，对此法尔译码器可接收的译码结果。
说明以何种概率一个原始位是零或一的那个信道信息可能是对此有用的。位操作器MAN然后改变那些以大概率是不可靠的位的有限数目，并且以这些改变的位一直重复带有总是一再为新的各种联合的译码过程，直到要么法尔译码器已是成功的，要么已通过所有规定的联合时为止。
为了详细的阐述请参阅以较多细节展示本发明实现的图3
平衡器或校正器EQU将对每个位以带有固定可靠性信息的位流Pequ(XV)形式的所接收的各脉冲串供应到译码器DEC上，此译码器含有卷积译码器FAL以及法尔译码器FIR。在第一次译码走完时还未存在法尔译码器输出端的信息，意即Pfire(XV)=0。在卷积译码之后将不再含有可靠性信息的译码过的位流XV转接到法尔译码器FIT上。
如果译码过程的结果不对的话，则发出一信号NUK到当然可能也位于译码器DEC之内的控制与检查单元STE上，并且可将与由法尔译码器生成的可靠性信息相乘的字块译码的位流返馈到卷积译码器FAL的输入端上。该卷积译码器现在再次以平衡器EQU的各值Pequ(V)开始，以现在不同于零的法尔译码器FIR的可靠性信息Pfire(XV)补充此译码过程。这是图2中象征性地由操作器MAN面临的过程。
前面在与移动无线电设备的接收部分的关联中说明过本发明，毕竟必须明白，本发明同样地是结合其它的，在一个TDMA系统中用相应地冗余的码工作的各种接收设备可应用的。例如这可以是寻呼接收机或者但是也可以是在其上同样希望降低电耗的，数字化的电池驱动的无线电收音机或电视接收机，意即本发明不局限于存在寻呼作业的各种情况上，并且按本发明的信息处理可以涉及任何一种通信信息。

Claims (12)

1．用于将一种在TDMA系统中运行的接收设备的例如像寻呼机或移动无线电设备的功能适配到各传输条件的方法，在此含有一个作为通信信息块各包含在通信信息帧序列的n帧的各脉冲串中的冗余编码的通信信息，在此方法上在从一个通信信息块信息的译码之后到下一个通信信息块到达之前的时间间隔中，从电源分开接收设备的各主要功能组，其特征在于，
仅仅译码相应于所采用编码的冗余的最小必需数目的通信信息脉冲串，并且随此只要此译码提供所需的通信信息，就进行功能组的断开，可是在不成功的译码时则过渡到较大数目脉冲串的译码上。
2．按权利要求1的方法，其特征在于，在接收和分析处理一个通信信息块的最小必需数目的脉冲串之后，在不成功译码的情况下分析处理直接随此接收的帧或脉冲串，并且随即在总的成功译码时进行功能块断开，或在不成功译码时分析处理下一个帧或脉冲串等等。
3．按权利要求1的方法，其中，在通信信息块的每次成功的译码时计数器计数提高一个确定的值，在每次不成功的译码时却降低一个确定的其它值，在此此计数器计数只能接受一个规定的最大值，其特征在于，
优先仅引用各脉冲串的一个部分用于译码，在不成功译码时，意即计数器计数减少时，都一直译码全部脉冲串，直到计数器计数已提高到一个小于或等于规定的最大值的规定值时为止。
4．按权利要求1至3之一的方法，其特征在于，通信信息块的信息是借助一种法尔码和一种卷积码编码的。
5．按权利要求4的方法，其特征在于，在不成功地译码一个通信信息块时通过法尔译码器进行新分析处理还在卷积译码器之前各输入信号的有限数目的可能最不可靠的位，并且一直重复此带有各产生的联合的译码过程，直到译码成功或所有的联合通过时为止。
6．按权利要求1至5之一的方法，其特征在于，通信信息是一种寻呼信息和此方法是在寻呼作业中进行的。
7．接收设备，具有一个HF接收块、一个接收逻辑块、一个控制块和一个电源，例如移动无线电设备、寻呼机或类似的，其中接收逻辑块(ELB)是用于处理和译码各TDMA信号安排的，并且逻辑块和控制块(LSB)是为在接收和译码通信信息之后到下一个通信信息到达之前从电源分开接收设备的各主要功能组而安排的，其特征在于，
译码器(DEC)是为此而安排的，只要分配给译码的一个控制与检查单元(SPE)确定，译码是成功的并且提供所需的通信信息，则仅仅译码每个通信信息块的相应于所采用编码的冗余最小必需数目的脉冲串，在此此控制与检查单元在译码后从电源分开这些功能组，并且此控制与检查单元促使译码器，如果最小数目脉冲串的译码未曾能提供通信信息的话，译码较大数目的通信信息脉冲串。
8．按权利要求7的接收设备，其特征在于，译码器(DEC)和控制与检查单元(SPE)是为此安排的，在接收和分析处理每个通信信息块的最小必需数目的脉冲串之后，在不成功译码的情况下分析处理直接随此接收的帧或脉冲串。
9．按权利要求7的接收设备，其特征在于，分配给译码器(DEC)的控制与检查单元(SPE)具有一个计数器(DSC)，其计数器计数在每次成功译码一个通信信息块时提高一个确定的值，在不成功译码时却降低一个确定的其它值，在此规定了计数器计数的一个最高值，并且优先进行译码每个通信信息块的仅仅一个最小数目的脉冲串，在不成功编码时，意即在减少计数器计数时却一直进行译码每个寻呼帧的所有脉冲串，直到计数器计数已提高到一个小于或等于规定最大值的规定值时为止。
10．按权利要求7至9之一的接收设备，其特征在于，此译码器(DEC)是为译码通信信息块的以用一种法尔码以及一种卷积码编码形式存在的信号而安排的。
11．按权利要求10的接收设备，其特征在于，逻辑接收块(LEB)具有一个操作器(MAN)，此操作器是为改变还在卷积译码器之前各输入信号的有限数目的可能最不可靠的位而安排的，并且译码器是为此安排的，一直重复带有由此产生各种联合的译码过程，直到译码是成功的或者所有的联合已通过时为止。
12．按权利要求1至11之一的接收设备，其特征在于，通信信息是一种寻呼信息，并且逻辑和控制块(LSB)是为在各寻呼信息之间的寻呼作业中断开各主要的功能组而安排的。
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