CN1256040A - 传输方法和无线电系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种数据传输方法和实现该方法的无线电系统。发射机至少有两种调制信号的调制方法。接收机的一个或多个解调器(106)以与每个调整方法相对应的方式解调接收到的信号。脉冲响应柜(108)为接收信号形成一个与每个所用调制方法相对应的脉冲响应。在参考柜(110)中从该脉冲响应估算值推出用于信号的调制方法。在检测器(114)中检测根据推出的调制方法的信号。

Description

传输方法和无线电系统
                      发明领域
本发明涉及无线电系统中使用的传输方法，该无线电系统至少包括一个基站和一个包括接收发射信号的发射机和接收机的终端，该数据传输方法以包括一个训练序列的脉冲串传输信号，至少有两个预先给定的调制方法可用于传输信号，使用的调制方法可与另一种预先给定的调制方法互换。
本发明还涉及一个无线电系统，该系统至少包括一个基站和一个包括接收发射信号的发射机和接收机的终端。该无线电系统中装有发射机用来以脉冲串发射信号，该脉冲串包括一个训练序列，至少有两个预先给定的调制方法可用于传输信号，使用的调制方法可与另一种预先给定的调制方法互换。
                    发明背景
在无线电电信系统中，信道或无线电路径的质量在不断变化。在无线电系统中，信道质量受很多因素的影响，包括多路传播，衰落，周围干扰等等。
在规划已知无线电系统时，目标是即使当信道质量很差时也要保证信号的质量。在规划数据传输方法时，一个重要的参数是用在传输路径上的调制方法。由于在传输路径上有损失以及传输路径的能力，要传输的数据符号不能原样发送，而是符号必须由适当的方法调制以获得好的传输路径能力和传输质量。换句话说，在开发已知系统时，重点在于选择保证传输质量的调制方法，在这种情况下重点在于在糟糕的信道条件下调制方法的性能。因此，现有方法传输高数据速率信号的能力较弱，换句话说，传输能力是通过牺牲容量来保证的。
一个已知调制方法的一个例子是用在GSM峰窝无线电系统(全球移动通信系统)中的高斯最小移频键控(GMSK)。它的频率范围窄而性能高，但数据传输速率不是很高。编码连续相位调制方法(GPM)通常具有窄的频率范围和高性能，并使高数据速率成为可能。但是，所需设备结构复杂，因而这些方法未被应用于已知系统。
在已知无线电系统中，在一个连续的连接中平滑地改变调制方法存在问题。尤其是在接收机上改变调制方法会出现问题，因为发射机可以不用事先通知接收机而改变调制方法。但是，在例如分组交换数据传输中需要平滑地改变调制方法。而且，快速随路控制信道(FACCH)信号应得到很好的保护以免受干扰尤其是在GSM无线电系统中，即使该数据由允许高数据速率并因而易受干扰的调制方法来发射。
                   技术方案
本发明的一个目的是提供一种方法及实现该方法的无线电系统以解决上述问题。接收机可以有效地解调和检测传输信号，即使接收机事先不知道发射机使用的调制方法。这由序言中提出的类型的方法来实现，该方法的特征在于当传输信号被接收时，它以与每个调制方法相对应的方式被解调；为接收到的信号形成与每个所用的调制方法相对应的脉冲响应估算值，从该脉冲响应估算值中推出用于信号传输的调制方法，选择将被检测的根据推出的调制方法的信号。该方法的特征在于当传输信号被接收时，它由唯一的调制方法解调；为接收到的信号形成与每个所用调制方法相对应的脉冲响应估算值，从该脉冲响应估算值中推出传输信号所用的调制方法并检测该信号。
本发明还涉及一个无线电系统。本发明的该系统特征在于接收机至少包括一个以与每个所用调制方法相对应的形式解调接收到的信号的解调器，形成与每个所用调制方法相对应的脉冲响应估算值的装置；为检测器选择一个被解调信号的装置，从脉冲响应估算值推出用于传输信号的调制方法和用于控制为检测器选择一个已相应地解调过的信号的方法的装置。该系统的特征还在于接收机只包括一个解调器；形成与每个所用调制方法相对应的脉冲响应估算值的装置，从脉冲响应估算值推出用于传输信号的调制方法的装置；检测该信号的检测器，发射机被安排使用可由接收机的解调器解调的调制方法。
本发明的方法和系统有很多优点。发明的方案能够平滑地将不同的调制方法结合起来。实现比原有技术快的数据传输尤其是在分组交换传输中。在GSM系统中，根据原有技术进行信令发送而不发送FACCH位。
                    附图简述
下面参看附图通过首选实施例对本发明作详细的讲述，其中，
图1示出了接收机的一个框图，
图2示出了接收机的一个框图，
图3示出了发射机的一个框图，
图4a示出了GSM系统中的一个标准脉冲串，
图4b示出了一个修改过的标准脉冲串。
                     发明的详细说明
本发明的方案尤其适用于在GSM类型的无线电系统，但并不局限于此。
让我们首先通过图1来研究一下发明的方法和接收机。接收机的基站或终端由天线100接收一个信号。无线电频率从天线传播给无线电频率装置102，该装置用本地震荡器的一个信号乘以接收信号并低通滤波该乘法结果。这样形成的中间或基带信号在A/D转换器104转换为数字信号。该数字信号在解调器106被解调。解调器106以这样的方式工作，它为N个调制替换的每一个包括一个特定解调器。在解调器106之后，在装置108形成解调信号的脉冲响应估算值。该脉冲响应估算值传输给装置110，该装置在最大似然的基础上推出接收到的传输信号的调制方法。最大似然的原理可以基于脉冲响应的能量，信号对噪音的比率(信噪比)或信号对干扰的比率(信干比)。高的脉冲响应能量，好的信号对噪音比和好的信号对干扰比指明最可能的调制方法。装置110控制选择装置112，最好是一个多路选择器，从解调器中选择一个信号给检测器114，其中解调器在最大似然的基础上，与信号调制方法对应得最好。装置110还控制检测器114以与信号的调制方式一致的正确模式操作。被检测到的信号进而传播给原有技术的处理，它与本发明无关。
图2示出了另一个接收机方案，它适应于当不同的调制信号可由一个解调方法解调的情况。这样的调制方法包括诸如高斯最小移频键控(GMSK)和差分编码二进制连续相位调制(DBCPM)方法。GMSK调制是本领域普通技术人员所熟知的调制方法，DBCPM调制是在GSM标准化讨论会上提出的。与DBCPM调制相关并被在此引入作为参考的文档编码为ETSI STC SMG2 WPB：Tdoc SMG 2 WPB 52/98。在DBCPM调制中，信号与一个调制指数如π/4相乘。在图2的方案中，接收到的信号从天线200传输给无线电频率装置202，这些与图1所示的类似。在A/D转换器204中间或基带信号被转换为数字信号。该数字信号在解调器206中被解调并在装置208中形成该信号的脉冲响应估算值。在特定的估算块中为每个调制方法形成一个特定的脉冲响应估算值。在装置210中，通过首选使用最大似然原理，在脉冲响应估算值的基础上推出调制方法。最大似然的原理是基于脉冲响应的能量，一个信号对噪音比或信号对干扰比。一个高脉冲响应能量，一个好的信号对噪音比或好的信号对干扰比指明最可能的调制方法。装置210控制检测器212的模式使来自解调器的解调信号可以被检测。被检测信号进而传播给原有技术处理，它与本发明思路无关。
在图1的方案中，检测器114还可以影响选择调制方法的装置110。在这种情况下，通过至少部分地被检测的信号再次推出所用的调制方法，即检查原来推导是否正确并控制装置110和检测器114的检测模式。根据图2的方案，检测器212的检测模式可以根据检测出的信号来改变。该信号可以通过例如检测脉冲串的一部分来被部分检测。
图3示出了发射机的一个框图的例子。发射机包括一个由控制器302控制的调制器300。调制器至少可用两种调制方法调制传输信号。控制器302选择由调制器使用的调制方法。例如在GSM系统中，如果连接质量许可，发射机以高数据速率传输以DBCPM调制方法调制的信号，但是包括包含FACCH信息的脉冲串的发射机以低数据传输速率传输常规的GMSK调制方法调制的信号。例如，DBCPM调制与GMSK调制相比，其数据传输速率可能是后者的两倍。其它调制对包括四进制位移正交调幅(Q-O-QAM)和二进制位移正交调幅(B-O-QAM)。但是，本发明不局限于这些调制方法。调制信号接着传播给无线电频率装置304，该装置用一个载波乘以该信号并高通滤波它。无线电频率信号传播给天线306将该信号作为电线电波辐射给它的周围。
让我们再进一步研究GSM系统的情况，在这种情况下，发射器以DBCPM和GMSK调制方法传输。图4示出了GSM无线电系统的一个标准脉冲串。该脉冲串包括一个数据端口400，一个FACCH标志位402，一个训练序列404，第二个FACCH标志位和第二个数据部分408。在常规GSM传输中，FACCH信号在训练序列404的两边都使用位402和406。可靠地传输FACCH位很重要。包含FACCH位的脉冲串因此总是以低数据传输速率即由常规GMSK调制来传输。因而，在以高数据传输速率传输并由DBCPM调制方法调制的脉冲串中不需要FACCH位。这种脉冲串包括一个数据部分410，一个训练序列412和第二个数据部分414，如图4B所示。在发明方案中不同脉冲串的训练序列404和412最好在时间域上，即它们在脉冲串的相同点上重叠。在发明方案中，调制的训练序列也基本正交因而互相极大地不同从而使分离这些调制更容易。
尽管上面参考附图的例子讲述了本发明，但是显然本发明并不局限于此。在公布在所附权利说明书中的发明思想的范围内可以以多种方式修改本发明。

Claims (21)

1.一种用在无线电系统中的数据传输方法，其中该无线电系统至少包含一个基站和一个包括信号接收和发射的接收机和发射机的终端，在该数据传输方法中，信号以包含训练序列(404，412)的脉冲串传输，可以使用至少两种预先给定的调制方法，用于传输信号，所用的调制方法可与另一种预先给定的调制方法互换，其特征在于
当传输信号被接收时，它以与每个调制方法对应的方式被解调；
为接收信号形成与每个调制方法相对应的脉冲响应估算值；
从脉冲响应估算值中推出用于传输信号的调制方法，并选择根据推出的调制方法的信号接受检测。
2.一种用在无线电系统中的数据传输方法，其中该无线电系统至少包含一个基站和一个包括信号接收和发射的接收机和发射机的终端，在该数据传输方法中，信号以包含训练序列(404，412)的脉冲串传输，可以使用至少两种预先给定的调制方法用于被传输信号，所用的调制方式可与另一种预先给定的调制方法互换，其特征在于：
当传输信号被接收时，它被用与每个调制方法相对应的方法解调；
为接收信号形成与每个调制方法相对应的脉冲响应估算值；
从脉冲响应估算值推出用于传输信号的调制方法并检测该信号。
3.权利要求2所要求的方法，特征在于根据所用的调制方法选择检测该信号的检测模式。
4.权利要求1或2的所要求的方法，特征在于通过最大似然原理从脉冲响应中推出调制方法。
5.权利要求1或2所要求的方法，特征在于训练序列(404，412)在由每个调制方法传输的脉冲串里在时间域上重叠。
6.权利要求5所要求的方法，特征在于由不同调制方法调制并在时间域上重叠的训练序列(404，412)相互基本正交，从而在接收时可以更容易地分离不同调制方法。
7.权利要求1或2所要求的方法，特征在于通过脉冲响应能量，信号对噪音比或信号对干扰比从脉冲响应中推出调制方法。
8.权利要求1或2所要求的方法，特征在于至少部分地检测接收的信号，在推导接收信号的调制方法时使用被检测部分。
9.权利要求1或2所要求的方法，特征在于使用了以不同数据传输速率操作的调制方法。
10.权利要求9所要求的方法，特征在于当使用GSM无线电系统传输FACCH信号时，该FACCH信号总是以低数据传输速率传输，因而以高数据传输速率操作的脉冲串(412)中不需要FACCH位。
11.权利要求9所要求的方法，特征在于使用了两种调制方法，一种是DBCPM允许高数据传输速率，另一种是GMSK。
12.一个无线电系统，至少包括一个基站和一个包括信号发射和接收的发射机和接收机的终端，在该无线电系统中，发射机被安排以包含训练序列(404，412)的脉冲发射信号，可以使用至少两种预先给定的调制方法用于传输信号，所用的调制信号与另一种预先给定的调制方法可互换，特征在于该接收机包括：
以与所用的每个调制方法对应的方式解调接收信号的至少一个解调器(106，206)；
形成与每个所用调制方法相对应的脉冲响应估算值的装置(108)；
为检测器(114)选择一个已解调信号的装置(112)；
从脉冲响应估算值中推出用于传输信号的调制方法并控制装置(112)为检测器(114)选择已被相应地解调过的信号的装置(110)。
13.一个无线电系统，至少包括一个基站和一个包含信号发射和接收的发射机和接收机的终端，在该无线电系统中，发射机被安排以包含一个训练序列(404，412)的脉冲串发送信号，可能使用至少两种预先给定的调制方法用于传输信号，所用的调制方法可与另一种预先给定的调制方法互换，特征在于该接收器包括：
仅一个解调器(206)；
形成与每一个所用的调制方法对应的脉冲响应估算值的装置(208)；
从脉冲响应估算值中推出传输信号所用的调制方法的装置(210)；
检测该信号的检测器(212)，以及
发射机被安排为使用唯一的接收机的解调器能够解调的调制方法。
14.权利要求12或13所要求的无线电系统，特征在于从脉冲响应中推出调制方法的装置(110，210)使用最大似然原理。
15.权利要求12或13所要求的无线电系统，特征在于在发射机所用的每个调制方法中不同的脉冲串的训练序列(404，412)在时间域上是重叠的。
16.权利要求15所要求的无线电系统，特征在于由不同的调制方法调制的并在时间域上重叠的训练序列(404，412)相互基本正交，从而接收机对不同调制方法的区分能力提高。
17.权利要求12或13所要求的无线电系统，特征在于从脉冲响应中推出调制方法的装置(110，210)被安排使用脉冲响应能量，信号对噪音比或信号对干扰比。
18.权利要求12或13所要求的无线电系统，特征在于该接收机被安排至少能部分地检测信号，并且用于推出调制方法的装置(110，210)被安排利用被检测出来的部分。
19.权利要求12所要求的无线电系统，特征在于，发射机被安排使用以不同数据传输速率操作的调制方法。
20.权利要求19所要求的无线电系统，特征在于该无线电系统是一个用于传输FACCH信号的GSM无线电系统，发射机FACCH信号被安排总以低数据传输速率发射，从而在以高数据传输速率操作的调制方法的脉冲串中不需要FACCH位。
21.权利要求12或13所要求的无线电系统，特征在于该发射机被安排使用两种调制方法，一种是有高数据传输速率能力的DBCPM，另一种是GMSK。
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