CN1259833A - 在高速数据信道上不连续的传输 - Google Patents
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Abstract
本发明是一种用于通过一种不连续数据传输技术在有数据信道的情况下有效利用属于无线通信系统的频谱资源的方法。不连续数据传输技术包括经过一个控制信道(或某个其他通信信道)在帧f传输一个标记,其中该标记将指示一个预定接收者,发射机有一个数据帧要在某个未来的帧f+q中发射给接收者。在一个实施例中,如果标记指示数据帧准备发射,则发射机接着将经过一个数据信道(或某个其他通信信道)在帧f+q中发射数据帧。
Description
本发明一般涉及无线通信系统,尤其涉及经过无线通信系统的数据传输。
因特网迫切需要高速发射数据。通过有线线路通信系统服务供应商,而不是通过无线通信系统服务供应商已经满足了这种对高速数据传输的需求。当前,建议开发一种基于码分多址(CDMA)技术的无线通信系统,经过该技术具有的通信信道(以后称为数据或附加信道)可以高速发射数据。然而,由于数据传输的短脉冲串特性,专用于数据信道的频谱资源是低效率的。换句话说,以短脉冲串发射数据,后面跟随着若干不发射数据的无效周期。在这些无效周期期间具有专用于数据信道的频谱资源将是低效率利用频谱资源。因此,无线通信系统需要在有数据信道的情况下更有效地利用频谱资源。
本发明是一种有效利用属于无线通信系统频谱资源的方法,该通信系统具有用于高速数据服务的数据信道。本发明应用一种不连续数据传输技术以更有效地利用频谱资源。不连续数据传输技术包括经过一个控制信道(或某个其他通信信道)在帧f传输一个标记,其中该标记将指示一个预定接收者,发射机有一个数据帧要在某个未来的帧f+q中发射给接收者。在一个实施例中,如果标记指示数据帧准备发射,则接着发射机将经过一个数据信道(或某个其他通信信道)在帧f+q中发射数据帧。在另一个实施例中,除非接收者已经指示(通过以相反方向在控制信道上发射的另一个标记)接收者准备接收来自发射机的数据帧,发射机才发射数据帧。
有益地是本发明通过已经建立数据信道并且等待数据帧到达而避免了建立数据信道的额外开销。在有效的数据传输之间,由发射机使用的频谱资源可以与其他用户共享以更有效地利用频谱。
结合下面的描述、附加权利要求书和附图,将更好理解本发明的特性、方面和优点。
图1描述一个根据本发明使用的基于CDMA的无线通信系统;
图2描述一个经过正向链路和反向链路与一个移动电话通信的基站;
图3描述一个基于CDMA的基站发射机装置的简化示意图;
图4和5描述了说明根据本发明用于正向链路的不连续传输技术的流程图;
图6描述一个基于CDMA的移动电话发射机60装置的简化示意图;以及
图7和8描述了说明根据本发明用于反向链路的不连续传输技术的流程图。
这里将参照基于码分多址(CDMA)技术的无线通信系统描述本发明。然而,不应该认为将本发明限制于这里描述的基于CDMA的无线通信系统。本发明可以同样应用在基于其他多址联接技术,如时分多址(TDMA)和频分多址(FDMA)的无线通信系统。
图1描述一个根据本发明使用的基于CDMA的无线通信系统10。无线通信系统10包括移动交换中心(MSC)12和对它的相关小区17-i内的移动电话(MT)16-k提供无线通信服务的基站(BS)14-i。基站14-i中的每一个通过连接,如未示出的T-1线路连接到MSC12,并且经过规定的频谱可用于与MT16-k通信。通过以规定频谱经过各种通信信道的信号传输(来自基站或到基站)获得BS14-i和MT16-k之间的通信,其中用于从BS14-i到MT16-k信号传输的通信信道在这里称为正向链路,而用于从MT16-k到BS14-i信号传输的通信信道在这里称为反向链路。正向链路使用规定频谱的第一部分而反向链路使用规定频谱的第二部分。
图2描述基站14-i经过正向链路20和反向链路22与移动电话16-k通信。正向链路20包括用于发射控制信息的正向专用控制信道(F-DCCH)、用于发射话音的正向基本信道(F-FCH)、用于发射数据的正向附加信道(F-SCH)以及用于发射导频信息的正向导频信道(F-PC)。反向链路22包括一个用于发射控制信息的反向专用控制信道(R-DCCH)、一个用于发射话音的反向基本信道(R-FCH)、一个用于发射数据的反向附加信道(R-SCH)以及一个用于发射导频信息的反向导频信道(R-PC)。正向和反向链路导频信道信号用于各个正向和反向链路专用控制、基本和附加信道信号的相干解调。根据无线通信系统的特定装置定义正向链路20和反向链路22的通信信道的方式。这里描述一个特定实施例,但不应该认为以任何方式限制了本发明。
为了说明正向链路20的信号处理,图3示出一个用于基站14-i的基于CDMA的BS发射机30装置的简化示意图。BS发射机30接收多个输入信号Sm bs,这里m=0,…,44。为了说明起见,信号S0 bs是导频信息(在一个实施例中,它是一个由BS发射机30产生的DC电压信号),信号S1 bs是同步信息,信号S2 bs-S3 bs是寻呼信息,信号S4 bs是公共控制信息,信号S5 bs-S24 bs是话音,而信号S25 bs-S44 bs是数据信号,S2 bs-S44 bs(或信号SP bs)作为输入提供到倒频器32-p,这里p=2,…,45。在倒频器32-P中,信号S2 bs-S4 bs与(何种代码??)组合,而信号S5 bs-S44 bs与长伪随机数(PN)代码z组合以产生输出信号SP bs(34),其中长PN代码z是与信号S5 bs-S44 bs预定的用户z相联系的密码。注意多个SP bs(34)可以预定给同一个用户z。信号S0 bs-S1 bs和SP bs(34)与沃尔什码Wm(在乘法器36-m中)相乘以产生输出信号Sm bs(38),其中沃尔什码Wm是用于定义在BS14-i的不同通信信道的正交函数。这样,在BS14-i中,使用沃尔什码W0定义正向导频信道,使用沃尔什码W1定义同步信道,使用沃尔什码W2-W4定义寻呼信道,使用沃尔什码W4定义正向公共控制信道,使用沃尔什码W5-W24定义正向基本信道,使用沃尔什码W25-W44定义正向附加信道。
信号Sm bs(38)被可变衰减器40-m衰减以产生输出信号Sm bs(42)。每个单独信号Sm bs(38)的衰减量根据如射频(RF)状态等的一些系统参数变化。信号Sm bs(42)由加法器44加在一起以产生输出信号Sbs(46),它随后作为输入提供到乘法器48和50。在乘法器48和50中,信号Sbs(46)与一对短PN代码(它们与长PN代码不同)相乘以产生信号Sbs(52)和Sbs(54)。特别地,输出信号Sbs(46)与PN-I-i和PN-Q-i相乘,其中PN-I-i和PN-Q-i是同相(I)和正交(Q)PN代码,它们具有与BS14-i相关的时间或相位偏移指数。信号Sbs(52)和Sbs(54)接着被调制到载波信号cosωct和sinωct,相加并在正向链路20发射。这样,图3描述的正向链路20包括一个正向导频信道、一个同步信道、两个寻呼信道、一个正向公共控制信道、二十个正向基本信道以及二十个正向附加信道。然而,要注意这不应该被认为以任何方式限制了正向链路或本发明。
在20ms的一系列帧(或时间间隔)的持续时间由BS发射机30处理和发射输入信号Sm bs。为了这个应用目的,应该认为术语“处理”在发射的上下文中使用时包括编码和/或调制而在接收的上下文中使用时包括解调和/或译码,术语“帧”不应该限制为20ms的时间间隔。本发明在正向链路20中使用一种不连续传输的技术解决了数据传输的短脉冲串特性导致更有效地利用频谱资源。特别地,本发明使用如寻呼信道(或另一个正向通信信道)的正向专用控制信道以在帧f中发射正向发射标记(或指示位),该帧f将指示一个或多个MT16-k处理经过MT16-k的分配的正向附加信道(或其他正向通信信道)接收的在帧f+q中的正向数据传输,其中f表示当前帧,f+q表示某个未来的帧,q可以是一个恒定值或一个变量。
图4和5描述流程图400和500,用于分别说明由BS14-i和MK16-k应用的正向链路上本发明的不连续传输技术。如图4所示,(对于BS14-i),在步骤410,BS14-i(或基站控制器)确定是否经过MT16-k分配的F-SCH在帧f+q发射数据到MT16-k。如果BS14-i准备发射数据,则在步骤420,在帧f发射一个正的正向发射标记(具有一个1的值),其中一个正的正向发射标记将指示移动电话16-k,将经过MT16-k分配的F-SCH在帧f+q发射(或者准备发射)数据。否则,在步骤430,BS14-i在帧f发射一个负的正向发射标记(具有一个0的值),其中一个负的正向发射标记将指示移动电话16-k,经过MT16-k分配的F-SCH在帧f+q不发射任何数据。
相反,如图5所示(对于MT16-k),在步骤510,MT16-k检查F-DCCH的帧f以确定是否接收帧f是有效的(即在F-DCCH的帧的传输中没有差错)。如果帧f是无效的,则在步骤530(为了减少BS14-i的相同数据的重新传输量)MT16-k将试图处理它的F-SCH的帧f+q。如果F-DCCH的帧f是有效的,则在步骤520,MT16-k将检查在帧f中发射的正向发射标记。如果正向发射标记是正的,则MT16-k进行到步骤530,这里它处理MT16-k的R-SCH的帧f+q。如果正向发射标记是负的,则MT16-k将不处理MT16-k的R-SCH的帧f+q。
注意BS14-i和MT16-k使用一种协议,该协议允许MT16-k将正向发射标记与经过F-DCCH(或其他正向通信信道)发射的其他位分开。在一个实施例中,正向发射标记是一个在已知位置的位,该已知位置相对于帧边界或移动电话或正向附加信道标识符,使得正向发射标记是容易识别的,其中移动电话和正向附加信道标识符(它可以经过相同或不同通信信道发射)指示正向发射标记预定的MT16-k或发射数据经过的正向附加信道。
在一个实施例中,由BS14-i、基站控制器或者管理(或知道)可利用频谱资源的某个其他实体或装置确定何时发射数据(或者发射一个正的还是负的正向发射标记)到MT16-k的判断。在这个实施例中,在确定应该发射到MT16-k的帧数据之前,BS14-i(或基站控制器)检验用于它相关小区的正向链路和RF状态的可利用频谱资源。例如,假设分配正向基本信道到两个移动电话MT1和MT2(即两个数据用户)。在BS14-i和MT1之间存在良好的RF状态,但在BS14-i和MT2之间存在较差的RF状态。因为MT1具有相关的良好RF状态,所以预定用于MT1的信号要求的衰减比预定用于MT2的信号要求衰减要少(通过衰减器40-m)。较少的衰减会导致MT1比MT2较少的频谱资源消耗。因为MT1比MT2消耗较少频谱资源,所以BS14-i(或基站控制器)能够对MT1比对MT2更多地发射数据帧。在另一个实施例中,预定计划和随机性可以用于规定BS14-i发射哪个正向发射标记到MT16-k。
为了说明用于反向链路22的信号处理,图6示出一个用于移动电话16-k的基于CDMA的MT发射机60装置的简化示意图。MT发射机60接收多个输入信号Sx mt,这里x=0,…,5。为了说明起见,信号S0 mt是一种导频信息,信号S1 mt-S2 mt是接入消息,信号S3 mt是公共控制信息,信号S4 mt是话音,信号S5 mt是数据。信号Sx mt作为输入提供到乘法器62-x,这里信号Sx mt分别与沃尔什码W0-W5相乘以产生输出信号Sx mt(64)。信号Sx mt(64)由加法器66加在一起以产生信号Smt(68)。倒频器70将信号Smt(68)与长PN代码(与移动电话16-k的用户z相关)相乘以产生输出信号Smt(72)。信号Smt(72)由乘法器74和76使用同一对短PN代码(由BS14-i使用,但具有一个零定时或相位偏移指数)相乘以产生同相信号Smt(78)和正交信号Smt(80),它们随后调制到载波信号cosωct和sinωct,相加并在反向链路22发射。这样,图6描述了一个反向链路22,它包括一个反向导频信道、两个随机存取信道、一个反向公共控制信道、一个反向基本信道以及一个反向附加信道。然而,要注意这不应该被认为以任何方式限制了反向链路或本发明。
在20ms的一系列帧(或时间间隔)的持续时间由MT发射机60处理和发射输入信号Sm mt。如同正向链路20,本发明在反向链路22使用一种不连续传输的技术以解决数据传输的短脉冲串特性导致更有效地利用频谱资源。本发明使用一个如寻呼信道(或另一个正向通信信道)的正向专用控制信道以在帧f中发射反向接收标记(或指示位),它指示一个或多个MT16-k,BS14-i准备经过MT16-k的反向附加信道(或其他反向通信信道)在帧g+r中接收数据,以及一个反向专用公共控制信道(或另一个反向通信信道)以在帧g发射反向发射标记(或指示位),它指示BS14-i,MT16-k在帧g+r有数据要经过MT16-k的反向附加信道(或另一个反向通信信道)发射,其中g和f可以响应于或不相应于一个相同或不同通信信道的相同时间间隔,而r是一个常数或变量。符号g和f不应该被认为表示一个特定的方向(即反向或正向)。
图7和8描述了流程图600和700,用于分别说明由BS14-i和MT16-k应用的反向链路上本发明的不连续数据传输技术。如图7所示(对于BS14-i),在步骤610,BS14-i(或基站控制器)确定是否允许MT16-k经过MT16-k的R-SCH在帧g+r发射数据到BS14-i。如果BS14-i准备接收来自MT16-k的数据,在步骤630,一个正的反向接收标记(具有一个1的值)将经过F-DCCH在帧f中发射,其中正的反向接收标记将指示移动电话16-k,BS14-i将准备接收经过MT16-k的R-SCH在帧g+r中的数据传输。否则,在步骤620,BS14-i经过F-DCCH在帧f发射一个负的反向接收标记(具有一个0的值),其中负的反向接收标记将指示移动电话16-k,BS14-i将不准备接收经过移动电话16-k的R-SCH在帧g+r中的数据传输。
如果BS14-i发射一个正的反向接收标记,在步骤650,BS14-i检查MT16-k的R-DCCH的帧g以确定是否接收的帧g是有效的(即在MT16-k的R-DCCH的帧g的传输中没有差错)。如果帧g是有效的,在步骤660,BS14-i将检查以确定帧g中的反向发射标记是正的还是负的,其中一个正的反向发射标记(具有一个1的值)将指示BS14-i,MT16-k有数据要发射并且准备经过MT16-k的R-SCH在帧g+r中发射数据,而反向发射标记(具有一个0的值)将指示BS14-i,MT16-k没有数据要经过MT16-k的R-SCH发射。
如果帧g是无效的或者如果BS14-i接收MT16-k的R-DCCH的帧g中一个正的反向发射标记,则BS14-i将在步骤670处理MT16-k的R-SCH的帧g+r。但是如果BS14-i接收MT16-k的R-DCCH的帧g中一个负的反向发射标记,则BS14-i将不处理MT16-k的R-SCH的帧g+r。
如图8所示(对于MT16-k),在步骤710,MT16-k确定是否它有数据要在它的R-SCH的帧g+r中发射到BS14-i。如果MT16-k没有数据要发射,在步骤720,MT16-k在它的R-DCCH的帧g中传送一个负的反向发射标记,并且随后在步骤760关闭(或不处理)它的R-SCH的帧g+r。否则,在步骤730,MT16-k传送一个正的反向发射标记。一旦在步骤750传送一个正的反向发射标记,MT16-k检查F-DCCH的帧f。如果反向发射标记是正的(即反向发射标记不是负的并且F-DCCH的帧f是有效的),在步骤770,MT16-k在它的R-SCH的帧g+r中发射数据。否则MT16-k关闭它的R-SCH的帧g+r。
如同正向链路BS14-i和MT16-k将使用某种类型的协议,这些协议允许BS14-i和MT16-k将反向发射和反向接收标记与分别经过R-DCCH(或其他反向通信信道)和F-DCCH(或其他正向通信信道)发射的其他位区分开。在一个实施例中,反向接收标记是一个在相对于帧边界或移动电话标识符的已知位置的位,使得反向接收标记可容易地识别,并且反向发射标记是一个在相对于帧边界的已知位置的位。
在一个实施例中,由BS14-i(或基站控制器)或管理(或知道)可利用频谱资源的某个其他实体或装置确定是发射一个正的还是负的反向接收标记的判断。在这个实施例中,BS14-i在确定哪个反向接收标记发射到MT16-k之前检验用于它相关小区的正向链路和RF状态的可利用频谱资源。另一方面,预定计划或随机性可用于规定哪个反向接收标记由BS14-i发射到MT16-k。
在反向链路中,如果MT16-k有数据要经过MT16-k的反向附加信道发射到BS14-i,则MT16-k将发射一个正的反向发射标记(经过反向公共控制信道)。相反地,如果MT16-k没有数据要经过MT16-k的反向附加信道发射到BS14-i,则MT16-k将发射一个负的反向发射标记。
虽然已经参照某些实施例非常详细地描述了本发明,但是也可能使用其他的方案。例如,标记和数据可以经过相同通信信道或不同通信信道发射,或者标记可以经过基本信道发射。另外,标记可以包括多个位。因此,本发明的精神和范围不应该限制于这里包含的实施例的描述。
Claims (10)
1.一种经过通信信道发射数据帧的方法,包括步骤:
经过第一通信信道在帧f中发射一个发射标记以指示是否一个数据帧准备经过第二通信信道在帧f+q中发射;以及
如果该发射标记是一个指示数据帧准备在帧f+q中发射的正的发射标记,则经过第二通信信道在帧f+q中发射该数据帧。
2.如权利要求1所述的方法,还包括步骤:
经过第三个通信信道在帧g中接收一个接收标记以指示是否数据帧准备在帧f+q中接收,其中如果该接收标记是一个指示数据帧准备在帧f+q中接收的正的接收标记,则该数据帧在帧f+q中被发射。
3.如权利要求2所述的方法,其中如果接收标记是一个指示数据帧不准备在帧f+q中接收的负的接收标记,则数据帧不经过第二通信信道在帧f+q中被发射。
4.如权利要求1所述的方法,其中如果发射标记是一个指示数据帧不会在帧f+q中被发射的负的发射标记,则该数据帧不是经过第二通信信道在帧f+q中被发射。
5.如权利要求1所述的方法,包括附加的步骤:
经过第三个通信信道发射一个移动电话标识符以指示一个发射标记规定的移动电话。
6.如权利要求1所述的方法,包括附加的步骤:
经过第三个通信信道发射一个通信信道标识符以指示一个发射标记要在其上发射的通信信道。
7.一种接收经过通信信道发射的数据帧的方法,包括步骤:
经过第一通信信道接收在帧g中的一个发射标记以指示是否一个数据帧准备在帧g+r中被发射;以及
如果发射标记是一个指示数据帧准备经过第二通信信道在帧g+r中发射的正的发射标记,则处理第二通信信道的帧g+r中发射的数据帧。
8.如权利要求7所述的方法,其中如果发射标记是一个指示没有数据帧将在帧g+r中被发射的负的发射标记,则不处理第二通信信道的帧g+r。
9.如权利要求7所述的方法,其中如果关于第一通信信道的帧g中发射标记有一个差错发生,则处理第二通信信道的帧g+r。
10.如权利要求8所述的方法,包括附加步骤:
经过第三个通信信道在帧f中发射一个接收标记以指示是否一个接收者准备接收经过第二通信信道发射的帧g+r中的数据帧。
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