CN1262568A - 经基站和用户站的无线接口在无线系统中传输数据的方法 - Google Patents

Abstract

按本发明建议,对于在TDD传输方法中经在一个基站和用户站之间的无线电接口的数据传输,对于上行和下行方向采用不同的传输方法。因此应在下行方向上连续地进行传输,在此数据部分和信道测量序列以循环的顺序交替交换,并且在上行方向上在通过保护间隔分开的时隙中不连续地进行传输。通过取消在下行方向上的保护间隔提高下行方向上的传输容量。

Description

经基站和用户站的无线接口在 无线系统中传输数据的方法

本发明涉及用于经在一个基站和用户站之间的无线电接口在无线电通信系统中数据传输的一种方法和一种这样构成的无线电通信系统。

在无线电通信系统中借助于电磁波经无线电接口传输数据(例如语音、图像信息或其它数据)。无线电接口涉及在一个基站和用户站之间的一种连接，在此用户站可以是移动站或地点固定的无线电站。在此用处于为各自系统安排的频带中的载频进行电磁波的幅射。对于未来的无线电通信系统，例如UMTS(通用移动通信系统)或另外的第三代系统，安排了在约为2000MHz频带中的频率。

在此对于第三代的移动无线电系统，尤其是对于具有非对称数据速率的数据业务需要一种TDD(时分复用作业)方式。对于TDD方式在上行和下行方向的一个第一频带中，由TDMA(时分多址)和CDMA(码分多址)用户分离方法的一种组合应得到应用，在此在两个传输方向用的时隙之内利用具有暂时间歇或激烈的发送功率降低的一种短脉冲方式的传输。正如源于DE 198 39 805中的那样，在TDD方式中安排了在两个传输方向上发送无线电字组，这些无线电字组含有用于在两个数据部分之间信道评价的信道测量序列(中间部分)。

在具有非对称数据速率的所谋求的业务上首先下行方向应允许较高的数据速率。这对于像点播电视或互联网查询那样的业务是一个前提，因为按短暂的查询各自应向用户站传输大的数据量。因此在下行方向上的传输容量是瓶颈和限制无线电通信系统的功能能力。

基于本发明的任务因此在于，说明用于数据传输的，在下行方向上达到较高传输容量的一种方法。通过具有权利要求1的特征的方法解决此任务。由从属权利要求中可以获知本发明的有利的进一步发展。

按本发明建议，在上行和下行方向用的TDD传输方法中对于经在一个基站和用户站之间的无线电接口的数据传输采用不同的传输方法。因此在下行方向上应连续进行传输，在此以循环的顺序交替更换数据部分和信道测量序列，而在上行方向上不连续地在通过保护间隔分开的时隙中进行传输。通过取消在下行方向上的保护间隔提高下行方向上的传输容量。

由于在下行方向上信号由一个无线站，由基站出发，各个信号部分可以因此不超越多路延迟之外地重叠。如果除此之外各个时隙的数据部分是通过信道测量序列分开的话，信号的时间上的分辨因此是很容易可能的。

按本发明的一个有利的进一步发展，在转接点附近布置了用户站任意访问用的一个时间间隔。转换点总是指出人们可以随同利用于选择任意访问用的时间间隔的一个保护间隔，而不阻塞其它的资源。

对于基站可能的是，用最大发送功率和没有与数据部分重叠地发送信道测量序列。符号间干涉因此保持微不足道的，并且通过信道测量序列的高的发送功率方便用户站上的信道评价。为了进一步改善信道评价，在用户站中的信道评价时内插或外推多个信道测量序列的分析处理。以此也可以较准确地评价向自己迅速移动的用户站的传输信道。

为了简化信道测量序列的分析处理和为了最好可能地利用用于同步的资源有利的是，多个用户站同时采用一个相同的信道测量序列，和由用户站用不同的代码相位发送信道测量序列。就此必须定义较少的信道测量序列，或者可以有效利用一组存在的信道测量序列，这个组的部分应尽可能大地互相区分开。在后者情况下方便网络规划。此外具有不同代码相位的这样的信道测量序列是正交的，以基站的某种时间上的同步为前提的。

如果由多个用户站利用相同的信道测量序列但是不同的代码相位的话，有利的则是，在基站中的信道评价时由多个用户站采用用于传输信道的信道评价的一种循环的相关性。就此通过不同的测量窗口可以容易地分开通向各个用户站的结果。为了提高测量准确性也可以采用一个用户站的多个信道测量序列用于确定校正值。同样的也适用于相反的传输方向。

为了干涉抑制而建议，在同时传输的数据的检测时采用按DE 4121 356 A1的一种共同检测(联合检测)，或者采用具有消除最强干扰信号的，按DE 197 47 454的横向滤波器。对于能够以两种方式运行的用户站有利地利用TDD和FDD传输方法的一种共同检测算法。通过较好地协调两种传输方式，在用户站中的很大程度上等同的信号处理是可能的。为此对两种方式采用一种相同的时隙长度。

为了通过分配附加的代码或改变扩展系数来利用柔性的容量提高(柔性容量)的优点，频带是宽带的，并且数据部分是用一种用户专门的或信道独有的扩展码扩展的。

当在两种方式中采用相同的时隙长度时，简化既应以TDD也应以FDD(频分复用)运行的用户站的接收机。在此汇总多个时隙为一个帧，在此在TDD和FDD传输方法中的帧长度互相处于一个整数的比例中。

用附图详述本发明的实施例。

在此

图1示出移动无线电网的一个方框电路图，

图2示出数据传输的一个示意图，

图3示出CDMA传输方法的一个示意图，

图4示出发送机的一个方框电路图，

图5示出接收机的一个方框电路图，

图6示出在下行方向上的传输的一个示意图，和

图7示出TDD和FDD传输方法的信道结构的一个示意图。

图1中所示的无线电通信系统在它的结构方面相当于由许多移动交换站MSC组成的一种已知的GSM移动无线电网，这些移动交换站是互相联网的，或者建立通向固定网PSTN的通道。此外这些移动交换站MSC是与各自至少一个基站控制器BSC连接的。每个基站控制器BSC又使得通向至少一个基站BS的连接成为可能。这样的基站BS是经无线电接口可以建立通向用户站，例如移动站的无线电连接的一个无线电站。

图1中示范性地表示了用于在三个移动站MS和一个基站BS之间传输有用信息和信令信息的三个无线电连接，在此给一个移动站MS分配了两个数据信道DK1和DK2，并且给另外的移动站MS各自分配了一个数据信道DK3和DK4。每个数据信道DK1…DK4代表一个用户信号。

一个操作和维护中心OMC实现移动无线电网或其中的部分用的控制和维护功能。由按本发明的无线电通信系统利用这种结构的功能性，此功能性却是也可用于本发明在其中可以得到采用的另外的无线电通信系统上的。

如果仅观察在移动站MS和基站BS之间的无线电接口的话，则可以用图2表示此传输系统。一个发送机经一个传输信道向确定系统基本脉冲应答的，和此外在信号处理中检测含有在调制中的数据的一个接收机，传输调制的基本脉冲。在移动站MS和基站BS中可以各自实现发送机和接收机。

按图3汇总多个基本脉冲成一个符号。对基本脉冲施加以形成不同符号用的不同相位。通过等同符号的，扩展码的一个顺序形成一个传输信道。对于一个传输信道采用某个符号，并且此符号就此是信道独有的。此外通过一个载频和附加地通过一个时隙标记一个传输信道。通过符号的调制来编码要传输的信息。通过一个信道的两个相继符号之间的波幅变换和/或相位变换来传输数据。这在数字式系统上是至少两种商定的变换可能性。

对于CDMA传输方法的特殊情况一个芯片是一个基本脉冲。在BPSK调制时通过芯片形状的180°的相位变换形成这两个不同的基本脉冲。因此例如汇总16个这样的芯片成一个符号，在此芯片的选择和顺序决定一个扩展码。

一种另可选择的可能性在于，例如汇总4个芯片成一个符号。这相当于在W-CDMA传输方法上的最小扩展系数。以上虽然可以区分较少的信道，可是为了区分信道也需要较少的扫描。通过较少的符号节拍产生在设计发送机和接收机时的较小的复杂性。

按图4的发送机由一个编码器、一个基本脉冲发生器、一个功率放大器和一种到传输媒体上的耦合组成。发送机在基本脉冲顺序节拍发生器中生成经功率放大器转送到耦合(天线或声音传感器)上的基本脉冲。在编码器中取决于要传输的数据选择，从总共供支配的基本脉冲的储备中发送哪个基本脉冲，并且用哪个通常是复合的调制系数修改此基本脉冲。

在基本脉冲的储备中区分不同的传输方法。在此可以采用一个、多个或较大数目的基本脉冲。这些基本脉冲在它们的时间上的延伸方面是任意的，并且不是规定到基本脉冲顺序节拍的持续时间上的。在长于基本脉冲顺序节拍的一个周期的基本脉冲上，已经在发送器中产生基本脉冲的重叠。

在接收机中在用于信号预处理的装置中进行以下的信号处理：放大、频率转换、模拟滤波、A/D转换和数字式滤波。尤其是接收机的总滤波特性进一步改变已经由传输信道修改的基本脉冲。在数字式滤波器的输出端上产生以基本脉冲顺序节拍的节拍的系统基本脉冲应答的顺序。将重叠的系统基本脉冲应答的这个顺序输送给信号处理和检测。

图5中示意地示出了接收侧的信号处理。此信号处理包括系统基本脉冲应答的确定、在分析处测量序列期间的至少一个横向滤波器用的滤波系数的确定、在一级或多级横向滤波器中的扫描值的数据承载部分的检测和横向滤波器输出端的结果的译码。正如在DE 197 33 860中的那样，替代此横向滤波器也可以利用共同检测用的一种数字式信号处理。从德国专利文献DE 197 47 454中可以获得基本脉冲选择的和横向滤波器选择的发展。在两个传输方向上可以采用这种方式的信号检测。

图6和7示出两种传输方法中的在基站BS和移动站MS之间的无线电接口。在不同频带FB1、FB2、FB3中的传输是互相同步的。在此利用具有例如B＝1.6MHz的宽带的频带。

在按图6的TDD传输方法上，既对于下行方向DL(由基站BS向移动站MS)也对于上行方向UL(由移动站MS向基站BS)利用一个第一频带FB1，在此一个转接点分开传输方向。在按图6的TDD传输方法上在下行方向DL上连续地，即短脉冲方式地发送。一个数据部分da跟随一个信道测量序列ma之后。可以采用信道测量序列ma用于所有移动站MS的信道评价，在此期间将数据部分da独有地分配给各个移动站MS。

一个时间间隔跟随转接点之后，由移动站MS任意利用此时间间隔作为请求资源分配用的访问信道。时间间隔的长度相当于上行方向上的一个时隙。在时隙中的短脉冲方式的传输在上行方向UL上得到采用，在此由移动站MS发送的一个无线电字组各自包括在两个数据部分之间的一个信道测量序列ma。在无线电字组之间安排了传输间歇作为用于接收信号的较好分开性的保护间隔。

在FDD传输方法中两个传输方向用的频带是分开的。因此利用下行方向DL用的一个第二频带和上行方向UL用的一个第三频带FB3。

两种传输方法，请参阅图7，划分在相同长度帧fr中要传输的数据。另可选择地，其中的一种方法的帧长度也可以是其中另外的帧长度的多倍。在一个帧fr之内信道测量序列ma和数据部分da在两种传输方法上交替变换。在此尤其是下行方向DL上的信道结构是互相协调的。

在FDD传输方法上，请参阅图7，上行和下行方向UL，DL是相同方式地和相当于TDD传输方法的下行方向DL地结构化的。在连续的传输期间，信道测量序列ma和数据部分da循环地交替变换。对每个数据信道da就此用于信道评价的两个信道测量序列ma供支配。

对于两种传输方法和两个传输方向同时在一个频带FB1、FB2、FB3中传输多个用户的信号，在此用独有的扩展码进行区分。

因此采用一种CDMA(码分多址)用户分离方法，此CDMA用户分离方法通过分配一个或多个扩展码或者通过改变扩展系数使得在基站BS和移动站MS之间的连接的数据速率的简单适配成为可能。

TDD和FDD传输方法在下行方向DL上的信道结构的同样性简化辅助两个传输方法的和利用一种共同的检测算法的移动站MS的接收机构造。接收测信号分析处理的一个特别重要的部分是信道评价。信道评价的用途在于，评价无线电接口的信道性能和通过选择独有的滤波系数建立信道的模型，此模型在数据检测时协助修正在信道中受干扰的数据。基于信道测量序列ma进行信道评价，信道测量序列的信号形式在接收机中是预先已知的。

多个相邻的基站BS对于图1中所示的移动无线电系统发送含有相同芯片顺序的相同的信道测量序列ma。可是这些互相同步的基站BS中的每一个随着一个不同的代码相位开始地发送芯片顺序。代码相位是等距的。就此在接收侧在移动站MS上可能的是，同时对多个基站BS进行信道评价，采用的办法是进行与芯片顺序的一种循环的相关性。通过循环的相关性对每个基站BS形成使分开确定滤波系数成为可能的一个测量窗口。

内插，或者在迅速的分析处理时外推多个信道测量序列ma的分析处理，以便尤其对迅速移动的移动站MS改善信道评价。由一个基站BS以最大发送功率和不与数据部分da重叠地发送信道测量序列ma，以便不允许信道评价的功率方面的失真。

在下行方向上连续发送的基站BS的，和在下行方向上在常规运行中短脉冲方式地发送的另外基站BS的混合作业时，从可能的信道测量序列ma的总储备中各自采用运行方式用的不同的部分量。

Claims (11)

1.用于经在一个基站(BS)和用户站(MS)之间的无线电接口在无线电通信系统中数据传输的方法，在此方法上

-含有用于按一种TDD传输方法进行数据传输的一个第一频带(FB1)，在此在第一频带(FB1)之内的传输方向是通过至少一个转接点分开的，

其特征在于，在下行方向(DL)上连续地进行传输，在此数据部分(da)和信道测量序列(ma)以循环的顺序交替变换，并且在上行方向(UL)上不连续地在由保护间隔分开的时隙中进行传输。

2.按权利要求1的方法，其特征在于，用户站(MS)的任意访问用的一个时间间隔是布置在转接点附近的。

3.按以上权利要求之一的方法，其特征在于，由一个基站(BS)用最大的发送功率和不与数据部分(da)重叠地发送信道测量序列(ma)。

4.按以上权利要求之一的方法，其特征在于，在信道评价时在一个用户站(MS)中内插或外推多个信道测量序列(ma)的分析处理。

5.按以上权利要求之一的方法，其特征在于，多个基站(BS)在下行方向上采用一个相同的信道测量序列(ma)，由这些基站(BS)用不同的代码相位发送信道测量序列(ma)。

6.按权利要求5的方法，其特征在于，在信道评价时在一个用户站(MS)中采用用于信道评价通向多个基站(BS)的传输信道的一种循环相关性。

7.按以上权利要求之一的方法，其特征在于，在检测同时传输的数据时进行共同的检测，或进行消除至少一个干扰信号的横向滤波。

8.按以上权利要求之一的方法，其特征在于，含有用于按一种FDD传输方法的数据传输的一个第二和第三频带(FB2，FB3)，在此在所有三个频带(FB1，FB2，FB3)中采用相同的时隙长度。

9.按权利要求8的方法，其特征在于，汇总多个时隙成一个时帧，在此在TDD和FDD传输方法中的时帧长度互相处于一个整数的比例中。

10.按以上权利要求之一的方法，其特征在于，频带(FB1，FB2，FB3)是宽带的，并且数据部分(da)是用一种用户独有的扩展码扩展的。

11.实施按权利要求1的方法的无线电通信系统。

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