CN1327643C - 通信系统中的数据传输的方法 - Google Patents

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Abstract

用于在通信系统中发送分配给通信连接的、按顺序出现的数据比特(B)的方法，其中提供了按照CDMA方法进行分离的、分别被分配了一个专用扩展码(SCi)的传输信道(CHi)，规定了以下步骤：给所述的通信连接分配C≥2个传输信道(CHi)；分别把相继的比特(B)组合成比特群(BG)，其中每个群具有至少一个比特和至多M个比特；如此地给每个传输信道(CHi)分配多个比特群(BG)，使得在分配之前彼此相邻的比特群在分配之后被分配给不同的传输信道；针对每个传输信道(CHi)而分别把分配给它的比特群(BG)的M≥1个相继的比特(B)组合成符号(SY)；利用相应信道的扩展码(SCi)扩展所述的符号(SY)；以及发送所述被扩展的符号(SYS)。

Description

通信系统中的数据传输的方法
技术领域
本发明涉及一种用于在通信系统中发送分配给通信连接的、按顺序出现的数据比特的方法和相应的发射装置。
背景技术
在CDMA(码分多址)移动无线系统中，可供使用的传输容量通过使用扩展码来进行划分。由这种划分实现用户的分离，并给每个用户提供一个子容量、也即物理信道。物理信道的容量大多是如此地确定的，使得可以提供对诸如语音业务等标准业务而言为足够的传输速率。但是，如果某个用户需要较高的传输速率，那么可以给该用户提供更多的物理信道。这是通过给用户分配多个扩展码来实现的。
分布到物理信道上的数据流可以在传输链路上进行编码以用于防错(FEC＝前向纠错)和在时间上进行交织。该交织的作用在于，在接收侧的解交织之后在时间上均匀地分布因传输链路上的干扰而产生的所预料的成束差错，以避免用于纠错的解码器的输入端处的成束差错。
需交换且在时间上交织的数据被分布到多个代码上可能导致：通过交织所获得的、位于原始(在交织前)相邻的数据比特之间的时间间隔在传输期间被再度减少，因为所述的传输是在各个信道内在时间上并行地进行的。
譬如可以如此地把比特分布到不同的信道上，使得开始的N个比特被分布到第一CDMA信道，接下来的N个比特被分布到第二信道，依此类推，其中N为每个物理信道的容量。这可能导致上述原本通过交织所达到的需传输数据的时间间隔被减少，也就是说，预先进行的时间交织由于分布到多个CDMA信道上而在某种情况下被部分补偿或消除。
在Adachi等人的“Coherent Multicode DS-CDMA Mobile RadioAccess(相干多码DS-CDMA移动无线接入)”、关于通信的IEICE学报、卷E79B、1996.9.1第1316-1324页中曾讲述过一种用于在DS(直接序列)-CDMA移动无线系统中传输数据比特的方法。其中，给一个通信连接分配给多个传输信道，而且给这些传输信道分别分配专用的扩展码。所述分配给各个扩展码信道的比特通过调制器被转换成符号，这些符号随后利用相应信道的扩展码进行扩展。在WO 99/01994 A、EP 0918410A以及Dohi等人的“Experiments On Coherent Multicodes DS-CDMA(关于相干多码DS-CDMA的试验)”、关于通信的IEI CE学报、卷E79B、第9号、1996.9.1第1326-1331页中，可以查到其它的移动无线系统，其中同样也给通信连接分配多个扩展码。上述文献没有公开在某个时间点给每个扩展码信道所分配的比特数与组合成调制符号的比特数之间的关系。
发明内容
本发明的任务是提供一种发送分配给通信连接的数据比特的方法，它可以与所述数据比特的可能需执行的交织进行灵活地匹配。
根据本发明的用于在通信系统中发送分配给通信连接的、按顺序出现的数据比特的方法，其中提供了按照CDMA方法进行分离的、分别被分配了一个专用扩展码的传输信道，规定了以下步骤：
-给所述的通信连接分配C≥2个传输信道，
-分别把N≥1个相继的比特组合成比特群，
-如此地给每个传输信道分配多个比特群，使得在分配之前彼此相邻的比特群在分配之后被分配给不同的传输信道，
-针对每个传输信道而分别把分配给它的比特群的M≥1个相继的比特组合成符号，其中M≥N，
-利用相应信道的扩展码扩展所述的符号，
-以及发送所述被扩展的符号。
利用本发明的该方法，可以使所述用于经CDMA信道、也即借助不同的扩展码进行传输的比特或比特群被置为如下一种顺序，该顺序可以灵活地与所希望的交织算法的要求相匹配。该高度的灵活性是由各个比特群至信道的分配来决定的，其中，通过把每比特群的比特限制在一个数量上，该数量至多等于在接下来的方法步骤中分配给每个符号的比特数量，那么便可以实现尽可能少地损害交织的结果。
可以给所述的符号分别只分配一个比特。另外也可以给每个比特群只分配一个比特。
本发明的一种优选改进方案规定：
-针对所述比特群至传输信道的分配而把C个开始的相继比特群分别分配给C个传输信道中的一个，
-以及分别利用接下来的比特群一直重复上述的方法步骤，直到所有的比特群被划分完。
该改进方案具有以下优点：
·在借助多个CDMA信道进行传输期间，由可能预先执行的交织所产生的、原来相邻的比特的时间间隔只被较少地缩小。
·该方法简单、有效，且与可能预先采用的交织方法无关，以及与为传输而采用的扩展码或CDMA信道无关。
附图说明
下面借助附图所示的实施例来详细阐明本发明。其中：
图1示出了无线通信系统、尤其是移动无线系统的框图，
图2示出了无线接口的帧结构和无线块的结构的示意图，
图3示出了发射装置的框图，以及
图4示出了通信连接的比特群至多个传输信道的分配。
具体实施方式
图1示出了移动无线系统的一部分，以作为无线通信系统结构的实施例。移动无线系统总是包括许多移动交换局MSC(移动交换中心)，它们属于一个交换网(交换子系统)，并且相互连接成网以及建立进入固定网PSTN的入口，还各自包括一个或多个与这些移动交换局MSC连接的基站系统BSS(基站子系统)。基站系统BSS又具有至少一个用于分配无线技术资源的装置RNC(无线网络控制器)以及至少一个分别与之相连接的基站NB(节点B)。
基站NB可以经无线接口建立和保持通向用户台UE(用户设备)的连接。每个基站NB构成至少一个无线小区Z。无线小区Z的大小一般取决于由基站NB以各自较大和恒定的发射功率所发射的组织信道(BCCH广播控制信道)的作用距离。在分成扇区的或在分层的小区结构中，每个基站NB也可以管理多个无线小区Z。
图1的实施例示出了位于基站NB的无线小区Z中、并以速度V移动的用户台UE。移动台UE已经建立了一个通向基站NB的通信连接，在此连接上在上行方向UL和下行方向DL实现所选业务的信号传输。通信连接将通过分配给用户台UE的一个或多个扩展码而从同时在无线小区Z内所建立的通信连接中分离出来，其中，为了接收自己的通信连接的信号，用户台UE按照已述的联合检测方法各自利用了所有当前在无线小区Z内所分配的扩展码。
从图2可以看到一种典型的无线接口帧结构，它们譬如在未来第三代UMTS(通用移动电信系统)移动无线系统的TDD模式中实施，或以变型的形式在未来中国的TD-SCDMA移动无线系统中实施。根据TDMA分量将一个譬如带宽为B＝5MHz的宽带频带分割为多个时隙ts，例如16个时隙ts0-ts15。频带B内的每个时隙便构成了一个频道。在宽带的频带B内，相继的时隙ts按照帧结构进行划分。于是把16个时隙ts0-ts15组合成一个时帧。多个相随的时帧fr产生一个多帧。
在使用TDD传输方法时，一部分时隙ts0-ts15用于上行方向UL，以及一部分时隙ts0-ts15用于下行方向DL，其中上行方向UL的传输譬如在下行方向DL的传输之前进行。在它们之间存在一个切换时间点SP，该切换时间点根据对相应传输信道的需要而被灵活地定位以用于上行和下行方向。通过对上行或下行方向UL、DL的时隙ts进行可变的分配，可以进行多种多样的非对称资源分配。
在时隙ts内将以无线块fb的形式传输多个连接的信息。数据d是连接专用地用一种精细结构、也即扩展码SCi进行扩展的，使得在接收侧可以通过这种CDMA(码分多址)分量分离多个连接。根据频道和扩展码SCi的组合来定义一个可被用来传输信令信息和有用信息的传输信道。数据d的各个符号的扩展导致了在符号时延Tsym内传输Q个时延为T码片的码片。此时Q个码片构成连接专用的扩展码SCi。在无线块fb中另外还安排了一个通常为信道专用的训练序列tseq...，它被用于接收侧的信道评估。另外在时隙ts内设有一个保护时间gp，用于补偿相继时隙ts的通信连接的不同信号传播时间。
下面所讲述的用于解释本发明方法的实施例并不局限于图2所示例地给出的无线接口结构。类似地，该方法可以优选地在上述的中国TD-SCDMA移动无线系统(时分同步的码分多址)中实现，其中信号传输在上行方向UL上同步地进行，而且其无线接口的结构在某些点不同于UMTS系统的上述TDD模式。另外，本发明也可以应用于FDD(频分双工)系统。
此处所建议的方法规定，把多个扩展码SCi分配给一个用户连接或通信连接，以便为数据业务获得较高的数据速率。为此，譬如必须把通信连接在下行方向中的数据流划分到所述扩展码所属的传输信道上。
图3示出了在移动无线系统的用户台中处理数字数据流D1的需传输比特的简略概观图。在图3中没有示出那些也用于移动无线系统的常规发射装置的、且由此为专业人员所公知的单元。需传输的数据D1在差错编码单元ECC内利用纠错码进行编码。随后在交织器INT内对它进行交织。在其输出端，交织器INT提供一个具有被交织的数据比特的数据流D，该数据流被输入到存储单元MEM中。存储单元MEM被划分为C个子区，这些子区分别被用于存储所述被交织的数据流D的多个比特，而且分别被分配给CDMA信道CHi。给每个信道CHi分配一个专用的扩展码。下面还借助图4来进一步讲述数据流D的比特至传输信道CHi的分配。
在存储单元MEM内被分配给每个信道CHi的比特从那儿被并行地输入到进一步的处理步骤中。首先通过调制器MOD进行调制，该调制器在其输出端上输出由该调制器分别将多个比特组合而成的符号SY。分配给每个符号的比特数取决于调制方法。在QPSK(四相移键控)中譬如分别把2个比特分配给每个符号。
所述的符号SY被输入到扩展单元SP中，由该扩展单元给所述的符号扩展一个分配给相应信道CHi的扩展码SCi。被扩展的符号随后通过累加S进行叠加，并被调制到高频载波振荡上。最后经天线A进行传输。
现借助图4来解释上文已针对图3所讲述过的、所述被交织的数据流D的比特B至CDMA传输信道CHi的分配。需要在无线块(脉冲串)内通过发射装置进行传输的数据流D包含有C×N个比特B。比特B已在图4中进行编号。数据流D的在时间上处于第一的比特具有号1，并依此类推。
数据流D的比特B被如此地分布到信道CHi上，使得第一比特1被分配给第一信道CH1，第二比特2被分配给第二信道CH2，并依此类推。在每个信道CHi均被分配了一个比特B之后，再从第一信道CH1开始(比特C+1～2C)，直到所有的比特B被分布完。于是，可以说是“逐比特”地把数据流D划分到各个信道CHi上。随后，比特B以在图4的右部所示的顺序输入到图3所示的调制器MOD中。对于第一信道CH1，这譬如为顺序1，C+1，2C+1，...，(N-1)C+1。
该方法促使了那些通过交织器INT被置为图4所示的数据流D顺序的比特B几乎以该时间顺序进行传输。它们另外还同时或直接依次地传输，因为所有信道CHi的数据同时以无线块的形式进行传输。因此实际上是同时传输比特1～C，比特C+1～2C也是这样，依此类推。比特1～C的传输以及比特C+1～2C的传输是在时间上非常靠近地实现的。因此，由交织所想达到的交错只会产生极小的“补偿”。上述方法与预先执行的交织无关。也就是说，该交织不必与所述为相应的通信连接所使用的CDMA信道CHi的数量进行匹配。
如果为替代各1个比特B-如同借助图4所述-而在每个分配步骤中给一个信道CHi分别分配多个比特的群，那么也可以获得相同的效果。于是，在上文对图4的说明的变型中，用1～C×N编号的单元不是涉及单个的比特B，而是涉及由多个比特B组成的比特群BG。当每比特群BG的比特B的数量不超过值M时，可以实现与逐比特分配相同的结果，其中M是每个调制符号SY所分配的比特B的数量。
另外，各个信道CHi的容量可以是不同的。于是，首先继续进行逐比特或逐比特群地进行分配。一旦达到CDMA信道的设定容量，则在下面的分配中跳过该信道。
在此，每个比特群BG的比特B的数量可以是不同的。如果被分配了至少两个比特群BG的信道CHi的扩展码SCi具有不同的扩展因子，那么这将是非常有利的。较大的扩展因子能实现区分较多数量的扩展码。但具有大扩展因子的信道的传输容量要小于具有小扩展因子的信道的传输容量。因此如下做法是有利的，即被分配了至少两个比特群BG的信道CHi的扩展码SCi的扩展因子相互成反比，正如分配给该比特群BG的比特B的数量一样。于是，通过把所述的比特群BG分配给具有不同容量的信道CHi，可以使所述的信道导致均匀的负荷。给具有小容量的信道分配具有较少比特B的比特群BG，以及给具有大容量的信道分配具有较多比特的比特群BG。
只要交织器INT所采用的交织算法允许，也可以如此地执行上文所建议的方法，使得在调制之前针对信道CHi的一个子集而颠倒分配给它们的比特的顺序，由此以相反的顺序把这些比特输入到调制器中。

Claims (10)

1、用于在通信系统中发送分配给通信连接的、按顺序出现的数据比特(B)的方法，其中提供了按照CDMA方法进行分离的、分别被分配了一个专用扩展码(SCi)的传输信道(CHi)，
具有以下步骤：
-给所述的通信连接分配C≥2个传输信道(CHi)，
-分别把N≥1个相继的比特(B)组合成比特群(BG)，
-如此地给每个传输信道(CHi)分配多个比特群(BG)，使得在分配之前彼此相邻的比特群在分配之后被分配给不同的传输信道，
-针对每个传输信道(CHi)而分别把分配给它的比特群(BG)的M≥1个相继的比特(B)组合成符号(SY)，其中M≥N，
-利用相应信道的扩展码(SCi)扩展所述的符号(SY)，
-以及发送所述被扩展的符号(SYS)。
2、按权利要求1的方法，具有以下的进一步步骤：
-针对所述比特群(BG)至传输信道(CHi)的分配而把C个开始的相继比特群分别分配给C个传输信道中的一个，
-以及分别利用接下来的比特群(BG)一直重复上述的方法步骤，直到所有的比特群被划分完。
3、按权利要求2的方法，
其中，一旦一个传输信道(CHi)的设定的传输容量被用尽，便通过忽略该传输信道而把此时还没有被分布的比特群(BG)继续分配到其余的信道上。
4、按上述权利要求之一的方法，
其中，所述的符号(SY)在其扩展之后在所述通信连接所属的所有传输信道(CHi)内同时被发送。
5、按上述权利要求1-3之一的方法，
其中，所述的数据比特(B)在被组合成比特群(BG)之前被置为交织的顺序。
6、按权利要求5的方法，
其中，所述的数据比特(B)在交织之前进行纠错编码(ECC)。
7、按上述权利要求1-3之一的方法，
其中，给每个比特群(BG)分配相同数量的比特(B)。
8、按权利要求1～3之一的方法，
其中，给至少两个比特群(BG)分配不同数量的比特(B)。
9、按权利要求8的方法，
其中，被分配了至少两个比特群(BG)的信道(CHi)的扩展码(SCi)具有不同的扩展因子(Q)。
10、按权利要求9的方法，
其中，被分配了至少两个比特群(BG)的信道(CHi)的扩展码(SCi)的扩展因子相互成反比，正如给该群所分配的比特(B)的数量一样。
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