CN1857017B - 用于无线电台的装置 - Google Patents

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Abstract

用于无线电台的装置(V)，其配备有：第一多路复用器(MUX1)，其具有用于接收基带数据(D1，D2)的至少两个输入端和用于把基带数据(D1D2)提供给发射单元(SE)的输出端；具有第一处理单元(VE1)，其与所述第一多路复用器(MUX1)的第一输入端相连接，用于提供具有第一数据速率(R1)的第一基带数据(D1)以通过所述发射单元(SE)按照第一无线电标准进行传输；以及具有第二处理单元(VE2)，其与所述第一多路复用器(MUX1)的第二输入端相连接，用于提供具有第一数据速率(R1)的第二基带数据(D2)以通过所述发射单元(SE)按照第二无线电标准进行传输。

Description

用于无线电台的装置
技术领域
本发明涉及一种用于无线电台的装置，用于处理第一无线电标准的第一基带数据和第二无线电标准的第二基带数据，以及涉及一种相应的无线电台。
背景技术
在无线电通信系统中所采用的基站通常需要一个位于基带处理器和发射接收单元之间的接口，所述发射接收单元把基带处理器所提供的基带数据调制到载频上并发送给用户台。如果基站按照不同无线电标准传输数据，则针对每个标准分别需要一个位于相应基带处理器和发射接收单元之间的接口。因此，针对每个无线电标准需要一根位于基带处理器和发射接收单元之间的数据线。尤其在基站处理器和发射接收单元被空间隔开地布置的情况下，这需要所有数据线的巨大的总长度，也就是说需要巨大的材料费用和相当高的成本。例如，基带处理器可能处于地面楼层，而发射接收单元处于房子的顶楼。对于每一种无线电标准，于是必须敷设几米长的数据线。
发明内容
因此本发明的任务在于，提供一种用于无线电台的装置，利用它，至少两个不同无线电标准的数据可以通过单根数据线从相应的基带处理器被传输给至少一个发射单元。
本发明的用于无线电台的装置配备有：第一多路复用器，其具有用于接收基带数据的至少两个输入端和用于把基带数据提供给发射单元的输出端，其中所述第一多路复用器被构造成将第一和第二基带数据合并成一个共同的数据流；具有第一处理单元，其与所述第一多路复用器的第一输入端相连接，用于提供具有第一数据速率的第一基带数据以通过所述发射单元按照第一无线电标准进行传输；以及具有第二处理单元，其与所述第一多路复用器的第二输入端相连接，用于提供具有第一数据速率的第二基带数据以通过所述发射单元按照第二无线电标准进行传输。
由于第一和第二基带数据、也即相应无线电标准的基带内的数据利用共同的第一数据速率被输入到第一多路复用器中，所以第一和第二基带数据可以共同地通过一个连接、譬如电线或光波导而被传送给发射单元，并由该发射单元根据相应的无线电标准调制到载频上。优选地，第一和第二基带数据根据无线电标准被调制到不同的载频上，尽管该载频显然也可以相同。
本发明的一种优选扩展方案规定，所述第一多路复用器被构造成将所述第一和第二基带数据合并成一个共同的基于单个比特的数据流。由此实现了第一多路复用器的非常简单的结构，因为只需要一个计数器来逐比特地合并基带数据。另外，在发射单元内也只需要一个计数器来用于分离基带数据。
在本发明的一种优选改进方案中，所述第二处理单元被构造成从数据块和填充数据形成第二基带数据，其中所述数据块分别由控制数据和有用数据构成。
数据块可以以该方式已被如此地形成，使得它们尽可能地具有一种格式，而按照第二无线电标准被用于传输数据的无线电块可以根据该格式被形成。在控制数据中例如包含有关于要被使用的载频和关于发射功率的信息。如果数据块的数据速率不够大的话，则填充数据能够匹配第二基带数据的数据速率以便达到第一数据速率。
优选地，在每个数据块中包含有如下数量的有用数据，该数量是为形成所述第二无线电标准的恰好一个无线电块所必需的。无线电块按照第二无线电标准被用来把数据从发射单元发送到用户台、例如移动电话。为了能形成、也即在向载频调制一个例如由保护时间、所谓的尾比特、训练序列和原本的信息数据(譬如声音数据或视频数据)组成的无线电块，需要一定数量的有用数据。在此，当接下来在无线电块中被传输时，通常需要多个比特的有用数据来形成无线电块。
在本发明的一种改进方案中，所述第二基带数据被分配给所述第二无线电标准的N个不同的载波，其中N是第一数据速率与第二数据速率之商的整数部分，其中所述第二数据速率是为按照所述第二无线电标准形成一个载波的无线电块所至少必需的。第二无线电标准的不同载波的区别例如在于：采用不同的载频用于无线电传输和/或采用不同的天线、例如扇形天线，这些天线能够在不同的空间方向发送相同频率的载波。
优选地，所述数据块(Bij)和填充数据(Fi0、Fi1、Fi2、Fi3、Fi4、Fi5、Fi6、Fi7)被构造使得：在按照所述第一无线电标准所使用的传输帧和按照所述第二无线电标准所使用的无线电块的最小公倍数的时延内，每载波提供的数据块数量与每载波传输的无线电块数量相同。
利用该方式可以实现：为按照两种无线电标准传输数据所需要的基带数据被帧同步地提供给发射接收单元。帧同步的意思是，总是在按照所述第一无线电标准的传输帧和按照所述第二无线电标准的无线电块的最小公倍数过后，两种无线电标准同步地开始一个新的帧。这里，第一无线电标准中的传输帧以及第二无线电标准中的无线电块被称为帧。帧同步地提供第一和第二基带数据使得能非常简单地构造所述的装置和发射单元。
在本发明的一种优选改进方案中，根据公式G＝FLOOR(KGV*DR1/(N*ZFB))来确定用于形成所述第二基带数据的数据块的大小，其中
FLOOR(X)：值X的整数部分，
KGV：按照所述第一无线电标准的传输帧和按照所述第二无线电标准的无线电块的时延最小公倍数，
DR1：用比特/s或W*比特/s表示的第一数据速率，其中W对应于所述第二无线电标准的基带内的字大小，
ZFB：与时延KGV相对应的第二无线电标准的无线电块数量，
N：不同载波的数量，以及
为达到所述第一数据速率在每个时间单位还需要的数据数量被作为填充数据插入在至少几个数据块之间。
通过在数据块之间插入的填充数据，在发射单元内，当接收数据块时会产生延迟，当接下来传输无线电块时会产生延迟。为在发射单元内实现尽可能小的延迟，有利的是，所述第二处理单元被构造使得所述填充数据在时间上被等间隔地逐比特地或逐字地插入在所述数据块之间。
另外有利的是，所述第二处理单元具有第二多路复用器，所述第二多路复用器具有N个输入端和一个输出端，其中通过每个输入端分别为N个载频的一个接收数据块和填充数据，以便通过逐比特或逐字地合并所接收的数据块和填充数据来产生所述第二基带数据。
在一种优选的扩展方案中，所述第一无线电标准是UMTS-FDD标准，所述第二无线电标准是GSM标准。
本发明的无线电台具有一发射单元和一本发明的装置。所述装置：具有第一多路复用器，其具有用于接收基带数据的至少两个输入端和用于把基带数据提供给发射单元的输出端，其中所述第一多路复用器被构造成将第一和第二基带数据合并成一个共同的数据流；具有第一处理单元，其与所述第一多路复用器的第一输入端相连接，用于提供具有第一数据速率的第一基带数据以通过所述发射单元按照第一无线电标准进行传输；以及具有第二处理单元，其与所述第一多路复用器的第二输入端相连接，用于提供具有第一数据速率的第二基带数据以通过所述发射单元按照第二无线电标准进行传输。
附图说明
下面借助附图所示的实施例来详细讲述本发明。
图1示出了具有一装置的无线电台的示意图，其中该装置具有用于向发射单元提供第一和第二基带数据的多路复用器，
图2示出了按照第一无线电标准的传输帧以及用于第二无线电标准的6个不同载频的无线电块的时间结构示意图，
图3示出了第二无线电标准的两个无线电块和图2所示的填充字的简要图示。
附图中的相同附图标记表示相同的对象。
具体实施方式
无线电台例如是基站、移动电话或也可以是地点移动或地点固定的装置，用于传输图像和/或声音数据，用于传真业务、短消息业务SMS和电子邮件发送，以及用于因特网访问。发射电台同样是基站。下面把无线电台称为基站，但不应局限于此。
本发明可以优选地应用于任意的无线电通信系统。无线电通信系统应被理解为这样的系统，其中电台之间通过无线电接口进行数据传输。数据传输既可以是双向的，也可以是单向的。无线电通信系统尤其是例如遵照GSM(全球移动通信系统)或UMTS(通用移动电信系统)标准的移动无线电系统。无线电通信系统也可以被理解为将来的移动无线电系统，例如第四代。
下面借助于具有两个不同无线电标准(即UMTS标准和GSM标准)的两个移动无线电系统来讲述本发明，但并不局限于此。
在图1中简要地示出了基站的部件。在基站中设有装置V，该装置V通过线路与发射单元SE相连接。在该装置中布置有第一处理单元VE1，该第一处理单元把具有第一数据速率R1的第一基带数据D1提供给第一多路复用器MUX1的第一输入端。第一处理单元VE1按照UMTS-FDD标准的被划分为传输帧的格式提供第一基带数据D1。第二处理单元VE2向第一多路复用器MUX1的第二输入端提供同样具有第一数据速率R1的第二基带数据D2。为了产生第二基带数据D2，第二处理单元VE2具有六个处理器P1、P2、P3、P4、P5、P6以及第二多路复用器MUX2。六个处理器P1、P2、P3、P4、P5、P6中的每一个与第二多路复用器MUX2的六个输入端中的一个相连接，并给相应的输入端提供第三、第四、第五、第六、第七和第八基带数据D3、D4、D5、D6、D7、D8，这些基带数据被规定分别在一个载波上、也即借助于一个载频和/或借助于一个天线按照第二无线电标准进行传输。
由六个处理器P1、P2、P3、P4、P5、P6提供的基带数据D3、D4、D5、D6、D7、D8分别已经被分组成数据块。该数据块由信令数据和有用数据构成。信令数据例如给出了接下来应该利用何种频率和何种发射功率来传输由发射单元SE内的数据块的相应有用数据按照GSM标准构成的无线电块FB3、FB4、FB5、FB6、FB7、FB8。除了数据块之外，被施加到第二多路复用器MUX2的六个输入端上的基带数据D3、D4、D5、D6、D7、D8还包括填充数据。通过填充数据实现：在第二多路复用器MUX2的六个输入端的每一个上被施加第一数据速率R1的1/6。数据块的结构以及填充数据的排列在下面借助图2和3来讲述。
在第一多路复用器MUX1的输出端上，施加一个逐比特地由第一基带数据D1和第二基带数据D2拼成的共同数据流D1D2，并且例如以第一数据速率R1的两倍被传输给发射单元SE。到发射单元SE的连接显然既可以通过电线实现，也可以通过光波导实现。在发射单元SE中设有第一多路分解器DEMUX1。该第一多路分解器DEMUX1将被接收的共同数据流D1D2分离成第一基带数据D1和第二基带数据D2。第一基带数据D1接下来由第三处理单元VE3调制到一个载频上，并以传输帧FR通过发射天线被发送。
第一多路分解器DEMUX1把第二基带数据D2提供给第二多路分解器DEMUX2，该第二多路分解器把第二基带数据D2再分离为第三、第四、第五、第六、第七和第八基带数据D3、D4、D5、D6、D7、D8，这些数据是原来已经从六个处理器P1、P2、P3、P4、P5、P6被输入给第二多路复用器MUX2的六个输入端的。接下来在第四处理单元VE4中，从第三、第四、第五、第六、第七和第八基带数据D3、D4、D5、D6、D7、D8中去掉相应的填充数据和相应的信令数据。由第四处理单元VE4按照GSM标准从数据块的有用数据形成用于六个载波的无线电块FB3、FB4、FB5、FB6、FB7、FB8，这些无线电块然后分别借助于一个天线利用载频被发送。替代地，六个载波可以利用任意数量的天线、例如一个天线用六个不同的载频被发送。在多个天线的情况下，用于六个载波的载频可以至少部分地一致。
在图2中简要地示出了第一基带数据D1以及第二基带数据D2的结构。第一基带数据D1接下来被规定用于在载频上按照UMTS-FDD标准进行传输，因此被布置在分别为10ms长的传输帧内。按照GSM标准的无线电块具有3/5200秒的长度。从而，无线电块和传输帧的最小公倍数具有值KGV＝30ms。在30ms内，按照UMTS-FDD标准传输三个传输帧FR1、FR2、FR3。在相同的时间内，在一个载波上按照GSM标准传输52个无线电块。第一基带数据D1以115.2M比特/s的第一数据速率被传输，因此在30ms内传输3456000比特。为了按照GSM标准在一个载波上传输无线电块，需要例如至少18M比特/s的第二数据速率来传输用于构成所述无线电块的数据块。
基带内每载波恰好18M比特/s的第二数据速率对应于108M比特/s的用于六个载波的共同数据速率，所以为达到115.2M比特/s的第一数据速率还缺少7M比特/s。由于7M比特/s小于载波的最小传输速率18M比特/s，所以由六个载波的数据块Bij形成第二基带数据D2。在此，在参考符号Bij中，i作为指数代表了第三、第四、第五、第六、第七和第八基带数据D3、D4、D5、D6、D7、D8，而指数j给出了在时延KGV＝30ms内的相应数据块的号码。对于每个载波，在30ms内、也即在最小公倍数KGV的时延内形成了52个数据块，这样，第一基带数据D1与第三、第四、第五、第六、第七和第八基带数据D3、D4、D5、D6、D7、D8是帧同步的。每隔30ms，每个载波的数据块开始与第一基带数据D1的传输帧同步。
根据本发明，被规定用于六个载波的所有数据块，也即在第三、第四、第五、第六、第七和第八基带数据D3、D4、D5、D6、D7、D8中所包含的数据块被选择成相同的大小。每个数据块的大小被选择使得用于一个载波的数据块的数据速率大于18M比特/s。在数据块之间插入填充数据、例如具有值0的比特，为了能使用相同大小的数据块和为了达到115.2M比特/s的数据块和填充数据的总数据速率，这些填充数据是必需的。采用相同大小的数据块使得发射单元能够以相同方式处理每个数据块。
对于按照UMTS-FDD标准的无线电传输，在基带内在30ms期间传输3456000比特。这对应于108000个具有32比特的字，这样，为按照GSM标准的无线电传输而设的第三、第四、第五、第六、第七和第八基带数据D3、D4、D5、D6、D7、D8的相同大小的数据块Bij分别由346个字构成。这由FLOOR((30ms*3600000字/s)/(6*52))＝346个字得出，其中FLOOR函数产生其自变量的整数部分。对于每个载波的基带数据、也即对于第三、第四、第五、第六、第七和第八基带数据D3、D4、D5、D6、D7、D8，在30ms的最小公倍数的时间间隔内，分别剩下八个字、也即8*32比特，它们被作为填充数据Fi0、Fi1、...、Fi7被插入到数据块之间，以便与所有六个基带数据D3、D4、D5、D6、D7、D8共同实现115.2M比特/s的第一数据速率。该填充数据或填充字Fi0、Fi1、...、Fi5在时间上被等间隔地插入在数据块Bij之间，也即，对于每个载波，填充数据Fi0、Fi1、...、Fi5被插在每第八个数据块Bi7、Bi15、...、Bi47之后。填充数据Fi7被分别插入在最后的数据块Bi51之后。由346个字组成的数据块Bij的结构将在下面在图3中被描述。
显然，也可以如此地确定数据块Bij，使得它们具有相同的比特大小，也即3456000个比特被逐比特地分布到6*52个数据块Bij上，而且剩余比特在时间上被等间隔地插在数据块Bij之间。在填充数据具有尽可能相同大小的情况下，这意味着，对于开始的51个数据块之间的每个载波，分别插入五个比特作为填充数据，而且只有在每第52个数据块之后有一个比特作为填充比特被插入。
在图3中简要地示出了第三基带数据D3的第七和第八数据块B36、B37以及第一填充字F30。所有其它的填充字以及第三基带数据D3的其它数据块和第四、第五、第六、第七和第八基带数据D4、D5、D6、D7、D8以相同的方式被构造。第七数据块B36由控制数据S36和有用数据N36组成。控制数据S36具有33个字的大小、也即33*32比特。有用数据N36的大小为313个字、也即313*32比特。第七数据块B36以及所有其它数据块Bij的时延约小于按照GSM标准经无线电接口传输的无线电块的3/5200秒，因为在一些数据块Bij之间还插入了填充字。
第八数据块B37同样由信令数据S37和有用数据N37组成。信令数据S37具有34个字的大小、也即34*32比特，而有用数据N37的大小为312个字、也即312*32比特。有用数据的大小在相邻的数据块Bij和Bij+1之间分别在313和312个字之间切换，使得在第四处理单元VE4内平均存在312.5个字，这些字是它们为形成一个无线电块所需要的。在数据块Bij的信令数据Sij中，如上所述，给出了接下来为所形成的无线电块需要使用的相应频率和发射功率。有用数据Nij包括为形成一个无线电块所需要的所有数据，例如数据比特和训练序列。
基于UMTS-FDD标准的传输帧和GSM标准的无线电块的最小公倍数KGV＝30ms，借助图2和3所讲述的第三、第四、第五、第六、第七和第八基带数据D3、D4、D5、D6、D7、D8的安排尤其实现了两种传输标准的帧同步传输，也即，每隔30ms，一个传输帧同时与一个无线电块开始，而且由此实现了图1简要所示的多标准基站的简单结构。
显然，本发明也可以利用第一多路复用器来执行，该多路复用器具有多于两个的输入端。在每个这种输入端上可以施加第一或第二无线电标准的基带数据。
显然，通过无线电接口同时接收两种无线电标准的数据和接下来在相应无线电标准的基带内处理所接收的数据，是以与借助附图针对数据发送所讲述的方式相反的方式来进行。为此目的，接收单元象发射单元SE一样被构造，但多路分解器用多路复用器替代。用于续传由接收单元所提供的基带数据的装置与图1中的装置V一样被构造，但多路复用器用多路分解器替代。

Claims (10)

1.用于无线电台的装置(V)，
具有第一多路复用器(MUX1)，其具有用于接收第一基带数据(D1)和第二基带数据(D2)的至少两个输入端和用于把第一基带数据(D1)和第二基带数据(D2)提供给发射单元(SE)的输出端，其中所述第一多路复用器(MUX1)被构造成将第一基带数据(D1)和第二基带数据(D2)合并成一个共同的数据流(D1D2)，
具有第一处理单元(VE1)，其与所述第一多路复用器(MUX1)的第一输入端相连接，用于提供具有第一数据速率(R1)的第一基带数据(D1)以通过所述发射单元(SE)按照第一无线电标准进行传输，
以及具有第二处理单元(VE2)，其与所述第一多路复用器(MUX1)的第二输入端相连接，用于提供具有第一数据速率(R1)的第二基带数据(D2)以通过所述发射单元(SE)按照第二无线电标准进行传输。
2.如权利要求1所述的装置，其中所述第一多路复用器(MUX1)被构造成基于单个比特进行合并。
3.如上述权利要求之一所述的装置，其中所述第二处理单元(VE2)被构造成从数据块和填充数据形成第二基带数据(D2)，其中所述数据块分别由控制数据和有用数据构成。
4.如权利要求3所述的装置，其中在每个数据块中包含有如下数量的有用数据，该数量是为形成所述第二无线电标准的恰好一个无线电块所必需的。
5.如权利要求3所述的装置，其中所述第二基带数据(D2)被分配给所述第二无线电标准的N个不同的载波，其中N是第一数据速率(R1)与第二数据速率之商的整数部分，其中所述第二数据速率是为按照所述第二无线电标准形成一个载波的无线电块所至少必需的。
6.如权利要求5所述的装置，其中所述数据块和填充数据被构造使得：在按照所述第一无线电标准所使用的传输帧和按照所述第二无线电标准所使用的无线电块的最小公倍数的时延内，每载波提供的数据块数量与传输的无线电块相同。
7.如权利要求5所述的装置，其中所述填充数据在时间上被等间隔地逐比特地或逐字地插入在数据块与数据块之间。
8.如权利要求7所述的装置，其中所述第二处理单元(VE2)具有第二多路复用器(MUX2)，所述第二多路复用器具有N个输入端和一个输出端，其中通过每个输入端分别为N个载波的一个来接收数据块和填充数据，以便通过逐比特或逐字地合并所接收的数据块和填充数据来产生所述第二基带数据(D2)。
9.如权利要求7所述的装置，其中所述第一无线电标准是UMTS-FDD标准，而所述第二无线电标准是GSM标准。
10.具有发射单元(SE)和一装置(V)的无线电台，所述装置
具有第一多路复用器(MUX1)，其具有用于接收第一基带数据(D1)和第二基带数据(D2)的至少两个输入端和用于把第一基带数据(D1)和第二基带数据(D2)提供给发射单元(SE)的输出端，其中所述第一多路复用器(MUX1)被构造成将第一基带数据(D1)和和第二基带数据(D2)合并成一个共同的数据流(D1D2)，
具有第一处理单元(VE1)，其与所述第一多路复用器(MUX1)的第一输入端相连接，用于提供具有第一数据速率(R1)的第一基带数据(D1)以通过所述发射单元(SE)按照第一无线电标准进行传输，
以及具有第二处理单元(VE2)，其与所述第一多路复用器(MUX1)的第二输入端相连接，用于提供具有第一数据速率(R1)的第二基带数据(D2)以通过所述发射单元(SE)按照第二无线电标准进行传输。
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