CN1973470B - 无线音频传输系统和方法 - Google Patents

Abstract

用于通过通信信道从源端(10)向目的端(12)传送数据流的系统和方法。发射机(20)包含：输入处理装置(21、23；26、27)，用于组装数据流的数据分组；以及多路复用器(29)，用于组装要通过通信信道传送的数据帧，其中每个数据帧具有至少一个固定时隙。多路复用器(29)还在每个数据帧中提供至少一个自由分配时隙。连接到多路复用器(29)的重传控制装置(25；28)使用多个自由分配时隙中的一个来重传未被目的端正确接收的特定数据分组。

Description

无线音频传输系统和方法

技术领域

本发明涉及一种用于通过通信信道从源端向至少一个目的端传送至少一个数据流的方法。 

在另一个方面中，本发明涉及一种在用于通过通信信道从源端向至少一个目的端传送至少一个数据流的系统中使用的发射机装置。 

在又一个方面中，本发明涉及一种用于接收由根据本发明的发射机装置传送的至少一个数据流的接收机装置。 

背景技术

从欧洲专利申请EP-A-1133094中可知根据权利要求1的前序部分所述的方法以及根据权利要求20的前序部分所述的系统。该文件公开了一种用于为无线通信应用动态分配重传时隙的方法，尤其适用于蓝牙微微网(pico-net)。 

美国专利US-B-6,373,842中可知一种支持音频数据流传输的通信系统，该专利描述了无线系统中的单向流服务。在该方法中，数据分组的接收机可以请求重传被不正确接收的数据分组。该方法适于在给定的无线接入网络上的音频传输。但是它未提供多个用户共享媒体、或者多个接收机共享流的解决方案，其中每个用户或接收机具有特定的无线传播状况。 

IEEE标准802.11以及802.15.4包含了保证特定信道上的最小吞吐量、而同时预留用于共享(“自由”)接入的信道的机制。不考虑带宽，这将使其适于传送音频。但是，上述协议对于传送音频的主要缺点是：第一，不能对具有多个目的端的一个数据流进行重传控制；第二，固定的(预留的或保证的)时隙必须在帧开始前分配，而ad hoc分配会降低超出所定义的最大允许音频等待时间的可能性；以及第三，由于共享接入是基于利用包含有吞吐量和干扰健壮性的损失的 CSMA/CD的竞争，所以它不适于音频。 

发明内容

本发明试图提供一种流数据通信系统，例如适于流音频应用，其可以在具有多个可能的干扰源的环境中工作，而维持低等待时间和高音频质量。 

根据本发明，提供了一种方法，该方法允许重传由于例如干扰而未被正确接收的分组，因此使得正确且完整的数据流到达目的端的可能性更高。只有在例如由于数据分组的不正确接收而导致需要重传时，该数据分组在重传前才需要被压缩，使得只在必要时才使用压缩资源。压缩将缩短重传的持续时间，降低重传的数据分组被干扰的可能性。 

在另一个实施例中，特定数据流的特定数据分组被在下一数据帧中该特定数据流的固定时隙中重传。尽管在下一数据帧中重传将增大数据等待时间，但是正确地设定数据帧的尺寸可以将该等待时间保持在可接受的限度内。允许丢失的数据分组在下一数据帧中重传将使得该传输方法更健壮，增大了完整无误的数据流接收的可能性。 

在另一个实施例中，该数据帧可以包含下行链路部分和上行链路部分，每个部分具有至少一个固定时隙和至少一个自由分配时隙。这是考虑到源端和目的端之间的双向通信，例如包括消息数据(例如控制数据、握手数据等等)。 

在又一个实施例中，数据分组具有预定持续时间，例如250μs用于数据分组和确认间隙，与可能的干扰源的无传送间隔相比，该预定持续时间较小。在该实施例中，这确保了数据分组适合存在于其它可能的干扰源的分组之间，所述其它可能的干扰源诸如蓝牙、Wifi、DECT等等。在另一个实施例中，可以通过载波侦听/检测技术来检测无传送间隔，并且该方法还包含数据流传输与检测到的无传送间隔的同步。 

在另一个实施例中，该方法包含：从至少一个目的端接收对接收到的数据分组的确认(肯定确认(ACK)或否定确认(NACK))，并在同一 数据帧内重传未被正确接收的数据分组。当分组的接收和确认的传输之间只有很短延迟时，这将确保低等待时间。在一个示例性的实施例中，每个数据帧包含N个固定时隙，在N个固定时隙的每一个之后紧随单个的否定确认子时隙，并且每个自由分配时隙包含紧随该自由分配时隙之后的N个否定确认子时隙，用于指示N个固定时隙中的哪一个中的分组未被接收到。这是一种非常有效的确认机制，只需很少的系统开销。 

在又一个实施例中，确认包含伪噪声码。这展现出在多频系统中使用多码NACK的可能性。它提供了很好的邻近信道隔离，即使在一个目的端距离源端很近而另一个目的端距离较远(远近问题)的情况下也是这样。 

在另一个实施例中，至少一个自由分配时隙可以被分配为传送控制数据消息。控制数据消息可以在必要时随机发送，而不需要采用连续的方式。自由分配时隙在一个或多个目的端的情况下可以允许这样。 

在多路接入传输系统的情况下，可以使用退避(back-off)机制来为多个接入传送控制数据消息。当用户试图进行传送、但发现信道非空闲时，它在重试之前等待预定时间段。这使得可以与其它用户共享传输能力。 

在另一个实施例中，应用天线和/或频率分集以使该传输方法更健壮而防止各种干扰。例如，可以使用自适应频率选择机制来避开受到干扰的信道。此外，该实施例提供了对多径失真和/或干扰的一种更好的抵制。 

在另一个实施例中，尤其指流音频应用，该方法还包含：将接收到的数据分组转换为音频信号，用较早接收到的数据分组来替代丢失的数据分组，并平滑较早接收到的数据分组和替代后的数据分组之间的过渡。这使得万一有接收错误也可以防止可听间断(audible tick)，提高了该方法的接收质量。作为一个实例，可以使用升余弦滤波函数来应用该平滑。 

为了使用本方法获得平谱传输信号(例如，为了遵守受规章限制 的标准)，该方法还包含：在重传前使用伪随机变化加扰技术对重传的数据分组进行加绕，并在接收后对该重传的数据分组进行解扰。此外，该方法还可以包含：整合多个重传的数据分组。由于错误分布时刻变化，这使得能够从整合中获利，并得到更健壮的方法。此外，根据本方法的方法可以通过对数据流中的数据分组进行加密来防止窃听。 

为了减轻涉及远近问题的问题，该方法可以包含：源端在确定数据分组未被目的端正确接收后增大其发射功率。这可以包括闭环功率控制。此外，在另一个实施例中，源端将接收到的信号强度与阈值比较，如果超过阈值则通过预定步骤减小其发射功率，否则通过预定步骤增大其发射功率。阈值可以由外部控制环路自适应地控制。 

如上述实施例中讨论的该方法涉及数据分组。数据分组包含前导码、和/或首部、和/或至少一个控制消息数据分组、和/或来自至少一个输入的至少一个应用数据分组。多个输入数据分组和控制消息数据可以被多路复用到单个数据分组流中。 

在另一个方面中，本发明涉及一种发射机装置。在另外的实施例中，多路复用器和/或重传控制装置还用于执行本方法。发射机装置还可以包含压缩器、用于在重传前使用伪随机变化加扰技术对重传的数据分组进行加扰的加扰器、用于在传输前对数据分组进行加密的加密模块、或调制器。 

在又一个方面中，本发明涉及一种接收机装置，其用于接收由根据本发明的发射机装置传送的至少一个数据流。该接收机装置还可以包含音频处理电子设备、用于在接收后对重传的数据分组进行解扰的解扰器、和/或用于整合多个重传的数据分组的预检测累积器(pre-detection accumulator)。 

附图说明

下面将参考附图使用多个示例性的实施例来详细讨论本发明，在附图中 

图1示出可以应用本发明的无线传输系统的简化图； 

图2示出本发明的一个实施例中所使用的数据帧结构的示意图； 

图3示出说明根据本发明的方法的一个实施例的流程图； 

图4示出本发明的一个实施例中确认机制的实现的示例性的时间表； 

图5示出根据本发明的一个实施例的发射机的方框图； 

图6示出根据本发明的一个实施例的接收机的方框图；以及 

图7示出根据本发明的接收机的错误隐藏(error concealment)模块的一个实施例的简化方框图。 

具体实施方式

本发明涉及无线数字音频传输系统，可以应用于多种流数据应用中，并且尤其适于音频数据流。这些应用的实例包括、但不限于：无线会议系统、无线导游系统、无线头戴式耳机、无线扬声器、无线MIDI立体声、无线耳机、无线麦克风、无线公共广播、无线对讲机等等。 

图1示出本发明的一个实施例的简化图，其具有单个中央单元10以及多个移动单元12。中央单元10用于向移动单元12分发音频数据或从移动单元12收集音频数据。中央单元10和每个移动单元12之间的数据流可以是单向的(由单箭头指示)或双向的(由双箭头指示，例如包括双向的音频或诸如请求的消息数据)。中央单元10传送的数据流的地址可以为单个移动单元12(单播)、多个移动单元12(组播或多播)或所有移动单元12(广播)。 

中央单元10和移动单元12之间的数据流由RF信号(空中接口)发送，例如在2400-2483 MHz ISM频段或5 GHz UNII/ISM频段中。在该实施例中，几个数据(或音频)流由中央单元10使用时分双工(TDD)技术来传送。通过空中接口在帧中发送数据，其中每个帧包含下行链路的时隙和上行链路的时隙。可以理解，可以设想多个不同的实施例，例如只使用下行流(downstream)或上行流(upstream)信道。 

在图2中描述了如在特定实施例中所使用的单帧，包含三个下行链路音频数据流和三个上行链路音频数据流。下行链路数据被组织为广播或多播传输，而上行链路数据被组织为单播传输(总是指向中央单元10)。该单帧是例如2ms长，包含1ms的下行链路部分和1ms的上行链路部分。如果音频源是24ksps的16比特PCM编码音频，且空中接口速度是11Mbps，这将导致少于15ms的等待时间，同时展示出优秀的干扰健壮性。对每个数据流(或信道)，该帧在下行链路部分中包含单个固定时隙(DFX_A...DFX_C)，并在上行链路部分中包含单个固定时隙(UFX_A...UFX_C)。此外，下行链路部分包含四个自由时隙(DFR_0...DFR_3)，而上行链路部分包含三个自由时隙(UFR_0...UFR_2)。 

在图2的较下部分，示出实际的数据分组。在下行链路部分中，在固定时隙中，下行流数据(stream down with data，SDD)分组后紧随单个否定确认(NACK)间隙。只要期望数据流分组未被接收，接收移动单元12在该间隙中发送NACK分组。使用否定确认分组具有某些优点，这将在下面解释。在自由时隙DFR_0...DFR_3中，下行链路数据流分组(downlink data stream packet，SD)可能包含或不包含重发的数据分组，其后紧随三个NACK间隙，因为三个数据流中的任何一个可能需要来自任何一个接收移动单元12的NACK分组。 

以通常类似的形式，上行链路信道包含从多个移动单元12中的一个到中央单元10的上行流请求(stream up request，SUR)，其后紧随上行流数据分组(stream up data packet，SUD)。在自由上行链路时隙中，上行流请求(SUR)后可能紧随上行流(stream up，SU)分组。 

由于该帧包含固定分配时隙和灵活分配时隙的组合，因此确保了 特定音频数据流上的最小吞吐量，同时也有用于需要重传的音频数据流的带宽可用。这对于像音频这样的连续数据源具有特别的优势，其中对于音频的情况，在每个空中帧中生成一个新的数据分组。由于在多个流之间共享自由时隙，因此具有坏RF链路的流将要求大多数自由时隙，从而减小了对于其它流的重传能力。因此固定时隙确保了具有好RF链路的流不受影响。 

根据本发明，经历数据分组丢失(例如，在时隙DFX_A中)的数据流将在自由分配时隙DFR_0...DFR_3之一中重传该分组。因此对每个流，每帧只有一个时隙可以是固定的，尽管在同一帧中可能多次重传该数据分组。例如，当在时间DFR_0中重传失败时，还可以在任意剩余的时隙DFR_1...DFR_3中尝试。如果对于一个特定的流，重传重复性地失败，使得数据分组未能在自由时隙中成功传送，可以使用下一帧中属于该流的固定时隙以及后续的自由时隙来重试发送该数据分组。该处理重复预定数目的帧，直到认为该数据分组丢失。 

数据流是具有固定和自由时隙的时分双工，这使得可以降低功耗，尤其当接收质量很好时。其原因是，高接收质量导致特定数据分组的第一次传输尝试就是成功的。在这种情况下，固定时隙就满足了整个音频数据流的传输。因此，接收设备可以在所考虑的数据流的多个固定时隙之间降低功率。 

在另一个实施例中，在本通信系统中可以进行共享接入数据传输。一个或多个上行链路时隙UFR_0...UFR_2可以专用于共享接入，在这些时隙中，中央单元10例如使用请求分组SUR中的标志，活动地指示共享信道是空闲还是被占用。这使得并不是专用于提供上行链路流的移动单元12仍然能够向CU 10发送消息数据。只有当特定信道被指示为空闲时，移动单元12才通过利用新消息数据接入该信道来作为响应。当该消息的第一个分组被中央单元10正确接收时，该标志被设为占用，直到中央单元10结束该数据消息接收。当一个移动单元12尝试接入共享信道但不成功时，在该移动单元12进一步尝试再次接入该数据信道前，引入退避时间。通过使用随机的退避时间，可以减轻多个移动单元12对接入共享信道的竞争。 

帧长度，更具体地指时隙/分组长度，非常短，这使得一个数据分组在存在间歇干扰源的情况下也能成功传送，所述间歇干扰源诸如蓝牙分组、2.4 GHz的DECT、无线LAN传输或其它非连续传输源。在一个特定实施例中，分组长度最大为250μs。如此短的分组长度强加了很多严格的要求，诸如短前导码、短首部(媒体接入控制的高效协议)、以及高空中接口比特率。 

在所示实施例中，中央单元10规定传输协议以防止来自移动单元12的分组冲突。中央单元10还可以包括一种检测方法，用于检测干扰源并调整其自身传输定时以适应这些干扰源。这样的检测方法可以使用载波侦听或载波检测系统来实现。 

为了提供具有低等待时间和高音频质量的健壮的通信系统，本系统将在同一数据帧中的自由时隙(DFR_0...DFR_3；UFR_0...UFR_2)中重发未被正确接收的数据分组。这确保了在数据分组流中非常低的等待时间。 

检测数据分组是否被正确接收可以用多种方式之一来完成，这些方法在本领域是已知的，诸如奇偶检验错误检测方案、循环冗余校验(CRC)测试等等。由于该系统可以用于双向通信，因此下面将使用术语发射机和接收机，取决于传输方向，发射机和接收机可以是中央单元10中的一个或者可以是移动单元12中的一个。 

为了令能够在同一帧中重发丢失的音频和/或消息数据分组的可能性最大化，接收单元在接收到一个分组后几乎立即发送对该次接收的(否定)确认。在一个具体的实施例中，确认(ACK)必须例如由发射单元在80到200μs内接收，而否定确认(NACK)必须由接收机在25到60μs内发送。该特性使得该系统能够受益于多个干扰源中的间隔。由于短的分组持续时间以及几乎立即的ACK/NACK响应，因此流分组未受干扰的事件和ACK/NACK响应未受干扰的事件之间存在高度的相关性，这增加了本协议的重传效率。 

本发明可以使用任意的自动重传协议(ARQ)，其中或者使用肯定确认(ACK)或否定确认(NACK)。在一个特定实施例中，接收机只确定相关联的NACK时隙(见图2)中是否存在具有特定伪噪声签名的 RF能量。这在多播或广播传输中特别有优势，其中多个移动单元12在未正确接收到数据分组时可以发送NACK响应。尽管(多个)NACK响应可能互相干扰，但如果只检测RF能量的存在，这将不是问题。 

通过在帧中对每个音频数据流A...C只使用单个NACK响应窗口，该协议非常有效率。对于可靠的NACK检测，固定时隙NACK响应窗口需要大约20μs的持续时间。 

在自由时隙DFR_0...DFR_3之一中重传的情况下，必须使(重)传输单元10、12明确哪个音频数据流A...C被不正确地接收。这可以用图2中所描述的方式实现，其中每个自由时隙DFR_0...DFR_3后紧随三个NACK窗口，每个NACK窗口与一个固定的音频数据流A...C相关联。当接收机不正确地接收到来自流A的音频数据分组时，它将在与流A相关联的窗口中发送NACK响应。这样发射机通过检查定时可以检查出接收到的NACK响应是否实际上正确。 

本发明还可以应用于多频率传输系统，其中每个频率承载如上述实施例所述的一种协议。在这种情况下，需要对不同频率信号的帧定时进行同步，以防止共处一地的处于邻近频率的中央单元10和移动单元12互相干扰。此外，靠近中央单元10的移动单元12可能导致对在邻近频率信道中具有弱链路的移动单元12的干扰。这通常称为远近效应。该效应将对上行链路数据流以及NACK的接收造成问题。作为一个解决方案，移动单元12可以采用发射功率控制。 

除了功率控制，NACK响应的远近问题还可以通过以相互(半)正交的编码对不同频率的NACK响应进行编码来减轻，其中每个频率具有唯一编码。这种编码的实例是： 

pn05＝[11110] 

pn07＝[1110100] 

pn11＝[10110111000] 

pn15＝[000010100110111] 

pn19＝[0000101011110010011] 

在所经历的来自邻近信道的干扰归因于接收链非线性的情况下，可能失去高度的正交性。那么可以采用上面给出的编码的不同重复次 数来获得充分的邻近信道隔离。 

发射机中NACK响应的检测的设计有利于短NACK长度，同时维持高检测概率、高干扰健壮性和低误警率。丢失的NACK响应将导致不会重传相关联的数据分组，并因此导致音频数据流中的数据分组丢失。当NACK检测器基于接收到的RF能量而工作时，检测阶段要足够长以便能够收集显著量的能量。根据NACK检测器的一个具体实施例，仅20μs的NACK响应就足够用于检测。 

在图3中，示出一个流程图，其中给出根据本发明的该具体实施例的流程。在方框2，NACK接收机被置于其最高增益级，因此即使是弱信号也能以高于噪声电平而被很好地接收到。尽管这意味着信号可能被限幅(clipped)，但却节省了自动增益控制环路处理所需的时间。 

检测信号的能量级，并且在判定方框3中，判定该信号是否有足够功率而令其可能是NACK响应。如果没有，则该流程回到方框2，等待下一NACK时隙检测。如果有，用与符号速率相等的时间距离来测量采样之间的相关性。这使得接收机可以区分来自窄带干扰信号和宽带NACK响应的能量(方框4)。如果存在足够的窄带信号能量(判定方框5)，则可以使用陷波滤波器来滤掉该信号。陷波被置于窄带干扰信号的频率处，这在一个特定实施例中，可以根据复相关信号的相位而计算出来(方框6)。如果未检测到窄带干扰，则该流程直接前进到方框7，通过测量每个可用天线处的能量级来应用天线分集选择，并选择具有最高能量级的天线。在方框8中，检查是否实际存在NACK响应，例如通过将接收到的信号(伪噪声序列信号)与延迟的版本(延迟等于PN码重复时间)进行相关，并将相关功率与阈值进行比较来进行上述检查。如果检测到NACK响应，则发射机被通知重发相关联的数据分组(方框9)，否则该流程返回方框2。 

在图4中，说明了上述实例的总共20μs的NACK检测器时间表。在第一时间段，例如3μs，检测所有接收能量，其后紧随窄带干扰的检测和训练(也是3μs)。天线分集选择可能占用另外4μs，留下10μs的时间窗口用于实际NACK响应检测。注意，如图3和4中所示的这种NACK响应检测也可以应用于其它ARQ协议实现中。 

在所有所述的实施例中，天线分集可以用于使通信系统更健壮而抵抗衰落。可以使用对于接收到的数据分组的每个前导码的连续质量测量，通过切换到具有最佳质量索引的天线，来采用天线分集技术。可选地，可以只在先验选择的天线上进行单个测量，并只有当所测质量参数降到低于预定阈值时才切换到另一个天线。 

在图5中，示出根据本发明的一个实施例的无线音频发射机装置20的示意方框图。发射机20可以接收消息数据(消息输入26，例如I2C接口)以及一个或多个音频数据流(音频数据输入21)。音频数据输入和输出可以是现有技术中已知的任意类型的数字格式，诸如线性PCM、ADPCM、MPEG第3层或AC3压缩音频。可以通过现有技术中已知的标准数字音频接口来传送音频数据，诸如S/PDIF、I2S、或IEC61937。每个音频源数据流被进行音频处理(方框22)，例如采样率适应、以及音频数据分组的分段(方框23)，之后可以进行音频数据分组的压缩(方框24)。在组装数据帧(见图2)之前音频数据分组和消息数据分组被都放入缓冲区。该处理的一部分是对任意(音频)数据分组的重传控制，如上所述(重传控制方框25、28)。在多路复用方框29中，将音频和消息分组多路复用到单个流分组中。然后，可选地将该数据分组提交给加密(方框30)和/或加扰(方框31)，并最后在提供给天线33之前调制到载波频率上(方框32)。 

图6示出根据本发明的无线音频接收机40的一个示例性的实施例的示意方框图。在接收机装置40中，以相反方式重复发射机的各种处理方框：使用天线41接收空中接口信号后，对信号进行解调(方框42)、解扰(必要时，方框43)、并解密(必要时，方框44)。然后，将得到的数据分组解复用为不同的音频数据分组和消息数据分组(解复用方框45)。重传控制和缓冲区方框46、51(分别对应音频和消息)检查每个数据分组是否被无误地接收，并在必要时发出重传信号(然后由同一单元10、12中的发射机装置20处理)。对于音频数据流，对分组进行解压缩(方框47)、进一步处理(方框48，反分段(de-partitioning)及错误隐藏)。此后，在方框49中对音频数据流进行音频处理，例如音量调节和采样率适应，并将其提供到音频I/O(方框 50)。消息数据分组只进行反分段(方框52)，然后被提供到消息I/O(方框53)。 

如上述实施例中所述的重传协议的实现可以用其它技术补充，这些技术本身是现有技术中已知的。例如，判决反馈均衡(DFE)和分数间隔均衡器(FSE)可以用于对多径衰落的信号进行均衡，并提供附加的窄带干扰消除。此外，可以向本通信系统增加天线分集方案和动态频率(重)分配协议。此外，可以应用错误隐藏以进一步提高该通信系统的健壮性和效率。总体上，可以得到一个抵抗干扰和衰落的非常健壮的通信系统，而不需要信道编码/解码技术、交织/解交织技术、或跳频技术。已知的系统使用具有或没有交织的前向纠错(FEC)方案。与防止突发性错误(来自于干扰和衰落)的块交织技术一起，可以在误比特率和误帧率上获得显著的改善。但是，这也伴随许多缺点，诸如所需缓冲容量、等待时间增加、以及处理和存储器需求。 

下面将更详细地解释图5和6中所述的一些方框。注意该传输系统特定部分的这些实现可以这样应用，即用于除上述自动重传协议实现外的其它应用中。 

为了增大系统容量，可以使用数据分组的压缩和解压缩(方框24、47)。在本发明的一个特定实施例中，音频数据分组的第一次传输不被压缩。一旦该分组的接收失败(或重复失败)，目的端请求重传。然后，源端利用压缩来重传该分组。 

错误隐藏技术(图6中的方框48)可以使用下面细节来实现。(重复)失败的重传将最终导致接收到的音频信号的可听变形。使用所述的错误隐藏技术，采用窗口函数，可以使最近接收到的音频块的音频信号渐强和渐弱。这样，接收机端最后所得到的音频信号将不会以令人不愉快的方式失真。 

在本音频传输系统中，可能发生空中帧失败以及音频块失败。失败的空中帧将使用本发明来被重传，直到重试达到某一次数，此后该空中帧被标记为丢失。然后，依赖于该特定空中帧的音频块也被标记为丢失。仍存在于接收机单元的数字存储器中的延迟的音频块将替代丢失的音频块。通过在当前的和延迟的音频块之间应用平滑过渡窗 口，可以防止最终的音频信号中的间断。当丢失多于一个音频块时，接收到的音频信号将渐弱为零信号(绝对无声)。 

在图7中，示出错误隐藏技术的硬件实现模块70。包含音频块在内的输入数据被分为两个分支。一般情况下，音频块只是被用窗口大小(方框73)延迟，以允许与后面讨论的窗口乘法器同步。当未检测到丢失的音频块时，选择单元79将(延迟的)音频块传递到输出。只要存在丢失的音频块，选择单元79将传递图7的两个分支之和(加法器元件78)。上分支表示当前音频块，其在乘法器75中被乘以否定窗口函数77。下分支首先包含延迟元件71，其将音频块延迟了准确的一个音频块周期，还包含窗口延迟元件72。此后，(先前的)音频块被乘以窗口函数76并被传递到加法器元件78。窗口函数76、77可以是例如余弦函数。 

发射机装置20(图5)可以包含可选的加扰单元31，并且接收机装置40(图6)可以包含对应的解扰单元43。加扰单元31可以伪随机地令每次(重)传输时的数据改变为不同，而解扰单元43相应地对数据进行解扰。解扰单元43还可以包含软值预检测累积器。这里隐含的基本原则是重传的数据分组是由相同的数据构成的。如果这些重传发生在无线电信道的一致时间内，多次重传之间分组中的比特错误分布不会有重大变化。通过以不同方式对每次重传进行加扰，比特错误分布被随机化，这使得可以通过预检测整合来获得灵敏度增益。检测过程如下：检查接收到的分组的错误，例如使用CRC检查。如果分组有误，则在预检测整合器中将来自解调器的解扰的软数据添加到先前接收到的具有相同分组ID的分组。对同一分组的(重)传输，该分组ID相同。检测软值整合器中的数据，并检查最终得到的分组中的错误。如果分组无误，则认为传输成功，并且不请求重传。此外，加扰将导致平坦的功率密度，这对符合正规标准很重要。 

本通信系统可以包含多个中央单元10，通常它们共处一地。移动单元12则分散在覆盖区域中，这导致关于信号功率的远近问题，但主要只存在于信号的上行链路部分。在已知功率控制方法中，使用快速内环和慢反应外环。内环考虑了单个时隙中的信号特征，诸如信 噪比(SNR)、接收信号强度指示(RSSI)或误比特率(BER)，并将该特征与目标级(或阈值)比较。根据比较结果修正发射功率，通常使用较小的上调或下调。目标级由外环例如基于平均校验和或者BER测量结果来设置。 

在本通信系统中，当接收到指示错误地接收到分组的(否定)确认分组时，发射机立即增大发射功率。当正确地接收到分组时，将RSSI与目标级比较，并根据比较，上调或下调发射机功率电平。该目标级可以例如在如上所述的外环中确定，或可以是默认值。 

尽管使用ISM频段中的RF通信解释了以上实施例，但当然也可以在其它RF频段中实现本发明，或者甚至使用诸如红外线这样的其它无线技术。本发明的上述实例涉及时分多路复用(TDM)方案，其中数据帧被分为多个时隙。但是本申请还可以在其它类型的多路复用方案中实现，诸如、但不限于频分多路复用、码分多路复用等等。 

Claims (27)

1.用于通过通信信道从源端向至少一个目的端传送至少一个数据流的方法，所述至少一个数据流包含多个数据分组的序列，所述数据流是使用包含数据帧的信号通过所述通信信道传送的，其中每个数据帧具有至少一个固定时隙，其中每个数据帧还包含至少一个自由分配时隙，其中使用所述至少一个自由分配时隙中的一个，从所述源端重传未被所述至少一个目的端正确接收的特定数据分组，其特征在于，数据分组在第一次传输中被无压缩地传送，而在至少一次所述重传中被压缩地传送。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，特定数据流的所述特定数据分组在下一数据帧中该特定数据流的所述固定时隙中被重传。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其中，所述数据帧包含下行链路部分和上行链路部分，每个部分具有至少一个固定时隙和至少一个自由分配时隙。

4.根据权利要求1所述的方法，其中，数据分组具有预定持续时间，与可能的干扰源的无传送间隔相比，该预定持续时间较小。

5.根据权利要求4所述的方法，还包含通过载波侦听/检测技术来检测所述无传送间隔，以及将所述数据流传输与所检测到的无传送间隔进行同步。

6.根据权利要求1所述的方法，还包含：接收对接收到的数据分组的确认，所述确认来自于所述至少一个目的端，以及

在同一数据帧内重传未被正确接收的数据分组。

7.根据权利要求1所述的方法，其中，每个数据帧包含N个固定时隙，其中所述N个固定时隙中的每一个之后紧随单个否定确认子时隙，并且所述自由分配时隙中的每一个包含紧随该自由分配时隙的N个否定确认子时隙，以用于指示所述N个固定时隙的哪一个中的分组未被收到。

8.根据权利要求6所述的方法，其中，所述确认包含伪噪声码。

9.根据权利要求1所述的方法，其中，至少一个自由分配时隙被分配用于传送控制数据消息。

10.根据权利要求9所述的方法，其中，使用退避机制来为多个接入传送所述控制数据消息。

11.根据权利要求1所述的方法，其中，应用了天线和/或频率分集。

12.根据权利要求1所述的方法，还包含

将接收到的数据分组转换为音频信号，

用较早接收到的数据分组来替代丢失的数据分组，

平滑所述较早接收到的数据分组和替代后的数据分组之间的过渡。

13.根据权利要求12所述的方法，其中，使用升余弦滤波函数来应用所述平滑。

14.根据权利要求1所述的方法，还包含在重传前使用伪随机变化加扰技术对重传的数据分组进行加扰，在接收后对所述重传的数据分组进行解扰。

15.根据权利要求14所述的方法，还包含整合多个重传的数据分组。

16.根据权利要求1所述的方法，其中，所述源端在确定数据分组未被所述目的端正确接收后增大其发射功率。

17.根据权利要求16所述的方法，其中，所述源端将所接收到的信号强度与阈值比较，如果超过所述阈值则通过预定步骤减小其发射功率，否则通过预定步骤增大其发射功率。

18.根据权利要求17所述的方法，其中，所述阈值由外部控制环路自适应地控制。

19.根据权利要求1所述的方法，其中，数据分组包含：

-前导码，和/或

-首部，和/或

-至少一个控制消息数据分组，和/或

-来自至少一个输入的至少一个应用数据分组。

20.在用于通过通信信道从源端(10)向至少一个目的端(12)传送至少一个数据流的系统中使用的发射机装置(20)，该发射机装置(20)包含：输入处理装置(21..23；26、27)，用于组装所述至少一个数据流中的每一个的数据分组；以及多路复用器(29)，用于接收所述至少一个数据流中的每一个的数据分组，并组装要通过所述通信信道传送的数据帧，其中每个数据帧具有至少一个固定时隙，其中所述多路复用器(29)还用于在每个数据帧中提供至少一个自由分配时隙，并且所述发射机装置(20)还包含重传控制装置(25；28)，其连接到所述多路复用器(29)并用于使用所述至少一个自由分配时隙中的一个来重传未被所述至少一个目的端正确接收的特定数据分组，其特征在于，所述发射机装置(20)还包含压缩器(24)，其连接到所述重传控制装置(25；28)以使得能够在第一次传输中无压缩地传送数据分组，而在至少一次所述重传中压缩地传送数据分组。

21.根据权利要求20所述的发射机装置(20)，其中，所述多路复用器(29)和/或重传控制装置(25；28)还用于执行根据权利要求2、5、6、9-11或19之一的附加步骤。

22.根据权利要求20或21所述的发射机装置(20)，还包含加扰器(31)，用于在重传前使用伪随机变化加扰技术对重传的数据分组进行加扰。

23.根据权利要求20所述的发射机装置(20)，还包含调制器(32)，用于执行根据权利要求16-17之一的附加步骤。

24.在用于通过通信信道从源端(10)向至少一个目的端(12)传送至少一个数据流的系统中使用的接收机装置(40)，所述接收机装置(40)包括：

解复用器(45)，用于接收通过所述通信信道传送的数据帧，其中每个数据帧具有至少一个固定时隙和至少一个自由分配时隙，所述固定时隙用于传送所述数据流的分组；

所述解复用器(45)还用于为所述至少一个数据流分别提供数据分组，其中所述接收机装置(40)还包括连接到所述解复用器(45)的重传控制和缓冲区装置(46、51)，用于告知所述源端(10)所述数据流的数据分组在第一次传输中未被正确接收到并且需要由所述源端(10)进行重传，

其特征在于：所述接收机装置(40)还包括连接到所述重传控制和缓冲区装置(46、51)的解压缩器(47)，用于允许接收在所述第一次传输中未进行压缩并且在至少一次重传中进行了压缩的数据分组。

25.根据权利要求24所述的接收机装置(40)，还包含音频处理电子设备(49)，用于执行根据权利要求12或13的附加步骤。

26.根据权利要求24或25所述的接收机装置(40)，还包含解扰器(43)，用于在接收后对重传的数据分组进行解扰。

27.根据权利要求26所述的接收机装置(40)，还包含预检测累积器，用于整合多个重传的数据分组。

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