專(zhuān)利名稱(chēng)：減縮訓(xùn)練數(shù)據(jù)以提高數(shù)據(jù)率的方法和設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于提高通信系統(tǒng)中數(shù)據(jù)率的方法和設(shè)備，該通信系統(tǒng)包括至少一個(gè)中心站和一些遠(yuǎn)程單元，及其中將已知數(shù)據(jù)包括于傳輸中而完成接收機(jī)的信道估價(jià)。本發(fā)明可應(yīng)用于而又不限于全球移動(dòng)通信(GSM)蜂窩網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。
在有些通信系統(tǒng)中接收機(jī)的信道估價(jià)(其特殊例子包括相位和時(shí)序同步)是通過(guò)將已知數(shù)據(jù)包括于傳輸中而完成的，該已知數(shù)據(jù)在下面稱(chēng)為訓(xùn)練數(shù)據(jù)。通常這些系統(tǒng)使用對(duì)所有用戶和在所有環(huán)境中都是共同的預(yù)定訓(xùn)練數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。其結(jié)果是必須設(shè)計(jì)該訓(xùn)練數(shù)據(jù)以便在最壞情況下也能滿意地運(yùn)行。一個(gè)訓(xùn)練數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)通常包含一系列在預(yù)定間隔內(nèi)插入數(shù)據(jù)流的預(yù)定訓(xùn)練符號(hào)。
作為例子，GSM蜂窩通信標(biāo)準(zhǔn)包括具有在所有數(shù)據(jù)脈沖串中的緩脈沖(midamble)形式的預(yù)定訓(xùn)練數(shù)據(jù)。此緩脈沖如此設(shè)計(jì)以便在例如最大延遲擴(kuò)展和最小時(shí)間相干性的最壞環(huán)境條件下提供合適的信道估價(jià)。通常的GSM接收機(jī)不論對(duì)以前脈沖串的信道估價(jià)如何而對(duì)每個(gè)新脈沖串完成新的信道估價(jià)，從而將數(shù)據(jù)解調(diào)。對(duì)于脈沖串與脈沖串之間的相干性可以省略的市區(qū)環(huán)境中使用的快速移動(dòng)車(chē)輛這是必須的。而對(duì)于其他環(huán)境例如低速室內(nèi)環(huán)境，脈沖串與脈沖串之間的相干性很明顯和延遲擴(kuò)展可以省略。但通信系統(tǒng)例如GSM不論給定環(huán)境中特定要求如何都包括相同訓(xùn)練數(shù)據(jù)。此外，接收機(jī)不論實(shí)際傳播條件如何都在接收中使用緩脈沖。
其結(jié)果是這些通信系統(tǒng)最后都包括足夠在最壞傳播條件下使用的訓(xùn)練數(shù)據(jù)，及使用依賴(lài)于這個(gè)始終存在的信息的信道估價(jià)和同步算法。這些訓(xùn)練數(shù)據(jù)通常占據(jù)信道容量的相當(dāng)部分，因而顯著地降低了用戶信息數(shù)據(jù)率。作為例子，GSM中緩脈沖帶來(lái)的開(kāi)銷(xiāo)是數(shù)據(jù)率的23％。
此方法非常浪費(fèi)數(shù)據(jù)容量及需要一種改進(jìn)的通信系統(tǒng)的操作方法。
因此，本發(fā)明設(shè)法通過(guò)更靈活地安排用戶數(shù)據(jù)和訓(xùn)練數(shù)據(jù)的分布而提高通信系統(tǒng)的數(shù)據(jù)率吞吐量。根據(jù)本發(fā)明，可使訓(xùn)練數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)適應(yīng)于個(gè)別遠(yuǎn)程單元和當(dāng)今傳播環(huán)境的訓(xùn)練數(shù)據(jù)要求，因此不必按照最壞情況來(lái)確定訓(xùn)練數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。
根據(jù)本發(fā)明的第一方面，提供了一種在通信系統(tǒng)中提高數(shù)據(jù)率的方法，該通信系統(tǒng)運(yùn)行于一個(gè)具有使用重復(fù)預(yù)定訓(xùn)練數(shù)據(jù)的一定傳播特性的無(wú)線電環(huán)境中，并包括一個(gè)中心站和一個(gè)具有一定訓(xùn)練數(shù)據(jù)要求的第一遠(yuǎn)程單元及一個(gè)具有不同訓(xùn)練數(shù)據(jù)要求的第二遠(yuǎn)程單元，以及所述第一中心站和所述第一和第二遠(yuǎn)程單元中每一個(gè)都包含用于在無(wú)線電信道上進(jìn)行通信的一個(gè)接收單元和一個(gè)發(fā)送單元，該方法的特征在于包括以下步驟a)確定第一遠(yuǎn)程單元和第二遠(yuǎn)程單元的訓(xùn)練數(shù)據(jù)要求；b)確定傳播特性；c)根據(jù)步驟a和b確定一個(gè)訓(xùn)練數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)；d)該發(fā)送單元使用所述訓(xùn)練數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)進(jìn)行發(fā)送；和e)該接收單元使用所述訓(xùn)練數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)進(jìn)行接收。
該通信系統(tǒng)可以是一個(gè)GSM蜂窩通信系統(tǒng)和該重復(fù)的訓(xùn)練數(shù)據(jù)是一個(gè)緩脈沖。該緩脈沖結(jié)構(gòu)最好由標(biāo)準(zhǔn)GSM測(cè)量來(lái)確定。
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)不同方面，提供了依靠射頻GSM信號(hào)將緩脈沖用作預(yù)定訓(xùn)練數(shù)據(jù)來(lái)與一個(gè)站通信的設(shè)備，該設(shè)備的特征在于包括a)一個(gè)第一控制器，用于確定何時(shí)可插入用戶數(shù)據(jù)而不是緩脈沖；b)一個(gè)第二控制器，用于確定何時(shí)可接收用戶數(shù)據(jù)而不是緩脈沖；c)一個(gè)由所述第一控制器控制的能夠用用戶數(shù)據(jù)替代緩脈沖的發(fā)送機(jī)；d)一個(gè)由所述第二控制器控制的能夠用用戶數(shù)據(jù)替代緩脈沖而接收GSM信號(hào)的接收機(jī)。


圖1是一個(gè)可以應(yīng)用本發(fā)明的典型通信系統(tǒng)的說(shuō)明。
圖2是如何根據(jù)本發(fā)明組織數(shù)據(jù)和訓(xùn)練數(shù)據(jù)的優(yōu)選實(shí)施例的說(shuō)明。
圖3是一個(gè)根據(jù)本發(fā)明的用于提高數(shù)據(jù)率的優(yōu)選方法的過(guò)程流程圖的說(shuō)明。
圖4是一個(gè)可以應(yīng)用本發(fā)明的包括標(biāo)準(zhǔn)和增強(qiáng)單元兩者的GSM蜂窩系統(tǒng)的說(shuō)明。
根據(jù)本發(fā)明，提供了一種在一個(gè)使用重復(fù)的預(yù)定訓(xùn)練數(shù)據(jù)并包括具有不同訓(xùn)練數(shù)據(jù)要求的至少一個(gè)中心站和遠(yuǎn)程單元的通信系統(tǒng)100中用于選擇性地消除訓(xùn)練數(shù)據(jù)從而改進(jìn)數(shù)據(jù)容量的方法。圖1闡述這一系統(tǒng)，其中一個(gè)中心站101通過(guò)無(wú)線電信道105與一些遠(yuǎn)程單元103，107通信。每個(gè)遠(yuǎn)程單元和每個(gè)中心站都包含一個(gè)接收單元和一個(gè)發(fā)送單元。具體地，該通信系統(tǒng)可以是一個(gè)蜂窩系統(tǒng)，其中中心站覆蓋在一定地理區(qū)域102內(nèi)的用戶而其他地理區(qū)域109、111則由其他中心站113、115所覆蓋。這類(lèi)系統(tǒng)的一個(gè)例子是廣泛地應(yīng)用于移動(dòng)通信中的GSM蜂窩系統(tǒng)。
在無(wú)線電信道105上，通過(guò)重復(fù)地包括預(yù)定訓(xùn)練數(shù)據(jù)而給出一個(gè)訓(xùn)練數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。遠(yuǎn)程單元可以是不同型號(hào)的，因此某些單元107對(duì)于訓(xùn)練數(shù)據(jù)的要求比其他一些單元103低。例如，某些遠(yuǎn)程單元可能只依靠一個(gè)特定預(yù)定訓(xùn)練數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)而只實(shí)施一個(gè)信道估價(jià)或同步算法，而其他遠(yuǎn)程單元能夠根據(jù)不同訓(xùn)練數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來(lái)采用多個(gè)算法。因此，決定于通信中涉及的遠(yuǎn)程單元103或107是哪個(gè)類(lèi)型，不同無(wú)線電信道的訓(xùn)練數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)是不同的。
作為系統(tǒng)的組成部分的例子，中心站例如可以是一個(gè)可從Motorola Limited買(mǎi)到的根據(jù)本發(fā)明修改以與一個(gè)非標(biāo)準(zhǔn)GSM訓(xùn)練數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)一起使用的M-CELLTMGSM基站。遠(yuǎn)程單元103可以是一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)GSM手機(jī)，例如MotorolaTMStarTacTM蜂窩電話。其他單元可以是GSM手機(jī)，例如根據(jù)本發(fā)明修改以與一種選代的訓(xùn)練方案算法一起使用的MotorolaTM8700或MotorolaTMStarTacTM蜂窩電話。
一般而言，本發(fā)明的方法的特征在于確定每個(gè)個(gè)別遠(yuǎn)程單元103、107的訓(xùn)練數(shù)據(jù)要求及這些單元對(duì)選擇訓(xùn)練數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)所加限制。此外，或?yàn)檎麄€(gè)環(huán)境或?yàn)槊總€(gè)單獨(dú)無(wú)線電信道105來(lái)確定無(wú)線電環(huán)境的傳播特性。根據(jù)這個(gè)來(lái)設(shè)置每個(gè)單獨(dú)無(wú)線電信道的訓(xùn)練數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，優(yōu)選地采用最小量的訓(xùn)練數(shù)據(jù)以維持一個(gè)合適的傳輸質(zhì)量。由于以前訓(xùn)練數(shù)據(jù)所用的容量現(xiàn)在可用于用戶數(shù)據(jù)，因而允許為每個(gè)單獨(dú)無(wú)線電信道提高用戶數(shù)據(jù)率以及提高了整個(gè)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)容量。
圖2中闡述調(diào)整訓(xùn)練數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的一個(gè)例子，其中部分1顯示一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)GSM脈沖串結(jié)構(gòu)。一個(gè)GSM脈沖串包含圍繞一個(gè)包含訓(xùn)練數(shù)據(jù)的緩脈沖205的兩塊數(shù)據(jù)203。在送至同一遠(yuǎn)程單元的連續(xù)的脈沖串之間的是一個(gè)間隔209，其長(zhǎng)度可變但在GSM中等于七個(gè)數(shù)據(jù)脈沖串(包括守護(hù)帶)，基站在其中與其他用戶通信。根據(jù)本發(fā)明，如果傳播特性及中心站和遠(yuǎn)程單元的訓(xùn)練數(shù)據(jù)要求允許的話，緩脈沖可用數(shù)據(jù)替代，如圖2中部分2所示，其中第二脈沖串的整個(gè)緩脈沖由數(shù)據(jù)207替代。此例中在周?chē)}沖串中仍有緩脈沖，而從這些脈沖串導(dǎo)出的信道估價(jià)可供當(dāng)今脈沖串中解調(diào)數(shù)據(jù)時(shí)使用。
遠(yuǎn)程單元103、107和中心站101的全部接收機(jī)和發(fā)送機(jī)都修改以便支持個(gè)別無(wú)線電信道所用訓(xùn)練數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，從而能夠接收附加地傳輸?shù)臄?shù)據(jù)。
圖3闡述本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的過(guò)程流程圖300。該過(guò)程可在中心站或遠(yuǎn)程單元的控制器中實(shí)施，也可分布在整個(gè)通信系統(tǒng)的多個(gè)控制器中。
該過(guò)程在步301開(kāi)始，其中確定個(gè)別遠(yuǎn)程單元和可能包括中心站的訓(xùn)練數(shù)據(jù)要求，因不同單元的這些要求可能不同。訓(xùn)練數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的選擇也受制于傳播特性，這是在步303中確定的。在這兩個(gè)步驟的基礎(chǔ)上，步305確定一個(gè)合適的訓(xùn)練數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，并將它應(yīng)用于當(dāng)今無(wú)線電信道的發(fā)送單元307和接收單元309。決定于特定實(shí)施例，確定訓(xùn)練數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和應(yīng)用它們于接收單元和發(fā)送單元的步驟可能還包括用于自控制器發(fā)送信息至單元的手段。所描述方法可獨(dú)立地用于個(gè)別無(wú)線電信道的上行線路和下行線路。
可用不同方式完成步301中確定個(gè)別單元的訓(xùn)練數(shù)據(jù)要求以便與不同訓(xùn)練數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)使用。
第一個(gè)選代方案是為每個(gè)遠(yuǎn)程單元和中心站將此信息存于存儲(chǔ)器中，每個(gè)遠(yuǎn)程單元103、107可能在無(wú)線電信道105上發(fā)送信息至中心站101。因此事先為每個(gè)單元預(yù)先確定該信息并將它直接傳輸至一個(gè)或多個(gè)負(fù)責(zé)按照步305確定可應(yīng)用訓(xùn)練數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的控制器。可選代地或?yàn)槊總€(gè)新移動(dòng)電話，或當(dāng)一個(gè)移動(dòng)電話在網(wǎng)上登記時(shí)，或在呼叫初始化時(shí)完成一次傳輸。當(dāng)在無(wú)線電信道105上完成傳輸時(shí)，最好初始地使用一個(gè)省缺的預(yù)定訓(xùn)練數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，以便在不知道參與呼叫的特定單元的要求的情況下進(jìn)行傳輸。例如，對(duì)于一個(gè)GSM通信系統(tǒng)，在移動(dòng)電話登記期間移動(dòng)終端可使用標(biāo)準(zhǔn)GSM脈沖串傳輸此信息至基站，所有脈沖串中都包含緩脈沖。在呼叫設(shè)置時(shí)，可確定不同訓(xùn)練數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，以便例如每隔一個(gè)脈沖串用用戶數(shù)據(jù)替代緩脈沖。
第二個(gè)確定個(gè)別接收機(jī)的訓(xùn)練數(shù)據(jù)要求的選代方案是在預(yù)先不知道接收機(jī)的任何要求時(shí)對(duì)傳輸使用不同訓(xùn)練數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)并監(jiān)視所得傳輸質(zhì)量。如未達(dá)到可接受的傳輸質(zhì)量，則這標(biāo)志當(dāng)今方案不能用于此特定無(wú)線電信道。作為特殊例子，考慮一個(gè)GSM通信系統(tǒng)，可例如在自基站傳輸?shù)拿}沖串序列中每隔一串消除緩脈沖。該基站發(fā)送一個(gè)標(biāo)志以替代緩脈沖，該標(biāo)志向移動(dòng)終端標(biāo)示正在進(jìn)行少緩脈沖傳輸，或該過(guò)程可遵循一個(gè)對(duì)接收機(jī)是已知的可以實(shí)行無(wú)緩脈沖接收的預(yù)定算法。如該接收機(jī)不能進(jìn)行無(wú)緩脈沖接收，則將造成高位錯(cuò)率，將這報(bào)告回基站時(shí)，這標(biāo)示該無(wú)緩脈沖傳輸不適用于此無(wú)線電信道。此選代方案的優(yōu)點(diǎn)是以前沒(méi)有按照本發(fā)明設(shè)計(jì)的較舊單元不必加以修改。
用于確定傳播環(huán)境的步303可通過(guò)無(wú)線電環(huán)境特性的初始測(cè)定來(lái)完成?？稍诮o定環(huán)境中完成測(cè)量或選代地根據(jù)等效環(huán)境數(shù)據(jù)來(lái)估價(jià)無(wú)線電傳播環(huán)境來(lái)完成測(cè)量。例如，如系統(tǒng)將要應(yīng)用于低速室內(nèi)環(huán)境中，則都知道延遲擴(kuò)展通常小于300ns及信道相干時(shí)間通常為數(shù)百毫秒。通常這已足夠用于確定傳播環(huán)境對(duì)訓(xùn)練數(shù)據(jù)的限制。如果需要，可以更特定地測(cè)量應(yīng)用該系統(tǒng)的房間內(nèi)的延遲擴(kuò)展。
步303的一個(gè)選代步驟是繼續(xù)估價(jià)傳播環(huán)境或更具體地估價(jià)每個(gè)個(gè)別無(wú)線電信道105。在此選代步驟中訓(xùn)練數(shù)據(jù)將適應(yīng)于個(gè)別無(wú)線電信道上的瞬時(shí)條件。繼續(xù)估價(jià)傳播環(huán)境的優(yōu)選方法是測(cè)量一個(gè)傳輸質(zhì)量標(biāo)志，例如接收誤差，信道估價(jià)，接收功率，信道估價(jià)噪聲或信噪比。這些估價(jià)的絕對(duì)值反映了當(dāng)今傳播條件的傳輸質(zhì)量，因此可用于確定訓(xùn)練數(shù)據(jù)要求。此外可估價(jià)這些參數(shù)的變化率，及傳播條件的變化率的標(biāo)示可用于確定訓(xùn)練數(shù)據(jù)頻度。一個(gè)例子是不斷測(cè)量所接收傳輸?shù)奈诲e(cuò)率的一個(gè)系統(tǒng)。隨著訓(xùn)練數(shù)據(jù)序列的接收，位錯(cuò)率將不斷地增多，因此訓(xùn)練數(shù)據(jù)所生成的信道估價(jià)越來(lái)越不準(zhǔn)。當(dāng)位錯(cuò)率增多至超過(guò)一定水平時(shí)，這標(biāo)示傳播條件已變化很大而不能再用先前信道估價(jià)，該系統(tǒng)就使用此尺度以包括一個(gè)新訓(xùn)練數(shù)據(jù)。
根據(jù)前兩個(gè)步驟301、303而確定一個(gè)合適的訓(xùn)練數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的步305可以是一個(gè)適合很簡(jiǎn)單協(xié)議表的一定傳播特性的訓(xùn)練數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，及該訓(xùn)練數(shù)據(jù)可選為最佳序列，最好是要求最小容量的序列，單元的訓(xùn)練數(shù)據(jù)要求是與它兼容的。此協(xié)議最好是中心站和可應(yīng)用的遠(yuǎn)程單元兩者都知道的，以使接收機(jī)知道何時(shí)將有訓(xùn)練數(shù)據(jù)。此協(xié)議的最簡(jiǎn)單形式是一個(gè)永久地用于給定無(wú)線電環(huán)境中的預(yù)定算法。一個(gè)更復(fù)雜的協(xié)議包括一系列不同內(nèi)容，可根據(jù)瞬時(shí)傳播特性對(duì)它們加以選擇，或者該協(xié)議可以是適應(yīng)性的，可根據(jù)系統(tǒng)要求和傳播特性變化。此方法的一個(gè)極簡(jiǎn)單例子是一個(gè)GSM系統(tǒng)，它既可用于高速市區(qū)環(huán)境也可用于低速室內(nèi)環(huán)境?？捎靡恍┖?jiǎn)單協(xié)議確定訓(xùn)練數(shù)據(jù)如傳播環(huán)境是高速市區(qū)，則在所有脈沖串中都應(yīng)包括緩脈沖，但如環(huán)境是低速室內(nèi)環(huán)境，則既可在傳輸中在所有脈沖串中包括緩脈沖，也可根據(jù)給定無(wú)線電信道的中心站和遠(yuǎn)程單元的要求每隔一個(gè)脈沖串消除該緩脈沖。
用于控制訓(xùn)練數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的一個(gè)選代方法是使用一個(gè)反饋環(huán)，其中接收機(jī)向后向發(fā)送機(jī)報(bào)告以便控制應(yīng)用的訓(xùn)練數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。先前描述的當(dāng)自接收機(jī)向后報(bào)告的位錯(cuò)率增多超過(guò)一定閾值時(shí)插入訓(xùn)練數(shù)據(jù)的例子是此法的一個(gè)例子。另一個(gè)例子是接收機(jī)獨(dú)立地估價(jià)對(duì)訓(xùn)練數(shù)據(jù)的需要和特定地請(qǐng)求一個(gè)待發(fā)送的訓(xùn)練數(shù)據(jù)序列。在此情況下，只當(dāng)接收機(jī)特定地通過(guò)反饋環(huán)請(qǐng)求訓(xùn)練數(shù)據(jù)時(shí)才發(fā)送它們。
GSM系統(tǒng)中反饋方案的可能實(shí)施是利用由GSM移動(dòng)電話和基站根據(jù)GSM規(guī)范所完成的標(biāo)準(zhǔn)報(bào)告。此報(bào)告包括接收的信號(hào)電平、位錯(cuò)率等的測(cè)量報(bào)告。作為類(lèi)似于先前描述的具體例子，只要自移動(dòng)終端往回報(bào)告的位錯(cuò)率RxQual的標(biāo)準(zhǔn)測(cè)量是可接受的，則基站就可不用緩脈沖，而當(dāng)所報(bào)告的值不再能接受時(shí)，則再包括緩脈沖。類(lèi)似地可用自基站發(fā)送的功率控制信息來(lái)控制上行線路緩脈沖同步，以便在傳輸質(zhì)量下降至如此程度以致基站不得不請(qǐng)求移動(dòng)終端增加功率電平使之超過(guò)一個(gè)預(yù)定閾值之前省略緩脈沖。
使用反饋算法的一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是由于接收機(jī)本身控制對(duì)訓(xùn)練數(shù)據(jù)序列的引入，所以它自動(dòng)地知道何時(shí)將有一個(gè)訓(xùn)練數(shù)據(jù)序列。例如，當(dāng)接收機(jī)在反向線路上報(bào)告一個(gè)超過(guò)預(yù)定閾值的位錯(cuò)率時(shí)，它知道發(fā)送機(jī)將會(huì)在下一個(gè)脈沖串中引人一個(gè)訓(xùn)練數(shù)據(jù)序列。
該系統(tǒng)最好只包括一個(gè)用于確定每個(gè)無(wú)線電信道的訓(xùn)練數(shù)據(jù)的最好基于中心站內(nèi)的控制器。在此情況下，最好使用一個(gè)訓(xùn)練數(shù)據(jù)的省缺結(jié)構(gòu)通過(guò)無(wú)線電信道將訓(xùn)練數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)傳送至遠(yuǎn)程單元。
可使用技術(shù)中熟知的用于在用戶數(shù)據(jù)和訓(xùn)練數(shù)據(jù)之間多路轉(zhuǎn)換的靈活多路轉(zhuǎn)換裝置調(diào)整傳輸以引入不同訓(xùn)練數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。一個(gè)例子是將訓(xùn)練數(shù)據(jù)存于存儲(chǔ)器內(nèi)及將數(shù)據(jù)存于先進(jìn)先出緩存內(nèi)。根據(jù)所選訓(xùn)練數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，一個(gè)多路轉(zhuǎn)換器可或自訓(xùn)練數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器中或自數(shù)據(jù)緩存中取出數(shù)據(jù)。熟悉技術(shù)的人可使用任何已知的將用戶數(shù)據(jù)和訓(xùn)練數(shù)據(jù)多路轉(zhuǎn)換的方法而無(wú)損于本發(fā)明。
可用許多方式修改接收方法以便使用于不同訓(xùn)練數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，這些方法在技術(shù)中是熟知的。這些方法包括依靠先前傳送的訓(xùn)練數(shù)據(jù)序列進(jìn)行信道估價(jià)。由此信息生成的信道估價(jià)或同步估價(jià)可直接用作當(dāng)今信道估價(jià)，或者它們可在用作信道估價(jià)之前使用一個(gè)預(yù)測(cè)濾波器在較長(zhǎng)期間內(nèi)濾波。也可推遲解調(diào)和在過(guò)去和將來(lái)估價(jià)之間進(jìn)行內(nèi)插而生成信道估價(jià)。熟悉技術(shù)的人可使用任何已知的將用戶數(shù)據(jù)和訓(xùn)練數(shù)據(jù)多路轉(zhuǎn)換的方法而無(wú)損于本發(fā)明。
本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例是在一個(gè)TDMA具體是GSM通信系統(tǒng)中，其中使用具有減縮訓(xùn)練數(shù)據(jù)要求的遠(yuǎn)程單元。GSM系統(tǒng)中用于減縮訓(xùn)練數(shù)據(jù)開(kāi)銷(xiāo)的優(yōu)選方法是在數(shù)據(jù)脈沖串中一個(gè)給定部分內(nèi)減縮緩脈沖或可能全部省略緩脈沖。在通常應(yīng)用于室內(nèi)環(huán)境的GSM系統(tǒng)的低延遲擴(kuò)展的情況下，緩脈沖可自26位減至16位而不損失信道估價(jià)正確度。一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)GSM接收機(jī)可通過(guò)限制信道估價(jià)的相關(guān)窗口而接收此減縮的緩脈沖串。
本發(fā)明的一個(gè)選代實(shí)施例包含一個(gè)GSM蜂窩通信系統(tǒng)，其中利用以上所述的方法以提高系統(tǒng)的用戶數(shù)據(jù)率，從而能夠使用較高速率的語(yǔ)音編碼器以便改進(jìn)系統(tǒng)的語(yǔ)音質(zhì)量。例如，如用在具有大的脈沖串相干性的室內(nèi)環(huán)境中，例如三個(gè)脈沖串中的兩個(gè)之中的緩脈沖可用用戶數(shù)據(jù)替代，從而使其穩(wěn)定的數(shù)據(jù)吞吐量顯著地高于標(biāo)準(zhǔn)的GSM系統(tǒng)。使用提高的數(shù)據(jù)吞吐量于編碼語(yǔ)音后，有可能使用一個(gè)較高速率語(yǔ)音編碼器，它比標(biāo)準(zhǔn)GSM編碼器的語(yǔ)音質(zhì)量高。此外，有一些語(yǔ)音編碼器可以適應(yīng)地根據(jù)信道的可用數(shù)據(jù)率來(lái)改變速率。根據(jù)本發(fā)明，可以根據(jù)如上所述的傳播特性將可用無(wú)線電信道的數(shù)據(jù)吞吐量加以?xún)?yōu)化。這可在呼叫期間動(dòng)態(tài)地完成，使用一個(gè)適應(yīng)的多速語(yǔ)音編碼器以盡可能地利用現(xiàn)有容量，可以動(dòng)態(tài)地優(yōu)化語(yǔ)音質(zhì)量。
另一個(gè)選代實(shí)施例包含對(duì)GSM通信系統(tǒng)中測(cè)量報(bào)告的改進(jìn)。在現(xiàn)有GSM系統(tǒng)中，所報(bào)告的測(cè)量和傳輸質(zhì)量值非常有限?？梢詫?shí)現(xiàn)許多以傳輸質(zhì)量和資源利用為內(nèi)容的改進(jìn)的系統(tǒng)性能測(cè)量，這包括測(cè)量不同信道中的干擾，信噪比，鄰近網(wǎng)區(qū)通話載體信號(hào)電平等。使用上述方法后，可以用測(cè)量數(shù)據(jù)替代緩脈沖以便在移動(dòng)終端和基站之間傳送此附加系統(tǒng)信息。此附加測(cè)量可用于改進(jìn)轉(zhuǎn)交，信道分配等。作為具體例子，移動(dòng)終端可測(cè)量鄰近網(wǎng)區(qū)通話信道上的干擾電平并將這些報(bào)告給基站。在轉(zhuǎn)交期間因此可能將移動(dòng)站直接分配給通話載體，它對(duì)移動(dòng)站產(chǎn)生最小干擾，因而能使用最小傳輸功率。
在現(xiàn)有GSM系統(tǒng)中，可能被在基站和移動(dòng)終端之間交換的控制信息所限制。用附加控制消息替代緩脈沖可以取消此限制從而改進(jìn)系統(tǒng)性能。例如，這些控制消息可以要求移動(dòng)站重新調(diào)諧并按中心站的請(qǐng)求測(cè)量特定頻率的信號(hào)電平。這可以包括其他遠(yuǎn)程單元的傳輸頻率，因而向中心站提供標(biāo)示遠(yuǎn)程站彼此之間位置的信息。
本發(fā)明的一個(gè)選代優(yōu)選實(shí)施例闡述于圖4中，它包括一個(gè)用于例如低速室內(nèi)環(huán)境中的GSM蜂窩通信系統(tǒng)，后者包括標(biāo)準(zhǔn)GSM移動(dòng)終端407，增強(qiáng)GSM移動(dòng)終端405，標(biāo)準(zhǔn)基站403和增強(qiáng)基站401，這些增強(qiáng)單元的特征在于能夠發(fā)送數(shù)據(jù)而不是緩脈沖，并能接收其中用用戶數(shù)據(jù)替代緩脈沖的GSM信號(hào)。室內(nèi)GSM無(wú)線電環(huán)境的特征在于相對(duì)于GSM幀長(zhǎng)度而言，傳播條件變化緩慢，以及因此存在大量脈沖串對(duì)脈沖串的相干性。因此不必要在增強(qiáng)的移動(dòng)站和基站之間的通信中在每個(gè)脈沖串中發(fā)送緩脈沖，作為替代這允許發(fā)送附加數(shù)據(jù)。因此只要可能，當(dāng)一個(gè)增強(qiáng)基站401與一個(gè)增強(qiáng)移動(dòng)終端405通信時(shí)，就可以使用減縮數(shù)據(jù)方案并發(fā)送附加用戶數(shù)據(jù)。
使用以上所述方法中之一，增強(qiáng)的移動(dòng)終端405和基站401可確定它們是否與另一個(gè)增強(qiáng)單元通信。它們即可決定是否使用一個(gè)增強(qiáng)協(xié)議還是回至標(biāo)準(zhǔn)GSM協(xié)議。所有傳輸線路409、413、415都包括一個(gè)非增強(qiáng)單元，因此它們將依附于GSM標(biāo)準(zhǔn)及在所有數(shù)據(jù)脈沖串中包括緩脈沖。因此該增強(qiáng)的基站401和移動(dòng)站405在不是特定地一起使用時(shí)，將只用作標(biāo)準(zhǔn)GSM產(chǎn)品。一個(gè)增強(qiáng)基站401既可與覆蓋區(qū)中的非增強(qiáng)移動(dòng)終端407一起使用，又可與增強(qiáng)移動(dòng)終端405一起使用而取得改進(jìn)的性能。類(lèi)似地，一個(gè)增強(qiáng)移動(dòng)終端405可在任何環(huán)境內(nèi)與任何基站401、403一起使用，但在與增強(qiáng)基站401一起使用時(shí)將提供提高的性能。
因此本發(fā)明允許增強(qiáng)移動(dòng)站在增強(qiáng)基站環(huán)境中取得改進(jìn)的性能，而同時(shí)又完全與現(xiàn)有GSM規(guī)范向后兼容。
權(quán)利要求
1.一種在無(wú)線電環(huán)境中運(yùn)行的通信系統(tǒng)中提高數(shù)據(jù)率的方法，該無(wú)線電環(huán)境具有一定傳播特性并使用重復(fù)的預(yù)定訓(xùn)練數(shù)據(jù)(205)，該通信系統(tǒng)包括一個(gè)第一中心站(101)、具有一定訓(xùn)練數(shù)據(jù)要求的第一遠(yuǎn)程單元(103)和具有不同訓(xùn)練數(shù)據(jù)要求的第二遠(yuǎn)程單元(107)，及所述第一中心站(101)和所述第一和第二遠(yuǎn)程單元(103、107)中每個(gè)都包含用于在無(wú)線電信道(105)上通信的一個(gè)接收單元和一個(gè)發(fā)送單元，該方法的特征在于包括以下步驟a)確定(301)第一遠(yuǎn)程單元和第二遠(yuǎn)程單元的訓(xùn)練數(shù)據(jù)要求；b)確定(303)傳播特性；c)根據(jù)步驟a和b確定(305)一個(gè)訓(xùn)練數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)；d)該發(fā)送單元使用所述訓(xùn)練數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)進(jìn)行發(fā)送；及e)該接收單元使用所述訓(xùn)練數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)進(jìn)行接收。
2.如權(quán)利要求1中所要求的一種提高數(shù)據(jù)率的方法，其中該通信系統(tǒng)是一個(gè)GSM蜂窩通信系統(tǒng)及該重復(fù)訓(xùn)練數(shù)據(jù)(205)是一個(gè)緩脈沖。
3.如權(quán)利要求2中所要求的一種提高數(shù)據(jù)率的方法，其中該GSM蜂窩通信系統(tǒng)使用由接收單元報(bào)告的根據(jù)GSM規(guī)范的標(biāo)準(zhǔn)GSM測(cè)量，及其特征在于所述緩脈沖結(jié)構(gòu)(205)由所述標(biāo)準(zhǔn)GSM測(cè)量決定。
4.如權(quán)利要求1中所要求的一種提高數(shù)據(jù)率的方法，其特征在于所述第一和第二遠(yuǎn)程單元(103、107)的訓(xùn)練數(shù)據(jù)要求是預(yù)先確定和送至所述第一中心站(101)的。
5.如權(quán)利要求1中所要求的一種提高數(shù)據(jù)率的方法，其中所述第一和第二遠(yuǎn)程單元(103、107)和所述第一中心站(101)都在一個(gè)質(zhì)量水平上進(jìn)行接收，以及步驟a的特征在于順序地應(yīng)用特定訓(xùn)練數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)并按照所述質(zhì)量水平確定訓(xùn)練數(shù)據(jù)要求。
7.如權(quán)利要求1中所要求的一種提高數(shù)據(jù)率的方法，其中步驟b(303)的特征在于該傳播特性是預(yù)定的。
8.如權(quán)利要求1中所要求的一種提高數(shù)據(jù)率的方法，其特征在于在呼叫期間訓(xùn)練數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)是動(dòng)態(tài)地修改的。
9.如權(quán)利要求1中所要求的一種提高數(shù)據(jù)率的方法，其特征在于傳播特性是通過(guò)估價(jià)一個(gè)選自下列組中的標(biāo)志而確定的a)接收誤差；b)信道估價(jià)；c)接收功率；d)信道估價(jià)噪音；及e)信噪比。
10.如權(quán)利要求1中所要求的一種提高數(shù)據(jù)率的方法，其特征在于該訓(xùn)練數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)是當(dāng)自接收單元送回一個(gè)請(qǐng)求時(shí)由發(fā)送單元插入一個(gè)訓(xùn)練數(shù)據(jù)序列而確定的。
11.一種通過(guò)使用一個(gè)緩脈沖(205)作為訓(xùn)練數(shù)據(jù)的射頻GSM信號(hào)而與一個(gè)站通信的設(shè)備，該設(shè)備的特征在于包括a)一個(gè)第一控制器，用于確定何時(shí)可插入用戶數(shù)據(jù)以替代緩脈沖；b)一個(gè)第二控制器，用于確定何時(shí)接收用戶數(shù)據(jù)而不是緩脈沖(205)；c)一個(gè)由所述第一控制器控制的并能用用戶數(shù)據(jù)替代緩脈沖(205)的發(fā)送機(jī)；及d)一個(gè)由所述第二控制器控制的并能接收其中用用戶數(shù)據(jù)替代緩脈沖(205)的GSM信號(hào)的接收機(jī)。
12.如權(quán)利要求28中所要求的一種設(shè)備，其特征在于還包括一個(gè)第三控制器，用于確定所述站是否能夠接收其中用用戶數(shù)據(jù)替代緩脈沖(205)的GSM信號(hào)；及其中只當(dāng)所述站能夠接收其中用用戶數(shù)據(jù)替代緩脈沖(205)的GSM信號(hào)時(shí)，該發(fā)送機(jī)才用用戶數(shù)據(jù)替代緩脈沖(205)。
全文摘要
提供一種用于在不同無(wú)線電傳播條件下運(yùn)行的通信系統(tǒng)(100)中提高數(shù)據(jù)吞吐量的方法,該通信系統(tǒng)中無(wú)線電設(shè)備具有不同訓(xùn)練數(shù)據(jù)要求。通過(guò)優(yōu)化個(gè)別無(wú)線電信道(105)的訓(xùn)練數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)(205)而不是全部地采用一個(gè)最壞情況的訓(xùn)練數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)(205)來(lái)提高數(shù)據(jù)率。本發(fā)明可應(yīng)用于GSM蜂窩通信系統(tǒng),其中當(dāng)傳播條件允許時(shí),設(shè)置用用戶數(shù)據(jù)(203)替代緩脈沖(205)的線路從而提高數(shù)據(jù)率。
文檔編號(hào)H04B17/00GK1272290SQ98809579
公開(kāi)日2000年11月1日 申請(qǐng)日期1998年9月28日 優(yōu)先權(quán)日1997年9月29日
發(fā)明者雷內(nèi)·菲爾·杰普森, 本杰德·莫漢比, 霍華德·本 申請(qǐng)人:摩托羅拉有限公司