CN100409604C - 一种用于通信***中的从站 - Google Patents

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CN100409604C CNB2003101142092A CN200310114209A CN100409604C CN 100409604 C CN100409604 C CN 100409604C CN B2003101142092 A CNB2003101142092 A CN B2003101142092A CN 200310114209 A CN200310114209 A CN 200310114209A CN 100409604 C CN100409604 C CN 100409604C
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Abstract

这种信息传输的***和方法可适用于有衰落的环境下。在此，先对将被发送数据进行编码和格式化，然后确定所述已格式化和编码数据的校验和(CSM)，将该检验和嵌入到与信息码字(M1，M2，M3)链接的地址码字(ADD)中，形成一个信息，接收机在预定帧被激活以接收。响应识别地址码，链接的码字被解码存贮、存贮每个码字的同时，就当前组装的信息计算校验和，并将其与地址码中的校验和(CSM)比较，只在两者相同时，才断定信息已被完整接收，终止对已存信息进行更深入的分析。

Description

一种用于通信***中的从站
本申请是1996年5月7日进入国家阶段的名称为“传输信息的***和方法”的国际专利申请PCT/IB95/00572(中国申请号95190864.2)的分案申请。
技术领域
本发明涉及通信***，特别是一种用于通信***中的从站。
背景技术
为方便描述，本发明在描述时将参照一种高速寻呼***，该***由POCSAG或CCIR无线寻呼号码N01发展而来并与之兼容。关于其细节可参见：“The Book of the CCIR Radiopaging code M01”《关于CCIR无线寻呼一号码》，出自Secretary，RCSG，BritishTelecom，Radiopaging，23.Howland Street，London Wlc 6HQ依据POCSAG，寻呼信息成批发送。每批包括一个同步码字和8帧，每帧由两个码字组成。分别为每个寻呼机或从站分配一个特定帧，这意味着如主站要向一特定寻呼机传送一寻呼信号，就将其放在8帧中预定的一帧内，每个POCSAG寻呼机在控制下加(激活)电，以便能接收同步码字(SYNC)和其指定帧。对于信息由信息码字与地址码链接，每个POCSAG信息码和地址码都由32位组成，其中第一比特为“0”是地址码，第一比特为“1”是信息码，两种类型码字的22～31位都为循环冗余校验位(CRC)，第32比特提供一位偶校验，一个信息结束接着传送正等待的地址码。一次传输始于第一个适当的帧直至第一个空帧，没有适当的地址码字待发送的情况下，将传送一个空闲码字，也就是发送一未分配以地址的码字。通过这样利用空闲码和地址码就可免去发送专门的信息结束码字和/或报文长度指示符的必要，这样不仅减少了传送信息的时间，也提高了接收的成功率。
采用10位CRC提供了2位错误校正的能力，连续码字块的比特交织会提高保护程度，尤其在衰落发生的情况下，在一特定帧中被解码的地址码字与寻呼机存贮的那些地址相比较，如果它们之间有足够的一致性，则接收信息，然这项不适用于信息码字，在《欧洲专利说明EP-B1-0117595》(European Patent SpecificationEP-B1-0117595)中揭示采用校验和作为错误防护的一种方法，即采用两位错误校正时，通过一个或几个数据码字校正错误。
对于高速数据信息，衰落的影响是更显著的，因为相对低速率传送的信息来讲，在一特定的衰落时长内将丢失更多的比特位、已知的提高成功率技术是对一个信息的重复传送。在从站通过逐码字比较来判断出正确的码字。例如，当重传两次时，可取多数决定。然而，仍会有衰落使信息的起始和结束端不明确的问题。
发明内容
本发明的一个目标就是针对具体载波噪声功率比提高信息的成功率。
依据本发明的第一个方面，提供一种传输和接收数据信息的方法包括以下步骤：由多个码字编辑一个信息；计算该信息的校验和，并将其嵌入到信息中；发送信息和接收发送的信息；恢复码字；存贮连续的码字；存贮每个码字之后，采用原始被发送信息中同样的算法计算校验和，如果这样计算的校验和与嵌入原始被发送信息中的校验和一致，则记录其一致性。
本发明提供的方法可由多种途径来操作，例如可把计算与接收的校验和之间的一致性作为该信息完整的指示，或用其作为没有接收到下一地址码或空闲码字(如衰落引起)情况下信息完成的指示。在信息至少传送两次的***中，例如可通过比较接收信息的最初形式与重发形式中相应的码字来逐码组装该信息的最终形式，每个码字都加到被组装信息的最终形式中之后，采用信息被发送前计算嵌入校验和同样的算法计算出当前的校验和，如果这样计算的校验和与嵌入所发送信息的校验和相一致，记录其一致性，然后可如上述方法使用之。
依据本发明的第二个方面，提供一种传送和接收数据信息的***，组成如下：在每个信息中计算和嵌入校验和的装置，发送信息的装置，接收被发送信息的装置；如需要进行纠错的装置；存贮连续码字的装置；伴随每个码字的存贮，使用原始被发送信息中相同的方法计算校验和的装置；当计算出的校验和与嵌入被发送信息中的校验和一致时进行记录的装置。
依据本发明的第三个方面，将根据第二方面提供一个用于该***中的主站，它包括：对将被发送的数据编码和格式化的装置；确定已被编码和已格式化数据的校验和，并将其嵌入格式化数据中形成一个信息的装置，发送该信息的装置。
本发明的第四个方面，将依据本发明的第二个方面提供用于该***中的从站，它包括：
接收被发送的信息的装置；对组成信息的码字进行解码的装置；存贮已解码字的装置；响应每个码字存贮计算校验和的装置；将计算出的校验和与嵌入格式化的信息中的校验和进行比较的装置；当计算所得和嵌入的校验和一致时用于记录的装置。
根据本发明的一种用于通信***中的从站，包括：用于接收包括多个码字和一个嵌入校验和的发送信息的装置；用于解码码字的装置；用于存贮被解码码字的装置；其特征在于，响应每个码字的存贮、从被存贮的码字中计算一个校验和的装置；用于比较被计算的校验和与被嵌入的校验和的装置；以及用于记录被计算的校验和何时与被嵌入的校验和为一致的装置。
本发明是以这样的现实为基础的，每当一个正确的码字被加入到从站正组装的信息中时，都计算一次校验和，当计算结果与原始被发送校验和一致时，才可下结论整个信息已被完整组装。
诸如比特交织技术可用于提高抗衰落效应的能力。
附图说明
这里我们将通过参照所示附图用举例的方法描述本发明，其中
图1为一个寻呼***的示意图，
图2例举了一批结构的示意图。
图3A为一种地址码字和链接的信息码字排列方式示意图
图3B为另一种地址码字和链接的信息码字排列方式示意图
图4A示例为一批的一帧中两个链接信息的传送/接收
图4B示例为图4A中所示信息重复的发送/接收
图4C示例为在接收器中组装信息的最终形式。
图5为一主站的概括性示意图
图6为主站的操作流程图
图7为从站的概括性示意图
图8为一个数据信息单次传输时从站的操作流程图。
图9关于对下一紧随码字的解码优先于当被计算和被嵌入的校验和一致时而终止继续解码情况下从站的操作流程图。
图10为数据信息被重复传输时从站的操作流程图。
图11为一批零标记示意图。
具体实施方式
在这些图中，采用了一致的参照符表示相应的特征
图1中所示的寻呼***包括，一个寻呼控制器10，用于接收寻呼请求，并根据所用的协议来格式化地址和信息，寻呼控制器10与多个以准同步方式工作的基站发送器12A，12B相连，多个数字寻呼机或从站SS1，SS2在基站12A，12B覆盖范围之内自由漫游，寻呼机SS1，SS2的操作与电池节省性能与随后的协议所确定的相对应。
图2中示例所采用的寻呼协议是包括连续的周期，每周期长为6.8秒，每周期又由三批(batche)B0，B1，B2组成，每批(batche)时长为2.267秒，每批由一32位同步码和几帧组成，每帧包括m个码字(CW)，以一6400比特/秒的速率为例，可取n＝28，m＝16，每个码字为32位长，然而，该例也有其它变化形式。参照图3A和3B，每个信息以一个与多个信息码字M链接的32位的地址码字ADD开始，依传统的POCSAG格式地址码字的第一位为“0”，信息码字的第一位为“1”，同样，每种码字都有10位的循环冗余校验(CRC)字用于检测误码，随后有一个偶校验位(P)，为在接收机处防止差错也要加入校验和CSM，图3A中，校验和CSM在地址码字中占4位，剩下16位用于实际的地址，图3B中，校验和CSM嵌入第一信息码M1中，或可在位于ADD和M1之间的矢量域中提供。一种生成校验和的方法是，将每个信息码的实际信息位(每个码字20位)相加，用一个多项式去除该和，所得余式就是校验和。以关于下一随后信息的地址码的出现来标记本信息的结束。
从站SS分别被分配给一批中预定的相应帧，为保存电流，控制从站的接收机被激活来接收同步码字S和随后用于该批中预分配的帧寻呼控制器10(图1)用于那些定向到一个从站，并在其所分配帧中发送的信息。
依据本发明，在地址码字或第一个信息码字中引入校验和CSM提供了防错手段，使得在每个码字中实现两位差错校正。此外，它能被用于检测数据信息的结束，而无需信息码字结束或地址或空闲码字，它们可能会由于衰落而丢失或冲突。
在操作中，从站在其分配的帧中被激活并接收一信号序列。为了说明的目的，假设该序列中有一个由一个地址码字ADD和3个信息码字M1，M2，M3组成(见图4A)的信息。对于每个接收的码字都要进行差错校正(如需要)，并存贮之。第一个完整码字被存贮之后，对其进行解码，如为地址码字ADD，将检查它是否与分配给从站的地址码字之一相一致。如一致且该地址码字中包含一校验和，则存贮校验和。本例中，下一随后的码字为信息码字M1，那么差错校验之后，如正可用可由接收机中的处理器按寻呼控制器中所采用的相同算法计算校验和，将结果与被存贮校验和比较，设其不等，在下一次随后的信息码字M2中重复该序列，校验和仍不相等。用第三信息码字M3再重复该序列，这时通过3个信息码字计算出的校验和与存贮的校验和一致。处理器响应接收到的校验和一致的指示，假定已经接收到完整的信息后停止对接收信号的进一步分析。得出这一结论的基础是，不必检验接收信号的下一码字是否为地址码或空闲码而对其验证而接收这种不必解码下一随后码字的优越性在于，它降低了额外开销，对于4码字信息能降低25％，将被解码的码字越少，成功率就越高，解码后的信息可被显示或存为以后显示。
当出现衰落时，可能会有一个以上的码字被损，校验和可能不相等。随后，当从站不能对一个信息码字解码时，将终止分析，因已知校验和必然不等。
当从站判断接收信号中的地址码字不是指定给它的地址之一时，它不会存贮校验和，或在链接信息码字上进行计算。
为能成功地实现该方法，必须成功地接收和解码包含校验和的地址码字(图3A)或包含校验和的地址码字及信息码字(图3B)。
上述方法的另一种变化形式中，程序控制从站处理器寻找下一地址或空闲码字的新判定信息结束，然而，逐码字计算校验和并与嵌入校验和比较的操作仍需要，以便能在衰落引起的传输被损时判断信息结束，但在该例中，当确定信息结束时，在校验和之间相一致之前进行对地址或空闲码字的接收，如上所述，解码数越少它越可靠。
为提高接收机针对一定载波噪声功率比的信息成功率，每条信息至少发送两次，为方便描述，每批发送两次，也就是说B1是对B0的复制，然而，这种情况并不是完全必要的，因为有时只对特定信息重复一定的次数就足够了。
图4A示意为一帧的传输，开始于链接信息码字M1，M2，M3的地址码字ADD。其它信息也都起始于并与第一个信息相链接的各自的地址码字ADD2，ADD3，从站的接收机在各自相应的帧被激活，且如可能，在存贮可能属于它的信息码字之前先差错校正。然后如有必要存贮随后的帧，直到确定发给该从站的信息已终止，例如接到发给其它从站的下一信息起始。
接收下批(图4B)中相应的码字，如需要则进行差错校正与前面存贮的相应码字比较。来自重复发送的可解码字用于填充因前次传输不可解码字造成的空缺。解码一个分配给该从站的地址码字ADD1后，标注校验和CSM，对于跟随ADD后而以M1开始的每一可解码信息码，用与传输前相同的算法计算校验和，结果与ADD1中的比较，如不等、那么对M2，M3重复该过程，直到两校验和相一致，在这时将中止更一步分析，因为已认定该信息结束或另一地址码字被接收，从站组装成的信息如图4C所示。
相对于检测传输中信息结束标志或下一地址码字，用校验和的好处在于，如果信息标记结束或下个随后的地址码字在传输中受损，信息的结束就无法检测到。
组装了完整的信息之后，将之显示或存入RAM待随后重新调用。
在信息被重传两次以上的情况下，比较相应的码字，通过取多数来决定其值。
某些类型的寻呼机可在很宽的电池节省范围内操作，除检测B0批的同步码字外，只在形成一个周期的三批之一的某一帧被激活，这种情况下，重传的信息也只会在下一周期对应批的同一帧中。
图5为主站PS的方框示意图，在这种情况下，它包括，装置14，用于接收来自操作员控制键盘(未示出)或微机(未示出)的数据。来自接收装置14的数据被送到16部分在其中被编码，格式化、计算校验和，并将其加入上述的地址码字或第一信息码字中，在18部分用同步码字或批零标志将链接的地址和信息码字组装成批，然后在调制器20中将该批调制到载波上，然后再由发送器22发送出去。
图6所示的流程图包含了主站PS的一系列操作。
流程图从块24开始，它涉及信息数据的存贮，在块26中对数据编码。在块28中，将编码后的数据格式化成码字，这一操作包含了在码字开始处加码字起始标志及在每个码字结尾处，加校验码CRC和偶校验。在块30中，将格式化后的码字组成一链接串。在块32中，计算整个信息的校验和CSM(例如采用前述的方法)。在块34中，将CSM嵌入地址码字，第一个信息码字或者地址码字与第一个信息码字之间的一个矢量域中，由块36来完成将该信息装入批中的工作。
在块38中，检查是否有更多的数据信息要加到正组装的批中，如回答为是(Y)，流程返回到块24，如为否(N)，流程继续到块40，在此向该被组装的批中加入同步码字和批零标志BZM，在块42中，存贮完整的一批。在此刻，按内部计时器确定的时间将其读出并调制(块44)，且发送(块46)，在块48中检查是否该批要被重发，如回答为是(Y)，因主站正以重复发送信息模式操作，至少要有一次重复要被发送，则流程继续到块44，如回答为否(N)，因仅需一次发送或已完成最后重复发送，流程继续到块24。
参照图7，从站SS包括：与接收器52相连的一个天线50，接收器52有一输出端连到解码器54，地址码字检测器56与解码器54相连接，在从站仅操作信息的一次传输情况下，解码器54的输出与处理器62的输入相连，处理器62依据存储在ROM64中的程序来进行操作。
在从站处理一个或更多重复信息的情况下，解码器54便由一个单极多路开关58与多个移位寄存器SR1～SRN相连(如图中虚线部分所示)，信号组合装置60有一个输入端连接到移位寄存器SR1～SRN的输出，而输出又连接到处理器62中。
处理器62提供几种输出：
(1)一个接收机开/关信号，连到电源控制部分66上，控制接收机52的激活，
(2)信息输出/输入，与存贮信息的RAM68相连，
(3)与驱动器电路70相连的输出，用于将从RAM68中读出的信息显示在LCD72上，
(4)提醒信号输出，输出提供给声转换器74。光发射设备76(诸如LED)，振动器78。键盘80的输出连接到处理器62上。
图8是关于确定仅一次传输的信息结束的流程图。
块79标志流程的开始，块81标志在其预定帧激活从站。块83涉及对从该帧中接收的信号进行纠错和解码的操作，块85表示检查被解码地址是否与分配给该从站的地址之一相符，如回答为否(N)，则流程返回83，如回答为是(Y)，则在块87中从地址码中恢复校验和CSM并对其进行存贮。
块89表示对连续的信息码字进行纠错和解码，在块91中，检查信息码字是否可被解码。如回答为是(Y)，那么在块93中检查该码字是否为信息码字。如回答为是(Y)，块95中，将该码字与和地址码字相链接的先前已被解码的信息码字相链接。在块97中，用与主站中相同的算法计算检验和。在块99中，将计算与存贮的校验和比较。块101中，检查两校验和是否相同，如不同，则流程返回块89。但是，如相同，认为该信息已结束，在块103中，显示该信息且/或存贮之以备以后显示。块109涉及复位流程到块81。
如块91的回答为否(N)，也就说明该信息码不可被解码，那么在块105中就将放弃组装的信息或用警告不完整地显示，流程继续到块109。
块93中的否(N)回答表明发现了地址码或空闲码。说明CSM不能指示信息结束，可能是由信息中误码造成。在块107中，放弃该信息，或以警告显示，流程继续到块109。
图9是关于通过在CSM相一致之前进行检测下一地址码字或空闲码字来决定信息结束的流程图，为简化描述，块89以前的部分(包括89)不再复述。在块91中，检查信息码字是否可被解码。那么在块93中对其进行检查，看该码字是否是信息码字。如回答为是(Y)，那么在块95中，将其与其它信息码字链接，流程返回块89。
如在块91中回答为否(N)，那么块97中，通过前面的那些信息码字计算校验和，在块99中，将计算结果和嵌入地址码字中的校验和相比较。在块101中，检查它们是否一致。如果是(Y)，则在块103中显示信息或存贮以备以后显示。如回答为否(N)，则在块111中，认作信息不完整，放弃之或以不完整警告显示。从块103和111，流程继续到复位块109。
如块93回答为否(N)，除用块113来替代块111之外，流程将重复块97～109的步骤。为了方便，用相同号码标示，但是加后缀A。这些步骤不再赘述。当块101回答为否(N)时，表明接收的和计算的CSM不同，表示CSM未能标识信息结束。在块113中，信息可放弃或以警告显示。
图10是关于重复发送信息时确定信息结束的流程图。块82部分负责在n个连续批中某一预定帧激活接收机，这里n为一整数，一般在2和4之间，块84负责解码任何被接收且能被解码的信号，这部分操作也包括错误码字校正。块86负责检测指示下一信息开始的地址码字。88部分检查是否已检测到一地址码字，如回答是否(N)，继续解码接收到的数据，但如回答为是(Y)，则流程继续到块90a～90n，也就是存贮预定批数的对应帧中的几个传输同一信息重复传输的次数对该通信***为一常数。
块92中组合已存贮的几次传输中的码字，可采用一种以上的已知技术。例如，选择已被正确纠错的码字。而不是有许多错误以致使用所用校纠算法无法纠正的码字，或者采用绝大多数的逻辑，尤其当有三次以上的传输被相应块90a至90n存贮的情况。块94表示恢复并存贮地址码字中的校验和，因为每个码字和在信息存贮中先前被接收的码字相链接，块96部分并计算校验和。在块98中，比较计算的校验和与从地址码字中恢复的校验和在块100中确定它们相同与否。如不同(N)，继续组合码字，计算新校验和，和比较校验和的周期，如校验和一致为(Y)，在块102中将产生一个信息结束标志。禁止再链接码字，删除块90a～90n所存贮的任何数据，块104将信息存贮到RAM68中，块106是关于复位从站。
图11示例为一个32位的批零标记BZM，其最简单的应用形式是仅指示多批构成的一个周期中的第一批，例如，由3个高速批或15个速率为1200b/s的批。BZM的简单应用形式在《欧洲专利申请EP-A1-0554941》中有揭示说明，采用一种更高级(升级)的应用形式，可用BZM向从站传递信息使其能按要求自我调整，在本发明中，BZM也能指示从站，要其在每一调整批中加电(激活)一次，而不是每周期加电一次。
适合于一个信息重复两次以上的方法的BZM在图11中表示。大致上BZM是一个32位的地址码字，基本上符合POCSAG地址码字的格式，因此第一位用于指示该码字是地址码字或信息码字，22～31位为CRC，32位提供偶校验。
第2位用于指示该码字是BZM码还是从站的地址，3～6位用于区别***操作员，7～15位用作区域鉴别。16位用于区别该码字是BZM或是BZM信息。17和18位用于指示该信息的重复次数。两位能指示诸如0，1，2，3四种情况。19～20位用于指示当前批中正传输的信息为第几次重复，第21位用于指示***正以周期还是批的模式操作。
虽未详细描述，在接收到不可解码字和用地址码或空闲码的接收检测信息结束的情况下，嵌入的校验和仍能发挥最常规的差错检测作用。
通过阅读本发明，显然对于该领域精通的人士会做其它的修改。这种修改可以涉及到通信***及其元素设计，生产，应用中已知的其它特征，也可以是能取替这里已阐述特征的特征。尽管本申请中权利要求是以一些特征的特定组合来表述的，也应理解本申请的范围也包含这些特征(在这已明述或含蓄的)的任何新组合或归纳，无论是否其与这里权利要求中任何声明的发明相同，还是其与本发明解决了同样的技术问题、申请者要求注意：在本申请或由此延伸的进一步申请的保护期内，可对这些特征或特征的组合提出新的权利要求。
工业应用
通过寻呼***或专门的信息传输***传输象电视广播稿等相对较长的数据信息。

Claims (5)

1. 一种用于通信***中的从站，包括：用于接收包括多个码字和一个嵌入校验和的发送信息的装置；用于解码码字的装置；用于存贮被解码码字的装置；其特征在于，响应每个码字的存贮、从被存贮的码字中计算一个校验和的装置；用于比较被计算的校验和与被嵌入的校验和的装置；以及用于记录被计算的校验和何时与被嵌入的校验和为一致的装置。
2. 如权利要求1所述的从站，包括根据被计算的校验和何时与被嵌入的校验和为一致的记录、把该信息视为完整的装置。
3. 如权利要求1所述的从站，包括用于对存贮的码字进行解码，直到发现一地址码字，就此认为信息直到前一码字为止为完整的。
4. 如权利要求1所述的从站，包括：用于依次对被接收的信息中各码字解码、直到测出一个不可解码字为止的装置；用于在被计算的校验和与被嵌入的校验和为一致的情况下，把直到并包括提供所述一致性的码字为止的信息视为一个完整信息的装置。
5. 权利要求1所述的从站，包括：用于对信息的重复发送进行接收的装置；用于对所述码字进行纠错的装置；把信息的连续码字加以存贮的装置；用于通过比较来自信息的多次发送的码字来组装该信息的最终版本的装置；用于响应每个码字被加到正组装的所述信息的最终版本、从被组装的码字中用与原始被发送的信息中用来计算校验和的相同的算法来确定校验和的装置；用于响应被计算的校验和与被嵌入原始的发送信息中的校验和为一致、来确定一个完整信息已被收到的装置；以及用于终止被接收的信息的进一步组合的装置。
CNB2003101142092A 1994-07-28 1995-07-20 一种用于通信***中的从站 Expired - Lifetime CN100409604C (zh)

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