CN1307762A - 在一个基站与多个移动方之间进行压缩的无绳通信的方法 - Google Patents

Abstract

在一个基站与K个移动方之间通过K^★<K个物理的无线电通道进行压缩的无绳通信的方法,具有如下方法步骤:采集基站和移动方有关的发射数据中的间歇段;在基站和移动方的发射数据存储器(3、15)中存储发射数据;在基站和移动方的发射时间标准存储器(6、17)中存储所属的发射数据和发射间歇的时间标准信息;将移动方的时间标准信息传递到基站;通过在基站设置的控制设备(5)求出基站和移动方的发射时间间隔;将指定给各个基站的发射时间间隔从基站传递给有关的移动方。

Description

在一个基站与多个移动方之间进行压缩的无绳通信的方法

本发明涉及一种在一个基站与K个移动方之间通过K^★＜K个物理的无线电通道进行压缩的无绳通信的方法，以及涉及进行压缩的无绳通信的一种基站和一种移动方(Mobilteil)。

随着通过无线电进行无绳通信的迅猛增长，无线电频谱显得资源贫乏、不可增加，因此使用应尽可能地讲求效益。现今使用的模拟和数字移动无线电***上，在一路通话的时间内，在基站和一个移动方之间，在一个通信小区内固定分配给一个物理的无线电通道。将在此提供的传输带宽分配给各个用户或移动方，现已知基本上有3种方法。TDMA(时分多址)是在时分多路中以不同的时隙传输不同用户的数据。FDMA(频分多址)方法是给用户分配不同的频带和CDMA(码分多址)方法是给不同用户的数据用不同的码编码。实际上，通常将这些方法中的两种组合使用。例如，GSM移动电话标准(全球移动通信***)就采用TDMA和FDMA的组合。关于未来的移动通信标准，人们在讨论TDMA和CDMA的组合。

电话通话含有某个百分比的话音间歇。在数据通信中则出现传输数据速率的很大起伏。在固定网通信中，已知采用异步转移方式(ATM)的统计多路方法，按这种方法，逻辑通信线路上大量的发射数据被分成数据字块(Datenblock)，并且以数据字块方式按时分多路统计地分配给较少的物理通信信道进行传输。以此，传输容量并且还有存储空间(例如呼叫应答器的)都可最佳地得到使用。

在TDMA无线电传输***上，采用统计多路方法至今已告失败，也即与固定网通信相反不是指那种在两个端点具有所有关于要传输的数据的各种信息的点对点的通信。基站到移动方的线路是指一点对多点的通信(参见图1方框图所示)。在移动方到基站的传输线路上，相反是指多点对一点的通信。按这种结构，只有基站才有建立统计多路通信所需的信息。

因此，本发明的任务是提供一种在一个基站与多个移动方之间进行无绳通信的方法，在此通信中提供的传输带宽尽量有效地得到应用。

该任务将由权利要求1所述的进行压缩的无绳通信的方法以及由权利要求15所述的基站和权利要求17所述的移动方解决。本发明优选的扩展将在从属权利要求中说明。

根据本发明所述的一种在一个基站与K个移动方之间通过K^★＜K个物理的无线电通道进行压缩的无绳通信的方法具有以下方法步骤：

-采集在基站和移动方有关的发射数据中间歇段，

-在基站和移动方的发射数据存储器(3，15)中存储发射数据，

-在基站和移动方的发射时间标准存储器(6，17)中存储所属的发射数据和发射间歇的时间标准信息，

-将时间标准信息从移动方传输到基站，

-通过在基站设置的控制设备(5)求出基站和移动方的发射时间间隔，

将指定给各个基站的发射时间间隔从基站传输到有关的移动方。

根据本发明所述的方法，从基站起控制两个传输方向的压缩或集中器功能。对此，需要在基站和移动方之间附加交换信息。每个移动方都要给基站通告移动方当时发射数据的时间标准信息，而在两个方向控制通信的时间特性的基站给移动方传递当时的发射时间间隔。这样，基站就有所有K个移动方的关于发射时间和发射间歇的信息，并且可以使用发射间歇传输各其它通信线路的数据。于是，也就可能在较小数量的K^★个物理的无线电通道上保持K个逻辑通信线路。压缩的程度取决于平均的数据/间歇比。

从移动方到基站的时间标准信息和相反从基站到不同的移动方的发射时间间隔的信息，都优选地在一个控制信息组内与发射数据一起传输。由此形成的“额外开销”与通过压缩节省的传输带宽相比是小的。

作为在基站和移动方之间无线电传输方法，优选地采用组合的TDMA/CDMA方法。本发明却不限于这种方法，而也可用于其它数字无线电传输方法。

在不取决于基站数据传输的情况下，优先将控制信号传递给在正常距离的所有移动方，以更新移动方的接收数据存储器。例如，这可以例如在每4个TDMA时帧做一次。

在符合固定传输周期情况下，将发射数据首先按字块存储到基站或移动方的发射数据存储器内，其中周期有利地要符合一个TDMA帧的长度或其倍数。发射数据和接收数据存储器的大小优选的是这个字块大小的整数倍，并且符合最大允许的延迟时间，例如话音通信为48ms。

为保障高质量的传输话音，要这样来控制从基站到所连接的通信网的数据输出或从移动方到一个用户的数据输出，即各个通道上通过将数据暂存在发端和收端形成的发射传输时间总保持恒定。

优选地按发射数据字块长度的整数倍的形式，将发射间歇存储在基站和移动方的时间标准存储器内。在将一个移动方的数据输出到一个用户或将基站的数据输出到一个所连接的通信网时，在取决于接收时间标准存储器内存储的时间标准信息情况下，间歇则准时地重新***数据流，以便恢复原数据/间歇序列。

根据本发明优选的实施例，基站的控制设备确保每一个移动方在符合其发射数据存储器的长度的一个时间间隔内可以至少发射一次。这样就可确保不出现数据丢失。

根据本发明优选的另一个实施例，在取决于存储在基站和移动方的发射数据存储器内的数据的情况下，基站给有关的移动方传递，是否移动方在一定时间周期内发射和/或接收或不进行这种功能。如果移动方的发射部分和/或接收部分为一定数量的时隙可以断开，则在移动方就会节省电流。

下面将根据优选的实施例结合附图说明本发明，在其中

图1是基站和多个移动方之间进行无绳通信的示意图；

图2是根据本发明的基站和根据本发明的移动方的功能块方框图；

图3是根据本发明方法的一种优选实施例的功能原理说明。

下面按照图2说明根据本发明的基站和根据本发明的移动方的实施例。应坚持移动方不一定必须被理解为移动电话或车载电话。移动方可被理解为各种同基站建立多点对一点的通信的通信终端设备。

首先说明图2左方所示的基站。从例如与一个电话固定网或另一个经营商的移动无线电网，或同一类型的网连接的一个数据输入端E起，发射数据像话音数据或数据通信的数据都可传到基站。一个数据/间歇采集设备1可采集输入数据中的数据间歇。紧接着输入数据按字块地暂存在输入数据存储器3中，字块对应于固定的传输时间，例如对应于一个TDMA帧的帧长。关于数据和间歇的时间序列的信息可通过控制设备5以字块长度为单位存储在发射时间标准存储器6中。每K个数据输入端均有一个发射数据存储器3和一个发射时间标准存储器6。控制逻辑根据发射时间标准存储器6的当前内容求出排列顺序，以此排列顺序，K个输入信道利用调制器/集中器8传递到发射设备10上，并可经无线电路段发送。基站可同时建立最大为K^★个物理的无线电通道。在数据发射前，控制设备5给数据包附加地补充当时在接收的移动方准许自己什么时候下一次发射信息。

经K^★个物理通道的无线电路段上传输的数据，由移动方接收设备12接收，并暂存在接收数据存储器14内。由基站传递的属于应接收数据的时间标准信息，存储在接收时间标准存储器16内。移动方的控制设备18，在取决于接收时间标准存储器内暂存的时间标准信息情况下，将暂存在存储器14的接收数据重新组合成具有原数据/间歇比的原发射数据，并且在输出端A1重新输出这些数据，在该输出端A1上例如端接一个解调器和能输出音频的扬声器设备。

例如由一个用户产生的话音数据通过移动方的数据输入端E1传到数据/间歇采集设备20。在那里像在基站一样采集数据间歇，并且按数据字块为单位将所属的的时间标准信息存储在移动方的发射时间标准存储器17内。发射数据本身存储在移动方的发射数据存储器15内。

要存储的数据字块的大小按合理的方式源于TDMA的时帧的结构。如果TDMA帧长例如总计8个时隙每个为0.5ms＝4ms，则要存储的数据字块应不小于4ms或为其数倍。由例如话音通信时最大允许时延48ms和数据字块长8ms可得出发射存储器和接收存储器的最大量为每个6个字块。

利用由基站连同发射数据一起传递的发射时间间隔信息，移动方的控制设备18通过发射设备13控制存储在存储器15的数据的发射时间间隔。在此，基站必须保障，允许每个移动方在符合发射数据存储器15的大小的一个时间间隔中，至少一次发射。这样，也就可在一个移动方的一个用户那里保障发射数据存储器15的一个溢出和一个与此相连的数据损失，在该移动方那里，数据/间歇采集设备20不能确定数据间歇。

此外，通过基站必须保障也在其发射数据存储器15中不具有当前的发射数据的移动方有规律地例如用每4个时隙编地址，并且这样可更新其发射存储器15的状态。

由移动方发射的数据通过无线电路段传到基站的接收设备11并且紧接着通过解调器/扩展器9解调和扩展为K通道，并且暂存在K个接收数据存储器4内。由移动方连同发射数据一起传递的时间标准信息，也即移动方发射时间标准存储器17的内容由基站的接收设备11传递给控制设备5。这样，基站的控制设备5将“识别”基站所有发射时间标准存储器6的内容，和所有移动方发射时间标准存储器17的内容，并且这样具有关于K个逻辑通信信道所需要的所有发射时间和发射间歇的信息。这样，控制设备5可最佳地使用K^★个物理无线电通道的有限的资源。由通信***的平均数据/间歇比确定K^★与K的比的选择。在发射数据中通常的间歇部分约2/3时，用K/K^★＝2的压缩比是实际的。

用由移动方发射时间标准存储器17传递的时间标准数据更新基站中属于该移动方的接收时间标准存储器7。这样，存储在接收数据存储器4中的数据，在控制设备5的控制下用原数据/间歇序列重新在数据输出端A输出，例如输出到一个固定电话网上。

例如，传输方法可采用组合的TDMA/CDMA结构。在所谓的联合检测的CDMA中，可采用具有例如每帧8个时隙的TDMA结构。在每时隙内可同时发射多个数据包，例如达8个。各个数据包用不同的编码在相同的频带上扩展和发射。各个数据包由接收机利用接收机已知的扩展码重新分离开。在实际应用中，给每个移动方分配一个扩展码。如果用8个不同编码分配给一个基站K＝16的移动电话，则就可能所有8个移动方同时例如建立一个话音通信信道。可是，每个发射出去的短脉冲允许的编码数只能是K^★＝8。在同时传输较多编码时，数据不再能分开。这样，就可得到这样的工作状态，即K＝16逻辑通信信道只能提供K^★＝8物理双工无线电通道。通过按本发明所述的压缩方法，在数据与间歇的平均比在每个方向上约为1∶3时，节省传输容量的一半是可能的。由于比值1∶3系指统计平均值，所以数据存储器(3、4、14、15)确实必须这样大，以至于使分配的起伏得到平衡。在此，如上所述，数据存储器的大小由于例如无干扰的话音通信的最大允许的时延而受到限制。

在下表中，说明了根据本发明所述的通信方法的操作顺序以16个移动方在K^★＝8个物理的无线电通道上工作的例子。

                        表

表示根据本发明所述的通信方法的工作方式的另一个实施例下面用附图3说明。

图3根据K＝8逻辑通信信道或移动方通过K^★＝4个物理的无线电通道的实施例，示出了通信线路的发射数据存储器和接收数据存储器的示例性占用情况，其中通信方向是不重要的。

每个字母(A-H)都相当于一定长度的一个数据包。一个数据存储器内未写入的区相当于间歇字块。在接收数据存储器(右边)第一或第二个框格内细字体表示数据字块传输的时间不准时。传输在早先就已实施了，因为曾具备传输能力。利用时间标准存储器的信息以后将重新准时地排列数据包。在T＝6时刻，人们认识到处在T＝1时段中的发射数据存储器(左上方)整个数据区都将准时地传输到接收数据存储器内(右下方)。

这个例子在原理上不仅适用于从基站到移动方的方向，而且也适用于相反的方向。在从基站到移动方传输时，用于所有的K＝8个逻辑通信连接的总发射数据存储器都位于基站，其中示出接收数据存储器中有8行分配给8个移动方A-H。相反，在从移动方到基站传输时，发射数据存储器(左方)分配给各个移动方，并且接收数据存储器位于基站。

本发明建议采用在一个基站与K个移动方之间通过K^★＜K个物理的无线电通道进行压缩的无绳通信的通信方法，在这种通信中有效地使用了所提供的无线电传输带宽。

Claims (17)

1、在一个基站与K个移动方之间通过K^★＜K个物理的无线电通道进行压缩的无绳通信的方法，具有如下方法步骤：

-采集基站和移动方有关的发射数据中的间歇段，

-在基站和移动方的发射数据存储器(3、15)中存储发射数据，

-在基站和移动方的发射时间标准存储器(6、17)中存储所属的发射数据和发射间歇的时间标准信息，

-将移动方的时间标准信息传递到基站，

-通过在基站设置的控制设备(5)求出基站和移动方的发射时间间隔，

-将指定给各个基站的发射时间间隔从基站传递给有关的移动方。

2、根据权利要求1所述的方法，

其特征在于，

在一种控制信息组中连同发射数据一起传输从移动方到基站的时间标准信息。

3、根据权利要求1或2所述的方法，

其特征在于，

在一种控制信息组中连同发射数据一起传输从基站到有关的移动方的发射时间间隔。

4、根据权利要求1至3之一所述的方法，

其特征在于，

作为一种无线电传输方法在基站和移动方之间使用组合的TDMA/CDMA方法。

5、根据权利要求1至4之一所述的方法，

其特征在于，

在取决于通信平均数据/间歇比的情况下，在基站和移动方之间选择物理的无线电通道数与逻辑的传输通道数K^★/K之比。

6、根据权利要求5所述的方法，

其特征在于，

物理的无线电通道数与逻辑的数据通道数之比为1/2。

7、根据权利要求1至6之一所述的方法，

其特征在于，

在不取决于数据传输情况下，按有规律的距离将一个控制信号从基站传递给各移动方以更新有关移动方的接收数据存储器(14)和接收时间信息存储器(16)。

8、根据权利要求1至7之一所述的方法，

其特征在于，

按符合一个固定传输数据长度的字块存储发射数据。

9、根据权利要求8所述的方法，

其特征在于，

字块的长度应符合TDMA帧的帧长或其倍数。

10、根据权利要求8或9所述的方法，

其特征在于，

发射数据存储器(3、15)和接收数据存储器(4、14)的大小是字块大小的整数倍，并且被选出符合最大允许的时延。

11、根据权利要求1至10之一所述的方法，

其特征在于，

一个移动方或基站的数据输出到一个用户或一个端接的通信网上应这样来控制，即由数据存储对发端和收端产生影响的信号传播时间，在各个传输信道上都是恒定的。

12、根据权利要求1至11之一所述的方法，

其特征在于，

发射间歇以数据字块长度的整数倍的形式存储在基站和移动方的时间标准存储器(6、7、16、17)内，并且在从移动方或基站将数据输出到一个用户或一个端接的通信网上时，在取决于存储在接收时间标准存储器(7、16)内的时间标准信息的情况下，间歇准时地又***到数据流中，以便恢复原数据/间歇系列。

13、根据权利要求1至12之一所述的方法，

其特征在于，

基站的控制设备(5)保障每个移动方在一个适合其发射数据存储器(15)的大小的一个时间间隔内至少可以发射一次。

14、根据权利要求1至13之一所述的方法，

其特征在于，

在取决于存储在基站和移动方的发射数据存储器(3、15)的数据的情况下，基站给有关的移动方传递，是否移动方在一定的时间内发射数据和/或接收数据。

15、与K个移动方通过K^★＜K个物理的无线电通道进行压缩的无绳通信的基站，具有：

-一个数据输入端，

-一个采集发射数据中的数据间歇的数据间歇采集设备(1)，

-一个存储发射数据的发射数据存储器(3)，

-一个存储发射数据和发射间歇的时间标准信息的发射时间标准存储器(6)，

-一个将发射数据压缩到K^★个物理的无线电通道上的调制/集中器(8)，

-一个发射设备(10)，

-一个接收设备(11)，

-一个将接收数据扩展到K个逻辑通信信道上的解调/扩展器(9)，

-一个存储接收数据的接收数据存储器(4)，

-一个存储属于接收数据的时间标准信息的接收时间标准存储器(7)，

-一个数据输出端，

-一个控制设备(5)以控制发射设备(10)和移动方的发射发射时间间隔，并且利用存储在接收时间标准存储器(7)中的时间标准信息对存储在接收数据存储器(4)中的接收数据组合，使得恢复数据的原数据/间歇序列以便在数据输出端输出数据。

16、根据权利要求15所述的基站，

其特征在于，

数据输出端与另一个通信网连接。

17、同基站进行压缩的无绳通信的移动方，具有：

-一个数据输入端，

-一个在发射数据中采集数据间歇的数据间歇采集设备(20)，

-一个存储发射数据的发射数据存储器(15)，

-一个存储所属的发射数据和发射间歇时间信息的发射时间标准存储器(17)，

-一个发射设备(13)，

-一个接收设备(12)，

-一个存储接收数据的接收数据存储器(14)，

-一个存储属于接收数据的时间标准信息的接收时间标准存储器(16)，

-一个数据输出端，

-一个控制设备(18)，它在取决于由基站接收的发射时间间隔的情况下，控制发射设备(13)发射出发射数据，并且利用存储在接收时间标准存储器(16)内的时间标准信息对存储在接收数据存储器(14)内的接收数据组合，使得恢复数据的原数据/间歇序列，并在数据输出端输出数据。

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