模擬蜂窩網絡的網絡元件及用於該網絡元件的方法
2023-04-25 14:02:36
專利名稱：模擬蜂窩網絡的網絡元件及用於該網絡元件的方法
技術領域：
本發明涉及模擬蜂窩網絡，尤其涉及移動無線收發信機或基站的網絡元件，以及用於用以接收寬帶數據序列的模擬蜂窩網絡的網絡元件的方法，該寬帶數據序列包括一啟動同步、一字同步、一數據字和一固定數目的重複的進一步同步、一字同步及數據字。
比如，美國AMPS系統(高級行動電話系統)從基站到移動無線收發信機對於信息信道轉送聲音頻道傳輸上述格式的數據，該系統已知來自TIA/EIA/IS-91(「800MHz模擬蜂窩移動站-大陸站兼容標準」，1994)和TIA/EIA/IS-136.2-A(「TDMA蜂窩/PCS-無線接口-移動站-基站兼容-通信頻道和FSK控制頻道」，1996.10)標準。用於該信道的數據序列為1032位，表現為傳輸字，例如
圖1中所示。101位的長啟動同步DOT1後面是11位的字同步WS和要用40位傳輸的最初傳輸的數據字REP1。接著是重複10次的37位的短同步DOT，重複10次的11位的字同步WS，重複10次的要被傳輸的數據字REP2-REP11。啟動同步(DOT1)以及進一步同步(DOT)其內包括點序列，該序列由0和1交替構成。
這種寬帶數據序列用來傳輸單個數據字，比如為了使移動無線收發信機在接收信號差的情況下轉換到接收質量較好的信道，如在模擬通話傳輸時，把要求從基站移交到移動無線收發信機上。
如果要傳輸一個以上的數據字，比如在簡訊息體系中或交換證實數據時，圖1所示的1032位的數據序列將會連續地用於每一個要被傳輸的數據字。
在模擬通話傳輸的情況下，接收到的用於解碼數據序列的網絡元件的一部分必須在通話傳輸期間持續地監控音頻流，以便檢測任一寬帶數據傳輸。為在AMPS體系內正常執行，101位的啟動同步的識別被用來表示數據傳輸已經開始。在不同重複的實際數據字能被接收之前，網絡元件應該後續地與101位啟動同步和字同步相一致。必要時，數據字的每次重複通常是用40,28BCH(Bose-Chaudhuri-Hocquenghen)碼來編碼的，因此，數據字中的某些錯誤能被識別且被糾正。重複11遍的數據字被接收後，網絡元件能對存儲的重複數據字執行一選擇程序，且能應用最終選擇的數據字到下一個處理項。
從實踐中得知，執行程序時會有下列缺陷，即在啟動同步由於接收條件不好沒被識別時，接收到的數據序列的數據字沒被檢測，在這種情況下會失去信息。因此比如在特別不利的情況下，由於不能進行必要的交接，因而一個正在進行的通話連接會被中斷。
本發明的目的在於提供一個用於模擬蜂窩網絡的網絡元件和方法，其能更好地識別用帶有一啟動同步、一字同步、一數據字及一固定數目的重複的一個同步、一個字同步和數據字的數據系列形式進行傳輸的寬帶數據。
一方面，該目的是利用權利要求1所描述的網絡元件來實現的。
另一方面，該目的是利用權利要求6所描述的方法來實現的。
根據本發明的網絡元件和方法的優點是正確接收網絡元件之間以固定數據格式一道傳輸的信息可能性較大。由於接收條件不好，啟動同步不能在接收的網絡元件中進行評估時，這種優點尤為明顯。接收條件尤其會因為衰落和幹擾而受到影響，也可能受到其他幹擾的影響。
根據本發明的網絡元件及方法，能增強一個字構成的控制信號傳輸的以上所有的連接的質量，因而從移動無線收發信機用戶的角度看能增強移動無線收發信機和網絡的性能。
本發明尤其能應用於對AMPS定義的信息信道中從基站到移動收發信機的傳輸。然而它既不限定於這種傳輸，也不限定於下面的數據序列，其中該數據序列包括前面指定的重複數目和數據序列的前面指定的長度的各個部分。
根據本發明的網絡元件的最佳實施例在從屬權利要求中描述。
參考附圖，本發明的一個實施例在下文中得以具體描述圖1表示與對AMPS中定義的從基站到一移動收發信機的信息信道一致的數據序列；圖2a表示如圖1所示的能利用根據已有技術的狀態的網絡元件來評估的數據序列；圖2b表示如圖1所示的能利用根據本發明的網絡元件來評估的數據序列；圖2c表示能利用根據已有技術的狀態的網絡元件來評估的第二種數據序列
圖2d表示如圖1所示的能利用根據本發明的網絡元件來評估的第二種數據序列；圖3a表示能利用根據已有技術的狀態的網絡元件來評估的第三種數據序列；圖3b表示如圖1所示的能利用根據本發明的網絡元件來評估的第三種數據序列；圖4a表示一個沒有第二啟動同步幹擾的兩個連續的數據序列的例子；圖4b表示在沒有第二啟動同步幹擾的情況下，啟動同步逐位接收的圖例；圖4c表示在有微小幹擾的第二啟動同步的情況下，啟動同步逐位接收的圖例；圖4d表示在有嚴重幹擾的第二啟動同步的情況下，兩個連續的數據序列的例子；圖5表示在有嚴重幹擾的第二啟動同步的情況下，兩個連續的數據序列的另一例子。
圖1已在前文中得以描述。
與圖1相同的是，圖2a-2d表示與用AMPS標準定義的數據信道相一致的1032位的各個數據序列。
設想6個塊的正確接收足以保證能夠正確識別傳輸的數據字，其中該塊包括啟動同步DOT1或同步DOT，字同步WS和每次重複的數據字REP1-REP11。一個塊的正確接收意思是找到同步DOT1,DOT，即字同步WS能如期接收，並且在數據字REP1-REP11的BCH解碼中沒有錯誤產生。由於在這種情況下，重複的REP1-REP11的主要部分被接收時沒有可識別的錯誤，且只有少數被錯誤地解碼，或根本不可能被解碼，也就是說，REP1-REP11的11個數據字中有不超過5個字重複時沒有可識別的錯誤，這種設想就是非常正確的。同步的搜索一直進行，根據實施情況希望得到一個短的或一個長的同步。
根據已有技術的狀態，第一個同步序列，即帶有101位的啟動同步，後續字同步WS和後續數據字REP1和至少5個以上的塊必須被正確地接收。它與1032位總數的592位相對應或與數據序列的57％的百分比相對應。圖2a用一個例子表示塊，該塊被刪除來表示根據已有技術的狀態接收到的數據序列中這些塊可能受到幹擾，然而幹擾對感興趣的數據字REP1-REP11的恢復不產生影響。
但是當用到根據本發明的網絡元件時，不需要正確接收啟動同步DOT1，代之以在數據序列內識別任意的6個塊。比如圖2b中的數據序列甚至在第1、第5、第7、第10和第11個重複數據字REP1、REP5、REP7、REP10、REP11不能被正確接收的情況下還考核正確接收，再一次通過刪除塊來表示。
因此，利用根據本發明的網絡元件，1032位的528位或數據序列的51％就足以作為評估的基礎。意思是接收可靠性提高了6％；此外，在數據序列內被接收的6個塊受到幹擾的可能性更大。
根據本發明的網絡元件和方法，即使在試驗數據序列容許的最大幹擾長度時，也能提供更有利的數據識別。
迄今，帶有短的即37位的同步DOT的5個以下相關的塊被允許受到幹擾，在圖2c的例子中得以描述。容許的最大中斷時間為5×88位=440位，這在10Kbit/s數據流的情況下相當於44毫秒的時間周期。
然而，由於本發明的網絡元件也會接收啟動同步DOT1受到幹擾的數據序列，如圖2d所示，那麼101位的啟動同步DOT1會長於一個數據序列37位的同步DOT，通過本發明的網絡元件，容許的最大中斷時間會增大為504位=50.4毫秒。在啟動同步DOT1到達之前，中斷時間已經開始時，中斷時間在個別情況下會更長。
關於一數據序列內的最大允許的中斷時間，本發明提供的改進高達14％，因為到目前為止，在衰減間隙等基礎上的長至14％的中斷時間也能被接收。每當完整的啟動同步DOT1實際受到幹擾時，獲得總的14％。然而，迄今為止，在啟動同步DOT1受到幹擾時，執行幾乎不能識別數據流。
在圖2a、b、c、d和3a、b中的選擇策略是基於這種假設的，即由基站發射的大部分重複的數據字REP1-REP11能被解碼，且解碼的數據字必須相同。根據另一種選擇策略，所有正確接收到的重複的數據字REP1-REP11形成選擇的基礎，不考慮正確接收到的數據單字的重複數量。如果在解碼之後能得到不同型式的數據字，那麼出現得最頻繁的數據字被假定為正確的一個。
一般說來，採用這種選擇策略後，可接收的中斷時間會大於圖2和圖3的中斷時間，因為只有一個塊需要作為最小值正確接收。然而，對於眾所周知的已有技術的狀態的網絡元件來說，這至少一個塊必須是帶有符合圖3a的和啟動同步DOT1的第一個塊，因為只有當啟動同步DOT1被識別時，才假設接收到數據序列。因此，在這種情況下，允許的最大中斷時間為880位=88.0毫秒或總時間的85％(也對於10Kbit/s的數據流而言)。
然而對於符合本發明的網絡元件來說，一個任意塊能在第二選擇策略的情況下用作到要正確接收的至少一塊。由於在這種情況下，長度為101位的啟動同步DOT1也會出故障，這種情況下，即如圖3b所示，正確的接收塊是數據序列的最後一塊時，允許的最大中斷時間為944位=94.4毫秒或總時間的91％。
對於移動手機用戶來說，正確接收多字信啟與接收字信息，特別是移交信息，與接收帶1個字的信息相比，可能是不太重要的。但是，此種信息的接收也能通過本發明的網絡元件和方法來加強，在後文中將有所描述。至少有數據序列的6個塊被正確接收的第一種選擇策略可在開始時作為基礎。
單獨考慮多字信息是必要的，因為此種信息包括並置的許多數據序列，其中之一用來傳輸重複好幾次的數據字REP1-REP11。當數據序列之一的啟動同步DOT1沒被識別時，不清楚哪個識別塊必須被指定給該數據序列。
如果第一個數據序列的啟動同步DOT1在沒有幹擾的情況下被接收，由於數據序列的位置已知，第二序列能與第二啟動同步DOT1的識別無關地被檢測。
如果第一個數據序列啟動同步DOT1已被幹擾，比如，如圖4a所示，只有第一個數據序列的第4個塊是被正確接收的第一塊，最初不能識別第一數據序列延伸多遠。但是當第二數據序列的接收同步DOT1與圖4a一致的被正確接收時，第一數據序列的尾部被清楚定義，第二數據序列能照常被接收和評估。
在第一數據序列的非識別啟動同步DOT1以後，第二數據序列的啟動同步DOT1也受到幹擾，這種局面是更困難的。在這種情況下，有意義的是對第二數據序列的輕微幹擾的啟動同步DOT1與第二數據序列的嚴重幹擾的啟動同步DOT1進行區別。
輕微幹擾的啟動同步DOT1能夠利用一持續的測量來檢測，該測量在一數據緩衝器內總是貯存接收的數據流的最後101位。貯存的位也持續地與啟動同步DOT1的分別貯存的正確序列相比較。在比較時，持續確定偏離的位數dd(rx)。圖4b表示此測量的結果，即對於一個正確接收的啟動同步DOT1來說，是在接收的位rx(數據位)中的偏離數dd(rx)。101位的啟動同步DOT1被假定為含有1和0的連續序列「101010…10101」。為清楚起見，假定裝入用於比較的101位的數據緩衝器在開始處填充零。此外，為清楚起見，僅表示出減少的位數。
當啟動同步DOT1的實際的101位被準確地貯存在數據緩衝器時，rx(101)這個與預期序列比較在正確啟動同步DOT1時產生一個零的偏離dd(rx)。在通過數據緩衝器將達到的位數進一步傳輸時，不再出現零偏離數，因為在隨機分配數據時，數據變化的值約為50，也就是直到下一個啟動同步101開始。
然而，在接收到一個不正確的且是幹擾的啟動同步DOT1時，不可能獲得一個零的偏離數。如圖4c所示，在幹擾的啟動同步的情況下，再現偏離數dd(rx)的檢測數，只會達到最小的值ddmin。然而就少數位數而言不正確的啟動同步DOT1可在偏離數dd(rx)持續檢測數下落到靠近零的固定數以下時很可能被識別出來。比如，比較期間獲得的最小數ddmin=5被視為足以識別帶101位的啟動同步DOT1。一旦達到一確定的最小數ddmin，就可假設第一數據序列變到了第二數據序列。因此，數據字的反覆檢測是第一數據字終止，而對下一個數據字繼續。那麼，檢測到的反覆的第一數據字REP1-REP11能用於選擇過程。在101位啟動同步DOT1獲得的數據必須排除，因為不可能對一個幹擾的啟動同步進行位準確檢測。
但是嚴重幹擾的啟動同步DOT1不能通過這種方法來檢測。圖4d表示帶有重複的兩個不同數據字和每次嚴重幹擾的啟動同步DOT1的兩個連續數據序列。
帶有第4、第6、第8、第9、第10和第11重複的字的塊能在第一和第二數據序列中得到正確接收。因為14次解碼試驗是從第一數據序列的第4塊到第二數據序列的第4塊進行的，但每個數據單字只重複11次，故第二數據序列正確接收的第4塊也屬於該處。
在最不利的情況下，第一數據序列的最後6個塊能被正確接收，因此，網絡元件的評估裝置還必須處理，直到相同數據字出現4次以上的重複。在第二數據序列進行4次以上的嘗試，以便能對重複的第一數據字解碼，即在第二數據序列的101期間對兩個解碼。總的說來，第二數據字的三個正確解碼的重複REP1-REP3能未被允許地進入第一數據字的選擇過程。這是因為，比如，根據算法執行過程中的復位條件，第二數據字幹擾的啟動同步DOT1也可能解碼為第一數據字的再37位的同步DOT。第二數據字保留的8次重複REP4-REP11能用於其內的選擇。因此，第二數據字REP4-REP11的2次以上的重複在不影響第二數據字的使用性的情況下可被丟棄而獲得必須的6個正確接收的塊。
由於在數據流為10Kbit/s的情況下，37位同步DOT的每一個塊的持續時間為8.8毫秒，因此網絡元件評估裝置能夠交替地校核在兩個正確識別塊之間的時間周期是否能被8.8整除。
如果不是這種情況，假設帶有一非識別的101位啟動同步DOT1的塊存在於兩個塊之間，那麼，第二塊已屬於另一個數據序列。
本發明也能用於第二數據序列的啟動同步DOT1受到嚴重幹擾的情況，其結果是接收下一個數據字時可使用更小數量的重複。
描述的第二種選擇策略也適合於多字傳輸。如圖5所示，第一數據序列和第二數據序列的啟動同步DOT1受到幹擾時，僅在第一正確檢測塊的起始到另一個正確檢測塊的起始之間的時間間隔長度至少等於一個完整的數據序列的條件下，正確的檢測塊才能被分配給不同的數據字，從而在這種情況下，為1032位的長度或持續時間為103.2毫秒。但是，一個幹擾的多字傳輸至少是在這種條件被滿足時能正確檢測。最後應該注意的是根據本發明的網絡元件和方法也能用於所有塊不包含有相同數據字但二個或更多的數據字以循環的方式進行交替的數據序列中。因此，根據選擇策略，每次至少一個數據字或至少是一個指定數量的不同數據字的每個必須正確被接收以能夠作評估。
權利要求
1．一模擬蜂窩網絡，尤其是無線收發信機或一基站的網絡元件，包括接收寬帶數據序列的接收裝置，該寬帶數據序列由一啟動同步(DOT1)、一字同步(WS)、一數據字(REP1)及一固定數目的重複的一進一步同步(DOT)、一字同步(WS)和數據字(REP2-REP11)組成；還包括評估裝置，當一啟動同步(DOT1)已被識別時或後續有一正確字同步(WS)的各進一步同步(DOT)之一已被識別時，用於識別一數據序列的傳輸發生，並用於評估每次在識別出的啟動同步(DOT1)之後接收到的或者在後續有正確字同步(WS)的識別出的進一步同步(DOT)之後接收到的數據字(REP1-REP11)，其中識別出的啟動同步(DOT1)後續有字同步(WS)。
2．根據權利要求1的網絡元件，其特徵在於在數據序列至少產生預定數目的正確接收的重複數據字(REP1-REP11)時，所述評估裝置排列成將接收到的數據序列用作選擇數據字的基礎。
3．根據上述任一項權利要求的網絡元件，其特徵在於所述評估裝置排列成選擇進一步的處理，該處理在最頻繁產生的數據序列中接收到的重複數據字(REP1-REP11)開始重複。
4．根據上述任一權利要求的網絡元件，其特徵在於所述評估裝置包括用來存儲正確的啟動同步(DOT1)的一存儲器和一數據緩衝器，該緩衝器的容量至少等於用於接收數據的逐位存儲和移位的啟動同步；評估裝置還包括比較裝置，用於持續地逐位比較存儲的存儲器的內容和數據緩衝器的內容，且確定偏離位的數量(dd(rx))，當偏離位的數量(dd(rx))小於預定數(ddmin)時，評估裝置排列好以確定啟動同步(DOT1)已經開始，當偏離位數量(dd(rx))到達零時，啟動同步(DOT1)已被正確接收。
5．根據上述任一權利要求的網絡元件，其特徵在於所述評估裝置排列成用來假設從用一個有後續正確字同步(WS)的第一識別的同步(DOT)開始的數據序列時間長度期滿後，在兩個直接連續的數據序列的啟動同步(DOT1)被幹擾情況下，出現向第二數據序列的變化。
6．一種用於模擬蜂窩網絡，尤其是移動無線收發信機或一基站的網絡元件的方法，用以接收一數據序列，該數據序列由一啟動同步(DOT1)、一字同步(WS)、一數據字(REP1)及一固定數目的重複的一進一步同步(DOT)、一字同步(WS)和數據字(REP2-REP11)組成，該方法包括下列步驟a)為了識別是否發生對網絡元件的數據傳輸，如果有的話，持續地監控寬帶數據流的到達；b)確定一啟動同步(DOT1)是否能在接收的數據流中被識別出來，或確定是否能識別後續有正確字同步(WS)的一進一步同步(DOT)；和c)評估在識別出的啟動同步(DOT1)之後或進一步識別同步(DOT)與正確接收的字同步(WS)的組合之後的數據字(REP1-REP11)。
全文摘要
本發明涉及一模擬蜂窩網絡,尤其是無線收發信機或一基站的網絡元件,還涉及用於這種元件的方法。為改善以下面數據序列形式傳輸的寬帶數據的識別,該數據序列包括一啟動同步(DOT1)、一字同步(WS)、一數據字(REP1)及一固定數目的重複的一進一步同步(DOT)、一字同步(WS)和數據字(REP2－REP11),網絡元件不僅設有用於接收寬帶數據序列的接收裝置,還有評估裝置,當一啟動同步(DOT1)已被識別時或有一正確字同步(WS)後續的進一步同步(DOT)之一已被識別時,識別一數據序列發生傳輸,並用於評估每次在識別出的啟動同步(DOT1)之後接收到的或在後續有正確字同步(WS)的識別出的進一步同步(DOT)之後接收到的數據字(REP1－REP11),其中識別出的啟動同步(DOT1)後續有字同步(WS)。
文檔編號H04L7/10GK1323145SQ01122199
公開日2001年11月21日 申請日期2001年3月26日 優先權日2000年3月29日
發明者T·裡希特爾 申請人:皇家菲利浦電子有限公司