专利名称：模拟蜂窝网络的网络元件及用于该网络元件的方法
技术领域：
本发明涉及模拟蜂窝网络，尤其涉及移动无线收发信机或基站的网络元件，以及用于用以接收宽带数据序列的模拟蜂窝网络的网络元件的方法，该宽带数据序列包括一启动同步、一字同步、一数据字和一固定数目的重复的进一步同步、一字同步及数据字。
比如，美国AMPS系统(高级移动电话系统)从基站到移动无线收发信机对于信息信道转送声音频道传输上述格式的数据，该系统已知来自TIA/EIA/IS-91(“800MHz模拟蜂窝移动站-大陆站兼容标准”，1994)和TIA/EIA/IS-136.2-A(“TDMA蜂窝/PCS-无线接口-移动站-基站兼容-通信频道和FSK控制频道”，1996.10)标准。用于该信道的数据序列为1032位，表现为传输字，例如
图1中所示。101位的长启动同步DOT1后面是11位的字同步WS和要用40位传输的最初传输的数据字REP1。接着是重复10次的37位的短同步DOT，重复10次的11位的字同步WS，重复10次的要被传输的数据字REP2-REP11。启动同步(DOT1)以及进一步同步(DOT)其内包括点序列，该序列由0和1交替构成。
这种宽带数据序列用来传输单个数据字，比如为了使移动无线收发信机在接收信号差的情况下转换到接收质量较好的信道，如在模拟通话传输时，把要求从基站移交到移动无线收发信机上。
如果要传输一个以上的数据字，比如在短信息体系中或交换证实数据时，图1所示的1032位的数据序列将会连续地用于每一个要被传输的数据字。
在模拟通话传输的情况下，接收到的用于解码数据序列的网络元件的一部分必须在通话传输期间持续地监控音频流，以便检测任一宽带数据传输。为在AMPS体系内正常执行，101位的启动同步的识别被用来表示数据传输已经开始。在不同重复的实际数据字能被接收之前，网络元件应该后续地与101位启动同步和字同步相一致。必要时，数据字的每次重复通常是用40,28BCH(Bose-Chaudhuri-Hocquenghen)码来编码的，因此，数据字中的某些错误能被识别且被纠正。重复11遍的数据字被接收后，网络元件能对存储的重复数据字执行一选择程序，且能应用最终选择的数据字到下一个处理项。
从实践中得知，执行程序时会有下列缺陷，即在启动同步由于接收条件不好没被识别时，接收到的数据序列的数据字没被检测，在这种情况下会失去信息。因此比如在特别不利的情况下，由于不能进行必要的交接，因而一个正在进行的通话连接会被中断。
本发明的目的在于提供一个用于模拟蜂窝网络的网络元件和方法，其能更好地识别用带有一启动同步、一字同步、一数据字及一固定数目的重复的一个同步、一个字同步和数据字的数据系列形式进行传输的宽带数据。
一方面，该目的是利用权利要求1所描述的网络元件来实现的。
另一方面，该目的是利用权利要求6所描述的方法来实现的。
根据本发明的网络元件和方法的优点是正确接收网络元件之间以固定数据格式一道传输的信息可能性较大。由于接收条件不好，启动同步不能在接收的网络元件中进行评估时，这种优点尤为明显。接收条件尤其会因为衰落和干扰而受到影响，也可能受到其他干扰的影响。
根据本发明的网络元件及方法，能增强一个字构成的控制信号传输的以上所有的连接的质量，因而从移动无线收发信机用户的角度看能增强移动无线收发信机和网络的性能。
本发明尤其能应用于对AMPS定义的信息信道中从基站到移动收发信机的传输。然而它既不限定于这种传输，也不限定于下面的数据序列，其中该数据序列包括前面指定的重复数目和数据序列的前面指定的长度的各个部分。
根据本发明的网络元件的最佳实施例在从属权利要求中描述。
参考附图，本发明的一个实施例在下文中得以具体描述图1表示与对AMPS中定义的从基站到一移动收发信机的信息信道一致的数据序列；图2a表示如图1所示的能利用根据已有技术的状态的网络元件来评估的数据序列；图2b表示如图1所示的能利用根据本发明的网络元件来评估的数据序列；图2c表示能利用根据已有技术的状态的网络元件来评估的第二种数据序列
图2d表示如图1所示的能利用根据本发明的网络元件来评估的第二种数据序列；图3a表示能利用根据已有技术的状态的网络元件来评估的第三种数据序列；图3b表示如图1所示的能利用根据本发明的网络元件来评估的第三种数据序列；图4a表示一个没有第二启动同步干扰的两个连续的数据序列的例子；图4b表示在没有第二启动同步干扰的情况下，启动同步逐位接收的图例；图4c表示在有微小干扰的第二启动同步的情况下，启动同步逐位接收的图例；图4d表示在有严重干扰的第二启动同步的情况下，两个连续的数据序列的例子；图5表示在有严重干扰的第二启动同步的情况下，两个连续的数据序列的另一例子。
图1已在前文中得以描述。
与图1相同的是，图2a-2d表示与用AMPS标准定义的数据信道相一致的1032位的各个数据序列。
设想6个块的正确接收足以保证能够正确识别传输的数据字，其中该块包括启动同步DOT1或同步DOT，字同步WS和每次重复的数据字REP1-REP11。一个块的正确接收意思是找到同步DOT1,DOT，即字同步WS能如期接收，并且在数据字REP1-REP11的BCH译码中没有错误产生。由于在这种情况下，重复的REP1-REP11的主要部分被接收时没有可识别的错误，且只有少数被错误地译码，或根本不可能被译码，也就是说，REP1-REP11的11个数据字中有不超过5个字重复时没有可识别的错误，这种设想就是非常正确的。同步的搜索一直进行，根据实施情况希望得到一个短的或一个长的同步。
根据已有技术的状态，第一个同步序列，即带有101位的启动同步，后续字同步WS和后续数据字REP1和至少5个以上的块必须被正确地接收。它与1032位总数的592位相对应或与数据序列的57％的百分比相对应。图2a用一个例子表示块，该块被删除来表示根据已有技术的状态接收到的数据序列中这些块可能受到干扰，然而干扰对感兴趣的数据字REP1-REP11的恢复不产生影响。
但是当用到根据本发明的网络元件时，不需要正确接收启动同步DOT1，代之以在数据序列内识别任意的6个块。比如图2b中的数据序列甚至在第1、第5、第7、第10和第11个重复数据字REP1、REP5、REP7、REP10、REP11不能被正确接收的情况下还考核正确接收，再一次通过删除块来表示。
因此，利用根据本发明的网络元件，1032位的528位或数据序列的51％就足以作为评估的基础。意思是接收可靠性提高了6％；此外，在数据序列内被接收的6个块受到干扰的可能性更大。
根据本发明的网络元件和方法，即使在试验数据序列容许的最大干扰长度时，也能提供更有利的数据识别。
迄今，带有短的即37位的同步DOT的5个以下相关的块被允许受到干扰，在图2c的例子中得以描述。容许的最大中断时间为5×88位=440位，这在10Kbit/s数据流的情况下相当于44毫秒的时间周期。
然而，由于本发明的网络元件也会接收启动同步DOT1受到干扰的数据序列，如图2d所示，那么101位的启动同步DOT1会长于一个数据序列37位的同步DOT，通过本发明的网络元件，容许的最大中断时间会增大为504位=50.4毫秒。在启动同步DOT1到达之前，中断时间已经开始时，中断时间在个别情况下会更长。
关于一数据序列内的最大允许的中断时间，本发明提供的改进高达14％，因为到目前为止，在衰减间隙等基础上的长至14％的中断时间也能被接收。每当完整的启动同步DOT1实际受到干扰时，获得总的14％。然而，迄今为止，在启动同步DOT1受到干扰时，执行几乎不能识别数据流。
在图2a、b、c、d和3a、b中的选择策略是基于这种假设的，即由基站发射的大部分重复的数据字REP1-REP11能被译码，且译码的数据字必须相同。根据另一种选择策略，所有正确接收到的重复的数据字REP1-REP11形成选择的基础，不考虑正确接收到的数据单字的重复数量。如果在译码之后能得到不同型式的数据字，那么出现得最频繁的数据字被假定为正确的一个。
一般说来，采用这种选择策略后，可接收的中断时间会大于图2和图3的中断时间，因为只有一个块需要作为最小值正确接收。然而，对于众所周知的已有技术的状态的网络元件来说，这至少一个块必须是带有符合图3a的和启动同步DOT1的第一个块，因为只有当启动同步DOT1被识别时，才假设接收到数据序列。因此，在这种情况下，允许的最大中断时间为880位=88.0毫秒或总时间的85％(也对于10Kbit/s的数据流而言)。
然而对于符合本发明的网络元件来说，一个任意块能在第二选择策略的情况下用作到要正确接收的至少一块。由于在这种情况下，长度为101位的启动同步DOT1也会出故障，这种情况下，即如图3b所示，正确的接收块是数据序列的最后一块时，允许的最大中断时间为944位=94.4毫秒或总时间的91％。
对于移动手机用户来说，正确接收多字信启与接收字信息，特别是移交信息，与接收带1个字的信息相比，可能是不太重要的。但是，此种信息的接收也能通过本发明的网络元件和方法来加强，在后文中将有所描述。至少有数据序列的6个块被正确接收的第一种选择策略可在开始时作为基础。
单独考虑多字信息是必要的，因为此种信息包括并置的许多数据序列，其中之一用来传输重复好几次的数据字REP1-REP11。当数据序列之一的启动同步DOT1没被识别时，不清楚哪个识别块必须被指定给该数据序列。
如果第一个数据序列的启动同步DOT1在没有干扰的情况下被接收，由于数据序列的位置已知，第二序列能与第二启动同步DOT1的识别无关地被检测。
如果第一个数据序列启动同步DOT1已被干扰，比如，如图4a所示，只有第一个数据序列的第4个块是被正确接收的第一块，最初不能识别第一数据序列延伸多远。但是当第二数据序列的接收同步DOT1与图4a一致的被正确接收时，第一数据序列的尾部被清楚定义，第二数据序列能照常被接收和评估。
在第一数据序列的非识别启动同步DOT1以后，第二数据序列的启动同步DOT1也受到干扰，这种局面是更困难的。在这种情况下，有意义的是对第二数据序列的轻微干扰的启动同步DOT1与第二数据序列的严重干扰的启动同步DOT1进行区别。
轻微干扰的启动同步DOT1能够利用一持续的测量来检测，该测量在一数据缓冲器内总是贮存接收的数据流的最后101位。贮存的位也持续地与启动同步DOT1的分别贮存的正确序列相比较。在比较时，持续确定偏离的位数dd(rx)。图4b表示此测量的结果，即对于一个正确接收的启动同步DOT1来说，是在接收的位rx(数据位)中的偏离数dd(rx)。101位的启动同步DOT1被假定为含有1和0的连续序列“101010…10101”。为清楚起见，假定装入用于比较的101位的数据缓冲器在开始处填充零。此外，为清楚起见，仅表示出减少的位数。
当启动同步DOT1的实际的101位被准确地贮存在数据缓冲器时，rx(101)这个与预期序列比较在正确启动同步DOT1时产生一个零的偏离dd(rx)。在通过数据缓冲器将达到的位数进一步传输时，不再出现零偏离数，因为在随机分配数据时，数据变化的值约为50，也就是直到下一个启动同步101开始。
然而，在接收到一个不正确的且是干扰的启动同步DOT1时，不可能获得一个零的偏离数。如图4c所示，在干扰的启动同步的情况下，再现偏离数dd(rx)的检测数，只会达到最小的值ddmin。然而就少数位数而言不正确的启动同步DOT1可在偏离数dd(rx)持续检测数下落到靠近零的固定数以下时很可能被识别出来。比如，比较期间获得的最小数ddmin=5被视为足以识别带101位的启动同步DOT1。一旦达到一确定的最小数ddmin，就可假设第一数据序列变到了第二数据序列。因此，数据字的反复检测是第一数据字终止，而对下一个数据字继续。那么，检测到的反复的第一数据字REP1-REP11能用于选择过程。在101位启动同步DOT1获得的数据必须排除，因为不可能对一个干扰的启动同步进行位准确检测。
但是严重干扰的启动同步DOT1不能通过这种方法来检测。图4d表示带有重复的两个不同数据字和每次严重干扰的启动同步DOT1的两个连续数据序列。
带有第4、第6、第8、第9、第10和第11重复的字的块能在第一和第二数据序列中得到正确接收。因为14次译码试验是从第一数据序列的第4块到第二数据序列的第4块进行的，但每个数据单字只重复11次，故第二数据序列正确接收的第4块也属于该处。
在最不利的情况下，第一数据序列的最后6个块能被正确接收，因此，网络元件的评估装置还必须处理，直到相同数据字出现4次以上的重复。在第二数据序列进行4次以上的尝试，以便能对重复的第一数据字解码，即在第二数据序列的101期间对两个解码。总的说来，第二数据字的三个正确解码的重复REP1-REP3能未被允许地进入第一数据字的选择过程。这是因为，比如，根据算法执行过程中的复位条件，第二数据字干扰的启动同步DOT1也可能译码为第一数据字的再37位的同步DOT。第二数据字保留的8次重复REP4-REP11能用于其内的选择。因此，第二数据字REP4-REP11的2次以上的重复在不影响第二数据字的使用性的情况下可被丢弃而获得必须的6个正确接收的块。
由于在数据流为10Kbit/s的情况下，37位同步DOT的每一个块的持续时间为8.8毫秒，因此网络元件评估装置能够交替地校核在两个正确识别块之间的时间周期是否能被8.8整除。
如果不是这种情况，假设带有一非识别的101位启动同步DOT1的块存在于两个块之间，那么，第二块已属于另一个数据序列。
本发明也能用于第二数据序列的启动同步DOT1受到严重干扰的情况，其结果是接收下一个数据字时可使用更小数量的重复。
描述的第二种选择策略也适合于多字传输。如图5所示，第一数据序列和第二数据序列的启动同步DOT1受到干扰时，仅在第一正确检测块的起始到另一个正确检测块的起始之间的时间间隔长度至少等于一个完整的数据序列的条件下，正确的检测块才能被分配给不同的数据字，从而在这种情况下，为1032位的长度或持续时间为103.2毫秒。但是，一个干扰的多字传输至少是在这种条件被满足时能正确检测。最后应该注意的是根据本发明的网络元件和方法也能用于所有块不包含有相同数据字但二个或更多的数据字以循环的方式进行交替的数据序列中。因此，根据选择策略，每次至少一个数据字或至少是一个指定数量的不同数据字的每个必须正确被接收以能够作评估。
权利要求
1．一模拟蜂窝网络，尤其是无线收发信机或一基站的网络元件，包括接收宽带数据序列的接收装置，该宽带数据序列由一启动同步(DOT1)、一字同步(WS)、一数据字(REP1)及一固定数目的重复的一进一步同步(DOT)、一字同步(WS)和数据字(REP2-REP11)组成；还包括评估装置，当一启动同步(DOT1)已被识别时或后续有一正确字同步(WS)的各进一步同步(DOT)之一已被识别时，用于识别一数据序列的传输发生，并用于评估每次在识别出的启动同步(DOT1)之后接收到的或者在后续有正确字同步(WS)的识别出的进一步同步(DOT)之后接收到的数据字(REP1-REP11)，其中识别出的启动同步(DOT1)后续有字同步(WS)。
2．根据权利要求1的网络元件，其特征在于在数据序列至少产生预定数目的正确接收的重复数据字(REP1-REP11)时，所述评估装置排列成将接收到的数据序列用作选择数据字的基础。
3．根据上述任一项权利要求的网络元件，其特征在于所述评估装置排列成选择进一步的处理，该处理在最频繁产生的数据序列中接收到的重复数据字(REP1-REP11)开始重复。
4．根据上述任一权利要求的网络元件，其特征在于所述评估装置包括用来存储正确的启动同步(DOT1)的一存储器和一数据缓冲器，该缓冲器的容量至少等于用于接收数据的逐位存储和移位的启动同步；评估装置还包括比较装置，用于持续地逐位比较存储的存储器的内容和数据缓冲器的内容，且确定偏离位的数量(dd(rx))，当偏离位的数量(dd(rx))小于预定数(ddmin)时，评估装置排列好以确定启动同步(DOT1)已经开始，当偏离位数量(dd(rx))到达零时，启动同步(DOT1)已被正确接收。
5．根据上述任一权利要求的网络元件，其特征在于所述评估装置排列成用来假设从用一个有后续正确字同步(WS)的第一识别的同步(DOT)开始的数据序列时间长度期满后，在两个直接连续的数据序列的启动同步(DOT1)被干扰情况下，出现向第二数据序列的变化。
6．一种用于模拟蜂窝网络，尤其是移动无线收发信机或一基站的网络元件的方法，用以接收一数据序列，该数据序列由一启动同步(DOT1)、一字同步(WS)、一数据字(REP1)及一固定数目的重复的一进一步同步(DOT)、一字同步(WS)和数据字(REP2-REP11)组成，该方法包括下列步骤a)为了识别是否发生对网络元件的数据传输，如果有的话，持续地监控宽带数据流的到达；b)确定一启动同步(DOT1)是否能在接收的数据流中被识别出来，或确定是否能识别后续有正确字同步(WS)的一进一步同步(DOT)；和c)评估在识别出的启动同步(DOT1)之后或进一步识别同步(DOT)与正确接收的字同步(WS)的组合之后的数据字(REP1-REP11)。
全文摘要
本发明涉及一模拟蜂窝网络,尤其是无线收发信机或一基站的网络元件,还涉及用于这种元件的方法。为改善以下面数据序列形式传输的宽带数据的识别,该数据序列包括一启动同步(DOT1)、一字同步(WS)、一数据字(REP1)及一固定数目的重复的一进一步同步(DOT)、一字同步(WS)和数据字(REP2－REP11),网络元件不仅设有用于接收宽带数据序列的接收装置,还有评估装置,当一启动同步(DOT1)已被识别时或有一正确字同步(WS)后续的进一步同步(DOT)之一已被识别时,识别一数据序列发生传输,并用于评估每次在识别出的启动同步(DOT1)之后接收到的或在后续有正确字同步(WS)的识别出的进一步同步(DOT)之后接收到的数据字(REP1－REP11),其中识别出的启动同步(DOT1)后续有字同步(WS)。
文档编号H04L7/10GK1323145SQ01122199
公开日2001年11月21日 申请日期2001年3月26日 优先权日2000年3月29日
发明者T·里希特尔 申请人:皇家菲利浦电子有限公司