在无线通信网络中利用开销数据进行训练的制作方法

专利名称：在无线通信网络中利用开销数据进行训练的制作方法
背景技术：
发明领域本发明适用于无线通信系统领域，特别是适用于采用开销数据进行训练。
背景技术：
诸如蜂窝语音和数据无线系统之类的移动无线通信系统一般具有多个在不同区域中可由移动或固定用户终端使用的基站，该用户终端例如是蜂窝电话或无线web设备。每个基站利用通信信道与用户终端通信。例如，一个通信信道可由物理载频上的TDMA(时分多址)帧中的时隙组成。TDMA帧可包括例如其后跟随着三个上行链路接收时隙的三个下行链路发射时隙。时隙可用于发射通信脉冲串，或者可在连续信号上描述它们。通信脉冲串是具有有限起始和结尾的信号。因此，每个时隙可包括脉冲串。
物理载频可以是围绕诸如800MHz或1.9GHz之类中心频率的200KHz频带。从而，基站例如在处于给定帧中的该载频上的第二发射和接收时隙上向给定用户终端发射。而且，通信信道可采用诸如FDD(频分双工)、TDD(时分双工)之类的普通双工技术，以及诸如FDMA(频分多址)、CDMA(码分多址)之类的普通多址技术来组织。信道还可根据指示替换资源的跳变函数进行设计。
通信信道用于发送进行信息通信的信号。该信息可以是用户数据或控制数据。控制数据可以处于信号的辅助数据段中，例如FACCH段。一般控制数据包括使得能够传送诸如功率控制、信道分配之类的主用户数据以及其它非用户数据的信息。通信信道也可用于发送不是传送信息但接收机完全已知的信号。这种信号被称为训练或导频信号。训练信号可用多种方法产生，例如发送已知的码元序列，一般称为训练序列。在下面的描述中，术语训练信号和训练序列有时互用。
训练信号可用于测量信道参数和特征，例如SNR(信噪比)、空间参数、定时、以及频偏。它们还可以用于同步、校准、或空间和时间滤波器权重的计算。训练序列很有用，因为接收信号可与已知的发送信号如已知的训练序列进行比较。训练通常指执行某些包括将接收信号与基准信号进行比较的操作。因而，上述所有训练信号和训练序列的用途在于训练。由于训练序列和训练信号不包含信息，所以它们是降低通信网络效率的开销。
发明概述本发明可用于采用辅助数据来执行训练。在一个实施例中，本发明包括接收通信信道的通信信号，其中通信信号具有均传送信息的主和辅助数据段；以及采用辅助数据段确定通信信道的参数。在本发明的另一实施例中，通信信号也可包括包含已知训练信号的训练段。
附图简述本发明通过举例而不是限制的方式进行说明，附图中相同的附图标记表示相似的元件，其中

图1是根据本发明的一个实施例采用辅助数据段进行训练的流程图。
图2是根据本发明的另一实施例采用FACCH进行训练的流程图。
图3是根据本发明的另一实施例采用FACCH进行训练的流程图。
图4是一个可在其上实现本发明实施例的基站的简化框图；以及图5是一个可在其上实现本发明实施例的远程终端的简化框图。
发明详述根据本发明的一个实施例，FACCH、TFCI、或类似的控制数据序列可用于确定接收信号的相位、增益、滤波权重或空间参数。FACCH可用作训练序列，或加在训练序列之上使用。可一起使用FACCH和训练序列来估算接收信号有效负载的相位或其它参数。
采用辅助数据段进行训练本发明一个实施例可参照图1理解。图1提供了一个采用辅助数据段进行训练的流程图。首先，在通信信道上，信号在诸如图5中的接收机48或图4中的接收机模块5之类的接收机端被接收110。在一个实施例中，该信号是脉冲串。该信号包括主数据段和辅助数据段。主数据段可用于承载用户数据。在一个实施例中，辅助数据段用于承载控制信息，例如功率控制信息、有关主数据段的调制类别信息、SINR(信号干扰噪声比)报告、信道分配命令、以及缓冲器状态报告。
不同系统采用不同的专用名词来描述辅助数据段。例如在GSM(全球移动通信系统)协议中，其中辅助数据段称为FACCH(快速随路控制信道)。在W-CDMA(宽带CDMA)中，它称为TFCI(传输格式组合指示)。其它协议和标准可能具有用于辅助数据段的其它名称。辅助数据段不需要具有任何相对于主数据段的区别特征，并且可用于承载任何类型的数据，包括用户数据。然而，辅助数据段通常一直都采用相同的调制格式，并用于承载控制信息。辅助数据段可在信号、时隙、或脉冲串中处于一致位置，或者它可由标记比特或其它指示符来指示。
信号在接收之后，辅助数据段被解码120，导致提取出辅助数据。在一个实施例中，辅助数据不同于训练序列之处在于，它被用来传送诸如如上所述的有关主段的调制类别信息或其它控制信息之类的信息。相反，训练序列在接收机端完全已知。在一个实施例中，辅助数据用户数据之处在于，它只被用来传送某种信息，例如功率控制信息。相反，用户数据通常可用于传送任何信息。因此，虽然辅助数据在接收机端并不是完全已知，但是它比用户数据更可预测。辅助数据也因为例如调制格式而更加可预测。如果用于编码辅助数据段的调制格式比用于编码主数据段的调制格式采用更少的码元、或星座点，则辅助数据段变得比主数据段更加可预测。
在本发明的一个实施例中，辅助数据段采用沃尔什-哈德玛(Walsh-Hadamard)码编码。由于沃尔什-哈德玛码是非相干调制格式，即不需要相位基准用于解码，所以不需要训练序列来解码辅助数据段。在该实施例中，接收信号不需要包括训练序列。然而，如果接收信号包括训练序列，则辅助数据段可仍被用于附加训练。可替换地，可采用相干调制格式编码辅助数据段。这种情况下，接收信号可包括一些足以解码辅助数据段的训练。然后，根据本发明一个实施例，辅助数据段可用于任何解码主数据段所需的附加训练。
在本发明一个实施例中，由于辅助数据段只承载某种信息，所以在接收机端已知辅助数据段包含一个有限数量的代码字其中一个，代码字是一个比特或码元序列。因此，即使如果一些码元没有被正确检测出来，正确的代码字也可通过寻找最接近接收辅助数据段的这组可能的代码字中的代码字而被识别。在一个实施例中，这是与接收并解调的辅助数据段最高相关的代码字。
辅助数据段在被解码之后，它可用来确定130信道参数，例如空间参数、定时、类似频偏即用于训练的相位参数。可通过将解码的代码字与接收的代码字相比较、或将估算的发射信号即基准信号与接收信号相比较来完成这种训练。辅助数据段可用作训练序列，因为类似于训练序列，接收机既知道接收信号，也知道发射信号，或者，既知道接收的码元序列，也知道发射的码元序列。一旦信道参数被确定，就可用信道参数来解码主数据段。
采用FACCH确定频偏现在，参照图2描述本发明的一个实施例。图2提供了采用FACCH确定脉冲串期间频偏的流程图。本发明的该实施例在采用脉冲串的系统的背景下描述，其中辅助数据段即FACCH用于确定频偏。在该实例中，FACCH被诸如图3中接收机模块5之类的基站接收机用来确定上行链路脉冲串上的频偏。如上所述，本发明并不限于这些具体细节。
首先，通过通信信道在基站的接收机接收来自诸如图5的设备之类用户终端的脉冲串210。表1说明了一个所接收的脉冲串的示例内容。
表1

114μs的训练段包括57个码元的已知训练序列。该序列在接收机端是完全已知的，从而不传送任何信息。该序列可以是任意的码元序列，但是通常将具有某些所需的质量。上面阐述了训练序列的多种用途。
364μs的主有效负载段包括用户数据的182个码元。脉冲串中信息比特的数量取决于用于编码用户数据的调制格式。用户数据或主数据是最终用户传送的信息。这可包括语音数据、视频数据、文本数据、或任何其它种类的信息。通常，使用通信网络是为了传输主用户数据。
32μs的FACCH有效负载段包括辅助数据的16个码元。如上所述，辅助数据或FACCH数据是控制数据，例如调制类别、功率控制、以及其它辅助信息。脉冲串还包括斜坡上升段、斜坡下降段以及防护段。
在接收到上述的脉冲串以后，在训练段期间传输的已知训练序列用于确定220通信信道上的定时。这可以这样完成，例如通过采用已知训练序列生成基准信号、使接收信号与具有不同时滞的过采样基准信号的副本相关、以及取出对应于最高相关的时滞作为定时。训练序列还用于确定230相位的测量值，例如训练段期间通信信道的相位。这可以这样完成，例如通过使经波特对准，也就是经定时校正的接收信号与基准信号相关。
在一个实施例中，采用健壮的调制方案如16进制(16-ary)的沃尔什-哈德玛码编码FACCH，但是主数据段具有改变的可变调制格式。即，用于编码包含用户数据的主有效负载的调制方案可随脉冲串的变化而改变。在特定脉冲串中采用的调制格式可取决于该脉冲串被编码时通信信道的质量。信道质量可用SINR、或某些其它的信道质量参数来确定。因此，为了解码主数据段，接收机被告知编码主数据段所采用的调制方案。在一个实施例中，FACCH或者FACCH的某些部分承载有关主段的调制类别信息。在一个实施例中，存在16个可能的可用于FACCH的沃尔什-哈德玛代码字。因此，可使用16个调制格式中的一个编码主数据段。可替换地，可使用仅仅8个或任意少于16个的调制格式中的一个编码主数据段，而余下的信息容量可用于传送其它信息，如功率控制。
在从训练序列中确定出相位以后，FACCH有效负载被解码240。在一个实施例中，使用沃尔什-哈德玛解码器解码FACCH。例如，解码器可应用FHT(快速哈德玛(Hadamard)变换)来使每个可能的沃尔什-哈德玛代码字与接收的FACCH有效负载相关。然后，最高相关的代码字可被指定作为解码的FACCH有效负载。也可设计其它的代码字与解码器。所设计的代码字组可以具有良好的自相关与互相关的特性，以允许更容易在低信噪比下进行检测。一旦接收的FACCH有效负载与解码的FACCH有效负载都已知的话，则解码的FACCH有效负载用作确定250相位测量值的训练序列，例如FACCH段期间通信信道的相位。
在该实施例中，由于主有效负载位于训练段与FACCH有效负载之间，所以两个确定的相位可用于确定接收脉冲串的相位斜坡(ramp)。该相位斜坡表示脉冲串期间通信信道的频偏，所以相位测量值用于确定260频偏。确定相位斜坡的一种方法是假设相位在脉冲串起始中训练序列处的相位测量值与脉冲串结尾中FACCH处的相位测量值之间连续变化。采用该假设，通过在这两个相位测量值之间线性内插可计算出通过主有效负载的相位斜坡。在替换实施例中，可用其它方法确定相位斜坡，例如非线性内插法、平均法、以及各种其它统计装置。在脉冲串包含的主有效负载未位于训练段与FACCH段之间的替换实施例中，相位斜坡可通过其它手段如外插法来计算。
然后，主有效负载被解码270。为了解码主有效负载，确定的定时用于接收的脉冲串，以补偿信道与无线电的定时。接着，通过将所接收脉冲串的相位偏移该脉冲串已确定的相位斜坡来消除频偏。解码器然后使用已解码的FACCH有效负载所指示的调制格式，从主有效负载中提取用户数据。
在上述的部分内容中，参照表1描述了脉冲串。然而，在替换实施例中，接收脉冲串可根本不包括训练段。在这些实施例中，全部必要的训练采用FACCH或者其它辅助数据段来执行。在这些实施例中，FACCH可以以解调时不用训练的方式进行调制。在一个实施例中，接收脉冲串包含两个或更多的分离的FACCH段，这些FACCH段中的任意数量可用于训练或替换其它容量中的训练序列。如果删除了该训练段，则训练码元可用于传输用户数据或任何其它数据。被删除的训练码元可被置入主有效负载，完全省去，用于FACCH或任何其它目的。
而且，在上述的部分内容中，用于训练的辅助数据段被描述为FACCH。然而，如上所述，任何辅助数据段可用于根据本发明实施例的训练。辅助数据段不同于其它数据段之处至少部分在于，辅助数据段包含可预测的而非完全已知的数据。辅助数据可预测指的是与任何可能的码元序列相反，辅助数据的甚少部分如最初八个码元只可包含一定数量的序列。
例如，如果存在两个可能的码元，如BPSK调制格式的码元，则辅助数据段16个码元的可能序列的总数为216＝65536。如果，例如，只有16个可能的码元序列，即代码字可以占据16个辅助段的码元位置，则那16个码元的内容就可预测。例如，如果16个码元位置中所接收的码元序列不匹配任何许可的代码字，但如果一个码元被修改就匹配一个代码字，且如果有3个码元被修改则匹配另一个代码字，那么最初发送的代码字更接近第一个而不是第二个。因此，辅助数据段是可预测的。在一个实施例中，辅助数据段仅用于传送控制数据。在另一实施例中，只有部分辅助数据段如最初八个码元的位置是可预测的。
采用FACCH估算均衡器的权重参照图3描述本发明的一个实施例。图3提供了采用FACCH估算下行链路脉冲串的均衡器权重的流程图。本发明的这个实施例在采用脉冲串的系统的背景下描述，其中辅助数据段即FACCH用于估算均衡器权重。在本例中，FACCH被诸如图5中的接收机48之类用户终端接收机用来确定下行链路脉冲串上的均衡器权重。如上所述，本发明并未限于这些具体细节。
首先，通过通信信道在用户终端的接收机接收来自基站如图4的设备的脉冲串310。表2说明了一个所接收的脉冲串的示例内容。
表2

68μs的第一训练段即训练#1包括34个码元的已知训练序列。该序列在接收机端是完全已知的，从而不传送任何信息。该序列可以是任意的码元序列，但是通常将具有某些所需的质量。上面阐述了训练序列的多种用途。
32μs的FACCH有效负载段包括辅助数据的16个码元。如上所述，辅助数据或FACCH数据是控制数据，例如主有效负载的调制类别、功率控制、以及其它辅助信息。
36μs的第二训练段即训练#2包括18个码元的已知训练序列。该序列类似于第一训练序列，在接收机端是完全已知的，从而不传送任何信息。该序列也可以是任意的码元序列，但是通常将有所选择，以具有某些所需的质量。
920μs的主有效负载段包括用户数据的460个码元。脉冲串中信息比特的数量取决于用于编码用户数据的调制格式。用户数据或主数据是最终用户所传送的信息。这可包括语音数据、视频数据、文本数据、或任何其它种类的信息。通常，使用通信网络是为了传输主用户数据。接收脉冲串还包括表2中未列出的斜坡上升段、斜坡下降段以及防护段。
在接收到脉冲串以后，接收机用它估算320第一组均衡器权重。在一个实施例中，只有第一训练段即训练#1用于估算第一组均衡器权重。均衡器可以是时间滤波器，用于补偿延迟传播和其它的信道缺陷。在一个实施例中，均衡器是基于最小二乘法的均衡器，并且通过最小化最小二乘法成本函数来估算均衡器权重，解答由公式1给出w＝Rzz-1Rzs； (1)其中，Rzs是接收信号z与基准信号s之间的互相关矢量，Rzz-1是接收信号z的时间相关矩阵的逆矩阵。在该实施例中，最终权重用复矢量w表示。
一旦估算出第一组均衡器权重，就由接收机将它们应用于330接收脉冲串。在一个实施例中，估算的第一组均衡器权重只应用于接收脉冲串的训练段和FACCH段。接下来，FACCH被解码340。在一个实施例中，这以上文参照图2所述的方式来完成。
在FACCH被解码以后，脉冲串的增益与相位漂移被估算350。在一个实施例中，采用两个训练段来估算增益与相位漂移。在另一实施例中，在使用了这两个训练段之后还使用FACCH。FACCH可在被解码之后用于训练，如参照上文图1及2所述。如上所述，相位漂移是频偏或相位斜坡，而增益漂移是脉冲串的幅度变化。在一个实施例中，增益及相位漂移通过在脉冲串起始的增益及相位(采用第一训练段计算)与脉冲串结尾的增益及相位(采用第二训练段计算)之间进行内插来估算。可以这样估算增益及相位，即通过采用已知的训练段来生成基准信号s，以及计算θ＝z′s/z′z；其中z是接收信号，′是复共轭转置运算符，即厄密共轭(Hermitian)运算符，以及
/是复数除法运算符。
结果θ是复数。在复平面中，θ的幅度表示增益，θ的角度表示通信信道与无线电的相位。然后，将估算的增益与相位漂移应用于360脉冲串，以补偿增益与频偏。在一个实施例中，估算的增益与相位只应用于第一训练段即训练#1，以及FACCH有效负载。
在补偿了增益与相位偏移之后，重新估算370均衡器权重。在一个实施例中，新的一组均衡器权重采用第一训练段与FACCH来估算。在采用如表2所示的下行链路脉冲串的实施例中，第一训练段与FACCH毗连，共同形成更长的训练序列。新的一组均衡器权重可采用公式1的最小二乘法来计算。一起采用第一训练段与FACCH有效负载来产生基准信号，并且在第一训练段与FACCH有效负载之上获得接收信号。从重新估算中得出的新的一组均衡器权重比第一组均衡器权重更精确，因为所采用的信号经过增益与相位偏移的补偿，且由于其包含了FACCH有效负载而更长些。
在均衡器参数被重新估算以后，主有效负载被解码380。如上所述，解码该主有效负载可包括补偿主有效负载期间的增益与频率偏移，以及将具有新的一组重新估算的权重的均衡器应用于主有效负载。然后，可对码元进行内插，且根据所用的调制格式提取用户数据，调制格式可在接收脉冲串之前已知或被包含在FACCH有效负载中。
基站结构本发明涉及无线通信系统，且可以是固定接入或移动接入的无线网络，该无线网络与诸如时分多址(TDMA)、频分多址(FDMA)和码分多址(CDMA)之类的多址接入系统相结合使用空分多址(SDMA)技术。多址接入可与频分双工(FDD)或时分双工(TDD)相结合。图4示出了用于实现本发明的无线通信系统或网络的基站示例。该系统或网络包括多个用户站，用户站也称作远程终端或用户终端，例如图5所示的那种。基站可通过其主DSP31与广域网(WAN)相连，用于提供任何需要的数据业务及与紧接的无线系统的外部连接。为了支持空间分集，采用了多个天线3，例如四个天线，尽管可以选择其它数量的天线。
每个用户站的一组空间复用权重被应用于各自的调制信号，以产生将由四个天线组发射的空间复用的信号。主DSP31产生并保持用于每个常规信道的每个用户站的空间特征标(signature)，并采用接收信号测量值来计算空间复用与解复用的权重。按照这种方式，来自当前有效用户站的信号被分开且经过干扰与噪声的抑制处理，其中这些用户站中的一部分工作在相同的常规信道上。当从基站向用户站传送时，建立了为当前有效用户站的连接与干扰情形定制的优化多瓣天线辐射图。适于实现这种空间定向波束的智能天线技术已被描述，例如在美国专利号5,828,658(1998年10月27日授权给Ottersten等人)与5,642,353(1997年6月24日授权给Roy、III等人)中。所用信道可以以任何方式划分。在一个实施例中，所用信道可以以GSM(全球移动通信系统)空中接口，或任何其它的时分空中接口协议如数字蜂窝、PCS(个人通信系统)、PHS(个人手持电话系统)或WLL(无线本地回路)所定义的方式来划分。可替换地，可采用连续的模拟或CDMA信道。
天线的输出与双工器开关7相连，双工器开关在TDD实施例中可以是时间开关。双工器开关的两种可实现方式在频分双工(FDD)系统中为频率双工器，而在时分双工(TDD)系统中为时间开关。接收时，天线的输出经双工器开关连至接收机5，且由RF接收机(“RX”)模块5以模拟方式从载频下变频到FM中频(“IF”)。该信号然后由模/数转换器(“ADC”)9数字化(抽样)。最后到基带的下变频以数字方式进行。数字滤波器可用于实现下变频和数字滤波，后者采用了有限脉冲响应(FIR)滤波技术。这被示为方框13。本发明可适于适应很大范围的RF和IF载波频率和频带。
在本例中，存在八个来自每个天线数字滤波器13经下变频后的输出，每个接收时隙有一个输出。时隙的具体数量是可变的，以适应网络的需要。尽管GSM每个TDMA帧采用八个上行链路和八个下行链路的时隙，但是每帧中也可用任意数量的上行链路与下行链路的TDMA时隙来达到所需的效果。根据本发明的一个方面，对于八个接收时隙中的每一个而言，来自四个天线的四个下变频的输出被馈送到数字信号处理器(DSP)17(下称“时隙处理器”)，用于其它处理，包括校准。八个摩托罗拉DSP56300系列的DSP可用作时隙处理器，每个接收时隙用一个。时隙处理器17监控接收信号的功率，并估算频偏与时间对准。它们还确定每个天线单元的智能天线权重。在SDMA方案中采用这些来确定来自特定远程用户的信号以及解调确定的信号。
时隙处理器17的输出是八个接收时隙中每一个的解调脉冲串数据。该数据被发往主DSP处理器31，其主要功能在于控制系统的全部元件以及与更高级处理的接口，更高级处理处理系统通信协议中所定义的全部不同的控制与业务通信信道中通信所需信号。主DSP31可以是摩托罗拉DSP56300系列的DSP。另外，时隙处理器向主DSP31发送每个用户终端确定的接收权重。主DSP31保持状态和定时的信息，从时隙处理器17接收上行链路脉冲串数据，并对时隙处理器17进行编程。此外，它进行解密、去扰、检验纠错码，并解构上行链路信号的脉冲串，然后格式化将要发送用于基站其它部件中更高级处理的的上行链路信号。而且，DSP31可包含存储器元件，以便存储数据、指令、或跳变函数或序列。可替换地，基站可具有分离的存储器元件或可访问辅助的存储器元件。至于基站的其它部件，其格式化维护数据与业务数据，用于基站中另外更高级的处理，接收下行链路消息和来自基站其它部件的业务数据，处理下行链路脉冲串，格式化下行链路脉冲串并将其发往表示为37的发射控制器/调制器。主DSP还管理基站其它部件的编程，包括发射控制器/调制器37以及表示为33的RF定时控制器。
RF定时控制器33与表示为方框45的RF系统对接，还产生多个RF系统与调制解调器都使用的定时信号。RF控制器33读取并传输功率监控和控制值，控制双工器7，并从主DSP31接收用于每个脉冲串的定时参数以及其它设置。
发射控制器/调制器37从主DSP31接收传输数据。发射控制器采用该数据产生发往RF发射机(TX)模块35的模拟IF输出。具体地，接收的数据比特被转换为复合调制的信号，上变频到IF频率、抽样、与从主DSP31获取的传输权重相乘，并经数/模转换器(“DAC”)转换成模拟传输波形，该数/模转换器为发射控制器/调制器37的部件。模拟波形被发送至发射模决35。发射模块35将信号上变频到发射频率并放大信号。放大后传输信号的输出经双工器/时间开关7发送至天线3。
用户终端结构图5描述了在提供数据或语音通信的远程终端中的示例组件的排列。远程终端的天线45与双工器46相连，以准许天线45用于同时发射与接收。天线可以是全向或定向的。为了获得最佳性能，天线可由多个元件组成并采用上述用于基站的空间处理。在替换选实施例中，使用了分离的接收天线与发射天线，而不再需要双工器46。在采用了时分双工的另一个替换实施例中，如本领域众所周知的，可采用发射/接收(TR)开关来替代双工器。双工器的输出47充当接收机48的输入。接收机48产生下变频后的信号49，该信号为解调器51的输入。经解调接收的声音或语音信号67输入扬声器66。
远程终端具有相应的发射链，其中将要发射的数据或语音在调制器57中被调制。要发射的调制信号59由调制器57输出，经发射机60上变频和放大，产生发射机输出信号61。发射机输出61然后输入双工器46，由天线45发射。
解调的接收数据52提供给远程终端的中央处理单元68(CPU)，它是解调前的接收数据50。远程终端的CPU68可用标准的DSP(数字信号处理器)设备来实现，例如摩托罗拉系的56300系列DSP。该DSP还可执行解调器51与调制器57的功能。远程终端的CPU68通过线路63控制接收机，通过线路62控制发射机，通过线路52控制解调器以及通过线路58控制调制器。它还可通过线路54与键盘53通信，通过线路55与显示器56通信。对于语音通信的远程终端，麦克风64和扬声器66分别通过线路65和66连接通过调制器57和解调器51。在另一实施例中，麦克风与扬声器还可直接与CPU通信来提供语音或数据通信。而且，远程终端的CPU68还可包含存储器元件，以便存储数据、指令、或跳变函数或序列。可替换地，远程终端可具有分离的存储器元件或可访问辅助的存储器元件。
在一个实施例中，扬声器66以及麦克风64被本领域众所周知的数字接口所置换或增大，以允许数据向/从外部数据处理设备(例如计算机)传输。在一个实施例中，远程终端的CPU耦合到标准的数字接口，例如到外部计算机的PCMCIA接口，并且显示器、键盘、麦克风与扬声器为该外部计算机的部件。远程终端的CPU68通过数字接口和外部计算机的控制器与这些部件通信。对于只传数据的通信，麦克风与扬声器可以省略。对于只传语音的通信，键盘与显示器可以省略。
一般情况在上面的描述中，出于说明的目的，阐述了大量的具体细节，以便透彻理解本发明。然而，对于本领域的技术人员显而易见的是，本发明可以不用这些具体细节中的某些内容而付诸实现。在其它实例中，公知的结构与设备以框图的形式示出。
本发明包括多种步骤。本发明的步骤可被硬件部件执行，例如图4和5所示的那些部件，或可体现在机器可执行的指令中，该指令可用于使采用指令编程的通用或专用处理器或逻辑电路执行这些步骤。可替换地，可由硬件与软件的组合来执行这些步骤。这些步骤已被描述成由基站或用户终端来执行。然而，许多被描述成由基站执行的步骤可由用户终端来执行，反之亦然。而且，本发明同样适用于这样的系统，其中终端彼此通信，且没有任何一个被指明为基站、用户终端、远程终端或用户站。因此，本发明同样适用于且有助于采用跳频与空间处理的通信设备的对等无线网络。这些设备可以是蜂窝电话、PDA、膝上计算机、或任何其它无线设备。
在上述的部分内容中，接收脉冲串是在基站接收的。在上述的其它实施例中，用户终端接收脉冲串。因此，基站或用户终端，或任何其它未指明作为基站或用户终端的通信设备，例如在对等系统中，可在上行链路或下行链路上采用本发明的实施方式。而且，接收脉冲串或信号有时描述成都含有训练段与辅助数据段，例如FACCH。然而，本发明的实施例可付诸实现而不用在接收脉冲串或信号中包含任何的训练。在这些实施例中，辅助数据段可采用非相干调制格式来编码。然而，在其它实施例中，辅助数据段可采用相干调制格式来编码。
而且，在上述的部分内容中，FACCH显示在接收脉冲串的结尾。在其它的部分内容中，FACCH毗邻训练段显示。然而，本发明的实施例可具有处于脉冲串起始、中部或结尾中的FACCH，或则FACCH可以以更小的片段形式散布在整个脉冲串中。可替换地，FACCH或辅助数据段不必通过时间从主有效负载中分离出来。例如，在采用CDMA的实施例中，可在正交信道上包含主有效负载，而在同相信道上包含辅助数据段，通过代码分开。
另外，在上述的部分内容中，辅助数据段用于通过计算多种信道参数来训练接收机。在其它的部分内容中，辅助数据段用于训练均衡器。然而，本发明的实施例可用于任何通常采用训练序列来执行的训练。例如，本发明的实施例可用于分组、网络或相位与码元的同步，或用于滤波器权重的计算。
本发明作为计算机程序产品提供，其可包括其上存储有指令的机器可读介质，该指令可用于对计算机(或其它电子设备)编程来执行根据本发明的处理。机器可读介质可包括但不限于软盘、光盘、CD-ROM、以及磁光盘、ROM、RAM、EPROM、EEPROM、磁或光卡、闪存、或其它类型的适于存储电子指令的媒体/机器可读介质。而且，本发明可作为计算机程序产品被下载，其中，程序可通过通信链路(例如调制解调器或网络连接)，借助于体现在载波或其它传播介质中的数据信号，从远程计算机向请求的计算机传送。
许多方法按照它们最基本的形式来描述，但是在不脱离本发明基本范围的前提下，任何方法可增加或从中删减步骤，并且任何所述消息可增加或从中删减信息。对本领域技术人员显而易见的是，可以作出许多进一步的修改与变通。提供特定的实施例是为了说明而非限制本发明。本发明的范围不是由上文提供的具体示例来确定，而仅由下文的权利要求来确定。
应当理解，此说明书通篇提及的“一个实施例”或“实施例”指的是在本发明的具体实现中可以包括的具体特征。同样，应当理解，在本发明示例性实施例的前述描述中，出于精炼内容和便于理解各个创造性方面中的一个或多个的目的，本发明的多种特征有时一起组合在单个实施例、附图或描述中。然而，所披露的方法不应被理解为所述发明意在要求比每个权利要求中所清楚表述的更多的特征。相反，如下列权利要求所反映出的，创造性方面少于单个前述实施例中全部的特征。于是，“具体实施方式
”后面的权利要求因而被清楚引入到“具体实施方式
”内，其中每个权利要求其本身就是本发明的独立实施例。
权利要求
1.一种方法，包括接收通信信道上的脉冲串，该脉冲串包括包含第一已知训练序列的第一训练段，第一训练段在包含一组表示控制数据的代码字其中一个的辅助数据段的前面，辅助数据段在包含用户数据的主数据段的前面，主数据段在包含第二已知训练序列的第二训练段的前面；采用第一训练段与第二训练段中的至少一个，估算第一组均衡器权重；通过将估算的第一组均衡器权重至少应用于第一训练段、辅助数据段与第二训练段，从而补偿通信信道的信道缺陷；通过解码辅助数据段提取控制数据，以便从其中包含的该组代码字中确定一个代码字；至少采用第一训练段与第二训练段，估算脉冲串期间通信信道的增益与相位；采用估算的增益与相位，补偿至少第一训练段和辅助数据段中的增益和相位偏移；至少采用第一训练段与辅助数据段，估算第二组均衡器权重；以及采用估算的增益与相位以及估算的第二组均衡器权重，解码主数据段。
2.根据权利要求1的方法，其中，估算第一组均衡器权重包括最小化最小二乘法成本函数。
3.根据权利要求1的方法，其中，所述信道缺陷包括通信信道的定时偏移。
4.根据权利要求1的方法，其中，提取控制数据包括将辅助数据段与所述代码字组相比较；以及基于比较，从该组代码字中选择一个代码字。
5.根据权利要求4的方法，其中，辅助数据段采用非相干调制格式编码。
6.根据权利要求5的方法，其中，辅助数据段采用沃尔什-哈德玛码编码。
7.根据权利要求6的方法，其中的比较包括通过对辅助数据段与所述代码字组中的代码字执行快速哈德玛变换(FHT)，使辅助数据段与这组代码字相关。
8.根据权利要求7的方法，其中的选择包括从所述组中选择作为FHT结果具有最大绝对值的代码字。
9.根据权利要求4的方法，其中的比较包括使辅助数据段与所述代码字组相关。
10.根据权利要求1的方法，其中，估算增益与相位包括确定第一训练段期间增益及相位的测量值；确定第二训练段期间增益及相位的测量值；以及通过在第一训练段期间增益及相位测量值与第二训练段期间增益及相位测量值之间进行内插，确定脉冲串中的增益与相位。
11.根据权利要求1的方法，其中，估算第二组均衡器权重包括最小化最小二乘法成本函数。
12.根据权利要求1的方法，其中，解码主数据段包括补偿主数据段中的增益与相位；将第二组均衡器权重应用于主数据段；以及提取主数据段所包含的用户数据。
13.根据权利要求12的方法，其中，提取用户数据包括将由提取的控制数据所指示的调制格式应用于主数据段。
14.根据权利要求1的方法，其中，辅助数据段包括FACCH(快速随路控制信道)。
15.一种方法，包括接收通信信道上的脉冲串，该脉冲串包括包含第一已知训练序列的训练段，该训练段在包含用户数据的主数据段的前面，该主数据段在包含一组表示控制数据的代码字其中一个的辅助数据段的前面；采用该训练段确定通信信道的定时偏移；确定该训练段中的通信信道的增益与相位；通过解码辅助数据段来提取控制数据，从辅助数据段所包含的这组代码字中确定一个代码字；确定辅助数据段中的通信信道的增益与相位；以及采用已确定的定时偏移、该训练段中已确定的增益与相位以及辅助数据段中已确定的增益与相位，解码主数据段。
16.根据权利要求15的方法，其中，通过解码辅助数据段提取控制数据，从而从辅助数据段所包含的这组代码字中确定一个代码字包括将辅助数据段与这组代码字相比较；以及基于比较，从这组代码字中选择一个代码字。
17.根据权利要求16的方法，其中，辅助数据段采用非相干调制格式编码。
18.根据权利要求17的方法，其中，辅助数据段采用沃尔什-哈德玛码编码。
19.根据权利要求18的方法，其中的比较包括通过对辅助数据段和这组代码字中的代码字执行快速哈德玛变换(FHT)，使辅助数据段与这组代码字相关。
20.根据权利要求19的方法，其中选择代码字包括从所述组中选择作为FHT结果具有最大绝对值的代码字。
21.根据权利要求16的方法，其中，将辅助数据段与这组代码字相比较包括使辅助数据段与这组代码字相关。
22.根据权利要求15的方法，其中，解码主数据段包括补偿已确定的主数据段中的定时偏移；通过在该训练段中所确定的增益与相位测量值以及辅助数据段中所确定的增益与相位测量值之间进行内插，确定主数据段中的增益与相位；补偿已确定的主数据段中的增益与相位；以及提取主数据段所包含的用户数据。
23.根据权利要求22的方法，其中，提取用户数据包括将由提取的控制数据所指示的调制格式应用于主数据段。
24.根据权利要求15的方法，其中，辅助数据段包括FACCH(快速随路控制信道)。
25.一种方法，包括接收通信信道上的通信信号，该信号包括主数据段与辅助数据段，其中主数据段与辅助数据段包含用于传送信息的数据；以及采用辅助数据段确定通信信道的参数。
26.根据权利要求25的方法，还包括通过采用已确定的参数解码主数据段所包含的数据来提取主信息。
27.根据权利要求26的方法，还包括提取辅助信息，其中提取辅助信息包括解码辅助数据段所包含的数据；并且其中提取主信息包括采用提取的辅助信息来提取主信息。
28.根据权利要求27的方法，其中，辅助信息包括关于用于编码主数据段的调制格式的信息，并且主信息包括在通信信道上传送的用户数据。
29.根据权利要求25的方法，其中，所述参数包括通信信道的相位参数。
30.根据权利要求29的方法，其中，所述相位参数包括通信信道的频偏。
31.根据权利要求25的方法，其中，所述参数包括通信信道的定时偏移。
32.根据权利要求25的方法，其中，所述参数包括通信信道的脉冲响应。
33.根据权利要求25的方法，其中，所述参数包括用于通信信道上的空间处理参数。
34.根据权利要求25的方法，其中，所述参数包括通信信道的增益与相位。
35.根据权利要求25的方法，其中，辅助数据段包括FACCH(快速随路控制信道)。
36.根据权利要求25的方法，其中，所述信号包括脉冲串。
37.根据权利要求25的方法，其中，确定所述参数包括将辅助数据段与一组预期的代码字相比较；基于比较，从这组预期的代码字中选择一个代码字；以及通过将辅助数据段与选定的代码字相比较，确定通信信道的参数。
38.根据权利要求37的方法，其中，辅助数据段采用非相干调制格式编码。
39.根据权利要求38的方法，其中，辅助数据段采用沃尔什-哈德玛码编码。
40.根据权利要求39的方法，其中，比较辅助数据包括通过对辅助数据段和这组代码字中的每个预期代码字执行快速哈德玛变换(FHT)，使辅助数据段与这组预期代码字相关。
41.根据权利要求40的方法，其中，选择代码字包括从所述组中选择作为FHT结果具有最大绝对值的代码字。
42.根据权利要求37的方法，其中，比较辅助数据段包括使辅助数据段与这组预期的代码字相关。
43.根据权利要求25的方法，其中，所述接收信号还包含训练段，其中该训练段包含已知训练序列，并且在接收信号中，主数据段位于训练段与辅助数据段之间。
44.根据权利要求43的方法，还包括采用训练段来确定通信信道的参数；以及采用使用训练段确定的参数以及使用辅助数据段确定的参数来确定主段期间通信信道的参数。
45.根据权利要求44的方法，其中，确定主段期间通信信道的参数包括在使用训练段确定的参数与使用辅助数据段确定的参数之间进行内插。
46.一种承载调制数据的通信脉冲串，该数据包括包含第一已知训练序列的第一训练段；包含控制数据的辅助数据段；包含用户数据的主数据段；以及包含第二已知训练序列的第二训练段；其中第一训练段在辅助数据段的前面，辅助数据段在主数据段的前面，主数据段在第二训练段的前面。
47.根据权利要求46的脉冲串，其中，所述控制数据由一组代码字其中的一个来表示。
48.根据权利要求47的脉冲串，其中，这组代码字包括一组沃尔什-哈德玛代码字。
49.根据权利要求47的脉冲串，其中，这组代码字具有阈值之下的最高互相关。
50.根据权利要求47的脉冲串，其中，这组代码字具有阈值之下用于零时滞的最高自相关。
51.一种承载调制数据的通信脉冲串，该数据包括包含第一已知训练序列的训练段；包含用户数据的主数据段；以及包含控制数据的辅助数据段；其中训练段在主数据段的前面，主数据段在辅助数据段的前面。
52.根据权利要求51的脉冲串，其中，所述控制数据由一组代码字其中的一个来表示。
53.根据权利要求52的脉冲串，其中，这组代码字包括一组沃尔什-哈德玛代码字。
54.根据权利要求52的脉冲串，其中，这组代码字具有阈值之下的最高互相关。
55.根据权利要求52的脉冲串，其中，这组代码字具有阈值之下的用于零时滞的最高自相关。
56.一种承载调制数据的通信脉冲串，该数据包括包含已知训练序列的训练段；包含控制数据的辅助数据段；以及包含用户数据的主数据段；其中主数据段在训练段与辅助数据段之间。
57.根据权利要求56的脉冲串，还包括包含第二已知训练序列的第二训练段，其中第二训练段毗邻辅助数据段。
58.一种通信设备，包括接收机，用于接收通信信道上的通信信号，该信号包括主数据段与辅助数据段，其中主数据段与辅助数据段包含用于传送信息的数据；以及处理器，采用接收通信信号的辅助数据段来确定通信信道的参数。
59.根据权利要求58的通信设备，其中，所述处理器通过采用已确定的参数解码主数据段所包含的数据来提取主信息。
60.根据权利要求59的通信设备，其中，所述处理器还通过解码辅助数据段所包含的数据来提取辅助信息，并采用已提取的辅助信息来提取主信息。
61.根据权利要求60的通信设备，其中，辅助信息包括关于用于编码主数据段的调制格式的信息，并且主信息包括在通信信道上传送的用户数据。
62.根据权利要求58的通信设备，其中，所述参数包括通信信道的相位参数。
63.根据权利要求62的通信设备，其中，所述相位参数包括通信信道的频偏。
64.根据权利要求58的通信设备，其中，所述参数包括通信信道的定时偏移。
65.根据权利要求58的通信设备，其中，所述参数包括通信信道的脉冲响应。
66.根据权利要求58的通信设备，其中，所述参数包括用于通信信道上的空间处理参数。
67.根据权利要求58的通信设备，其中，所述参数包括通信信道的增益与相位。
68.根据权利要求58的通信设备，其中，辅助数据段包括FACCH(快速随路控制信道)。
69.根据权利要求58的通信设备，其中，所述信号包括脉冲串。
70.根据权利要求58的通信设备，其中，所述处理器通过如下操作来确定参数将辅助数据段与一组预期的代码字相比较；基于比较，从这组预期的代码字中选择一个代码字；以及将辅助数据段与选定的代码字相比较。
71.根据权利要求70的通信设备，其中，辅助数据段采用非相干调制格式编码。
72.根据权利要求71的通信设备，其中，辅助数据段采用沃尔什-哈德玛码编码。
73.根据权利要求72的通信设备，其中，所述处理器还包括快速哈德玛变换模块，以便通过对辅助数据段和这组代码字中的每个所预期代码字执行快速哈德玛变换(FHT)，使辅助数据段与这组预期的代码字相关，从而将辅助数据段与这组预期的代码字相比较。
74.根据权利要求73的通信设备，其中，所述处理器通过从这组预期的代码字中选择作为FHT结果具有最大绝对值的代码字来选择代码字。
75.根据权利要求70的通信设备，其中，所述处理器通过使辅助数据段与这组预期的代码字相关来比较辅助数据段与这组预期的代码字。
76.根据权利要求58的通信设备，其中，所述接收信号还包含训练段，其中该训练段包含已知训练序列，并且在接收信号中，主数据段位于训练段与辅助数据段之间。
77.根据权利要求76的通信设备，其中，所述处理器还采用训练段来确定通信信道的参数；以及采用使用训练段确定的参数以及使用辅助数据段确定的参数来确定主段期间通信信道的参数。
78.根据权利要求77的通信设备，其中，所述处理器通过在使用训练段确定的参数与使用辅助数据段确定的参数之间进行内插，从而确定主段期间通信信道的参数。
79.一种其上存储有表示指令的数据的机器可读介质，当处理器执行该指令时，该指令使处理器执行下述操作，包括接收通信信道上的通信信号，该信号包括主数据段与辅助数据段，其中主数据段与辅助数据段包含用于传送信息的数据；以及采用辅助数据段来确定通信信道的参数。
80.根据权利要求58的机器可读介质，其中，所述指令还使处理器通过采用已确定的参数解码主数据段所包含的数据来提取主信息。
81.根据权利要求59的机器可读介质，其中，所述指令还使处理器执行如下操作，包括通过解码辅助数据段所包含的数据来提取辅助信息；并且其中还采用已提取的辅助信息提取主信息。
82.根据权利要求81的机器可读介质，其中，辅助信息包括关于用于编码主数据段的调制格式的信息，并且主信息包括在通信信道上传送的用户数据。
83.根据权利要求79的机器可读介质，其中，所述参数包括通信信道的相位参数。
84.根据权利要求83的机器可读介质，其中，所述相位参数包括通信信道的频偏。
85.根据权利要求79的机器可读介质，其中，所述参数包括通信信道的定时偏移。
86.根据权利要求79的机器可读介质，其中，所述参数包括通信信道的脉冲响应。
87.根据权利要求79的机器可读介质，其中，所述参数包括用于通信信道上的空间处理参数。
88.根据权利要求79的机器可读介质，其中，所述参数包括通信信道的增益与相位。
89.根据权利要求79的机器可读介质，其中，辅助数据段包括FACCH(快速随路控制信道)。
90.根据权利要求79的机器可读介质，其中，所述信号包括脉冲串。
91.根据权利要求79的机器可读介质，其中，采用辅助数据段确定通信信道的参数包括将辅助数据段与一组预期的代码字相比较；基于比较，从这组预期的代码字中选择一个代码字；以及通过将辅助数据段与选定的代码字相比较来确定通信信道的参数。
92.根据权利要求91的机器可读介质，其中，辅助数据段采用非相干调制格式编码。
93.根据权利要求92的机器可读介质，其中，辅助数据段采用沃尔什-哈德玛码编码。
94.根据权利要求93的机器可读介质，其中，将辅助数据段与这组预期的代码字相比较包括通过对辅助数据段和这组代码字中的每个预期代码字执行快速哈德玛变换(FHT)，使辅助数据段与这组预期的代码字相关。
95.根据权利要求94的机器可读介质，其中，从这组预期代码字中选择代码字包括通过从这组中选择作为FHT结果具有最大绝对值的代码字。
96.根据权利要求91的机器可读介质，其中，将辅助数据段与这组预期的代码字相比较包括使辅助数据段与这组预期代码字相关。
97.根据权利要求79的机器可读介质，其中，所述接收信号还包含训练段，其中该训练段包含已知训练序列，并且在接收信号中，主数据段位于训练段与辅助数据段之间。
98.根据权利要求97的机器可读介质，其中，所述指令还使处理器执行如下操作，包括采用训练段来确定通信信道的参数；以及采用使用训练段确定的参数以及使用辅助数据段确定的参数来确定主段期间通信信道的参数。
99.根据权利要求98的机器可读介质，其中，确定主段期间通信信道的参数包括在使用训练段确定的参数与使用辅助数据段确定的参数之间进行内插。
全文摘要
本发明可用于采用辅助数据来执行训练。在一个实施例中，本发明包括接收通信信道的通信信号，其中通信信号具有均传送信息的主数据段和辅助数据段；以及采用辅助数据段确定通信信道的参数。在本发明的另一实施例中，通信信号也可包括包含已知训练信号的训练段。
文档编号H04L27/00GK1679288SQ03820258
公开日2005年10月5日 申请日期2003年6月26日 优先权日2002年6月26日
发明者S·G·桑卡兰, P·佩特鲁斯, M·D·特罗特, J·S·陈 申请人:阿雷伊通讯有限公司