專利名稱：采用頻率分集的系統(tǒng)的數(shù)據(jù)信道過程的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及無線通信系統(tǒng)。具體地說，本發(fā)明涉及便于在使用跳頻(frequency hopping)的數(shù)字設(shè)備之間進行的通信傳輸?shù)臄?shù)據(jù)信道過程。
背景技術(shù)：
在過去的幾年中無線工業(yè)有了快速的發(fā)展。無線通信已經(jīng)成了每日生活的一個標準部分。大多數(shù)人在日常生活的各個方面中使用各種形式的無線通信，諸如全球數(shù)字移動電話系統(tǒng)(GSM)、通用移動電信系統(tǒng)(UMTS)、載波偵聽多路訪問(CDMA)和802.11。
通常，無線系統(tǒng)是為某個覆蓋范圍或覆蓋區(qū)(footprint)設(shè)計的。通常將這些區(qū)域稱為小區(qū)。小區(qū)可以讓多個源重復使用類似的頻率從而為相距一定距離的大城市區(qū)域提供服務(wù)。在給定的區(qū)域內(nèi)小區(qū)的地理大小不必保持一致，它們可以根據(jù)頻率和功率等級、區(qū)域的地勢、一天中的時間等等因素而變化。小區(qū)中的通信利用了按需指定多址(Demand Assigned Multiple Access)(DAMA)的概念。DAMA可以讓多個設(shè)備根據(jù)需要以共享的方式訪問網(wǎng)絡(luò)?；旧希O(shè)備對網(wǎng)絡(luò)的訪問是基于先到先服務(wù)的原則的。在無線網(wǎng)絡(luò)中，有許多為最終用戶提供多路訪問的方法。最基本的層次上，有頻分多址(FDMA)方法(它實際上是所有無線通信的出發(fā)點)，每個小區(qū)必須按頻率進行分隔以避免無線設(shè)備之間的相互干擾。
另一種相對較新并源于擴頻無線電技術(shù)的通信方法是碼分多址(CDMA)。擴頻無線電技術(shù)在射頻頻譜上擴展所發(fā)射的信號的帶寬。射頻的合并頻譜通常要比為窄帶信號發(fā)射提供支持所需要的帶寬寬得多。擴頻使用了兩種技術(shù)，它們是直接序列(DS)和跳頻(FH)。簡單地說，DS擴頻是分組無線技術(shù)，在這種技術(shù)中將窄帶信號在載波頻帶上展開。換言之，將信號信息組成分組，每個分組在較寬的載波頻率上以冗余的方式(即，不止一次地發(fā)射分組)發(fā)射。這樣就可以支持多重發(fā)射。用唯一的代碼(諸如在每個數(shù)據(jù)分組前面的10位代碼)來標識來自特定終端的發(fā)射信息。大多數(shù)較新的技術(shù)(諸如CDMA、802.11和無線應用)使用直接序列擴頻(DSSS)。然而，藍牙和本發(fā)明使用跳頻擴頻(FHSS)。在一些802.11的應用中使用FH模式。FHSS包括在一個頻率范圍上的寬帶載波中發(fā)射分組的短脈沖。實質(zhì)上，發(fā)射器和接收器按照編排好的順序從一個頻率跳到另一個頻率并在每個頻率上發(fā)射一定數(shù)量的分組。在諸如蜂窩系統(tǒng)的陸上移動中繼系統(tǒng)中，跳頻是由集中基站天線控制的。在蜂窩系統(tǒng)由于小區(qū)忙或在指定區(qū)域因缺少覆蓋而不可用的時候可能需要使用變通的通信模式。這個模式通常是指“脫網(wǎng)功能(talk-around)”或“直接模式”，它可以讓兩個無線設(shè)備相互之間直接進行通信，這類似于普通的雙向無線通信。本發(fā)明的一個實施例就是關(guān)于脫網(wǎng)功能模式的操作的。
當在未被許可但是由聯(lián)邦通信委員會(FCC)管理的900兆赫和2.4千兆赫頻段中高功率地工作的時候，需要防止與相同頻段的其他用戶之間的相互干擾。例如，無線電話使用900MHz頻段和IEEE 802.11或藍牙無線設(shè)備使用2.4GHz工業(yè)、科學和醫(yī)療頻段(ISM)。通過使用在前面討論過的包括DS技術(shù)或FH技術(shù)的擴頻技術(shù)可以實現(xiàn)互不干擾。
出于多種原因使用FH發(fā)射語音信息的范圍在某種程度上是有限。所需要的是用功能和應用來處理數(shù)據(jù)，諸如文本報文、多人游戲和GPS定位信息。此外，由于可以將數(shù)據(jù)發(fā)射的范圍設(shè)計成超出語音發(fā)射的，因而就可能在語音功能不工作的時候發(fā)送文本報文。例如，在蜂窩電話或其它語音個人通信設(shè)備中，即使語音呼叫是聽不見的，接收單元也至少可以接收呼叫者的標識。至少，這樣用戶就能夠識別出進行聯(lián)系嘗試的用戶。
我們需要能夠可靠地發(fā)射數(shù)據(jù)塊的系統(tǒng)和方法的可靠性。例如，需要可靠地發(fā)射發(fā)信移動設(shè)備的私有標識。在實現(xiàn)可靠地發(fā)射私有標識的嘗試中，產(chǎn)生了關(guān)于信號檢測、發(fā)射報文長度、通信范圍和跳頻集中正在使用的頻率的問題。這些缺點與數(shù)據(jù)通信的局限性、以及滿足(在U.S.47CFR第15.247-15.247部分和其它國家的類似規(guī)則中提出的)FCC的準則的需要相關(guān)。因此，所需要的是一種用于解決對數(shù)據(jù)信道的跳頻的使用問題的系統(tǒng)和方法。同樣需要的是提供數(shù)據(jù)傳輸中的性能增益和可靠性。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明涉及在無線系統(tǒng)中使用的通信系統(tǒng)和方法。具體地說，本發(fā)明涉及便于在使用跳頻擴頻編碼的數(shù)字設(shè)備之間進行數(shù)據(jù)通信。
本發(fā)明的核心是開發(fā)跳頻數(shù)據(jù)幀，這種幀可靠地傳送滿足給定的應用程序所需要的最小數(shù)據(jù)大小的信號數(shù)據(jù)單元。例如，這種數(shù)據(jù)單元可能是設(shè)備的標識號。通過使用前向誤差校正和重復分集，就可以實現(xiàn)可靠性和性能增益。此外，如同在跳頻(FH)系統(tǒng)中所需要的那樣，通過在多個頻率上重復經(jīng)過編碼的和重復的數(shù)據(jù)，就實現(xiàn)了頻率分集帶來的額外好處。頻率分集帶來了避免相互干擾和不關(guān)聯(lián)的信道衰減這樣的增益?？梢允褂没镜臄?shù)據(jù)幀來將數(shù)據(jù)(諸如設(shè)備標識)嵌入到其它應用中，諸如數(shù)字FH語音發(fā)射。在本發(fā)明的另一個方面中，可以將基本數(shù)據(jù)幀與其它幀相連接從而在FH設(shè)備之間提供完整的數(shù)據(jù)發(fā)射協(xié)議。本發(fā)明的方法提供了在固定的網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施之外進行離線工作的能力，這種方法使用加權(quán)的偽隨機發(fā)生器來不強調(diào)在發(fā)射分組中對已知呼叫建立頻率的選擇，并用偽隨機順序的頻率發(fā)射數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)分組，從而實現(xiàn)頻率分集。這種方法用于讓兩個或多個FH設(shè)備在不與網(wǎng)絡(luò)進行通信的情況下相互之間直接通信，例如數(shù)字雙向數(shù)據(jù)/語音無線設(shè)備。


圖1是可以應用本發(fā)明的示例無線通信系統(tǒng)的方框圖；圖1B是說明在網(wǎng)絡(luò)外處于脫網(wǎng)功能模式下進行直接通信的遠端單元的方框圖；圖2是本發(fā)明中示例遠端單元的電氣方框圖；圖3是用于實現(xiàn)基本的跳頻數(shù)據(jù)幀的代表性數(shù)字信道規(guī)程的方框圖；圖4A說明了完整數(shù)據(jù)發(fā)射協(xié)議幀，幀中用零來填充，而沒有報文的重復；和圖4B說明了本發(fā)明的改進情形，其中描繪了數(shù)字信道過程發(fā)射信號中的幀，幀中用零填充并有整個報文的重復。
具體實施例方式
本發(fā)明提供了一種用于在遠程移動單元之間處理和發(fā)射數(shù)據(jù)的獨特系統(tǒng)和方法。本發(fā)明可以應用于無線系統(tǒng)中的通信。具體地說，本發(fā)明涉及便于在使用擴頻編碼來發(fā)射數(shù)據(jù)的數(shù)字設(shè)備之間進行通信。
先參看圖1，這個方框圖說明了在可以應用本發(fā)明的環(huán)境中的無線通信系統(tǒng)。應當注意的是本發(fā)明也可以在不在圖示的系統(tǒng)中工作的設(shè)備之間直接應用，這種情況將會參考圖1B來討論。如圖1所示，固定部分108包括一個或多個基站106，它們?yōu)槎鄠€遠程用戶設(shè)備102提供通信服務(wù)?；?06由通信鏈路耦合，優(yōu)選地與使用傳統(tǒng)射頻技術(shù)的用戶設(shè)備102進行通信。一個或多個天線104提供從基站106到遠程用戶設(shè)備102的通信。優(yōu)選地，基站106還經(jīng)天線104從多個遠程用戶設(shè)備102接收RF信號。
通信網(wǎng)絡(luò)100的固定部分108與公共交換電話網(wǎng)(PSTN)110相連以從類似電話112和計算機114的其它類型的設(shè)備接收和向它們發(fā)射報文。諸如電話112和計算機114的設(shè)備可以接收或發(fā)起由遠程用戶設(shè)備102發(fā)起或接收的呼叫或信息。本領(lǐng)域普通技術(shù)人員應當理解也可以使用其它類型的網(wǎng)絡(luò)(諸如局域網(wǎng)(LAN)、廣域網(wǎng)(WAN)和因特網(wǎng))來從無線網(wǎng)絡(luò)100接收或向其發(fā)送有選擇的呼叫信息。諸如計算機114的計算機也可以作為由無線通信系統(tǒng)使用的各種應用和信息的中央存儲庫來使用。
應進一步認識到，本發(fā)明可以應用于包括調(diào)度系統(tǒng)、蜂窩電話系統(tǒng)和語音和/或數(shù)據(jù)報文通信系統(tǒng)的其它類型的系統(tǒng)中。
圖1B說明了脫網(wǎng)功能變通通信模式。在脫網(wǎng)功能模式下，兩個或多個遠程用戶設(shè)備102在網(wǎng)絡(luò)之外相互之間直接進行通信。本發(fā)明對用戶設(shè)備102之間的無網(wǎng)絡(luò)通信特別有用。具有地說，本發(fā)明的一個實施例為諸如數(shù)字步話機這樣的與任何網(wǎng)絡(luò)都不關(guān)聯(lián)的遠程設(shè)備提供了直接通信的能力。我們將參看圖2來討論可以使用本發(fā)明的典型遠程用戶設(shè)備102。
圖2說明了示例的遠程用戶設(shè)備102和它的各種組件。遠程用戶設(shè)備102包括用于接收入站報文和發(fā)射出站報文的天線202。天線202與發(fā)射器204和接收器206相連。發(fā)射器204和接收器206都與處理器216相連，處理器216用于處理與出站和入站報文相關(guān)的信息并控制本發(fā)明中的遠程用戶設(shè)備102。用戶界面210與處理器216或操作地連接以提供用戶交互和反饋。在本發(fā)明的實施例中，用戶界面包括顯示器212和鍵盤214。顯示器212為用戶提供來自處理器216的操作信息和反饋。鍵盤214可以讓用戶進行輸入和對處理器216進行響應。為實現(xiàn)本發(fā)明的目標也可以使用其它方法或系統(tǒng)來提供用戶交互和反饋。石英震蕩器208為處理器216和遠程用戶設(shè)備102的其它組件提供傳統(tǒng)的計時功能。處理過程由處理器216和存儲器218共同執(zhí)行。存儲器218包括用于編程和操作本發(fā)明的遠程用戶設(shè)備102的軟件指令和數(shù)據(jù)。遠程用戶設(shè)備102進行工作以與基站106或其它遠程用戶設(shè)備102進行通信。不管目的是什么，高度可靠地發(fā)射一組數(shù)據(jù)都是很必要的，這樣即使聽不見語音時也可以讓呼叫的接收者識別出呼叫者。
將參看圖3來討論可靠的數(shù)據(jù)發(fā)射。具體地說，在本發(fā)明的實施例中將討論可靠的發(fā)射數(shù)據(jù)的基本單元(諸如始發(fā)移動設(shè)備的私有標識)。然而，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員應當理解，本發(fā)明的系統(tǒng)和方法也可以同等地應用于其它數(shù)據(jù)項目，諸如文本報文。通常，與移動用戶設(shè)備的標識相關(guān)的數(shù)據(jù)應當可以在信噪比(SNR)非常低的情況下接收。換言之，在SNR不夠高以用于好的語音質(zhì)量時，有某種類型的通信起作用。如果用戶在數(shù)字語音工作期間不能清晰地聽到呼叫者的聲音，被呼的用戶至少應當知道是誰在呼叫。此外，在語音通信不可行的時候，用戶可以選擇用短文本報文進行通信，并且本發(fā)明可以讓這種報文的傳送更可靠。
為了實現(xiàn)可靠傳送的目標，要使用數(shù)據(jù)信道過程(DCP)，其中要對數(shù)據(jù)信息信號施加總開銷。在這個過程中使用的機制可能包括一個或多個前向誤差校正(FEC)、重復分集和循環(huán)冗余校驗(CRC)碼。
圖3說明了為系統(tǒng)設(shè)計的DCP、為發(fā)射數(shù)據(jù)而實現(xiàn)頻率分集。在本發(fā)明的實施例中，所使用的調(diào)制方法是在3200碼元每秒的速度下，帶不相干檢測的正交移頻鍵控(8-FSK)。碼元是對來自要發(fā)射的數(shù)據(jù)的各位進行調(diào)制編碼的結(jié)果。在圖示的實施例300中，使用具有50KHz的調(diào)頻載波間隔的、902-928MHz ISM頻段中的工作頻率。每個調(diào)頻集包括50個載波并且由于FCC準則必須一致地使用這些頻段中的每一個。
在典型的DCP 300中，在步驟302處，要發(fā)射34位的數(shù)據(jù)塊√。這個數(shù)據(jù)可以是發(fā)信者的PID、文本報文或其它一些數(shù)據(jù)。為了幫助說明本發(fā)明，在討論中要使用各種符號和記號。例如，用 表示的向量是位向量，而用“▲”表示的向量是指8-FSK碼元向量。還用向量的下標來表示對向量執(zhí)行過的方法。例如下標‘S’表示相關(guān)向量的數(shù)據(jù)位已經(jīng)加入了停止位，‘C’表示執(zhí)行了CRC，‘F’表示已經(jīng)加入了溢出位和‘R’表示已經(jīng)執(zhí)行了一次或多次重復。
轉(zhuǎn)到圖示的DCP300，在步驟304處將停止位加入到34位的數(shù)據(jù)√中，其結(jié)果是35位的數(shù)據(jù)√S。緊跟著，在步驟306處用生成多項式g(x)＝1+x+x2+x3+x11+x12執(zhí)行12位的CRC來產(chǎn)生47位的塊√SC。
由于要使用帶四個存儲器元件的卷積編碼器，所以需要附加四個零溢出位來讓卷積編碼器在已知的狀態(tài)下完成。在步驟308處將四個溢出位附加到47位的塊√SC后以得到長度為五十一的塊√SCF。在步驟310處，塊√SCF以1/3比率通過卷積編碼器。編碼器實際上用8-FSK變換(mapping)來將位轉(zhuǎn)換成碼元。在示例的DCP300中，用的是每個碼元三位的變換，但是，由于進行的是1/3編碼，所以在8-FSK變換之后每個位最終還是由一個碼元表示，因此結(jié)果是五十一個碼元“▲”。
DCP中的下一個需求就是時間分集，這可以創(chuàng)建多個信息塊的實例。為了創(chuàng)建時間分集，步驟310的51個碼元就重復五次，在步驟312產(chǎn)生255個碼元▲R。在步驟314處加入信號碼元以創(chuàng)建256個碼元長的向量▲RS。在步驟316處使用交織8x32塊以獲得長為256的向量▲RSI。8x32時間交織器塊提供了對碼元擾頻(scrambling)并幫助克服解相關(guān)性、衰減和其它類似的問題。實際上，時間交織器通過對信號重新排序來對報文進行擾頻。下一個步驟是頻率分集的應用。
頻率分集可以實現(xiàn)提高成功傳送報文塊的機會的能力，同時在重復的塊之間提供差別。為了創(chuàng)建頻率分集，長度為256的向量▲RSI可以在任意數(shù)量的脈沖上進行重復。重復▲RSI的脈沖數(shù)N是靈活的。每次重復都可以提供分集增益并提高性能。盡管每次重復也會減緩所支持的數(shù)據(jù)速率，但是為了實現(xiàn)所希望的范圍和性能這種減緩實際上是需要的。在本發(fā)明的實施例中，在步驟318處選擇N值為三。這個N個脈沖的幀創(chuàng)建了基本數(shù)據(jù)單元。由于在FH系統(tǒng)中每個脈沖都是在不同的頻率上的，所以就實現(xiàn)了頻率分集?？梢詫⑦@個數(shù)據(jù)單元插入到其它FH流(諸如，語音)中。
本發(fā)明的下一個方面是將基本數(shù)據(jù)單元擴展成完整的數(shù)據(jù)發(fā)射協(xié)議。將參照參看圖4A來討論這個過程的具體內(nèi)容。
在特定的應用中發(fā)送短報文會產(chǎn)生特定的問題，這是FCC準則的要求造成的結(jié)果。具體地說，就是要平等地分配和使用擴頻中的每個頻率的要求。在900MHz ISM頻段的特定應用中的每個跳頻集都包括五十個頻率或信道。FFC規(guī)則要求要最小地、一致地使用五十個頻率中的每一個來發(fā)射。為了以不過分地消耗能量的方式來同步移動設(shè)備，在每次發(fā)射開始的時候都發(fā)送跳頻集中的五十個頻率中的六(6)個來完成呼叫建立。轉(zhuǎn)到圖4A，用帶報頭402和同步404的固定模式來發(fā)送頻率。在語音或數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)通信期間，偽隨機發(fā)生器不強調(diào)對這些固定模式頻率的選擇從而使整個頻率分配保持均衡。例如，在語音發(fā)射中，為了均衡地使用所有的頻率，在發(fā)射的整個過程中不強調(diào)使用六個頻率。長時間的發(fā)射實際上對平衡頻率的使用是至關(guān)重要的。然而，由于數(shù)據(jù)的原因，報文可以很短并且發(fā)射也相應地很短。這限制了平衡地使用頻率的能力。一種解決的辦法是填充和/或重復數(shù)據(jù)報文，從而實現(xiàn)了固定發(fā)射長度的方式。
由于有諸如文本的短報文，典型的報文就很可能嚴重地破壞頻率使用的平衡。例如，設(shè)想二十個字符的報文，這是典型的報文長度。由于在前面講過的原因，每個DCP幀可以裝4.25個字符。因此這二十個字符的報文將需要五個DCP幀。一個DCP幀在三個跳頻上發(fā)射，那么這五個DCP幀將需要十五個跳頻。出于同步的目的典型的報文要使用跳頻集中的五十個頻率。這就是說不能平衡地使用這五十個頻率。
通常，為了平衡頻率分配，在業(yè)務(wù)部分發(fā)射期間，偽隨機發(fā)生器不強調(diào)對六個報頭和同步頻率的選擇，這樣就不太可能選擇它們作為發(fā)射報文的頻率。換言之，每個報頭和同步(五十個頻率中的總共六個用于發(fā)射報文的頻率)將只發(fā)送一次。在沒有此類不強調(diào)的頻率的情況下，來自這個報文剩余的四十四個頻率將平均發(fā)送15/44＝0.34次。因此這消除了平衡頻率的機會。
如同參看圖4A所圖解說明和討論的那樣本發(fā)明闡述了頻率平衡的問題。如圖所示，不論報文的實際長度是多少，任何報文都將擴展成19個DCP幀。換言之，每個報文都將置于五十七個頻率(19DCP*3個跳頻每DCP)上。實際上，每個報文將擴展成4.25*19＝80.75個字符的報文。報頭402具有三個頻率，同步404也具有三個頻率，在進行業(yè)務(wù)通信期間，不強調(diào)對它們的選擇。在業(yè)務(wù)頻率上，選中它們的可能性要比典型的五十個頻率的報文的剩余四十四個頻率低。通過查看使用頻率的平均次數(shù)來得到不強調(diào)的量。在業(yè)務(wù)通信期間，偽隨機發(fā)生器為發(fā)射報文選擇一個頻率的可能性可以由下式表示 在發(fā)射期間，有六個報頭和同步脈沖加上五十七個業(yè)務(wù)脈沖，在經(jīng)過修改的報文中總共有六十三個脈沖。利用上面的等式表示的業(yè)務(wù)頻率的權(quán)值，跳頻集中的五十個信道中的每一個都得到了使用。平均使用率是63/50＝1.26次，其結(jié)果是均衡地使用了頻率。
如圖4B所示，對于足夠短的報文，相對于簡單地用零填充而言，用附加的報文重復來填充將會帶來好處。當報文重復的時候，就可以使用DCP幀上的CRC來判斷是否正確地對重復內(nèi)容解碼了。圖4B的發(fā)射信號410包括三個脈沖的報頭402，三個脈沖的同步404，同樣重復的文本報文塊406、410、412，和填充414。如圖所示，使用了十九個DCP幀的信號來盡可能多地重復文本報文，并在結(jié)尾用零填充。
如同在前面討論的那樣，在本發(fā)明的實施例中，選擇的數(shù)據(jù)重復脈沖數(shù)是三。這樣就和報文410和412一樣重復報文406。本發(fā)明對DCP的應用的結(jié)果就是可以可靠性高地發(fā)射報文數(shù)據(jù)塊。
典型的模擬實驗的結(jié)果進一步說明了本發(fā)明的DCP的好處。模擬實驗的環(huán)境是使用3MPH速率的移動單元的瑞利(Rayleigh)衰減信道。每個跳頻上的衰減是獨立發(fā)生的。接收器使用一組匹配濾波器(分別用于八個FSK頻率中的每一個的)來在每個碼元間隔生成一組八個復雜統(tǒng)計(complex statics)。按平方律合并與在跳頻中重復并在不同的跳頻上的碼元相對應的統(tǒng)計組。
然后將碼元的合并統(tǒng)計輸入到維特比解碼器。解碼器使用合并分枝量度(metric)的平方律來生成路徑量度。
在前面所說的環(huán)境中，得到了關(guān)于接收發(fā)信移動設(shè)備的私有標識(PID)的下列結(jié)果。模擬實驗的一個原則是如果PID的任何位有錯誤，那么就拒絕整個PID。所觀察到的是在非常低的3dB的ES/N0(這里ES表示碼元能量，N0表示噪音頻譜密度)時在99％情況下都接收到PID。6dB時，在超過99.9％情況下都接收到PID。為了進一步說明本發(fā)明的好處和操作，使用新發(fā)明的DCP設(shè)計在前面所討論的，模擬環(huán)境中還對發(fā)射可變字符長度的報文進行了評估。
具體地說，考慮了在報文長度為十七、三十四、五十一和六十八個字符的情況下沒有正確地對整個報文進行解碼的可能性。這里將在超過99％的情況下都對整個報文正確解碼的ES/N0值作為量度。
如同前面所討論，本發(fā)明的實施例使用十九個DCP幀來發(fā)射報文，每個DCP4.25個字符。這樣，在19個DCP報文長度中將發(fā)射四次需要4個DCP(17/4.25)的十七個字符的報文。十七個字符的報文所需要的ES/N0大約為-1dB，這個值遠遠低于正確接收報頭和同步的所需值。三十四個字符的報文將發(fā)射兩次，需要的ES/N0大約為2dB，這個值仍然低于正確接收報頭和同步的所需的等級。通常，在SNR為2dB的情況下，文本報文的大片段將在34個字節(jié)的范圍之內(nèi)。
在19個DCP報文期間，更長的五十一和六十八個字符的報文將只發(fā)送一次。這所需要的ES/N0值在6dB和7dB之間，這大約是可靠地接收報頭和同步所需要的值。即使在ES/N0值為4dB時，也可以在超過90％的情況下對報文正確地解碼。
這些結(jié)果進一步證明了可以可靠性非常高地檢測到報文，由于可靠性足夠高所以文本報文通信的限制因素將是在ES/N0值非常低的時候?qū)箢^和同步的檢測。
這里已經(jīng)結(jié)合特定的實施例對本發(fā)明進行了描述，這個實施例完全是出于說明的目的而不是限制的目的的。這項技術(shù)中的一般技術(shù)人員在不背離本發(fā)明的范圍的情況下將看到變通的實施例。
從前面的描述中可以看到本發(fā)明是非常適于實現(xiàn)前面提出的全部目標和目的，以及系統(tǒng)和方法的顯而易見的和固有的優(yōu)點。應當理解可以使用某些功能和子集并且在不涉及其它功能和子集的情況下使用它們。這通過權(quán)利要求書并在其的范圍內(nèi)提了出來。
權(quán)利要求
1.一種用于在無線通信系統(tǒng)中便于在使用頻率分集的設(shè)備之間雙向傳輸數(shù)據(jù)的方法，所述方法包括提供位長度足夠長的基本數(shù)據(jù)幀來為給定的應用承載最少量的信息；通過冗余前向誤差校正編碼對所述基本數(shù)據(jù)幀進行編碼；重復所述編碼數(shù)據(jù)幀以提供時間分集；和在多個頻率上進一步重復所述經(jīng)過編碼的數(shù)據(jù)以提供頻率分集并增強跳頻擴頻能力。
2.如權(quán)利要求1中的所述方法，其中，通過冗余前向誤差校正編碼對所述基本數(shù)據(jù)幀進行編碼提高了性能和可靠性。
3.如權(quán)利要求1中的所述方法，其中，所述重復所述編碼數(shù)據(jù)幀以提供時間分集進一步提高了性能。
4.如權(quán)利要求1中的所述方法，還包括對所述基本數(shù)據(jù)幀進行分組以應用到非數(shù)據(jù)跳頻應用中。
5.一種用于數(shù)據(jù)報文的無線通信的方法，所述方法包括提供多個基本數(shù)據(jù)幀來封裝所述數(shù)據(jù)報文；在整個發(fā)射中盡可能多地配置所述數(shù)據(jù)報文的副本；和為實現(xiàn)均衡的發(fā)射長度用值填充所述整個發(fā)射的剩余部分。
6.如權(quán)利要求5中的所述方法，其中，用于填充的所述值是零。
7.一種用于在使用跳頻擴頻操作的設(shè)備之間進行異步無線數(shù)據(jù)通信的方法，所述方法包括呼叫建立階段，其中所述呼叫建立階段使用已知的頻率序列；業(yè)務(wù)階段；和用于提供對所述已知頻率序列的選擇的偽隨機發(fā)生器；其中，所述偽隨機發(fā)生器在所述業(yè)務(wù)階段不強調(diào)對所述已知頻率序列的所述選擇，這樣平均起來對所有所選的已知頻率的使用是相等的。
8.一種用于在無線通信中發(fā)射數(shù)據(jù)的方法，所述方法包括將所述數(shù)據(jù)發(fā)射報文的所述業(yè)務(wù)部分擴展到可以均衡地使用多個頻率的發(fā)射信號長度；在數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)通信期間不強調(diào)對所述多個頻率的初始子集的選擇；和在所述發(fā)射信號長度內(nèi)在剩余的頻率上多次重復更短報文。
9.如權(quán)利要求8中的所述方法，其中，通過使用偽隨機發(fā)生器來實現(xiàn)不強調(diào)對所述多個頻率的所述初始子集的選擇。
10.如權(quán)利要求8中的所述方法，其中，所述多個頻率的所述初始子集被在所述發(fā)射信號長度的第一部分中表示，并且包括諸如報頭和同步脈沖的一致性控制信號。
全文摘要
本發(fā)明涉及在無線數(shù)據(jù)通信中使用的用于簡化在使用頻率分集的設(shè)備之間進行的雙向數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆椒?。這通常適于通過跳頻擴頻操作實現(xiàn)頻率分集的單元。本發(fā)明的所述基本單元是獨立的數(shù)據(jù)幀，幀的可靠性是通過對冗余誤差校正編碼、時間和頻率分集的獨特組合來增強的。本發(fā)明還將所述獨立的數(shù)據(jù)幀擴展成包括呼叫建立階段和業(yè)務(wù)階段的完整異步數(shù)據(jù)報文。所述業(yè)務(wù)階段對所述基本數(shù)據(jù)進行擴展以封裝完整的數(shù)據(jù)報文。已經(jīng)包含了對所述基本數(shù)據(jù)幀的所述增強的報文通過在發(fā)射中盡可能多地重復自己來得到進一步的增強。為了能夠進行異步操作，用已知的頻率序列發(fā)送所述呼叫建立階段，而所述業(yè)務(wù)階段以將整個發(fā)射呈現(xiàn)為偽隨機的形式的方式偽隨機地排列，并且平均起來對所有頻率的使用是相同的。
文檔編號H04B1/00GK1823478SQ200480000091
公開日2006年8月23日 申請日期2004年1月29日 優(yōu)先權(quán)日2003年1月31日
發(fā)明者布雷德利·J·雷恩博爾特, 安托尼·羅德里格斯 申請人:摩托羅拉公司