依照可允许的数据传输延迟来选择不同的编码方案和相应的调制方案

摘要

一种发射机，其中包含了用于检测所要传送的分组数据的检测器(32)，此外该发射机还具有选择器(34)，该选择器响应于实时需求的检测结果来选择卷积码和自适应正交频分调制方案这样的第一编码方案和第一调制方案，另外该选择器还响应于非实时需求的检测结果来选择Turbo码和正交频分调制方案这样的第二编码方案和第二调制方案，以便以改进的效率来进行传送。另一个检测结果包含了目标差错比特率和/或有效负载比特率，并且另一个检测器(33)对信道状态进行检测。处理器系统(20)运行的是根据所述信号状态来评估最大可用比特率的自适应算法，和/或根据实际比特率来计算比特负载的余量自适应算法。码速率适配器(35)将码速率适应于所述计算，而生成器(36)则产生码速率和/或块长、迭代次数、编码参数。

说明书

本发明涉及一种用于传送分组数据的发射机，其中该发射机包括一个用于检测所要传送的分组数据的检测器。

本发明还涉及一种在发射机中使用的传送分组数据的处理器系统，其中该系统包含了用于检测所要传送的分组数据的检测器，此外，本发明还涉及一种用于传送分组数据的方法，其中包含了对所要传送分组数据进行检测的步骤，另外，本发明还涉及一种在发射机中使用的传送分组数据的处理器程序产品，其中该程序包含了检测所要传送的分组数据的功能。

其中举例来说，此类发射机构成了用于收发分组数据的收发信机的一部分，而收发信机则构成了移动电话、基站、节点、无线局域网或无线单元等设备的一部分。

从US2001/0010687中可以了解到用于传送分组数据的现有技术方法，其中该文献公开的是对分组的服务选项进行检测，并且作为响应而为所述传送分配一条控制信道或业务信道。

特别地，由于没有有效地使用信道，因此已知的发射机是存在缺陷的。

特别地，本发明的目的是提供一种如序言中定义的、可以更有效地使用信道的发射机。

对依照本发明的发射机而言，其特征在于：所述发射机包括一个选择器，响应于实时需求的检测结果，该选择器选择第一编码方案和第一调制方案来编码和调制所述分组数据，此外，响应于非实时需求，该选择器选择第二编码方案和第二调制方案来编码和调制所述分组数据。

所述选择器依照具有实时或非实时需求的所述分组数据来选择编码方案和调制方案，以便对所述分组数据进行编码和调制。结果，对于不同的需求，可以根据每个需求来选择最佳的编码方案和调制方案。

特别地，本发明基于这样一种认识，那就是必须以不同的方式来处理具有实时需求的分组数据和具有非实时需求的分组数据，特别地，本发明还基于这样一种基本思想，那就是可以使用定义了最佳编码方案和调制方案的检测结果来检测不同的需求。

特别地，本发明解决了提供如序言中定义的、更有效地使用信道的发射机的问题，而该发射机在以改进的效率传送分组数据这一方面是非常有优势的。

例如，所述检测器和所述选择器构成了处理器系统的一部分。所述分组数据包括一个分组(的一部分)或多个分组(的多个部分)等等，并且所述编码方案和调制方案是为每一个时隙、时隙组或帧(的一部分)等等而选择的。例如，通过检测所述分组数据所属的业务类型，例如音频、视频、数据等等，可以对实时需求和非实时需求进行检测。

对权利要求2中定义的依照本发明的发射机第一实施例而言，其优势在于：所述第一编码方案包括卷积码，所述第一调制方案包括自适应正交频分调制方案，而所述第二编码方案则包括一个Turbo码，并且所述第二调制方案包括正交频分调制方案。

所述卷积码和自适应正交频分调制方案允许以改进的效率来传送具有实时需求的分组数据，而所述turbo码和正交频分调制方案则允许以改进的效率来传送具有非实时需求的分组数据。

正交频分调制或OFDM是一种多载波调制方案，其中每一个子载波都使用M元正交振幅调制或M-QAM来进行调制的。对每一个子载波来说，如果M具有相同的值，则它是一种标准的OFDM。如果M可以依照各个子载波来自适应地改变子载波，则它是一种自适应OFDM或AOFDM。由于“turbo码+OFDM”的性能与“turbo码+AOFDM”的性能非常相似，因此应该将turbo码与标准的OFDM结合使用。而Turbo码则会导致延迟，这就是在实时需求的情况下使用卷积码的原因。

对权利要求3中定义的依照本发明的发射机第二实施例而言，其优势在于：另一个检测结果中包含了目标比特差错率和/或有效负载比特率。

非常有利的是，针对目标比特差错率和/或有效负载比特率的所述检测将被用于提高/适应所述编码方案和/或调制方案。对实时/非实时需求、目标比特差错率以及有效负载比特率而言，所有这些全都属于服务质量参数或QoS参数集合，此外举例来说，该集合中还包括最大延迟和最大时间抖动等等。因此，一般来说，第一QoS参数是为了执行第一选择而被检测的，第二QoS参数则是为了执行第二选择而被检测的，依此类推。

对权利要求4中定义的依照本发明的发射机第三实施例而言，其优势在于：所述发射机包括另一个用于检测信道状态的检测器。

例如，非常有利的是，在这里可以借助于对诸如信噪比电平或SNR电平之类的信道状态所进行的所述检测来改进/适应所述编码方案和/或调制方案。对稳定信道状态而言，所述改进/适应可以较少实施，而对不稳定的信道状态而言，则应该更频繁地执行所述改进/适应。

对权利要求5中定义的发射机第四实施例而言，其优势在于：所述发射机包括一个用于执行算法的处理器系统。

所述算法将会改进/适应于所述编码方案和/或调制方案，和/或支持信道状态检测和/或处理信道状态。

对权利要求6中定义的依照本发明的发射机第五实施例而言，其优势在于：所述算法包括根据所述信道状态来估计最大可用比特率的速率自适应算法。

所述最大可用比特率表示的是在每个时隙、时隙组或是帧(的一部分)等等之中的最大比特数目。最大比特数目是借助于一种速率自适应算法来计算的，这是因为其目的是找出在给定信道条件下可以传送的最大比特数目。其中举例来说，该算法的输入是各个子载波的信噪比电平或SNR电平以及发射功率。此外举例来说，该算法的输出是各个子载波的最大调制阶数。

对权利要求7中定义的依照本发明的发射机第六实施例而言，其优势在于：所述算法还包括一种根据实际比特率来计算比特负载的余量自适应算法。

所述比特负载是依赖于信道状态计算得到的，或者它并不依赖于信道状态(通过保持先前比特负载)来计算得到的。所述实际比特率表示的是各个时隙、时隙组或帧(的一部分)等等之中的实际比特数目。由于分段规则，因此这个实际数目通常会小于所述最大数目。比特负载则是通过一种余量自适应算法来计算的，这是因为其目的是最小化给定信道状态下的已知数目的比特的发射功率。其中举例来说，该算法的输入是各个子载波的信噪比电平或SNR电平，以及所要传送的总的比特数目。并且举例来说，该算法的输出是各个子载波的调制阶数。

对权利要求8中定义的依照本发明的发射机第七实施例而言，其优势在于：所述发射机包括一个码速率适配器，它对实时需求的检测结果以及另一个目标比特差错率的检测做出响应，从而使得码速率适应于所述计算。

所述码速率被适配成接近所述目标比特差错率。此后则可以对所述比特负载进行计算，并且可以对码参数进行设定。码速率适配器则可以构成所述处理器系统的一部分。

对权利要求9中定义的依照本发明的发射机第八实施例而言，其优势在于：所述发射机包括一个生成器，用于对非实时需求的检测结果以及另一个目标比特差错率的检测结果做出响应，从而产生码速率和/或块长、迭代次数、编码参数。

例如，所述码速率和/或块长、迭代次数构成了一个经由查找表或存储器等设备产生的最佳设定，这意味着一个小于最大容许延迟的处理时间。此后则可以对所述编码参数进行设定。并且生成器可以构成所述处理器系统的一部分。

依照本发明的处理器实施例、依照本发明的方法实施例以及依照本发明的处理器程序产品实施例都与依照本发明的发射机实施例是对应的。

从下文描述的一个或多个实施例中可以清楚了解本发明的这些和其他方面，并且在这里将会参考下文描述的一个或多个实施例来阐述本发明的这些和其他方面。

图1以框图形式描述了一个依照本发明的发射机，其中包含了一个依照本发明的处理器系统。

图2描述的是一个依照本发明的用于实时状况的方法的流程图，以及

图3描述的是一个依照本发明的用于非实时状况的方法的流程图。

依照本发明的发射机构成了收发信机1的一部分，该收发信机包括一个与例如开关和/或双工器等设备相类似的天线接口2，该天线接口的一个输入/输出端与天线相耦合，并且该接口的一个输出端耦合到例如与放大器和/或滤波器等设备相类似的第一接收接口3的一个输入端，第一接收接口3的输出端则与第一解调器4以及第二解调器5的输入端相耦合。天线接口2的输入端耦合到例如与放大器和/或滤波器等设备相类似的第一发射接口6的一个输出端，而第一发射接口6的输入端则耦合到第一调制器7和第二调制器8的输出端。

收发信机1还包括一个连接器接口9，该接口的输入/输出端耦合到一个外部单元，例如个人计算机等等，并且它的一个输出端耦合到例如与放大器和/或滤波器、解调单元、解码单元等设备相类似的第二接收接口10的一个输入端。连接器接口9的输入端则耦合到与放大器和/或滤波器、调制单元、编码单元等设备相类似的第二发射接口11的一个输出端。

收发信机1还包括一个处理器系统20，其中包括一个第一解码器21，该解码器的输入端耦合到第一解调器4的输出端，其输出端耦合到第二发射设备11的输入端。处理器系统20还包括一个第二解码器22，其输入端耦合到第二解码器5的一个输出端，输出端则耦合到第二发射设备11的输入端。另外，处理器系统20还包括一个第一解码器24，其输入端耦合到第二接收设备10的一个输出端，输出端则耦合到第一调制器7的一个输入端，以及包括一个第二编码器25，其中该解码器的输入端耦合到第二接收设备10的一个输出端，其输出端则耦合到第二调制器8的一个输入端。此外，处理器系统20还包括一个存储器23、一个例如与键盘、显示器、麦克风、扩音器等人机接口相耦合的通信接口26以及一个控制器30。

控制器30包括一个与诸如交换机或总线系统之类的耦合器39相耦合的处理器31，并且包括一个第一检测器32、一个第二检测器33以及一个选择器34，其中所有这些设备都与耦合器39相耦合。控制器30还包括一个位于第一编码器24的控制输入/输出端与耦合器39之间的第一编码接口35，一个位于第二编码器25的控制输入/输出端与耦合器39之间的第二编码接口36，一个位于第一解码器21的控制输入/输出端与耦合器39之间的第一解码接口37，以及一个位于第二解码器22的控制输入/输出端与耦合器39之间的第二解码接口38。此外，耦合器39还耦合到存储器23、通信接口26、解码器21和22的输出端、第二发射设备11的输入端、第二接收设备10的输出端、编码器24和25的输入端，并且与解调器4和5、天线接口2以及调制解调器7和8的控制输入/输出端相耦合。

例如，第一编码接口35包括一个码速率适配器，该适配器响应于实时需求检测结果和另一个目标比特差错率的检测结果来适应码速率，而第二编码接口36则包括一个生成器，该生成器对非实时需求的检测结果以及另一个目标比特差错率的检测结果做出响应，从而产生码速率和/或块长、迭代次数、编码参数。

收发信机1是如下工作的。在控制器30(处理器31)的控制下，到达所述天线的分组数据经由天线接口2和第一接收接口3流至用于解调目的的所述解调器4、5(之一)和用于解码目的的所述解码器21、22(之一)。然后，经过解调和解码的数据经由耦合器39流至用于检测信道状态的第二检测器33，并且还有可能经由耦合器39流至用于控制目的的处理器31或用于通信目的的通信接口26，和/或经由第二发射接口11流至用于外部用途的连接器接口9。

经由连接器接口9到达的分组数据通过第二接收接口10和耦合器39流至第一检测器32，和/或源自人机接口的分组数据则到达通信接口26，在处理器31的控制下，该数据经由耦合器39流至第一检测器32并由第一检测器32来进行检测。

响应于实时需求的第一检测结果，选择器34选择用于第一编码和调制目的的第一编码器24和第一调制器7。第一编码器24依照包括卷积码在内的第一编码方案来执行编码，第一调制器7则依照包括自适应正交频分调制方案(AOFDM)在内的第一调制方案来执行调制。其中所述卷积码和自适应正交频分调制方案允许以改进的效率来传送具有实时需求的分组数据。

响应于非实时需求的第二检测结果，选择器34选择用于编码和调制目的的第二编码器25以及第二调制器8。第二编码器25依照包括turbo码在内的第二编码方案来执行编码，第二调制器8则依照包括正交频分调制方案(OFDM)在内的第二调制方案来执行调制。其中所述turbo码和正交频分调制方案允许以改进的效率来传送具有非实时需求的分组数据。

优选地，第一检测器32还对目标比特差错率和/或有效负载比特率进行检测，以便能够改进/适应于所述编码方案和/或调制方案。

对处理器系统20，特别是控制器30和存储器23以及处理器31和存储器23而言，它们可被用于运行那些用于改进/适应所述编码方案和/或调制方案和/或支持信道状态检测和/或信道状态处理的算法。

其中第一种算法包括根据所述信道状态来评估最大可用比特率的速率自适应算法。所述最大可用比特率表示的是在每个时隙、时隙组或帧(的一部分)等等之中的最大比特数目。举例来说，这个第一算法的输入是各个子载波的信噪比电平或SNR电平以及发射功率。并且举例来说，该算法的输出是各个子载波的最大调制阶数。

第二种算法包括根据实际比特率来计算比特负载的余量自适应算法。其中所述比特负载是依赖于信道状态计算得到的，或者不依赖于信道状态(通过保持先前比特负载)计算得到的。而所述实际比特率则表示的是各个时隙、时隙组或帧(的一部分)等等之中的实际比特数目。由于分段规则，因此这个实际数目通常小于所述最大数目。例如，第二算法的输入是各个子载波的信噪比电平或SNR电平以及所要传送的比特的总数。并且举例来说，该算法的输出是各个子载波的调制阶数。

对本领域技术人员来说，所述速率/余量自适应算法和所述(A)OFDM均为公知常识。

借助于码速率适配器35并且响应于实时需求的检测结果以及另一个目标比特差错率的检测结果，码速率可以适应于所述计算，从而接近所述目标比特差错率。此后则可以对所述比特负载进行计算，并且可以对编码参数进行设定。

借助于生成器36并且响应于非实时需求的检测结果以及另一个目标比特差错率的检测结果，可以产生一个或多个码速率、一个或多个块长、一个或多个迭代次数和/或一个或多个编码参数。其中举例来说，所述码速率和/或块长和/或迭代次数构成了一个例如经由查找表或是存储器等设备而生成的最佳设定，这意味着一个比最大容许延迟更小的处理时间。此后则可以对所述编码参数进行设定。

图2中的方框具有如下含意：

方框50：检测信道状态。

方框51：通过使用速率自适应算法来计算M(最大比特数目)。

方框52：定义M。

方框53：检测实时/非实时需求。

方框54：实时？转到56。非实时？转到图3。

方框55：检测目标比特差错率。

方框56：增加编码速率，以便接近目标比特差错率。

方框57：设定分支1的编码速率(实时)。

方框58：定义编码速率。

方框59：根据M来评估N(实际比特数目)。

方框60：定义N。

方框61：通过使用余量自适应算法来计算负载，或者分别根据不稳定或稳定状态来分别保持旧的负载。

方框62：为分支1设定负载(实时)。

在图2中，虚线上方的部分是所谓的介质访问控制器或MAC部分，虚线下方的部分则是所谓的物理层PHY。并且举例来说，虚线左边的部分是处于帧速率的接收部分(例如用于每个接收到的分组)，虚线右边的部分则是用于帧的每个部分的发射部分。

图3中的方框具有如下意义：

方框70：检测信道状态。

方框71：通过使用速率自适应算法来计算M(最大比特数目)。

方框72：定义M。

方框73：检测实时/非实时需求。

方框74：实时？转到图2。非实时？转到76。

方框75：检测目标比特差错率。

方框76：产生一个或多个码速率、一个或多个块长以及一次或多次迭代的值，选择一个最优设定。

方框77：定义码速率。

方框78：根据M来估计N(实际比特数目)。

方框79：定义N。

方框80：设定分支2的码速率(非实时)。

在图3中，虚线上方的部分是所谓的媒体访问控制器或MAC部分，虚线下方的部分是所谓的物理层PHY。并且举例来说，虚线左边的部分是处于帧速率的接收部分(例如用于每个接收到的分组)，虚线右边的部分则是用于每个时隙组的发射部分。

图1、2、3仅仅显示了若干个实施例，但并不排除还存在着未曾显示和/或提及的备选方案和/或可能性。例如在图1中，检测器32和33以及选择器34可以部分或者完全组合在一起，并且可以是100％的软件、100％的硬件或是这二者的结合。所述编码器24和25以及速率适配器35和生成器36可以部分或者完全组合在一起，并且可以是100％的软件、100％的硬件或是这二者的结合。所述解码器21和22以及解码接口可以部分或者完全组合在一起，并且可以是100％的软件、100％的硬件或是这二者的结合。调制器7和8可以部分或者完全组合在一起，并且可以是可适应的，此外解调器4和5也可以部分或者完全组合在一起，并且也可以是可适应的。另外，这里显示的每一个方框都可以分离成子方框。并且不排除出现其他方框。

例如，在图2和3中，每一个方框都可以是依照本发明的方法中的一个(子)步骤，并且可以是依照本发明的处理器程序产品中的一个(子)功能。每两个方框、尤其是每个部分(两条虚线创建了四个部分)都是可以组合在一起的，并且所显示的每一个方框都可以分为子方框。同样，在这里也不排除出现其他的方框(其他的子部分和子功能)。

因此，在不脱离本发明的范围的情况下，可以实现众多的备选方案和/或可能性。