專利名稱：在采用移動系統(tǒng)的無線電通信蜂窩網(wǎng)中換碼器-基站接口上行幀的制作方法
技術領域：
本發(fā)明一般來講涉及的是在采用移動系統(tǒng)中的無線電通信蜂窩網(wǎng)中換碼器—基站接口的上行幀。由基站把該上行幀傳送到該網(wǎng)絡中的換碼器，本發(fā)明還涉及到用于產(chǎn)生這種幀的基站。
在所述移動網(wǎng)絡中，以無線電傳送形式可任意使用的有限頻帶寬度要求對語言信號進行處理或編碼，以使這些信號的數(shù)字速率相對小一些。在所述固定網(wǎng)絡中，例如在電話轉換網(wǎng)絡中，由多路系統(tǒng)MIC建立的信道中的速率主要為64千比特/秒(kbit/s)。為把該速率減少到一個小速率，G.S.M(全球移動通信系統(tǒng))移動網(wǎng)絡規(guī)定語言信號主要由RPE—LTP(原英文術語Regular PulseExcitation，Long Term Predictoin)型語言編碼器處理成260個取樣(樣值)的處理段，該段與20ms的語言相配合，并規(guī)定速率為13千比特/秒。因而以速率為64千比特/秒接收電話轉換網(wǎng)絡信號的語言信道由GSM網(wǎng)絡進行處理，以便提供速率為13千比特/秒的語言信道，反之，由移動站接收的速率為13千比特/秒的語言信道在移動網(wǎng)絡GSM中得到處理，從而提供一個傳送到電話轉換網(wǎng)絡中的速率為64千比特/秒的信道。在這種GSM網(wǎng)絡中，確保將64千比特/秒的語言信道處理成13千比特/秒及其反向處理的語言信道的功能實體是一個換碼器(英文術語為TRAU即，Transcoder Rate Adaptation Unit)。


圖1表示的是GSM移動網(wǎng)絡結構中的傳輸鏈。該傳輸鏈以串接形式包括一臺移動電臺轉換器MSC，一個換碼器1，一個基站控制器2，兩個基站30和31以及一些移動系統(tǒng)4。換碼器1由連路2a與控制器2相連，分別用兩根連路30a和31a將控制器2與兩個基站30和31相連。換碼器1如前面所詳述的那樣確保了將64千比特/秒的數(shù)據(jù)信道，例如語言信道處理成13千比特/秒的信道，反之亦然。該換碼器通過移動電臺轉換器MSC對電話轉換網(wǎng)接收和傳送64千比特/秒多路編排數(shù)據(jù)信道，該信道由傳送線1a進行傳輸。此外，該換碼器通過基站控制器2對基站30和31傳送和接收64千比特/秒的幀TR。
在幀TR中，有效數(shù)據(jù)，例如與移動系統(tǒng)4所形成的通信語言信號，對于所述幀中的16千比特/秒總速率確定了一個13千比特/秒的速率，而所剩下的3千比特/秒作為基站30、31和換碼器1之間的同步控制數(shù)據(jù)的傳送。
在上行方向，即從移動系統(tǒng)4通向電話換移網(wǎng)絡的方向，由基站30或31把所接收到的來自移動系統(tǒng)的13千比特/秒語言數(shù)據(jù)制成這些幀TR(就是所述的上，行幀)?；?0或31保證將相當于3千比特/秒的同步和控制數(shù)據(jù)插入，以便從相當于13千比特/秒的語言數(shù)據(jù)組成各個16千比特/秒的上行幀TR。這些上行幀TR被換碼器1接收，該換碼器去掉由基站30、31插入的同步及控制數(shù)據(jù)，并把所產(chǎn)生的13千比特/秒的語言信號處理成傳送到電話轉換網(wǎng)絡中的64千比特/秒的信號。
在從電話轉換網(wǎng)絡到移動系統(tǒng)4的下行方向中，換碼器1確保插入同步及控制數(shù)據(jù)，從而由13千比特/秒的有效數(shù)據(jù)通量形成所述的16千比特/秒的下行幀，該通量是通過換碼器1對來自電話轉換網(wǎng)絡的64千比特/秒的語言信號進行處理后得到的。這些下行幀TR被相關的基站30、31接收，該基站去掉由換碼器1插入的同步及控制數(shù)據(jù)，并且通過天線30b，31b只把語言數(shù)據(jù)傳播到由移動系統(tǒng)4設立的通訊信道中。
如圖2所示，從基站30或31傳送到換碼器1的各個上行幀TR都包含確定20ms語言的(8×40)＝320比特。正如在GSM—08.60的介紹中由ETSI(European Digital CellularTelecommunications System/Inband Control of RemoteTranscoders and Rate Adaptators，10，1993)所規(guī)定的那樣，一方面上行幀包括一個分成第一控制字段CC1、若干數(shù)據(jù)字段CD以及第二控制字段CC2的有效信息區(qū)(字段)，另一方面又包括一個幀同步單元MST和19個把兩個相連數(shù)據(jù)字段分開的周期同步單元MSP1至MSP19。
在圖2表中，上面的行和左側的列對于幀中給定的一個比特來說標出了包括該比特在內的從1到40的字節(jié)行和在該字節(jié)中所述比特的列。
幀同步單元MST占據(jù)了幀TR的1和2兩行的前兩個字節(jié)，并由″0″狀態(tài)(所謂的第一狀態(tài))的(2×8)＝16比特構成。周期同步單元MSP1到MSP19每個都是由″1″狀態(tài)(所謂第二狀態(tài))的一個比特構成，而且在幀中各周期同步單元從第3行算起占據(jù)單數(shù)行字節(jié)的各自的第一比特。這樣，同步單元MSP1占據(jù)第3行字節(jié)的第一比特，同步單元MSP2占據(jù)第5行字節(jié)的第一比特，下面以此類推直至同步單元MSP19，該單元占據(jù)第39行的第一比特?？刂谱侄蜟C1包括15個比特(C1至C15)，并占據(jù)該幀TR的第三和第四字節(jié)。這里應當除去傳送MSP1單元的第三字節(jié)的第一比特即第三行字節(jié)的第一比特。
控制字段CC2包括6個比特(C16至C21)，它們分別占據(jù)第39行字節(jié)的最后兩個比特和第40行字節(jié)的頭四個比特。在控制字段CC1和CC2中所包括的比特主要用來確定幀的(類型)(語言)。信道的模式(速率…)以及時間調準信息等等。
在本發(fā)明的范圍內，重點在于傳送到控制字段CC1的輔助字段中的控制比特C12，并將該控制比特標注在該字段CC1中加影線的區(qū)域中。根據(jù)已有技術，該比特為(錯誤幀)的顯示(英文術語為Bad Frame Indication)也就是表示數(shù)據(jù)字段(數(shù)據(jù)區(qū))CD中傳送的數(shù)據(jù)DATA(標注為D)的有效性。
在一個上行幀TR中，基站30或31把該比特C12定在狀態(tài)″1″或″0″，以便向換碼器1指出所述傳送該比特C12的幀TR分別是錯誤的幀或正確的幀。換碼器1附有在上行幀TR被顯示為錯誤時而進行專門處理的設備，這樣就防止了在20ms時期間內產(chǎn)生錯誤的語言信號，否則該錯誤信號會以64千比特/秒的速率傳送到無線電轉換網(wǎng)絡中。用信道的編碼譯碼單元(CCU英文術語表示為Channel Codec Unit)把該比特C12插入上行幀TR中，信道編碼譯碼單元處于基站30或31中，基站用于產(chǎn)生該幀。
再參照圖1，當由于響應移動系統(tǒng)4越過假設邊界B而網(wǎng)孔內部變換(或hand—Over)發(fā)生時，則可發(fā)現(xiàn)，根據(jù)已有技術，表示錯誤幀的C12的定位并不是最佳的，而且有可能被換碼器1錯誤地顯示出數(shù)據(jù)比特，上述假設邊界是把兩個分別與基站30和31相配合的網(wǎng)孔分隔開的。為對上述現(xiàn)象進行解釋，例如假設當該網(wǎng)孔轉換前，把移動系統(tǒng)4與產(chǎn)生送往換碼器1的上行幀TR的基站30相連，并假設在該網(wǎng)孔轉換以后，移動系統(tǒng)4與基站31相連，此次輪到該基站產(chǎn)生與移動系統(tǒng)確立的無線電通信有關的上行幀，該上行幀送往換碼器1。基站30(也就是所謂的源)和基站31(所謂的靶)常常都不同步，而相對于所發(fā)射的幀來講它們之間的不同步則是暫時的。在網(wǎng)孔變換期間，則換碼器1接收由源基站30發(fā)射的第一幀TR的一部分和由靶基站31所發(fā)射的第二幀TR的一部分。如果在同步單元MST后并在比特C12之前(在由源基站30發(fā)射時相對第一幀而言)發(fā)生變換，由靶基站31發(fā)射的并由換碼器1當作第一幀的比特C12的第二幀的一個比特很有可能為狀態(tài)″0″，因此就使換碼器1認為所接收的幀為正確幀，而其實該幀是錯誤幀。相反，由源基站30傳送并表明錯誤幀的比特C12并沒被換碼器1接收。
因此，根據(jù)已有技術，鑒于使用同一換碼器的兩個基站之間的內部轉換，在換碼器—基站接口處所確定的上行幀結構并不顯得最佳。事實上當變換時就會因幀的這種結構引起這樣的結果當幀不正確時，向換碼器顯示的卻是正確幀。
本發(fā)明的目的在于在基站換碼器接口處提供一個上行幀以克服上述缺陷，因此基本不會出現(xiàn)因不正常而使換碼器產(chǎn)生錯誤的判斷。
為此，本發(fā)明的幀有一個信息區(qū)，該信息區(qū)有至少一個數(shù)據(jù)字段和至少一個控制字段，所述的至少一個控制字段有一個輔助字段，該輔助字段表示所述至少一個數(shù)據(jù)字段中傳送的數(shù)據(jù)的有效性，該幀的特征在于所述輔助字段基本設置在所述信息區(qū)的始端。
在該幀中最好是幀的同步單元在信息區(qū)的前部。
此外，在該幀中還可以有若干周期出現(xiàn)的同步單元。
根據(jù)以上述推薦的GSM—08.60為基礎的第一種實施變型，表示所述至少一個數(shù)據(jù)字段中傳送的數(shù)據(jù)有效性的輔助字段為單一的處于兩個狀態(tài)中的一個狀態(tài)的比特，而該所述比特是所述信息區(qū)的第一比特。
按照第二個實施變型，表示所述至少一個數(shù)據(jù)字段中傳送的數(shù)據(jù)有效性的輔助字段由所述信息區(qū)的前n個比特構成，所述前幾個比特的兩個預定組合狀態(tài)各自表示了所述至少一個數(shù)據(jù)字段中傳送的數(shù)據(jù)有效和無效。
從典型的情況來看，所述幀是采用移動系統(tǒng)的無線電通信蜂窩網(wǎng)中由基站向換碼器傳送的上行幀。
本發(fā)明還在采用移動系統(tǒng)的無線電通信蜂窩網(wǎng)中提供一臺發(fā)射機來產(chǎn)生本發(fā)明的幀。該發(fā)射機包括將所述至少一個數(shù)據(jù)字段和至少一個控制字段進行多路傳送(多路解碼、多路轉換)的設備，其特征在于所述設備將所述幀端部的所述輔助字段進行多路傳送。
本發(fā)明還在采用移動系統(tǒng)的無線電通信網(wǎng)中設有一臺接收機，以便接收該發(fā)射幀。該接收機包括對所述至少一個數(shù)據(jù)字段及至少一個控制字段進行信息分離(解編)的設備。其特征在于所述設備用以對所述幀端部的所述輔助字段進行信息分離。
下面將結合相關的附圖進行描述，在閱讀了該描述以后本發(fā)明的其他特征和優(yōu)點將會更清楚，其中
—圖1已經(jīng)進行過描述，該圖示意性地說明了采用移動系統(tǒng)的無線電通信蜂窩網(wǎng)結構中的基本傳送鏈；—圖2也已作過描述，它是根據(jù)已有技術在圖1蜂窩網(wǎng)中換碼器基站—接口處限定的幀的結構；—圖3表示第一和第二幀的各自的兩部分，這些幀為根據(jù)已有技術的換碼器在轉換時接收到的幀，以便說明圖2的幀結構可能造成的同步錯誤；—圖4表示根據(jù)本發(fā)明對圖2上所表示的幀作過修正的部分。
為了仍然保持與圖2中所選擇的臨時約定保持一致，根據(jù)下面的方式閱讀圖3，這里的圖2與幀結構相關。如該圖3右邊的標記t所示的那樣，時間變化從左向右從上向下地增加。圖3的時間圖表顯示根據(jù)已有技術在假定tHO時刻進行轉換的前后由換碼器1接收到的連續(xù)比特。與該轉換相關的源基站和靶基站分別為站30和31。當前四個連續(xù)的時間—比特出現(xiàn)時，換碼器1接收第一上行幀TR(圖2)第3行字節(jié)的前四個比特1，C1，C2和C3，該幀是由源基站30傳送來的。在tHO時轉換發(fā)生隨即換碼器1停地接收由靶基站31發(fā)射的第二上行幀TR第五行字節(jié)的后四個比特，并接收該同一第二上行幀第6行、7行……等的后面字節(jié)。
假定第二幀中傳送的第6行字節(jié)的第五比特D為狀態(tài)″0″，換碼器1認為該D＝″0″的比特為第一幀的正確幀指示比特C12，因為該換碼器并未探測到源基站傳送的第一幀已轉換成靶基站傳送的第二幀。此外，作為說明換碼器1所犯同步錯誤的特意選擇的方案中，第二幀中傳送的周期同步單元MSP3—MSP19與換碼器1所期待的與第一幀相關的同步單元相吻合，所述的換碼器探測不到在這些同步單元MSP基礎上的同步損失。該同步損失只是在靶基站31發(fā)射后面的幀同步單元MST時才被換碼器1探測到。
為了克服這一點，本發(fā)明提供了圖2所示的那種幀結構，該幀結構一方面有一個分成第一控制字段CC1、若干數(shù)據(jù)字段CD和一個第二控制字段CC2的有效信息區(qū)；另一方面有一個幀同步單元MST和19個周期同步單元MSP1至MSP19而且在這種幀中，本發(fā)明建議把傳遞指示錯誤幀BFI的一個輔助字段大體定位在控制字段CC1的始端，也就是說在有效信息區(qū)的始端，如同圖4所示的那樣。根據(jù)第一個實施變型，該輔助字段可以由信息區(qū)的前N個比特構成。例如N＝3，由這三個比特所取狀態(tài)的兩個組合，比如″111″和″000″，它們分別表示該幀中傳送的數(shù)據(jù)有效和數(shù)據(jù)無效，這些N＝3比特的其他組合狀態(tài)則構成控制詞，每個控制詞都有其他意思，例如—全速率—為″010″，—半速率—為″011″。實際上，表示該幀中傳送的數(shù)據(jù)有效或數(shù)據(jù)無效的狀態(tài)組合數(shù)可以大于1。根據(jù)第二種實施變型，該輔助字段BFI為信息區(qū)的第一比特，在這種情況下它把根據(jù)已有技術傳送的比特C12中的二進制信息。此外，本領域的技術人員將同意的是本發(fā)明并不嚴格地局限于圖2所示的幀結構。因為幀可以不合有周期同步單元MSP和/或幀同步單元MST，這并未超出本發(fā)明的范圍。
根據(jù)本發(fā)明，由于表示錯誤幀的輔助字段BFI基本位于幀的始端，或者如果該幀含有幀同步單元MST和/或周期同步單元MSP時則可位于有效信息區(qū)的始端，基本不可能在單元MST的末尾和輔助字段BFI的起始之間產(chǎn)生轉換。事實上，例如在圖2所示幀結構的情況下，并根據(jù)圖4對該幀進行修改后，最可能交替出現(xiàn)下面兩種情況或是在源基站傳遞的第一幀中，在轉換之前，換碼器1接收輔助字段BFI向它示意是錯誤幀的內容(數(shù)據(jù))，或是在轉換以后所述換碼器1接收至少一個由靶基站傳送的第二幀中的狀態(tài)為″1″的比特，它與第一幀中的幀同步單元MST的一個比特相吻合(同步)，在此情況下?lián)Q碼器1探測到同步損失。
唯一可能引起換碼器1中同步錯誤的情況包括在第一幀輔助字段BFI始端瞬間以前進行轉換，以及從此刻起第二幀中傳送的數(shù)據(jù)，一方面與換碼器1所期待的第一幀的幀同步單元MST的最后部分相吻合，其中的數(shù)據(jù)為狀態(tài)″0″，另一方面與顯示正確幀的第一幀的字段BFI中傳送的信息相吻合。
本發(fā)明還在采用移動系統(tǒng)的無線電通信網(wǎng)絡中提供一種基站30、31或發(fā)射器，以便產(chǎn)生適于本發(fā)明的幀。通常，基站包括多路傳送數(shù)據(jù)字段CD，控制字段CC1和CC2以及同步單元MST和MSP1—MSP19的設備。根據(jù)本發(fā)明，建議用多路傳送設備對幀TR中的信息區(qū)始端的輔助字段BFI進行多路傳送。本發(fā)明還備有一個用于接收適于本發(fā)明幀的換碼器或接收器。換碼器通常包括對數(shù)據(jù)字段CD，控制字段CC1和CC2以及同步單元MST和MSP1—MSP19進行信息分離的設備。本發(fā)明建議換碼器中的信息分離(多路解編)設備對幀TR中信息區(qū)始端的輔助字段BFI進行信息分離。
雖然上面的描述限于上行幀，只是按照GSM—08.60的推薦對顯示錯誤幀的信號進行傳送，但對于本領域的技術人員來講，本發(fā)明的幀顯然也可以是移動網(wǎng)絡中的下行幀，該移動網(wǎng)絡可以承擔下行幀中的這種顯示。在這種情況下，相對于GSM網(wǎng)絡結構來講，換碼器為各下行幀的發(fā)射器，而基站是所述各下行幀的接收器。
雖然在上面的描述中，假定的是將輔助字段BFI設置于信息區(qū)的第一或前幾個比特，本領域的技術人員很清楚，如果信息區(qū)的前幾個比特給與別的控制詞，則該輔助字段BFI就可以占據(jù)上面行(或上面幾行)的一個或多個比特。然而根據(jù)本發(fā)明，輔助字段BFI的第一比特的行小于12。在這種情況下，在單元MST結束和輔助字段BFI開始之間不可能一點也不發(fā)生轉換，但與已有技術相比較，轉換的可能性明顯小了。
權利要求
1.一種包括一個信息區(qū)的幀(TR)，該信息區(qū)分成至少一個數(shù)據(jù)字段(CD)和至少一個控制字段(CC1，CC2)，所述控制字段(CC1，CC2)有一個表示所述數(shù)據(jù)字段(CD)中傳送的數(shù)據(jù)(DATA)的有效性的輔助字段(C12，BFI)，其特征在于所述輔助字段(C12，BFI)基本設置在所述信息區(qū)(CC1，CD，CC2)的始端。
2.根據(jù)權利要求1所述的幀，其特征在于，在幀(TR)中，所述信息區(qū)(CC1，CD，CC2)的前面為幀同步單元(MST)。
3.根據(jù)權利要求1或2所述的幀，其特征在于，該幀還包括若干周期地出現(xiàn)在幀中的同步單元(MSP1—MSP19)。
4.根據(jù)權利要求1至3中任一項所述的幀，其特征在于表示所述至少一個數(shù)據(jù)字段(CD)中傳送的數(shù)據(jù)(DADA)的有效性的輔助字段(C12，BFI)為單一比特形式，該比特為兩個狀態(tài)(″0″，″1″)中的一個狀態(tài)，所述比特是所述信息區(qū)(CC1，CD，CC2)的第一比特。
5.根據(jù)權利要求1至3中任一項所述的幀，其特征在于表示所述至少一個數(shù)據(jù)字段(CD)中傳送的數(shù)據(jù)(DATA)的有效性的所述輔助字段(C12，BFI)由所述信息區(qū)的前N個比特構成，所述前N個比特的至少兩個分別預先確定的狀態(tài)(″0″，″1″)組合表示所述至少一個數(shù)據(jù)字段(CD)中傳送的數(shù)據(jù)(DATA)的有效和無效。
6.根據(jù)上述任一項權利要求所述的幀，其特征在于，所述幀是采用移動系統(tǒng)的無線電通信蜂窩網(wǎng)中從基站(30，31)傳送到換碼器(1)中的上行幀。
7.在采用移動系統(tǒng)的無線電通信網(wǎng)中的用于產(chǎn)生上述任一項權利要求所述幀(TR)的發(fā)射器(30，31)，所述發(fā)射器包括對所述至少一個數(shù)據(jù)字段(CD)和至少一個控制字段(CC1，CC2)進行多路傳送(多路編排)的設備，其特征在于，所述多路傳送設備對所述幀(TR)始端的輔助字段(C12，BFI)進行多路傳送。
8.在采用移動系統(tǒng)的無線電通信網(wǎng)中的用于接收根據(jù)權利要求1至6中任一項所述幀(TR)的接收器(1)，所述接收器包括對所述至少一個數(shù)據(jù)字段(CD)和至少一個控制字段(CC1，CC2)進行信息分離(多路解編)的設備，其特征在于所述信息分離設備對所述幀(TR)始端的輔助字段(C12，BFI)進行信息分離。
全文摘要
本發(fā)明提供的是在采用移動系統(tǒng)的無線電通信蜂窩網(wǎng)中從基站傳送到換碼器中的上行幀的結構。幀(TR)通常有一個分成至少一個數(shù)據(jù)字段(CD)和至少一個控制字段(CC1，CC2)的信息區(qū)，所述至少一個控制字段包括一個表示所述至少一個數(shù)據(jù)字段(CD)中傳送的數(shù)據(jù)(DATA)有效性的輔助字段(C12)。其特征在于所述輔助字段大體設置在所述信息區(qū)的始端。這種幀結構避免了通信過程中當移動站的網(wǎng)孔轉換時把錯誤的語言信號從蜂窩網(wǎng)傳送到固定網(wǎng)中，這種固定網(wǎng)例如是電話轉換網(wǎng)絡。
文檔編號H04J3/12GK1128933SQ9511500
公開日1996年8月14日 申請日期1995年7月10日 優(yōu)先權日1994年7月11日
發(fā)明者皮埃爾·杜普, 羅郎·克魯昌 申請人:阿爾卡塔爾有限公司