CN1277758A - 传输方法和无线系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种传输方法和一种无线系统,包括一个充当收发信机的基站(200)和多个充当收发信机的用户终端(100、101),它们通过基站(200)发送的信号建立相互之间的连接,该连接中形成了无线信道,在信道上传输经收发信机编码的信号。该收发信机包括发送装置,后者在收发信机处于DTX模式时发送帧。该无线系统包括测量装置(115),测量从无线信道接收的信号,以及发送装置(124),在DTX期间,基于从测量装置(115)接收的测量结果在帧中发送信息,发送装置(124)将这些帧中的至少一些帧任意安置在需要发送的帧结构中。发送装置(124)将帧发送给DTX模式下连接到收发信机的收发信机,接收这些帧的收发信机基于帧中的信息改变其操作。

Description

传输方法和无线系统
本发明涉及无线系统中DTX期间所用的传输方法，前述无线系统包括一个充当收发信机的基站和多个充当收发信机的用户终端，它们通过基站发送的信号建立相互之间的连接，该连接中形成了无线信道，在信道上传输经收发信机编码的信号。
在蜂窝无线系统中，非连续传输，或DTX，用于减少干扰和用户终端的功率消耗。上述蜂窝无线系统可以是例如GSM系统。DTX在语音的停顿期间使用。在DTX期间，用户终端通常仅发送静寂描述符帧，即SID帧。SID帧通常每480毫秒发送一次。
SID帧一般用于生成DTX模式下用户终端的噪声。如果没有生成适当幅度的噪声，接收方会觉得停顿所引起的静寂令人不适。在最坏的情况下，接收放会认为连接已被中断。在语音停顿期间，编码器进入DTX模式，在该模式期间发送SID帧。语音停顿期间发送的SID帧包括各种更新数据。接收机例如在生成噪声时使用该更新数据。SID帧还用于测量无线信道的质量。如果SID帧例如在GSM系统中使用，则测量周期是480毫秒。
无线系统的收发信机在某些情况下需要非常迅速地获得无线信道中出现的变化的信息。这意味着无线系统中的设备必须相当快地接收数据和无线信道状态的更新信息。上述类型的设备例如是AMR接收机(AMR＝自适应多速率)，它需要很快的适配速率。此外，无线系统需要发送例如与语音编解码器的信道模式相关的数据。
目前的无线系统中，在DTX期间，发射机只能在预定的TDMA帧位置中发送上述数据。TDMA帧位置与语音停顿期间发送背景噪声信息的帧位置相同。现有技术系统灵活程度不够，因为它们使用固定的发送周期来发送上述信息。
因此，无线系统需要向例如与AMR模式相关的编码器和解码器尽可能频繁地发送控制命令。例如通过在发送和接收方向上都阻塞DTX来加快适配。通过这种方式，控制信息可以在每个帧中发送。但是，上述方法会失去至少部分DTX的优点。实际上，失去优点意味着无法延长电池工作时间。同时还可能会增加干扰量。
另一问题是AMR编解码器所需的控制数据的传输速率较慢。前面提过，为了优化操作，AMR编解码器需要例如信道状态和编解码模式的信息。但是，上述数据的传输在现有技术系统中需要较长的时间。传输的缓慢导致无法得到DTX模式下AMR的最佳效果。
因此，本发明的一个目的是实现一种传输方法和一种无线系统以解决上述问题。这通过前序中公开的传输方法来实现，其特征在于，测量从无线信道接收的信号，在帧结构中的DTX帧期间，基于接收的测量结果向无线信道发送，在需要发送的帧结构中的任意位置任意安置至少一些帧，将帧中的信息发送给DTX模式下与收发信机通信的收发信机，基于帧中的信息，改变接收上述帧的收发信机的操作。
本发明的另一目的是一种无线系统，包括一个充当收发信机的基站和多个充当收发信机的用户终端，它们通过基站发送的信号建立相互之间的连接，该连接中形成了无线信道，在信道上传输经收发信机编码的信号，在该无线系统中，收发信机包括发送装置，后者在收发信机处于DTX模式时发送帧。
本发明的无线系统的特征在于，它包括测量装置，测量从无线信道接收的信号，以及发送装置，在DTX期间，基于从测量装置接收的测量结果向无线信道发送帧信息，发送装置将这些帧中的至少一些帧任意安置在需要发送的帧结构中，之后，发送装置将帧发送给DTX模式下连接到收发信机的收发信机，接收这些帧的收发信机基于帧中的信息改变其操作。
本发明的优选实施例在相关的权利要求中提出。
本发明的基本思想在于，DTX模式下的收发信机在每个测量周期中使用最优数量的固定帧来测量无线信道。如果固定帧是例如SID帧，则在需要是发送未用的SID帧。因此，SID帧的发送与所用的帧结构没有任何关系。
本发明的传输方法和无线系统具有多个优点。在测量周期中，DTX模式下的收发信机最好仅接收一个固定SID帧，该帧用于测量无线信道的质量。在该方法中，SACCH复帧中最好最多使用一个固定SID帧，在需要时可以发送其它SID帧。通过这种方式，该方法变得较为灵活。但是，上述帧不一定是SID帧，它可以是包含控制和测量数据的任何其它帧。
因为在需要时还可以发送SID帧，所以控制数据可以快速地发送给例如AMR编解码器，这使得编解码器能够快速地适配信号。只有在无线信道上的变化数量足够多时才发送额外的SID更新帧。这样，从DTX得到的一般优点始终保持。该方法还使得SID帧、信道控制数据和测量数据的发送可以很快。
下面结合附图，通过优选实施例详细描述本发明，在附图中：
图1示出了采用本发明方法的无线系统；
图2示出了本发明无线系统中所用的收发信机的结构的原理；
图3示出了现有技术无线系统中收发信机所发送的信号；
图4示出了本发明无线系统中收发信机所发送的信号。
图1示出了采用本发明方法的蜂窝无线系统。给出的蜂窝无线系统包括基站控制器300、基站200和多个用户终端100、101。基站200和用户终端充当蜂窝无线系统的收发信机。用户终端通过基站200传播的信号建立相互之间的连接。用户终端100可以是例如移动话机。图1给出的无线系统可以例如是GSM、CDMA或UMTS系统，或者在IS95指南中定义的无线系统。可以在无线系统中采用例如TDMA多址接入方法。
图2示出了本发明无线系统使用的收发信机的结构原理。图2给出的收发信机可以是用户终端100或者基站200。该收发信机包括天线150，该天线实际上充当收发信机天线。此外，该收发信机包括射频部件112、124，调制器123，解调器113和控制部件120。射频部件112实际上充当信号接收装置。射频部件124实际上充当信号发送装置。
此外，该收发信机包括编码器122和解码器144。射频部件112将来自天线的射频信号变换到中频。中频信号被转发到解调信号的解调器113。此后，在解码器114中解码该解调信号。解码器例如对该信号进行解密和信道解码。收发信机的控制部件120的作用是控制上述收发信机部件的功能。
编码器122接收信号，并将经它编码后的信号发送给调制器123。编码器122在编码中使用例如卷积编码。此外，编码器122例如对信号进行加密和信道编码。编码器122还交织信号中的比特或比特组。此后，将卷积编码后的信号转发给调制信号的调制器123。然后，信号被传送到发送装置124，后者将已调信号转换到射频格式。发送装置利用天线将已调信号发送到无线路径。
让我们假定，为了优化操作，无线系统收发信机中的编码器122和解码器144需要很快得到无线信道中出现的变化的信息。在上述情况下，无线信道的状态信息必须快速更新。收发信机包括测量无线信道的测量装置115，由此得到的测量数据被转发到编码器和解码器。例如，AMR收发信机(AMR＝自适应多速率)包括编码器122和解码器114，它们需要很快的适配速率。实际上，这意味着编码器122和解码器114有时会很快需要无线信道上出现的变化的信息。如果无线信道快速变弱，则变弱的信息必须尽快从接收信号的收发信机传送到发送信号的收发信机。
利用测量装置115，DTX模式下的收发信机测量它接收信号的无线信道。DTX模式下的收发信机基于它所进行的测量在无线信道上发送信息，接收信息的收发信机可以例如改变它所使用的编码参数。测量装置115测得的无线信道状态信息可以例如基于接收信号值、功率、信噪比或者误码率。测量装置115可以例如位于用户终端，这种情况下DTX模式下的用户终端在SID帧中发送控制数据给基站200。基站也可以发送相应的控制数据给用户终端。尽管以下针对SID帧描述本发明的操作，但这些帧不一定是SID帧，可以用包含控制和测量数据的任何帧来取代SID帧。
实际上，编码参数的改变意味着收发信机改变了它的编码器和/或解码器的编码速率。编码器122和解码器114可以改变它们的编码速率，使得在语音编码器的编码速率增加时，信道编码器的编码速率减小。实际上，编码器122和解码器114具有一组预定的标准编码速率，在需要时，可以按照SID帧中的信息改变该速率。SID帧在收发信机处于DTX模式时发送。收发信机的发送装置124在需要时能够在SID帧中发送数据。这意味着SID帧的发送频率可以基于从无线信道测得的测量数据增加或减小。在本发明的发送方法中，发送装置124最好仅发送一个SID帧，该帧在SACCH帧结构中有一个固定的预定帧位置。但是，发送装置124能够在需要时发送SID更新帧，这种情况下无线信道中出现的变化的信息可以快速地发送给连接另一端的收发信机。
基于SID帧中发送的信息，控制装置120可以更新充当语音编码器的编码器122的编码参数。编码参数的更新还改变了语音的编码速率。编码器114所用的编码速率可以以相同方式更新。此外，可以更新充当信道编码器的编码器的编码参数，这会改变信道编码器的信道编码速率。信道解码器的信道解码速率也可以通过收发信机接收的控制信号来改变。
充当语音编码器的编码器122和解码器114的编码速率的变化范围一般是4.5到13kbit/s。当信道编码器工作在全速率时，充当信道编码器的编码器的编码速率的变化范围一般是9到17.5kbit/s。当信道编码器以半速率工作时，信道编码器所编码的信号的速度是0到6.5kbit/s。
在接收控制信号之前，语音编码器可能例如以4.5kbit/s速率编码，信道编码器例如以17.5kbit/s速率编码。在编码参数更新之后，语音编码器可能例如以13kbit/s速率编码，信道编码器例如以9kbit/s速率编码。基于DTX期间的更新，编码器和解码器可以更快地适配编码或解码的信号，因为编码器和解码器可以设置成预定的最优工作模式。语音编码速率的增加会导致使用的信道编码速率的降低。信道编码速率的增加导致使用的语音编码速率降低。
图3示出的SACCH帧结构中的信号由现有技术无线系统的收发信机发送。该图给出的信号可以由例如基站发送给移动话机。该信号包括SID帧10和语音帧30。该图示出了在现有技术无线系统中，SID帧只在DTX期间的SACCH复帧中发送一次。此外，SID帧在帧结构中的位置是固定的，这使得无法根据需要很快地发送无线信道上出现的变化的信息。
图4示出的SACCH帧结构中的信号由本发明无线系统的收发信机发送。该图给出的信号包括帧10，其中可以发送语音或数据信号，和SID帧30。此外，图4给出的信号包括SID帧20，利用它可以更新测量无线信道得到的信息。该图示出了在DTX期间，有时可以相当频繁地发送更新帧。此外，SID更新帧的位置不是预定的，每个更新帧可以位于帧结构的任意位置。通过这种方式，可以很快地发送控制数据。
因为在DTX期间，发送装置124可以基于从测量装置115得到的测量结果，在SID更新帧中发送无线路径上出现的变化的信息，所以可以很快地改变接收SID更新帧的收发信机的编码或解码速率。如果无线信道情况出现了许多变化，则更新帧可以例如1秒发送10到20次。基于接收的SID帧的信息，可以改变收发信机所用的无线信道。
本发明的方案旨在发送更新帧的情况下，仍能保持DTX模式下收发信机的平均发送功率相对不变。如果收发信机处于DTX模式，则在测量期间，收发信机最好使用一个固定的SID帧发送测量数据。例如在GSM系统中，测量周期是480毫秒。但是，在测量周期中，除了固定的SID帧之外，还能够在不固定的位置发送SID帧。在需要时，DTX期间可以发送位置不固定的SID帧。可以对用于更新的SID帧进行信道编码、交织并以类似于普通SID帧的帧结构的方式发送。通过这种方式，可以立即得到接收的SID帧是否包含例如可能适于改变适配速率的测量或控制数据的信息。尽管以上通过SID帧描述了本发明，但可以使用任何包含控制和测量数据的帧来代替SID帧。
在本发明的无线系统中，额外帧的数量可以限制在例如20秒周期。帧的发送限于尽量减小可能生成的噪声。此外，限制更新帧的数量使得相当多的DTX优点能够保持。实际上，这意味着通过限制帧来减慢移动话机电池的耗电。这种限制可以例如通过控制装置120来实现。
控制装置120可以例如使用计数器来进行限制，该计数器每20秒间隔清一次零。如果DTX期间发送了一个额外的帧，则计数器读数增1。当计数器读数例如超过120，则不再发送额外的帧。只有在计数器清零之后才继续帧的发送。
尽管以上结合附图的例子描述了本发明，但显然本发明并不局限于此，而是可以在后附权利要求书所公开的创新思想范围内以多种方式进行改进。

Claims (22)

1.无线系统中DTX期间所用的一种传输方法，前述无线系统包括一个充当收发信机的基站(200)和多个充当收发信机的用户终端(100、101)，它们通过基站(200)发送的信号建立相互之间的连接，该连接中形成了无线信道，在信道上传输经收发信机编码的信号，其特征在于，
测量从无线信道接收的信号，
在帧结构中的DTX帧期间，基于接收的测量结果向无线信道发送，
在需要发送的帧结构中的任意位置任意安置至少一些帧，
将帧中的信息发送给DTX模式下与收发信机通信的收发信机，以及
基于帧中的信息，改变接收上述帧的收发信机的操作。
2.根据权利要求1的方法，其特征在于，DTX期间发送的帧是SID帧。
3.根据权利要求1的方法，其特征在于，DTX期间发送的帧包含控制和/或测量数据，前述帧中至少一些帧可以任意安置在需要发送的帧结构中。
4.根据权利要求1的方法，其特征在于，基于帧中发送的信息改变收发信机的语音编码器的编码速率。
5.根据权利要求1的方法，其特征在于，基于帧中发送的信息改变收发信机的语音解码器的解码速率。
6.根据权利要求1的方法，其特征在于，如果根据测量无线信道得到的测量结果与前一测量结果差别相当大，则在某个帧中发送无线信道中出现的变化的信息，该帧可以在DTX期间的任意时刻发送到无线信道。
7.根据权利要求1的方法，其特征在于，基于接收的帧中传送的信息改变接收帧的收发信机的信道编码和信道解码速率。
8.根据权利要求1的方法，其特征在于，将DTX期间发送的帧放置在SACCH帧结构中，使得SACCH复帧中最多只有一个帧有固定位置。
9.根据权利要求1的方法，其特征在于，编码和解码用于建立到收发信机中的AMR编解码器的连接的信号，基于收发信机所接收的信息改变其编码和/或解码速率。
10.一种无线系统，包括一个充当收发信机的基站(200)和多个充当收发信机的用户终端(100、101)，它们通过基站(200)发送的信号建立相互之间的连接，该连接中形成了无线信道，在信道上传输经收发信机编码的信号，在该无线系统中，收发信机包括发送装置(124)，后者在收发信机处于DTX模式时发送帧，其特征在于，
该无线系统包括测量装置(115)，测量从无线信道接收的信号，
发送装置(124)，在DTX期间，基于从测量装置(115)接收的测量结果向无线信道发送帧信息，发送装置(124)将这些帧中的至少一些帧任意安置在需要发送的帧结构中，之后，
发送装置(124)将帧发送给DTX模式下连接到收发信机的收发信机，接收这些帧的收发信机基于帧中的信息改变其操作。
11.根据权利要求10的无线系统，其特征在于，发送装置(124)所发送的帧是SID帧。
12.根据权利要求10的无线系统，其特征在于，发送装置(124)在DTX期间发送的帧是包含控制和/或测量数据的帧，前述帧中至少一些帧可以任意安置在需要发送的帧结构中。
13.根据权利要求10的无线系统，其特征在于，接收帧的收发信机包括编码器(122)，它基于帧中发送的信息改变收发信机的编码器的编码速率。
14.根据权利要求10的无线系统，其特征在于，接收帧的收发信机包括解码器(114)，它基于帧中发送的信息改变收发信机的解码器的解码速率。
15.根据权利要求10的无线系统，其特征在于，发送装置(124)可以在DTX期间的任何时间发送帧。
16.根据权利要求10的无线系统，其特征在于，如果从测量装置(115)得到的测量结果与前一测量结果差别相当大，则发送装置(124)发送帧。
17.根据权利要求10的无线系统，其特征在于，DTX模式下收发信机的发送装置(124)可以在帧结构的任意位置放置SID帧。
18.根据权利要求10的无线系统，其特征在于，接收帧的收发信机基于帧中的信息改变其信道编码速率和信道解码速率。
19.根据权利要求10的无线系统，其特征在于，发送装置(124)将DTX期间发送的帧放置在SACCH帧结构中，使得SACCH复帧中最多只有一个帧有固定位置。
20.根据权利要求10的无线系统，其特征在于，收发信机包括以AMR编解码器实现的编码器(122)和解码器(114)，该编解码器基于收发信机所接收的信息改变编码和/或解码速率。
21.根据权利要求10的无线系统，其特征在于，DTX模式下的收发信机是基站(200)，它向用户终端形式的收发信机发送帧。
22.根据权利要求10的无线系统，其特征在于，DTX模式下的收发信机是用户终端，它向基站(200)形式的收发信机发送帧。
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