CN1531358A - 在多个用户间共用时隙描述符块的方法及装置 - Google Patents

Abstract

集成数字增强网络***(1)包括与多个位于中心站(2)的变码器(4)互联的基站无线装置(104)。基站无线装置(104)对多个变码器(4)产生的语音包进行时分复用，将其复用为时分复用信号帧(20)。每个信号帧(20)中包括多个有序帧(204)。根据信道交织，每个有序帧(204)中包括预定数目的时隙(202)。每个时隙(202)中包括时隙描述符块(2024)以及多个子时隙(例如2026，2028)。时隙描述符块(2024)为多个子时隙(例如2026，2028)交替存放附加信息。用户装置(30)对每个有序帧(204)进行分解，并根据所分配的时隙偏移接收专门的时隙(202)以及专门时隙中专门的子时隙。用户装置(30)执行切换过程(600)，用以确定跳转到新的基站无线装置产生的时分信号帧(21)的时序。

Description

在多个用户间共用时隙描述符块的方法及装置

技术领域

本发明涉及对信号的接收及发送，更具体地，涉及对集成数字增强网络中的多路复用信号进行接收与发送的装置和方法。

背景技术

为了实现互联业务，最近在集成数字增强网络(iDEN)***中引入了增强声码器，例如AMBE声码器。AMBE声码器所需的带宽大概是早期声码器(例如VSELP变码器)所需带宽的一半。由于在这些增强声码器中所需的带宽的降低，使得可以采用6∶1的交织(interleave)信道，而不是目前采用的3∶1交织信道，因此可以使信道效率加倍，并节约了RF容量。但是，采用6∶1的交织信道后，将造成更大的音频延迟，与3∶1交织信道相比，将导致(用户)感觉到的声音质量下降。

附图说明

附图及下文中的详细说明相结合构成了本说明书的一部分，进一步展示了多种实施例，并对根据本发明得到的多种原则和优点进行解释，其中相同的参考数字代表相同的或功能相近的元件。

图1以简化的、具有代表性的形式描述了一个集成数字增强网络(iDEN)***的实例，在其中实现了本发明。

图2示意了图1所示的基站无线装置与中心站(central office)的框图。

图3示意了基站无线装置产生的时分复用信号帧的实例。

图4示意了图3所示的时分复用信号帧的时隙实例。

图5示意了图1所示的iDEN***内的用户装置的框图。

图6示意了用户装置执行的切换(handover)过程的流程图。

图7为所执行的切换过程的示例图。

图8示意了一个表格，该表格示出在切换过程中有关示例时隙的时序。

具体实施方式

总的来讲，本公示文档涉及到发送信号帧的基站无线装置，以及用于接收信号帧的用户装置。本公示文档进一步涉及到允许用户装置从一个基站无线装置切换到另一个基站无线装置所使用的方法。需要说明的是，在此将交替使用两个术语：用户装置或单元以及无线装置或单元，这两个术语都用来表示与用户有关的普通装置，典型的情况是无线装置，它可以根据服务协议在公共网络中使用，也可以在私人网络中使用。

提供本公示文档的目的是：进一步对能够执行本发明一个或多个实施例的最佳模式的可行方式进行解释。提供本发明的进一步的目的是，希望能对本发明的原理及优点有更深入的理解并做出正确评价，而不是试图对本发明以任何方式进行限制。本发明是由所附权利要求单独定义的，权利要求中包括对本申请中所有未定事宜进行的修正，还包括所发布的权利要求中所有的等价物。

还需要进一步理解的是，所使用的有关术语，例如第一、第二等等，仅仅是为了将一个实体、项目或行为与另一个进行区分，而不需要要求或者暗示在这些实体、项目或行为之间存在任何实际关系或顺序。

在实现本发明的许多功能以及本发明的多数原理时，最好用数字信号处理器中的集成电路(IC)(例如专用IC)来完成。对于本领域内的普通技术人员而言，尽管可能受到(例如)可用时间、现有技术及经济方面的考虑等因素的影响而做出重大努力并选择许多设计方案，当他们用在此公开的原理及概念指导(自己的工作)时，只需进行最少的实验就可以容易地具备生产此类IC的能力。因此，为了用最短的时间(理解本文)，并使对根据本发明的原理及概念进行理解而产生的模糊性最小，将把对此类IC进行的深入讨论(如果有的话)限制在有关优选实施例使用的原理及概念的要点上。

正如下文进行的深入讨论所提及的，使用本发明的多个原理及其组合的优点在于：它们能够产生由分别与多个用户装置的用户相关联的多个信号构成的时分复用信号帧，其中，多个信号构成的组共用一个包含附加信息的时隙描述符块，因此可以更有效地利用RF带宽。

现在参考图1，在用1表示的集成数字增强网络(iDEN)***(下文中简称为“iDEN”***)中可以实现本发明的方法及装置。通常，iDEN***1中包括：中心站2；基站点(或基站)10，基站10中产生并发送的时分复用信号帧(信号帧)20；还包括至少一个用于接收信号帧20的用户装置30。在下文中将对iDEN***1中的每个元件进行更充分的讨论。

参见图2，中心站2中包括变码器(或声码器)4。变码器4的作用是对模拟通信进行编码、对编码后的模拟通信进行压缩并产生合成的语音包。变码器4中最好包括AMBE声码器，它可以在将约45ms的语音波形编码到一个语音包中。也可以使用其它声码器。然而，正如下文中将更详细讨论的，变码器4所能提供的带宽或码速率需求将限制信号帧20中的信道交织(interleave)。在本技术领域内，已经熟知并可以正确认识中心站2内的其它组成部件和功能。需要注意的是，可以有大量基站与中心站2相连。出于简化说明的目的，图中只画出了一个基站10。

基站10中包括站点控制器102以及基站无线装置(或基站发射机)104。站点控制器102根据已知的路由算法将一个或多个变码器(诸如变码器4)产生的语音包发送给正确的基站无线装置。基站无线装置104对每个语音包执行前向纠错，然后在信号帧20(如图3中所示)中对其进行时分复用，以便在公共载波(例如载波频率)上进行传输。更明确地说，基站无线装置104将把多个语音包(或者更一般地称为信号)分解为预定数目的组，使得预定数目的组中的每一个都包含预定数目的多组信号。预定数目组中的每一个都存储在一个时间间隙(时隙)内。因此，(下文中)可交换地使用组以及时隙这两个术语。基站无线装置104将为每个时隙分配一个整数偏移量，并为多个时隙分配一个预定的信道交织，从而将预定数目的时隙分解为依序排列的帧。根据变码器4的带宽要求预先确定信道交织。基站无线装置104在每个时隙内产生时隙描述符块(其中将包含时隙内预定数目的信号的附加信息)，并将时隙描述符块分别存储在其时隙内。正如下文中将更充分讨论的，时隙描述符块可选地包含时隙内预定数目的多个信号的附加信息，因此允许多个信号共享这个时隙描述符块。基站无线装置104建立起时隙号码(见图7)与每个时隙的关联，用于建立对多个时隙的索引。最后，基站无线装置104对信号帧进行调制，并在公共载波上对其进行发送。

基站无线装置104中包括：微处理器或数字信号处理芯片106，用于控制基站无线装置104；功率放大器108，用于对调制信号帧的信号功率进行放大；以及基站无线装置天线110，用于对调制信号帧进行发射。回到微处理器106中，微处理器106将根据存储于内存中(未画出)的程序对基站无线装置104进行控制。程序中包括用于执行上述的复用、编码及时隙描述符块任务的指令。

需要注意的是，基站10中将包括多个基站无线装置。为了简化说明，在图2中仅示意了一个基站无线装置104。

参见图3，将对基站无线装置104产生的信号帧20进行更充分的讨论。如同前面提及的，信号帧20中包含多个时隙202，时隙202中带有为其分配的预定信道交织，从而将多个时隙202分解为有序的帧204。例如，如果信道交织为六，则每个有序帧中包含六个时隙202。如图3所示，如果信道交织为三，则每个有序帧204中包含三个时隙202。此外，信道交织与时隙偏移一起为用户装置30定义了特有的时隙。例如，如图3所示，当为用户装置30分配一个由时隙(信号帧的时隙偏移为一、信道交织为三)定义的信道时，用户装置30将接收每个有序帧204中每三个时隙202中的第一个。

参见图4，时隙202中的每个中都包含：同步块2022，用来提供帧同步；预定数目的子时隙(例如2026、2028)，其中包含预定数目信号的有效负载；以及时隙描述符块2024，用于交替地包含多个子时隙(例如2026、2028)的附加信息。例如，参见图4和7，实例时隙202中包括第一与第二子时隙2026、2028，当时隙号码为偶数时，时隙描述符块2024对第一子时隙2026进行说明，而当时隙号码为奇数时，时隙描述符块2024对第二子时隙2028进行说明。这种信号帧格式被称为拆分3∶1输出时隙格式，其中每个有序帧204中包括三个时隙202，这三个时隙202中的每一个都包括两个子时隙2026、2028。

需要注意的是，子时隙或整个时隙可以是空的，不包含任何有效负载。特殊的时隙也可以不是由多个子时隙构成的。

参见图5，对用户装置30进行说明。用户装置30的作用是向(用户装置的)用户提供访问(access)信号帧20中的子时隙的途径。当然，用户装置30还可以执行其它功能，通常是为人熟知的和/或与本说明无关的功能。用户装置30中包括：用户装置天线302；收发机304，用于接收信号帧20，并发送语音或数据信号；以及扬声器308，用于提供用户接口。用户装置30中还包括微处理器或数字信号处理芯片306，用于根据存储于内存307中的程序控制用户装置30。

在工作中，当用户装置30开始建立与基站无线装置104的连接时，它通过控制信道接收控制信道信息。为了更清晰地说明，将用户装置30正在连接的基站无线装置104称为当前基站无线装置104。控制信道信息中包括当前时隙号码以及当前子时隙，包含预定为用户装置30提供的通信，控制信道信息中还可以可选地包括时隙偏移分配以及信道交织。此后，用户装置30占用与当前基站无线装置104进行通信的通信信道，开始接收信号帧20中的有序帧204。用户装置30根据存储于内存307中的程序进行工作，根据信道交织将有序帧204中的每一个分离出来，从而对多个时隙202中的当前时隙进行接收。例如，如果分配的时隙偏移为三、信道交织为三，则当前时隙为每个有序帧204中的第三个时隙。在对有序帧204进行分离后，利用时隙描述符块2024，用户装置30对包含在当前时隙内的多个子时隙中的当前子时隙进行解码。被解码的特定子时隙取决于当前时隙的时隙号码值。例如，如上所述，如果包含的当前子时隙的当前时隙为奇数号码，将利用时隙描述符块2024对第二个子时隙进行解码。因此，如果已经给用户装置30分配第一个子时隙，它将在接收到第一个具有偶数号码的当前帧时开始解码。同样地，如果已经给用户装置30分配第二个子时隙，它将在接收到第一个具有奇数号码的当前帧时开始解码。本领域内的技术人员应该认识到，由于用户装置30在最开始就从当前基站无线装置的控制信道信息中接收到时隙号码，而且在基站无线装置104与用户装置30中使用共同的定时速率，它能够识别出多个时隙中的每一个的当前时隙号码。

完成对第一个当前时隙的解码后，只要用户装置30保持与当前基站无线装置104的连接，用户装置30就无需再使用其后每个当前时隙内的时隙描述符块2024来获得存储于当前子时隙内的有效负载。然而，当用户装置30在当前基站无线装置104与新的基站无线装置(未画出)之间进行切换时，用户装置30将必须重新使用时隙描述符块2024，以便确认它所在的新时隙以及新子时隙是正确的。此外，由于时隙描述符块2024交替地对每个时隙202中的子时隙进行描述，必须以预先确定的时序进行切换，从而避免静默时间的延长(将在下文进行充分说明)。用于确定跳转至新时隙以及新子时隙的时序的过程被称为切换过程600。

参见图6，将对有关信号帧20的切换过程600进行讨论，其中，信号帧20具有如图3-4所示的拆分3∶1输出时隙格式。切换过程600的作用是：根据当前时隙202、新时隙及新子时隙确定跳转至新时隙以及新子时隙的时序。切换过程600从602开始，此时用户装置30从当前基站无线装置接收到新的基站无线装置的时隙分配(或帧信息)。时隙分配中包括有序帧204内的三个时隙202的新时隙(利用时隙偏移进行索引)，还包括多个子时隙2026、2028的新子时隙。

在604中，用户装置30判断当前时隙的时隙偏移与新时隙的时隙偏移之间的差。如果这个差的绝对值等于二或一，则在606中，用户装置30判断新子时隙是第一子时隙2026(表示为A)还是第二子时隙2028。如果新子时隙为第一子时隙2026，则在608中，用户装置30断定跳转到新基站无线装置的信号帧的正确时序是在从当前基站无线装置104接收到具有偶数时隙号码(偶数时隙)的时隙之后，然后，过程600结束。

在606中，如果用户接收机断定新子时隙为第二子时隙2028，则在616中，用户装置断定跳转到新基站无线装置的信号帧的正确时序是在从当前基站无线装置104接收到带有奇数时隙号码的时隙(奇数时隙)之后，然后，过程600结束。

返回604，如果在此判断出当前时隙202的时隙偏移与新时隙的时隙偏移之间的差的绝对值不等于二或一，在610中，它将判断这个差是否等于零。换句话说，在610中，它将判断当前时隙的时隙偏移是否与新时隙的时隙偏移相等。如果这个差等于零，在612中，它将判断新子时隙是否是第一子时隙2026。如果新子时隙是第一子时隙2026，在616中，用户装置30断定跳转到新基站无线装置的信号帧的正确时序是在从当前基站无线装置104接收到奇数时隙之后，过程600随后结束。

如果新子时隙是第二子时隙2028，在614中，用户装置30断定跳转到新基站无线装置的信号帧的正确时序是在从当前基站无线装置104接收到偶数时隙之后，过程600随后结束。

应该注意的是，在判断框610中没有第二条分支，这是因为信道交织为三的信号帧(例如拆分3∶1输出时隙格式)决不会引起新时隙的时隙偏移与当前时隙的时隙偏移之间的差不是二、一或零的情况。然而，如果判断出差值是二、一或零之外的情况，可能在此随即产生错误信号。

最后，在已经确定出时序之后，用户装置30将根据确定出的时序跳转到新时隙和新子时隙上。

再次参见图3-4，将对拆分3∶1输出时隙格式进行更充分地说明。如上所述，信号帧20的信道交织为三，因此将多个时隙202分解到每个都包含三个时隙202的有序帧204中。三个时隙202中的每一个都包括：同步块2022，持续时间约为0.75ms；时隙描述符块2024，持续时间约为2ms  以及第一与第二子时隙2026、2028，每个的持续时间约为6.125ms。时隙202中的每一个的持续时间约为15ms。如同常规的时分复用信号帧，每个时隙202都有专门的时隙号码(如图7所示)。当时隙202的时隙号码为偶数时，时隙202的时隙描述符块2024中包含第一子时隙2026的附加信息；当时隙号码为奇数时，时隙202的时隙描述符块2024中包含第二子时隙2028的附加信息。拆分3∶1输出时隙格式支持使用增强变码器，例如AMBE变码器。因此，iDEN***可以使信道效率加倍，并节省了RF容量。此外，由于子时隙共享了时隙描述符块2024，使用增强变码器不会带来声音质量的下降或更大的声音延迟。

参见图7，将对根据上述方法得到的基站无线装置104与用户装置30的工作实例进行讨论。基站无线装置104产生的信号帧20具有拆分3∶1输出时隙格式。在每个有序帧204中的第一时隙的第一子时隙(用702表示)中存储希望提供给用户装置30的有效负载。用户装置30对每个有序帧204进行分解，从而接收有序帧204中具有偶数时隙号码的第一时隙，例如时隙号码为四。如同前述，由于用户装置30已经从基站无线装置104中(利用控制信道信息)接收到时隙偏移(此时为一)与第一时隙号码，用户装置30知道该接收每个有序帧204中的第一时隙。

然后，用户装置30利用时隙描述符块2024对第一子时隙702进行解码。此后，用户装置30将继续接收每个有序帧中的第一子时隙702，而无须使用时隙描述符块2024，直到执行切换。

在用户装置30执行切换之前，它将接收到由当前基站无线装置10产生的信号帧20上的新时隙分配。这个时隙分配指明了新基站无线装置产生的信号帧21上的信道交织的位置。在这个实例中，用户装置30的新时隙分配是每个有序帧204中的第三时隙中的第二子时隙(用704表示)。然后，用户装置30判断当前时隙的时隙偏移(一)与新时隙的时隙偏移(三)之间的差的绝对值。在这个实例中，这个差的绝对值等于二。然后，用户装置30判断新的子时隙是第一子时隙还是第二子时隙。在这个实例中，新子时隙是第二子时隙。因此，用户装置30断定跳转的时序应该是：当从当前基站无线装置接收到有序帧204中带有奇数时隙号码的第一时隙后，立即开始进行跳转。根据这个确定出的时序，例如，当用户装置30从当前基站无线装置104的信号帧20中接收到时隙号码为七的时隙后，就跳转到新的基站无线装置产生的信号帧21上，并开始正确地接收有序帧204中带有奇数时隙号码的第三时隙。这个过程用图7中的第二箭头表示。

如果用户装置30没有执行用于确定正确的跳转时序的切换过程600，将导致用户装置30的用户产生额外的45ms的静默时间。例如，当从当前基站无线装置10接收到带有时隙号码为四的时隙后，如果上述实例中的用户装  30已经跳转到新的信号帧21，则用户装置30将已经在新的信号帧21上接收到具有时隙号码为六的时隙。这个过程用图7中的第一箭头表示。但是，由于时隙描述符块描述了时隙中具有偶数时隙号码的第一子时隙，用户装置30将无法对时隙号码为六的第二子时隙进行解码，这是由于它无法确认时隙类型是正确的。其结果是，用户装置30必须要等待下一个有序帧204中的时隙九。如上所述，每个时隙具有约15ms长的持续时间。因此，由于有序帧204中有三个时隙，将引起用户装置的用户产生45ms的静默。

参见图8，表格800中对从具有拆分3∶1输出时隙格式的信号帧进行跳转和跳转到具有拆分3∶1输出时隙格式的信号帧的所有时序进行了总结。应该将表格800存储在用户装置的内存中。因此，用户装置300可以参考表格800中的时序，用来确定跳转的时序，而不是用来判断差值。

因此，本发明提供了一种新的方法，其中基站无线装置104产生具有专门信道交织的信号帧20。用户装置30接收信号帧20。每信号帧20中包括许多有序帧204，其中每一个有序帧都包含与信道交织相等的多个时隙。多个时隙202中的每一个都包含多个子时隙(例如2026、2028)以及时隙描述符块2024，时隙描述符块2024被多个子时隙(例如2026、2028)共用。为了跳转到新基站无线装置产生的信号帧21上，用户装置执行切换过程600。微处理器106根据存储于内存107中的程序控制基站无线装置以产生这些信号帧。微处理器306根据存储于内存307中的程序控制用户装置30对信号帧进行接收，并执行切换过程600。

尽管上面对优选实施例进行了描述，需要认识到，在不背离所附权利要求的范围及合理含义的前提下，可以对本实施例进行修改、改变或变化。例如，对于拆分3∶1输出时隙格式而言，可以将时隙描述符块2024修改为用于说明时隙中具有奇数时隙号码的第一子时隙2026。

基站无线装置104也可以产生由包括子时隙的时隙及不包括子时隙的时隙混合而成的信号帧。此外，每个时隙内的子时隙数目并不局限为二，可以增加。然而，每个时隙内的子时隙的数目必须服从多个变码器的带宽要求。

Claims (10)

1.一种用于产生由多个有序帧构成的时分复用信号的基站无线装置，其中，所述多个有序帧中的每一个包括：

多个时隙，所述多个时隙中的至少一个包括：

多个子时隙，用于存放为多个用户提供的有效负载；和

时隙描述符块，用于交替存放所述多个子时隙的附加信息。

2.根据权利要求2所述的基站无线装置，其中

所述多个子时隙包括三时隙的信道交织，所述三时隙中的每一个都具有与其相关联的专用时隙偏移；

所述多个时隙中的所述至少一个包括第一子时隙与第二子时隙；和

所述时隙描述符块进一步用于根据所述专用时隙偏移为所述第一子时隙或所述第二子时隙存放所述附加信息。

3.根据权利要求2所述的基站无线装置，其中，当与所述第一子时隙及所述第二子时隙相关联的时隙号码为偶数时，所述时隙描述符块为所述第一子时隙存放所述附加信息；当所述时隙号码为奇数时，所述时隙描述符块为所述第二子时隙存放所述附加信息。

4.一种用于在公共载波上复用多个信号的方法，所述方法包括：

根据信道交织，将多个信号分解为预定数目的时隙，所述预定数目时隙中的每一个都包含预定数目的所述多个信号；

产生存储在每个时隙内的时隙描述符块，所述时隙描述符块为所述预定数目的多个信号交替存放附加信息；和

向所述预定数目时隙中的每一个分配专门的时隙偏移。

5.根据权利要求书4所述的方法，其中，所述将多个信号分解为预定数目的时隙的步骤进一步包括：将所述多个信号分解为三个信道交织为三的时隙，所述三个时隙中的至少一个包括第一信号与第二信号。

6.一种用于为用户提供访问基站无线装置产生的时分复用信号帧的子时隙的方法，所述时分复用信号帧由多个有序帧构成，所述多个有序帧中的每一个根据信道交织包括预定数目的时隙，所述预定数目的时隙中的至少一个包括用于存放附加信息的时隙描述符块，以及用于提供有效负载的多个子时隙，所述多个子时隙中的每一个都共用所述时隙描述符块并具有时隙偏移，所述方法包括：

根据所述时隙偏移及所述信道交织，从当前基站无线装置接收所述预定数目时隙中的当前时隙；和

根据当前时隙的时隙号码表示的时隙偏移，利用当前时隙的所述时隙描述符块对包含在当前时隙内的多个子时隙中的当前子时隙进行解码。

7.根据权利要求6所述的方法，进一步包括：在从当前基站无线装置切换到新的基站无线装置的过程中执行切换过程，所述切换过程包括：

从当前基站无线装置接收新基站无线装置的时隙分配，所述时隙分配包括新基站无线装置产生的时分复用帧上的新时隙与新子时隙；

根据当前时隙以及新子时隙，判断跳转到新时隙及新子时隙的时序；和

根据判断出的时序，跳转到新时隙及新子时隙上。

8.根据权利要求6所述的方法，其中：

所述接收预定数目时隙中当前时隙的步骤进一步包括：接收三时隙中的当前时隙；

所述利用时隙描述符块对多个子时隙中的当前时隙进行解码的步骤进一步包括：如果时隙号码为偶数，利用时隙描述符块对多个子时隙中的第一子时隙进行解码；如果时隙号码为奇数，利用时隙描述符块对多个子时隙中的第二子时隙进行解码。

9.根据权利要求8所述的方法，进一步包括，在从当前基站无线装置切换到新的基站无线装置的过程中执行的切换过程，所述切换过程包括：

从当前基站无线装置接收新基站无线装置的时隙分配，所述时隙分配包括三时隙中的新时隙以及多个子时隙中的新子时隙，其中所述多个子时隙由第一子时隙与第二子时隙构成；

根据当前时隙、新时隙以及新子时隙，判断跳转到新时隙及新子时隙的时序；和

根据判断出的时序，跳转到新时隙及新子时隙上。

10.根据权利要求7所述的方法，其中，所述判断跳转到新时隙及新子时隙的时序的步骤进一步包括：判断当前时隙的时隙偏移与新时隙的时隙偏移之间的差。

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