传输方法和蜂窝式无线电系统 本发明的领域
本发明一般涉及电信系统。本发明具体涉及数字蜂窝式无线电系统，其中只发射对联系有重要作用的位。本发明还涉及利用可变速率和固定速率声码器的数字蜂窝式无线电系统。
现有技术
典型的蜂窝式无线电系统包括固定的基站网，其中用户终端与一个或多个基站通信。基站发送来自用户终端的通信业务和发送通信业务到用户终端。此外，蜂窝式无线电系统包括：例如，控制基站的基站控制器和移动交换中心。通常，蜂窝式无线电系统还包括：给信号编码的声码器。
声码器可以放置在如TRAU单元中(TRAU＝变码器/速率适配器单元)。例如，TRAU单元放置在基站控制器或移动交换中心。TRAU单元信源译码信号，并改变该信号的传送速率以适合于转移网络，诸如，PSTN网络(PSTN＝公共交换电话网)。TRAU单元产生TRAU帧，并把它发射到基站。例如，声码器给语音编码。编码减小了传输线中信号到基站的数据速率。声码器和基站互相发射和接收数据分组。该数据分组形成TRAU帧，例如，TRAU帧以20ms间隔发射出去。例如，形成的TRAU帧的长度为320位。该帧包含：例如，编码的语音，控制信息，信令，或数据。
声码器用于适配信号的传送速率，这意味着声码器把来自PSTN网络的64kbit/s信号编码成16kbit/s信号。该声码器的功能是作为可变速率或固定速率的装置。适配信号的传送速率可以优化传输路径上的通信业务容量。反过来，优化通信业务容量可以降低容量，尤其是在越区切换期间，蜂窝式无线电系统中的用户终端在此期间与多个基站同时联系。TRAU单元的工作是作为减小基站与用户终端之间空中接口带宽的一个信源编码器。
带有如固定速率声码器的蜂窝式无线电系统利用不连续传输以减小干扰和降低用户终端的功率消耗。例如，GSM系统采用这个方法。在不连续传输模式下，用户终端的语音编码器检测语音中的寂静，在此期间该用户终端不时地(周期为480ms)只发射寂静描述符帧，即，SID帧(SID＝寂静指示检测)。通常在接收的用户终端SID帧用于产生舒服地噪声。若不产生适当电平的噪声，则接收方大概会感觉到这种寂静不舒服。在最坏的情况下，接收方会想到此时的联系已中断。例如，在GSM蜂窝式无线电系统中，对一个320位长的TRAU帧编码，并以20ms间隔通过空中发射出去，因而该传输速率为16kbit/s。与此对比，在寂静期间的传输速率可能为667bit/s。
在不连续传输期间，在蜂窝式无线电系统中实现话音活动检测(VAD)。实际上，该检测是在TRAU单元中完成的。此外，该检测可以在用户终端中进行。在语音的暂停期间，编码器转移成DTX模式，因而只发射SID帧。在语音暂停期间发射的SID帧包含更新的信息，用于更新上述的噪声。接收机利用在产生噪声中的更新信息。因此，在语音暂停期间发射的TRAU帧只包含更新的信息，此信息以480ms间隔发射出去。然而，按照现有技术的解决方法，如基站与声码器之间传输路径上的容量利用因子不是最佳的，尤其是在语音的暂停期间。
TRAU帧的长度可以有很大的变化。典型的帧长度包括：268位，126位，56位和22位。此外，典型的帧长度包括：172位，80位，40位和16位。例如，这些帧还以两个不同的速率发射出去。TRAU帧通常包含17位长的同步字。该同步字以16个‘0’位和1个‘1’位开始。按照现有技术的解决方法，在DTX模式情况下，在该帧的结尾部分填充备用位。例如，采用‘1’位作为备用位。
若蜂窝式无线电系统中包括可变速率声码器，则该帧的结尾部分已经填充了备用位，尤其是在较低的数据速率情况下。然而，添加备用位占用了传输路径的容量。若蜂窝式无线电系统中包括固定速率声码器，则在DTX模式情况下发射的帧包含备用位，从用户或蜂窝式无线电系统的观点考虑，这些备用位不包含任何重要的信息。该帧还附加地包含更新信息的舒服噪声，例如，以每隔0.5秒发射。此外，现有技术的系统采用相对长的同步字，这些同步字占用容量。
本发明的特征
所以，本发明的一个目的是实施这样的一种蜂窝式无线电系统，其中只发射有重要作用的位或帧。这种传输可以最佳地扩大传输路径的容量。
在蜂窝式无线电系统中的不连续传输期间，采用本发明的传输方法实现这个目的，在这种不连续传输中有暂停，并检测此暂停；该方法包括的步骤有：接收信号，并编码接收到的信号，该信号至少部分地包含备用位；该蜂窝式无线电系统至少包括：一个基站和声码器，基站与声码器之间经传输路径互相通信，并互相发射信号；且该方法包括的步骤有：在发射信号之前，从发射到无线电路径的信号中滤掉备用位。
此外，在蜂窝式无线电系统中采用本发明的传输方法实现这个目的，其中接收的信号至少部分地包含备用位；该蜂窝式无线电系统至少包括：一个基站和声码器，其中接收的信号以可变的速率编码；基站与声码器之间经传输路径互连，并互相发射信号；且该方法包括的步骤有：在发射信号之前，从发射到无线电路径的信号中滤掉备用位。
本发明还涉及采用不连续传输的蜂窝式无线电系统，在该传输中有暂停；该蜂窝式无线电系统包括：检测该传输中暂停的检测装置，基站和给信号编码的声码器；声码器经传输路径与基站通信，蜂窝式无线电系统接收信号，此信号中至少部分地包含备用位；且该蜂窝式无线电系统包括滤波装置，在发射信号到传输路径之前，从该信号中滤掉备用位。
此外，本发明涉及包括基站和声码器的蜂窝式无线电系统，基站与声码器之间经传输路径互连，并互相发射信号；声码器接收信号，并以可变速率编码接收到的信号，该信号至少部分地包含备用位；且该蜂窝式无线电系统包括滤波装置，在发射信号到传输路径之前，从该信号中滤掉备用位。
按照本发明的技术方案有很多优点。该方案可以增大传输线的传输容量。该方案采用可变速率或固定速率的声码器。在此方案中，发射变型的通信业务帧，其中滤掉了备用位。在该蜂窝式无线电系统中，利用分组交换地址，因此，基站控制器不必利用信号交换矩阵。位于基站附近或基站中的帧中继型通信业务集中器实现信号的各种交换，并把地址插入在TRAU帧中，在此基础上路由该信号到正确的地址。
本发明的技术方案还采用同步字，其长度比现有技术方法的同步字短很多。按照本方案，尤其在不连续传输中，滤掉了不必要的位。此外，完全不发射不必要的帧。与现有技术方案中所用的同步字比较，在这些帧中采用短的同步字，因此可以更节省容量。从基站和声码器观点考虑，通信业务集中器的使用是透明的。使用本发明的技术方案无需对现有蜂窝式无线电系统中的设备实施任何复杂的配置。
附图的描述
以下，参照附图中的诸实例更详细地描述本发明，其中：
图1表示现有技术的蜂窝式无线电系统；
图2表示采用本发明方法的第一个实施例蜂窝式无线电系统；
图3表示采用本发明方法的第二个实施例蜂窝式无线电系统；
图4表示第一帧格式数据分组的帧结构；
图5表示第二帧格式数据分组的帧结构；
图6说明第二帧格式中P位的用途；和
图7说明第二帧格式中C位的用途。
优选实施例的描述
图1表示现有技术的蜂窝式无线电系统。公开的蜂窝式无线电系统包括：基站100，200和300.该蜂窝式无线电系统还包括：移动通信业务交换中心600，基站控制器500和作为声码器的TRAU单元400。该蜂窝式无线电系统还包括：一组用户终端10，20。基站和用户终端包括：天线101，其功能是作为发射天线和接收天线。
例如，声码器400接收速率为64kbit/s来自PSTN网经移动通信业务交换中心600的信号。声码器400降低该信号的速率，并把该信号放入TRAU帧。此后，声码器把它形成的信号送到基站控制器500。在速率降低以后，例如，该信号的速率为16kbit/s。在相反方向上，声码器400接收基站100，200和300发射的速率为16kbit/s的信号，并转变该信号的速率，使它再适用于PSTN网。在不连续传输期间，包含各种备用位的信号在声码器400与基站100，200和300之间发射。从用户或系统运行的观点考虑，备用位不包含重要的信息。此外，在不连续传输期间发射的信号采用同步信号，该同步信号占用容量，尤其是在声码器400与基站控制器500之间的传输路径415上。
图2表示一种蜂窝式无线电系统，除了以上之外还包括：集中通信业务的装置410，420。该装置410，420已放置在声码器400与基站100，200，300之间。装置410与装置420之间经传输路径415互连。实际上，装置410，420是由帧中继型通信业务集中器制成的。在该蜂窝式无线电系统中，声码器400与基站100，200，300之间的接口称之为Abis接口。在按照本发明的方法中，在把信号送到所述接口之前，通过滤波该信号以增大Abis接口的容量。
装置410发射到和接收来自基站100，200，300的第一帧格式的基本数据分组。但是，装置420发射到和接收来自声码器400的第一帧格式的基本数据分组。例如，第一帧格式的基本数据分组是TRAU帧。TRAU帧可以是以预定间隔发射的320位长的帧。装置410，420接收第一帧格式的数据分组，并由此建立集中的数据分组。装置410，420经传输路径415互相之间发射集中的数据分组。装置410与装置420互相之间发射的集中数据分组是第二帧格式。实际上，装置410和420以相同的方式运行。
图3表示包括基站100，200，300的蜂窝式无线电系统。在该蜂窝式无线电系统中，装置410放置在声码器400与基站控制器500之间。在按照此图的方法中，该装置还附加地放置在每个基站100，200，300。诸基站之间形成一条链路，所以，若声码器400沿正向发射一个信号到基站100，则该信号经过基站200，300传送到基站100。
图4表示第一帧格式数据分组的帧结构实例的表格。该帧结构包含8位长的字，即，八位字节，编号从0至39。声码器400产生不同速率的数据分组，例如，其速率为FS速率和HS速率(FS＝全速，HS＝半速)。若声码器400工作在FS速率下，例如，产生的信号速率为13kbit/s。若声码器400工作在HS速率下，例如，产生的信号速率为5.6kbit/s。该声码器编码和译码较早阶段用如PCM技术编码的信号。此图中所描述的帧结构是利用工作在FS速率下的声码器建立的。该帧结构的字0-1是由‘0’位组成。字0-1和字2，4，6，8…38的第1位用于同步。该帧总共有320位。若该帧每隔20ms发射一次，则该信号速率为16kbit/s。该帧还包含C位，D位和T位。C位作为控制位，数据插入到D位中，S(备用)位是备用位。
图5中的表格说明第二帧格式数据分组的帧结构。该帧结构包含8位长的字，编号从0…m。例如，第二帧格式的帧结构采用按照HDLC规程(HDLC＝高级数据链路控制规程)的结构。字0包含HDLC开始字，它由十六进制字0×7E组成。该帧结构还包含不同种类的信息字段，它们由P位，C位和D位组成。字1以18位长的P位流开始。P位用于控制PCM信号路由到正确的位置。利用3个P位，P16至P18，对信号进行CRC计算。实际上，CRC计算是很容易进行的。由于传输线上的误码率通常在10-6至10-9的范围内，3位CRC检验是合适的。在CRC计算中，还利用数据分组地址位，即，P位。例如，以下的多项式用于CRC的计算中。
P(x)＝x3+x+1有15个C位，它们用于控制TRAU帧。传输线上被转移的数据插入到D位中。
图6表示更精确地说明P位用途的表格。借助于P1位至P3位，检测PCM信号的子信道。P4位至P8位确定PCM信号所用的时隙。借助于P9位至P11位，设定采用的数据速率。借助于P12位至P15位，把信号加到正确的PCM线上。P16位至P18位的使用与CRC计算有关。
在图7中，表示更详细地说明C位用途的表格。C1位至C3位用于设定该帧的长度。改变帧的长度就可以采用不同的数据速率。C4位至C12位用作反向和正向的控制位。C13位至C15位的使用与CRC计算有关。
在蜂窝式无线电系统中，用户终端与基站之间经常建立联系。用户终端可以同时与多个基站通信。然而，用户终端在联系期间不是连续地发射数据到无线电路径上，在传输中有暂停。该蜂窝式无线电系统包括：检测该传输中暂停的检测装置460。该蜂窝式无线电系统还包括：滤波该信号的滤波装置470。当装置410，420接收信号和检测装置460检测该传输中的暂停时，滤波装置470滤波被装置410，420接收到的信号。至少在不连续传输期间，滤波装置470从该信号中滤掉备用位和同步位。在滤波以后，例如，该帧结构就是图5表格中所说明的类型。此表格清楚地说明备用位(S位)已被滤掉。在滤波以后，该信号发射到传输路径。若装置410，420接收的信号仅仅是由备用位所组成，则滤波装置470阻止这种信号的发射。滤波装置470从接收到的信号中至少滤掉备用位。此外，当采用HDLC格式时，滤波装置470滤掉八位字节0，1和八位字节2，4，6…中的同步位。
该蜂窝式无线电系统还包括：装置480，在暂停期间产生噪声给用户终端10，20。还附加地安排装置480产生和发射SID帧，装置480在产生噪声中使用SID帧。在DTX模式下，只有SID帧更新信息发射到Abis接口。装置480放置在声码器400和用户终端10，20。滤波装置470发射的信号是已经有利地滤波成改进的HDLC格式。在改进的HDLC格式中，所用的同步字只有8位长。所以，该同步字比现有技术的同步字短了很多。滤波装置470还添加控制字段到该帧中，这些控制字段用于控制HDLC信号。
滤波装置470添加HDLC开始字到该帧的开头，所述开始字用于信号的同步。HDLC开始字还同时象征前一帧的结尾字。本发明的方法采用只有8位长的同步字。短的同步字节省蜂窝式无线电系统的传输容量。而且，组成位的地址字段添加到滤波后信号的帧中。根据该地址字段，路由该信号向前。根据该地址字段的位，滤波装置470计算CRC块检验。CRC块检验可以检验该地址字段中的位没有差错。
在蜂窝式无线电系统中的DTX模式下，发射的信号中包含备用位，从网络和用户的观点考虑，这些备用位不含任何重要的信息。在该信号中，例如，可能发射长的0位流，消耗传输路径的容量。在按照本发明的蜂窝式无线电系统中，滤波装置通过在大于5个‘1’位流的全部数据位流中至少插入1个‘0’位流，至少断开所述的位流。
装置420发射它形成的第二帧格式信号到装置410。装置410首先接收HDLC开始消息，在此之后，该装置接收数据。然后，滤波装置470从长的‘1’位流中滤掉备用的‘0’位。通过译码该信号的CRC信息，以及添加备用位和同步字到该信号中，装置410形成第一格式帧的结构。此外，滤波装置470从集中的第二帧格式数据分组中滤波数据地址信息。该滤波装置发射形成的第一帧格式数据分组到该地址信息指出的PCM传输线上。而且，根据该地址信息，滤波装置470插入该数据分组到正确的时隙中。
在计算中利用12个C位(C1至C12)，滤波装置470可以执行CRC计算。根据计算结果，检测该控制位中可能的差错。由于在CRC位的计算中采用相同的多项式，CRC编码和译码可以用类似的方式在基站和声码器400中实施。
虽然本发明是参照附图的实例如以上所描述的，显而易见，本发明不受此限制。在所附权利要求书的独创思想范围内可以作一些变化。