專利名稱：蜂房無線系統(tǒng)中的信道編碼的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明一般涉及通信系統(tǒng)。更確切地說，本發(fā)明涉及在信號(hào)中加入校驗(yàn)比特的數(shù)字蜂房無線系統(tǒng)。
本發(fā)明涉及蜂房無線系統(tǒng)中采用的一種數(shù)據(jù)傳送方法，該系統(tǒng)包括至少一個(gè)收發(fā)信機(jī)，它接收分成幀的信號(hào)，并在傳送前對(duì)該信號(hào)進(jìn)行信道編碼，所述信號(hào)由比特組成，所述方法包括對(duì)信號(hào)進(jìn)行源編碼，并在該信號(hào)中加入校驗(yàn)比特的步驟，校驗(yàn)比特用于檢測(cè)由信號(hào)傳送引起的差錯(cuò)。
標(biāo)準(zhǔn)TIA/EIA IS-95定義了在蜂房無線系統(tǒng)的基站中對(duì)信號(hào)進(jìn)行的信道編碼。該標(biāo)準(zhǔn)定義了蜂房無線系統(tǒng)的基站和用戶終端之間的空中接口上數(shù)據(jù)傳送所采用的信道編碼。該標(biāo)準(zhǔn)定義了基站的信道編碼器中進(jìn)行的信道編碼。在該標(biāo)準(zhǔn)所定義的信道編碼其中，對(duì)信號(hào)進(jìn)行CRC塊編碼(CRC＝循環(huán)冗余校驗(yàn))，卷積編碼和交織。交織之后，將信號(hào)轉(zhuǎn)換成RF信號(hào)，并在無線路徑上將該信號(hào)發(fā)送給用戶終端。
標(biāo)準(zhǔn)TIA/EIA IS-96確定了蜂房無線網(wǎng)絡(luò)中采用變速率語音變碼器。例如CELP聲碼器(CELP＝碼激勵(lì)線性預(yù)測(cè))可以用作變速率變碼器。該標(biāo)準(zhǔn)定義了多種不同數(shù)據(jù)速率，例如1200kbit/s，2400kbit/s，4800kbit/s和9600kbit/s的PCB(PCB＝奇偶校驗(yàn)比特)和CRC計(jì)算。此外，該標(biāo)準(zhǔn)定義了所有上述數(shù)據(jù)速率的信號(hào)交織。該標(biāo)準(zhǔn)定義聲碼器在源編碼過程中進(jìn)行PCB計(jì)算。在現(xiàn)有技術(shù)中，聲碼器位于與基站分離的TRAU單元(TRAU＝變碼器/速率適配單元)中。TRAU單元位于例如基站控制器或移動(dòng)業(yè)務(wù)交換中心。
TRAU單元用于信號(hào)源編碼，調(diào)整數(shù)據(jù)速率以適于傳送網(wǎng)絡(luò)，例如PSTN網(wǎng)絡(luò)(PSTN＝公眾電話交換網(wǎng))，并適于向基站TRAU幀發(fā)送。TRAU單元將發(fā)自PSTN網(wǎng)絡(luò)的64kbit/s信號(hào)編碼成16kbit信號(hào)，從而用戶數(shù)據(jù)速率是前述值。TRAU單元充當(dāng)源變碼器，減少基站和用戶終端之間的空中接口上的帶寬。
現(xiàn)有技術(shù)TRAU幀在卷積編碼前后是例如192比特長(zhǎng)。卷積編碼在信道編碼器中進(jìn)行。發(fā)送一個(gè)幀需要20毫秒。幀包括例如172個(gè)信息比特，12個(gè)CRC比特和8個(gè)尾隨比特。在前述情況下，數(shù)據(jù)速率是9600kbit/s。幀包括一個(gè)MM比特(MM＝混合模式比特)。所述幀的其余部分，即171比特，分配給業(yè)務(wù)量。
在現(xiàn)有技術(shù)中，PCB比特的計(jì)算，PCB比特的編解碼在聲碼器，即TRAU單元中進(jìn)行。比特計(jì)算，編解碼需要比特的緩存，從而導(dǎo)致時(shí)延?；驹谛诺谰幋a過程中進(jìn)行CRC塊編碼。在計(jì)算CRC塊編碼和比特交織過程中，需要附加緩存，導(dǎo)致附加時(shí)延。此外，現(xiàn)有技術(shù)方案占用了大量傳輸路徑容量。
因此，本發(fā)明的目的是實(shí)現(xiàn)一種方法，利用該方法可以同時(shí)減少信號(hào)的傳輸時(shí)延和占用的容量。
該目的通過按照本發(fā)明的數(shù)據(jù)傳送方法來實(shí)現(xiàn)，其特征在于，在信道編碼過程中加入校驗(yàn)比特，以減少收發(fā)信機(jī)所接收的幀中的比特?cái)?shù)量。
本發(fā)明還涉及一種蜂房無線系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括接收分成幀的信號(hào)的至少一個(gè)收發(fā)信機(jī)，在傳送信號(hào)前對(duì)收發(fā)信機(jī)所接收的信號(hào)進(jìn)行信道編碼的裝置，前述信號(hào)由比特組成，以及對(duì)信號(hào)進(jìn)行源編碼的聲碼器，其中該裝置生成校驗(yàn)比特，并在需要傳送的信號(hào)中加入校驗(yàn)比特，這些校驗(yàn)比特用于檢測(cè)由信號(hào)傳送引起的差錯(cuò)。
該目的通過按照本發(fā)明的蜂房無線系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)，其特征在于，在信道編碼過程中，該裝置在信號(hào)中加入校驗(yàn)比特，以減少收發(fā)信機(jī)所接收的幀中的比特?cái)?shù)量。
按照本發(fā)明的方案具有突出的優(yōu)點(diǎn)。在該方案中，生成校驗(yàn)比特并加入信號(hào)，這些校驗(yàn)比特用于檢測(cè)信號(hào)傳送所導(dǎo)致的差錯(cuò)。校驗(yàn)比特在信道編碼過程中加入，而不是源編碼過程中。如果僅在信道編碼中加入校驗(yàn)比特，則可以減少收發(fā)信機(jī)所接收的幀中的比特?cái)?shù)量。實(shí)際上，減少比特?cái)?shù)量意味著可以節(jié)省傳輸路徑容量以作它用。
最好在信號(hào)的幀速率基本最大時(shí)生成校驗(yàn)比特并加入信號(hào)。充當(dāng)信道編碼器的收發(fā)信機(jī)以源編碼所決定的次序接收分成幀的信號(hào)。信道編碼的執(zhí)行速率與源編碼相同，導(dǎo)致與以前一樣不需要緩存信號(hào)。減少緩存需求能夠減少信號(hào)時(shí)延。在接收包含校驗(yàn)比特的信號(hào)時(shí)，首先對(duì)信號(hào)進(jìn)行CRC塊解碼。在CRC塊解碼之后，進(jìn)行信號(hào)的PCB解碼，然后傳送給聲碼器。
下面結(jié)合附圖中的例子詳細(xì)描述本發(fā)明，在附圖中

圖1示出了可以應(yīng)用本發(fā)明方法的峰房無線系統(tǒng)；圖2a示出了TRAU單元的第一優(yōu)選位置；圖2b示出了TRAU單元的第二優(yōu)選位置；圖3示出了蜂房無線系統(tǒng)基站的概圖；圖4a示出了現(xiàn)有技術(shù)TRAU幀，以及圖4b示出了按照本發(fā)明方案生成的TRAU幀。
該方案可用于擴(kuò)頻系統(tǒng)，尤其是采用跳頻的CDMA系統(tǒng)。下面，基于前述事實(shí)描述本發(fā)明，但本發(fā)明并不局限于此。圖1示出的蜂房無線系統(tǒng)包括用戶終端100，基站200，TRAU單元300，基站控制器400，以及移動(dòng)業(yè)務(wù)交換中心500。
在按照本發(fā)明的方案中，基站200通過無線路徑上發(fā)送的信號(hào)250連接到用戶終端100?；?00和用戶終端之間的連接被稱為空中接口。此外，基站200與基站控制器400通信?；?00和基站控制器400之間的連接被稱為Abis接口?；究刂破?00進(jìn)一步與移動(dòng)業(yè)務(wù)交換中心500通信?；究刂破?00和移動(dòng)業(yè)務(wù)交換中心500之間的連接被稱為A接口。該圖所示蜂房無線系統(tǒng)的工作頻率可以是例如800MHz。該蜂房無線系統(tǒng)還可以表示成例如PCS系統(tǒng)(PCS＝個(gè)人通信系統(tǒng))，工作在1.9GHz頻率范圍。該蜂房無線系統(tǒng)所包含的TRAU單元300位于基站200和基站控制器400之間。
在按照該圖的方案中，移動(dòng)業(yè)務(wù)交換中心500，基站控制器400和TRAU單元300通過數(shù)字傳輸鏈路450采用例如PCM技術(shù)連接。TRAU單元300和基站實(shí)際上通過類似的傳輸鏈路350連接?；?00包括天線201，用戶終端包括天線101。天線101，201充當(dāng)發(fā)送天線和接收天線。按照該圖的基站200通過天線201發(fā)送信號(hào)給用戶終端100，后者通過天線101接收該信號(hào)。在按照本發(fā)明的方案中，用戶終端100是例如移動(dòng)電話?；?00通過在無線路徑上發(fā)送的信號(hào)250建立到用戶終端100的連接。移動(dòng)業(yè)務(wù)交換中心500從例如PSTN網(wǎng)絡(luò)接收信號(hào)，該信號(hào)包括數(shù)據(jù)速率通常為64kbit/s的PCM信道。
在圖2a中，TRAU單元300位于基站控制器400。按照該圖的TRAU300充當(dāng)變碼器。TRAU單元300編碼和解碼該信號(hào)所包含的數(shù)據(jù)，所述數(shù)據(jù)是例如編碼語音。此外，TRAU單元將不同比特速率，例如PCM信號(hào)中使用的64kbit/s數(shù)據(jù)速率，調(diào)整成16kbit/s數(shù)據(jù)速率。在圖2a中，TRAU單元300和基站200彼此以TRAU幀形式發(fā)送數(shù)據(jù)分組。按照該圖方案，移動(dòng)業(yè)務(wù)交換中心500通過基站控制器400向TRAU單元300傳送信號(hào)。所述信號(hào)形成了速率為64kbit/s的信道。TRAU單元300將信號(hào)變碼為16kbit/s的速率，將變碼后的信號(hào)進(jìn)一步發(fā)送給基站200。在圖2b中，變碼器編碼移動(dòng)業(yè)務(wù)交換中心500所提供的信號(hào)，使得在變碼之后，信道速率是16kbit/s。按照該圖的方案，基站控制器400所接收的信號(hào)450以進(jìn)行了變碼，從而該信號(hào)的速率是16kbit/s。
TRAU單元300變碼例如根據(jù)語音生成的信號(hào)。在需要時(shí)，TRAU單元300改變信號(hào)編碼過程中采用的編碼速率。實(shí)際上，語音編碼由變速率語音變碼器，即聲碼器，完成。聲碼器可以例如通過DSP技術(shù)實(shí)現(xiàn)。TRAU單元300編碼例如由PSTN網(wǎng)絡(luò)輸送的PCM信號(hào)，使得信號(hào)速率降低。在信號(hào)變碼期間，信號(hào)的數(shù)據(jù)速率降低到例如9.6kbit/s。在上述情況下，TRAU單元300充當(dāng)源編碼器。假定在按照本發(fā)明的方案中，TRAU單元300充當(dāng)遠(yuǎn)程變碼器，這意味著TRAU單元300的位置與基站200不同。TRAU單元300解碼從基站200接收的16kbit/s信號(hào)，將其恢復(fù)到64kbit/s。TRAU單元300相應(yīng)充當(dāng)語音編碼器，即聲碼器。
基站200在該圖方案中充當(dāng)信道編碼器。聲碼器和信道編碼器以例如20毫秒間隔收發(fā)數(shù)據(jù)分組，即幀。信道編碼能夠盡可能地減少信號(hào)變?nèi)跛鸬膯栴}，例如信號(hào)中的差錯(cuò)。在信道編碼過程中，在信號(hào)中加入附加比特。從用戶角度看，這些附加比特包含較少的重要信息，即冗余。此外，信道編碼糾正了差錯(cuò)。信道編碼盡可能地減少了信號(hào)差錯(cuò)，這些差錯(cuò)尤其容易來自通過空中接口傳輸?shù)男盘?hào)。
圖3示出了基站200的概要框圖。基站200包括編碼和解碼信號(hào)的PCB比特的裝置202。此外，裝置202用以CRC塊編碼和CRC塊解碼信號(hào)。此外，基站200所包含的裝置202對(duì)信號(hào)進(jìn)行卷積編碼和卷積解碼。此外，基站200所包含的裝置202對(duì)信號(hào)進(jìn)行交織和去交織。用戶終端100包括的部件與基站200基本相同。按照該圖的方案，通過塊編碼和卷積編碼實(shí)現(xiàn)信道編碼。除了基站200之外，信道編碼器也可以位于例如用戶終端100?；?00還包括天線201。裝置202將交織信號(hào)轉(zhuǎn)換成RF信號(hào)，通過天線201將RF信號(hào)發(fā)送給用戶終端100。與基站200一樣，用戶終端100也包括裝置202。
通過塊編碼，可以檢測(cè)出信號(hào)中的差錯(cuò)。裝置202對(duì)信號(hào)進(jìn)行CRC塊編碼，將編碼信號(hào)插入多個(gè)塊中。在塊編碼過程中，裝置202在信號(hào)中加入附加比特；例如可以加入兩個(gè)比特。在進(jìn)行塊編碼之前，裝置202計(jì)算需要塊編碼的信號(hào)的奇偶性。在每個(gè)塊的末尾，插入奇偶性或例如校驗(yàn)和。可以通過奇偶性或校驗(yàn)和檢測(cè)出信號(hào)中的差錯(cuò)。在接收到包含校驗(yàn)比特的信號(hào)時(shí)，收發(fā)信機(jī)根據(jù)校驗(yàn)比特解碼對(duì)應(yīng)于該校驗(yàn)比特的塊和幀校驗(yàn)。在塊解碼時(shí)，接收到例如161個(gè)實(shí)際數(shù)據(jù)比特和例如12個(gè)校驗(yàn)比特。此后，借助于這些校驗(yàn)比特，可以得到實(shí)際信號(hào)的正確性信息。
此外，裝置202對(duì)信號(hào)進(jìn)行卷積編碼。在卷積編碼過程中，一個(gè)比特生成多個(gè)比特，例如兩個(gè)比特。利用卷積編碼，可以通過塊編碼檢測(cè)出的所有差錯(cuò)都可以糾正。需要卷積編碼的比特不僅僅受待生成的比特影響，它們還受需要卷積編碼的比特的前一比特的狀態(tài)影響。
裝置202對(duì)從TRAU單元300接收的信號(hào)350進(jìn)行PCB和CRC編碼。此外，裝置202對(duì)用戶終端100發(fā)送給基站200的信號(hào)350進(jìn)行PCB和CRC解碼。按照本發(fā)明的方案，PCB和CRC編碼在充當(dāng)信道編碼器的基站200，而不是充當(dāng)聲碼器的TRAU單元300中進(jìn)行。PCB和CRC編碼和解碼的前述位置能夠節(jié)省在傳輸路徑上傳播的信號(hào)350的容量。此外，信號(hào)通過傳輸路徑的時(shí)延將會(huì)更小，因?yàn)門RAU300對(duì)它所編碼的比特進(jìn)行變碼，并發(fā)送到基站的次序與這些比特到達(dá)TRAU單元300的次序相同。此外，以源編碼中采用的幀速率進(jìn)行信道編碼，從而能夠減少傳輸路徑時(shí)延。
圖4a說明了現(xiàn)有技術(shù)TRAU幀，它在充當(dāng)信道編碼器的基站200和充當(dāng)源編碼器的TRAU單元300之間傳播。該幀包括172比特，其中171個(gè)比特分配給業(yè)務(wù)量。該幀包括一個(gè)MM比特(MM＝混合模式比特)，用于指示幀的類型。該圖中幀的數(shù)據(jù)速率是9.6kbit/s。
圖4b說明了按照本發(fā)明方法所生成的TRAU幀，它在信道編碼器和源編碼器之間傳播。該幀僅包括161比特，其中160個(gè)比特分配給業(yè)務(wù)量。該幀也包括一個(gè)MM比特，用于指示幀的類型。在這種情況下，數(shù)據(jù)速率只由8.05kbit/s。因?yàn)楸景l(fā)明的方案需要的比特比現(xiàn)有技術(shù)方案少11個(gè)比特，所以可以節(jié)省容量用于其它用途。節(jié)省的容量可以用于例如聲碼器和基站之間幀中繼類型的業(yè)務(wù)量集中器。
在本發(fā)明方案中，基站200通過PCB和CRC編碼和解碼，減少了信號(hào)350的幀中的比特?cái)?shù)量。此外，PCB和CRC編碼和PCB和CRC解碼可以在用戶終端100中進(jìn)行。將PCB和CRC計(jì)算從TRAU單元300中移去，減少了信號(hào)緩存，從而使信號(hào)時(shí)延更小。同時(shí)可以減少基站200和TRAU單元300之間的數(shù)據(jù)傳送，節(jié)省的容量可以用于其它用途。最好在TRAU幀速率基本最大時(shí)增加PCB和CRC比特。
盡管以上結(jié)合附圖的例子描述了本發(fā)明，但顯然本發(fā)明并不局限與此，而是可以在后附權(quán)利要求書的創(chuàng)新思想范圍內(nèi)通過不同方式予以改進(jìn)。
權(quán)利要求
1.蜂房無線系統(tǒng)中采用的一種數(shù)據(jù)傳送方法，該系統(tǒng)包括至少一個(gè)收發(fā)信機(jī)(100，200)，它接收分成幀的信號(hào)，并在傳送前對(duì)該信號(hào)進(jìn)行信道編碼，所述信號(hào)由比特組成，所述方法包括對(duì)信號(hào)進(jìn)行源編碼，并在該信號(hào)中加入校驗(yàn)比特的步驟，校驗(yàn)比特用于檢測(cè)由信號(hào)傳送引起的差錯(cuò)，其特征在于，在信道編碼過程中加入校驗(yàn)比特，以減少收發(fā)信機(jī)(100，200)所接收的幀中的比特?cái)?shù)量。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其特征在于，在對(duì)信號(hào)進(jìn)行信道編碼之前，在信號(hào)中加入校驗(yàn)比特。
3.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其特征在于，在加入校驗(yàn)比特之前進(jìn)行源編碼，其中在需要時(shí)，以不同數(shù)據(jù)速率將源編碼后的信號(hào)前向傳送，以進(jìn)行信道編碼。
4.根據(jù)權(quán)利要求3的方法，其特征在于，在信號(hào)的幀速率基本上為最大時(shí)，在信道編碼過程中，將校驗(yàn)比特加入信號(hào)。
5.根據(jù)權(quán)利要求3的方法，其特征在于，在幀速率基本為9.6kbit/s時(shí)，加入校驗(yàn)比特。
6.根據(jù)權(quán)利要求3的方法，其特征在于，以源編碼過程中確定的次序，以源編碼過程中采用的幀速率接收分成幀的信號(hào)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其特征在于，源編碼的完成與充當(dāng)信道編碼器的收發(fā)信機(jī)(100，200)分離。
8.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其特征在于，在接收到包含校驗(yàn)比特的信號(hào)時(shí)，在收發(fā)信機(jī)(100，200)根據(jù)校驗(yàn)比特解碼對(duì)應(yīng)于這些校驗(yàn)比特的塊校驗(yàn)。
9.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其特征在于，該方法用于包括聲碼器(300)的蜂房無線系統(tǒng)，其中收發(fā)信機(jī)向前述聲碼器發(fā)送信號(hào)，該方法包括對(duì)包含校驗(yàn)比特的信號(hào)進(jìn)行CRC塊解碼和PCB解碼。
10.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其特征在于，CRC和PCB比特用作校驗(yàn)比特。
11.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其特征在于，所用的收發(fā)信機(jī)是用戶終端和/或基站。
12.一種蜂房無線系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括接收分成幀的信號(hào)的至少一個(gè)收發(fā)信機(jī)(100，200)，在傳送信號(hào)前對(duì)收發(fā)信機(jī)所接收的信號(hào)進(jìn)行信道編碼的裝置(202)，前述信號(hào)由比特組成，以及對(duì)信號(hào)進(jìn)行源編碼的聲碼器(300)，其中裝置(202)生成校驗(yàn)比特，并在需要傳送的信號(hào)中加入校驗(yàn)比特，這些校驗(yàn)比特用于檢測(cè)由信號(hào)傳送引起的差錯(cuò)，其特征在于，在信道編碼過程中，裝置(202)在信號(hào)中加入校驗(yàn)比特，以減少收發(fā)信機(jī)(100，200)所接收的幀中的比特?cái)?shù)量。
13.根據(jù)權(quán)利要求12的無線系統(tǒng)，其特征在于，裝置(202)在對(duì)信號(hào)進(jìn)行信道編碼之前，在信號(hào)中加入校驗(yàn)比特。
14.根據(jù)權(quán)利要求12的無線系統(tǒng)，其特征在于，聲碼器(300)對(duì)信號(hào)進(jìn)行源編碼，然后以不同幀速率傳送源編碼后的信號(hào)，以進(jìn)行信道編碼，在需要時(shí)，源編碼在加入校驗(yàn)比特之前進(jìn)行。
15.根據(jù)權(quán)利要求14的無線系統(tǒng)，其特征在于，在信號(hào)的幀速率基本上為最大時(shí)，裝置(202)將校驗(yàn)比特加入信號(hào)。
16.根據(jù)權(quán)利要求14的無線系統(tǒng)，其特征在于，裝置(202)在幀速率基本為9.6kbit/s時(shí)，將校驗(yàn)比特加入信號(hào)。
17.根據(jù)權(quán)利要求14的無線系統(tǒng)，其特征在于，收發(fā)信機(jī)(100，200)以聲碼器(300)進(jìn)行源編碼的次序，以源編碼過程中采用的幀速率接收分成幀的信號(hào)。
18.根據(jù)權(quán)利要求12的無線系統(tǒng)，其特征在于，聲碼器(300)的位置與充當(dāng)信道編碼器的收發(fā)信機(jī)不同。
19.根據(jù)權(quán)利要求12的無線系統(tǒng)，其特征在于，在接收到包含校驗(yàn)比特的信號(hào)時(shí)，裝置(202)根據(jù)校驗(yàn)比特解碼塊校驗(yàn)。
20.根據(jù)權(quán)利要求12的無線系統(tǒng)，其特征在于，在接收到包含校驗(yàn)比特的信號(hào)時(shí)，裝置(202)對(duì)信號(hào)進(jìn)行CRC塊解碼和PCB解碼。
21.根據(jù)權(quán)利要求12的無線系統(tǒng)，其特征在于，裝置(202)所加入的校驗(yàn)比特是CRC和PCB比特。
22.根據(jù)權(quán)利要求12的無線系統(tǒng)，其特征在于，收發(fā)信機(jī)是用戶終端(100)和/或基站(200)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種數(shù)據(jù)傳送方法和一種蜂房無線系統(tǒng),該系統(tǒng)包括接收分成幀的信號(hào)的至少一個(gè)收發(fā)信機(jī)(100,200),在傳送信號(hào)前對(duì)收發(fā)信機(jī)所接收的信號(hào)進(jìn)行信道編碼的裝置(202),前述信號(hào)由比特組成,以及對(duì)信號(hào)進(jìn)行源編碼的聲碼器(300)。裝置(202)生成校驗(yàn)比特,并在需要傳送的信號(hào)中加入校驗(yàn)比特,這些校驗(yàn)比特用于檢測(cè)由信號(hào)傳送引起的差錯(cuò)。裝置(202)在信道編碼過程中加入校驗(yàn)比特,以減少收發(fā)信機(jī)所接收的幀中的比特?cái)?shù)量。
文檔編號(hào)H04L1/00GK1244314SQ98802039
公開日2000年2月9日 申請(qǐng)日期1998年1月21日 優(yōu)先權(quán)日1997年1月24日
發(fā)明者米科·錫拉 申請(qǐng)人:諾基亞電信公司