專利名稱：在gsm通信系統中對空幀檢測的方法和設備的制作方法
技術領域：
本發明有關一種移動通信系統中空幀檢測，更準確地說是有關GSM系統在非連續傳輸模式中(DTX)的空幀檢測。
(2)背景技術全球移動通信系統(GSM)是目前最廣為使用的語音移動通信系統。我們都知道在一個正常的通話過程中，交談者是交替發言的。也就是在平均意義上說，每個傳輸方向上大約只有50％的時間是被占用的。非連續傳輸模式(DTX)是GSM系統中的一種運作模式，在這種模式下，基站和移動發射機僅僅在那些含有有用信息的幀到來時才打開并發射無線信號，其他情況下都是關閉的。這種做法的好處是延長了移動臺的電池壽命，并且減少了在空中的平均電磁干擾，提高了頻譜效率。
當非連續發射模式在GSM通信中被激活時，所接收到的幀(一幀包含8個突發，僅僅只有一個突發被分配給一個用戶)能夠被移動臺分類成有用幀或者空幀。有用幀攜帶著信息比特而空幀只包含噪聲和干擾。
移動臺判斷哪個幀是有用幀或者是空幀是非常重要的。例如，如果空幀不被丟棄，那么對于接收信號強度信息(RSSI)的測量將是沒有意義的。這個誤差將被疊加到其它的信息處理中，如自動增益控制。
(3)發明內容本發明的目的是提供一種在GSM通信系統中對空幀的檢測方法，以有效判斷空幀以將它丟棄。
為實現上述目的，根據本發明一方面的一種在GSM系統中移動臺用來檢測空幀的方法，包括(a)所述的移動臺接收到一個數據突發；(b)計算這個數據突發的信干噪比SINR；(c)如果所述的信干噪比SINR小于一個預定閾值，就可以判定所述的數據突發是屬于一個空幀中的。
根據本發明另一方面的一種在GSM通信系統中的移動臺端檢測空幀的方法，其特征在于包括(a)接收想要發送給所述移動臺的數據突發；(b)按以下公式計算所述數據突發的信干噪比SINRSINR=SLaNLa=1148Σk=1148|r(k)|21148Σk=1148|n(k)|2]]>(c)按下述方法輸出一個空幀指示SISI=1,if SINR<T0,if SINR≥T]]>如果SI等于1，就判定此數據突發是在一個空幀中。
為進一步說明本發明的上述目的、結構特點和效果，以下將結合附圖對本發明進行詳細的描述。
(4)
圖1是輸入類型的原理圖；圖2是一個幀中一個突發的數據結構原理圖；圖3是本發明的在GSM系統中移動臺檢測空幀的方法所采用設備的詳細結構圖。
(5)具體實施方式
本發明提供了GSM系統中移動臺在非連續發射模式下檢測和鑒別空幀的一種方法。檢測的結果能夠指示出接收到的幀是有用幀的還是空幀，這個結果將被使用于調整移動臺的其它部分，如AGC，AFC，等。
圖1給出了在移動臺的GSM接收機中，一個空幀檢測模塊101的位置。其他為大家所熟知的部分一個信道估計模塊103，一個均衡器105，一個信號強度估計器109。這些模塊是GSM移動臺中的關鍵模塊。信道估計模塊103、均衡器105和信號強度估計器109的輸出是空幀檢測模塊101的輸入。詳細的信號表述符號如下在每一個突發，信道估計模塊103的輸出被表示為h(k)，k＝1，2，...，K其中K是信道估計器的抽頭數。均衡器105的輸出被記為s(k)。信號強度估計器109的輸出被表示為SL(對于信號值)。空幀檢測模塊101的另外一個輸入是接收到來自于模數轉換器107的原始數據r(k)。
在GSM系統中，一個常規的突發攜載著業務信道上的數據，圖2展現了常規突發的數據結構。一個常規的突發包含116個經過編碼的比特，26個比特的訓練序列和6個尾比特。這116個編碼比特被分成兩部分，表示為di(n)，i＝1，2；n＝1，2，...，58。每一個部分有58個比特。
依據這個發明，圖3給出了這個空幀檢測方法和設備的細節。從模數轉換器107來的接收信號r(k)提供給一個信號強度估計器303、一個均衡器305和一個信道估計模塊307。一般GSM移動臺會提供了所有的這些功能實體。因而信號強度估計器303是一個傳統的功能塊，在所有的GSM移動臺都存在。信號強度估計器303輸出的值可以指示出接收信號r(k)的信號電平，信號電平被表示為SL。
接收信號還被送到均衡器305和信道估計器307。均衡器輸出的信號s(k)是被調制后的編碼數據的近似值。信道估計器307產生了一個估計信號h(k)，它是對信道響應的估計。在接收信號估計器317中通過對信道估計器307的輸出和均衡器305的輸出進行卷積運算，可以獲得一個被恢復的信號。這個被恢復的信號接近于原始信號減去噪聲。
緊接著在減法電路309，所接收的信號r(k)和所恢復的信號被互相減去，結果將得到一個噪聲信號n(k)。噪聲信號n(k)表示信號在空中信道傳播時引入的干擾和移動臺自身產生的噪聲的總和。
隨后噪聲信號n(k)被提供給噪聲電平估計器311，這個估計器能提供一個信號中噪聲的強度指示，表示為NL。作為一種選擇，平滑濾波器315a和315b被應用到基于連續突發的信號強度估計SL和噪聲強度估計NL。平滑濾波器的輸出是被平均了的信號強度Sla和被平均了的噪聲強度Nla。比值和判決模塊313計算被平均的信號強度Sla與被平均的噪聲強度Nla之比，即信噪比。接著這個比值與一個預先設置的閾值相比，如果它一直高于閾值，就表明這些突發是處于有用的幀中；如果信噪比低于這個閾值，那它將表示接收到的數據是來自于空幀。比值和判決模塊313的輸出是空幀指示信號(SI)。
上述的功能也可以用數學語言來進行表述。返回圖2，在移動臺中，中間訓練序列被表示在數學形式為T(k)=1or-1,k=1,2,...,26.]]>在GSM系統中尾比特總是′1′。
GSM系統使用高斯最小相移鍵控(GMSK)調制，因而可以用下式對接收到的突發進行估計y(k)＝(s(k)*h(k))·jk-1k＝1，2，...，148其中*表示卷積。噪聲和干擾信號之和能夠用下式估計得到n(k)＝r(k)-y(k)k＝1，2，...，148信號與干擾加上噪聲之比為(SINR)為SINR=SLaNLa=1148Σk=1148|r(k)|21148Σk=1148|n(k)|2]]>注意在本發明中，信干噪比SINR是由一個特定的技術，即用上述公式計算而來的。當然信號(分子部分)和噪聲(分母部分)可以用多種的方法來計算，不限于這里所描述的公式。這里的SINR可以由各種信噪比(SNR)來替換。無論使用哪種比值或術語(SINR和SNR)，這個比值都是接收信號和噪聲的估計。因此，這里使用的SINR是一種普遍意義上的術語。
本發明的重要部分是在這個突發中檢測SINR。如果接收的突發包含有用的比特，檢測到的SINR就應該是一個相對高的值；而在一個空幀中，因為接收到的″數據″全部是噪聲和干擾，檢測到的SINR就應該是一個相對低的值。一旦我們設定一個合適的閾值，根據SINR和這個閾值相比而得到的結果，就可以判斷接收幀是有用的還是空的了。
檢測結果SI可以寫為SI=1,if SINR<T0,if SINR≥T]]>這里T代表閾值，SI等于1表示當前幀是空的；SI等于0表示當前幀是有用的。
關于可選的平滑濾波器315a和315b，為了更好的穩定性和可靠性，SL和NL的值可以在計算SINR之前經下述濾波器(一個低通濾波器)處理SLa(k)＝(1-β)*SL(k)+β*SLa(k-1)NLa(k)＝(1-β)*NL(k)+β*NLa(k-1)在這里β是遺忘因子。取值從0到1。在實際的實現中，閾值T取0.15；β取0.95。通過仿真發現，閾值小于0.2時得到的性能好。
雖然我們僅描述和圖示了本發明的首選實現形式，在不背離本發明的精神和領域的條件下，它可以有很多的改變形式。
權利要求
1.一種在GSM系統中移動臺用來檢測空幀的方法，包括(a)所述的移動臺接收到一個數據突發；(b)計算這個數據突發的信干噪比SINR；(c)如果所述的信干噪比SINR小于一個預定閾值，就可以判定所述的數據突發是屬于一個空幀中的。
2.如權利要求1所述的方法，其特征在于還包括提供一個低通濾波器，所述的信干噪比SINR在與所述的預定閾值比較之前，經此低通濾波器進行濾波處理。
3.如權利要求2所述的方法，其特征在于所述低通濾波器中有一個參數β約為0.95。
4.如權利要求1所述的方法，其特征在于所述預定閾值小于0.2。
5.一種在GSM通信系統中的移動臺端檢測空幀的方法，其特征在于包括(a)接收想要發送給所述移動臺的數據突發；(b)計算所述數據突發的信干噪比SINR；(c)判斷所述信干噪比SINR是否低于預定閾值，從而識別所述數據突發處于一個空幀中。
6.如權利要求5所述的方法，其特征在于還包括提供一個低通濾波器，所述的信干噪比SINR在與所述的預定閾值比較之前，經此低通濾波器進行濾波處理。
7.如權利要求6所述的方法，其特征在于所述低通濾波器中有一個參數β約為0.95。
8.如權利要求5所述的方法，其特征在于所述預定閾值小于0.2。
9.一種在GSM通信系統中的移動臺端檢測空幀的方法，其特征在于包括(a)接收想要發送給所述移動臺的數據突發；(b)按以下公式計算所述數據突發的信干噪比SINRSINR=SLaNLa=1148Σk=1148|r(k)|21148Σk=1148|n(k)|2]]>(c)按下述方法輸出一個空幀指示SI 如果SI等于1，就判定此數據突發是在一個空幀中。
10.如權利要求9所述的方法，其特征在于如果SI等于0，則判定所述的數據突發處在一個有用的幀中。
全文摘要
本發明有關一種用在GSM系統中移動臺檢測空幀的方法。這種方法包括首先接收一個發送給移動臺的數據突發；然后，根據這個數據突發計算信干噪比(SINR)；如果這個SINR低于一個預定的閾值，那么數據突發就被判定為處于一個空幀中。
文檔編號H04B17/00GK1635722SQ20031012287
公開日2005年7月6日 申請日期2003年12月29日 優先權日2003年12月29日
發明者林敬東, 張嚴, 莊嘉宜, 程健 申請人:展訊通信(上海)有限公司