專利名稱：蜂房無線系統中的信道編碼的制作方法
技術領域：
本發明一般涉及通信系統。更確切地說，本發明涉及在信號中加入校驗比特的數字蜂房無線系統。
本發明涉及蜂房無線系統中采用的一種數據傳送方法，該系統包括至少一個收發信機，它接收分成幀的信號，并在傳送前對該信號進行信道編碼，所述信號由比特組成，所述方法包括對信號進行源編碼，并在該信號中加入校驗比特的步驟，校驗比特用于檢測由信號傳送引起的差錯。
標準TIA/EIA IS-95定義了在蜂房無線系統的基站中對信號進行的信道編碼。該標準定義了蜂房無線系統的基站和用戶終端之間的空中接口上數據傳送所采用的信道編碼。該標準定義了基站的信道編碼器中進行的信道編碼。在該標準所定義的信道編碼其中，對信號進行CRC塊編碼(CRC＝循環冗余校驗)，卷積編碼和交織。交織之后，將信號轉換成RF信號，并在無線路徑上將該信號發送給用戶終端。
標準TIA/EIA IS-96確定了蜂房無線網絡中采用變速率語音變碼器。例如CELP聲碼器(CELP＝碼激勵線性預測)可以用作變速率變碼器。該標準定義了多種不同數據速率，例如1200kbit/s，2400kbit/s，4800kbit/s和9600kbit/s的PCB(PCB＝奇偶校驗比特)和CRC計算。此外，該標準定義了所有上述數據速率的信號交織。該標準定義聲碼器在源編碼過程中進行PCB計算。在現有技術中，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業務交換中心。
TRAU單元用于信號源編碼，調整數據速率以適于傳送網絡，例如PSTN網絡(PSTN＝公眾電話交換網)，并適于向基站TRAU幀發送。TRAU單元將發自PSTN網絡的64kbit/s信號編碼成16kbit信號，從而用戶數據速率是前述值。TRAU單元充當源變碼器，減少基站和用戶終端之間的空中接口上的帶寬。
現有技術TRAU幀在卷積編碼前后是例如192比特長。卷積編碼在信道編碼器中進行。發送一個幀需要20毫秒。幀包括例如172個信息比特，12個CRC比特和8個尾隨比特。在前述情況下，數據速率是9600kbit/s。幀包括一個MM比特(MM＝混合模式比特)。所述幀的其余部分，即171比特，分配給業務量。
在現有技術中，PCB比特的計算，PCB比特的編解碼在聲碼器，即TRAU單元中進行。比特計算，編解碼需要比特的緩存，從而導致時延。基站在信道編碼過程中進行CRC塊編碼。在計算CRC塊編碼和比特交織過程中，需要附加緩存，導致附加時延。此外，現有技術方案占用了大量傳輸路徑容量。
因此，本發明的目的是實現一種方法，利用該方法可以同時減少信號的傳輸時延和占用的容量。
該目的通過按照本發明的數據傳送方法來實現，其特征在于，在信道編碼過程中加入校驗比特，以減少收發信機所接收的幀中的比特數量。
本發明還涉及一種蜂房無線系統，該系統包括接收分成幀的信號的至少一個收發信機，在傳送信號前對收發信機所接收的信號進行信道編碼的裝置，前述信號由比特組成，以及對信號進行源編碼的聲碼器，其中該裝置生成校驗比特，并在需要傳送的信號中加入校驗比特，這些校驗比特用于檢測由信號傳送引起的差錯。
該目的通過按照本發明的蜂房無線系統實現，其特征在于，在信道編碼過程中，該裝置在信號中加入校驗比特，以減少收發信機所接收的幀中的比特數量。
按照本發明的方案具有突出的優點。在該方案中，生成校驗比特并加入信號，這些校驗比特用于檢測信號傳送所導致的差錯。校驗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比特，則可以減少收發信機所接收的幀中的比特數量。實際上，減少比特數量意味著可以節省傳輸路徑容量以作它用。
最好在信號的幀速率基本最大時生成校驗比特并加入信號。充當信道編碼器的收發信機以源編碼所決定的次序接收分成幀的信號。信道編碼的執行速率與源編碼相同，導致與以前一樣不需要緩存信號。減少緩存需求能夠減少信號時延。在接收包含校驗比特的信號時，首先對信號進行CRC塊解碼。在CRC塊解碼之后，進行信號的PCB解碼，然后傳送給聲碼器。
下面結合附圖中的例子詳細描述本發明，在附圖中
圖1示出了可以應用本發明方法的峰房無線系統；圖2a示出了TRAU單元的第一優選位置；圖2b示出了TRAU單元的第二優選位置；圖3示出了蜂房無線系統基站的概圖；圖4a示出了現有技術TRAU幀，以及圖4b示出了按照本發明方案生成的TRAU幀。
該方案可用于擴頻系統，尤其是采用跳頻的CDMA系統。下面，基于前述事實描述本發明，但本發明并不局限于此。圖1示出的蜂房無線系統包括用戶終端100，基站200，TRAU單元300，基站控制器400，以及移動業務交換中心500。
在按照本發明的方案中，基站200通過無線路徑上發送的信號250連接到用戶終端100。基站200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。基站200和基站控制器400之間的連接被稱為Abis接口。基站控制器400進一步與移動業務交換中心500通信。基站控制器400和移動業務交換中心500之間的連接被稱為A接口。該圖所示蜂房無線系統的工作頻率可以是例如800MHz。該蜂房無線系統還可以表示成例如PCS系統(PCS＝個人通信系統)，工作在1.9GHz頻率范圍。該蜂房無線系統所包含的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，移動業務交換中心500，基站控制器400和TRAU單元300通過數字傳輸鏈路450采用例如PCM技術連接。TRAU單元300和基站實際上通過類似的傳輸鏈路350連接。基站200包括天線201，用戶終端包括天線101。天線101，201充當發送天線和接收天線。按照該圖的基站200通過天線201發送信號給用戶終端100，后者通過天線101接收該信號。在按照本發明的方案中，用戶終端100是例如移動電話。基站200通過在無線路徑上發送的信號250建立到用戶終端100的連接。移動業務交換中心500從例如PSTN網絡接收信號，該信號包括數據速率通常為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充當變碼器。TRAU單元300編碼和解碼該信號所包含的數據，所述數據是例如編碼語音。此外，TRAU單元將不同比特速率，例如PCM信號中使用的64kbit/s數據速率，調整成16kbit/s數據速率。在圖2a中，TRAU單元300和基站200彼此以TRAU幀形式發送數據分組。按照該圖方案，移動業務交換中心500通過基站控制器400向TRAU單元300傳送信號。所述信號形成了速率為64kbit/s的信道。TRAU單元300將信號變碼為16kbit/s的速率，將變碼后的信號進一步發送給基站200。在圖2b中，變碼器編碼移動業務交換中心500所提供的信號，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450以進行了變碼，從而該信號的速率是16kbit/s。
TRAU單元300變碼例如根據語音生成的信號。在需要時，TRAU單元300改變信號編碼過程中采用的編碼速率。實際上，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技術實現。TRAU單元300編碼例如由PSTN網絡輸送的PCM信號，使得信號速率降低。在信號變碼期間，信號的數據速率降低到例如9.6kbit/s。在上述情況下，TRAU單元300充當源編碼器。假定在按照本發明的方案中，TRAU單元300充當遠程變碼器，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，將其恢復到64kbit/s。TRAU單元300相應充當語音編碼器，即聲碼器。
基站200在該圖方案中充當信道編碼器。聲碼器和信道編碼器以例如20毫秒間隔收發數據分組，即幀。信道編碼能夠盡可能地減少信號變弱所引起的問題，例如信號中的差錯。在信道編碼過程中，在信號中加入附加比特。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。信道編碼盡可能地減少了信號差錯，這些差錯尤其容易來自通過空中接口傳輸的信號。
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。此外，基站200所包含的裝置202對信號進行卷積編碼和卷積解碼。此外，基站200所包含的裝置202對信號進行交織和去交織。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現信道編碼。除了基站200之外，信道編碼器也可以位于例如用戶終端100。基站200還包括天線201。裝置202將交織信號轉換成RF信號，通過天線201將RF信號發送給用戶終端100。與基站200一樣，用戶終端100也包括裝置202。
通過塊編碼，可以檢測出信號中的差錯。裝置202對信號進行CRC塊編碼，將編碼信號插入多個塊中。在塊編碼過程中，裝置202在信號中加入附加比特；例如可以加入兩個比特。在進行塊編碼之前，裝置202計算需要塊編碼的信號的奇偶性。在每個塊的末尾，插入奇偶性或例如校驗和。可以通過奇偶性或校驗和檢測出信號中的差錯。在接收到包含校驗比特的信號時，收發信機根據校驗比特解碼對應于該校驗比特的塊和幀校驗。在塊解碼時，接收到例如161個實際數據比特和例如12個校驗比特。此后，借助于這些校驗比特，可以得到實際信號的正確性信息。
此外，裝置202對信號進行卷積編碼。在卷積編碼過程中，一個比特生成多個比特，例如兩個比特。利用卷積編碼，可以通過塊編碼檢測出的所有差錯都可以糾正。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影響。
裝置202對從TRAU單元300接收的信號350進行PCB和CRC編碼。此外，裝置202對用戶終端100發送給基站200的信號350進行PCB和CRC解碼。按照本發明的方案，PCB和CRC編碼在充當信道編碼器的基站200，而不是充當聲碼器的TRAU單元300中進行。PCB和CRC編碼和解碼的前述位置能夠節省在傳輸路徑上傳播的信號350的容量。此外，信號通過傳輸路徑的時延將會更小，因為TRAU300對它所編碼的比特進行變碼，并發送到基站的次序與這些比特到達TRAU單元300的次序相同。此外，以源編碼中采用的幀速率進行信道編碼，從而能夠減少傳輸路徑時延。
圖4a說明了現有技術TRAU幀，它在充當信道編碼器的基站200和充當源編碼器的TRAU單元300之間傳播。該幀包括172比特，其中171個比特分配給業務量。該幀包括一個MM比特(MM＝混合模式比特)，用于指示幀的類型。該圖中幀的數據速率是9.6kbit/s。
圖4b說明了按照本發明方法所生成的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個比特分配給業務量。該幀也包括一個MM比特，用于指示幀的類型。在這種情況下，數據速率只由8.05kbit/s。因為本發明的方案需要的比特比現有技術方案少11個比特，所以可以節省容量用于其它用途。節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務量集中器。
在本發明方案中，基站200通過PCB和CRC編碼和解碼，減少了信號350的幀中的比特數量。此外，PCB和CRC編碼和PCB和CRC解碼可以在用戶終端100中進行。將PCB和CRC計算從TRAU單元300中移去，減少了信號緩存，從而使信號時延更小。同時可以減少基站200和TRAU單元300之間的數據傳送，節省的容量可以用于其它用途。最好在TRAU幀速率基本最大時增加PCB和CRC比特。
盡管以上結合附圖的例子描述了本發明，但顯然本發明并不局限與此，而是可以在后附權利要求書的創新思想范圍內通過不同方式予以改進。
權利要求
1.蜂房無線系統中采用的一種數據傳送方法，該系統包括至少一個收發信機(100，200)，它接收分成幀的信號，并在傳送前對該信號進行信道編碼，所述信號由比特組成，所述方法包括對信號進行源編碼，并在該信號中加入校驗比特的步驟，校驗比特用于檢測由信號傳送引起的差錯，其特征在于，在信道編碼過程中加入校驗比特，以減少收發信機(100，200)所接收的幀中的比特數量。
2.根據權利要求1的方法，其特征在于，在對信號進行信道編碼之前，在信號中加入校驗比特。
3.根據權利要求1的方法，其特征在于，在加入校驗比特之前進行源編碼，其中在需要時，以不同數據速率將源編碼后的信號前向傳送，以進行信道編碼。
4.根據權利要求3的方法，其特征在于，在信號的幀速率基本上為最大時，在信道編碼過程中，將校驗比特加入信號。
5.根據權利要求3的方法，其特征在于，在幀速率基本為9.6kbit/s時，加入校驗比特。
6.根據權利要求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。
7.根據權利要求1的方法，其特征在于，源編碼的完成與充當信道編碼器的收發信機(100，200)分離。
8.根據權利要求1的方法，其特征在于，在接收到包含校驗比特的信號時，在收發信機(100，200)根據校驗比特解碼對應于這些校驗比特的塊校驗。
9.根據權利要求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，其中收發信機向前述聲碼器發送信號，該方法包括對包含校驗比特的信號進行CRC塊解碼和PCB解碼。
10.根據權利要求1的方法，其特征在于，CRC和PCB比特用作校驗比特。
11.根據權利要求1的方法，其特征在于，所用的收發信機是用戶終端和/或基站。
12.一種蜂房無線系統，該系統包括接收分成幀的信號的至少一個收發信機(100，200)，在傳送信號前對收發信機所接收的信號進行信道編碼的裝置(202)，前述信號由比特組成，以及對信號進行源編碼的聲碼器(300)，其中裝置(202)生成校驗比特，并在需要傳送的信號中加入校驗比特，這些校驗比特用于檢測由信號傳送引起的差錯，其特征在于，在信道編碼過程中，裝置(202)在信號中加入校驗比特，以減少收發信機(100，200)所接收的幀中的比特數量。
13.根據權利要求12的無線系統，其特征在于，裝置(202)在對信號進行信道編碼之前，在信號中加入校驗比特。
14.根據權利要求12的無線系統，其特征在于，聲碼器(300)對信號進行源編碼，然后以不同幀速率傳送源編碼后的信號，以進行信道編碼，在需要時，源編碼在加入校驗比特之前進行。
15.根據權利要求14的無線系統，其特征在于，在信號的幀速率基本上為最大時，裝置(202)將校驗比特加入信號。
16.根據權利要求14的無線系統，其特征在于，裝置(202)在幀速率基本為9.6kbit/s時，將校驗比特加入信號。
17.根據權利要求14的無線系統，其特征在于，收發信機(100，200)以聲碼器(300)進行源編碼的次序，以源編碼過程中采用的幀速率接收分成幀的信號。
18.根據權利要求12的無線系統，其特征在于，聲碼器(300)的位置與充當信道編碼器的收發信機不同。
19.根據權利要求12的無線系統，其特征在于，在接收到包含校驗比特的信號時，裝置(202)根據校驗比特解碼塊校驗。
20.根據權利要求12的無線系統，其特征在于，在接收到包含校驗比特的信號時，裝置(202)對信號進行CRC塊解碼和PCB解碼。
21.根據權利要求12的無線系統，其特征在于，裝置(202)所加入的校驗比特是CRC和PCB比特。
22.根據權利要求12的無線系統，其特征在于，收發信機是用戶終端(100)和/或基站(200)。
全文摘要
本發明涉及一種數據傳送方法和一種蜂房無線系統,該系統包括接收分成幀的信號的至少一個收發信機(100,200),在傳送信號前對收發信機所接收的信號進行信道編碼的裝置(202),前述信號由比特組成,以及對信號進行源編碼的聲碼器(300)。裝置(202)生成校驗比特,并在需要傳送的信號中加入校驗比特,這些校驗比特用于檢測由信號傳送引起的差錯。裝置(202)在信道編碼過程中加入校驗比特,以減少收發信機所接收的幀中的比特數量。
文檔編號H04L1/00GK1244314SQ98802039
公開日2000年2月9日 申請日期1998年1月21日 優先權日1997年1月24日
發明者米科·錫拉 申請人:諾基亞電信公司