專利名稱：將通信連接轉(zhuǎn)接到另一信道(切換)的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及在數(shù)字蜂窩式移動無線系統(tǒng)中將通信連接轉(zhuǎn)接到另一信道(切換)的方法和移動無線系統(tǒng)，在其中切換的時間點通過決策算法確定。交換到新的信道其中可以-粗略概括-在兩個無線系統(tǒng)或者在一個無線系統(tǒng)內(nèi)的頻帶之間(外部的切換)，在蜂窩式網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的兩個無線小區(qū)之間(小區(qū)之間的切換)或者在一個無線小區(qū)內(nèi)(小區(qū)內(nèi)的切換)進行。每種切換情況還可以包括不同的切換方式。
當移動通信開始時是由很多各種不兼容的系統(tǒng)和移動通信網(wǎng)絡(luò)為特征的，將這些常常設(shè)計成國家特定的和制造商特定的。從這種現(xiàn)狀出發(fā)當過渡到語音和信令的完全數(shù)字化傳輸時已經(jīng)開始定義歐洲范圍的標準，其中一方面應(yīng)該對DECT(數(shù)字歐洲無繩電話)和GSM(全球移動通信系統(tǒng))以及另外一方面UMTS(通用移動通信業(yè)務(wù))進一步進行詳細比較。
原則上在已知系統(tǒng)中將準備傳輸?shù)臄?shù)據(jù)分成為單元，依次傳輸?shù)乃^的語音幀或者數(shù)據(jù)幀。為了提高數(shù)據(jù)通過能力和數(shù)據(jù)安全性(例如交織)在各個標準中定義了這些幀的大小和因此定義了包括在其中的數(shù)據(jù)量以及在幀內(nèi)的數(shù)據(jù)處理。
DECT標準用于支持私人的準靜態(tài)通信業(yè)務(wù)和由于其特性被稱為無繩的ISDN。通過其無縫的信道交換(無縫的切換)DECT特別好地適用于密集通信。在DECT系統(tǒng)中的無縫切換原則上是建立在以下基礎(chǔ)上的，使用32kbit/s ADPCM(匹配的Delta脈沖編碼調(diào)制)語音編解碼器，這個連續(xù)地提供數(shù)據(jù)。在ADPCM語音編解碼器上的語音幀對應(yīng)于一個掃描值周期的語音。例如當掃描率為8kHz時，因此對應(yīng)于周期為125μs的一個幀。此外將被編碼的語音幀不經(jīng)過多個時隙交叉地(交織)進行傳輸。
GSM是第一個數(shù)字蜂窩的移動無線標準，這個標準具有國際漫游和ISDN能力，可提供跨國家的移動性、高的數(shù)據(jù)可靠性切換大的數(shù)據(jù)多樣性。已經(jīng)存在的標準進一步發(fā)展導致進入歐洲通用移動無線標準UMTS。在未來的UMTS標準中建議了兩種模式，即FDD(頻分雙工)模式和TDD(時分雙工)模式。在FDD模式中傳輸信道是通過自由度頻率和擴展碼為特征的。在這里涉及一個CDMA系統(tǒng)(碼分多址)。CDMA的原理在于，不只通過不同的頻率，而且還通過代碼的序列來區(qū)別移動無線用戶。在TDD模式中傳輸信道是通過自由度頻率、時隙和擴展碼決定的。人們在UMTS中將TDD模式稱為TD/CDMA系統(tǒng)。
在GSM標準中或者也在UMTS系統(tǒng)中使用語音多媒體數(shù)字信號編解碼器，這個分別處理具有固定長度為20ms的語音幀或者數(shù)據(jù)幀。將這些幀用GSM標準或者也用UMTS系統(tǒng)的TDD模式用TDMA(時分多址)方法進行傳輸，在其中將分配在多個時隙上的語音幀或者數(shù)據(jù)幀進行傳輸，這些時隙是通過載波頻率細分在多個移動站上產(chǎn)生的。當時隙周期為10ms時，在TDD模式中將語音幀或者數(shù)據(jù)幀用兩個連續(xù)的TDMA幀進行傳輸。在TDD模式中將16時隙安排在一個TDMA幀中。為了一方面可以將移動無線信道上的偶然比特誤差(隨機誤差)和另外一方面可以將移動無線信道上的脈沖串類型的干擾(脈沖串誤差)進行修正，為了保護準備傳輸?shù)臄?shù)據(jù)將冗余補充進去來抗干擾。附加地將數(shù)據(jù)交叉地(交織)在兩個碼組中傳輸，以便達到繼續(xù)改善抗干擾-例如衰落-的目的。當交叉時將數(shù)據(jù)不用同樣的順序進行傳輸，而是建立新的時間分類，這當然在接收方又被恢復回來。
在FDD模式(CDMA)時將數(shù)據(jù)也用交叉的碼組進行傳輸。
整個管轄區(qū)域的蜂窩結(jié)構(gòu)提出要求，通過移動站的無縫信道交換(無縫切換)從目前的管轄區(qū)域然后將連接建立在另一個管轄區(qū)域，如果這個管轄區(qū)域允許比較好的傳輸質(zhì)量時。切換是時間非常敏感的過程，因為必須保證正在進行中的連接的連續(xù)性。切換對蜂窩網(wǎng)絡(luò)的容量和功能特性有重要的影響并且是由三個階段組成的測量、準備進行切換、轉(zhuǎn)接到目標基站。連續(xù)測量的目的是，識別切換的必要性。切換算法進行決策，是否和什麼時間要求傳輸信道進行交換或者是有意義的，這與各種判據(jù)有關(guān)如接收功率，比特誤差率，信噪比和與目前的基站的距離。
如果切換算法決策切換時，在網(wǎng)絡(luò)中進行必要的準備，特別是將固定網(wǎng)絡(luò)連接從移動交換站接通到新的基站上和選定新的適合的傳輸信道。將涉及到用戶管理或者移動管理的其他工作可以補充進來，在第三個階段之前不考慮傳輸數(shù)據(jù)的交叉進行最終的信道轉(zhuǎn)接。因此存在可能性，在老的傳輸信道上沒有接收完整的語音幀和在新的傳輸信道上只接收了第一個語音幀的一部分，例如在UMTS TDD模式中只接收語音幀的第二碼組。因此在最不利情況下由于交織對于兩個語音幀產(chǎn)生比特誤差率為50％，這決定了就是通過插入冗余本身也不可能修正。因此兩個連續(xù)的語音幀是不可以使用的，致使語音通信質(zhì)量下降，因為至少缺少40ms語音。這個損失是明顯可以感覺到的。
當用數(shù)據(jù)包模式傳輸數(shù)據(jù)包時或者當用高的交織深度傳輸數(shù)據(jù)時出現(xiàn)同樣的問題。如果由于切換沒有將本身封閉的數(shù)據(jù)包完整地進行傳輸，同將丟失重要的包括在其中的比較大的文件信息。
以下任務(wù)是本發(fā)明的基礎(chǔ)，減少由于數(shù)據(jù)交叉在信道切換時被放大的上述干擾。
此任務(wù)是通過具有獨立權(quán)利要求1和11特征的方法以及通過具有權(quán)利要求12特征的移動無線系統(tǒng)解決的。本發(fā)明有益的擴展結(jié)構(gòu)敘述在從屬權(quán)利要求2至10中。
據(jù)此，按照本發(fā)明，只有在完整的語音幀或者數(shù)據(jù)幀傳輸之后，在考慮交織深度情況下才進行信道交換(切換)，從而可靠地避免了在現(xiàn)實使用的切換方法中的上述數(shù)據(jù)損失。關(guān)于信道交換不僅理解為一個蜂窩網(wǎng)絡(luò)小區(qū)內(nèi)的交換或者兩個小區(qū)之間的交換，而且還理解為從一個系統(tǒng)到另一系統(tǒng)的交換，例如從UMTS-TDD到UMTS-FDD或者到GSM或者內(nèi)部從一個頻率到另一頻率的交換。
最終由一個裝置確定信道交換的時間點，這個裝置是實現(xiàn)在網(wǎng)絡(luò)和/或在移動站上的。這個確定是附加地在知道傳輸數(shù)據(jù)交叉基礎(chǔ)上進行的。
在TDMA系統(tǒng)當數(shù)據(jù)傳輸時(語音，傳真，調(diào)制解調(diào))只有將具有TDMA幀號碼的TDMA幀傳輸之后才進行切換，TDMA幀號碼滿足以下條件(TDMA幀號碼-開始TDMA幀號碼+1)模數(shù)交織深度＝0。
在語音連接時這意味著，將語音幀的第一碼組用奇數(shù)的TDMA幀和將語音幀的第二碼組用偶數(shù)的TDMA幀傳輸和因此只有當偶數(shù)的TDMA幀傳輸之后才進行切換。
但是也可能將n(n＝整，偶數(shù))時隙上的語音幀傳輸時，將語音幀的第一個數(shù)據(jù)碼組用偶數(shù)的TDMA幀傳輸和將語音幀的第二個數(shù)據(jù)塊用奇數(shù)的TDMA幀傳輸和因此切換只在傳輸奇數(shù)的TDMA幀之后進行。
對于切換的需考慮的交織深度可以在有益的擴展結(jié)構(gòu)中用標記進行標志，其中示范性地可以將一個適當?shù)臉擞浄峙浣o每項業(yè)務(wù)(語音業(yè)務(wù)，數(shù)據(jù)業(yè)務(wù))。移動站經(jīng)過普通數(shù)據(jù)傳輸?shù)墓芾硇诺?CCH(Dm))，專門經(jīng)過邏輯信道廣播控制信道(BCCH)，通信業(yè)務(wù)信道(TCH)聯(lián)合的公用控制信道(CCCH)或者通過在專門的控制信道(DCCH)上的帶內(nèi)信令得到這些信息。
本方法也可以在模擬應(yīng)用中使用于傳輸數(shù)據(jù)包(數(shù)據(jù)包數(shù)據(jù))，如果數(shù)據(jù)包數(shù)據(jù)單元(PDU)或者本身封閉的數(shù)據(jù)包完全被傳輸后才進行切換。
借助于一個實施例詳細敘述本發(fā)明及其優(yōu)點。有關(guān)附圖表示在

圖1在數(shù)字移動無線系統(tǒng)中的語音傳輸?shù)膶幽Ｐ停瑘D2按照圖1層模型的一部分當按照現(xiàn)有技術(shù)切換時傳輸?shù)臄?shù)值舉例和圖3按照圖1層模型的一部分當按照本發(fā)明切換時傳輸?shù)臄?shù)值舉例。
在圖1上表示的在數(shù)字移動無線網(wǎng)絡(luò)上語音傳輸?shù)氖疽獾膶幽Ｐ捅硎玖藦恼Z音輸入到重又給出的各個處理步驟。首先將語音1在2上數(shù)字化，在3上進行信道編碼，在4上進行交織，在5上進行脈沖串格式化，在6上進行編碼和在7上將二進制數(shù)據(jù)調(diào)制成載波信號。將數(shù)據(jù)經(jīng)過無線接口傳輸給接收機之后，在8上進行解調(diào)，在9上對數(shù)據(jù)進行解碼，在10上從5上的脈沖串信息進行處理，在11上將交叉的數(shù)據(jù)分類成正確的輸出順序，在12上進行信道解碼和最后在13上將數(shù)字信號轉(zhuǎn)換為被傳輸?shù)恼Z音信息14。
圖2示范性地表示了一個語音幀15，如在信道編碼之后在3上出現(xiàn)的。將語音幀15借助于交織矩陣16，此交織矩陣是通過將語音幀15逐行寫入構(gòu)成的，如此分成為兩個TDMA幀17，使得或許將比特誤差分散開和因此提高了誤差修正的可能性。假設(shè)將從17中的第一個TDMA幀傳輸之后已經(jīng)進行切換，則缺少第二個TDMA幀，當在接收方18再建交織矩陣時在進行切換的位置上開始產(chǎn)生數(shù)據(jù)損失，這些數(shù)據(jù)損失在被接收的語音幀19上是不可能修正的。因此這個語音幀是不可以使用的，在語音幀內(nèi)包括的信息丟失了。這當然也適合于只傳輸?shù)诙€TDMA幀的情況。
按照圖3始終在整個語音幀傳輸之后進行切換，在舉例中即在傳輸兩個TDMA幀17之后，這樣在圖2上表示的數(shù)據(jù)損失不再可能出現(xiàn)和被接收的語音幀18完整地包括了該數(shù)據(jù)。因為語音幀始終有一個確定的長度，和因此例如當8kbit/s語音和周期為20ms時始終形成一個凈數(shù)據(jù)率為160比特，因此很容易數(shù)出語音幀的末端。
以同樣的方式這適合于完整的數(shù)據(jù)包或者數(shù)據(jù)段的末端，將這些始終用確定的大小進行傳輸，例如當數(shù)據(jù)包時為800比特。大小本身當然可以依賴于數(shù)據(jù)包業(yè)務(wù)的數(shù)據(jù)率進行變化。
本發(fā)明也可以很好地使用在CDMA系統(tǒng)的FDD模式上，在其中將數(shù)據(jù)同樣用交叉的碼組進行傳輸。有意義的是只有當?shù)玫酵暾恼Z音幀或者數(shù)據(jù)幀之后才進行切換而不是已經(jīng)在語音幀或者數(shù)據(jù)幀內(nèi)進行切換。
權(quán)利要求
1.由網(wǎng)絡(luò)和移動站構(gòu)成的數(shù)字蜂窩移動無線系統(tǒng)內(nèi)或者之間將通信連接轉(zhuǎn)接到另一信道(切換)的方法，在其中將準備傳輸?shù)臄?shù)據(jù)分成為同樣長度的所謂的語音幀或者數(shù)據(jù)幀和進行交叉(交織)，和此時信道交換的時間點是由一個決策算法確定的，其特征為，在一個完整的語音幀或者數(shù)據(jù)幀傳輸之后才進行信道交換(切換)。
2.按照權(quán)利要求1的方法，其特征為，在考慮交織深度情況下進行信道交換。
3.按照權(quán)利要求1的方法，其特征為，信道交換的時間點是由網(wǎng)絡(luò)在知道傳輸數(shù)據(jù)的交叉的基礎(chǔ)上確定的。
4.按照權(quán)利要求1的方法，其特征為，信道交換的時間點是由移動站在知道傳輸數(shù)據(jù)的交叉的基礎(chǔ)上確定的。
5.按照權(quán)利要求1的方法，其特征為，在TDMA系統(tǒng)上當數(shù)據(jù)傳輸(語音，傳真，調(diào)制解調(diào)，多媒體)時，在具有TDMA幀號碼的TDMA幀傳輸之后才進行信道交換，這滿足于以下條件(TDMA幀號碼-開始的TDMA幀號碼+1)模數(shù)交織深度＝0。
6.按照權(quán)利要求1的方法，其特征為，當語音連接時，將語音幀的第一個數(shù)據(jù)塊用奇數(shù)的TDMA幀和將語音幀的第二個數(shù)據(jù)塊用偶數(shù)的TDMA幀進行傳輸，和因此只在偶數(shù)的TDMA幀傳輸之后進行切換。
7.按照權(quán)利要求1的方法，其特征為，當經(jīng)n(整數(shù)，偶數(shù))個時隙的語音幀或者數(shù)據(jù)幀傳輸時，將語音幀的第一塊在偶數(shù)的TDMA-幀和將語音幀或者數(shù)據(jù)幀的第二塊在奇數(shù)的TDMA幀進行傳輸和因此只在傳輸奇數(shù)的TDMA幀之后才進行切換。
8.按照權(quán)利要求2的方法，其特征為，切換時準備考慮的交織深度是用一個標記標志的。
9.按照權(quán)利要求8的方法，其特征為，為每項業(yè)務(wù)(語音業(yè)務(wù)，數(shù)據(jù)業(yè)務(wù))設(shè)置說明準備考慮的交叉深度的一個標記。
10.按照權(quán)利要求1的方法，其特征為，在CDMA系統(tǒng)上當數(shù)據(jù)傳輸時只有在完整的語音幀或者數(shù)據(jù)幀傳輸之后才進行切換。
11.由網(wǎng)絡(luò)和移動站構(gòu)成的具有數(shù)據(jù)包存取的數(shù)字蜂窩移動無線系統(tǒng)內(nèi)或者之間將通信連接轉(zhuǎn)接到另一信道(切換)的方法，在其中信道交換的時間點是由一個決策算法確定的，其特征為，只有在一個完整的段(包數(shù)據(jù)單元)或者一個本身封閉的數(shù)據(jù)包傳輸之后才進行信道交換。
12.由一個網(wǎng)絡(luò)和移動站構(gòu)成的數(shù)字蜂窩移動無線系統(tǒng)，具有將通信連接轉(zhuǎn)接到另一信道(切換)的裝置，這個裝置涉及信道交換的時間點使用一種決策算法，在其中只有當一個完整的語音幀或者數(shù)據(jù)幀傳輸之后才進行信道交換(切換)。
全文摘要
按照本發(fā)明,在數(shù)字蜂窩移動無線系統(tǒng)內(nèi)或者之間,將通信連接轉(zhuǎn)接到另一信道(切換)的方法中,只有當完整的語音幀或者數(shù)據(jù)幀或者完整的塊(PDU)或者本身封閉的數(shù)據(jù)包傳輸之后才進行信道交換(切換)。
文檔編號H04W36/08GK1337137SQ00802800
公開日2002年2月20日 申請日期2000年1月10日 優(yōu)先權(quán)日1999年1月13日
發(fā)明者E·舒爾茨, J·欣德勒 申請人:西門子公司