專(zhuān)利名稱(chēng)：跳接傳送數(shù)字分組數(shù)據(jù)信號(hào)的方法和裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及通信系統(tǒng)，特別涉及在通信系統(tǒng)的話(huà)音信道上跳接傳送(hopping)數(shù)字分組數(shù)據(jù)信號(hào)的方法和裝置。
通信系統(tǒng)是眾所周知的系統(tǒng)，它含有很多種類(lèi)型，包括陸上移動(dòng)無(wú)線(xiàn)電設(shè)備、蜂窩無(wú)線(xiàn)電話(huà)、個(gè)人通信系統(tǒng)(PCS)和其它通信系統(tǒng)等類(lèi)型。傳輸在通信系統(tǒng)之內(nèi)是在發(fā)送實(shí)體和接收實(shí)體之間經(jīng)過(guò)通信資源(通信資源通常稱(chēng)為“通信信道”)進(jìn)行的。迄今為止，這些傳輸?shù)湫偷匕ㄔ?huà)音信號(hào)。但是，最近業(yè)已提出傳遞其它形式的數(shù)據(jù)信號(hào)。為了易于操作，最好具有覆蓋現(xiàn)有話(huà)音通信能力的數(shù)據(jù)傳輸能力，以使其對(duì)于話(huà)音通信系統(tǒng)的操作基本上是透明的，同時(shí)仍然使用話(huà)音通信系統(tǒng)的通信資源和其它基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)設(shè)施。
與蜂窩無(wú)線(xiàn)電話(huà)通信系統(tǒng)相關(guān)的一種這樣的業(yè)務(wù)稱(chēng)為“蜂窩數(shù)字分級(jí)數(shù)據(jù)(CDPD)”，對(duì)于CDPD系統(tǒng)內(nèi)的數(shù)字分組數(shù)據(jù)信號(hào)的處理是與蜂窩無(wú)線(xiàn)電話(huà)通信系統(tǒng)中話(huà)音信號(hào)的處理是分開(kāi)的，但是，CDPD系統(tǒng)是與蜂窩基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)設(shè)施組合在一起，以便利用其話(huà)音信道發(fā)送數(shù)字分組數(shù)據(jù)信號(hào)。
因?yàn)镃DPD設(shè)備重疊在蜂窩基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)設(shè)施上，而且其操作對(duì)該蜂窩系統(tǒng)基本上是透明的，故這二者之間不存在協(xié)調(diào)問(wèn)題。為此CDPD系統(tǒng)必須能夠識(shí)別一個(gè)未用話(huà)音信道，在其上將要進(jìn)行傳送以使它毀壞蜂窩系統(tǒng)內(nèi)的話(huà)音通信。但是，即使在傳輸開(kāi)始時(shí)話(huà)音信道未被占用，該蜂窩基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)設(shè)施也可能將一個(gè)話(huà)音用戶(hù)指定給相同業(yè)務(wù)信道。在這種情況下，CDPD設(shè)備必須迅速地檢測(cè)話(huà)音用戶(hù)是否存在，終止其傳輸和尋找一個(gè)新的未占用的話(huà)音信道，在其上重新開(kāi)始傳輸，亦即從當(dāng)前話(huà)音信道跳到一個(gè)新的話(huà)音信道。
為了避免干擾話(huà)音用戶(hù)和避免降低話(huà)音傳輸?shù)馁|(zhì)量，CDPD設(shè)備的跳接傳送能力必須迅速響應(yīng)話(huà)音用戶(hù)的存在。亦即，它通常必須在大約40毫秒或更少的時(shí)間內(nèi)識(shí)別接通話(huà)音信道的話(huà)音信號(hào)的存在，并且從當(dāng)前話(huà)音信道跳接到一條替代的話(huà)音信道。然而，該話(huà)音信號(hào)的功率可能比占用進(jìn)行檢測(cè)很困難的相同信道的CDPD數(shù)字分組數(shù)據(jù)信號(hào)低得多?，F(xiàn)有的設(shè)備如掃描接收機(jī)和用戶(hù)接收機(jī)的缺點(diǎn)是在話(huà)音信號(hào)功率比現(xiàn)有數(shù)字分組數(shù)據(jù)信號(hào)低得多時(shí)，不能檢測(cè)話(huà)音信號(hào)，這些話(huà)音信號(hào)出現(xiàn)作為一個(gè)干擾同信道信號(hào)。而且，即使它們能夠檢測(cè)話(huà)音信號(hào)，它們相當(dāng)慢的操作也不能提供必需的跳接傳送性能。
據(jù)此，現(xiàn)在需要一種用以在通信系統(tǒng)的話(huà)音信道上跳接傳送數(shù)字分組數(shù)據(jù)信號(hào)的方法和裝置，它能夠迅速地識(shí)別在話(huà)音信道上的話(huà)音信號(hào)的存在和選擇一條替代通信信道用于發(fā)送數(shù)字分組數(shù)據(jù)信號(hào)。


圖1是根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的蜂窩無(wú)線(xiàn)電話(huà)通信系統(tǒng)的一種示例性的基站，它具有蜂窩數(shù)字分組數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)并且含有一個(gè)數(shù)字分組數(shù)據(jù)信號(hào)跳接傳送裝置；圖2是根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的話(huà)音信號(hào)檢測(cè)電路的詳細(xì)方框圖；和圖3是根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的跳接數(shù)字分組數(shù)據(jù)信號(hào)的步驟的流程圖。
本發(fā)明提供一種用于確定數(shù)字分組數(shù)據(jù)信號(hào)和話(huà)音信號(hào)何時(shí)在通信系統(tǒng)的話(huà)音信道上相伴隨地被發(fā)送的方法和裝置。發(fā)送信號(hào)的樣值與數(shù)字分組數(shù)據(jù)信號(hào)的預(yù)發(fā)送樣值相比較。響應(yīng)該比較，數(shù)字分組數(shù)據(jù)收發(fā)信機(jī)從該話(huà)音信道跳到一條不同的話(huà)音信道，當(dāng)出現(xiàn)話(huà)音信號(hào)時(shí)發(fā)送該數(shù)字分組數(shù)據(jù)信號(hào)。
在優(yōu)選實(shí)施例中描述本發(fā)明為對(duì)蜂窩無(wú)線(xiàn)電話(huà)通信系統(tǒng)的一種覆蓋?？梢院芎玫乩斫?，提供優(yōu)選實(shí)施例的敘述是為了清楚地理解本發(fā)明而決不是限制本發(fā)明的范圍。
如圖1所示，圖中示出了根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例蜂窩無(wú)線(xiàn)電話(huà)通信系統(tǒng)的基站100，它含有CDPD業(yè)務(wù)和一個(gè)跳接傳送裝置101。眾所周知，基站100適當(dāng)?shù)伛詈系街辽僖粋€(gè)移動(dòng)交換中心(MSC)(圖中未示出)和可能的接到一個(gè)基站控制器(BSC)，(圖中未示出)，用以對(duì)該通信系統(tǒng)內(nèi)工作的用戶(hù)通信單元提供蜂窩無(wú)線(xiàn)電話(huà)通信業(yè)務(wù)。基站單元100包含多個(gè)話(huà)音信道收發(fā)信機(jī)112—116，用以對(duì)該用戶(hù)單元提供話(huà)音通信業(yè)務(wù)?；?00還包含一個(gè)蜂窩數(shù)字分組數(shù)據(jù)(CDPD)收發(fā)信機(jī)118。從話(huà)音信道收發(fā)信機(jī)112—116來(lái)的話(huà)音信號(hào)102或者從CDPD收發(fā)信機(jī)118來(lái)的數(shù)字分組數(shù)據(jù)信號(hào)104的輸出傳輸信號(hào)被組合和為了發(fā)送而通過(guò)線(xiàn)性功率放大器(LPA)120放大，并經(jīng)天線(xiàn)122發(fā)送。這里所使用的，“話(huà)音信道收發(fā)信機(jī)”可以理解在話(huà)音信道上提供通信，在本優(yōu)選的實(shí)施例中話(huà)音信道是指頻分多址(FDMA)通信系統(tǒng)中的一對(duì)通信頻率或者時(shí)分多址(TDMA)通信系統(tǒng)中的一個(gè)時(shí)隙。
在優(yōu)選的實(shí)施例中，CDPD收發(fā)信機(jī)118可操作地通過(guò)該蜂窩網(wǎng)絡(luò)接收數(shù)字分組數(shù)據(jù)和在該蜂窩通信系統(tǒng)內(nèi)在多條可用的話(huà)音信道的任一條信道上發(fā)送數(shù)字分組數(shù)據(jù)。CDPD收發(fā)信機(jī)118最好示為綜合在基站100中。但是，其操作基本上是獨(dú)立的，而且可以理解它無(wú)需綜合在其站100中。此外，雖然圖中示出一個(gè)CDPD收發(fā)信機(jī)，但是可提供多個(gè)CDPD收發(fā)信機(jī)，也不偏離本發(fā)明的公平范圍。
圖1示出與CDPD發(fā)信機(jī)118相結(jié)合的跳接傳送裝置101，它包含一個(gè)檢測(cè)器124，用于檢測(cè)在由CDPD收發(fā)信機(jī)118目前正使用的話(huà)音信道上的話(huà)音信號(hào)的存在，和用于給CDPD收發(fā)信機(jī)118產(chǎn)生指示在話(huà)音信道上話(huà)音信號(hào)102的存在的控制信號(hào)106。為清楚起見(jiàn)檢測(cè)器124被表示為一個(gè)分開(kāi)的單元，但是，應(yīng)該懂得它可綜合入CDPD收發(fā)信機(jī)118中，而不脫離本發(fā)明的適當(dāng)范圍。如果在話(huà)音信道上有話(huà)音信號(hào)，CDPD收發(fā)信機(jī)118可操作轉(zhuǎn)移或跳到一條新的話(huà)音信道再開(kāi)始數(shù)字分組數(shù)據(jù)傳輸。
檢測(cè)器124接收CDPD收發(fā)信機(jī)118的預(yù)發(fā)送的輸出信號(hào)104的樣值的第一樣值信號(hào)108。檢測(cè)器124還接收第二樣值信號(hào)110，第二樣值信號(hào)110是來(lái)自CDPD收發(fā)信機(jī)118和話(huà)音信道收發(fā)信機(jī)112—116經(jīng)過(guò)實(shí)際上位于靠近天線(xiàn)122的辨向天線(xiàn)126發(fā)送信號(hào)的樣值。檢測(cè)器124進(jìn)行這些信號(hào)的比較并提供控制信號(hào)106給CDPD收發(fā)信機(jī)118。
圖2示出包含在檢測(cè)器124內(nèi)的檢測(cè)器電路200和根據(jù)本發(fā)明用于產(chǎn)生控制信號(hào)106。檢測(cè)器電路200包含第一信號(hào)通路212和第二信號(hào)通路214。用于分別處理第一樣值108和第二樣值110。每個(gè)信號(hào)通路212和214分別包含一個(gè)混合器216和218，用于從直接數(shù)字合成器200接收輸入信號(hào)，分別下變頻信號(hào)108和110為中頻信號(hào)208和210。以這種方法，本發(fā)明有利地采用中頻(IF)信號(hào)處理，允許使用已經(jīng)可用的信號(hào)處理硬件，正如本領(lǐng)域所知道的，然后下變頻的信號(hào)208和210分別使用濾波器222和224濾波，除去出現(xiàn)在樣值中的噪聲和鄰信道信號(hào)。然后濾波的信號(hào)208由延遲單元226進(jìn)行延遲調(diào)節(jié)，以便實(shí)質(zhì)上時(shí)間均衡信號(hào)208和210。延遲單元226是可調(diào)的，但是只在系統(tǒng)開(kāi)始建立時(shí)才要求調(diào)節(jié)。
然后信號(hào)208和210被傳送到增益調(diào)節(jié)電路228，分別在放大器230和232中緩沖。放大器230和232的輸出分別由電壓檢測(cè)器234和236檢測(cè)，其輸出被傳送到差動(dòng)放大器238。差動(dòng)放大器的輸出通過(guò)濾波器240濾波并且作為增益控制信號(hào)加到第一信號(hào)通路放大器230以均衡信號(hào)208和210的信號(hào)電平。
然后信號(hào)208和210被傳送到相位調(diào)節(jié)電路244，在其中它們被取樣和組合器246中進(jìn)行樣值組合。組合的信號(hào)施加在一個(gè)相位檢測(cè)器/低通濾波器248上，用以產(chǎn)生一個(gè)相位調(diào)節(jié)信號(hào)，以便施加到相位調(diào)節(jié)單元250上，未調(diào)節(jié)信號(hào)208的IF載波相位基本上等于信號(hào)210的IF載波相位。可以理解，增益調(diào)節(jié)電路228和相位調(diào)節(jié)電路244二者由定時(shí)器252來(lái)控制。
時(shí)間、增益和相位調(diào)節(jié)信號(hào)208’然后通過(guò)可調(diào)放大器254放大后，信號(hào)208’和210’施加到差分電路256上，為了敘述的目的，圖中示為定向耦合器。差分電路256提供信號(hào)208與210之間的差值。其結(jié)果是從發(fā)送的信號(hào)樣值110中抵消約30dB的數(shù)字分組數(shù)據(jù)信號(hào)樣值1O8。剩余的信號(hào)在放大器258中緩存，和輸出在閾值檢測(cè)器260中檢測(cè)。
當(dāng)話(huà)音信號(hào)不在該業(yè)務(wù)信道時(shí)，CDPD收發(fā)信機(jī)118在該業(yè)務(wù)信道上發(fā)送數(shù)字分組數(shù)據(jù)，則閾值檢測(cè)器260的輸出電壓為低值。當(dāng)話(huà)音信號(hào)存在于用于發(fā)送數(shù)字分組數(shù)據(jù)的話(huà)音信道時(shí)，如在基站100指定用于話(huà)音通信的話(huà)音信道，則閾值檢測(cè)器260的輸出電壓變?yōu)楦咧怠Ｒ虼?，閾值檢測(cè)器260的輸出電平信號(hào)提供發(fā)送的CD-PD信號(hào)和預(yù)發(fā)送的CDPD信號(hào)的比較。如果該差產(chǎn)生一個(gè)高值，它指示話(huà)音信號(hào)存在于該話(huà)音信道上。因此，閾位檢測(cè)器260的輸出電壓可作為控制信號(hào)106加到CDPD收發(fā)信機(jī)118。
參見(jiàn)圖3，圖中示出跳接傳送裝置101的操作和跳接傳送數(shù)字分組數(shù)據(jù)信號(hào)的方法300。該方法在步驟302開(kāi)始。步驟304，數(shù)字分組數(shù)據(jù)在基站可用的起始話(huà)音信道上發(fā)送。在步驟306提取發(fā)送的數(shù)字分組數(shù)據(jù)的樣值即發(fā)送的話(huà)音信道的樣值。在步驟308，提取預(yù)發(fā)送的數(shù)字分組數(shù)據(jù)的樣值即CDPD收發(fā)信機(jī)118的輸出。
在步驟310，將發(fā)送樣值與預(yù)發(fā)送樣值相比較。在本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例中，樣值是不同的，以便產(chǎn)生如前所述的電壓信號(hào)。在判定步驟312，如果該比較結(jié)果未指示話(huà)音信道上存在話(huà)音信號(hào)，亦即檢測(cè)器260的輸出電壓低于閾值，則CDPD收發(fā)信號(hào)118繼續(xù)在話(huà)音信道上發(fā)送數(shù)字分組數(shù)據(jù)。但是，如果該比較指示在話(huà)音信道上存在話(huà)音信號(hào)，則CDPD收發(fā)信機(jī)118必須空出該話(huà)音信道以用于該話(huà)音信號(hào)。由控制信號(hào)106通知CDPD收發(fā)信機(jī)118這個(gè)情況，檢測(cè)器260的輸出電壓，超過(guò)可允許的范圍。
在步驟314，CDPD收發(fā)信機(jī)118終止在起始話(huà)音信道上數(shù)字分組數(shù)據(jù)的發(fā)送。這就空閑了話(huà)音信號(hào)的話(huà)音信道。接著，在步驟316，CDPD發(fā)送信機(jī)118識(shí)別一條替代話(huà)音信道。這是以相同的方式實(shí)現(xiàn)的，其中話(huà)音信號(hào)在起始信道上被檢測(cè)。亦即，在替代話(huà)音信道上發(fā)送的信號(hào)的樣值與CDPD收發(fā)信機(jī)118輸出的樣值相比較。在搜索替代話(huà)音信道的情況下，CDPD收發(fā)信機(jī)118是無(wú)聲的。為此，該比較主要是在替代的話(huà)音信道上的信號(hào)存在的電平，亦即在信號(hào)通路214中是否信號(hào)存在。如果在該替代話(huà)音信道上存在話(huà)音信號(hào)，則輸出電壓(即控制信號(hào)106)將是高電平。在制定步驟318，CDPD收發(fā)信機(jī)118注視控制信號(hào)106，該信號(hào)指示在替代話(huà)音信道上話(huà)音信號(hào)的存在，如果該信號(hào)為低電平，則在步驟320該話(huà)音信道是可用于重新開(kāi)始發(fā)送數(shù)字分組數(shù)據(jù)的。如果控制信號(hào)106為高電平，則替代信道也包含話(huà)音信號(hào)，而且CDPD收發(fā)信機(jī)118繼續(xù)其搜索，以便識(shí)別可用的話(huà)音信道。一旦在替代話(huà)音信道上開(kāi)始發(fā)送，在步驟322該方法返回，以使該替代話(huà)音信道成為起始話(huà)音信道，該方法從開(kāi)始步驟302重復(fù)。
從前面的描述可以理解，本發(fā)明提供了一種快速識(shí)別用于CD-PD業(yè)務(wù)的話(huà)音信道上話(huà)音信號(hào)的存在的方法和裝置。它還提供將這種情況通知CDPD收發(fā)信機(jī)118，以使它可終止發(fā)送和識(shí)別重新開(kāi)始發(fā)送數(shù)字分組數(shù)據(jù)的替代話(huà)音信道。本發(fā)明的這些及其它特性和優(yōu)點(diǎn)從前面的描述中很容易理解，而且從所附的權(quán)利要求書(shū)可確定本發(fā)明的公平的范圍。
權(quán)利要求
1.一種用以在通信系統(tǒng)的多個(gè)話(huà)音信道上跳接傳送數(shù)字分組數(shù)據(jù)信號(hào)的裝置，其特征在于，包含一個(gè)數(shù)字分組數(shù)據(jù)收發(fā)信機(jī)，響應(yīng)一個(gè)控制信號(hào)，該數(shù)字分組數(shù)據(jù)收發(fā)信機(jī)可操作用于在該通信系統(tǒng)的第一組多個(gè)話(huà)音信道上發(fā)送數(shù)字分組數(shù)據(jù)信號(hào)，和用于在第二組多個(gè)話(huà)音信道上發(fā)送該數(shù)字分組數(shù)據(jù)信號(hào)；一個(gè)第一樣值通路，用于傳送第一信號(hào)樣值，第一信號(hào)樣值包括在多個(gè)話(huà)音信道之一上發(fā)送的數(shù)字分組數(shù)據(jù)信號(hào)的樣值；一個(gè)第二樣值通路，用于傳送第二信號(hào)樣值，第二信號(hào)樣值包括預(yù)發(fā)送的數(shù)字分組數(shù)據(jù)信號(hào)樣值；一個(gè)比較器，耦合到第一信號(hào)通路和第二信號(hào)通路，以便產(chǎn)生該控制信號(hào)，該控制信號(hào)是指示第一信號(hào)樣值與第二信號(hào)樣值之間的特性差，和傳送該控制信號(hào)到該數(shù)字分組數(shù)據(jù)收發(fā)信機(jī)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的裝置，其特征在于，該多個(gè)話(huà)音信道包括在頻分多址(FDMA)通信系統(tǒng)中的一對(duì)通信頻率和在時(shí)分多址(TD-MA)通信系統(tǒng)中的一個(gè)時(shí)隙組成的組之一。
3.根據(jù)權(quán)利要求1的裝置，其特征在于，該第二信號(hào)通路還包含增益、相位和延遲補(bǔ)償電路，用于調(diào)節(jié)第二信號(hào)樣值的增益、相位和延遲基本上與第一信號(hào)樣值的增益、相位和延遲一致。
4.根據(jù)權(quán)利要求1的裝置，其特征在于，該第一和第二信號(hào)通路分別含有一個(gè)第一混合器和一個(gè)第二混合器，分別用于下變頻第一信號(hào)樣值和第二信號(hào)樣值。
5.根據(jù)權(quán)利要求1的裝置，其特征在于，該第一和第二信號(hào)通路分別含有一個(gè)第一濾波器和一個(gè)第二濾波器，分別用于濾波第一信號(hào)樣值和第二信號(hào)樣值。
6.根據(jù)權(quán)利要求1的裝置，其特征在于，還包括一個(gè)辨向天線(xiàn)，耦合到第一信號(hào)通路。
7.一種用以在通信系統(tǒng)內(nèi)在多條話(huà)音信道之間跳接傳送數(shù)字分組數(shù)據(jù)信號(hào)的方法，其特征在于，包括以下步驟(a)在該通信系統(tǒng)內(nèi)在多條話(huà)音信道的一條起始話(huà)音信道上發(fā)送該數(shù)字分組數(shù)據(jù)信號(hào)；(b)提取在該起始話(huà)音信道上發(fā)送的數(shù)字分組數(shù)據(jù)信號(hào)的第一樣值；(C)在起始話(huà)音信道上發(fā)送之前提取該數(shù)字分組數(shù)據(jù)信號(hào)的第二樣值；(d)產(chǎn)生第一樣值與第二樣值之間的比較信號(hào)；和(e)當(dāng)比較信號(hào)在一個(gè)范圍之外時(shí)，終止在起始話(huà)音信道上發(fā)送該數(shù)字分組數(shù)據(jù)信號(hào)，選擇多條話(huà)音信道的一條替代話(huà)音信道和在該替代話(huà)音信道上發(fā)送該數(shù)字分組數(shù)據(jù)信號(hào)。
8.根據(jù)權(quán)利要求7的方法，其特征在于，還包括在該替代話(huà)音信道上發(fā)送該數(shù)字分組數(shù)據(jù)信號(hào)的步驟之前要執(zhí)行以下步驟提取在該替代話(huà)音信道上發(fā)送的信號(hào)的樣值；確定是否在該替代話(huà)音信道上存在話(huà)音信號(hào)；和如果在該替代話(huà)音信道上存在話(huà)音信號(hào)，則選擇多條話(huà)音信道的另一條替代話(huà)音信道。
9.根據(jù)權(quán)利要求7的方法，其特征在于，產(chǎn)生比較信號(hào)的步驟包括計(jì)算第一樣值與第二樣值之間的差的步驟。
10.根據(jù)權(quán)利要求7的方法，其特征在于，提取第二樣值的步驟還包括處理該第二樣值為在時(shí)間、增益和相位上基本上與第一樣值的時(shí)間、增益和相位一致。
全文摘要
本發(fā)明提供一種方法(300)和裝置(200)用于確定數(shù)字分組數(shù)據(jù)信號(hào)和話(huà)音信號(hào)何時(shí)在通信系統(tǒng)的話(huà)音信道上相伴隨地發(fā)送。發(fā)送信號(hào)的樣值(110)與數(shù)字分組數(shù)據(jù)信號(hào)的預(yù)發(fā)送的樣值(108)進(jìn)行比較(310)。響應(yīng)該比較，當(dāng)存在話(huà)音信號(hào)時(shí)，數(shù)字分組數(shù)據(jù)收發(fā)信機(jī)從第一話(huà)音信道跳到一條不同的話(huà)音信道發(fā)送該數(shù)字分組數(shù)據(jù)信號(hào)。
文檔編號(hào)H04Q7/22GK1148917SQ96190241
公開(kāi)日1997年4月30日 申請(qǐng)日期1996年2月8日 優(yōu)先權(quán)日1995年3月31日
發(fā)明者弗雷德里克·G·阿特金森 申請(qǐng)人:摩托羅拉公司