專利名稱：信道共享的遠(yuǎn)程通信系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及帶有在第一與第二站，例如在蜂窩電話網(wǎng)的基站與移動站之間建立的通信信道的遠(yuǎn)程通信系統(tǒng)。本發(fā)明特別涉及到當(dāng)一個信道被分配到一個可變速率數(shù)據(jù)源，例如一種不連續(xù)的語音信號時引起的系統(tǒng)效率下降。
背景技術(shù)：
一些現(xiàn)時的蜂窩無線電系統(tǒng)，如GSM，通過只發(fā)送談話者實際談話時的編碼語音數(shù)據(jù)來利用語音數(shù)據(jù)的不連續(xù)性質(zhì)。在通常的TDMA系統(tǒng)中，如GSM，這樣做有效地降低了對其它用戶的干擾水平，并且也節(jié)省功率。然而，即使在不連續(xù)語音數(shù)據(jù)的零周期期間免去了發(fā)送，為發(fā)送語音數(shù)據(jù)建立的信道仍然分配給此數(shù)據(jù)直到呼叫結(jié)束為止。結(jié)果，系統(tǒng)的容量并未被最優(yōu)化，導(dǎo)致系統(tǒng)效率的降低。
為在同樣的信道上發(fā)送與接收語音數(shù)據(jù)以及分組數(shù)據(jù)而提供雙模式信道這也是已知的。一種這樣的系統(tǒng)被描述在國際專利申請WO 97/22216中，它尤其適合于提供蜂窩數(shù)字分組數(shù)據(jù)(CDPD)服務(wù)。在此系統(tǒng)中，該雙模式信道被分配給或者是話音通信或者是分組數(shù)據(jù)通信，話音通信具有較高的優(yōu)先權(quán)。然而，話音通信的不連續(xù)性質(zhì)導(dǎo)致系統(tǒng)容量的低效率使用，因為仍將一個連續(xù)的信道分配給不連續(xù)的語音數(shù)據(jù)。

發(fā)明內(nèi)容
依據(jù)本發(fā)明的第一方面，在此提供一種適于傳送實時數(shù)據(jù)與非實時分組數(shù)據(jù)的遠(yuǎn)程通信系統(tǒng)，包括第一與第二通信站，并具有一個雙模式信道，用于將實時與非實時數(shù)據(jù)從第一站傳送到第二站，其中第一站包括第一發(fā)送接收機，能夠既發(fā)送實時也發(fā)送非實時數(shù)據(jù)，第二站包括第二發(fā)送接收機，能夠接收實時和/或非實時數(shù)據(jù)，第一站還包括一個控制器，用于產(chǎn)生包括實時數(shù)據(jù)的輸出數(shù)據(jù)流，當(dāng)實時數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)速率低于雙模式信道滿數(shù)據(jù)容量時，控制器還分配非實時分組數(shù)據(jù)到輸出數(shù)據(jù)流中，此輸出數(shù)據(jù)流由發(fā)送接收機在此信道上發(fā)送。
在本發(fā)明的系統(tǒng)中，當(dāng)實時數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)速率低于信道的滿數(shù)據(jù)容量時，非實時分組數(shù)據(jù)被分配發(fā)送。這樣做使得最大系統(tǒng)容量能被利用。實時數(shù)據(jù)可以包括不連續(xù)語音數(shù)據(jù)，非實時分組數(shù)據(jù)可以包括，例如，計算機文件或傳真數(shù)據(jù)。
第一站最好包括一個語音編碼系統(tǒng)，為從語音輸入傳輸準(zhǔn)備語音數(shù)據(jù)，控制器從語音編碼系統(tǒng)接收定時信息，指明在語音數(shù)據(jù)流中間歇的定時。用這種方法，語音編碼系統(tǒng)能夠提供使系統(tǒng)能被實施所需要的定時信息。為了實施本發(fā)明需要最低限度的附加硬件。
第一發(fā)送接收機最好包括一個緩存器，用于存貯非實時分組數(shù)據(jù)，供在實時數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)速率下降期間發(fā)送，這樣無論何時當(dāng)實時數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)速率下降時，使得一列準(zhǔn)備好的數(shù)據(jù)能供發(fā)送。
第一站可以包括一個基站，第二站可以包括蜂窩遠(yuǎn)程通信網(wǎng)的一個移動站。
依據(jù)本發(fā)明的第二方面，在此提供一種按照本發(fā)明制作的用于遠(yuǎn)程通信系統(tǒng)中的站。
依據(jù)本發(fā)明的第三方面，在此提供一種控制適于傳送實時數(shù)據(jù)及非實時分組數(shù)據(jù)的遠(yuǎn)程通信系統(tǒng)的方法，此系統(tǒng)包括第一和第二通信站，并具有一個雙模式信道，用于將實時和非實時數(shù)據(jù)從第一站傳送到第二站，第一站包括第一發(fā)送接收機，能夠既發(fā)送實時也發(fā)送非實時數(shù)據(jù)，第二站包括第二發(fā)送接收機，能夠接收實時和/或非實時數(shù)據(jù)，其中本方法包括當(dāng)實時數(shù)據(jù)流的數(shù)據(jù)速率低于雙模式信道的滿數(shù)據(jù)容量時，由第一發(fā)送接收機控制分配非實時分組數(shù)據(jù)到包含實時數(shù)據(jù)的輸出數(shù)據(jù)流中，并控制第一發(fā)送接收機在此信道上發(fā)送輸出數(shù)據(jù)流。
附圖簡述現(xiàn)在將通過舉例的方法，參考附圖描述本發(fā)明的實施方案，其中

圖1示出一種在本發(fā)明的系統(tǒng)中使用的發(fā)射機；圖2示出一種在本發(fā)明的系統(tǒng)中使用的接收機；圖3是一種無線電通信系統(tǒng)的方框簡圖；和圖4是用作說明依據(jù)本發(fā)明的一種方法的流程圖。
實現(xiàn)本發(fā)明的模式本發(fā)明提供一種遠(yuǎn)程通信系統(tǒng)，能夠從第一站傳送到系統(tǒng)內(nèi)的第二站，并提供信道資源的有效利用，能夠利用單一信道傳送實時數(shù)據(jù)和分組數(shù)據(jù)，實時數(shù)據(jù)的性質(zhì)是這樣的，它可以被認(rèn)為具有可變的速率，發(fā)送站能夠在單一信道載波上既調(diào)制實時數(shù)據(jù)也調(diào)制分組數(shù)據(jù)。在可變速率實時數(shù)據(jù)流的數(shù)據(jù)速率下降期間發(fā)送分組數(shù)據(jù)。實時數(shù)據(jù)，由于其實時延時約束，優(yōu)先權(quán)在分組數(shù)據(jù)之上，本發(fā)明的一種用法是傳送實時不連續(xù)語音數(shù)據(jù)以及散布在語音數(shù)據(jù)內(nèi)的分組數(shù)據(jù)(例如傳真消息，互聯(lián)網(wǎng)文件或其他計算機文件)。然而，本發(fā)明也可用于其它類型的實時數(shù)據(jù)，例如視頻傳輸。
圖1以扼要的形式示出一種可用于依據(jù)本發(fā)明的系統(tǒng)中的發(fā)射機，發(fā)射機10具有一個實時數(shù)據(jù)輸入12，對于本例的目的來說，將被描述為語音輸入，和一個非實時分組數(shù)據(jù)輸入14。
來自語音輸入12的數(shù)據(jù)通過一個語音編碼器16，將模擬語音信號變換為已采樣的數(shù)字語音數(shù)據(jù)，當(dāng)在不連續(xù)的模擬語音輸入中有間歇時，語音編碼器16能夠檢測到，這樣就得到空數(shù)字樣本，這些空樣本的定時被從語音編碼器送到一個總的系統(tǒng)控制器18，來自分組數(shù)據(jù)輸入14的數(shù)據(jù)供給緩存器20，存貯已有的分組數(shù)據(jù)供在可得到的時隙中傳送。來自緩存器20的數(shù)據(jù)和來自語音編碼器16的數(shù)據(jù)供給一個編碼器22，將兩種輸入格式化為一種適于后繼傳送的形式，特別是，此編碼器將實時數(shù)據(jù)與分組數(shù)據(jù)組合，并產(chǎn)生離散的數(shù)據(jù)分組供在此信道上傳送(例如，如果使用TDMA系統(tǒng)的話，在后繼的所分配的時間段中傳送)。
在依據(jù)本發(fā)明的系統(tǒng)的一個實施方案中，信道載送的或者是實時的或者是非實時的數(shù)據(jù)流。在這種實施方案中，當(dāng)一種數(shù)據(jù)流正在以信道的滿位速率提供數(shù)據(jù)時，其它的數(shù)據(jù)流不提供數(shù)據(jù)。在一種更一般的實施方案中，兩種數(shù)據(jù)流的瞬時位速率可以取中間值，任何一種數(shù)據(jù)流的最小位速率可以是非零值(如果總的位速率低于通道容量的話)，因此信道的總位速率可以低于某個最大值，并可以任何比例在實時與非實時數(shù)據(jù)流之間分割，如果實時數(shù)據(jù)具有可變的數(shù)據(jù)速率，則后一種實施方案可能是特別合適。
來自編碼器的數(shù)據(jù)通過一個傳送控制單元24，將一個合適的頭段分配給數(shù)據(jù)的每個樣本供在所分配的時隙期間傳送，頭段可以包括一個指示，指明特定的數(shù)據(jù)樣本被分配給實時(語音)數(shù)據(jù)或者分組數(shù)據(jù)，如果需要的話，頭段可以指明每個單獨時間段的哪一部分已經(jīng)分配給語音數(shù)據(jù)，哪一部分已經(jīng)分配給分組數(shù)據(jù)。這種信息可以在由傳送控制單元24控制的分離的控制信道上交替地提供。
傳送控制單元24也可執(zhí)行許多數(shù)據(jù)樣本的插入，以便在被發(fā)送的信道中增加多樣性。
傳送控制單元24也包括一個幀產(chǎn)生器，這樣，單元24的輸出可供給一個調(diào)制器26，由適當(dāng)選擇的調(diào)制技術(shù)進(jìn)行調(diào)制，并由發(fā)射機28發(fā)送。
系統(tǒng)控制器18控制整個系統(tǒng)的操作。將會理解，為了保持服務(wù)質(zhì)量，對于實時數(shù)據(jù)的分配來說定時問題是決定性的，熟練的技術(shù)人員將熟悉實現(xiàn)實時控制的適當(dāng)技術(shù)。
該系統(tǒng)可包括一個蜂窩電話系統(tǒng)，帶有許多基站，每個基站在特定的時間內(nèi)與基站的蜂窩內(nèi)的大量移動站通信，在TDMA系統(tǒng)的情況下，依據(jù)本發(fā)明的方法使特定的時隙能分配給一個以上的數(shù)據(jù)流，在上行信道的情況下，若在移動終端中同時存在許多應(yīng)用，則可使由移動站提供的不同類型數(shù)據(jù)能在所分配的單一信道上傳送到基站。在下行信號的情況下，來自基站的不同類型數(shù)據(jù)可在單一信道上傳送到一個移動站，或者，不同類型的數(shù)據(jù)可指向蜂窩內(nèi)的不同移動終端。
在一個TDMA系統(tǒng)中，在一個傳送時間幀中一個以上的時隙可分配給一個特定的通信信道，在一個時間幀內(nèi)多個時間段之間實時與分組數(shù)據(jù)的分配在依據(jù)本發(fā)明操作的系統(tǒng)中是可以變化的。
依據(jù)本發(fā)明的方法也可應(yīng)用于其它類型的系統(tǒng)，例如CDMA系統(tǒng)，在這種情況下，如果大部分的系統(tǒng)傳輸容量被分配給可變速率的實時數(shù)據(jù)，其余的系統(tǒng)容量可用于非實時應(yīng)用。同樣的擴譜碼(限定一個傳輸信道)可用于不同類型的數(shù)據(jù)，構(gòu)成本發(fā)明基礎(chǔ)的概念可被擴展到允許兩種以上的應(yīng)用共享同樣的傳輸信道，例如，一個視頻連接，一個話音連接和一個分組數(shù)據(jù)傳送。
圖2示出一種可用于本發(fā)明的系統(tǒng)的接收機。接收機的部件有效地實現(xiàn)圖1中發(fā)射機部件的逆功能。因此，接收機30被提供來將接收到的信號傳送到一個解調(diào)器32，將解調(diào)器信號供給一個傳送識別單元34，單元34可以實現(xiàn)去插入的功能，并讀出幀的頭段，例如，確定哪些幀包含分組數(shù)據(jù)，哪些幀包含語音數(shù)據(jù)。這種信息被提供給解碼器36，恢復(fù)數(shù)字語音數(shù)據(jù)與數(shù)字分組數(shù)據(jù)，分組數(shù)據(jù)被供給一個緩存器38，語音數(shù)據(jù)被提供給語音解碼器40，語音輸出42和分組數(shù)據(jù)輸出44也被提供。
當(dāng)然，在一種實際的系統(tǒng)中，每個站將包括一個將以上描述的發(fā)射機和接收機的特性組合的發(fā)送接收機。
參考圖3，一個無線電通信系統(tǒng)包括一個主站(BS)300和多個輔站(MS)310，BS 300包括一個發(fā)送接收機302，包含以上描述的發(fā)射機和接收機的特性，連到無線電發(fā)送裝置304，輸入/輸出(I/O)裝置306具有連接裝置308，用于連接PSTN或其它適合的網(wǎng)絡(luò)。每個MS 310包括一個發(fā)送接收機312，包含以上描述的發(fā)射機和接收機的特性，連到無線電發(fā)送裝置314，和輸入/輸出裝置316。I/O裝置316可包含用于輸入與輸出語音，視頻，分組數(shù)據(jù)，等的設(shè)備，從BS 300到MS 310的通信發(fā)生在下行信道322，而從MS 310到BS300的通信發(fā)生在上行信道324。
一種利用單一信道傳送實時與非實時數(shù)據(jù)的方法作為流程圖示于圖4中。本方法從402開始，在此點上進(jìn)行實時數(shù)據(jù)流的傳送，發(fā)送站的控制器18在404確定在實時數(shù)據(jù)流中是否有間歇(或者通常是數(shù)據(jù)速率下降)，如果有，控制器18在406確定是否在緩存器20中有任何非實時數(shù)據(jù)等待傳送。如果有，控制器18分配某些非實時數(shù)據(jù)去發(fā)送，在408數(shù)據(jù)被傳送到編碼器22被格式化供發(fā)送，然后控制器18回到步驟404，確定是否在實時數(shù)據(jù)流中有任何進(jìn)一步的間歇。
可以應(yīng)用本發(fā)明的一種遠(yuǎn)程通信系統(tǒng)的操作與設(shè)計的詳細(xì)描述并未給出，因為正如所描述的那樣，本發(fā)明可由對現(xiàn)有遠(yuǎn)程通信系統(tǒng)技術(shù)熟練的技術(shù)人員應(yīng)用。涉及定時方面，加密方面的現(xiàn)有考慮以及詳細(xì)的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)應(yīng)用到依據(jù)本發(fā)明工作的一個系統(tǒng)中，這些考慮對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員是明顯的。
通過閱讀本內(nèi)容，其它的修改對本領(lǐng)域的技術(shù)人員將是顯然的。這樣一些修改可以包含在遠(yuǎn)程通信系統(tǒng)中已經(jīng)知道的其它特性及部件，可用來替代或者添加到在此已描述過的特性中。
在本技術(shù)說明書以及權(quán)利要求中，在一個部件前的字“a”或“an”并不排斥存在有多個這樣的部件，同樣，字“comprising”并不排斥存在其它的已經(jīng)列舉的以外的部件或步驟。
工業(yè)可用性本發(fā)明具有廣泛的工業(yè)實用性，尤其是對于像UMTS那樣的蜂窩遠(yuǎn)程通信系統(tǒng)。
權(quán)利要求
1.一種適于傳送實時數(shù)據(jù)和非實時分組數(shù)據(jù)的遠(yuǎn)程通信系統(tǒng)，包括第一和第二通信站，并具有雙模式信道用于從第一到第二站既傳送實時也傳送非實時數(shù)據(jù)，其中第一站包括第一發(fā)送接收機，能夠既發(fā)送實時也發(fā)送非實時數(shù)據(jù)，第二站包括第二發(fā)送接收機，能夠接收實時和/或非實時數(shù)據(jù)，第一站還包括一個控制器，用于產(chǎn)生包含實時數(shù)據(jù)的輸出數(shù)據(jù)流，當(dāng)實時數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)速率低于雙模式信道的滿數(shù)據(jù)容量時，控制器也分配非實時分組數(shù)據(jù)到輸出數(shù)據(jù)流中，輸出數(shù)據(jù)流由發(fā)送接收機在此信道上發(fā)送。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的系統(tǒng)，其中實時數(shù)據(jù)包括語音數(shù)據(jù)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2的系統(tǒng)，其中第一站包含語音編碼系統(tǒng)，準(zhǔn)備語音數(shù)據(jù)供從語音輸入傳送，并且控制器從語音編碼系統(tǒng)接收定時信息，指明在語音數(shù)據(jù)流中間歇的定時。
4.根據(jù)權(quán)利要求1到3的任一項的系統(tǒng)，其中第一發(fā)送接收機包括一個緩存器，用于存儲非實時分組數(shù)據(jù)，供在實時數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)速率下降期間傳送。
5.根據(jù)權(quán)利要求1的系統(tǒng)，其中第一站包括一個基站，第二站包括蜂窩遠(yuǎn)程通信系統(tǒng)的移動站。
6.根據(jù)權(quán)利要求1到5的任一項的系統(tǒng)中使用的遠(yuǎn)程通信站。
7.一種操作適于傳送實時數(shù)據(jù)與非實時分組數(shù)據(jù)的遠(yuǎn)程通信系統(tǒng)的方法，此系統(tǒng)包括第一與第二通信站并具有雙模式信道，用于從第一到第二站傳送實時與非實時數(shù)據(jù)，第一站包括第一發(fā)送接收機，能夠既發(fā)送實時也發(fā)送非實時數(shù)據(jù)，第二站包括第二發(fā)送接收機，能夠接收實時和/或非實時數(shù)據(jù)，其中本方法包括在實時數(shù)據(jù)流的數(shù)據(jù)速率低于雙模式信道的滿數(shù)據(jù)容量時，控制由第一發(fā)送接收機分配非實時分組數(shù)據(jù)到包括實時數(shù)據(jù)的輸出數(shù)據(jù)流中，并控制第一發(fā)送接收機在此信道上發(fā)送輸出數(shù)據(jù)流。
8.根據(jù)權(quán)利要求7的方法，其中實時數(shù)據(jù)包括語音數(shù)據(jù)和第一站包括一個語音編碼系統(tǒng)，準(zhǔn)備語音數(shù)據(jù)供從語音輸入發(fā)送，其特征在于從語音編碼系統(tǒng)確定語音數(shù)據(jù)流中的間歇的定時。
9.根據(jù)權(quán)利要求7或8的方法，其中第一站包括一個緩存器，其特征在于在緩存器中存貯非實時分組數(shù)據(jù)供在實時數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)速率下降期間發(fā)送。
全文摘要
一種遠(yuǎn)程通信系統(tǒng)利用至少一個能夠支持可變速率實時數(shù)據(jù)(如語音)和非實時分組數(shù)據(jù)的雙模式信道,分組數(shù)據(jù)被排列在一個緩存器中并當(dāng)實時數(shù)據(jù)流的數(shù)據(jù)速率低于信道的滿數(shù)據(jù)容量時發(fā)送。
文檔編號H04Q11/04GK1272994SQ99800991
公開日2000年11月8日 申請日期1999年6月7日 優(yōu)先權(quán)日1998年6月23日
發(fā)明者T·J·莫爾斯利 申請人:皇家菲利浦電子有限公司