行動電話系統中trau幀的識別的製作方法
2023-09-22 11:09:35
專利名稱：行動電話系統中trau幀的識別的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種識別行動電話系統中TRAU幀的方法，前述行動電話系統包括一個網絡部分和可以無線連接到該網絡部分的至少一個用戶終端，用戶終端通常發送給網絡部分一個需要置於TRAU幀中的語音幀，如果採用非連續傳輸，則用戶終端發送給網絡部分一個需要置於TRAU幀中的SID幀，根據SID碼字中的比特累加和，網絡部分可以將TRAU幀識別為語音幀、SID幀或者無線路徑上毀壞的SID幀。
上述裝置的問題在於，用戶終端發送的SID幀以及無線路徑上毀壞的SID幀可能會被錯誤地解釋成語音幀。這引起了對固定網絡側電話收聽者的幹擾，其形式為令人不快的「啪達」聲。
該問題的出現是因為GSM規範中所述標識的設計較差，無法很好地處理無線路徑上因幹擾而毀壞的SID幀。
按照GSM規範，在從正常傳輸改變到非連續傳輸時，在最後一個語音幀之後立即發送一個SID幀。如果SID幀在無線路徑上毀壞，則將其解釋成語音幀，該幹擾即為收聽者聽到的「啪達」。
本發明的目的是提供一種方法，以及實現該方法以解決上述問題的一種裝置。這通過引言中提到的方法來實現，其特徵在於，除了SID碼字比特之外，還累加通常包含語音的其它TRAU幀比特，只有表示背景噪聲的SID參數比特除外。
本發明還涉及一種行動電話系統，包括一個網絡部分和可以無線連接到該網絡部分的至少一個用戶終端，用戶終端通常發送給網絡部分一個需要置於TRAU幀中的語音幀，如果採用非連續傳輸，則用戶終端發送給網絡部分一個需要置於TRAU幀中的SID幀，根據SID碼字中的比特累加和，網絡部分可以將TRAU幀識別為語音幀、SID幀或者無線路徑上毀壞的SID幀。本發明的行動電話系統的特徵在於，信道編解碼器除了SID碼字比特之外，還累加通常包含語音的其它TRAU幀比特，只有表示背景噪聲的SID參數比特除外。
本發明的優選實施例在從屬權利要求中公開。
本發明的基本思想是利用用戶終端所發送的，設置成0的所有260個比特。除了SID碼字比特之外，這些比特還包括通常含有語音信息的比特，只有表示背景噪聲的SID參數比特除外。
本發明的方法和系統提供了多個優點。消除了令人不快的幹擾聲。沒有不必要地拒收幀，從而提高了收聽者聽到的語音質量。
下面結合附圖，針對優選實施例詳細描述本發明，在附圖中
圖1示出了本發明的行動電話系統；圖2示出了TRAU幀的結構。
本發明可以用於GSM系統及基於GSM的系統，例如DCS1800系統，這些系統可以使用本發明的方法識別TRAU幀。
圖1示出了本發明感興趣的行動電話系統的各個部件。用戶終端100具有到網絡部分的無線連接102。網絡部分是指行動電話系統的固定部分，即基站、基站控制器、移動交換中心、傳輸系統以及行動電話系統的其它部件。
在網絡部分中，無線連接102的一方是基站。下面描述基站的最關鍵的部件。圖1僅示出了與解釋本發明相關的部件，但本領域技術人員顯然知道，傳統的基站還包括其它功能和結構，此處不再詳細描述。基站可以例如是GSM系統所用類型的基站，但是包含本發明所需的變化。
基站一般包括一個或多個收發信機。一個收發信機提供一個TDMA幀的無線容量，即一般為8個時隙。圖1示出了從一個接收機角度來看的基站的接收側。
通過天線110從無線連接102接收的幀輸送到接收機112，後者包括一個濾波器，用以消去所需頻帶之外的頻率。然後，該信號被轉換成中頻或者直接轉換成基頻，在模/數轉換器114中以這種形式採樣並量化信號。均衡器116補償幹擾，例如多徑傳播所引起的幹擾。解調器118從均衡後的信號中析取比特流，並發送到去復用器120。去復用器120將比特流從不同時隙中隔離到其自身的邏輯信道。
信道編解碼器122解碼不同邏輯信道的比特流，即確定該比特流是一個需要發送給信令單元(未示出)的信令信息，還是需要發送給語音編解碼器124的語音。信道編解碼器122還進行差錯糾正。對本發明至關重要的是信道編解碼器122中以圖2所示方式進行TRAU幀的識別。本發明最好由軟體實現，從而在信道編解碼器122的很受限制的區域內僅需要相對簡單的軟體變化。
語音編解碼器124解碼接收到的數據，例如將含有語音的數據從蜂房無線網絡的形式(例如13kbit/s)轉換成64kbit/s的固定網絡的形式126。語音編解碼器124不一定位於基站，還可以位於基站控制器或者移動業務交換中心附近。本領域技術人員可以使用不同的術語來稱呼語音編解碼器124，例如TC(變碼器)或TRAU(變碼器和速率適配器單元)。
圖2示出了TRAU幀的結構。含有20ms語音的260比特在用戶終端100通過卷積編碼編碼成最重要的50個1a類比特和132個1b類比特。此外，增加了糾錯比特，從而形成了378個比特。較不重要的78個Ⅱ類比特加入這378個比特。這導致總共為456個比特，原則上可以安裝到4個無線比特串。但是，為安全起見，這些比特被擴展成8個無線比特串，每個子塊為57比特。每個比特串以577毫秒的間隔發送。
信道編解碼器122中從8個連續比特串中搜集發送的語音比特。解碼卷積編碼，含有語音的原260個比特位於TRAU幀中。
如果採用非連續傳輸，用戶終端100在語音暫停開始時立即發送一個SID幀，然後始終以480微秒的間隔在8個連續比特串中發送一個SID幀。如果採用非連續傳輸，行動電話的電池的使用壽命可以更長，因為行動電話的發射機只有在用戶說話時在連續打開。
在語音處理過程中，信道編解碼器122從8個連續比特串中搜集發送的比特。解碼卷積編碼，原260個比特位於TRAU幀中。
TRAU幀的字0的比特0-15的值總是0，因而連續TRAU幀可以彼此區分。每個後繼的字1-19的最低有效的0比特總是具有值1的同步比特。
從空中接口接收的原260比特位於TRAU幀的字2-18的比特1-15，以及字19的比特1-5。
此外，信道編解碼器122中設置字1的比特1-15中控制比特C1-C21以及字19的比特6-11的值。位於字19的比特12-15的定時比特T1-T4也在信道編解碼器122中設置。
圖2示出了以下時刻的TRAU幀的320個比特，即信道編解碼器從8個比特串中搜集採用非連續傳輸的用戶終端100所發送的SID幀，形成一個TRAU幀的時刻。
用戶終端環境中的背景聲音現在由位於字2-4的比特1-15和字5的比特1-5中的SID參數比特S描述。
用戶終端在傳輸前將SID碼字的95個比特設置成0，在該圖中它們由粗斜體的0表示，即它們位於字5的比特10-11和13-14，字6的比特1-2,4-5,7-8,10-11,13-14等等。按照現有技術接收的TRAU幀可以根據SID碼字的這95個比特識別。因為無線路徑上的毀壞，一些比特可能會從0變成1。如果SID碼字的95個比特的累加和小於2，則認為SID幀是好的。如果比特累加和超過或等於2，但小於16，則SID幀毀壞。當比特累加和超過或等於16時，該幀是一個語音幀。實際問題是，毀壞程度嚴重的SID幀中，如果SID碼字的比特累加和等於或超過16，則會被解釋成語音幀。
信道編解碼器中進行的識別通過控制比特C12和C13-C14以信令形式通知給語音編解碼器。控制比特C12是一個BFI標記(壞幀標識)，如果接收的幀已被破壞，則其值被設置成1。控制比特C13-C14是SID比特，它指示接收的幀是解釋成語音幀(比特C13-C14的值被置成0)，SID幀(比特C13-C14的值被置成2)，還是毀壞的SID幀(比特C13-C14的值被置成1)。
按照本發明，除了表示背景噪聲的SID參數比特之外，其它通常含有語音的TRAU幀比特加到SID碼字的累加比特的累加和中。因為在用戶終端中這些比特也被設置成0，所以這樣做是有利的。圖2通過正常的0示出了所述比特，即它們位於字5的比特6-9、12和15，字6的比特3、6、9、12和15等。
按照現有技術的識別通過SID碼字的95個比特進行，但是按照本發明，識別根據95+115=210個比特進行。這使得結果要可靠得多，因為臨時幹擾不會過分影響識別的可靠性。
與現有技術一樣，本發明也使用確定的上限和下限。如果累加比特之和超過了預定上限，則將TRAU幀識別為語音幀。如果累加比特之和低於預定上限，但超過了預定下限，則將TRAU幀識別為毀壞的SID幀。如果累加比特之和低於預定下限，則將TRAU幀識別為SID幀。
但是，採用按照現有技術的上下限來設置SID比特C13-C14的值，而不是採用本發明的上下限來設置。通過置位BFI比特C12來表明採用按照本發明的上下限檢測到的毀壞的SID幀。這提供了以下優點，即按照GSM規範的過程不需要改變。下面通過兩個例子來說明這一點。
如果解碼幀的210個比特的累加和是，例如44，而SID碼字的95個比特的累加和是18，則TRAU幀中的SID比特C13-C14的值被置成0，即所述幀是一個語音幀。申請人的研究表明，不可能存在含有這麼少(44/210)的語音幀，而必然是一個用戶終端所發送的毀壞的SID幀。因此，SID比特C13-C14的值以眾所周知的方式置成0，即是一個語音幀，但通過將BFI比特C12置位將該幀拒絕。
如果解碼幀的210個比特的累加和是例如10，而SID碼字的95個比特的累加和僅是1，則TRAU幀中的SID比特C13-C14的值被置成2，即所述幀是一個好的SID幀。申請人的研究表明，這種幀引起了幹擾，其形式為一種類似「直升機」發出的聲音，因此，通過將BFI比特C12置位將該幀拒絕。
按照本申請人的研究結果，在研究GSM電話的語音編碼時，可以觀察到語音幀中的210個比特的累加和大約在範圍80-120之間變化。在測試中，引起「啪達」聲的SID幀中210個比特的相應累加和大約在範圍25-60。
因此，按照本申請人的研究結果，上限在60和80之間，而下限在5到10之間。上限最好約為65。下限最好約為8。
在一種優選實施例中，除了SID碼字比特之外，將其它TRAU幀Ⅰ類比特加入累加和，只有表示背景噪聲的SID參數比特除外，前述Ⅰ類比特通過卷積編碼加以保護，並且通常含有語音。在另一優選實施例中，除了SID碼字比特之外，將其它TRAU幀Ⅱ類比特加入累加和，只有表示背景噪聲的SID參數比特除外，前述Ⅱ類比特未進行卷積編碼，並且通常含有語音。在這兩種實施例中，採用的上限和下限都必須根據經驗確定。
儘管以上結合根據附圖的例子描述了本發明，但應當理解，本發明並不局限於此，在後附權利要求書所公開的創新思想範圍內可以通過許多方式加以改進。
權利要求
1．一種識別行動電話系統中TRAU幀的方法，前述行動電話系統包括一個網絡部分和可以無線連接到該網絡部分的至少一個用戶終端，用戶終端通常發送給網絡部分一個需要置於TRAU幀中的語音幀，如果採用非連續傳輸，則用戶終端發送給網絡部分一個需要置於TRAU幀中的SID幀，根據SID碼字中的比特累加和，網絡部分可以將TRAU幀識別為語音幀、SID幀或者無線路徑上毀壞的SID幀，其特徵在於，除了SID碼字比特之外，還累加通常包含語音的其它TRAU幀比特，只有表示背景噪聲的SID參數比特除外。
2．根據權利要求1的方法，其特徵在於，SID碼字的95個比特位於TRAU幀的字5-19，表示背景噪聲的50個SID參數比特位於TRAU幀的字2-5，通常含有語音的其餘115個TRAU幀比特位於TRAU幀的字2-19中。
3．根據權利要求1的方法，其特徵在於，如果採用非連續傳輸，則用戶終端將SID碼字比特和通常含有語音的其它TRAU幀比特設置成0，只有表示背景噪聲的SID參數比特除外。
4．根據權利要求1的方法，其特徵在於，如果累加比特的累加和超過了預定上限，則將TRAU幀識別為語音幀。
5．根據權利要求1的方法，其特徵在於，如果累加比特的累加和低於預定上限，卻超過了預定下限，則將TRAU幀識別為毀壞的SID幀。
6．根據權利要求1的方法，其特徵在於，如果累加比特的累加和低於預定下限，則將TRAU幀識別為SID幀。
7．根據權利要求4到6中任意一項的方法，其特徵在於，上限在60和80之間。
8．根據權利要求7的方法，其特徵在於，上限最好約為65。
9．根據權利要求4到6中任意一項的方法，其特徵在於，下限在5和10之間。
10．根據權利要求9的方法，其特徵在於，下限最好約為8。
11．根據權利要求1的方法，其特徵在於，除了SID碼字比特之外，還將其它TRAU幀Ⅰ類比特加入累加和，只有表示背景噪聲的SID參數比特除外，前述Ⅰ類比特通過卷積編碼加以保護，並且通常含有語音。
12．根據權利要求1的方法，其特徵在於，除了SID碼字比特之外，還將其它TRAU幀Ⅱ類比特加入累加和，只有表示背景噪聲的SID參數比特除外，前述Ⅱ類比特未進行卷積編碼，並且通常含有語音。
13．一種行動電話系統，包括一個網絡部分和可以無線連接到該網絡部分的至少一個用戶終端，用戶終端通常發送給網絡部分一個需要置於TRAU幀中的語音幀，如果採用非連續傳輸，則用戶終端發送給網絡部分一個需要置於TRAU幀中的SID幀，根據SID碼字中的比特累加和，網絡部分可以將TRAU幀識別為語音幀、SID幀或者無線路徑上毀壞的SID幀，其特徵在於，信道編解碼器除了SID碼字比特之外，還累加通常包含語音的其它TRAU幀比特，只有表示背景噪聲的SID參數比特除外。
14．根據權利要求13的行動電話系統，其特徵在於，SID碼字的95個比特位於TRAU幀的字5-19，表示背景噪聲的50個SID參數比特位於TRAU幀的字2-5，通常含有語音的其餘115個TRAU幀比特位於TRAU幀的字2-19中。
15．根據權利要求13的行動電話系統，其特徵在於，如果採用非連續傳輸，則將SID碼字比特和通常含有語音的其它TRAU幀比特設置成0，只有表示背景噪聲的SID參數比特除外。
16．根據權利要求13的行動電話系統，其特徵在於，如果累加比特的累加和超過了預定上限，則信道編解碼器將TRAU幀識別為語音幀。
17．根據權利要求13的行動電話系統，其特徵在於，如果累加比特的累加和低於預定上限，卻超過了預定下限，則信道編解碼器將TRAU幀識別為毀壞的SID幀。
18．根據權利要求13的行動電話系統，其特徵在於，如果累加比特的累加和低於預定下限，則信道編解碼器將TRAU幀識別為SID幀。
19．根據權利要求16到18中任意一項的行動電話系統，其特徵在於，上限在60和80之間。
20．根據權利要求19的行動電話系統，其特徵在於，上限最好約為65。
21．根據權利要求16到18中任意一項的行動電話系統，其特徵在於，下限在5和10之間。
22．根據權利要求21的行動電話系統，其特徵在於，下限最好約為8。
23．根據權利要求13的行動電話系統，其特徵在於，除了SID碼字比特之外，信道編解碼器還將其它TRAU幀Ⅰ類比特加入累加和，只有表示背景噪聲的SID參數比特除外，前述Ⅰ類比特通過卷積編碼加以保護，並且通常含有語音。
24．根據權利要求13的行動電話系統，其特徵在於，除了SID碼字比特之外，信道編解碼器還將其它TRAU幀Ⅱ類比特加入累加和，只有表示背景噪聲的SID參數比特除外，前述Ⅱ類比特未進行卷積編碼，並且通常含有語音。
全文摘要
本發明還涉及在行動電話系統中識別TRAU幀。用戶終端通常發送給網絡部分一個需要置於TRAU幀中的語音幀,如果採用非連續傳輸,則用戶終端發送給網絡部分一個需要置於TRAU幀中的SID幀。目前,網絡部分根據累加SID碼字比特得到的累加和將TRAU幀識別為語音幀、SID幀或者無線路徑上毀壞的SID幀。按照本發明,除了SID碼字比特之外,還將通常包含語音的其它TRAU幀比特加入累加和,只有表示背景噪聲的SID參數比特除外。按照本發明,使用了210個比特,而不是以前使用的95個比特。本發明最好通過改變信道編解碼器中的軟體來實現。
文檔編號H04W88/18GK1234950SQ98801026
公開日1999年11月10日 申請日期1998年7月15日 優先權日1997年7月22日
發明者塔皮奧·海基拉 申請人:諾基亞電信公司