將通信連接轉接到另一信道(切換)的方法

2023-04-25 18:02:51 1

專利名稱:將通信連接轉接到另一信道(切換)的方法
技術領域：
本發明涉及在數字蜂窩式移動無線系統中將通信連接轉接到另一信道(切換)的方法和移動無線系統，在其中切換的時間點通過決策算法確定。切換到新的信道其中可以-粗略概括-在兩個無線系統或者在一個無線系統內的頻帶之間(外部的切換)，在蜂窩式網絡內的兩個無線小區之間(小區之間的切換)或者在一個無線小區內(小區內的切換)進行。每種切換情況還可以包括不同的切換方式。
背景技術：
當移動通信開始時是由很多各種不兼容的系統和移動通信網絡為特徵的，將這些常常設計成國家特定的和製造商特定的。從這種現狀出發當過渡到語音和信令的完全數位化傳輸時已經開始定義歐洲範圍的標準，其中一方面應該對DECT(數字歐洲無繩電話)和GSM(全球移動通信系統)以及另外一方面UMTS(通用移動通信業務)進一步進行詳細比較。
原則上在已知系統中將準備傳輸的數據分成為單元，依次傳輸的所謂的語音幀或者數據幀。為了提高數據通過能力和數據安全性(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據量以及在幀內的數據處理。
DECT標準用於支持私人的準靜態通信業務和由於其特性被稱為無繩的ISDN。通過其無縫的信道切換(無縫的切換)DECT特別好地適用於密集通信。在DECT系統中的無縫切換原則上是建立在以下基礎上的，使用32kbit/s ADPCM(匹配的Delta脈衝編碼調製)語音編解碼器，這個連續地提供數據。在ADPCM語音編解碼器上的語音幀對應於一個掃描值周期的語音。例如當掃描率為8kHz時，因此對應於周期為125μs的一個幀。此外將被編碼的語音幀不經過多個時隙交織地(交織)進行傳輸。
GSM是第一個數字蜂窩的移動無線標準，這個標準具有國際漫遊和ISDN能力，可提供跨國家的移動性、高的數據可靠性切換大的數據多樣性。已經存在的標準進一步發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徵的。在這裡涉及一個CDMA系統(碼分多址)。CDMA的原理在於，不只通過不同的頻率，而且還通過代碼的序列來區別移動無線用戶。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。
在GSM標準中或者也在UMTS系統中使用語音多媒體數位訊號編解碼器，這個分別處理具有固定長度為20ms的語音幀或者數據幀。將這些幀用GSM標準或者也用UMTS系統的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據幀進行傳輸，這些時隙是通過載波頻率細分在多個移動站上產生的。當時隙周期為10ms時，在TDD模式中將語音幀或者數據幀用兩個連續的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衝串類型的幹擾(脈衝串誤差)進行修正，為了保護準備傳輸的數據將冗餘補充進去來抗幹擾。附加地將數據交織地(交織)在兩個碼組中傳輸，以便達到繼續改善抗幹擾-例如衰落-的目的。當交織時將數據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)時將數據也用交織的碼組進行傳輸。
整個管轄區域的蜂窩結構提出要求，通過移動站的無縫信道切換(無縫切換)從目前的管轄區域然後將連接建立在另一個管轄區域，如果這個管轄區域允許比較好的傳輸質量時。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性。切換對蜂窩網絡的容量和功能特性有重要的影響並且是由三個階段組成的測量、準備進行切換、轉接到目標基站。連續測量的目的是，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切換或者是有意義的，這與各種判據有關如接收功率，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，在網絡中進行必要的準備，特別是將固定網絡連接從移動切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據的交織進行最終的信道轉接。

發明內容
本發明的目的在於，改進所述信道的切換。
本發明的目的是通過以下方法和移動無線系統來實現。
根據本發明的由網絡和移動站構成的數字蜂窩移動無線系統內或者之間將通信連接切換到另一信道的方法，在其中將準備傳輸的語音幀或者數據幀的數據分成為同樣長度的碼組並進行交織，並且，此時信道切換的時間點是由一個決策算法決定的，其特徵在於，在完整的語音幀或者數據幀傳輸之後才進行信道切換。
本發明也包括基於上述方法的有益的擴展。
另外，根據本發明的由一個網絡和移動站構成的數字蜂窩移動無線系統，具有將通信連接切換到另一信道的裝置，這個裝置涉及信道切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據幀傳輸之後才進行信道切換，並且在其中將準備傳輸的語音幀或者數據幀的數據分成為同樣長度的碼組並進行交織。
據此，按照本發明，只有在完整的語音幀或者數據幀傳輸之後，在考慮交織深度情況下才進行信道切換(切換)，從而可靠地避免了在現實使用的切換方法中的上述數據損失。關於信道切換不僅理解為一個蜂窩網絡小區內的切換或者兩個小區之間的切換，而且還理解為從一個系統到另一系統的切換，例如從UMTS-TDD到UMTS-FDD或者到GSM或者內部從一個頻率到另一頻率的切換。
本申請的發明人認識到，在上述公知的算法中存在的可能性是，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於交織對於兩個語音幀產生比特誤差率為50％，這決定了就是通過插入冗餘本身也不可能修正。因此兩個連續的語音幀是不可以使用的，致使語音通信質量下降，因為至少缺少40ms語音。這個損失是明顯可以感覺到的。
當用數據包模式傳輸數據包時或者當用高的交織深度傳輸數據時出現同樣的問題。如果由於切換沒有將本身封閉的數據包完整地進行傳輸，同將丟失重要的包括在其中的比較大的文件信息。
最終由一個裝置確定信道切換的時間點，這個裝置是實現在網絡和/或在移動站上的。這個確定是附加地在知道傳輸數據交織基礎上進行的。
在TDMA系統當數據傳輸時(語音，傳真，調製解調)只有將具有TDMA幀號碼的TDMA幀傳輸之後才進行切換，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的TDMA幀和將語音幀的第二碼組用偶數的TDMA幀傳輸和因此只有當偶數的TDMA幀傳輸之後才進行切換。
但是也可能將n(n＝整，偶數)時隙上的語音幀傳輸時，將語音幀的第一個數據碼組用偶數的TDMA幀傳輸和將語音幀的第二個數據塊用奇數的TDMA幀傳輸和因此切換隻在傳輸奇數的TDMA幀之後進行。
對於切換的需考慮的交織深度可以在有益的擴展結構中用標記進行標誌，其中示範性地可以將一個適當的標記分配給每項業務(語音業務，數據業務)。移動站經過普通數據傳輸的管理信道(CCH(Dm))，專門經過邏輯信道廣播控制信道(BCCH)，通信業務信道(TCH)聯合的公用控制信道(CCCH)或者通過在專門的控制信道(DCCH)上的帶內信令得到這些信息。
本方法也可以在模擬應用中使用於傳輸數據包(數據包數據)，如果數據包數據單元(PDU)或者本身封閉的數據包完全被傳輸後才進行切換。



藉助於一個實施例詳細敘述本發明及其優點。有關附圖表示在圖1在數字移動無線系統中的語音傳輸的層模型，
圖2按照圖1層模型的一部分當按照現有技術切換時傳輸的數值舉例和圖3按照圖1層模型的一部分當按照本發明切換時傳輸的數值舉例。
具體實施方式
在圖1上表示的在數字移動無線網絡上語音傳輸的示意的層模型表示了從語音輸入到重又給出的各個處理步驟。首先將語音1在2上數位化，在3上進行信道編碼，在4上進行交織，在5上進行脈衝串格式化，在6上進行編碼和在7上將二進位數據調製成載波信號。將數據經過無線接口傳輸給接收機之後，在8上進行解調，在9上對數據進行解碼，在10上從5上的脈衝串信息進行處理，在11上將交織的數據分類成正確的輸出順序，在12上進行信道解碼和最後在13上將數位訊號轉換為被傳輸的語音信息14。
圖2示範性地表示了一個語音幀15，如在信道編碼之後在3上出現的。將語音幀15藉助於交織矩陣16，此交織矩陣是通過將語音幀15逐行寫入構成的，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。假設將從17中的第一個TDMA幀傳輸之後已經進行切換，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生數據損失，這些數據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，在語音幀內包括的信息丟失了。這當然也適合於只傳輸第二個TDMA幀的情況。
按照圖3始終在整個語音幀傳輸之後進行切換，在舉例中即在傳輸兩個TDMA幀17之後，這樣在圖2上表示的數據損失不再可能出現和被接收的語音幀18完整地包括了該數據。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時始終形成一個淨數據率為160比特，因此很容易數出語音幀的末端。
以同樣的方式這適合於完整的數據包或者數據段的末端，將這些始終用確定的大小進行傳輸，例如當數據包時為800比特。大小本身當然可以依賴於數據包業務的數據率進行變化。
本發明也可以很好地使用在CDMA系統的FDD模式上，在其中將數據同樣用交織的碼組進行傳輸。有意義的是只有當得到完整的語音幀或者數據幀之後才進行切換而不是已經在語音幀或者數據幀內進行切換。
權利要求
1.由網絡和移動站構成的數字蜂窩移動無線系統內或者之間將通信連接切換到另一信道的方法，在其中將準備傳輸的語音幀或者數據幀的數據分成為同樣長度的碼組並進行交織，並且，此時信道切換的時間點是由一個決策算法決定的，其特徵在於，在完整的語音幀或者數據幀傳輸之後才進行信道切換。
2.按照權利要求
1的方法，其特徵在於，在考慮交織深度情況下進行信道切換。
3.按照權利要求
1的方法，其特徵在於，信道切換的時間點是由網絡在知道傳輸數據的交叉的基礎上確定的。
4.按照權利要求
1的方法，其特徵在於，信道切換的時間點是由移動站在知道傳輸數據的交織的基礎上確定的。
5.按照權利要求
1的方法，其特徵在於，在TDMA系統上當數據傳輸時，在具有TDMA幀號碼的TDMA幀傳輸之後才進行信道切換，這滿足於以下條件(TDMA幀號碼-開始的TDMA幀號碼+1)模數交織深度＝0。
6.按照權利要求
1的方法，其特徵在於，當語音連接時，將語音幀的第一個數據塊用奇數的TDMA幀和將語音幀的第二個數據塊用偶數的TDMA幀進行傳輸，和因此只在偶數的TDMA幀傳輸之後進行切換。
7.按照權利要求
1的方法，其特徵在於，當經n個時隙的語音幀或者數據幀傳輸時，將語音幀的第一塊在偶數的TDMA-幀和將語音幀或者數據幀的第二塊在奇數的TDMA幀進行傳輸和因此只在傳輸奇數的TDMA幀之後才進行切換，其中n是整數並且是偶數。
8.按照權利要求
2的方法，其特徵在於，切換時準備考慮的交織深度是用一個標記標誌的。
9.按照權利要求
8的方法，其特徵在於，為每一項語音業務和數據業務設置說明準備考慮的交織深度的一個標記。
10.按照權利要求
1的方法，其特徵在於，在CDMA系統上當數據傳輸時只有在完整的語音幀或者數據幀傳輸之後才進行切換。
11.由一個網絡和移動站構成的數字蜂窩移動無線系統，具有將通信連接切換到另一信道的裝置，這個裝置涉及信道切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據幀傳輸之後才進行信道切換，並且在其中將準備傳輸的語音幀或者數據幀的數據分成為同樣長度的碼組並進行交織。
專利摘要
按照本發明，在數字蜂窩移動無線系統內或者之間，將通信連接轉接到另一信道(切換)的方法中，只有當完整的語音幀或者數據幀或者完整的塊(PDU)或者本身封閉的數據包傳輸之後才進行信道交換(切換)。
文檔編號H04W28/04GKCN1135889SQ00802800
公開日2004年1月21日 申請日期2000年1月10日
發明者E·舒爾茨, J·欣德勒, E 舒爾茨, 呂 申請人:西門子公司導出引文BiBTeX, EndNote, RefMan