专利名称：提高软越区切换的站间反向业务容量的系统和方法
技术领域：
本发明一般涉及无线通信系统，具体涉及提高软越区切换的站间反向业务容量的系统和方法。
扩展频谱系统，例如，码分多址(CDMA)系统，通常支持软越区切换。在移动台从一个覆盖区(例如，扇区)到另一个覆盖区的软越区切换期间，多种版本的类似信号可以在反向路径与正向路径的移动交换中心之间发射。在反向传输的场境中，移动台可以发射反向信道到参与软越区切换的多个基站。反向信道传播通过软越区切换中每个基站与移动台之间的不同传播路径。基站与基站控制器协同工作，通过移动交换中心与基站控制器之间的通信线路，传送不同版本接收的反向信道到移动交换中心。移动交换中心分析不同的版本，可以选取最佳的版本传送给与移动台通信的另一方。
基站控制器和移动交换中心是由通信链路或通信线路互联，例如，E1或T1。实际上，对于有几十万用户的无线通信系统，移动交换中心与基站控制器之间的通信线路可能要求一个或多个E3容量链路或T3容量链路，以满足预期的最大业务负载要求；特别是在许多用户同时参与软越区切换的情况。通信链路或通信线路可以延伸很长的距离，因为移动交换中心和基站控制器可以位于不同的场所，例如，二者之间相距几十公里。
在一些情况下，服务供应商可能需要大量的开支，用于租用，安装，购买，和维护通信线路，高容量微波设备，或光纤设备，在移动交换中心与基站控制器之间提供合适的通信容量。在另一些情况下，服务供应商在基站控制器与移动交换中心之间可能没有足够的互联容量以处理软越区切换的重复话音信道，所以，呼叫可能被阻塞，导致损失收入和可能损失客户。
因此，需要提高无线系统中基站控制器与移动交换中心之间站间通信的效率，以减少通信线路的开支和给用户提供可靠的服务。
按照本发明，软越区切换的系统和方法利用数据分组减小移动交换中心与基站控制器之间必要的通信容量。在反向链路上，基站控制器确定软越区切换中移动台的最佳帧或数据分组。
所以，在基站控制器与移动交换中心之间的反向链路上，仅仅发射最佳的或较好的数据分组，而不是发射所有参与软越区切换的基站的数据分组。实际上，按照上述的方式发射最佳的数据分组序列到移动交换中心。
在技术说明和以下的附图中，相同的参考数字代表相同的单元。
图1是按照本发明无线通信网的方框图。
图2是图1中基站控制器的方框图。
图3是通过图1的无线网以支持软越区切换的反向信号路径方框图。
图4是按照本发明用于减小软越区切换期间无线通信网必要反向路径容量的方法流程图。
图5A是按照本发明采用第一合并方案的无线通信网方框图。
图5B是图5A的第一合并方案中可能的合并数据库内容图表。
图5C1-图5C3是图5A的第一合并方案的基站中可能的转换数据图表。
图6A是按照本发明采用第二合并方案的无线通信网方框图。
图6B是是图6A的第二合并方案中可能的合并数据库内容图表。
图7A是按照本发明采用第三合并方案的无线通信网方框图。
图7B是图7A的第三合并方案中可能的合并数据库内容图表。
图8是按照本发明合并上游软越区切换业务的数据分组的方法流程图。
图9是支持本发明数据分组通信的移动交换中心的关键部件方框图。
图10是可以用于实现本发明的数据分组的数据结构。
图11表示按照图10的异步传递方式信元的开始字段。
图12表示按照图10的AAL2标题内容。
此处所用到的业务分组包括话音分组和/或数据分组。数据分组指的是具有任何信息内容和数据结构格式的分组，它包括话音分组，信令分组，控制数据分组，互联网协议(IP)分组，异步传递方式(ATM)分组，自适应层2型(AAL2)分组，和自适应层5型(AAL5)分组，小型分组，等等。
合并(consolidation)一般指的是，对于软越区切换反向路径传输的每个重复的输入数据分组群，选取或导出一个非重复的输出数据分组。尽管给出以上的合并定义，合并指的是，在基站控制器，异步传递方式交换机，或另一个信令节点中的任何信号处理或误差修正方案，根据一个重复的输入数据分组群的数字信号处理，可以产生一个优选的输出数据分组。
按照本发明，图1表示无线网11的方框图。无线网11至少包括一个移动交换中心(MSC)10，它通过通信线路15与基站控制器(BSC)14通信。基站控制器14和移动交换中心10可以位于不同的场所，它们之间可以有不同的距离(例如，25km)。基站控制器14与一个或多个基站(BTS)16通信。每组基站16及其相应的基站控制器14可以称之为基站子系统20。
如图1所示，两个或多个移动交换中心10可以经过ATM交换机12或经过ATM网互相之间通信。移动交换中心10能够处理移动交换中心10与基站控制器14之间传输和接收的数据分组。通信线路15指的是，任何类型点对点或点对多点的通信基础设施，它包括光纤链路，光学链路，微波链路，有线设备，脉冲码调制(PCM)设备，T1链路，E1链路，DS3链路，STM-1链路，或其它。通信线路15有最大的容量，例如，可以用每秒多少兆比特(Mbps)的速率表示。
无线网11可以把基站的特征分成具有菊花链能力，没有菊花链能力，或二者。具有菊花链能力的基站82是一种包含ATM接口81的基站，它从一个或多个下游基站83路由软越区切换数据分组到基站控制器14或上游基站。
在软越区切换期间，不同基站16的信道单元发送与移动台18产生的反向业务相关的重复分组。ATM接口81检测重复的分组，并传送检测的重复软越区切换分组中选取的一个分组到基站控制器14。ATM接口分析重复分组的品质，并选取最佳品质的接收分组作为单个选取分组的传输，它与不同基站16的数目无关。
没有菊花链能力的基站16依靠具有集成或附属分组交换单元的基站控制器14，它是数据分组的选择和传输节点。
图2是图1中基站控制器14较详细的方框图。基站控制器14最好包括耦合到合并服务器26的分组交换单元22。虽然基站控制器14可以包含如图所示的集成基站16，但是，基站16可以处在远离基站控制器14的位置，它仍然是在本发明的范围内。
分组交换单元22提供第一接口32给移动交换中心10和第二接口34给与基站控制器14相关的一个或多个基站16。基站控制器14为其相关的基站16控制信道分配的激活性和其他的功能。分组交换单元22可以提供第三接口36给与基站控制器14相邻的一个或多个相邻基站控制器14。
合并服务器26包括存储装置28和选择器135。存储装置28存储合并数据库30，至少用于移动交换中心10与基站控制器14之间和基站控制器14与一个或多个基站16之间的反向路径管理。合并数据库30可以包含正向链路管理和反向链路管理的记录。选择器135仅用于处理基站16与移动交换中心10之间反向路径上的数据分组。
合并数据库30最好包括不同激活软越区切换组织的合并表。合并数据库30可以包含每个激活软越区切换的以下字段虚路径标识符(VPI)，虚信道标识符(VCI)，和信道标识符(CID)。虚路径指示符指的是，通过分组网的传输路径。虚路径指示符可用于识别从基站16的信道单元到移动交换中心10的路由或反向路径。虚路径标识符指的是，特定基站16的话音信道，数据信道，或信令信道的信道群地址。信道标识符指的是，移动台18的信道群内特定的空中接口信道。在反向路径上，信道标识符是与对应的语音处理器相关，该处理器被指定为处理反向信道。语音处理器是移动交换中心10中的一个部件。
数据分组的完整地址包括虚信道标识符，虚路径标识符，和信道标识符。例如，完整地址可以存储在ATM信元标题中，促使移动交换中心10，基站控制器14，和参与软越区切换的基站16之间正确的数据分组路由。没有VPI的CID和VCI群，若没有另一些路径选择或没有不同分组交换单元22之间的路由模糊性，可能足以正确路由无线基础结构中软越区切换的数据分组。
BSC14最好保持一个合并表，用于变换输入的VPI,VCI，和CID组合到输出的VPI,VCI，和CID组合。如在此处反向链路场境中所用到的，输入的VPI,VCI，和CID组合指的是，源于基站16的代码或符号。输入组合是在BSC14的下游侧或另一个网络节点中被接收到的。输出的VPI,VCI，和CID组合指的是，从基站控制器14或类似节点的反向信号路径上发射的代码或符号。输出组合是在基站控制器14的上游侧发射到移动交换中心10。对于软越区切换中的每条支路，BSC14有输入组合/输出组合的变换表目。合并服务器26可以保持和更新有关虚信道标识符(VCI)和虚路径标识符(VPI)的信息，用于从相邻属性表中的BSC14到相邻场所的相邻BSC14的链路。
从BTS16到MSC10，虚信道连接(VCC)有到虚连接的两条不同链路(1)BTS16与BSC14之间的第一链路，和(2)BSC14与MSC10之间的第二链路。可以在逐条链路的基础上由BSC14独立地选取第一链路和第二链路的虚电路标识符。所以，当第一链路独立于第二链路时，可能更多个不同的路由。合并表保存一个输入/输出变换表，它变换第一链路与第二链路之间对应的虚信道标识符。实际上，CID可以传输通过BSC14,BTS-BSC链路和BSC-MSC链路有相同的CID。
对于基站之间利用菊链的软越区切换，单个VPI可以利用少至一条虚路径。在基站之间通信没有菊链的软越区切换中，基站控制器给涉及软越区切换的每个基站建立分开的虚路径。所以，每条软越区切换支路的特征是有分开的对应VPI。
图3表示减小移动交换中心10与基站控制器14之间通信线路15的反向部件上必要业务容量的系统。基站控制器14包括耦合到选择器135(例如，帧预选器)的反向数据分组接收机134。选择器135又耦合到反向数据分组发射机136。
通过接收来自移动台18的反向链路信号，多个基站16参与软越区切换。基站16发送输入数据分组到反向数据接收机134。对于参与软越区切换的基站16，输入数据分组是通过软越区切换的一条主支路85和一条或多条次支路86发射的。主支路85和次支路86代表传送数据分组的任何合适类型通信线路(例如，E1或DS1线路)。多个输入数据分组包含软越区切换期间来自移动台18反向链路传输的重复信息。发射机136经过通信线路15传输非重复选取的数据分组到移动交换中心10，以保存通信线路15的反向路径上必要的通信容量。
反向数据分组接收机134和发射机136是分组交换单元22中的部件。选择器135和包含合并数据库30的存储装置28是合并服务器26中的部件。
图4是促使减小必要的反向路径容量的方法流程图，并结合图3中的系统给以描述。参照图4，在步骤S16，反向数据分组接收机134接收与软越区切换反向链路相关的多个重复数据分组。参与移动台18软越区切换的基站16发射这些数据分组。BSC14查看合并数据库30以确定重复输入分组的正确数目和端口分配，这些重复输入分组是用于选取非重复输出分组的选择评价。
在步骤S18，基于数据分组品质因数的评价，选择器135选取重复数据分组中的一个数据分组。例如，基于给定时间间隔内的信噪比，信号干扰比，符号差错率，或与重复信号相关的另一个信号品质参量，选择器135可以从重复的输入数据分组中选取一个所选或优选的输出数据分组。
选择器135是与基站控制器14相联系，基站控制器14最好是远离移动交换中心10。在基站控制器14中，合并服务器26包括选择器135并合并来自基站的重复输入分组，基于重复输入分组的信号品质参量，选取所选的分组。
BSC14接收来自基站16反向链路传输的多个副本。所有参与软越区切换的支路必须在互相有限的延迟时间内被BSC14接收。在BSC14接收到来自每个支路的分组之前，它等待选取最佳的支路。若分组没有到达每个支路，则在定时器终止以后，BSC14可以忽略该分组。选择器135选取数据消息或话音呼叫中最佳的构成分组。
在CDMA无线系统的场境中，选择器135可以包括CDMA帧预选器。可以把帧考虑成与分组相当。CDMA帧预选器在AAL2层上处理，而不是在ATM信元层。ATM交换机或合并服务器去除ATM标题。一个AAL2分组群给予帧预选器。在一个实施例中，帧预选器接收属于软越区切换群的AAL2分组，并确定哪个AAL2分组遭受最小的噪声破坏。噪声评价过程可以在AAL2逐个分组基础上实行，所以，以前的一个AAL2分组可能来自软越区切换的一条支路，而接着的下一个AAL2分组可能来自软越区切换的另一条支路。可以把发送给MSC10的反向分组指定为主支路。虽然帧预选器描述成利用噪声评价过程选取所选的数据分组，但是，帧选择器可以完成差错校验，监测比特差错率或帧差错率，或从参与软越区切换的每个基站选取最佳的数据分组话音质量。因此，BSC的ATM/AAL2交换功能导致从BSC到MSC的链路上带宽节用，这是由于仅仅发射单个AAL2分组，而不是给每条软越区切换支路发射一个数据分组。
在步骤S20，发射机通过通信线路15发送多个数据分组中优选或所选的一个数据分组到移动交换中心。在MSC10与BSC14之间通信线路15的反向路径上，对于每个重复的输入数据分组群，基站控制器发射单个所选的输出数据分组。所选的输出数据分组是在移动交换中心10的语音处理器或声码器中被接收。
传输所选的数据分组，而不是传输所有软越区切换支路的重复输入数据分组，可以减小BSC14与MSC10之间反向路径上的必要容量。可以指定一条软越区切换支路为主支路85，而参与软越区切换的另一条支路称之为次支路86(图3)。
可以按照有效的方法完成反向路径上数据分组的路由，该方法把数据处理减至最小或通过按照如下分配VCC,CID,VCI，和/或VPI引入路由灵活性。在此处描述的任何实施例中，软越区切换的不同支路可以利用相同的BTS-MSC CID识别MSC10中特定的声码器或语音处理器。在一个实施例中，MSC10中的声码器支持高达7条软越区切换支路。
BTS16可以发射主CID到BSC14以传送给MSC10，没有BSC14与MSC10之间反向路径上CID的交替。在反向路径上，参与软越区切换的不同基站的VCI是不同的，但是，对于与特定软越区切换相关的所有反向分组，CID可以是相同的。因此，选择器135的数据处理减至最小，因为选择器135只有给MSC10发送一个CID的选择，它称之为软越区切换的主支路。在CDMA无线系统的场境中，BSC可能只需要处理涉及软越区切换的AAL2分组，因此，导致BSC中较小的实施复杂性。
合并服务器26参照合并数据库30，基于从主支路，次支路，或二者的BTS接收的CID和VCI标识，确定BSC到MSC链路上CID和VCI的标识。每个CID可以识别声码器中的特定信道单元或移动交换中心的接口。基站控制器14或移动交换中心10可以分配反向路径上移动交换中心的任何可用CID指示符。因此，实际上，BSC到MSC链路上实际的CID值可以与软越区切换的BSC到BTS支路上的相同或不同。
现在描述三种不同选择方案的例子，这些方案可用于数据分组的下游复播。按照图5A至图5C所示的第一方案，MSC10支持从BTS16经BSC14到MSC10(与所有软越区切换支路71相关)的一个虚信道连接(VCC)。在图5A中，VCC代表点对多点的虚连接，用于数据分组的同时正向传输。虚通信线路75可以，但不必，包括ATM交换机或中间分布节点72。BSC14查看来自BTS的每个数据分组，软越区切换CID放置在与MSC10中声码器可用信道单元一致的数据分组内。
参与软越区切换的基站16同时接收从位于软越区切换区域211内基站18发射的数据分组。为了便于说明，如图所示，每个基站16有一个六边形的覆盖区；基站16的实际覆盖区几乎可以有任何的形状，且每个覆盖区可以各不相同。
在软越区切换期间，BSC14求助于合并功能以响应检测到从BTS16接收的重复输入数据分组。基站发送重复的数据分组(来自多个软越区切换支路)，从移动交换中心10送到VCC上的BSC14。利用列出在合并数据库30中的变换表，BSC14把重复的输入数据分组合并成一个优选的输出数据分组。BSC14最好包括BSC14中固有的ATM/AAL2交换。
图5B表示合并数据库30中存储的一个合并表例子。可以利用图5B的合并表按照第一合并方案的软越区切换合适地路由数据分组。图5B的合并表包括输入组合，它是MSC10与BSC14之间上行链路上VPI,VCI，和CID的输入值。该合并表包括输出组合，它是从BSC14到BTS16参与软越区切换的三条支路上VPI,VCI，和CID的输出值。保持合并表以便使输入的VPI,VCI，和CID组合变换成输出的VPI,VCI，和CID组合。为了在重复的输入数据分组中进行分组选择，BSC利用合并表中列出的变换。
有利的是，VPI和VCI的输入值和输出值对于软越区切换主支路和BSC-MSC链路是相同的，至少可以减小主支路上BSC14中的处理。例如，如图所示，BSC-MSC链路和主支路的VPI值为2和VCI值为2，虽然可利用其他的数字，符号或代码代表VPI和VCI的值。此外，输出组合包括BTS16的SH CID，因此，BTS16可以利用SHCID识别实际呼叫地址指出的正确实际信道单元，例如，存储在基站16内的实际DLCI(实际数字逻辑信道指示符)。实际DLCI可以代表软越区切换启动之前服务于移动台的信道单元。
图5C1至图5C3是参与图5A软越区切换的每个基站16中存在的转换表例子。根据读出接收的数据分组副本中软越区切换CID，该转换表允许基站16识别实际DLCI指出的合适信道单元。
按照第二合并方案，图6A说明，MSC10支持从每个BTS到BSC的一个VCC或从BSC14到MSC10的多个分开的独立VCC。BSC14查看来自BTS16的每个重复输入数据分组(例如，AAL2分组)。对于每个重复的输入数据分组群，BSC14求助于合并功能以选取一个优选的输出数据分组。
MSC10发送软越区切换分组的单个原始副本(目的地为多条软越区切换支路)到BSC14，它是在与BSC14连接的一个VCC上。利用合并表中列出的变换，BSC14做成多个副本，并发送给涉及软越区切换的每个BTS16。ATM/AAL2交换最好是在BSC14中固有的。
图6B是一个合并表的例子，可以利用该合并表按照图6A第二合并方案的软越区切换正确地路由数据分组。图5A和图6A中的相同数字代表相同的单元。
保持合并表以便使输入的VPI/VCI和CID组合变换成输出的VPI/VCI和CID组合。该合并表包含每条软越区切换支路的输入/输出组合的变换表目。为了便于帧选择或分组选择，BSC利用合并表中列出的变换。
输出组合指的是，MSC10与BSC14之间链路上VPI和VCI的输出值。输入组合指的是，从BSC14到BTS16参与软越区切换的三条支路71上VPI和VCI的输入值。VPI的输入值和输出值可以是相同的。然而，由于MSC-BSC链路与BSC-BTS链路之间独立的VCC,VCI的输入值和输出值是不同的。
ATM/AAL2交换是BSC中固有的。第二方案得到的BSC到MSC的带宽节省优于第一方案，因为对于每个软越区切换，从BSC到MSC仅仅保留或利用单个VCC。从BSC到MSC的单个VCC第一值独立于从BTS到MSC的VCC第二值。与此对比，按照第一方案，每个BTS保留或利用从BSC到MSC的VCC，因此，从BSC到MSC的VCC不同值是与软越区切换对应的支路相关。
按照图7A所示的第三合并方案，ATM交换机92可以是一个与BSC91分开的孤立交换机，以便减小在BSC91场所中处理数据分组的复杂性。BSC91包括合并服务器，合并数据库，和控制ATM交换机92的接口。MSC10支持从BTS16到MSC10非软越区切换连接的第一VCC和从基站16场所到BSC91至少一个软越区切换连接的每条支路的分开VCC。从BTS到MSC，软越区切换连接的VCC有第二VCC的值，它不同于第一VCC的值。第二VCC可以有这样的值，它与从BTS到MSC软越区切换的VCC值相同。就是说，直接VCC可以传输通过ATM交换机92和基站控制器91，没有干预或改变BTS与BSC之间VCC的第一值成第二值，第二值不同于BSC与MSC之间的第一值。BSC91仅仅处理涉及软越区切换的数据分组(例如，AAL2分组)。因此，与别的方法所要求的比较，在BSC91中只需要较少的实施复杂性和VCC处理。
在反向路径上，基站控制器91或并置的ATM交换机92分配BSC与MSC之间的输出VCI，并把分配的输出VCI群与每个基站16软越区切换业务的输入VCI相联系。移动交换中心10可以在每个基站16中给非软越区切换业务分配另一个VCI。不同基站16的ATM信元流有不同的VCI。通过单个基站16传输的许多话音呼叫可以分享相同的VCI。虽然可以从相同的基站16发射话音呼叫，信道标识符识别不同移动台18的不同话音呼叫。
图7B表示按照第三合并方案软越区切换的一个合并表例子，它可用于正确地路由数据分组。图7B的合并表包括输入组合，它是VPI和VCI从BSC91到MSC10的输入值。该合并表包括输出组合，它是参与软越区切换的两条支路71上VPI和VCI从BSC91场所到BTS16的输出值。软越区切换和非软越区切换的VPI输入值和输出值可以是相同的。然而，软越区切换和非软越区切换的VCI输入值和输出值是不同的，这是由于MSC-BSC链路与BSC-BTS链路之间独立的VCC。对于给每个BTS16的非软越区切换业务，VCI的输入值和输出值是相同的。
图8是基站控制器14中合并上游软越区切换业务的数据分组的方法流程图。在无线系统的软越区切换期间，移动交换中心10确定特定移动台18的软越区切换在何时是合适的。首先，在步骤S50，在特定移动台18进入软越区切换方式之后，基站控制器14从MSC10接收到有关增加一条软越区切换支路通知的消息。在步骤S52，基站控制器14更新合并数据库30，它与增加一条或多条软越区切换支路相一致。步骤S50和步骤S52的发生独立于图8中的其他步骤。步骤S52与步骤S56之间的虚线代表与访问合并表相关的通信。
在步骤S54，基站控制器14从一个或多个基站16接收数据分组(例如，AAL2上游分组)。
在步骤S56，基站控制器14确定数据分组地址(例如，AAL2地址)和与接收的数据分组相关的VCI/VPI是否存在于合并表中。若数据分组地址和VCI/VPI数据是存在的，则该方法进行到步骤S58。然而，若数据分组地址或接收的数据分组的VCI/VPI地址不存在，则该方法进行到步骤S60。在步骤S58，基站控制器14发送接收的数据分组到帧选择器，从与软越区切换的特定移动台相关的接收数据分组中，选取所选或优选的数据分组。在步骤S58之后的步骤S60，基站控制器14在相关的上游VPI/VCI中发射所选或优选的数据分组。重复的多个数据分组(例如，AAL2分组)的传输可以包括多路复用所选的数据分组和其他的数据分组作为ATM分组的传输。
在步骤56之后可能的步骤60，基站控制器14在相关的上游VPI/VCI中发射数据分组(例如，AAL2分组)。数据分组的传输可以包括多路复用重复的数据分组和其他的数据分组作为ATM分组的传输。
图9更详细地表示图1中的移动交换中心10。移动交换中心10最好支持AAL2传输机构和ATM信元的复用。为了简化，图9中仅仅画出移动交换中心10中某些重要的数据分组方面。实际上，移动交换中心10支持其他的功能，例如，呼叫管理和信令消息传送。
移动交换中心10包括话音处理器100，它与分组化/去分组化管理器101通信。有效负荷管理器102也与分组化/去分组化管理器101通信。有效负荷管理器102耦合到ATM信元标题处理器103和ATM信元队列104，它至少连接一个基站控制器14。话音处理器100可以耦合到公用电话交换网105或另一种通信网。我们描述话音处理器100，分组化/去分组化管理器101，和有效负荷管理器102的反向链路功能。在一个实施例中，分组化/去分组化管理器101提供AAL2服务专用的收敛子层处理，而有效负荷管理器提供AAL2公用部分的子层处理。
为了说明反向链路上移动交换中心10的运行，我们假设，公用电话交换网105传送一个话音呼叫，它正在与软越区切换中的移动台18通信。在反向信道运行的场境中，基站控制器14发送ATM数据分组到ATM信元队列104。ATM信元标题处理器103去除信元标题，并传送数据分组到有效负荷管理器102。有效负荷管理器检索和转送AAL2分组到分组化/去分组化管理器101。分组化/去分组化管理器101完成AAL2数据分组的去分组化，形成一个数据流。在给选择处理器重放该分组之前，分组化/去分组化管理器101缓存数据流以获得附加的延迟。分组化/去分组化管理器101最好采用序列号以决定把延迟的分组放置在数据流序列中的何处，和保持重放过程的数据完整性。话音处理器100接收数据流，并按照适当的方式解码该数据流，经公用电话交换网105传输给与移动台18进行呼叫的一方。话音处理器100可以抑制噪声或在没有话音通话的寂静期间提供噪声填充。
图10表示采用异步传递方式(ATM)，自适应层2型(AAL2)，公用部分子层(CPS)和服务专用收敛子层(SSCS)的数据结构，通过ATM传送抑制的话音。我们假设，MSC10以64Kbps或56Kbps(DSO)的速率从公用电话交换网(PSTN)接收话音信号。ATM相容的MSC10利用AAL2可以把话音信号转换成ATM分组，用于正向传输到与图10中数据结构一致的基站控制器14。
图10表示AAL2话音分组化和多路复用的详细内容。标记为201至203的话音有效负荷单元代表来自不同话音源的信息段，它们被复用成一个ATM话音信道204。为了便于此处的说明，AAL2分组205代表话音信息，在其他的实施例中，每个AAL2分组可以包含一段话音呼叫，一段数据消息，或其他的信息(例如，信令数据或控制数据)。每个话音信息段附加一个AAL2标题206。例如，AAL2标题206可以放置在ATM信元207的中间。每个AAL2标题206内的信道ID(CID)识别与AAL2分组相关的话音呼叫。
除了一个八比特组(例如，第一个八比特组)或每个ATM信元207的8比特以外，它用于开始字段208(STF)，AAL2分组205最好是在ATM信元有效负荷中背对背地被多路复用。开始字段208指向ATM信元207中第一个AAL2标题206的开始部分。
AAL2分组205可以跨越ATM信元的边界209。后续信元中的AAL2分组205可以与前一个ATM信元中早先的数据有关。AAL2分组边界210不必与ATM信元的边界匹配。AAL2分组可以是在一个ATM信元有效负荷的中间，而它可以终止在后续ATM信元有效负荷中的某处。
图11表示ATM信元开始字段的一个例子，它可以用于传送AAL2有效负荷。如图11所示，STF八比特组包括一个6比特偏置字段(OSF)，1比特的序列指示符(用于给定话音信道的ATM信元)，和1比特的奇数奇偶校验。每个信元中的OSF指向该信元中第一个AAL2分组的边界。例如，OSF值的范围可以从最小值(例如，0)到最大值(例如，47)。若AAL2分组刚好是在STF之后开始，则可以设定OSF为最小值。若在信元有效负荷中没有AAL2分组的边界，则可以设定OSF为最大值。
图12表示AAL2标题的详细内容。一个八比特组信道ID(CID)识别高达248个话音连接。6比特长的长度指示符(LI)给出以八比特组表示的AAL2分组长度(高达64个八比特组)。指定AAL2标题中的5比特用作用户至用户指示码(UUI)。UUI字段可用于传输有关所用话音编码类型和AAL2分组序列号的服务供应商专用消息(分别给每个连接)。AAL2分组标题中的序列号便于检测重放过程中延迟或丢失的分组。在重放过程中检测到延迟或丢失的分组时，填充分组通常是在它的位置被重放。填充分组的一个例子是前一个分组间隔中重放的分组重复。
利用AAL2并结合ATM实现本发明的原因如下。ATM适合于以64KPBS话音编码速率的高效传输和分组填充。然而，许多无线应用工作在8Kbps至14Kbps量级的较低编码速率上。若选取20ms的分组化间隔，它一般是话音呼叫允许的最大分组化延迟，则ATM信元的有效负荷没有充以14Kbps的数据。所以，AAL2数据协议提供小于ATM信元的另一个分组层，因此，AAL2分组的大小是可变化的。与ATM信元不同，AAL2分组是背对背地放置在ATM信元固定长度有效负荷内，并能够跨越ATM信元的边界。除了ATM信元提供的标题以外，每个AAL2分组还有另一个标题。ATM标题是与放置在ATM信元内的AAL2分组相容。AAL2有助于去除ATM分组中的空闲或空白部分。每个AAL2分组识别呼叫源或呼叫目的地。
基站控制器14，基站16，和移动交换中心10最好包括用于读出数据分组(例如，ATM分组和AAL2分组)的合适接收机。这种接收机接收包含AAL2的ATM分组并按照如下解码ATM分组。首先，接收机处理ATM标题，并去掉该标题以得到48个八比特组。读出第一个八比特组，因为它包含STF。利用STF找到ATM分组中第一个AAL2分组的开始位置。从第一个AAL2分组开始，在接收机缓冲存储器中把47个八比特组有效负荷按顺序展开成为字节流。读出每个AAL2分组以确定AAL2分组应当加到哪个话音呼叫或数据消息上。此外，读出特定话音呼叫或数据消息的每个AAL2分组序列和话音呼叫或数据消息的长度。字节流被多路分解成不同的话音呼叫，数据消息，或二者，把它们传送给不同的解码器以再现该呼叫。以上的过程是相当健壮的，因为若AAL2数据分组丢失或遭破坏，接收机可以识别AAL2数据分组的序列号并完成数据恢复过程。
虽然提高站间业务容量的方法和系统主要是参照ATM分组格式(结合使用AAL2自适应层协议)描述的，本发明一般可应用于任何类型的分组格式，例如，互联网协议(IP)和帧中继(FR)。在另一个实施例中，该方法和系统可以利用互联网协议数据分组，AAL5数据分组，它们的变型，通用RTP复用(GeRM)协议，或其他的数据分组结构给以实现。
AAL5是自适应层协议，它最适合于使话音内容适应于ATM分组。若IP是通信线路15的传输协议或更一般地用于无线通信系统的回程网，则通用RTP复用(GeRM)协议可用于话音信息的分组化。GeRM是仿真AAL2的协议。GeRM允许多路复用话音分组或IP分组内来自多个话音源的小型分组。因此，GeRM有助于减小与IP上话音相关的分组开销。可以利用IP标题压缩进一步减小IP上的话音开销，它也属于本发明的范围内。
该方法和系统可应用于有效处理数据应用和影像应用以及话音应用的软越区切换。若传输协议是IP，就不需要数据的自适应层，可以在IP层本身中完成有效处理数据应用的软越区切换。
提高MSC与BSC之间或MSC与BTS之间的站间业务容量的方法和系统非常适用于CDMA无线系统。在当代技术的CDMA无线系统中，MSC维持MSC与BSC之间重复信号的分开专用连接。按照本发明，BSC与MSC之间单个虚连接足以支持至少一个软越区切换的正向业务，因此，可以减轻正向业务负荷。
在现有技术的普通软越区切换中，重复信号的数目取决于软越区切换的激活集合中的支路数目或伪随机噪声码偏置数目。例如，MSC与BSC之间约35％的容量可以代表现有技术无线网中传送各种软越区切换重复信号的业务开销。与此对比，假设一个或多个3支路软越区切换和上述35％的开销，此处公开的本发明可以减小BSC与MSC之间约40％或优于40％的必要业务容量。
该说明书描述本发明系统和方法的各个示范实施例。权利要求书的范围将覆盖该说明书的各个实施例中各种改动和相当的安排。所以，以下的权利要求书应当与覆盖这些改动，相当结构，和特征的最广泛合理解释相一致，它们符合于此处公开的本发明的精神和范围。
权利要求
1．一种软越区切换的方法，包括从与软越区切换反向路径相关的移动台接收多个大致重复的输入数据分组；基于与重复输入数据分组相关的信号品质因数的评价，选取重复输入数据分组中一个优选的输入数据分组；和发送重复输入数据分组中该优选的输入数据分组到移动交换中心。
2．按照权利要求1的方法，还包括以下步骤建立一个合并数据库，用于确定该优选数据分组从参与软越区切换的基站到移动交换中心的路由。
3．按照权利要求1的方法，还包括以下步骤建立一个包含虚路径标识符和信道标识符的合并数据库，该虚路径标识符识别重复输入数据分组和至少一个基站与移动交换中心之间优选数据分组的路由，该信道标识符指出移动交换中心的声码器的目的信道单元。
4．按照权利要求1的方法，还包括以下步骤建立一个合并数据库，它包括虚路径标识符与虚信道标识符的输入组合和虚路径标识符与虚信道标识符的输出组合，输入组合确定参与软越区切换的基站与基站控制器之间的通信，输出组合确定基站控制器与移动交换中心之间的通信。
5．按照权利要求1的方法，还包括以下步骤建立一个合并数据库，用于确定参与软越区切换的基站与基站控制器之间至少一条第一链路和确定基站控制器与移动交换中心之间的第二链路，因此，该至少一条第一链路和该第二链路有独立的虚信道连接。
6．按照权利要求1的方法，还包括以下步骤建立一个合并数据库，用于确定软越区切换的信道标识符与虚路径标识符的输入组合和输出组合，其中输入组合和输出组合的信道标识符是相同的。
7．按照权利要求1的方法，还包括以下步骤建立一个合并数据库，用于确定软越区切换的一个或多个信道标识符与虚路径标识符的输入组合和输出组合，其中输入组合和输出组合中的信道标识符是相同的，且其中输入组合和输出组合中的虚路径标识符是相同的。
8．按照权利要求1的方法，还包括以下步骤建立一个合并数据库，用于确定软越区切换的一个或多个信道标识符与虚路径标识符的输入组合和输出组合，其中输入组合和输出组合中的信道标识符是不同的，而其中输入组合和输出组合的虚路径标识符是相同的。
9．一种软越区切换的系统，包括数据分组接收机，用于接收与软越区切换反向链路相关的多个大致重复的输入数据分组；选择器，基于与重复输入数据分组相关的信号品质因数的评价，选取重复输入数据分组中一个优选的输入数据分组；和发射机，用于发送重复的输入数据分组中优选的输入数据分组到移动交换中心。
10．按照权利要求9的系统，其中数据分组接收机和发射机包括分组交换单元。
11．按照权利要求9的系统，还包括合并服务器，它包含选择器和存储合并数据库的存储装置。
12．按照权利要求9的系统，还包括合并服务器，它包含存储合并数据库的存储装置，合并数据库确定来自基站控制器的优选数据分组的路由。
13．按照权利要求9的系统，还包括合并数据库，它确定优选数据分组到移动交换中心的路由。
14．按照权利要求9的系统，还包括合并数据库，它包含虚路径标识符和虚信道标识符；虚路径标识符识别重复输入数据分组和至少一个基站与移动交换中心之间的优选数据分组的路由，而虚信道标识符指出移动交换中心处参与软越区切换的话音处理器的目的信道单元。
15．按照权利要求9的系统，还包括合并数据库，它包含一个或多个虚路径标识符与虚信道标识符的输入组合和一个或多个虚路径标识符与虚信道标识符的输出组合，输入组合确定数据分组接收机与软越区切换的基站之间的通信，而输出组合确定数据分组发射机与移动交换中心之间的通信。
16．按照权利要求9的系统，还包括合并数据库，用于确定数据分组接收机与具有独立虚信道连接的基站之间的第一链路，和确定数据分组发射机与移动交换中心之间的第二链路。
17．按照权利要求9的系统，还包括一个合并数据库，用于确定一个或多个信道标识符与虚路径标识符的输入组合和输出组合，其中输入组合和输出组合中的信道标识符是相同的，且其中输入组合和输出组合的虚路径标识符是相同的。
18．一种提高无线网中移动交换中心与基站控制器之间传输容量效率的方法，该方法包括在基站控制器从参与软越区切换的基站的多条支路接收一个重复的输入数据分组群；合并该重复的输入数据分组群以从该群形成一个代表性数据分组；和从基站控制器发射这个代表性数据分组到移动交换中心。
19．按照权利要求18的方法，其中合并步骤是由帧选择过程形成代表性数据分组。
20．按照权利要求18的方法，其中合并步骤包括误差修正过程。
21．按照权利要求18的方法，包括步骤传送单个代表性数据分组和多个重复的输入数据分组上的话音信息，作为异步传递方式信元内放置的自适应层2型分组。
22．按照权利要求18的方法，包括步骤传送单个代表性数据分组和多个重复的输入数据分组上的数据信息，作为异步传递方式信元内放置的自适应层5型分组。
23．按照权利要求18的方法，包括步骤传送单个代表性数据分组和重复的输入数据分组上的数据信息，作为互联网协议分组。
全文摘要
一种软越区切换的系统和方法利用数据分组和减小移动交换中心与基站控制器之间的必要通信容量。在反向链路上,基站控制器确定来自软越区切换移动台的最佳帧或数据分组。所以,在基站控制器与移动交换中心之间的反向链路上,仅仅发射最佳的数据分组,而不是发射所有参与软越区切换的基站的数据分组。
文档编号H04J13/00GK1310529SQ0110467
公开日2001年8月29日 申请日期2001年2月21日 优先权日2000年2月22日
发明者科蒂卡拉普蒂·斯里拉姆, 杰弗里·莫尼, 朴世用, 约翰·H·鲍德温 申请人:朗迅科技公司