专利名称：帧偏移设定系统和帧偏移设定方法
技术领域：
本发明涉及移动通信系统中使用的帧偏移设定系统和帧偏移设定方法，具体地说，涉及帧偏移设定系统和帧偏移设定方法，用于减少由于基站控制单元在相同的时刻或时隙语音分组的集中，所引起的处理延迟。
在U.S.TIA(电信工业协会)建议的通信标准IS-95所确定的CDMA(码分多路存取)系统中，由基站(更具体地说是基站的基站控制单元)将帧偏移值通知呼叫连接的移动单元。假定每一个帧的单元时间是20ms(毫秒)，帧偏移值表示单位时间20ms被分为16等份所确定的第0至第16位置之一。一般来说，帧偏移值显示0至15中的一个整数以分别表示第0至第15位置。第0至第15位置彼此偏移1.25ms。得到帧偏移值的通知后，移动单元使语音分组的传输定时从每一帧的前沿偏移，偏移的时间是偏移值×1.25ms。偏移值由基站控制单元确定，以使语音分组不会瞬时地集中在基站无线电单元和基站控制单元之间的传输路径上。
现在假设从所有与特定的基站相连接的移动单元同时供应语音分组。这时，如果语音分组被插进传输路径，就会发生处理延迟。换句话说，当语音分组从移动单元经过基站无线电单元和基站控制单元之间的传输路径传输时，处理延迟就会发生。在这种情况下，如果移动单元如上述那样被通知以彼此不同的偏移值，语音分组被移动单元偏移，处理延迟就能减少。按这种方式，语音分组从基站无线电单元插入传输路径时，处理延迟有可能减少。
在上述现有技术的基站控制单元中，来自多个基站无线电单元的语音控制单元中，来自多个基站无线电单元的语音分组，从无线电区域调制系统的QCELP(高质量通信代码本激励线性预测)被转换为网络调制系统的PCM。这时，处理延迟可能发生，因为同时转换的若干语音分组是被基站控制单元按照基站确定的帧偏移的分配而接收。
具体地说，在上述现有技术中，假设一个特定的移动单元从一个特定的基站无线电单元的区域移动到不同基站电单元的不同区域，并经过转换(改变通信信道)。这时，用的是切换之前的特定的帧偏移值，而未作改变。因而，在不同区域的不同基站无线电单元中，被切换的特定移动单元的特定帧偏移值，可能与不同区域内的其他移动单元所用的帧偏移值相同。因此，这个帧偏移值被集中使用。在这种情况下，语音分组被集中转换。这会引起处理延迟，发生语音遗漏，语音失真，和数据遗漏。
一般来说，帧偏移值是不会集中使用的，因为它们是随机确定的。但是，在上述切换情况下，或者，如果一个长的语音周期的多个呼叫集中于特定的帧偏移值，就会出现帧偏移值被集中地使用。
现在，参考
图1和2，以一个例子说明由于帧偏移值的集中使用，而引起的处理延迟。首先参考图1，假设多个(在所举例子中是“3”个)移动单元，在相同的帧偏移值“0”所特定的定时，向单一基站无线电单元200发送信号(或语音分组)a,b和c。由于信号a,b和c是以相同的帧偏移值“0”被发送的，基站无线电单元200向基站控制单元100发送一个交换过的帧，这一帧包含信号(或语音分组)a,b，和c，其顺序为信号(或语音分组)a,b，和c。因此，对信号b和c两者来说，就发生了延迟。在这种情况下，这些帧就被积累在基站无线电单元200的数字传输接口DTI中设置的缓冲器里，引起信号延迟。
其次参考图2，假设基站控制单元100中的业务信道控制器TCHC，从基站无线电单元200-1至200-3所发送的语音信号中抽取质量最高的一个语音信号。这时，如果大量的移动单元使用相同的偏移值，就会产生延迟。具体地说，由于基站无线电单元200-2和200-3中每一个都没有接收由不同的移动单元根据同一偏移值生成的任何信号或语音分组，所以在每个基站无线电单元200-2和200-3中都不会产生问题。另一方面，基站无线电单元200-1接收由不同的移动单元根据同一偏移值生成的信号(或语音分组)a和b。所以，对信号或分组b来说，就产生了延迟。
日本未审查的专利公报特开平6-197097披露了一种技术，即对于从基站发送来的一信号给出一传输定时偏移，以便使每个通信可以被识别，尽管所用的扩展代码是相同的。日本未审查的专利公报特开平9-261763披露了一种移动通信系统，其中，从每个基站发送的引导信号，都配以特定于基站的定时偏移，使移动单元能可靠地识别每个基站。但是，在这些公布中，没有披露由于帧偏移值被集中地使用所招致的缺点。因此，使用这些公布中叙述的技术，不能消除现有技术中的上述缺陷。
本发明的一个目的是提供一种帧偏移设定系统和帧偏移设定方法，它能减少当语音分组从基站无线电单元经过基站控制单元发送到交换机时由于处理延迟所导致的语音遗漏，语音失真和数据遗漏。
本发明适用的一种设置在码分多路存取系统的基站(100,200-i)中的帧偏移设定系统，用于通过向移动单元通知帧偏移值的方法设定移动单元(300-1,300-2,300-3)的帧偏移值。帧偏移值表示从每一帧的前沿算起在各移动单元向基站发送语音分组时，语音分组发送定时的偏移量。
根据本发明，帧偏移设定系统包括集中度检测装置(110,111)，用于检测设置在移动单元中的帧偏移值分配的集中度；和均衡装置(112-121)，当集中检测装置检测集中时，对当前通信中的移动单元使用的帧偏移值进行均衡。
本发明适用的一种在码分多路存取系统的基站(100,200-i)中使用的帧偏移设定方法，通过向移动单元通知帧偏移值设定移动单元(300-1,300-2,300-3)的帧偏移值。帧偏移值表示从每一帧的前沿算起在各移动单元向基站发送语音分组时，语音分组发送定时的偏移量。
根据本发明，帧偏移设定方法包括集中度检测步骤(110,111)，用于检测设置在移动单元中的帧偏移值分配集中度；和均衡步骤(112-121)，当集中检测步骤检测集中时，对当前通信中的移动单元使用的帧偏移值进行均衡。
在本发明中，基站监控和检测帧偏移值分配集中度。如果检测到集中度，则用不同的帧偏移值重新设置帧偏移值。更具体地说，当前所用的帧偏移受到监控，如果检测结果是集中，在当前基站通信的呼叫就被选择，并强制开始切换和重新设置帧偏移值。以这样的方法，帧偏移值分配集中的现象可被消除。
图1表示由于帧偏移值分配的偏置，而引起处理延迟的一个例子；图2表示处理延迟的另一个例子；图3是表示使用根据本发明的帧偏移设定系统或方法的CDMA系统的结构的方块图4是表示图1中所示的基站控制单元的结构的方块图；图5是表示图1中所示的基站无线电单元的结构的方块图；图6是说明使用根据本发明的帧偏移设定方法进行帧偏移设定操作的流程图；图7是说明帧偏移设定操作的图形。
现在，将参照附图对本发明加以说明。
参看图3，说明根据本发明的一个实施例的帧偏移设定系统。在图中，举例说明的是CDMA系统，该系统中，通信标准IS-95被应用于无线电范围。CDMA系统包括多个基站无线电单元200-1至200-3，其中每个单元独立地确定一个通信区域；多个移动单元300-1至300-3，其中每个移动单元在每个基站无线电单元200-i(i=1至3)所确定的通信区域中是可移动的，并能够与其它的通信设备进行通信；基站控制单元100，用于控制每个基站的无线电单元200-i；以及移动通信交换机10，用于进行涉及移动通信的交换操作。
这里假定，基站控制单元100包括QCELP/PCM转换器。具体地说，如图4所示的，基站控制单元100包括多个用于进行QCELP/PCM转换的数据终端部分101-1至101-n(n是正整数)，和用于将基站无线电单元200-1至200-m(m是正整数)的输出分配给数据终端部分101-1至101-n的开关部分件102。
每个基站无线电单元200-Ⅰ具有图5中说明的结构。具体地说，基站无线电单元包括多个频率控制器210-1至210-n；加法器220，用于将频率控制器210-1至210-n的输出信号相加；发射机(TX)230，通过天线240将相加的结果发射出去；以及接收机(RX)250，通过天线240接收信号。耦合器(H)被设置在天线240与发射机230和接收机250中的每一个之间。
基站无线电单元中的每个频率控制器包括用来对被发射信号进行编码的编码器211，用来对接收信号进行译码的译码器217，以及用来控制乘法器212,213，和216的控制器218，以及缓冲器214和215。
返回到图3，如图中举例说明的情况，假定移动单元300-1,300-2，和300-3分别位于由基站无线电单元200-1,200-2，和200-3所确定的可通信的区域内，并且每个移动单元正在与每个相应的基站无线电单元通信。在这里，由各自基站无线电单元决定的帧偏移值被指定。指定给移动单元300-1,300-2，和300-3的帧偏移值分别用“A”,“B”，和“C”表示。
在上述结构中，首先考虑的情况是移动单元300-1移入由基站无线电单元200-2所确定的通信区域中。在这种情况下，移动之前的初始的帧偏移值被未加改变地连续设置。因此，存在这样一种可能性，即如此设置的帧偏移值与移动单元300-2所使用的帧偏移值相同。
同样，如果大量的移动单元移入由基站无线电单元200-2所确定的通信区域时，所设置的帧偏移值可能相互接近，结果导致帧偏移值分配的集中度增加。在这种系统中，帧偏移值分配的集中度被检测，帧偏移值被重新设置。
参看图6，对帧偏移值分配集中度的检测，和帧偏移值的重调操作进行说明。在图中，每个基站无线电单元监控帧偏移值分配的集中度(步骤110→111→110)。在这种的情况下，通过在后面要说明的制备的集中度表，对帧偏移值分配的集中度进行监控。集中度表包括目标呼叫提取表，旧的帧偏移表和新的帧偏移表。
当用来对共同的帧偏移值计数的计数器超过特定的门限值“X”时，就判断帧偏移值的分配过于集中了。包含帧偏移值分配中出现集中的信息的通知113，和集中度表，被传送至基站控制单元(步骤111→112)。得到包括集中度表的通知113以后，基站控制单元从包含在集中度表中的目标呼叫提取表中，提取正在通信的现行呼叫。参照新的帧偏移表，确定新的偏移值(步骤115)。开始强制切换所提取的呼叫(步骤116)。
当开始强制切换时，包括新的帧偏移值和新的偏移值的开始时刻的通知117，被传送至基站无线电单元。通知117被称作方式更改。
基站无线电单元设置提供到它那里的新的帧偏移值和新的偏移值的开始时刻(步骤118)。强制切换请求的消息与包括新的帧偏移值和新的帧偏移值开始时刻的通知119一起，被传送至基站和移动单元。通知119被叫作切换方向消息。
基站在提供给它的开始时刻，开始使用新的帧偏移值(步骤120)。同样，移动单元在提供给它的开始时刻，开始使用新的帧偏移值(步骤121)。通过上述操作，帧偏移值分配的集中现象被消除。这里所称的强制切换，在意义上与切换移动单元所使用的信道等效。
进一步参看图7，上述操作将被更详细地说明。如图中所说明的，每个移动单元300-1至300-3根据帧偏移值，将信号(或语音分组)传送到基站无线电单元200-i。图中画阴影线的部分表示根据帧偏移值被发射的信号。
基站无线电单元200-i制备上述集中度表。在集中度表中，图中的目标呼叫提取表L1，是每个帧偏移值与移动单元的单元数量之间的对应表，这些移动单元是使用帧偏移值进行当前通信的移动单元。在每个基站无线电单元200-i中，设有与每个偏移值相对应的使用计数器C。具体地说，分别对应于偏移值“0”至“15”的多个计数器C0至C15构成使用计数器C。
构成计数器C的每个计数器C0至C15对使用相对应的帧偏移值进行当前通信的移动单元数量进行计数。例如，假定使用帧偏移值“15”的移动单元的单元数量是#1,#2,和#3。在这种情况下这些单元数量被寄存在目标呼叫提取表L1中与帧偏移值对应的项目中。因此，与帧偏移值“15”相对应的计数器C15的计数等于“3”。
旧的帧偏移表L2，是每个帧偏移值与使用帧偏移值进行当前通信的移动单元数量之间的对应表。新的帧偏移表L3是重新开始之后，每个帧偏移值和使用偏移值的移动单元数量之间的对应表。通过参照这些表L2和L3，能够确定不致引起分配集中的帧偏移值。
在图中，假定使用帧偏移值“15”的移动单元数量增加，对应于帧偏移值“15”的计数器C15的计数到门限值“9”(上述门限值X=9)。在这种情况下，集中度表(目标呼叫提取表L1，旧的帧偏移表L2，和新的帧偏移表L3)被传送到基站控制单元100。基站控制单元100参照这些表，决定新的帧偏移值，并开始强制切换。
当强制转换开始时，包括新的帧偏移值和帧偏移值开始时刻的通知通过基站被传送到每个移动单元。每个移动单元设定提供给它的新的帧偏移值，并在开始时刻开始使用的帧偏移值。移动单元使用上述方式开始新的帧偏移值的结果，信号或语音分组的发射时刻被改变，如图中简头Y所示。因此，帧偏移值分配的集中现象被消除。
在图中说明的旧的帧偏移值表L2中，使用帧偏移值“0”,“1”，和“15”的移动单元数量分别等于“2”,“2”,“9”。这时，出现帧偏移值分配的集中。如果在这种分配情况下起动强制切换，则使用帧偏移值“0”,“1”，和“15”的移动单元数量全等于“3”。因此，分配的集中现象被消除。
具体地说，使用帧偏移值“15”的移动单元数量达到门限值“9”。那么，使用帧偏移值“15”的移动单元的单元数量被提取。对于这样被提取的移动单元，起动强制切换。通过起动的强制切换，利用较小数量移动单元使用的帧偏移值“0”和“1”代替和“15”。结果，分配的集中现象被消除。
如果使用帧偏移值“0”和“1”的移动单元数量大时，则决定使用另一个帧偏移值(较小数量移动单元使用的)。在这种情况下，通过参照目标呼叫提取表L1或旧的帧偏移表L2，可选择较小数量移动单元所使用的帧偏移值。
在旧的帧偏移值表L2中，帧偏移值可按使用这个值的移动单元数量的上升(或下降)顺序重新排列。这样的重新排列有利于新的帧偏移值的选择。
现在对用于判定帧偏移值分配集中度的门限值设定方法进行说明。为了均衡地使用基站控制单元和基站无线电单元之间的传输通路，首先制备IS-95的帧偏移值。例如，如果所有的移动单元使用共同的帧偏移值，则每20ms从业务信道控制器(TCHC)向移动单元发送的所有语音信号或分组的传输定时是同时发生的。
如果同时通信的终端数量大时，超过基站控制单元和基站无线电单元之间转输通路的传输容量。在这种情况下，来自TCHC的信号被累积在基站无线电单元的数字传输接口(DTI)中，引起信号延迟随之导致语音延迟。由以上所述看来，均匀地指派16种帧偏移值“0”至“15”，以便使从多个TCHC发送来的语音信号不是同时由DTI输出的。这里应当注意，IS-95帧偏移的目的仅在于消除传输延迟，而与无线电区域完全无关。
基站无线电单元以每2MByte(2兆字节)信道控制帧偏移值。新的呼叫出现时，指派16种帧偏移值当中最少被使用的一种。换句话说，使用技术上公知的LRU(最近最少使用的(Least Recently Used))方法。对于特定的帧偏移值，如果超过同时使用的门限值而引起切换，则分区切换被起动，以将特定的帧偏移值切换为最少使用的帧偏移值。根据2兆字节信道的传输容量，同时使用共同的偏移值的呼叫数量门限值等于“9”。
基站无线站单元在处理以共同的偏移值接收的信号(语音和各种控制信号)中，所能达到的延迟减少，取决于基站无线电单元的处理能力。如果处理能力高，即使在多重迭使用的情况下，也不会产生问题。但是，如果处理能力低，在双重或三重的重迭使用情况下，就将产生延迟。因此，门限值必须随基站无线电单元的处理能力来确定。
如上所说明的，在CDMA系统的基站无线电单元中，帧偏移值分配的集中度被监控，并将其通知到基站的控制单元。利用所提供的信息，基站控制单元执行目标呼叫的切换，并确定与信号相对应的新的帧偏移值。因此，校正帧偏移值分配的集中现象，并达到帧偏移值的均匀分配是可能的。
如果用记录介质备制一份用于完成上面连同图6说明的操作的程序，并用记录介质上记录的程序控制计算机，则用类似于上述的方法进行帧偏移值设定操作是可能的，这容易理解。记录介质包括半导体存储器，磁盘单元，或各种其它记录介质中符合要求的一种。
如上所说明的，根据本发明，通过重新设置偏移值减少处理延迟，因而能够减少基站中帧偏移值分配的集中现象。换句话说，能够构成这样一个几乎不出现语音的或数据的延迟的系统。
权利要求
1．一种在码分多路存取系统的基站(100,200-i)中设置的帧偏移设定系统，用于通过向移动单元通知所述帧偏移值设定所述移动单元(300-1,300-2,300-3)中的帧偏移值，帧偏移值表示在各移动单元向基站发送语音分组时从每一帧的前沿算起的语音分组发送定时的偏移量，其特征在于所述帧偏移设定系统包括集中度检测装置(110,111)，用于检测设置在所述移动单元的所述帧偏移值的分配集中度；和均衡装置(112-121)，用于当所述集中度检测器检出所述集中度时，对当前正在通信的移动单元的帧偏移值进行均衡。
2．如权利要求1所述的帧偏移设定系统，其特征在于所述集中度检测装置包括准备与所述帧偏值相应的计数器(C0-C15)，每个所述计数器对分配有与每个所述计数器相对应的帧偏移值的移动单元的数目进行计数，以作为计数值；和通过检测至少一个所述计数器的计数值达到一个预定值，检测(111)所述集中度。
3．如权利要求2所述的帧偏移设定系统，其特征在于所述均衡装置包括用来指示当前正在通信的移动单元表格(L1-L3)；和重新设置装置(115-121)，用于参照所述表格将当前正在通信的移动单元的帧偏移值重新设置成新的帧偏移值。
4．如权利要求3所述的帧偏移设定系统，其特征在于所述重新设置装置包括用于参照所述表格生成所述新的帧偏移值的生成装置(115)；和通知装置(118-119)，用于将所述新的帧偏移值通知当前正在通信的移动单元。
5．如权利要求1所述的帧偏移设定系统，其特征在于所述均衡装置包括指示出当前正在通信的移动单元的表格(L1-L3)；和重新设置装置(115-121)，用于参照所述表格将当前正在通信的移动单元的帧偏移值重新设置为新的帧偏移值。
6．如权利要求5所述的帧偏移设定系统，其特征在于所述重新设置装置包括参照所述表格生成所述新的帧偏移值的生成装置(115)；和通知装置(118-119)，用于将所述新的帧偏移值通知当前正在通信的移动单元。
7．一种在码分多路存取系统的基站(100,200-i)中执行的帧偏移设定方法，其通过向移动单元通知帧偏移值设定所述移动单元(300-1,300-2,300-3)中的所述帧偏移值，当所述移动单元向所述基站发送语音分组时，所述帧偏移值分别代表从每一帧前沿算起的所述语音分组传输定时的偏移量，其特征在于所述帧偏移设定方法包括集中度检测步骤(110,111)，用于检测设置在所述移动单元的所述帧偏移值的分配中的集中度；和均衡步骤(112-121)，用于当所述集中度检测器检出所述集中度时，对当前正在通信的移动单元的帧偏移值进行均衡。
8．如权利要求7所述的帧偏移设定方法，其特征在于所述集中度检测步骤包括准备与所述帧偏值相应的计数器(C0-C15)，每个所述计数器对分配有与每个所述计数器相对应的帧偏移值的移动单元的数目进行计数，以作为计数值；和通过检测至少一个所述计数器的计数值达到一个预定值，检测(111)所述集中度。
9．如权利要求8所述的帧偏移设定方法，其特征在于所述均衡步骤包括用于准备指示当前正在通信的移动单元的表格(L1-L3)的准备步骤；和重新设置步骤(115-121)，用于参照所述表格对当前正在通信的移动单元的帧偏移值重新设置为新的帧偏移值。
10．如权利要求9所述的帧偏移设定方法，其特征在于所述重新设置步骤包括下述步骤参照所述表格生成(115)所述新的帧偏移值；和向当前正在通信的移动单元通知(118-119)所述新的帧偏移值。
11．如权利要求7所述的帧偏移设定方法，其特征在于所述均衡步骤包括下述步骤用于准备指示当前正在通信的移动单元的表格(L1-L3)的准备步骤；知重新设置步骤(115-121)，用于参照所述表格对当前正在通信的移动单元的帧偏移值重新设置为新的帧偏移值。
12．如权利要求11所述的帧偏移设定方法，其特征在于所述重新设置步骤包括下述步骤参照所述表格生成(115)所述新的帧偏移值；和向当前正在通信的移动单元通知(118-119)所述新的帧偏移值。
全文摘要
在码分多路存取系统的基站中设置的帧偏移设定系统,其通过向移动单元通知所述帧偏移值设定所述移动单元中的帧偏移值,帧偏移值表示在各移动单元向基站发送语音分组时从每一帧的前沿起的语音分组发送定时偏移量。当所述集中度检测器(110,111)检出所述集中度时,均衡装置(112—121)对当前正在通信的移动单元的帧偏移值进行均衡。使用各个帧偏移值的移动单元的数被计数,参照计数值选择新的帧偏移值以消除集中现象。
文档编号H04B7/26GK1235441SQ9910568
公开日1999年11月17日 申请日期1999年4月22日 优先权日1998年4月22日
发明者箭内了之 申请人:日本电气株式会社