专利名称：移动无线电系统中的高速率数据传输的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种运行移动无线电系统的方法和这种移动无线电系统，且尤其涉及一种在移动无线电系统中传输高速率数据的方法。
在GSM移动无线电系统(GSM＝全球移动通信系统)或其它移动无线电系统中，为降低数据速率而实现语音压缩。一方面，该语音压缩通常在移动部分内实现，另一方面又在网络侧所谓的代码转换单元内实现。这类语音压缩是通过所谓的语音编码器(语音编解码器)来实现的，其中譬如在GSM中为全速率业务采用13千比特/秒的语音编解码器。
在所述的代码转换单元内，除了语音压缩之外还在一个相应的匹配单元内进行数据速率匹配。所述匹配单元的任务是，将固定网内的数据速率同与其不同的、移动无线电系统内的数据速率匹配起来。
图1中示例地画出了GSM移动无线电系统的网络结构。许多服务于相应无线小区的基站BTS通过Abis接口与基站控制器BCE连接起来。在代码转换单元TCE内实现语音压缩和速率匹配。该代码转换单元TCE通过M接口和A接口把基站控制器BCE同移动交换中心MSC连接起来，所述的移动交换中心MSC包含有所谓的越区用户位置寄存器，从中可以查取用户的暂时停留。另外，所述代码转换单元TCE可以通过用于呼叫控制和移动管理的信令。为了在基站BTS和移动交换中心MSC之间发送信号，采用了一个或多个PCM-30连接的一个或多个具有64千比特/秒的信道(PCM-30连接)。
诸如语音和数据等通信数据在代码转换单元TCE内以所谓的TRAU帧进行打包(TRAU＝代码转换速率匹配单元)。所述的TRAU帧在基站BTS和代码转换单元TCE之间进行交换。在此，一个TRAU帧共由320个比特组成。从所述代码转换单元TCE向基站BTS、或反向地发送一个TRAU帧共需20ms。因此，一个TRAU帧的总数据速率为320比特/20毫秒＝16千比特/秒，而且还包含有同步字、信令比特和需传输的通信数据。此外，按照数据内容还有语音-、数据-和O&M-TRAU帧。对于全数据速率的语音(全速率语音)，其净数据速率为13千比特/秒，而数据的净数据速率为12千比特/秒。另外，在“半速率语音编码”中的数据速率约为6千比特/秒。
在代码转换单元TCE和基站BTS之间的接口上-此处为图1所示的Abis接口和M接口-，所述的TRAU帧被映射到16千比特/秒的信道中。于是，空气接口上的每个通信信道都分配了一个16千比特/秒的信道。基站BTS和代码转换单元TCE之间的物理连接通常为具有30个信道的PCM-30连接，其中每个信道各为64千比特/秒。在每个64千比特/秒的信道中，最多可多路复用4个具有16千比特/秒的信道。另一种可能性为使用代码转换单元TCE和基站BTS之间的ISDN连接。对此，在每个64千比特/秒的B信道中，也总是最多可以多路复用4个具有16千比特/秒的、用于TRAU帧的信道。所述的代码转换单元TCE由基站BTS进行控制，其中16千比特/秒的信道可以自由选择地分配。
在将来的系统中，除了语音之外还要用高数据速率传输数据。在此，用于语音编码(语音压缩)的数据速率被降低，而传输数据的速率被提高。这可能意味着要转成不同大小的TRAU帧。
这又会导致再也不能使用统一的多路复用，而是譬如存在用于语音传输的8或16千比特/秒的子信道和用于数据的64千比特/秒、128千比特/秒、144千比特/秒或384千比特/秒的子信道等等。因此必须提供至少两种类型的子信道，这是不利的。
如果自由选择地分配所述的信道，那么就可以对所述代码转换单元TCE和基站BTS之间的接口进行分段。
另一方面，也可以通过把多个子信道合并成一个高速数据信道而在代码转换单元TCE和基站BTS之间的接口上实现高速的数据传输。但这有个缺点，就是净数据速率只是线性地随子信道的数目而增加。因此，在16千比特/秒的子信道的净数据速率为12千比特/秒的情况下，需要有6个子信道来传输总数据速率为96千比特/秒的64千比特/秒。换句话说，需要有32千比特/秒的冗余、也即50％的净数据速率。
因此本发明的任务在于，研制一种在移动无线电系统中传输数据的方法和装置，它们具有较有利的净数据速率/总数据速率比。
该任务由权利要求1所述的方法、权利要求9所述的装置、以及权利要求10所述的移动无线电系统的特征部分来实现。优选扩展方案由从属权利要求给出。
为此，优选地通过去分段、也即通过合并子信道来在所述基站BTS和代码转换单元TCE之间创建其额外开销被大大减小的TRAU帧，使得可用的净数据速率与总数据速率的比变得更好。用于同步和信令的冗余近似保持恒定。于是，在冗余同样为3千比特/秒的情况下-正如子信道所需要的那样-，在64千比特/秒的地面信道中能实现61千比特/秒的净数据速率。
下面借助附图来详细阐述本发明的优选实施方案。
图1示出了GSM移动无线电系统的简图，以及图2a-2e示出了借助在基站BTS和代码转换单元TCE之间对PCM-30连接进行信道占用的本发明方法。
图1所示的典型GSM移动无线电系统图在上文已经解释过。但是对于其它的移动无线电系统、譬如第三代移动无线电系统，本发明同样也是适用的。移动无线电系统也可以理解为诸如DECT(数字增强型无绳电信)等无绳电话系统。
图2a-2e借助GSM移动无线电系统的实施例示出了用PCM-30连接的64千比特/秒来占用6个时隙TS1-TS6。
图2a示出了每次用4个子信道SC，即a0-a3、b0-b3、c0-c3、d0-d3、e0-e3及f0-f3来完全占用譬如6个时隙TS1-TS6，其中每个子信道传输16千比特/秒。因此在图2a所示的实施例中画出了24个16千比特/秒的连接、也即子信道，其中图2a所示的6个时隙TS1-TS6的每个子信道SC都被占用。
图2b示出了解除四个连接，亦即a3、c0、d1及f1之后的情况。因此可以得到64千比特/秒的纯数值，但是是分布在4个时隙TS1、TS2、TS4和TS6上。
图2c示出了去分段的结果。通过把第6个时隙TS6的子信道f0、f2及f3分布(即信道切换)到时隙TS1、TS3及TS4的空闲子信道上，可以使整个时隙TS6具有64千比特/秒的空闲，并将其用于高速率的数据传输。
图2d示出了解除其它子信道SC的情况，在此例中是连接a0、a2、d0及d2，由此在时隙TS1和TS4内提供有空闲的信道。
最后，图2e示出了通过其它去分段所实现的结果。通过把子信道e0、e1、e2及e3信道切换到时隙TS1和TS4的空闲子信道中，就可以使另一时隙TS5留出64千比特/秒。因此，在该实施例中可以有两个时隙TS5和TS6被提供给高速率数据传输。
在GSM系统中，所述的去分段是由基站控制器BSC触发的，原因是基站控制器BS知道基站BTS和代码转换单元TCE之间的信道占用情况(资源管理)。
在GSM系统中，由于空气接口上的信道和位于基站BTS与代码转换单元TCE之间的地面信道之间有一种严格的联系，所以所述的去分段可以通过具有因果去分段(Cause Defragmentierung)的小区内切换来实现。优选地，由于品质的原因，具有因果去分段的小区内切换比小区内切换具有更低的优先级。另外，为了对基站的地面接口进行去分段，可以请求譬如位于小区边缘的某些移动台切换到、也即申请在小区间切换到相邻的小区中去。
在其它的系统中，譬如在由移动台选择空气接口的信道并自动请求小区内切换的DECT系统中，空气接口上的信道和地面接口的信道之间通常没有严格的联系。在此，所述的基站BTS作用为开关。此时可以由基站BTS或基站控制器BSC发送请求，以便把信道切换到所述的地面接口上。
权利要求
1.在移动无线电系统中传输高速数据的方法，所述移动无线电系统在基站控制器(BSC)和代码转换单元(TCE)之间具有至少一个地面接口，其特征在于对所述的地面接口进行去分段。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于所述的地面接口具有一种时隙结构(TS1-TS6)和一些子信道(SC)。
3.如权利要求3所述的方法，其特征在于通过对所述的子信道(SC)进行信道切换来导致所述地面接口的去分段。
4.如权利要求3所述的方法，其特征在于为了进行去分段，时隙(TS6)的信道被切换到其它时隙(TS1～TS5)的空闲信道中。
5.如权利要求4所述的方法，其特征在于所述在去分段之后产生的空闲时隙被用来进行高速率的数据传输。
5.如权利要求3或4所述的方法，其特征在于所述的信道切换通过基站控制器(BSC)来进行作用。
6.如权利要求5所述的方法，其特征在于所述的去分段通过具有因果去分段的小区内切换来进行作用。
7.如权利要求5所述的方法，其特征在于通过请求移动台切换到相邻小区而利用小区间切换来导致所述的去分段。
8.如权利要求5所述的方法，其特征在于由所述的基站(BS)或基站控制器(BSC)请求所述的一个或多个移动台在小区内切换到所述的地面信道上。
9.执行上述权利要求之一所述方法的装置。
10.具有权利要求9所述装置的移动无线电系统。
全文摘要
对于在移动无线电系统中传输高速数据的方法,其中所述的移动无线电系统在基站控制器和代码转换单元之间具有至少一个地面接口,对所述的地面接口进行去分段以创建高速率的TRAU帧。在此,所述的地面接口具有一种时隙结构和一些子信道,其中通过对所述的子信道进行信道切换来对所述地面接口进行去分段。
文档编号H04J3/16GK1337131SQ00802750
公开日2002年2月20日 申请日期2000年1月12日 优先权日1999年1月12日
发明者E·舒尔茨 申请人:西门子公司