专利名称：跳接传送数字分组数据信号的方法和装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及通信系统，特别涉及在通信系统的话音信道上跳接传送(hopping)数字分组数据信号的方法和装置。
通信系统是众所周知的系统，它含有很多种类型，包括陆上移动无线电设备、蜂窝无线电话、个人通信系统(PCS)和其它通信系统等类型。传输在通信系统之内是在发送实体和接收实体之间经过通信资源(通信资源通常称为“通信信道”)进行的。迄今为止，这些传输典型地包括话音信号。但是，最近业已提出传递其它形式的数据信号。为了易于操作，最好具有覆盖现有话音通信能力的数据传输能力，以使其对于话音通信系统的操作基本上是透明的，同时仍然使用话音通信系统的通信资源和其它基础结构设施。
与蜂窝无线电话通信系统相关的一种这样的业务称为“蜂窝数字分级数据(CDPD)”，对于CDPD系统内的数字分组数据信号的处理是与蜂窝无线电话通信系统中话音信号的处理是分开的，但是，CDPD系统是与蜂窝基础结构设施组合在一起，以便利用其话音信道发送数字分组数据信号。
因为CDPD设备重叠在蜂窝基础结构设施上，而且其操作对该蜂窝系统基本上是透明的，故这二者之间不存在协调问题。为此CDPD系统必须能够识别一个未用话音信道，在其上将要进行传送以使它毁坏蜂窝系统内的话音通信。但是，即使在传输开始时话音信道未被占用，该蜂窝基础结构设施也可能将一个话音用户指定给相同业务信道。在这种情况下，CDPD设备必须迅速地检测话音用户是否存在，终止其传输和寻找一个新的未占用的话音信道，在其上重新开始传输，亦即从当前话音信道跳到一个新的话音信道。
为了避免干扰话音用户和避免降低话音传输的质量，CDPD设备的跳接传送能力必须迅速响应话音用户的存在。亦即，它通常必须在大约40毫秒或更少的时间内识别接通话音信道的话音信号的存在，并且从当前话音信道跳接到一条替代的话音信道。然而，该话音信号的功率可能比占用进行检测很困难的相同信道的CDPD数字分组数据信号低得多。现有的设备如扫描接收机和用户接收机的缺点是在话音信号功率比现有数字分组数据信号低得多时，不能检测话音信号，这些话音信号出现作为一个干扰同信道信号。而且，即使它们能够检测话音信号，它们相当慢的操作也不能提供必需的跳接传送性能。
据此，现在需要一种用以在通信系统的话音信道上跳接传送数字分组数据信号的方法和装置，它能够迅速地识别在话音信道上的话音信号的存在和选择一条替代通信信道用于发送数字分组数据信号。
图1是根据本发明优选实施例的蜂窝无线电话通信系统的一种示例性的基站，它具有蜂窝数字分组数据业务并且含有一个数字分组数据信号跳接传送装置；图2是根据本发明优选实施例的话音信号检测电路的详细方框图；和图3是根据本发明优选实施例的跳接数字分组数据信号的步骤的流程图。
本发明提供一种用于确定数字分组数据信号和话音信号何时在通信系统的话音信道上相伴随地被发送的方法和装置。发送信号的样值与数字分组数据信号的预发送样值相比较。响应该比较，数字分组数据收发信机从该话音信道跳到一条不同的话音信道，当出现话音信号时发送该数字分组数据信号。
在优选实施例中描述本发明为对蜂窝无线电话通信系统的一种覆盖。可以很好地理解，提供优选实施例的叙述是为了清楚地理解本发明而决不是限制本发明的范围。
如图1所示，图中示出了根据本发明的优选实施例蜂窝无线电话通信系统的基站100，它含有CDPD业务和一个跳接传送装置101。众所周知，基站100适当地耦合到至少一个移动交换中心(MSC)(图中未示出)和可能的接到一个基站控制器(BSC)，(图中未示出)，用以对该通信系统内工作的用户通信单元提供蜂窝无线电话通信业务。基站单元100包含多个话音信道收发信机112—116，用以对该用户单元提供话音通信业务。基站100还包含一个蜂窝数字分组数据(CDPD)收发信机118。从话音信道收发信机112—116来的话音信号102或者从CDPD收发信机118来的数字分组数据信号104的输出传输信号被组合和为了发送而通过线性功率放大器(LPA)120放大，并经天线122发送。这里所使用的，“话音信道收发信机”可以理解在话音信道上提供通信，在本优选的实施例中话音信道是指频分多址(FDMA)通信系统中的一对通信频率或者时分多址(TDMA)通信系统中的一个时隙。
在优选的实施例中，CDPD收发信机118可操作地通过该蜂窝网络接收数字分组数据和在该蜂窝通信系统内在多条可用的话音信道的任一条信道上发送数字分组数据。CDPD收发信机118最好示为综合在基站100中。但是，其操作基本上是独立的，而且可以理解它无需综合在其站100中。此外，虽然图中示出一个CDPD收发信机，但是可提供多个CDPD收发信机，也不偏离本发明的公平范围。
图1示出与CDPD发信机118相结合的跳接传送装置101，它包含一个检测器124，用于检测在由CDPD收发信机118目前正使用的话音信道上的话音信号的存在，和用于给CDPD收发信机118产生指示在话音信道上话音信号102的存在的控制信号106。为清楚起见检测器124被表示为一个分开的单元，但是，应该懂得它可综合入CDPD收发信机118中，而不脱离本发明的适当范围。如果在话音信道上有话音信号，CDPD收发信机118可操作转移或跳到一条新的话音信道再开始数字分组数据传输。
检测器124接收CDPD收发信机118的预发送的输出信号104的样值的第一样值信号108。检测器124还接收第二样值信号110，第二样值信号110是来自CDPD收发信机118和话音信道收发信机112—116经过实际上位于靠近天线122的辨向天线126发送信号的样值。检测器124进行这些信号的比较并提供控制信号106给CDPD收发信机118。
图2示出包含在检测器124内的检测器电路200和根据本发明用于产生控制信号106。检测器电路200包含第一信号通路212和第二信号通路214。用于分别处理第一样值108和第二样值110。每个信号通路212和214分别包含一个混合器216和218，用于从直接数字合成器200接收输入信号，分别下变频信号108和110为中频信号208和210。以这种方法，本发明有利地采用中频(IF)信号处理，允许使用已经可用的信号处理硬件，正如本领域所知道的，然后下变频的信号208和210分别使用滤波器222和224滤波，除去出现在样值中的噪声和邻信道信号。然后滤波的信号208由延迟单元226进行延迟调节，以便实质上时间均衡信号208和210。延迟单元226是可调的，但是只在系统开始建立时才要求调节。
然后信号208和210被传送到增益调节电路228，分别在放大器230和232中缓冲。放大器230和232的输出分别由电压检测器234和236检测，其输出被传送到差动放大器238。差动放大器的输出通过滤波器240滤波并且作为增益控制信号加到第一信号通路放大器230以均衡信号208和210的信号电平。
然后信号208和210被传送到相位调节电路244，在其中它们被取样和组合器246中进行样值组合。组合的信号施加在一个相位检测器/低通滤波器248上，用以产生一个相位调节信号，以便施加到相位调节单元250上，未调节信号208的IF载波相位基本上等于信号210的IF载波相位。可以理解，增益调节电路228和相位调节电路244二者由定时器252来控制。
时间、增益和相位调节信号208’然后通过可调放大器254放大后，信号208’和210’施加到差分电路256上，为了叙述的目的，图中示为定向耦合器。差分电路256提供信号208与210之间的差值。其结果是从发送的信号样值110中抵消约30dB的数字分组数据信号样值1O8。剩余的信号在放大器258中缓存，和输出在阈值检测器260中检测。
当话音信号不在该业务信道时，CDPD收发信机118在该业务信道上发送数字分组数据，则阈值检测器260的输出电压为低值。当话音信号存在于用于发送数字分组数据的话音信道时，如在基站100指定用于话音通信的话音信道，则阈值检测器260的输出电压变为高值。因此，阈值检测器260的输出电平信号提供发送的CD-PD信号和预发送的CDPD信号的比较。如果该差产生一个高值，它指示话音信号存在于该话音信道上。因此，阈位检测器260的输出电压可作为控制信号106加到CDPD收发信机118。
参见图3，图中示出跳接传送装置101的操作和跳接传送数字分组数据信号的方法300。该方法在步骤302开始。步骤304，数字分组数据在基站可用的起始话音信道上发送。在步骤306提取发送的数字分组数据的样值即发送的话音信道的样值。在步骤308，提取预发送的数字分组数据的样值即CDPD收发信机118的输出。
在步骤310，将发送样值与预发送样值相比较。在本发明的优选实施例中，样值是不同的，以便产生如前所述的电压信号。在判定步骤312，如果该比较结果未指示话音信道上存在话音信号，亦即检测器260的输出电压低于阈值，则CDPD收发信号118继续在话音信道上发送数字分组数据。但是，如果该比较指示在话音信道上存在话音信号，则CDPD收发信机118必须空出该话音信道以用于该话音信号。由控制信号106通知CDPD收发信机118这个情况，检测器260的输出电压，超过可允许的范围。
在步骤314，CDPD收发信机118终止在起始话音信道上数字分组数据的发送。这就空闲了话音信号的话音信道。接着，在步骤316，CDPD发送信机118识别一条替代话音信道。这是以相同的方式实现的，其中话音信号在起始信道上被检测。亦即，在替代话音信道上发送的信号的样值与CDPD收发信机118输出的样值相比较。在搜索替代话音信道的情况下，CDPD收发信机118是无声的。为此，该比较主要是在替代的话音信道上的信号存在的电平，亦即在信号通路214中是否信号存在。如果在该替代话音信道上存在话音信号，则输出电压(即控制信号106)将是高电平。在制定步骤318，CDPD收发信机118注视控制信号106，该信号指示在替代话音信道上话音信号的存在，如果该信号为低电平，则在步骤320该话音信道是可用于重新开始发送数字分组数据的。如果控制信号106为高电平，则替代信道也包含话音信号，而且CDPD收发信机118继续其搜索，以便识别可用的话音信道。一旦在替代话音信道上开始发送，在步骤322该方法返回，以使该替代话音信道成为起始话音信道，该方法从开始步骤302重复。
从前面的描述可以理解，本发明提供了一种快速识别用于CD-PD业务的话音信道上话音信号的存在的方法和装置。它还提供将这种情况通知CDPD收发信机118，以使它可终止发送和识别重新开始发送数字分组数据的替代话音信道。本发明的这些及其它特性和优点从前面的描述中很容易理解，而且从所附的权利要求书可确定本发明的公平的范围。
权利要求
1.一种用以在通信系统的多个话音信道上跳接传送数字分组数据信号的装置，其特征在于，包含一个数字分组数据收发信机，响应一个控制信号，该数字分组数据收发信机可操作用于在该通信系统的第一组多个话音信道上发送数字分组数据信号，和用于在第二组多个话音信道上发送该数字分组数据信号；一个第一样值通路，用于传送第一信号样值，第一信号样值包括在多个话音信道之一上发送的数字分组数据信号的样值；一个第二样值通路，用于传送第二信号样值，第二信号样值包括预发送的数字分组数据信号样值；一个比较器，耦合到第一信号通路和第二信号通路，以便产生该控制信号，该控制信号是指示第一信号样值与第二信号样值之间的特性差，和传送该控制信号到该数字分组数据收发信机。
2.根据权利要求1的装置，其特征在于，该多个话音信道包括在频分多址(FDMA)通信系统中的一对通信频率和在时分多址(TD-MA)通信系统中的一个时隙组成的组之一。
3.根据权利要求1的装置，其特征在于，该第二信号通路还包含增益、相位和延迟补偿电路，用于调节第二信号样值的增益、相位和延迟基本上与第一信号样值的增益、相位和延迟一致。
4.根据权利要求1的装置，其特征在于，该第一和第二信号通路分别含有一个第一混合器和一个第二混合器，分别用于下变频第一信号样值和第二信号样值。
5.根据权利要求1的装置，其特征在于，该第一和第二信号通路分别含有一个第一滤波器和一个第二滤波器，分别用于滤波第一信号样值和第二信号样值。
6.根据权利要求1的装置，其特征在于，还包括一个辨向天线，耦合到第一信号通路。
7.一种用以在通信系统内在多条话音信道之间跳接传送数字分组数据信号的方法，其特征在于，包括以下步骤(a)在该通信系统内在多条话音信道的一条起始话音信道上发送该数字分组数据信号；(b)提取在该起始话音信道上发送的数字分组数据信号的第一样值；(C)在起始话音信道上发送之前提取该数字分组数据信号的第二样值；(d)产生第一样值与第二样值之间的比较信号；和(e)当比较信号在一个范围之外时，终止在起始话音信道上发送该数字分组数据信号，选择多条话音信道的一条替代话音信道和在该替代话音信道上发送该数字分组数据信号。
8.根据权利要求7的方法，其特征在于，还包括在该替代话音信道上发送该数字分组数据信号的步骤之前要执行以下步骤提取在该替代话音信道上发送的信号的样值；确定是否在该替代话音信道上存在话音信号；和如果在该替代话音信道上存在话音信号，则选择多条话音信道的另一条替代话音信道。
9.根据权利要求7的方法，其特征在于，产生比较信号的步骤包括计算第一样值与第二样值之间的差的步骤。
10.根据权利要求7的方法，其特征在于，提取第二样值的步骤还包括处理该第二样值为在时间、增益和相位上基本上与第一样值的时间、增益和相位一致。
全文摘要
本发明提供一种方法(300)和装置(200)用于确定数字分组数据信号和话音信号何时在通信系统的话音信道上相伴随地发送。发送信号的样值(110)与数字分组数据信号的预发送的样值(108)进行比较(310)。响应该比较，当存在话音信号时，数字分组数据收发信机从第一话音信道跳到一条不同的话音信道发送该数字分组数据信号。
文档编号H04Q7/22GK1148917SQ96190241
公开日1997年4月30日 申请日期1996年2月8日 优先权日1995年3月31日
发明者弗雷德里克·G·阿特金森 申请人:摩托罗拉公司