专利名称：补偿电缆长度差别的同时广播越区切换方法
技术领域：
本发明一般涉及电信系统。更确切地说，本发明涉及采用软越区切换的数字蜂房无线系统。
典型的蜂房无线系统包括固定基站网络，以及与一个或多个网络基站通信的用户终端。基站转发从用户终端到达的通信信息。在移动或保持静止时，用户台既可以通过基站相互发送消息，也可以发送消息给其它电话系统的用户终端。当用户终端位于基站网络的覆盖区时，可以发送消息。用户终端为了能够使用蜂房无线系统所提供的业务，在任何情况下它都应当维持到至少一个基站的连接。当用户终端不使用基站网络所提供的业务时，它不需要到基站网络的连接，而是在空闲模式下监听基站。当用户终端在基站网络中从一个基站的覆盖区移动到另一基站的覆盖区时，需要改变信道或基站。
尽管特定情况下，例如在CDMA系统中用户终端可以同时与多个基站通信，但在典型的蜂房无线系统中，用户终端一次仅与一个基站通信。在现有技术软越区切换中，尽管出现越区切换，仍维持到基站网络的连接。在这种越区切换中，通常改变基站。现有技术还包括更软越区切换，其中不改变基站，而是改变所用的基站扇区。软越区切换和更软越区切换被称为中断前完成类型的越区切换，这意味着在终止到前一基站的连接之前，为用户终端建立一个新的连接。在这两种越区切换中，所用频带都不发生变化。
蜂房无线系统通常包括一个TRAU(变码器/速率适配器单元)，位于例如基站控制器或移动业务交换中心。TRAU对信号进行源编码并将信号传输速率适配到传输网络，例如公众电话交换网(PSTN)。TRAU生成TRAU帧并将其发送给基站。该TRAU充当语音编码器，即声码器。信号的编码减小了例如到基站的传输线路上的信号数据速率。声码器和基站彼此收发数据分组，这些数据分组组成了前述TRAU帧。
在软越区切换中，用户终端同时与多个基站通信。在软越区切换中，用户终端向基站发送一个包含相同信息的信号，该信号被转发给声码器。此外，用户终端从该基站接收包含相同信息的信号，该基站从该声码器接收了该信号。在蜂房无线系统中，从声码器到不同基站的信号路由选择变化很大，声码器和基站之间传输路径的长度可以很大。传输路径的长度尤其引起了声码器和基站之间传输的信号的时延。时延长度的变化很大程度上取决于所用的信号路由选择。软越区切换期间，在多个基站同时向用户终端发送信号的情况下，该时延会引起多个问题。现有装置一般确定声码器所接收的信号的延时差。但是，延时差的确定需要连续计算。
本发明的目的是实现一种软越区切换，使得尽管无线系统出现时延，但多个基站仍能在越区切换期间同时向用户终端发送信号。本发明的另一目的是避免计算声码器所接受信号的延时差。
这通过蜂房无线系统中使用的按照本发明的传输方法来实现，前述蜂房无线系统包括多个基站和至少一个声码器，基站和声码器彼此发送信号，多个基站基本同时发送信号，声码器在不同的接收时刻接收基本同时发送的信号，该方法在声码器接收到第一信号之后，向这样的基站发送信号，这些基站的信号至少部分在预定时间窗口中到达声码器。
本发明还涉及包括多个基站和至少一个声码器的一种蜂房无线系统，基站和声码器彼此发送信号，多个基站基本同时向声码器发送信号，声码器在不同的接收时刻接收基本同时发送的信号，该蜂房无线系统在声码器接收到第一信号之后，声码器向这样的基站发送信号，这些基站的信号至少部分在预定时间窗口中到达声码器。
按照本发明的方案特别是在软越区切换中具有多个优点。该方案中，声码器在不同的接收时刻接收基站所发送的信号。该方案采用的传输方法中，信号基本在接收到第一信号的同一时刻发送给基站。在按照本发明的方案中，声码器向这样的基站发送信号，这些基站的信号在预定时间窗口中到达声码器。如果需要，延时基站所接收的信号，使得基站可以将信号同时发送给用户终端。延时实际上例如在基站中进行。在按照本发明的方案中，TRAU和基站的总时延并不重要。重要的是基站之间的延时差。
下面结合按照附图的例子详细描述本发明，在附图中
图1示出了采用按照本发明方法的蜂房无线系统；图2示出了越区切换期间用户终端在蜂房无线系统中的移动；图3概要地示出了信号发送的定时。
图1示出了采用按照本发明方法的蜂房无线系统。按照本发明的方案可以应用于扩频系统，尤其是CDMA系统，但是本发明并不局限于前述系统。该蜂房无线系统包括多个用户终端10，20，基站100，200，300，基站控制器500和移动业务交换中心600。基站控制器500的功能是控制基站200，300。该蜂房无线系统还包括充当语音编码器的声码器400。该声码器位于例如TRAU中。就语音编码而言，声码器400可以按照已知技术实现。该图所示用户终端10实际上是例如移动电话。用户终端10，20和现有技术中所描述的一样。该图所示用户终端10，20包括天线11。基站100，200，300包括天线101。
移动业务交换中心600通过传输链路550连接到基站控制器500。基站控制器500通过传输链路450连接到声码器400。声码器400通过传输链路150与基站100通信，通过传输链路250与基站200通信，通过传输链路350与基站300通信。传输链路150，250，350，450和550例如通过PCM技术实现。这些传输链路也可以例如通过无线链路实现。在该图所示方案中，声码器400位于基站控制器500和基站100，200，300之间。但是，声码器400也可以位于蜂房无线系统的某个其它部件，例如位于基站控制器500或移动业务交换中心600中。
图2示出了越区切换期间用户终端10在蜂房无线系统中的移动。该图示出了每个基站100，200，300具有自己的覆盖区110，220，330。用户终端10首先在基站100的覆盖区110中移动。如果用户终端10建立到某个其它用户终端20的连接，则用户终端10发送信号给基站100。信号通过传输链路150传送到声码器400，并从声码器400进一步沿按照已知技术的路径传播到例如另一用户终端。信号从用户终端10，20通过基站100，200，300到声码器400的传播被称为反方向。
如果用户终端10与位于基站200覆盖区220中的用户终端20建立连接，则信号沿按照已知技术的路径传播到例如基站控制器500。该信号从基站控制器500传播到声码器400。声码器400通过传输链路250向基站200发送信号。基站200通过无线路径将接收的信号发送给用户终端20。信号从声码器400到基站100，200，300，并进一步从基站到用户终端10，20的传播被称为前向。根据蜂房无线系统的结构，信号在系统的不同网元，例如基站100，200，300，声码器400以及基站控制器500间传播时将被延迟。基站100，200，300在处理该信号时也引起信号时延。但是可以假定，基站100，200，300所引起的处理时延的长度基本相等。还可以假定，在与用户终端10通信的所有基站100，200，300中，基站100，200，300和用户终端10之间的空中接口上出现的时延基本相等。
声码器400和基站100，200，300所发送的信号由数据分组组成。由数据分组组成的信号被分成帧。这些数据分组包括帧编号域，其值例如设置为0到3。这些帧组成了超帧，帧编号取决于该帧在超帧中的位置。超帧的长度可以是例如80毫秒，数据分组的长度是20毫秒。基站200，300所发送的数据分组是同步的。数据分组包括例如编码语音。
假定用户终端10建立到另一用户终端20的连接。用户终端10在该连接期间以图2所示方式从基站100覆盖区110移动到到基站200覆盖区220。蜂房无线系统采用软越区切换，使得用户终端10所建立的连接不会被切断或干扰。在软越区切换期间，用户终端10同时与基站100，200通信，基站100，200向声码器400发送包含相同数据的数据分组。声码器400还向每个基站100，200发送一个包含相同信息的数据分组。之后，基站100，200向用户终端10发送包含相同数据的信号。
在上述情况下，在声码器400和基站100，200之间传送的信号中被延时。该延时会引起问题，因为在越区切换期间，基站100，200在不同时刻接收声码器400所发送的信号。在按照本发明的方案中，声码器400在从基站100，200接收到第一信号之后，向基站100，200发送信号。声码器400向基站100，200同时发送一个包含相同信息的信号。声码器400最好在接收到第一信号的同时，向基站100，200发送信号。声码器400如果在预置时间段内接收到基站100，200所发送的信号，那么它向基站100，200发送信号。实际上，该时间段的长度等于数据分组的长度，一般为20毫秒。
假定在越区切换期间，用户终端10向多个不同基站100，200，300发送信号。基站100，200，300接收信号并将其转发到声码器400。基站100，200，300基本同时将该信号发送给声码器400。实际上，发送是同时进行的，因为基站100，200，300是同步的。但因为基站100，200，300中这些信号到声码器400的路由选择不同，所以这些信号具有不同长度的时延。同时假定沿传输路线350传播的信号首先到达声码器400。进一步假定接收的信号例如在发送之后1微秒首先到达声码器400。在沿传输线路350传播的信号到达声码器时，声码器400同时向基站100，200，300发送包含相同转发信息的信号。
如果沿传输线路150和250到达声码器400的信号没有在预定时间段内到达，则阻止该信号到对应基站100，200的传输。因此，在前述情况下，不向基站100，200发送包含信息与发送给基站300的信号相同的信号。如果声码器400没有在接收到第一信号之后的至少20毫秒内接收到从基站100，200发送的信号，则不发送该信号。因此，基站100，200，300所发送的信号必须至少部分在从接收到第一信号的时刻起的特定时间段内到达声码器400。另一方面，充当声码器的TRAU和基站100，200，300之间的总时延，或者共同时延对本发明并不重要。在本发明中，总时延可以具有任意长度。
图3概要地示出了数据分组的发送定时。该图详细示出了三个基站100，200，300和声码器400在反方向和前向上的信号发送。在该图中，基站100，200，300基本在相同时刻发送信号给声码器400。该图中假定在基站100，200，300开始同时发送信号时，时间开始流逝。同时发送开始于时刻T0。声码器400在时刻T1＝1毫秒时接收基站300所发送的信号。基站100发送的信号在时刻T2＝10毫秒时到达声码器400，基站200发送的信号在时刻T3＝18毫秒时到达声码器400。因此，在发送的三个信号中，声码器400首先接收基站300所发送的信号。该图示出了生成该信号的一部分的数据分组的长度是20毫秒。因此，基站100，200，300所发送的信号至少部分在等于该数据分组长度的时间窗口中到达声码器400。
在时刻T1，声码器400接收基站100在反方向上发送的信号，声码器400同时在前向上向基站100，200，300发送信号。同时发送是可能的，因为声码器400所收发的信号是同步的。声码器400同时发送的所有这三个信号包含相同信息。声码器400在前向上发送的信号到达基站100，200，300所用的时间与信号从基站100，200，300到声码器400所用的时间相同。
声码器400所发送的信号首先被基站300接收。声码器400所发送的信号接着被基站100接收。声码器400所发送的信号最后被基站200所接收。基站100，200，300在相同的预定时间段内接收所发送的信号。在需要时，基站100，200，300延时声码器400所发送的信号，使得可以向用户终端10同时发送这些信号。在上述情况下，与基站200相比，基站300延时接收信号17毫秒，基站100延时接收信号8毫秒。基站100，200，300的同时发送是可能的，因为这些基站通过相同的同步信号同步。
下面公开应用于按照本发明的方法的一个公式。通过该公式可以预先计算接收数据分组之间的延时差和数据分组长度之间的一致性。
int{[min(T1，T2，...Tn)+max(T1，T2，...Tn)]/LDP}＝int{[2min(T1，T2，T3)]/LDP}
在该公式中，符号‘LDP’是指数据分组的长度，‘int’表示了整数形式，‘min’是选择最小值，‘max’是选择最大值。接收到数据分组的时刻由Tn(n＝1，2，3，...)来表示，其中例如T1表示接收到首先到达声码器的数据分组的时刻。如果将图2所示数据分组的发送时刻插入该公式，则形式如下int{[min(1ms，10ms，18ms)+max(1ms，10ms，18ms)]/20ms}＝int{[2min(1ms，10ms，18ms)]/20ms}该公式在解取最大和取最小函数之后形式如下int{[(1ms)+(18ms)]/20ms}＝int{[2(1ms)]/20ms}，进一步得到int{19/20}＝int{2/20}，即0＝0该情况下在预定时间段内接收到数据分组，因为在公式的两侧得到相等的数值。TRAU和基站之间的总时延，或公共时延可以是任意长度，只有基站之间的延时差必须满足上述公式。但是，通过增加数据分组的长度，可以增加对延时的容忍度。TRAU和基站之间通过卫星的延时可以是例如200毫秒。但是，就本发明而言，如果延时差满足上述公式的要求，则延时对系统的操作没有影响。
尽管以上结合按照附图的例子描述了本发明，但显然本发明并不局限于此，在后附权利要求书所公开的创新思想范围内，可以通过多种方式予以改进。
权利要求
1.蜂房无线系统中使用的一种传输方法，前述蜂房无线系统包括多个基站和至少一个声码器，基站和声码器彼此发送信号，多个基站基本同时发送信号，声码器在不同的接收时刻接收基本同时发送的信号，该方法在声码器接收到第一信号之后，向这样的基站发送信号，这些基站的信号至少部分在预定时间窗口中到达声码器。
2.根据权利要求1的方法，其中基本同时向基站发送信号。
3.根据权利要求1的方法，其中如果从基站接收的信号在接收到第一信号的时刻之后的预定时间窗口中到达声码器，则向前述基站发送信号。
4.根据权利要求1的方法，其中信号由数据分组组成，声码器接收到数据分组的时刻由符号Tn(n＝1，2，3，...)来表示，其中例如符号T1表示接收到到达声码器的第一信号的时刻，接收时刻由以下公式表示int{[min(T1，T2，...Tn)+max(T1，T2，...Tn)]/LDP}＝int{[2min(T1，T2，T3)]/LDP}在该公式中，符号‘LDP’是指数据分组的长度，‘int’表示了整数形式，‘min’是选择最小值，‘max’是选择最大值。
5.根据权利要求1的方法，其中基站发送的信号可以通过同一信号同步。
6.根据权利要求1的方法，其中信号由数据分组组成，预定时间窗口的长度等于数据分组的长度。
7.根据权利要求1的方法，其中信号由数据分组组成，通过改变数据分组的长度来调整时间窗口的大小。
8.根据权利要求1的方法，其中将信号发送给基站和从基站接收信号是同步的。
9.根据权利要求1的方法，其中如果需要，则基站延时该基站所发送的信号。
10.根据权利要求1的方法，该方法用于软越区切换中，其中声码器发送给基站的信号包含相同信息。
11.根据权利要求1的方法，其中蜂房无线系统包括在软越区切换期间同时与两个或多个基站通信的至少一个用户终端。
12.一种包括多个基站和至少一个声码器的蜂房无线系统，基站和声码器彼此发送信号，多个基站基本同时向声码器发送信号，声码器在不同的接收时刻接收基本同时发送的信号，该蜂房无线系统在声码器接收到第一信号之后，声码器向这样的基站发送信号，这些基站的信号至少部分在预定时间窗口中到达声码器。
13.根据权利要求12的蜂房无线系统，其中声码器基本同时向基站发送信号。
14.根据权利要求12的蜂房无线系统，其中如果从基站接收的信号在接收到第一信号的时刻之后的预定时间窗口中到达声码器，则声码器向前述基站发送信号。
15.根据权利要求12的蜂房无线系统，其中信号由数据分组组成，声码器接收到数据分组的时刻由符号Tn(n＝1，2，3，...)来表示，其中例如符号T1表示接收到到达声码器的第一信号的时刻，接收时刻由以下公式表示int{[min(T1，T2，...Tn)+max(T1，T2，...Tn)]/LDP}＝int{[2min(T1，T2，T3)]/LDP}在该公式中，符号‘LDP’是指数据分组的长度，‘int’表示了整数形式，‘min’是选择最小值，‘max’是选择最大值。
16.根据权利要求12的蜂房无线系统，其中基站发送的信号可以通过同一信号同步。
17.根据权利要求12的蜂房无线系统，其中信号由数据分组组成，预定时间窗口的长度等于数据分组的长度。
18.根据权利要求12的蜂房无线系统，其中信号由数据分组组成，通过改变数据分组的长度来调整时间窗口的大小。
19.根据权利要求12的蜂房无线系统，其中将信号从声码器发送给基站和声码器从基站接收信号是同步的
20.根据权利要求12的蜂房无线系统，其中如果需要，则基站延时声码器所发送的信号。
21.根据权利要求12的蜂房无线系统，其中声码器在软越区切换期间发送一个包含相同信息的信号给基站。
22.根据权利要求12的蜂房无线系统，该系统包括在软越区切换期间同时与两个或多个基站通信的至少一个用户终端。
全文摘要
本发明涉及一种传输方法和包括多个基站和至少一个声码器的一种蜂房无线系统,基站和声码器彼此发送信号,多个基站基本同时向声码器发送信号,声码器在不同的接收时刻接收基本同时发送的信号,该蜂房无线系统在声码器接收到第一信号之后,声码器向这样的基站发送信号,这些基站的信号至少部分在预定时间窗口中到达声码器。
文档编号H04W36/00GK1242917SQ97181183
公开日2000年1月26日 申请日期1997年12月19日 优先权日1997年12月19日
发明者米科·西拉 申请人:诺基亚电信公司