专利名称：确保远程通信网络中信息传输的质量的制作方法
技术领域：
本发明涉及确保信息包的信息传送质量的方法。此时此信息包通过编码保护，并且被交织到至少两个发送周期中，例如以TDMA技术实现的系统中的射频脉冲串，或是以CDMA技术实现的系统中的功率调整周期。
在数字远程通信系统中的语音和数据传输中，在传输链路中产生这样的传输错误，降低了传输信号的质量。通过待传输数字信号的出错纠正，例如通过信道编码和/或重传，以及通过位交织，传送质量和传输出错的容错能力都得到改善。采用信道编码，某种冗余数据加到待传输的数据上，依靠它的帮助，即使在传输期间信号有所毁损，在接收端仍能检出完美的原始数据。信道编码例如可用卷积码或用循环码来实现。重传用来既校正独立的传输错也校正信道编码以外的出错，借以通过受损帧的重传，校正信道编码传送中的任何出错。在待传输位交织情况下，几个码字的位混在一起，从而信号的相邻位会展开到几个射频脉冲串中。图2表示了语音脉冲串S1，S2和S3交织到射频脉冲串R1到R6中，图中显示的这个例子中，每个语音脉冲串S1到S3被交织到4个相继的射频脉冲串中，因为这种交织，即使整个一个射频脉冲串在信息传送过程中丢失，该信息仍可能被检出。
附图中的
图1是GSM系统(移动通信全球系统)的简单框图。移动台(MS)通过射频通道与某个无线电发送接收基站(BTS)相连接，在图1所示的情况下是与发送接收基站BTS1相连。基站子系统(BSS)包含基站控制器(BSC)和下属的发送接收基站BTS。从属于移动服务交换中心(MSC)的通常有几个基站控制器BSC。移动服务交换中心与其它的移动服务交换中心相连，并且通过移动服务交换中心网关(GMSC)，此GSM网络与另外的网络，如公共交换电话网PSTN，其它的公共陆地移动网PLMN或ISDN网络相连。整个系统受运行维护中心OMC的监控。
在移动通信系统中，发射功率控制是在移动台MS和/或在发送接收基站BTS完成，以便降低网络的噪声级别以及补偿射频通道的衰落。功率控制通常目的在于维持接收的信号恒定在尽可能低的几乎同一电平上，为的是维持接收信号的质量。当移动通信网络和移动台之间射频通信的信号和/或功率电平下降到低于想要的级别，发射功率的控制可在发送接收基站BTS和/或在移动台MS执行，以便改善射频通信。移动台MS的发射功率通常是通过专门的功率控制算法由固定的网络控制的。移动台MS测量从服务单元的发送接收基站BTS1收到的下行信号的接收电平(场强)和质量，而服务单元的发送接收基站BTS1测量从移动台MS收到的上行信号的接收电平(场强)和质量。根据这些测量结果和建立的功率控制参数，功率控制算法确定合适的发射功率电平，而后以功率控制命令将该功率电平通知移动台MS。在呼叫期间功率控制不断地在进行，例如，在TDMA类型的GSM系统中一般是一秒钟两次，而在CDMA类型的UMTS-WCDMA系统(通用移动远程通信系统)中一秒1600次。
在按时分多址(TDMA)技术实现的射频系统中，信号通过射频信道以射频脉冲串方式传送，某些脉冲串被保留为通信业务使用，例如用于传送语音脉冲串或用户数据。常常这种通信业务信道可被窃取为通信业务外使用，例如当信令的额外需求出现意外(突发信令)时。因此打算在被窃取射频脉冲串中传送的信息将不再被传送，但由于信息的编码和交织，有可能从接收到的射频脉冲串中译出要被传送的信息。然而，信息整个丢失的可能性，例如整个语音脉冲串丢失，随着信息包尾端的信息遭受传输通道传输出错的影响，将会明显地增长。
在码分多址(CDMA)射频系统中，其功能是基于扩展的频谱通信，待传输的数字信号被一特殊的杂凑码(hash code)而扩大，从而通信将扩展到宽波段的射频信道上。因此在同一时间几个用户可使用同一个宽波段射频信道，以传送经不同杂凑码处理的CDMA信号，在CDMA系统中，每个用户的特定杂凑码将在系统中产生一通信业务信道，在同样意义上就象TDMA系统中的时间槽。当需要时，通信业务信道的一个或多个功率控制周期可被窃取为信令使用，从而原来要在这些功率控制周期传送的信息将不再被传送。窃取功率控制周期另作它用造成丢失信息包的可能性增大，就象在TDMA系统中窃取射频脉冲串那样。
不连续传送(DTX)意味着一种机能，其中通过射频通道的传送移动台或发送接收基站可被切断，当待传输的信号对接收方不包含任何有意义的信息时，例如在语音的间歇期间，其目的是降低发送的电流消耗，这一点对移动台非常必要，同时以减低网络的噪声级别。不连续传送一般都知道与数字移动通信系统有关。被传送信号的语音功率(speechactivity)在移动台和发送接收基站被监示，并当没有语音信息时，向射频通道的发送被切断。当语音再度开始时，该语音被编码并以合适的时间间隔发送到射频通道上，例如在根据FRAMES FMA1并以WB-TDMA(宽带时分多址)技术实现的射频系统中，WB-BETH协议允许用户对换，也就是，连接被切断并且在发射切断的同时此射频脉冲串取作它用，而当语音再出现时连接再次迅速建立。借此用户一般不感觉任何语音质量的下降，信道变得顺畅。然而，当例如因发送接收基站暂时没有用以传送射频脉冲串的空闲信道，或信令命令在射频通道上有冲突，连接不可能按所要求的那样迅速地重新建立，上述情况就变得有问题了。在射频脉冲串不能被传送时，一个或多个射频脉冲串的信息因此而丢失。即使一个射频脉冲串未被传输都会相当大的增加丢失部分语音的损失概率，因为除了未传送这一点以外，还会在传输通道上造成其它的传输错误。
因而，上面提到的信息传输情况中的问题是丢失包含在射频脉冲串中或者在功率控制周期中的部分语音脉冲串，于是显著增加当时语音脉冲串丢失的可能性。另外，语音的质量也可能因而受损。
本发明的目的是降低经编码和交织的信息包丢失的概率，特别是当一个或多个发送周期因某种原因而未被传送时。
为实现上述目的，本发明提供一种确保移动通信网络中信息传送质量的方法，在这里信息在发送周期被传送，并且要被传输的信息包被编码及交织到一些发送周期中，其特征在于当至少一个发送周期未被发送时，增加与同一信息包发送有关的至少一个发送周期的发射功率。
本发明还提供一种确保移动通信网络中信息传送质量的方法，在这里信息在发送周期被传送，并且要被传输的信息包被编码及交织到一些发送周期中，其特征在于信息包丢失的概率在至少一个有关发送周期未被发送时进行估计，并且当通过增加发射功率，信息包的丢失概率被充分减少时，增加至少一个涉及同一信息包发送的发送周期的发射功率。
本发明是基于如下想法发射机为至少一个发送周期增加其发射功率。该周期中至少包含部分信息包，信息包的一部分未能被传送。当至少一个发送周期未被传送时执行发射功率的增加。当信息包被编码并被交织在几个发送周期之间时，规定增加发射功率从而降低了在这些要被发送的发送周期中的传输出错，并使得不至信息包整个丢失或信息传输质量的损害。丢失信息通过增加发射功率来弥补。在实施本发明的其它方法中，当至少一个发送周期没有被传输，并当该发射功率的增加能够挽救此信息包时，至少一个发送周期增加发射功率。
在本申请中，发送周期指的是一连贯的周期，该期间不能执行功率控制。也就是，当以最高频度执行功率控制时，在两个相继的功率控制之间的周期。在TDMA系统中发送周期包含一个射频脉冲串，而在CDMA系统中包含一个功率控制周期。
释放信道是按照本发明的方法的一个优点，例如在语音间歇时间，为作它用窃取射频脉冲串促使减少降低语音质量的风险。
对传送通道不增加额外的通信业务或信令是按照本发明的方法的另一个优点。
另外，按照本发明的方法的有利之处是可以借其帮助，迅速补偿信息包丢失概率的任何增长。
本方法还能得到这样的好处即减少重传的需要，从而会增加单元的容量。
按照本发明的方法还有一个优点。发射功率的增加可针对实际的需要，因为在始发方发送周期尚未送出，发射机知道确定那个接收不可能。
现将就优选实施例并参照附图中图1到图6所显示的例子，更为详细地说明本发明，其中
图1显示本发明所必要的移动通信网络的这些部分；图2显示最新型的交织信息包到几个射频脉冲串中；图3显示当一个射频脉冲串未被传送时，按照本发明的第一实施例的方法对射频脉冲串发射功率的作用；图4显示当一个射频脉冲串未被传送时，按照本发明的第二实施例的方法对射频脉冲串发射功率的作用；图5是按照本发明方法的第一和第二实施例的流程图；以及图6是按照本发明方法的第三实施例的流程图。
本发明可在任何移动通信系统方面使用。以下通过举例并主要就数字GSM移动通信系统和FRAMES FMA1无线网络方面，更为详细地说明本发明。图1显示前面曾做过描述的GSM网络的结构。关于GSM系统的更准确的说明，可参看GSM建议和“The GSM System for MobileCommunications”，M.Mouly & M.Pautet，Palaiseau，France，1992，ISBN2-9507190-0-7.一书。
在下面，按照本发明的第一实施例并参照图3，对本发明作更详细的说明。
图3以图例说明当射频脉冲串R32因某种原因未被传送时，按照本发明的方法的功能。例如当一射频脉冲串被窃作它用或当DTX切断以后暂时找不到空闲信道。示于图中的经编码的语音脉冲串S1和S2被交织到4个相继的射频脉冲串中，当语音脉冲串S1的第二个1/4未被传送时，包含语音脉冲串S1的另外几个射频脉冲串的发射功率按本发明被增加。在图3所示的例子中，是射频脉冲串R33和R34。还有语音脉冲串S2的第一个1/4也未被传送，因而按本发明包含语音脉冲串S2的其它几个射频脉冲串的发射功率要增加，在图3所示的例子中，除了射频脉冲串R33和R34外，射频脉冲串R35的发射功率要增加。射频脉冲串R36又以当前正常的功率发送，因为此射频脉冲串不再持有任何这种与丢失的射频脉冲串R2形成共同语音串的信息部分。
图4说明按照本发明的方法的第二实施例。如果发射机能够预测未能被传送的射频脉冲串，按照本发明的方法也可以用到这种射频脉冲串上。这些脉冲串要在预计未能被传送的射频脉冲串之前被传送，而且这些脉冲串与同一语音脉冲串部分的传送有关。在图4所示的情况下，例如由于信令的窃取，发射机事先知道射频脉冲串R42不可能被传送。根据本发明，发射机增加这些射频脉冲串的发射功率，在那里其它部分转发在射频脉冲串R42被丢失的语音脉冲串部分。因此包含语音脉冲串S1的射频脉冲串R41，R43和R44以增加的发射功率传送，这中间除去了包含语音串S2的射频脉冲串R45。为确保与此语音脉冲串有关的其它射频脉冲串能以增加的发射功率传送以及能从本发明方法得到全部好处，n-1脉冲串之前要求知道未能被传送的射频脉冲串，这里n是交织深度。
图5显示按照本发明方法的第一和第二实施例的流程图。在点51作出检查以找出是否曾有某个射频脉冲串未被传送。在流程中传送发生在点53，例如当射频脉冲串被窃做它用或在DTX切断之后暂时找到空闲信道。在点53那些其它的射频脉冲串被标识，它们包含与未被传送的射频脉冲串共用的部分信息包。在这里对在未能被传送的射频脉冲串之前，要被传送的射频脉冲串和/或在未能被传送的射频脉冲串之后要被传送的与同一信息包有关的射频脉冲串做出标识，这取决于发射机是否能预先知道未能被传送的射频脉冲串。在点55这些被标识的其它射频脉冲串以某种预定的方式增加发射功率。
在本发明的其它实施例中，发射功率增加至少是那些包含与丢失的发送周期有相同信息包的一个发送周期，例如一个射频脉冲串，这样不易使信息包丢失。然而，发射功率增加最好尽可能多的涉及丢失信息的发送周期。
图6显示本发明方法的第三实施例。在点61检查是否射频脉冲串未能被传送。在此流程中传送发生在点63，例如当射频脉冲串被窃作它用或在DTX切断以后暂时未找到空闲的信道。在点63在未能传送串之前和/或之后包含与未能传送的射频脉冲串共同的部分信息包的那些射频脉冲串被标识。在点64检查是否此信息包仍能按本发明增加发射功率而被挽救。这种检查例如可通过丢失射频脉冲串的数量和交织深度与编码深夜之比来实现，或以某种方法估计信息包丢失概率来实现。如果信息包有可能被挽救，也就是按本发明增加发射功率后信息包丢失概率会充分减少，依此看来此信息包可被接收和被解释，则在点55较早时候被标识的其它射频脉冲串的发射功率按某种预定方式增加。然而，如果太多的与该信息包相关的射频脉冲串已经丢失，即使增加余下的脉冲串的发射功率，该信息也不能被成功地传送。这时信息包的剩余部分不再传送，射频脉冲串的发射功率也不再增加(点67)。
按照本发明的增加发射功率可用不同的方法实现，例如按某一恒定值如3db增加功率，增加功率达到最大功率，或按这样的方法在交织周期期间发射功率保持恒定，也就是在每个交织周期传送能量维持一样的值。发射功率例如也可以仅在信息包仍能挽救时才增加。否则传送此信息包的其它部分完全没有意义。但即使不传送信息包的剩余部分，网络的噪声水平可能降低，就像本发明的第三实施例所说明的那样，从增加发射功率可得到的好处例如可通过比较丢失射频脉冲串的数量和交织深度与编码深度之比来做出估计。例如，如果语音脉冲串交织到4个射频脉冲串中，而且该卷积码深度是1/2，使用本发明的方法当两个射频脉冲串已经丢失时它仍然是有价值的，但如果这些传送语音串的三个射频脉冲串未能被传送，则即使通过增加发射功率此语音串也不能被挽救。新增的发射功率能够被规定，例如按照下面的公式NewTxP[W]={min[MaxTxP.OldTxP]0*(i_size/(i_size-lost_slots));lost_slots/i_size<coding_rate;else]]>其中NewTxP是增加的发射功率。OldTxP是当前的发射功率，MaxTxP是最大发射功率，i_size是交织深度，lost_slots是在交织周期期间丢失的射频脉冲串，而coding_rate是编码深度。新增加的射频脉冲串的发射功率，当射频脉冲串包含n个语音脉冲串的信息时，例如可按第一个能被解码的语音脉冲串来规定。按表示在上面的公式计算出的增加的发射功率被舍入到合适的功率等级。如仅有部分射频脉冲串被窃作它用，则lost_slots被定义为被窃信息位与全部信息位的比。
在本发明的一有利的实施例中，在连接建立之初，例如在呼叫建立的开始，从网络到终端设备的信令被执行，终端设备允许开始使用按照本发明的功能，并从而要求按照本发明对要求的射频脉冲串增加发射功率。在收到此允许以后，终端设备在信息传送连接期间当传送信息时，将执行按照本发明的功能，并准备接受按本发明情况下的增加的功率电平。
附图以及关于它们的说明只想解释本发明的概念，按照本发明方法的细节可在本权利要求书范围内变化。虽然本发明在上面主要就关于语音脉冲串的传送做出了说明，此方法也可被用于其它种类的传送，例如数据的传送。此方法适合用于不同类型的信道编码和交织，既适用于打包形式的传送也适用于电路交换的传送，尤其是用在延时敏感的服务，例如语音传送中。按照本发明的功能适合在移动通信系统中的发送接收基站和/或移动台/终端设备上实现。此方法也可用于除所说的在TDMA和CDMA系统中发送周期的未能被传送之外的情况，例如如果同步被暂时地丢失，或如果某种另外的纠错功能或检测功能造成至少一个发送周期(例如一射频脉冲串)的未能被传送。
权利要求
1.一种确保移动通信网络中信息传送质量的方法，在这里信息在发送周期被传送，并且要被传输的信息包被编码及交织到一些发送周期中，其特征在于当至少一个发送周期未被发送时，增加与同一信息包发送有关的至少一个发送周期的发射功率。
2.根据权利要求1的方法，其特征在于发射功率增加的这些发送周期，是未被发送的发送周期之后要发送的周期，并且它们涉及同一信息包的发送。
3.根据权利要求1或2的方法，其特征在于发射功率增加的这些发送周期，当未发送能被预测时，它们领先于要发送的发送周期，并且它们涉及同一信息包的发送。
4.根据权利要求1的方法，其特征在于发射功率按预设的常数值增加。
5.根据权利要求1的方法，其特征在于发射功率按这样的方式增加，在交织周期期间发送的功率等于预先设定的总功率。
6.根据权利要求4或5的方法，其特征在于增加发射功率的发送周期按照能被解码的第一个信息包来确定。
7.根据权利要求1的方法，其特征在于发射功率增加到最大功率。
8.根据权利要求1的方法，其特征在于在信息传送启动之前，在信息传送参加方之间通知该方法的引入。
9.一种确保移动通信网络中信息传送质量的方法，在这里信息在发送周期被传送，并且要被传输的信息包被编码及交织到一些发送周期中，其特征在于信息包丢失的概率在至少一个有关发送周期未被发送时进行估计，并且当通过增加发射功率，信息包的丢失概率被充分减少时，增加至少一个涉及同一信息包发送的发送周期的发射功率。
10.根据权利要求9的方法，其特征在于当通过增加发射功率而不可能充分降低信息包丢失的概率时，信息包的剩余部分不再发送。
11.根据权利要求10的方法，其特征在于发射功率增加的这些发送周期，是未被发送的发送周期之后要发送的周期，并且它们涉及同一信息包的发送。
12.根据权利要求10或11的方法，其特征在于发射功率增加的这些发送周期，当未发送能预测时，它们领先于未被发送的发送周期，并且它们涉及同一信息包的发送。
13.根据权利要求9的方法，其特征在于发射功率增加一预设的常数值。
14.根据权利要求9的方法，其特征在于发射功率按这样的方式增加，在交织周期期间发送的功率等于预先设定的总功率。
15.根据权利要求13或14的方法，其特征在于增加发射功率的发送周期按照能被解码的第一信息包来确定。
16.根据权利要求9的方法，其特征在于发射功率增加到最大功率。
17.根据权利要求10的方法，其特征在于在信息传送启动之前，在信息传送参加方之间通知该方法的引入。
全文摘要
采用按照本发明的方法,在远程通信网络中信息传送的质量可得以确保,在那里,信息包被编码并交织到至少两个发送周期中。本发明的方法的特征在于其中当至少一个发送周期未能传送时,涉及同一信息包的传送的至少一个发送周期的发射功率增加。在本发明的另外实施例中,方法的特征在于当至少一个发送周期未能传送,并且通过增加发射功率,信息包丢失概率能充分减小时,增加同一信息包的至少一个发送周期的发射功率。
文档编号H04B7/005GK1262822SQ99800362
公开日2000年8月9日 申请日期1999年3月23日 优先权日1998年3月23日
发明者安蒂·拉朴特莱恩 申请人:诺基亚网络有限公司