專利名稱：在無線通信中重傳話音分組的系統(tǒng)和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明通常涉及無線通信系統(tǒng)，更特別地，本發(fā)明涉及無線話音通信系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
在無線通信系統(tǒng)中，便攜式或移動通信設(shè)備(例如，便攜式或移動無線電話)可以配置成允許相關(guān)設(shè)備組的成員將話音消息發(fā)送到基站，然后基站向該組中的其它設(shè)備廣播該消息。例如，當(dāng)一個(gè)人對他的設(shè)備講話時(shí)，小組的其它成員接收該通信并且能夠在他們的設(shè)備上收聽。作為選擇，便攜式或移動設(shè)備只可以與一個(gè)其它設(shè)備通信。
與便攜式通信設(shè)備不同，移動通信設(shè)備(例如移動電話)典型地從交通工具的電池上獲得能量。而便攜式通信設(shè)備典型地從便攜式設(shè)備的電池上獲得能量。在操作中，當(dāng)通信設(shè)備以半雙工模式工作時(shí)，該設(shè)備發(fā)送或接收話音，但不同時(shí)發(fā)送和接收話音。因此，在半雙工模式下，希望通話的用戶在該設(shè)備上按壓按鍵通話按鈕以允許用戶通話，同時(shí)一個(gè)或多個(gè)用戶接收該通信，并且那些用戶只能收聽該通信。作為選擇，當(dāng)以全雙工模式工作時(shí)，該設(shè)備可同時(shí)發(fā)送和接收話音。例如，在以全雙工模式工作時(shí)，該設(shè)備和另一個(gè)以全雙工模式工作的設(shè)備通信，允許同時(shí)發(fā)送和接收話音。
無線發(fā)送的話音的質(zhì)量可能受到多徑衰落的影響，這在數(shù)字發(fā)送數(shù)字化的壓縮話音分組(也稱為話音決)時(shí)產(chǎn)生誤差。與來自以較慢速率(例如5mph)移動的便攜式電話設(shè)備發(fā)送的多徑衰落持續(xù)時(shí)間相比，來自以較快速率(例如每小時(shí)60英里(mph))移動的移動電話設(shè)備發(fā)送的持續(xù)時(shí)間可能比較短(＜5毫秒(msec))。因此，例如，對可能的多徑衰落持續(xù)時(shí)間的影響例如取決于通信設(shè)備的用戶是在小汽車上移動還是在步行。例如，已經(jīng)知道用諸如Reed Solomon(里德-所羅曼)碼之類的誤差檢測和糾正碼來檢測和糾正話音分組內(nèi)的誤差。然而，這些誤差檢測和糾正碼在糾正具有長持續(xù)時(shí)間多徑衰落的話音分組內(nèi)的誤差時(shí)并不總是有效的。此外，誤差檢測和糾正的效果還受到通信設(shè)備類型的影響。例如，由于便攜式電話設(shè)備典型地使用它自己的內(nèi)部電源，因此便攜式電話設(shè)備通常用比移動電話設(shè)備更小的功率發(fā)送，從而加劇了多徑衰落的問題。
已經(jīng)知道在分組技術(shù)中，在檢測到分組誤差時(shí)，使用分組重傳來提高發(fā)送質(zhì)量。在該方案中，在誤差檢測和糾正碼不能糾正發(fā)送中的誤差時(shí)，例如，請求發(fā)送器重傳未能以可用的形式發(fā)送和接收的分組。不可用的形式可以是接收的帶有誤差的分組，其中該誤差不能通過誤差檢測和糾正方案來糾正。在這里，以可用形式接收的分組等同于以可糾正形式接收的分組。然而，對于話音分組，話音分組重傳的話音等待時(shí)間導(dǎo)致了延遲，從而對接收該話音分組的用戶帶來顯著的延遲(例如，在收到的話音中的延遲)。例如，在發(fā)送實(shí)時(shí)話音時(shí)(與從存儲介質(zhì)發(fā)送流話音相比)，為了使話音延遲不顯著，該發(fā)送需要典型地在從源生成起1/4秒內(nèi)由使用者接收到。對于未能以可用形式發(fā)送或接收的分組的話音分組重傳可能會造成會話中的話音延遲大于1/4秒，該延遲變的顯著，并給使用者帶來煩惱。在實(shí)時(shí)分組化話音通信中，接收到的話音發(fā)送不是作為連續(xù)流被提供的，并且增加的話音等待時(shí)間(例如，由于分組延遲)可以降低用戶滿意度并且為某些用戶所不能接收(例如，對時(shí)間敏感的會話)。

發(fā)明內(nèi)容
通過一種控制無線通信的方法來提供解決方案。該方法包括以比話音分組生成速率更快的速率將話音分組從基站發(fā)送到通信設(shè)備。該方法還包括確定發(fā)送的話音分組是否成功地被接收到，如果沒有成功接收到所發(fā)送的話音分組，則重傳所述話音分組。由預(yù)定值來限制重傳的次數(shù)。
還通過一種控制無線通信的方法來提供解決方案。該方法包括以大于入站(inbound)話音分組的生成速率的速率將入站話音分組從第一通信設(shè)備發(fā)送到基站。
該方法還包括響應(yīng)于在基站從最后一次發(fā)送中接收入站話音分組，通過第一通信設(shè)備從基站接收解碼狀態(tài)，該解碼狀態(tài)指示最后一次發(fā)送的入站話音分組是否以可糾正形式被基站接收。當(dāng)解碼狀態(tài)向第一通信設(shè)備指示第一通信設(shè)備最后一次發(fā)送的入站話音分組以不可糾正的形式被基站接收時(shí)，第一通信設(shè)備向基站重傳該入站話音分組。第一通信設(shè)備將從第一通信設(shè)備到基站的重傳次數(shù)限制到預(yù)定值。
還可通過一種無線通信系統(tǒng)來提供解決方案，該無線通信系統(tǒng)包括基站和多個(gè)用來與基站通信的通信設(shè)備。將多個(gè)通信設(shè)備中的第一通信設(shè)備配置成以大于入站話音分組生成速率的速率將入站話音分組發(fā)送到基站。將基站配置成響應(yīng)于從第一通信設(shè)備接收到入站話音分組而將解碼狀態(tài)發(fā)送到第一通信設(shè)備，該解碼狀態(tài)指示入站話音分組是否以可糾正的形式被基站接收。當(dāng)基站向第一通信設(shè)備發(fā)送的解碼狀態(tài)指示最后發(fā)送的入站話音分組以不可糾正的形式被基站接收時(shí)，第一通信設(shè)備還配置成將入站話音分組重傳至基站。第一通信設(shè)備還配置成將入站話音分組重傳至基站的次數(shù)限制到預(yù)定值。


現(xiàn)在將通過實(shí)例并參考附圖來描述本發(fā)明，其中圖1是圖示無線通信系統(tǒng)典型實(shí)施例的示意圖。
圖2是表示來自快速移動的移動設(shè)備的無線通信的典型多徑衰落的曲線圖。
圖3是表示來自慢速移動或靜止的便攜式設(shè)備的無線通信的典型多徑衰落的曲線圖。
圖4是圖示根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的無線通信系統(tǒng)中話音分組重傳方法的流程圖。
圖5是圖示根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例用于在無線通信系統(tǒng)中傳送分組的控制器的框圖。
圖6是圖示根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的協(xié)議方案的示意圖。
圖7是圖示本發(fā)明協(xié)議方案實(shí)施例的使用和定時(shí)實(shí)例的時(shí)序圖。
圖8是圖示根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的一種更具體的用于在無線通信系統(tǒng)中重傳話音分組的方法的流程圖。
具體實(shí)施例方式
圖1是圖示無線通信系統(tǒng)10的典型實(shí)施例的示意圖。具體地，無線通信系統(tǒng)10包括基站12，其中該基站12例如在出站(outbound)信道14上將話音發(fā)送到一組18移動通信設(shè)備20，22，24和26(例如，移動電話設(shè)備或其它用戶設(shè)備)。雖然將通信設(shè)備20，22，24和26表示為移動通信設(shè)備(例如，安裝在小汽車內(nèi)的電話設(shè)備)，但是該通信設(shè)備可以是任意類型的移動或便攜式設(shè)備(例如，便攜式蜂窩電話)或它們的組合。還提供入站信道16，并且該入站信道16可以在特定時(shí)間將其帶寬的一部分分配給一個(gè)通信設(shè)備(比如通信設(shè)備22)，以將消息傳送到基站12。接著基站12可以在出站信道14上將該消息傳送到另一通信設(shè)備(例如，通信設(shè)備24)。此外，雖然在圖1中只示出了一個(gè)基站12，但是無線通信系統(tǒng)10可包括多個(gè)基站，每個(gè)基站為多個(gè)通信設(shè)備提供服務(wù)。在一個(gè)實(shí)施例中，可以將通信設(shè)備組織成話音小組，其中來自小組中的一個(gè)成員的話音發(fā)送直接或者通過基站網(wǎng)絡(luò)被傳送到小組中的其他成員。在另一實(shí)施例中，在由一個(gè)或多個(gè)基站12提供服務(wù)的兩個(gè)通信設(shè)備之間提供通信。
在操作中，例如，出站信道14將話音數(shù)據(jù)從基站12傳送到基站12覆蓋區(qū)域內(nèi)的所有用戶電話設(shè)備。例如，在入站信道16上從電話設(shè)備22接收的話音數(shù)據(jù)在出站信道14上發(fā)送到通信設(shè)備20，24和26。在各種實(shí)施例中，出站信道14以話音分組形式傳送在入站信道16上接收的話音。例如，入站信道16從用戶電話設(shè)備(例如通信設(shè)備20、22、24和26)以入站話音分組的形式將話音數(shù)據(jù)傳送到基站12。然后，基站12可以在用于通信的出站信道14上將在入站信道16上收到的發(fā)送傳送(也稱為重傳)到覆蓋區(qū)域內(nèi)的其它話音小組成員。也可以將入站信道16上的發(fā)送傳送到其它基站12，用于由那些基站12提供服務(wù)的小組成員。
圖2是表示典型的來自以較快速率(例如，約60mph)移動的通信設(shè)備的無線通信的多徑衰落曲線圖28。(圖1中示出的)接收基站12的多徑衰落持續(xù)時(shí)間取決于距發(fā)送設(shè)備的距離，并取決于發(fā)送設(shè)備相對于接收基站12移動的速率。如曲線圖28所示，速率較快時(shí)，可以得到由下降的垂直尖峰信號例如尖峰信號30所代表的短持續(xù)時(shí)間的多徑衰落。這些尖峰信號30的持續(xù)時(shí)間通常約為5msec或更小。在這些具有短持續(xù)時(shí)間多徑衰落的信號中的誤差可以使用Reed Solomon碼來糾正。
圖3是表示典型的來自以較慢速率移動(例如，5英里/小時(shí)或更小的行走速率)的通信設(shè)備(例如便攜式或移動電話設(shè)備)的無線通信的多徑衰落曲線圖32。如曲線圖32所示，速率較慢時(shí)，得到例如由尖峰信號34表示的、比曲線28中示出的更寬的多徑衰落。代表多徑衰落持續(xù)時(shí)間的這些更寬的尖峰信號34的持續(xù)時(shí)間通常大于5毫秒(ms)。在具有更長持續(xù)時(shí)間多徑衰落的這些信號中的誤差，可能無法使用檢測和糾正碼(例如，Reed Solomon碼)而得到令人滿意的糾正。因此，可能導(dǎo)致更差的話音發(fā)送。
圖4是圖示根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的無線通信系統(tǒng)中話音信號(例如，話音分組/塊)重傳方法的流程圖400。具體地，在402，發(fā)送話音分組/塊。應(yīng)當(dāng)指出的是，話音分組例如可以從基站發(fā)送到通信設(shè)備或者從通信設(shè)備發(fā)送到基站?？梢园腚p工或全雙工方式提供該發(fā)送。在404做出關(guān)于是否在接收設(shè)備(例如，基站)以可用形式從發(fā)送設(shè)備(例如，通信設(shè)備)接收分組的判斷。判斷結(jié)果可以以例如作為解碼狀態(tài)控制塊中的解碼狀態(tài)的協(xié)議返回。在404，如果原始發(fā)送設(shè)備做出判斷，該分組以可用形式被接收，那么在406從發(fā)送設(shè)備發(fā)送下一個(gè)分組。作為選擇，如果在404確定分組并不是以可用形式被接收，則在408由發(fā)送設(shè)備確定是否已經(jīng)達(dá)到預(yù)定的重傳次數(shù)限制。如果已經(jīng)達(dá)到限制，則發(fā)送設(shè)備不再重傳錯(cuò)誤接收的分組，而是在410發(fā)送等待發(fā)送的下一個(gè)分組。如果還沒有達(dá)到限制，則在412，發(fā)送設(shè)備重傳錯(cuò)誤接收的分組。
可選擇的是，在一個(gè)實(shí)施例中，如在這里更加詳細(xì)描述的，用來確定限制(例如，重傳可以發(fā)生的次數(shù))的計(jì)數(shù)器基于預(yù)定的存儲值，該預(yù)定的存儲值是基于申請以及申請呼叫的優(yōu)先權(quán)。如在這里進(jìn)一步描述的，由于話音分組的發(fā)送速率快于話音分組的生成速率，所以話音分組的發(fā)送在準(zhǔn)備發(fā)送下一個(gè)話音分組之前完成。
例如，在一個(gè)實(shí)施例中，分組的發(fā)送占用30毫秒，而分組的生成占用90毫秒(例如，帶有90毫秒話音的分組)。在分組發(fā)送之后且下一個(gè)分組準(zhǔn)備好發(fā)送之前的時(shí)間可用來重傳以前錯(cuò)誤接收的話音分組，而不會過度影響話音等待時(shí)間。
圖5是圖示根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例用于在無線通信系統(tǒng)中傳送話音分組的控制器512的框圖500?？刂破?12在接收器516上接收話音分組510。在一種操作模式下，接收器516可以在存儲器518的緩沖器524中將收到的話音分組510緩存為緩沖的話音分組530。作為選擇，在另一種模式下，接收器516可以通過話音編碼器/解碼器(聲碼器)519的壓縮/解壓縮部件517來傳送收到的話音分組510。然后在緩沖器524中，該壓縮/解壓縮的話音結(jié)果作為話音分組530被緩存。緩沖器524為收到的話音分組510提供存儲，直到緩存的話音分組530被發(fā)送器522發(fā)送并作為發(fā)送的話音分組514被下一個(gè)實(shí)體(例如，示于圖1中的基站12)成功接收到。如圖4中所示，存儲器518的存儲信息部件526為預(yù)定數(shù)據(jù)(例如，所允許重傳次數(shù)限定值的預(yù)定存儲值)提供存儲。CPU 520執(zhí)行一組存儲的程序指令528，以執(zhí)行如在本發(fā)明的各種實(shí)施例中所描述的控制器512的操作。
在一種操作模式中，例如，控制器512接收用戶說出的話音，并將該話音發(fā)送到基站。例如，收到的話音分組510是用戶說出的未經(jīng)壓縮的話音。在此模式下，接收器516首先使用壓縮/解壓縮部件517壓縮話音分組510，并且經(jīng)壓縮的話音分組被緩存到緩沖器524中，作為已緩存的話音分組530。已緩存的話音分組530作為發(fā)送話音分組514由發(fā)送器522發(fā)送。例如，發(fā)送話音分組514可由基站12接收。
作為選擇，在另一種操作模式中，例如，控制器512例如從基站接收經(jīng)壓縮的、且將通過揚(yáng)聲器輸出的話音。收到的話音分組510是將被解壓縮和輸出的壓縮話音。接收器516首先使用壓縮/解壓縮部件517解壓縮話音分組510，將經(jīng)解壓縮的話音分組緩存到緩沖器524中，作為已緩存的話音分組530。已緩存的話音分組530作為發(fā)送話音分組514由發(fā)送器522發(fā)送到揚(yáng)聲器，揚(yáng)聲器將該話音/聲音輸出。
在另一種備選操作模式中，控制器512接收壓縮話音，并例如在基站內(nèi)發(fā)送該壓縮話音。該收到的話音分組510是壓縮話音，且接收器516將收到的話音分組510傳送到緩沖器524中，作為已緩存的話音分組530。經(jīng)緩存的話音分組530作為發(fā)送話音分組514由發(fā)送器522發(fā)送到另一個(gè)控制器512的另一個(gè)接收器516。
在一個(gè)實(shí)施例中，例如，先進(jìn)的多帶激勵(lì)(AMBE)壓縮技術(shù)提供比話音分組生成速率更高的話音分組發(fā)送速率。2400比特/秒(bps)的聲碼器519利用AMBE將90ms的模擬話音壓縮為在約30ms內(nèi)發(fā)送的分組，該聲碼器519創(chuàng)建了所謂的備用帶寬(BW)。該備用BW可以幾種方式使用。例如，通使用比2400bps聲碼器具有更高速率的聲碼器(例如，4800bps聲碼器)，備用BW可用于提高話音質(zhì)量(聲碼器內(nèi)的變化等效于具有更高的模擬話音信號采樣速率)。然而，由于最近版本的低速(例如2400bps)聲碼器產(chǎn)生相當(dāng)高質(zhì)量的話音，因此質(zhì)量上的改進(jìn)不是很顯著。作為選擇，備用BW可用來提高誤差檢測/糾正(EDC)能力，例如，與已知的RS(63，45)碼形成對比，可以使用Reed Solomon(63，33)碼[RS(63，33)碼]。然而，由RS(63，33)碼所提供的更大量的EDC能力并不足以處理在經(jīng)歷長多徑衰落的話音分組中的誤差檢測和糾正。因此，如在此描述的，通過使用備用BW來重傳由接收站(例如，基站或通信設(shè)備)錯(cuò)誤接收的話音分組，可以提供更大的改進(jìn)。選擇適當(dāng)?shù)腞eed Solomon碼(例如，RS(63，45)碼)可以為經(jīng)歷長多徑衰落的話音分組提供話音分組中的誤差檢測一雖然RS(63，45)碼可能不能糾正發(fā)現(xiàn)的誤差。
因此，接收站可以發(fā)信號通知發(fā)送站(例如，基站或者通信設(shè)備)重傳失敗的分組。
對錯(cuò)誤接收的、且不可糾正的話音分組(例如，失敗的話音分組)的重傳提供了一種糾正經(jīng)歷長多徑衰落的帶有誤差的話音分組的方式。
圖6是圖示根據(jù)本發(fā)明的協(xié)議實(shí)施例36的示意圖，該協(xié)議比如可用于使用控制器512來糾正與以較慢速率(例如，5英里/每小時(shí)或更小)移動的通信設(shè)備相關(guān)的多徑衰落。圖6表示了2個(gè)時(shí)分多址(TDMA)協(xié)議36，其中通信信道，例如出站信道52和入站信道54，被分成時(shí)隙(TS)。例如，在一個(gè)實(shí)施例中，通信信道被分成時(shí)隙“A”(TS 38)和時(shí)隙“B”(TS 40)。作為例子，TS 38和TS 40一起形成60ms的時(shí)間間隔，其中，TS 38和TS 40各自的持續(xù)時(shí)間為30ms。給定的TS(例如，TS38)周期性地重復(fù)，并且在分配到特定用戶或通信設(shè)備時(shí)，向用戶或通信設(shè)備提供使用該信道的時(shí)間周期。例如，在一個(gè)實(shí)施例中，TS 38一秒發(fā)生約16.6次，因此，每秒為所分配的用戶提供500ms的信道使用時(shí)間。
如圖6所示，協(xié)議36在出站信道52的每個(gè)時(shí)隙中包括多個(gè)控制塊42(CB 42)。在操作中，當(dāng)通信設(shè)備需要一個(gè)TS來和基站12通信時(shí)，在入站信道54上做出信道接入請求44(在圖1中示出)。獲得TS，允許例如電話設(shè)備將話音分組發(fā)送到基站，以便不干擾來自其它通信設(shè)備的話音分組發(fā)送或與其發(fā)生碰撞。在話音發(fā)送期間，話音信號被數(shù)字化，并作為話音塊中的單個(gè)的話音分組被發(fā)送，其中，話音塊例如是如圖6中所示的話音塊46，48和50。兩個(gè)話音塊可包括同樣的話音分組，例如，話音塊46和48包括同樣的話音分組1，所述話音分組1如在此描述的正在被重傳。因此，話音塊48中的話音分組可以是在話音塊46中的話音分組的重傳。各種實(shí)施例都提供了比話音分組生成速率更快的話音分組發(fā)送速率(例如，以比話音幀/塊/分組的生成速率更快的速率發(fā)送該幀/塊/分組)。以比分組生成速率更快的速率發(fā)送話音分組允許話音分組的重傳，以便不帶來不可接受的延遲或話音等待時(shí)間。
在操作中，每兩個(gè)發(fā)送的話音分組可以提供話音分組重傳(例如，話音塊48是話音分組1的重傳，該話音分組1在話音塊46中發(fā)送)，其不增加話音等待時(shí)間。
在一個(gè)實(shí)施例中，通過在控制塊42(CB 42)中發(fā)送指示入站話音分組的最后一次發(fā)送以不能糾正的形式被基站12錯(cuò)誤地接收的解碼狀態(tài)，基站向通信設(shè)備指示需要重傳話音分組，例如，基站12指示給通信設(shè)備22(兩個(gè)都在圖1中示出)。例如，RS(63，45)碼檢測到誤差，但是不能糾正該檢測到的誤差，并且發(fā)送解碼狀態(tài)來指示該失敗。
使用協(xié)議36，電話設(shè)備用戶，例如，通信設(shè)備22，首先請求時(shí)隙(TS)來用于將話音傳送到基站12。例如，用戶按壓電話設(shè)備上的按鍵通話按鈕，信道接入請求44在可用時(shí)隙(例如，TS 38)中在入站信道54上發(fā)送到基站12。基站12通過在出站信道52的TS 40的控制塊(CB)42中包括請求者所使用的TS 38的分配來響應(yīng)對TS的請求。通過使用分配的TS 38，用戶能夠?qū)⒃捯舭l(fā)送到基站12(例如，話音塊46)。如果話音塊46在基站錯(cuò)誤地被接收，例如，由于如這里描述的多徑衰落的結(jié)果，基站12首先嘗試使用RS(63，45)碼來糾正在話音塊46中的檢測誤差。
如果話音塊46不能糾正(例如，通信設(shè)備以較低速度移動)，基站12以解碼狀態(tài)編碼TS 40的CB42，該解碼狀態(tài)指示接收的話音塊46未能糾正。
在接收到CB 42時(shí)，如圖6中所示，用戶電話設(shè)備在話音分組48中重傳話音分組1。應(yīng)當(dāng)指出的是，當(dāng)塊46和48承載同樣的話音分組1時(shí)，在話音塊中編碼的話音分組序列號是不變的。應(yīng)當(dāng)指出，分組序列號可由接收站使用以確定，例如，是否已收到復(fù)制的入站話音分組或入站話音分組是否在接收到的入站話音分組序列中丟失。如下所述，允許用戶電話設(shè)備重傳預(yù)定次數(shù)，如果超過該重傳次數(shù)，則不再提供另外的重傳并丟棄該話音數(shù)據(jù)。如果在重傳之后，基站12又接收到帶有不可糾正誤差的話音分組1，則基站12在CB 42中發(fā)送指示該失敗的解碼狀態(tài)，如果還沒有超過重傳限制，則通信設(shè)備重傳該話音分組。根據(jù)用戶小組(例如，SWAT團(tuán)隊(duì)或消防員或工作組)的應(yīng)用或類型，相應(yīng)地設(shè)定預(yù)定的重傳次數(shù)，例如，當(dāng)正在發(fā)送的數(shù)據(jù)的時(shí)間敏感性增加時(shí)，允許更少的重傳。當(dāng)話音分組1或話音分組1的重傳最終以可用形式或者可糾正形式被接收時(shí)，或者一旦超過了預(yù)定的重傳限制時(shí)，則將下一個(gè)話音分組(例如，話音分組2)發(fā)送到基站12。
如果在收到的序列中丟失了該話音分組，則可以使用多種方法來處理這種狀況。
例如，一種用于處理丟失的話音分組的方法包括通過限制用于重傳的話音塊數(shù)來延遲發(fā)出聲音的開始。作為選擇，可以在接收第一話音分組之后立即發(fā)出聲音，并且通過發(fā)出一段時(shí)間的靜音(例如“無聲”幀)、或通過重復(fù)以前的話音幀、或通過在話音幀之間進(jìn)行插補(bǔ)來處理任何后續(xù)的間隙。
圖6中示出的例子是用于半雙工模式的，其中通信設(shè)備可以發(fā)送或者接收，但是不能同時(shí)發(fā)送和接收。因此，只在入站信道上示出了重傳。然而，協(xié)議36可以結(jié)合下述的全雙工模式來實(shí)施。因此，在操作中，基站12從通信設(shè)備接收一系列的話音塊，這些話音塊可包括某個(gè)話音分組的多個(gè)發(fā)送或者帶有丟失分組的分組發(fā)送序列。在嘗試了誤差檢測和糾正之后，丟棄不能被糾正的話音分組。如這里描述的，虛擬“填充符”分組也被丟棄?；?2工作以形成正確的話音分組序列，所述正確的話音分組序列用來重構(gòu)在發(fā)送通信設(shè)備上說出的話音消息。
此外，雖然圖6只在入站信道方向(例如，向基站12)上示出了話音分組重傳，但是也可以提供由基站12向通信設(shè)備的話音塊重傳。例如，當(dāng)通信設(shè)備以全雙工模式工作時(shí)，全雙工允許由單個(gè)設(shè)備同時(shí)發(fā)送和接收。因此，與由通信設(shè)備進(jìn)行的半雙工發(fā)送相比，通信設(shè)備通過一個(gè)基站(或多個(gè)基站)與另一電話設(shè)備同時(shí)進(jìn)行發(fā)送和接收，在該半雙工中提供了將基站收到的話音廣播到一組其它的電話設(shè)備。在一個(gè)實(shí)施例中，通信設(shè)備以全雙工模式工作，通信電話設(shè)備通過一個(gè)基站(多個(gè)基站)發(fā)送到僅僅一個(gè)其它用戶電話設(shè)備。如上所述，所述一個(gè)其它接收電話設(shè)備在對基站的響應(yīng)中提供關(guān)于話音分組正確接收的解碼狀態(tài)。例如，解碼狀態(tài)包括在返回基站的、關(guān)于話音分組正確接收的響應(yīng)中的控制塊中，比如CB 42。這樣，上述方法可在全雙工模式下用于通過基站在兩個(gè)單個(gè)的通信設(shè)備之間重傳。
圖7是圖示根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例由控制器512使用協(xié)議36的定時(shí)實(shí)例的時(shí)序圖700。圖7表示了在典型通信中發(fā)送710的相對定時(shí)。圖的頂行712表示模擬話音的生成，該話音被分成90ms的段714，并使用AMBE來壓縮，然后格式化為話音幀718(也稱為分組或塊)。將話音幀718裝載進(jìn)發(fā)送緩沖器716(例如，圖5中示出的緩沖器524)，用來通過無線電信道發(fā)送。生成話音幀718的過程可以與無線電信道時(shí)隙(time slotting)異步，然而，如圖7中所示，無線電信道出站時(shí)隙(TS)720和入站時(shí)隙(TS)722同步。然而，出站TS 720和入站TS 722也可以異步。輸出的模擬話音726也圖示為以固定延遲與無線電信道時(shí)隙(time slotting)異步。
模擬話音的前90ms被編碼并格式化成話音幀1，并裝載進(jìn)發(fā)送緩沖器716。話音幀1在入站時(shí)隙A(TS 728)期間發(fā)送，并且在出站時(shí)隙B(TS 732)期間接收指示適當(dāng)?shù)厥盏皆捯魩?的OK狀態(tài)730。一旦接收到OK狀態(tài)730，接著就從發(fā)送緩沖器716中清除話音幀1。在話音幀1由目的設(shè)備接收時(shí)，目的設(shè)備將話音幀1裝載進(jìn)接收緩沖器724，并轉(zhuǎn)換成提供給用戶的90ms的模擬話音。對于短的時(shí)間周期，發(fā)送緩沖器716是空的，如由附圖標(biāo)記731指示的。在下一入站時(shí)間TS 734開始時(shí)不能得到話音幀，因此發(fā)送填充幀736來代替話音幀。填充幀736被目的設(shè)備忽略。
在入站TS 738期間話音幀2的第一次發(fā)送在無線電信道中受到損害或者變壞(壞狀態(tài)740)，并且在入站TS 742期間重傳。首次重傳也不成功(壞狀態(tài)744)，但是在入站TS 746期間的第二次重傳成功(OK狀態(tài)748)。從這一點(diǎn)向前，信道清空且話音幀3、4、5、6、7和8相應(yīng)地在入站TS 750、754、758、762、766和770期間的第一次嘗試中成功發(fā)送(OK狀態(tài)752、756、760、764、768和722)。
應(yīng)當(dāng)指出，在入站TS 742和746期間的兩次重傳導(dǎo)致發(fā)送緩沖器716填滿。由于從發(fā)送緩沖器716發(fā)送分組比裝載分組快，接著發(fā)送器716減少。接收緩沖器724具有由間隙771指示的運(yùn)行不足(under-run)狀態(tài)，導(dǎo)致生成兩個(gè)填充幀778和780。在信道清空時(shí)，隨后填充接收緩沖器724。在穩(wěn)定狀態(tài)條件下，發(fā)送緩沖器716是空的，并且接收緩沖器724處于最大的接收緩沖器大小。
一種處理接收幀的方法是在向用戶呈現(xiàn)話音之前使接收設(shè)備等待，以填充其接收緩沖器。該方法避免了由于填充幀而引起的話音降級問題，但卻招致了最大的話音等待時(shí)間。如果信道干凈，則該等待時(shí)間可能是不必要的。在一種替換方法中，接收設(shè)備開始立即向用戶呈現(xiàn)話音，并且如果需要?jiǎng)t插入填充幀。用戶將填充幀解釋為正常的信道損害，填充幀的總數(shù)受到最大接收緩沖器大小的限制。該替換方法不會招致話音等待時(shí)間，除非話音幀重傳實(shí)際需要。
圖8是圖示根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的一種更具體的用于在無線通信系統(tǒng)中使用控制器512重傳話音分組的方法的流程圖56。具體地，在58，將兩個(gè)標(biāo)志初始化，例如，將n_retx設(shè)置為預(yù)定值，并將retx_flag設(shè)置為預(yù)定值。N_retx定義所允許重傳次數(shù)的極限值，且retx_flag定義計(jì)數(shù)所執(zhí)行的重傳次數(shù)的計(jì)數(shù)器值。在58，最初將retx_flag設(shè)置為預(yù)定值0.5，并將n_retx設(shè)置為預(yù)定值4。在執(zhí)行話音分組發(fā)送時(shí)，retx_flag以0.5遞減，在執(zhí)行重傳時(shí)，retx_flag遞增1。
在62，為了準(zhǔn)備在64檢驗(yàn)該標(biāo)志，將retx_flag遞減。在64，檢驗(yàn)出retx_flag小于0。在一個(gè)典型實(shí)施例中，檢驗(yàn)retx_flag包括訪問存儲器518(在圖5示出)，以確定存儲在存儲器518中的值是否小于0，例如，作為控制器邏輯的一部分。如果小于0(例如，沒有下一個(gè)話音分組準(zhǔn)備傳送)，在72發(fā)送虛擬話音分組，隨后在74將retx_flag加1。作為選擇，如果retx_flag等于或大于0(例如，緩存了下一個(gè)話音分組，并準(zhǔn)備要發(fā)送)，那么在66發(fā)送下一個(gè)話音分組。在68，確定以前發(fā)送的話音塊是否發(fā)送成功。如果發(fā)送成功，則在62減小retx_flag。如果發(fā)送不成功，則在78確定重傳計(jì)數(shù)(retx_flag)是否已經(jīng)達(dá)到所允許重傳的極限(n_retx)。如果重傳計(jì)數(shù)(retx_flag)還沒有達(dá)到該極限(retx_flag＜n_retx)，那么在80將重傳計(jì)數(shù)加1，并在82重傳以前發(fā)送的塊。作為選擇，如果重傳計(jì)數(shù)已經(jīng)達(dá)到極限(例如，retx_flag等于或大于n_retx)，那么在62減小retx_flag。
在一個(gè)實(shí)施例中，n_retx標(biāo)志是存儲在存儲器518中的常數(shù)，它帶有一個(gè)基于特定應(yīng)用/用戶組的值。例如，對于SWAT團(tuán)隊(duì)小組用戶，可以將n_retx的值設(shè)置為1，或者作為選擇，對于正常的工作組用戶，將n_retx的值設(shè)置為4。在圖7中，將n_retx的值設(shè)置為4，該值指定允許話音分組重傳的最大次數(shù)是4。
n_retx實(shí)質(zhì)上定義對于通信設(shè)備所允許的話音等待時(shí)間的最大量。如在這里的一個(gè)實(shí)施例中所描述的，由于第一次重傳在話音分組第一次發(fā)送之后的60ms發(fā)生，一次重傳就為話音分組增加約60ms的等待時(shí)間。四次重傳為話音分組增加約60×4＝240ms的等待時(shí)間。這是用于至少一些用戶組的通信設(shè)備的極限量，因?yàn)槿丝梢悦黠@感覺到約為250ms或更大的話音等待時(shí)間。在高度關(guān)鍵但時(shí)間敏感度較差的話音信息情況下，例如，當(dāng)消防隊(duì)員試圖向他或她的小組的其它成員發(fā)送話音消息給時(shí)，消息的完整性比等待時(shí)間問題(小的話音延遲)更加重要，n_retx的值是4或者更大都可以接受。作為選擇，對于在緊急情況下的SWAT警察團(tuán)隊(duì)成員來說，其中行動的同步和通信的直接性更為重要，可以基于情況的優(yōu)先權(quán)為SWAT團(tuán)隊(duì)用戶小組提供將n_retx的值設(shè)置成1甚至0的值。
在另一個(gè)實(shí)施例中，每個(gè)用戶小組可以分配優(yōu)先權(quán)等級，例如，該優(yōu)先權(quán)等級可以根據(jù)情況的改變而改變。當(dāng)小組的優(yōu)先權(quán)等級改變時(shí)，基站將該優(yōu)先權(quán)中的變化傳送到小組成員的通信設(shè)備，然后，該通信設(shè)備使用與優(yōu)先權(quán)等級相關(guān)聯(lián)的n_retx的適當(dāng)值。具體地，由通信設(shè)備將預(yù)定數(shù)分配給n_retx，由當(dāng)前與通信設(shè)備相關(guān)的參數(shù)來確定該預(yù)定數(shù)。這些參數(shù)中的至少一些包括例如小組類型以及小組當(dāng)前的優(yōu)先權(quán)，其中，該電話設(shè)備是所述小組的成員(例如，警察SWAT，消防員，或者修路工人)。
可變的retx_flag用來對重傳計(jì)數(shù)。由于話音分組重傳允許另一個(gè)話音分組積存在緩沖器524中，因此retx_flag也用來對積存在緩沖器524中的話音塊計(jì)數(shù)。例如，如果話音分組發(fā)送發(fā)生得比話音分組在信源處的生成快50％，那么，如果對于每一次重傳(將retx_flag加1)，存在兩個(gè)成功的發(fā)送(兩次將retx_flag減0.5)，retx_flag不變。成功發(fā)送和接收兩個(gè)話音分組且隨后發(fā)送虛擬塊的模式例示了常規(guī)操作，在該常規(guī)操作中，話音發(fā)送得比信源生成話音的速率快50％(例如，使用AMBE壓縮)。
因此，由步驟62、64、66和68表示的主要發(fā)送回路60提供用于發(fā)送下一個(gè)話音分組。由步驟70和74表示的虛擬/填充塊發(fā)送回路70提供用于在緩沖器524中沒有話音分組準(zhǔn)備發(fā)送時(shí)發(fā)送虛擬塊。由步驟78、80和82表示的重傳回路76提供用于在最后發(fā)送的話音分組沒有以可用的形式被接收時(shí)重傳話音分組。
在一個(gè)實(shí)施例中，可以在68實(shí)現(xiàn)等待回路，來等待接收圖6中示出的控制塊42(CB 42)。一旦接收到CB42，就在68使用CB 42來確定關(guān)于最后的發(fā)送/重傳是否被成功接收到。
在78，如果retx_flag不小于n_retx，則已經(jīng)積存了所允許收集在緩沖器524中的最大數(shù)目的話音分組，與上一次失敗的話音分組的重傳相比，發(fā)送下一個(gè)話音分組。流程圖56的方法以重傳來提供長多徑衰落的控制，同時(shí)最小化重傳來最小化對于特定應(yīng)用/用戶群所不能接受的話音等待時(shí)間。
在一個(gè)實(shí)施例中，用于無線通信系統(tǒng)的移動組的通信設(shè)備和便攜式電話設(shè)備包括基于微處理器的系統(tǒng)(例如，在圖5中描述的控制器512)。圖8的流程圖56的方法可以實(shí)現(xiàn)成一組軟件指令(例如，存儲器518中保存的程序指令528)。在另一個(gè)實(shí)施例中，無線通信系統(tǒng)的一個(gè)或多個(gè)基站包括基于微處理器的系統(tǒng)。基站的基于微處理器的系統(tǒng)將流程圖56的方法實(shí)現(xiàn)為一組軟件指令，該軟件指令保存在基于微處理器的系統(tǒng)的存儲器中，由微處理器來執(zhí)行。
在這里使用的術(shù)語“計(jì)算機(jī)”包括任意基于處理器或基于微處理器的系統(tǒng)，包括使用CPU、微控制器、精簡指令集電路(RISC)、專用集成電路(ASIC)、邏輯電路以及任何其它能夠執(zhí)行在此描述的功能的電路或處理器。上述例子僅僅是示例性的，因此并不旨在以任何方式限定術(shù)語“計(jì)算機(jī)”的定義和/或含義。
在這里使用的術(shù)語“軟件”和“固件”是能夠互換的，并包括保存在存儲器中由計(jì)算機(jī)執(zhí)行的任何計(jì)算機(jī)程序，包括RAM存儲器、ROM存儲器、EPROM存儲器、EEPROM存儲器、和非易失性RAM(NVRAM)存儲器。以上存儲器類型僅僅是示例性的，因此不限制可用來存儲計(jì)算機(jī)程序的存儲器的類型。
權(quán)利要求
1.一種控制無線通信的方法，所述方法包括以比話音分組生成速率更快的速率將該話音分組(402)從基站(12)發(fā)送到通信設(shè)備(20)；確定發(fā)送的話音分組是否成功地被接收(404)；和如果話音分組沒有成功地被接收，則重傳話音分組(412)，重傳的次數(shù)被限制為預(yù)定值。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中所述確定(404)包括確定發(fā)送的話音分組是否以可糾正的形式被接收。
3.根據(jù)權(quán)利要求2的方法，進(jìn)一步包括使用Reed Solomon碼結(jié)合話音分組中的控制塊，來確定話音分組是否以可糾正的形式被接收，以及是否重傳該話音分組。
4.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中預(yù)定值基于發(fā)送類型、通信設(shè)備類型、優(yōu)先權(quán)等級、和多個(gè)通信設(shè)備的小組類型中的至少一個(gè)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中話音分組的發(fā)送速率比其生成速率快百分之五十。
6.一種控制無線通信的方法，所述方法包括以大于入站話音分組的生成速率的速率將該入站話音分組從第一通信設(shè)備(20)發(fā)送到基站(12)；響應(yīng)于在基站(12)從最后一次發(fā)送中接收入站話音分組，由第一通信設(shè)備(20)從基站(12)接收解碼狀態(tài)，該解碼狀態(tài)指示最后一次發(fā)送的入站話音分組是否以可糾正的形式被基站(12)接收；當(dāng)解碼狀態(tài)向第一通信設(shè)備(20)指示第一通信設(shè)備(20)最后一次發(fā)送的入站話音分組以不可糾正的形式被基站(12)接收時(shí)，第一通信設(shè)備(20)向基站(12)重傳該入站話音分組；以及將從第一通信設(shè)備(20)到基站(12)的重傳次數(shù)限制為預(yù)定值。
7.根據(jù)權(quán)利要求6的方法，其中所述入站話音分組包括誤差檢測和糾正信息，基站(12)使用該信息來確定入站話音分組是否以可糾正的形式被接收。
8.根據(jù)權(quán)利要求7的方法，其中誤差檢測和糾正信息是Reed Solomon碼。
9.根據(jù)權(quán)利要求6的方法，其中入站話音分組包括話音分組序列號，由基站(12)用于至少以下情況之一(I)確定丟棄復(fù)制的入站話音分組，和(II)確定入站話音分組是否在接收的入站話音分組序列中丟失。
10.根據(jù)權(quán)利要求6的方法，其中對從第一通信設(shè)備(20)到基站(12)的重傳次數(shù)的限制包括(I)監(jiān)控在第一通信設(shè)備(20)生成的入站話音分組數(shù)目與由第一通信設(shè)備(20)成功發(fā)送的入站話音分組數(shù)目之間的差，該差代表生成的已經(jīng)積存在第一通設(shè)備(20)的通信緩沖器(524)中的入站話音分組數(shù)目，(II)將積存在通信緩沖器(524)中的入站話音分組數(shù)目限制為預(yù)定值。
11.根據(jù)權(quán)利要求6的方法，其中預(yù)定值基于與第一通信設(shè)備(20)相關(guān)聯(lián)的參數(shù)，包括通信設(shè)備小組(18)的類型和小組當(dāng)前的優(yōu)先權(quán)這些參數(shù)中的至少一個(gè)參數(shù)，其中，第一通信設(shè)備(20)在所述小組(18)中具有成員資格。
12.根據(jù)權(quán)利要求6的方法，進(jìn)一步包括在出站信道上將接收的入站話音分組發(fā)送到通信設(shè)備小組(18)中的至少一個(gè)其它通信設(shè)備。
13.根據(jù)權(quán)利要求6的方法，其中基站(12)在出站信道(14)上發(fā)送從第一通信設(shè)備(20)接收的入站話音分組，以便由第二通信設(shè)備(22)接收并處理，第一通信設(shè)備(20)和第二通信設(shè)備(22)以全雙工模式進(jìn)行發(fā)送和接收，其中由第一通信設(shè)備(20)以大于入站話音分組的生成速率的速率在出站信道(14)上發(fā)送已接收的入站話音分組；響應(yīng)于從基站(12)到第二通信設(shè)備(22)的已接收入站話音分組的最后一次發(fā)送，由基站(12)從第二通信設(shè)備(22)接收解碼狀態(tài)，該解碼狀態(tài)指示最后一次發(fā)送到第二通信設(shè)備(22)的入站話音分組是否以可糾正的形式被第二通信設(shè)備(22)接收；當(dāng)基站(12)從第二通信設(shè)備(22)接收的解碼狀態(tài)指示最后一次發(fā)送到第二通信設(shè)備(22)的已接收入站話音分組以不可糾正的形式被第二通信設(shè)備(22)接收時(shí)，基站(12)向第二通信設(shè)備(22)重傳該已接收的入站話音分組；以及將從基站(12)到第二通信設(shè)備(22)的已接收入站話音分組的重傳次數(shù)限制為預(yù)定值。
14.根據(jù)權(quán)利要求13的方法，其中對從基站(12)到第二通信設(shè)備(22)的重傳次數(shù)的限制包括(I)監(jiān)控用來發(fā)送到第二通信設(shè)備(22)的已接收入站話音分組的數(shù)目與成功地發(fā)送到第二通信設(shè)備(22)的已接收入站話音分組數(shù)目之間的差，該差代表已積存在基站緩沖器(524)中用于發(fā)送的已接收話音分組的數(shù)目，(II)將積存在基站緩沖器(524)中的已接收話音分組的數(shù)目限制為預(yù)定值。
15.根據(jù)權(quán)利要求13的方法，其中發(fā)送到第二通信設(shè)備(22)的已接收入站話音分組包括誤差檢測和糾正信息，該信息由第二通信設(shè)備(22)用來確定接收的入站話音分組是否以可糾正的形式被第二通信設(shè)備(22)接收。
16.根據(jù)權(quán)利要求13的方法，其中發(fā)送到第二通信設(shè)備(22)的已接收入站話音分組包括話音分組序列號，該話音分組序列號由第二通信設(shè)備(22)用來確定丟棄復(fù)制的已接收入站話音分組，以及確定已接收入站話音分組是否在已接收入站話音分組序列中丟失。
17.根據(jù)權(quán)利要求13的方法，其中所述預(yù)定值基于與第一和第二通信設(shè)備(22)相關(guān)的參數(shù)，所述參數(shù)包括當(dāng)前的優(yōu)先權(quán)。
18.一種無線通信系統(tǒng)，包括基站(12)和用來與基站(12)通信的多個(gè)通信設(shè)備；和多個(gè)通信設(shè)備中的第一通信設(shè)備(20)，其配置為以大于入站話音分組的生成速率的速率將入站話音分組發(fā)送到基站(12)，該基站(12)配置為響應(yīng)于從第一通信設(shè)備(20)接收到入站話音分組，將解碼狀態(tài)發(fā)送到第一通信設(shè)備(20)，該解碼狀態(tài)指示入站話音分組是否以可糾正的形式被基站(12)接收，當(dāng)基站(12)向第一通信設(shè)備(20)發(fā)送的解碼狀態(tài)指示最后發(fā)送的入站話音分組以不可糾正的形式被基站(12)接收時(shí)，第一通信設(shè)備(20)配置為向基站(12)重傳該入站話音分組，并且第一通信設(shè)備(20)進(jìn)一步配置為將向基站(12)重傳入站話音分組的次數(shù)限制為預(yù)定值。
19.根據(jù)權(quán)利要求18的無線通信系統(tǒng)，其中將第一通信設(shè)備(20)配置為監(jiān)控在第一通信設(shè)備(20)生成的入站話音分組數(shù)目和由第一通信設(shè)備(20)成功發(fā)送的入站話音分組數(shù)目之間的差、并將積存在緩沖器中的入站話音分組的數(shù)目限制為預(yù)定值，其中該差代表積存在第一通設(shè)備(20)的緩沖器中的入站話音分組的數(shù)目。
20.根據(jù)權(quán)利要求18的無線通信系統(tǒng)，其中將第一通信設(shè)備(20)和第二通信設(shè)備(22)配置為以全雙工模式發(fā)送和接收，并且其中由第一通信設(shè)備(20)以大于入站話音分組的生成速率的速率在出站信道上發(fā)送已接收的入站話音分組；響應(yīng)于基站(12)最后一次發(fā)送入站話音分組，將解碼狀態(tài)從第二通信設(shè)備(22)發(fā)送到基站(12)，其中該解碼狀態(tài)指示基站(12)最后一次發(fā)送的入站話音分組是否以可糾正的形式被第二通信設(shè)備(22)接收；當(dāng)基站(12)從第二通信設(shè)備(22)接收的解碼狀態(tài)向基站(12)指示由基站(12)最后發(fā)送的入站話音分組以不可糾正的形式被第二通信設(shè)備(22)接收時(shí)；從基站(12)向第二通信設(shè)備(22)重傳該入站話音分組；以及將從基站(12)到第二通信設(shè)備(22)的入站話音分組重傳次數(shù)限制為預(yù)定值。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種在無線通信中重傳話音分組的系統(tǒng)和方法。該方法包括以快于話音分組的生成速率的速率將該話音分組(402)從基站(12)發(fā)送到通信設(shè)備(20)或者從通信設(shè)備(20)發(fā)送到基站(12)。該方法還包括確定發(fā)送的話音分組是否成功接收(404)，如果話音分組沒有成功接收，重傳該話音分組(412)。重傳的次數(shù)被限制為預(yù)定值。
文檔編號H04L1/08GK1764290SQ200510113238
公開日2006年4月26日 申請日期2005年8月18日 優(yōu)先權(quán)日2004年8月18日
發(fā)明者威廉·D·海蒙德 申請人:M/A-Com公司