專利名稱：通信系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明一般涉及通信系統(tǒng)，尤其涉及提供遠(yuǎn)離信道解碼器單元的信道編碼器單元和碼轉(zhuǎn)換單元的通信系統(tǒng)。
在數(shù)字通信系統(tǒng)中有用于對通過射頻傳輸?shù)恼Z音進(jìn)行編碼和解碼的部件。在GSM(全球移動(dòng)通信系統(tǒng))系統(tǒng)中，語音碼轉(zhuǎn)換器在一個(gè)部件中提供了編碼和解碼能力，語音碼轉(zhuǎn)換器有時(shí)也叫作語音編解碼器(speech codec)。語音編解碼器包括語音編碼器模塊和語音解碼器模塊。同樣，為了讓語音通過空間發(fā)送和接收，還提供了用于編碼和解碼附加信息及數(shù)據(jù)的信道編解碼器。
在當(dāng)前的GSM數(shù)字蜂窩無線通信系統(tǒng)中，語音編解碼器給信道編解碼器以13kb/s的速率傳送壓縮語音。信道編解碼器接著向射頻(RF)路徑以22.8kb/s的速率傳送，這叫著全速率業(yè)務(wù)型。計(jì)劃中的是半速率語音業(yè)務(wù)，此時(shí)半速率語音編解碼器將給半速率信道編解碼器以6kb/s的速率傳送，信道編解碼器接著向RF路徑以11.4kb/s傳送。
包括信道編碼器和信道解碼器的信道編解碼器通常位于基地收發(fā)站(BTS)處，而語音編解碼器可位于BTS、基站控制器(BSC)或移動(dòng)業(yè)務(wù)中心(MSC)處。當(dāng)語音編解碼器不在BTS處時(shí)，GSM規(guī)定了遠(yuǎn)程語音編解碼器和信道編解碼器間必須使用的接口或協(xié)議。這種接口用于全速率(GSM08.60)并正計(jì)劃用于半速率(GSM08.60或新文檔)。
在全速率的情況下，碼轉(zhuǎn)換器在64kb/s和16kb/s(13kb/s加3kb/s的控制)之間轉(zhuǎn)換，接著信道編碼器在空中接口中把該速率提高到22.8kb/s。
在半速率的情況下，雖然不知道碼轉(zhuǎn)換器到信道編碼器的中間速率(它可能是8kb/s和或包括控制在內(nèi)為16kb/s)，但可知道交換機(jī)(Switch)和空中接口間最終的轉(zhuǎn)換在64kb/s和11.4kb/s之間完成。
GSM規(guī)范03.05建議了一個(gè)組成語音路徑一部分的每一實(shí)體所能承受的具體的最大延時(shí)。對于語音編碼器、語音解碼器、信道編碼器、信道解碼器(一個(gè)復(fù)數(shù))的典型實(shí)現(xiàn)的算法延時(shí)及數(shù)據(jù)在編碼器/解碼器之間的傳輸延時(shí)規(guī)定了一些數(shù)值。
當(dāng)碼轉(zhuǎn)換器是遠(yuǎn)程時(shí)，語音編碼器和信道編碼器之間的全速率接口在GSM建議08.60中說明。在該接口中，每語音幀為320bit，帶寬為16kb/s。每語音幀的320bit中，250bit是語音數(shù)據(jù)，其余是控制比特。
在開始信道編碼算法前，全速率和半速率信道編碼器都需要有與同一語音幀相關(guān)的所有的語音參數(shù)或比特。因此，當(dāng)一個(gè)碼轉(zhuǎn)換器是遠(yuǎn)程的時(shí)，系統(tǒng)中應(yīng)該有一個(gè)延時(shí)以把數(shù)據(jù)從遠(yuǎn)程語音編碼器傳到信道編碼器。在全速率信道中，把所有語音數(shù)據(jù)從語音編碼器傳到信道編碼器要花17ms多(Tabisd，根據(jù)GSM03.05)。這相當(dāng)于與GSM系統(tǒng)相關(guān)的第二大延時(shí)數(shù)據(jù)(以一個(gè)呼叫經(jīng)歷的延時(shí)而言)。同樣，在半速率信道中，為在信道編碼器能開始其算法前把所有所需的語音數(shù)據(jù)從碼轉(zhuǎn)換器傳到信道編碼器需要一個(gè)相對更大的延時(shí)。
當(dāng)碼轉(zhuǎn)換器和信道編解碼器位于同一位置時(shí)，這種傳送就會(huì)快得多，因?yàn)榈叫诺谰幋a器的鏈路不象在遠(yuǎn)程碼轉(zhuǎn)換器的情況下限于8kb/s或16kb/s。它可以達(dá)到制造商想要的任何速率。具體地說，當(dāng)碼轉(zhuǎn)換器處于信道編碼器位置時(shí)，語音編碼器所表現(xiàn)出的最大延時(shí)等于從幀中產(chǎn)生出所有語音參數(shù)所花的時(shí)間，其值為8.0ms(Transc根據(jù)GSM03.05)。
當(dāng)碼轉(zhuǎn)換器是遠(yuǎn)程的時(shí)，為了減少最大的傳輸延時(shí)的影響，GSM規(guī)定語音編碼器的延時(shí)為產(chǎn)生第一參數(shù)(Tsps)的時(shí)間。
位于信道編碼器處的語音編碼器相對遠(yuǎn)離信道編碼器處的語音編碼器的兩類延時(shí)之間的差別導(dǎo)致位于遠(yuǎn)處的語音編碼器比位于信道編碼器處的語音編碼器需要速度更快的處理器。
另一個(gè)問題是因?yàn)檎Z音解碼器規(guī)定為應(yīng)盡可能早地滿足基于PCM采樣輸出的延時(shí)預(yù)算，而不是等到一幀的PCM采樣都準(zhǔn)備好。
因此，制造商必須保證在任何情況下語音解碼器和語音編碼器都同時(shí)滿足延時(shí)預(yù)算。(在語音編碼器和語音解碼器之間沒有已知的匹配，最壞的匹配情況是為了產(chǎn)生第一個(gè)參數(shù)及輸出第一個(gè)PCM采樣，需要同時(shí)安排語音編碼器和語音解碼器)。
因此，因?yàn)檫h(yuǎn)程碼轉(zhuǎn)換器需要補(bǔ)償在遠(yuǎn)程情況下存在的較大傳輸延時(shí)，遠(yuǎn)程碼轉(zhuǎn)換器比位于信道編碼器處的碼轉(zhuǎn)換器工作得要更多。


圖1示出了一種半速率通信系統(tǒng)，移動(dòng)臺(tái)12通過射頻與基站10通信，基站10包括一個(gè)信道編解碼器15。信道編解碼器15包括一個(gè)信道編碼單元14和一個(gè)信道解碼單元13。信道編解碼器15通過16kb/s的子速率語音信道(鏈路)16與一個(gè)遠(yuǎn)離信道編解碼器15的碼轉(zhuǎn)換器18通信。碼轉(zhuǎn)換器18又通過64kb/s的PCM語音信道與移動(dòng)交換中心或公共交換電路網(wǎng)通信。
在下行鏈路通信中(從網(wǎng)絡(luò)到移動(dòng)臺(tái))，在通過16kb/s鏈路16從碼轉(zhuǎn)換器18收到一個(gè)滿語音幀前，信道編碼器單元15不能開始其算法。這樣，只是為了等待收到一個(gè)滿語音幀，在下行鏈路通信中就要存在顯著的延時(shí)。
當(dāng)碼轉(zhuǎn)換器18遠(yuǎn)離信道編碼器單元14時(shí)，減少碼轉(zhuǎn)換器18和信道編碼器單元14之間的傳輸延時(shí)是所希望的。
根據(jù)本發(fā)明的移動(dòng)通信系統(tǒng)，一個(gè)碼轉(zhuǎn)換單元位于第一位置，一個(gè)與碼轉(zhuǎn)換單元通信的信道編碼器單元也位于第一位置，并且一個(gè)通過通信鏈路與碼轉(zhuǎn)換單元通信的信道解碼器位于不同于第一位置的第二位置。
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例，碼轉(zhuǎn)換器，信道編碼器和信道解碼器都工作在半速率模式。
圖1是一個(gè)現(xiàn)有技術(shù)的半速率通信系統(tǒng)。
圖2是一個(gè)根據(jù)本發(fā)明的半速率通信系統(tǒng)的方框圖。
參照圖2，所示的半速率通信系統(tǒng)包括一個(gè)移動(dòng)臺(tái)22，一個(gè)基站20和一個(gè)遠(yuǎn)程碼轉(zhuǎn)換單元28?；?0包括一個(gè)信道解碼器單元23。一個(gè)信道編碼器單元24與碼轉(zhuǎn)換單元28位于同一位置。這樣，信道編碼器單元24就位于了遠(yuǎn)程語音編解器28的位置。
把信道編碼器單元24定位在帶遠(yuǎn)程碼轉(zhuǎn)換器28的遠(yuǎn)程碼轉(zhuǎn)換器位置的一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是使信道編碼器單元24和遠(yuǎn)程碼轉(zhuǎn)換器28之間的傳輸時(shí)間最小，尤其是如在位于BTS處的碼轉(zhuǎn)換器中一樣，假設(shè)信道編碼器和碼轉(zhuǎn)換器之間的接口可以做得比碼轉(zhuǎn)換器是遠(yuǎn)程時(shí)更快時(shí)。這就使節(jié)省下來的傳輸時(shí)間(Tabisd)可以用于算法(此時(shí)Tsps已經(jīng)增加)，因此，由于節(jié)省下來的數(shù)值大小(7ms到17ms之間)，可以用較慢的處理器來實(shí)現(xiàn)信道和語音編碼器。
另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是提高了語音質(zhì)量，因?yàn)樵诨?0和交換機(jī)之間的串行鏈路有錯(cuò)誤保護(hù)(經(jīng)信道編碼的語音)，而在現(xiàn)有技術(shù)情況下沒有(原始語音)。
減少傳輸延時(shí)的另一個(gè)理由是要發(fā)送到空中的數(shù)據(jù)可以用有限(比17ms小得多)的緩沖傳送到基站20。另外，由于空中的最終速率是11.4kb/s，這可以容納在16kb/s的帶寬中，而16kb/s的帶寬可以由遠(yuǎn)程碼轉(zhuǎn)換器28和基站20之間的鏈路提供。如果在碼轉(zhuǎn)換單元28和基站20間的每個(gè)呼叫基本上不用超過16kb/s的容量，相似的條件也不會(huì)存在于GSM全速率的情況下，因此，取決于鏈路26的容量，本發(fā)明并不僅限于半速率通信系統(tǒng)。
當(dāng)語音編解碼器28遠(yuǎn)離BTS20時(shí)，本發(fā)明提出了一種語音編解碼器28和信道編碼器24的新組合。
本發(fā)明還在組合的語音編解碼器/信道編碼器28，24和BTS20之間提供了一個(gè)增強(qiáng)接口。由于可以從預(yù)設(shè)的傳輸延時(shí)中節(jié)省出一些時(shí)間用于處理，則可以降低實(shí)現(xiàn)半速率算法或信道編碼器算法所需的處理能力。另一方面，也可以把額外的處理時(shí)間用于增加處理器所能支持的信道數(shù)。
通過把信道編碼器24移到遠(yuǎn)程編解碼器28處，節(jié)省了GSM03.05所規(guī)定的Tabisd延時(shí)值。這些節(jié)省出來的時(shí)間可以用于降低實(shí)現(xiàn)半速率所需的處理能力或用于提高設(shè)備所能支持的信道數(shù)。
權(quán)利要求
1.一種用于提供數(shù)字通信業(yè)務(wù)型的通信系統(tǒng)，該通信系統(tǒng)包括位于第一位置的碼轉(zhuǎn)換單元；位于第一位置并與碼轉(zhuǎn)換單元通信的信道編碼器單元；通過通信鏈路與碼轉(zhuǎn)換單元通信的解碼器單元，其中該解碼器單元位于不同于第一位置的第二位置。
2.如權(quán)利要求1的通信系統(tǒng)，其中通信鏈路至少以11.4kb/s的子速率通信。
3.如前面任一項(xiàng)權(quán)利要求的通信系統(tǒng)，其中第二位置是指基站位置。
4.如前面任一項(xiàng)權(quán)利要求的通信系統(tǒng)，其中第一位置是交換機(jī)位置或基站控制器位置。
5.如前面任一項(xiàng)權(quán)利要求的通信系統(tǒng)，其中的數(shù)字通信業(yè)務(wù)是半速率業(yè)務(wù)。
6.如前面任一項(xiàng)權(quán)利要求的通信系統(tǒng)，其中的數(shù)字通信業(yè)務(wù)是GSM規(guī)定的半速率業(yè)務(wù)。
7.如前面任一項(xiàng)權(quán)利要求的通信系統(tǒng)，其中的碼變換器、信道編碼器和信道解碼器都工作在半速率模式。
全文摘要
一種通信系統(tǒng)，有一個(gè)位于第一位置的碼轉(zhuǎn)換器單元(28)，一個(gè)也位于第一位置的與碼轉(zhuǎn)換單元(28)通信的信道編碼器單元(24)，一個(gè)通過通信鏈路(26)與碼轉(zhuǎn)換器(28)通信的信道解碼器單元(23)，其中信道解碼器單元(23)位于不同于第一位置的第二位置。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，碼轉(zhuǎn)換器、信道編碼器和信道解碼器單元工作于半速率模式。
文檔編號(hào)H04W88/08GK1151239SQ95193720
公開日1997年6月4日 申請日期1995年6月20日 優(yōu)先權(quán)日1994年6月23日
發(fā)明者巴里·邁克爾·金, 梅安克·卡帕迪亞 申請人:摩托羅拉有限公司