專利名稱：監(jiān)測音頻音的近似技術(shù)的制作方法
技術(shù)領域：
本發(fā)明涉及蜂窩移動無線電通信系統(tǒng)，該系統(tǒng)具有用以通過發(fā)送模擬調(diào)制的無線電信號在基站和移動站之間發(fā)送模擬信息的信道。更具體地說，本發(fā)明針對用于在基站處在基站和移動站之間的模擬信道上對呼叫鏈路或呼叫連接進行監(jiān)測和對命令進行確認的方法和裝置。
在蜂窩移動通信系統(tǒng)中，重要的是，在無線電信道上已建立連接的基站應能從移動站精確地接收關于該連接的無線電發(fā)送質(zhì)量的指示，例如下行鏈路和上行鏈路組合的發(fā)送質(zhì)量的指示。此外，同樣重要的是，基站要能確保移動站已接收到了基站的命令(例如過區(qū)切換和拆線命令)，和確?；灸軌虼_認來自移動站的請求(例如釋放請求)。
無線電發(fā)送質(zhì)量之所以重要是因為只有當在接收機處承載所需消息的無線電信號有足夠的信號強度并相對于在接收機處要與之相區(qū)別的噪聲和無線電干擾信號有足夠的強度時，才能進行無線電通信。當然，所需的最小信號強度取決于系統(tǒng)的具體的特征，例如調(diào)制的類型和所用的接收機。為了確信在移動站和基站之間的所選信道上建立的連接是否可以繼續(xù)，在切換和拆線處理時要對在預定的基站和/或移動站的無線電信號作各種測量。
監(jiān)測音頻單音，此后稱之為SAT，是一個用于無線電發(fā)送質(zhì)量監(jiān)測的連續(xù)音。如

圖1所示，在呼叫期間，基站的模擬話音信道單元產(chǎn)生SAT并將其加到被發(fā)送的語言上一起在下行鏈路(去向移動臺)上發(fā)送。又如圖1所示，然后，移動站將該SAT，有時還加上信令音(ST)，由下行鏈路(去向基站)返回基站。通過對發(fā)送到移動站的SAT信號和從移動站接收的SAT信號相比較，可以評估該無線電通道的噪聲。所獲得的信息用于以下兩個目的(1)決定是否要進行切換或呼叫釋放；和(2)決定是否接受信令音(ST)信息。
當移動站確認某些命令(諸如切換命令)，或發(fā)送請求(諸如釋放請求)時，它在一個模擬信道上，發(fā)送一個特定音，主要是一個特定持續(xù)時間的ST。為使該單音被基站接受，根據(jù)處理模擬和數(shù)字無線電通信的雙模式無線電話系統(tǒng)的TIA標準IS-54-B，必須同時存在一個SAT。下面對表述“ST is on”(有ST)和“ST is accepted”(接受ST)作一區(qū)別。短語“ST is on”的意思是已經(jīng)觀測到一個具有信令音(ST)的典型特征的無線電信號。然而TIA標準IS-54-B指出只有同時存在足夠強度的SAT信號時，該信號才能獲得批準。如果同時存在強度足夠的SAT，則系統(tǒng)確定“ST is accepted”(接受ST)。如果ST不被接受，則基站還得向移動站重發(fā)命令。然而，如果ST代表一個釋放請求，則不會被重發(fā)，因為移動站將其發(fā)送后它隨即停機。此后，基站作一系列的存在證實嘗試，直到判斷到移動站已被釋放為止。這樣效率就不高。
現(xiàn)有技術(shù)系統(tǒng)，具體地說，由TIA標準IS-54-B定義的系統(tǒng)，還有其他一些問題。如果不可能正確地檢測到SAT和/ST，就有兩種殊為困難的情形。
第一種情況發(fā)生在將數(shù)據(jù)消息(例如切換命令)發(fā)送到移動站時，或移動站向基站發(fā)送一個數(shù)據(jù)消息時(例如當確認一個改變功率命令時)。當發(fā)送這些數(shù)據(jù)消息時，語言發(fā)送被中斷。當從基站向移動站發(fā)送數(shù)據(jù)消息時，SAT被切斷。當從移動站向基站數(shù)據(jù)消息時，移動站并不將SAT循回基站。這是因為，SAT和數(shù)據(jù)消息的組合在30KHz帶寬信道(該帶寬是AMPS所能提供的帶寬)內(nèi)容納不下，而且會發(fā)生相互之間的干擾，以致無論哪個都無法被正確接收。這樣一來，在移動站和基站之間的SAT發(fā)送被中斷了一段時間。然而，如果移動站已經(jīng)接收到一個命令，它通過發(fā)送一個ST來確認該命令。如上所見，接受命令確認或請求(即接受ST)的前提是要求在例如由IS-54-B標準定義的系統(tǒng)中的信道上確有SAT存在。
實際上，當發(fā)送ST時，SAT可能又在發(fā)送，但是由于檢測器的限制未被檢測到。例如，因為SAT的測量必須經(jīng)過一段時間的積累，所以一般不能測得其強度的瞬時值。此外，測量SAT的檢測器的穩(wěn)定過程相對比較慢，例如，從開始工作到其測量可穩(wěn)定進行要經(jīng)歷長達100ms的時間。
圖2示出了在SAT檢測器中的典型的SAT測量結(jié)果。虛線表示相當急速下降和上升的實際的SAT強度，而實線示出了比較遲緩下降和上升的測量到的SAT強度?？赡艹霈F(xiàn)這種情況，雖然實際SAT強度足夠但是測量強度卻不夠強。結(jié)果使本來應該被接受的ST不被基站接受。
在圖2a示出了導致這些問題的典型的情形。圖中，基站向移動站(MS)發(fā)送SAT，移動站接收SAT并將其返回給基站(BS)?；居谑强蓹z測是否有“SAT”。再參閱圖2a，當有數(shù)據(jù)消息發(fā)向移動站時，SAT停發(fā)約50ms。移動站接收數(shù)據(jù)消息約50ms，隨之通過向基站發(fā)送ST確認收到數(shù)據(jù)消息，基站接收ST并確定有ST。這種如同圖2所示的ST的快檢測和返回SAT的慢檢測在基站會出現(xiàn)問題。這種情況通常發(fā)生在當基站接通并在發(fā)送數(shù)據(jù)消息之后再發(fā)送SAT，而基站在從移動站接收到確認ST之后再檢測到“SAT on”(存在SAT)之時。移動站循回此SAT到基站，但基站在接收到ST之后檢測到“SAT on”。在IS-54-B的系統(tǒng)中，盡管ST系統(tǒng)已正確地指示一個已收到數(shù)據(jù)的消息，但系統(tǒng)仍不接受ST。
圖2b示出了說明根據(jù)IS-54-B實施的程序的流程圖。如圖2b所示，在步驟S2，在等待ST的同時更新SAT和ST。在步驟S3，判斷是否有ST。如果無ST，即沒檢測到(未接收到)，則系統(tǒng)返回到更新步驟S2。如果有ST，則步驟S4判斷是否有SAT。如果有SAT，則在步驟S5接受ST。再在步驟S6測量ST的持續(xù)時間，如果持續(xù)時間如步驟S7所判斷的有所期望的那樣長，即測得的長度是在預定間隔內(nèi)，則在步驟S8,ST被解釋為來自移動站的消息。如果測得的ST長度過短或過長，則在步驟S9將所接收的ST視為不是來自特定移動站的消息。以上是IS-54-B標準所規(guī)定的諸事件的正常過程。
然而，在步驟S4，如果判斷為無SAT(卻有ST)，則在步驟S10系統(tǒng)等待到無ST。此步驟表明，如果ST在SAT短暫消失期間又繼續(xù)的話，則雖然SAT和ST的同時存在可能長到足以將ST視為來自移動站的請求/確認，ST仍將不被接受。
一旦在步驟S10中判斷到現(xiàn)在無ST，則根據(jù)IS-54-B，系統(tǒng)返回步驟S2更新SAT和ST。如果SAT在檢測到ST期間的一段短時間內(nèi)未發(fā)現(xiàn)，IS-54-B仍不能解決該難題。對于這種情況，IS-54-B不能提供適當?shù)姆桨?。這可與以下情況作比較一旦ST已經(jīng)被接受，IS-54-B標準并不要求SAT在測量ST持續(xù)的整個期間一直出現(xiàn)，對此下面要詳述。
以前的方案包括當在緊接向或從移動站發(fā)送數(shù)據(jù)后的一段時間內(nèi)基站接受了ST時取消該SAT強度準則。這并不是特別適當?shù)慕鉀Q方案，因為首先不能保證SAT強度狀況是可接受的。
SAT強度值也被基站用作除了SAT-S評判SAT-ST以外的其他目的。如前所述，它也用作評估是否要進行切換或呼叫釋放時的質(zhì)量測定。當SAT因為發(fā)送數(shù)據(jù)消息而停發(fā)時，則如圖2所示，測得的SAT強度會下降。而當在發(fā)送數(shù)據(jù)消息之后再發(fā)送SAT時，測得的SAT強度又慢慢上升到要求的強度值。
現(xiàn)有技術(shù)的另一個問題是IS-54-B標準是嚴格地要實時同時確認SAT和ST的有或無，從而必然要實時接受信令音。實際情況是，測得的SAT可能會變化，并且其波動是明顯的因而而與實際的變化可能相對應也可能不相對應。這些波動可能導致其快速來回穿越有無判斷門限值，以致不能確定有無。
當確定是否接受一個足夠強度的ST時，觀測某個瞬時SAT值是不恰當?shù)?。這是因為，如果只考察瞬時值，根據(jù)檢測器的速度系統(tǒng)就會隨SAT信號強度在穿越有無判定門限時波動，而檢測器要求有一時間間隔來測量SAT值。如果SAT值是經(jīng)過一段比檢測器要求長的時間間隔取得的，則難以確定這時間間隔的長度應為多少。如果間隔太短，則系統(tǒng)會發(fā)生快速波動。另一方面，如果間隔太長，就觀測不到實際的快波動。時間間隔應與ST長度有相同數(shù)量級，但這仍留有很寬的范圍。有關實際系統(tǒng)和系統(tǒng)所處的環(huán)境的知識可用作為實際方案的間隔的實際值。但是即使測量間隔根據(jù)這些準則小心地來確定，還會出現(xiàn)雖有SAT卻不接受ST的情形。這時SAT信號強度是如此波動，以致測量值反復通過用來確定SAT有無的門限值。
系統(tǒng)會試圖檢測預定持續(xù)時間的ST信號。為確保系統(tǒng)正在檢測來自正確的移動站的ST信號，系統(tǒng)要求基站接收一個來自移動站的強度足夠的SAT信號。為了檢測該SAT信號，系統(tǒng)必須在一個時間間隔內(nèi)進行測量。再說一遍，如果間隔太短(比ST預定長度短得多)，則要向系統(tǒng)提供更多的有關評估SAT質(zhì)量所必需的信息。于是，基于SAT值的判定過程會因測得的SAT強度的頻繁變化而變得更加復雜。如果間隔太長(比ST長度長得多)，則基于SAT值的判定太不敏感。致使雖然SAT在其測量期間不存在，而ST卻還被接受了，反之亦然，這都是由于SAT值的平均時間太長的緣故。
本發(fā)明改進或消除了上述傳統(tǒng)的監(jiān)測呼叫狀況和確認命令的方法和技術(shù)的種種缺點和局限。
公開的第一方面發(fā)表了用于數(shù)據(jù)發(fā)送期間和在此后一段短時間間隔對SAT強度求取近似值的方法。在該間隔內(nèi)的SAT被看成與在數(shù)據(jù)發(fā)送剛剛開始時測得的強度一樣。例如，本發(fā)明包括引入圖2a雙星處的一個步驟，此時測得的SAT值在基站鎖定例如500ms，并且基站將此鎖定的SAT值用于所有在該段時間內(nèi)需要SAT值的應用中。SAT鎖定的持續(xù)時間被選擇得近似等于典型的事務處理時間加SAT檢測器穩(wěn)定所需的時間。另一個實施例中，可采用概率算法，其中前面的測量被用來預測在數(shù)據(jù)發(fā)送期間和之后一段時間的SAT強度。這種統(tǒng)計方法工作得極好，例如，在信號質(zhì)量中存在有規(guī)律的擾動時。
本發(fā)明特別適用于那種在至少一個基站和許多移動站之間發(fā)送信息的模擬移動電信系統(tǒng)，本發(fā)明的一個實施例采用用來監(jiān)測在一個基站和一個移動站之間的連接質(zhì)量的方法。該方法包括步驟從基站通過下行鏈路發(fā)送監(jiān)測音頻音；在移動站接收下行發(fā)送的SAT；將從移動站接收的SAT通過上行鏈路發(fā)送到基站；在基站接收上行發(fā)送的SAT；測量上行鏈路發(fā)送的SAT形成的數(shù)據(jù)發(fā)送前SAT測量值；在基站和移動站發(fā)送數(shù)據(jù)而不在此期間發(fā)送監(jiān)測音頻音；以及用數(shù)據(jù)發(fā)送前SAT測量值來監(jiān)測在所述數(shù)據(jù)發(fā)送步驟期間和之后的一段時間內(nèi)的無線電發(fā)送質(zhì)量。
公開的第二方面，與IS-54-B相比，提高了正確解釋來自移動站的ST的可能性。此公開講述了SAT-ST處理，而相應的發(fā)明允許下列轉(zhuǎn)移(1)當檢測到有ST時，根據(jù)IS-54-B標準，如果SAT強度值表明有SAT，則接受信令音；以及(2)當檢測到ST存在而SAT強度值指示無SAT，則信令音信號在此階段是不可接受的，然而，如果繼之SAT被檢測為有而信令音仍然有，則接受信令音，這與IS-54-B標準有偏偏離。在一個實施例中，ST持續(xù)時間的測量在SAT和ST均存時才開始進行。
每個上述本發(fā)明的實施都導致，特別在移動站始發(fā)的呼叫釋放時，更可靠的工作。
在結(jié)合附圖閱讀了下面的詳述之后會對本發(fā)明的上述和其他目的，特征和優(yōu)點會有更好的理解。
圖1示出了一個具有若干小區(qū)，一個移動交換中心，若干基站和移動站的蜂窩移動無線電系統(tǒng)；圖2示出了在SAT檢測器中的SAT的典型的測量結(jié)果；圖2a示出了現(xiàn)有技術(shù)的典型的數(shù)據(jù)通信序列；圖2b是IS-54-B的SAT-ST處理的流程圖；圖3示出了在一個頻帶內(nèi)的多個無線電信道RCHa-RCHg；圖4示出了在具有如圖3所示的無線電信道分配的圖1的蜂窩移動無線電系統(tǒng)中的基站；圖5a-5c示出了典型的SAT強度測量；圖6示出了本發(fā)明的一個方面的SAT-ST處理；圖7示出了在測量ST持續(xù)時間的一個實施例中的收發(fā)信機中的模擬通道部分；圖8示出了本發(fā)明的SAT-ST處理的流程圖；圖9示出了本發(fā)明的另一個方面的SAT近似法；以及圖10a和10b示出了在采用本發(fā)明的SAT近似法期間的典型的數(shù)據(jù)通信序列。
總系統(tǒng)圖1示出了一個本發(fā)明類型的蜂窩移動無線電系統(tǒng)。該系統(tǒng)包括10個小區(qū)C1-C10。一般說來，本發(fā)明的原理實施于包括10個以上的小區(qū)的蜂窩移動無線電系統(tǒng)中。
每個小區(qū)C1-C10各有一個對應相同編號的基站B1-B10。圖1示出了位于每個小區(qū)中心附近和具有無方向性天線的基站。不過，如熟悉本技術(shù)領域的人們所熟知的，相鄰小區(qū)的基站可共同配置在小區(qū)邊界附近并采用方向性天線。
圖1也示出了在一個小區(qū)內(nèi)和從一個小區(qū)到另一個小區(qū)之間移動的10個移動站M1-M10。再有，本發(fā)明可實施于包括10個以上移動站的情形。通常，一個給定的系統(tǒng)內(nèi)，移動站的數(shù)目比基站的數(shù)目多得多。
此外，圖1還示出了一個移動交換中心MSC。該移動交換中心用電纜與所有10個基站相連。移動交換中心用電纜(為了簡明未于示出)與一個固定的公共交換電話網(wǎng)或類似的具有ISDN設施的固定網(wǎng)相連。此外還可有除了圖1所所示以外的其他的移動交換中心通過電纜與基站相連。也可以用其他方式，例如固定無線電鏈路，代替電纜進行基站與移動交換中心的通信。
示于圖1的蜂窩移動無線電系統(tǒng)包括多個無線電信道。規(guī)定采用IS-54-B標準的系統(tǒng)，例如，被設計用于模擬信息(例如語言)，數(shù)字化模擬信息(例如數(shù)字化語言)，和純信息(例如純數(shù)據(jù))。美國專利No.5,008,953詳細公開了這種系統(tǒng)，該專利此處收作參考。
圖3示出了多個在一個頻帶內(nèi)的無線電信道RCHa-RCHg。第一組信道RCHa和RCHc在蜂窩移動無線電系統(tǒng)中用來從基站向移動站發(fā)送無線電信號。第二組信道RCHb和RCHd用于從移動站向基站發(fā)送無線電信號。
其中一些信道用作為控制信道。一般說來，每個基站有至少一個控制信道。控制信道在連接期間通常不用來發(fā)送信息，而是用于在建立連接期間監(jiān)測和控制移動站，維持已有的連接和切換已有的連接。圖3示出了分配給每個信道的特定功能。例如，無線電信道RCHf在所有時間被用作為控制信道CCHK而無線電信道RCHg在所有時間被用作為控制信道CCHr。
其中一些無線電信道被用作為模擬通信信道。通常，模擬通信信道用于交換模擬信息的連接，例如作兩方談話的電話呼叫的連接。通常要求給每個此種連接一個模擬信道。當一個無線電信道用作為模擬信道連接時，是用模擬調(diào)制的無線電信號來發(fā)送信息的(例如語言)。除了通過連接發(fā)送的信息外，模擬通信信道也可用于相關的信息，例如SAT。圖3示出了如何無線電信道RCHa始終用作為模擬通信信道ACHi而無線電信道RCHb始終用作為模擬通信信道ACHv。一般，每個基站至少有一個用作為模擬通信的無線電信道。
另一些無線電信道用作為數(shù)字通信信道通常，數(shù)字通信信道用于交換數(shù)字或數(shù)字化信息(例如數(shù)據(jù)或在形成一幀幀的時隙中的數(shù)字化-語言)。圖3示出了每幀F(xiàn)有個三時隙的無線電信道RCHc和RCHd。
這種根據(jù)IS-54-B標準的信道結(jié)構(gòu)的結(jié)果是當基站與移動站通信數(shù)據(jù)時，它不能同時向同一移動站發(fā)送SAT。因此，移動站不能將SAT發(fā)回給基站。在移動站接收到數(shù)據(jù)之后，它可能立即開始發(fā)ST以便證實移動站已經(jīng)例如在接收的數(shù)據(jù)中接收到一個命令。
圖4示出了在具有如圖3所示的無線電信道分配的圖1的蜂窩移動無線電系統(tǒng)中的基站。基站被設計成在多個用作為數(shù)字通信信道，模擬通信信道和控制信道的無線電信道上發(fā)送和接收。在圖4中，并沒有示出所有信道的所有基站設備。一般，一個基站還擁有用于更多信道，特別是數(shù)字通信信道，的設備，以及其他用于電源，維修等的設備，但所示的設備已足以理解本發(fā)明。
基站與移動交換中心用6條中繼線相連。一條用于數(shù)字通信信道的第一入局中繼線與一個數(shù)字中繼線分路器和接口DMU-D相連。一條用于模擬通信信道的第二入局中繼線與模擬中繼線接口和分路器DMU-A相連。一條用于控制信道和基站控制信息的的第三入局中繼線與一個中繼線接口和控制信息分路器DMU-D相連。一條用于數(shù)字通信信道的第一出局中繼線與一個數(shù)字合路器和中繼線接口MUX-D相連。一條用于模擬通信信道的第二出局中繼線與一個模擬合路器和中繼線接口MUX-A相連。一條用于控制信道和基站信息的第三出局中繼線與一個控制信息合路器和中繼線接口MUX-C相連。
就每個用作為數(shù)字信道的出局無線電信道而言，基站包括一個與數(shù)字中繼線分路器和接口DMU-D相連的數(shù)字信道編碼單元DCC，包括一個模2加法單元M2A，脈沖串發(fā)生器單元BG，調(diào)制器單元MOD，和與天線相連的功放單元PA相連。兩個這樣的出局無線電信道共享一個與它們的模2加法單元相連的數(shù)字話音色標單元VCS。兩個這樣的出局無線電信道也共享一個與它們的脈沖串發(fā)生器相連的時隙標識碼單元TIS。
就每個用作為模擬通信信道的出局無線電信道而言，基站包括一模擬發(fā)送信道處理單元ATC,ATC包括模擬話音信道單元并與一個模擬中繼線接口和分路器DMU-A相連，一個調(diào)制器單元MOD和與天線相連的功放單元PA。
對于每個用作為控制信道的出局無線電信道，基站包括一個出局控制信道處理單元CTC,CTC與中繼線接口和控制信息分用器DMU-C相連，一個調(diào)制器單元MOD，和一個與天線相連的功率放大單元PA。
對于用作為數(shù)字通信信道的每個入局無線電信道，基站包括一個無線電接收機單元REC,REC與天線相連，一個無線電信號強度或電平測量單元SLM，一個模-數(shù)變換單元A/D，一個多徑均衡器和脈沖串同步、時隙識別和自動頻率控制單元EQ-AFC，一個模2加法單元M2A，和一個與數(shù)字分用器和中繼線接口MUX-D相連的數(shù)字信道解碼器單元DCD。
兩個用作為數(shù)字通信的入局無線電信道共享一個與其模2加法單元相連的數(shù)字話音色標單元VCS。兩個這樣的入局無線電信道也共享一個與其數(shù)字信道解碼器DCD相連的數(shù)字信道誤比特測量單元BEM。
就每個用作為模擬通信信道的入局無線電信道而言，基站包括一個與天線相連的無線電接收機單元REC，一個無線電信號強度或電平測量單元SLM，和一個與模擬合路器和中繼線接口MUX-A相連的入局模擬接收信道處理單元ARC。
對于用作為控制信道的每個入局無線電信道，每個基站包括一個與天線相連的無線電接收機單元REC，一個無線電信號強度或電平測量單元SLM，和與控制信息合路器和中繼線接口MUX-C相連的入局控制信道處理單元CRC。
所有的調(diào)制單元和無線電接收機單元均與頻率合成器單元FS相連。頻率合成器單元由中央處理器控制。中央處理器也控制DCCs,VCSs,TIS,BGs,EQ-AFCs,DCDs,BEM,ATC,ARC,CTC,CRC,和MUX-C。中央處理器最好不是基站的唯一的處理器，其他單元，特別在ATC,ARC,CTC,CRC和EQ-AFC中，也可包括一些處理器。
圖4的基站能夠與只具有用作模擬通信信道和控制信道的設備的移動站通信。基站也能夠與只具有用于數(shù)字通信信道和控制信道的設備的移動站通信?；具€能與為模擬和數(shù)字通信信道兩者及控制信道通信而設計的雙模式移動站通信。只用作為模擬通信信道的移動站可以是熟悉本技術(shù)領域的人們所熟知的那一類移動站，以AMPS標準工作。因此，這里無需對此種移動站及其工作作進一步的講述。同時也無需描述只用于模擬或控制信道的雙模式移動站的組成。讀者可以在例如美國專利USP No.5008,953中詳細地了解有關此種無線電通信系統(tǒng)類型的數(shù)字通信。
健全SAT-ST處理在美國的先進移動電話業(yè)務系統(tǒng)(AMPS)系統(tǒng)中，SAT在模擬通信信道發(fā)送。在AMPS中發(fā)送SAT的理由是，在干擾受限移動無線電通信網(wǎng)中，應該有一些手段使讓接收實體(例如基站)識別發(fā)送實體(例如移動站)或至少以高似然性禁止互換發(fā)射機實體而無需連續(xù)發(fā)送發(fā)射機實體。在蜂窩移動無線電系統(tǒng)中的數(shù)字話音信道碼(DVCC)的目的至少部分是與AMPS中的SAT一樣的。在AMPS中有三種不同的SAT。
嚴格遵循IS-54-B標準會限制AMPS系統(tǒng)的工作的容量。IS-54-B標準3.6.4節(jié)說明如下當移動站在話音信道上發(fā)送時，在監(jiān)測音(SAT)和信令音(ST)狀態(tài)的變化被用來通知在呼叫過程中出現(xiàn)某些事件。這些事件包括確認命令，發(fā)送釋放請求，發(fā)送特急請求，和喪失無線電鏈路連續(xù)性。移動站將通過以預定方式(見2.6.4)改變SAT和ST的狀態(tài)，下面縮寫為(SAT,ST)，來通知這些事件，當SAT和ST不存在時為"0"，當存在是為"1"…在下面節(jié)中，(0,1)狀態(tài)總是被當作(0,0)。
正常狀態(tài)的改變既可從(1,0)變到(1,0)或從(1,1)到(1,0)。每個新狀態(tài)保持一端時間，以此分隔不同的事件。圖5a示出了SAT強度高于門限一些時間從而被確定為存在的典型情形，而圖5b示出了SAT強度低于門限一些時間從而被確定為不存在的典型情形。
然而，如圖5c所示，可能出現(xiàn)短時間的SAT強度跌落，這意味著，可產(chǎn)生(1,0)-(0,0)-(0,1)-(1,1)這樣的示例性轉(zhuǎn)換程式。該序列只是一個例子。轉(zhuǎn)換(0,0)-(0,1)-(1,1)是重要部分，它與在序列以前的狀態(tài)是(1,0)或(0,0)，或任何其他除(1,1)以外的狀態(tài)無關。如果如上所述那樣遵循IS-54-B標準，則該序列就不被允許，就是說必需重復整個命令步驟。
本發(fā)明涉及如圖6所示的，當SAT不存在而ST被檢測到時檢測在ST狀態(tài)方面的變化。如果在ST被檢測到期間檢測到SAT，則該序列被視為與被IS-54-B接受的序列相等效。這樣在ST較經(jīng)常被正確接受情形時，特別在AMPS系統(tǒng)中，工作得更為健全。在ST存在期間確定存在SAT之后，開始測量ST的持續(xù)時間。在接受了ST之后，只要接收到ST，繼續(xù)測量ST的持續(xù)時間，而不管SAT是否降落到門限值以下(假如降落相當慢)，如圖6右邊所示。
圖7示出了在收發(fā)信機中的模擬話音信道部分，它的其中之一的任務是測量ST的持續(xù)時間。收發(fā)信機70中的控制單元71處理發(fā)送和接收，它還包括用于檢測的控制邏輯電路。該控制單元71將接收來自EMRPS(帶語言總線接口的擴充模塊區(qū)域處理器，未予示出)的命令，并用一個無線電界面向移動站傳遞命令或從移動站接收請求和確認。
如圖7所示，收發(fā)信機70有一個在EMRPS和控制單元71之間(即圖4的中央處理器)的接口72。無線電界面73代表無線電發(fā)送所必需的各種電路(例如圖4以外的電路)。在控制單元71和無線電界面73之間有一個內(nèi)部接口74，與無線電界面73相連的是天線75。
ST控制單元71基本上可始終檢測ST，但當ST應可預期時，可通過邏輯控制來減少處理器負荷，這意味著，只在某些情況下才能嘗試檢測ST。邏輯控制可以配置在EMRPS或控制單元71內(nèi)。
當ST一出現(xiàn)，不管是否有SAT，控制單元71內(nèi)部即予記錄。控制單元71然后根據(jù)IS-54-B標準立即檢查是否存在SAT。如果最后的正確測得的SAT強度在某一門限值之上，則SAT被視為存在。具體的門限值則可根據(jù)系統(tǒng)確定。
如果存在SAT，則控制單元71告訴EMPRS關于SAT狀態(tài)和開始測量ST的持續(xù)時間。如果SAT不存在，則只要ST確定存在，在每次更新SAT測量值時，控制單元71對ST的狀態(tài)作一次新的評價。如果SAT強度突然超過一個門限值，則根據(jù)本發(fā)明ST被視為被接受。EMRPS然后被告知ST被接受。另外，當ST被接受時，在一個示例的實施例中，這標志著開始測量ST的持續(xù)時間。
如上所述，ST持續(xù)時間傳達信息。然而，系統(tǒng)必須考慮到諸如移動站的時鐘可能不如基站的時鐘那樣快的情形，以致當移動站發(fā)送一個例如200ms持續(xù)時間的ST，而基站可能將該信號的持續(xù)時間測定為198ms。實際上，采用原子鐘，實際持續(xù)時間為201ms。此外，用于時鐘的時間分辨率也會影響測量結(jié)果。例如，普通時鐘的最高分辨率為一秒。用于基站的時鐘精度可能為10ms。在后者情形時，系統(tǒng)會將198ms的實際持續(xù)時間測量為190ms。而且，實際上可能發(fā)生短干擾。要解釋所測定的信號長度，即，要分辨所測得的信號是系統(tǒng)所等待的信號還是非所等待的信號，涉及到高電平的邏輯判斷。這些使得偏差可能達到10到20ms的數(shù)量級。采用IS-54-B的各種ST的持續(xù)時間為，例如50ms,400sm,500ms，和1800ms。這些值有足夠的差，使系統(tǒng)可允許的有大的持續(xù)時間偏差，諸如可將380ms的信號認作為400ms的信號。
于是，不同于IS-54-B標準的要求系統(tǒng)當ST存在而SAT不存在時不許測量ST，本發(fā)明將測量起始條件修改得此時也可允許測量持續(xù)時間。于是，對一個同時SAT-ST檢測的1798ms的ST的持續(xù)時間在實際上測得ST存在時不會只因測量開始前的2ms內(nèi)SAT低于門限值而被置之度外。應該指出，所關心的是開始的條件，并不是允許的時偏。
當移動站已停發(fā)其信令音時，基站通知EMRPS不再檢測ST。該信號中的一個參數(shù)告訴ST檢測的持續(xù)時間。該值可被計算為“start ofST time”(ST起始時間)與“stop of ST time”(ST結(jié)束時間)之差但確認基站在ST檢測時可允許SAT跌落。這意味著，當基站判斷到ST不再存在時，必定已經(jīng)歷了一個相應于所允許的跌落最大持續(xù)時間的時間，因為移動站實際上已經(jīng)停發(fā)ST。因此，在一個實施例中，ST檢測值的持續(xù)時間，在向EMRPS報告前，例如以下面描述的方式，已被糾正了。
如果下面兩個條件無論哪個被滿足，則在ST測量期間SAT被視為存在a)SAT強度在整個時間間隔內(nèi)比門限值大；b)SAT有時比門限值低，但是SAT強度的跌落比允許跌落的最大持續(xù)時間短而其余時間的SAT強度比門限值大。
圖8是一個說明本發(fā)明的改進的SAT-ST處理的流程圖。如圖8所示，在步驟S82,SAT和ST被更新同時等待ST。此后，如果在步驟S83判斷為ST存在，并又在S84判斷到SAT存在，則如S85步所示，接受ST。在步驟S86測定ST的持續(xù)時間。在S87，如果測得長度是在預定的范圍內(nèi)，則在步驟S88,ST被解釋為來自特定移動站的消息。如果在步驟S87判斷該測量長度不在預定長度內(nèi)，則ST被解釋為不是來自特定移動站的消息，如步驟S89所示。然而，如果ST在S83被判斷為不存在，則流程返回到步驟S82，更新SAT和ST。如果在S83判斷ST存在，而在S84判斷SAT不存在，則流程返回S82，更新SAT和ST。
在ST的持續(xù)時間測量期間(即一旦ST被接受)，SAT和ST兩者均可出現(xiàn)跌落。這意味著，比允許的跌落時間(t)長的跌落將會導致ST不再存在的判斷。而這又意味著，如果足夠長的跌落有規(guī)則地發(fā)生，則單個ST可能被看成為兩個或兩個以上的ST信號。另一方面，如果跌落的持續(xù)時間比允許的時間t短，則會導致于這樣的判斷該ST實際上是同一個，而不是兩個相繼出現(xiàn)的ST。這對SAT也是適用短于時間t的SAT跌落被忽略，而大于t的跌落導致于判斷當前ST發(fā)送終止了。應該注意到，用于ST跌落判定的時間t和SAT跌落判定的時間t可為同一值也可為不同值。每當SAT和/或ST測量值被更新時，控制SAT和ST判定的邏輯應激活。
當然，以后可以就是否實際上由發(fā)送期間的長時跌落間引起的兩個相繼的ST被視為一個單個的ST或兩個相繼的ST信號作邏輯判定。當作這樣判定時，要考慮此兩個相繼ST信號的間隔的大小。這種判定可在EMRP也可在控制單元71中進行。
因為允許跌落，所以顯然會影響ST的持續(xù)時間測量。例如，在判斷是否已停發(fā)時會發(fā)生問題。對此的解決辦法是繼續(xù)測量ST持續(xù)時間，直至確信ST不存在時，即所允許的跌落時間過去之后才停止測量ST持續(xù)時間，然后從總的測得的時間中減去允許跌落的時間。
一旦得出ST不存在的結(jié)論，立即通知EMRPS。ST的持續(xù)時間包括在發(fā)送給EMRP的信息中。
SAT近似法在數(shù)據(jù)接收和發(fā)送期間，SAT的實際值被忽略。在早先的系統(tǒng)中，在數(shù)據(jù)發(fā)送期間總是可接受ST的(即去除了對SAT的質(zhì)量要求)。這是因為，在AMPS系統(tǒng)中，接收信令音的必須以SAT為前提。然而，在數(shù)據(jù)接收和發(fā)送期間，在當前系統(tǒng)中，無法檢測引起SAT-ST認定固有問題的SAT。
本發(fā)明包括改進SAT-ST認定的兩種途徑(1)當數(shù)據(jù)發(fā)送和接收進行時，SAT被認為具有如數(shù)據(jù)發(fā)送/接收前一樣的強度，這意味著，在數(shù)據(jù)發(fā)送期間系統(tǒng)將SAT的強度值保持與緊接在數(shù)據(jù)接收或發(fā)送前測得的強度值一樣。即使在數(shù)據(jù)傳輸完成之后還將此值保持一段短時間，以便給SAT檢測器一個穩(wěn)定工作所需的合適的時間。如圖9所示，用虛線表示保持的SAT強度，而在數(shù)據(jù)發(fā)送期間的實際傳送的SAT強度則用點線表示。
(2)測得的SAT值要進行統(tǒng)計處理。用與已知的密度函數(shù)相比較和外推技術(shù)有可能以好的精度來預測在數(shù)據(jù)發(fā)送和/接收期間的SAT值。業(yè)已有這方面的技術(shù)。可以使用諸如那些公開在Dahlquistand Bjrck,Numerical Methods,Section 8.2,338-339頁,PprenticeHall,Englewood Cliffs,New Jersey,19的外推技術(shù)。
至少有兩種采用此過程的主環(huán)境。
1．當有基站向移動站發(fā)送消息時，基站收發(fā)機不能判斷何時完成發(fā)送。為此，當基站向移動站發(fā)送一個字時，收發(fā)信機必須設定一個內(nèi)部定時器。只要該定時器未到時，該收發(fā)信機保持使用該最后的正確接收的SAT測量值。例如，在一個實施例中，可將定時器設定為500ms。圖10a示出了一個典型的信號序列。
2．當基站正接收移動站的消息時，并且只要接收在進行，基站收發(fā)信機使用在數(shù)據(jù)消息接收前有效的SAT測量值。當接收結(jié)束時，在使用當前接收的SAT測量值以前，收發(fā)信機等待一段時間t，例如100ms，以使SAT檢測器穩(wěn)定下來。在這段時間內(nèi)仍使用“原”SAT值。圖10b示出了一個典型的信號序列。
用本發(fā)明的這些方面，使SAT-ST條件的差錯數(shù)減少并使系統(tǒng)避免錯誤地解釋鏈路質(zhì)量為壞，從而使AMPS系統(tǒng)工作更健全。
概括地說，本發(fā)明涉及在SAT不可正確獲得期間將SAT值鎖定一段時間。SAT值可鎖定在最后測得值也可鎖定在預測的值上。設定定時器以控制何時再開始使用測得的SAT值。
當然，可以想出復雜的設計來擁有更好的存儲結(jié)構(gòu)和處理器能力。在電路中的有些邏輯可采用更高的電平，而這會要求有些信息在不同的電平上傳輸。
熟悉本領域的普通人員可以認識到，人們還可在不脫離本發(fā)明范圍內(nèi)以其他特定的形式實施本發(fā)明。因此當前公開的實施例都被認為是說明性的而不是一種局限。本發(fā)明的范圍由所附的權(quán)利要求而不是上述描述限定，而所有落在等效的含義和范圍內(nèi)的所有變化均被認為已被涵蓋。
權(quán)利要求
1．在一個基站和移動站之間傳輸模擬信息的移動無線電電信系統(tǒng)中，一種用來檢測基站和移動站之間連接質(zhì)量的方法，包括步驟(a)基站通過下行鏈路發(fā)送一個監(jiān)測音頻音；(b)移動站接收所述下行鏈路傳輸?shù)腟AT；(c)所述移動站向所述基站在上行鏈路上發(fā)送所述接收到的SAT；(d)在所述基站接收上行鏈路傳輸?shù)腟AT；(e)在測量在獲得的所述上行鏈路傳輸?shù)腟AT形成數(shù)據(jù)傳輸前的SAT測量值；(f)在所述基站和所述移動站之間發(fā)送數(shù)，在此期間不發(fā)送所述監(jiān)測音頻音；(g)在至少所述數(shù)據(jù)發(fā)送這步期間使用所述測數(shù)據(jù)傳輸前的SAT測量值進行無線電傳輸質(zhì)量檢測。
2．權(quán)利要求1的方法，其中所述測量步驟還包括步驟根據(jù)一個概率算法和數(shù)據(jù)傳輸前的測量值概率地確定SAT測量值。
3．根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中所述數(shù)據(jù)傳輸前的SAT測量被用在所述數(shù)據(jù)傳輸已經(jīng)結(jié)束之后的一段時間內(nèi)，該段時間近似等于SAT測量電路穩(wěn)定的時間。
4．根據(jù)權(quán)利要求3的方法，其中所述這段時間是通過當所述數(shù)據(jù)從所述移動站向所述基站傳輸時，在所述數(shù)據(jù)傳輸結(jié)束時啟動一個定時器來確定的。
5．根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中所述的數(shù)據(jù)傳輸前的SAT測量值被用于一段這樣長的時間它可足以包括典型的數(shù)據(jù)傳輸數(shù)據(jù)時間加上在其傳輸結(jié)束之后的近似等于SAT測量電路穩(wěn)定的時間。
6．根據(jù)權(quán)利要求5的方法，其中所述一段時間是通過在所述數(shù)據(jù)傳輸開始前啟動一個500ms定時器來確定的。
7．權(quán)利要求1的方法，其中所述數(shù)據(jù)從基站發(fā)送到移動站。
8．根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中所述數(shù)據(jù)從移動站向基站發(fā)送。
9．在一個基站和移動站之間傳輸模擬信息的移動無線電電信系統(tǒng)中，一種監(jiān)測基站和移動站之間的連接質(zhì)量的設備，包括用來從基站通過一條下行鏈路發(fā)送一個監(jiān)測音頻音的裝置；用來在移動站接收所述下行鏈路傳輸?shù)腟AT的裝置；用來從所述移動站向所述基站在一條上行鏈路上發(fā)送所述接收的SAT的裝置；用來在所述基站接收所述上行鏈路傳輸?shù)腟AT的裝置；用來測量由所述上行鏈路傳輸?shù)腟AT形成的數(shù)據(jù)傳輸測量值的裝置；用來在所述監(jiān)測音頻音不發(fā)送期間在所述基站和所述移動站之間發(fā)送數(shù)據(jù)的裝置；以及用來在至少所述數(shù)據(jù)發(fā)送期間用所述數(shù)據(jù)傳輸前的SAT測量值進行無線電傳輸質(zhì)量檢測的裝置。
10．根據(jù)權(quán)利要求9的設備，其中所述測量裝置還包括用來根據(jù)概率算法和數(shù)據(jù)傳輸前的測量值概率地確定SAT測量值的裝置。
11．根據(jù)權(quán)利要求9的裝置，還包括用來在所述數(shù)據(jù)傳輸結(jié)束后的一段時間內(nèi)使用數(shù)據(jù)傳輸SAT測量值的定時器，所述這段時間近似等于SAT測量電路穩(wěn)定的時間。
12．根據(jù)權(quán)利要求11的設備，其中所述定時器在當所述數(shù)據(jù)從所述移動站發(fā)向所述基站時，在數(shù)據(jù)發(fā)送結(jié)束之后啟動。
13．根據(jù)權(quán)利要求9的設備，還包括一個使用所述數(shù)據(jù)傳輸前SAT測量值一段時間的定時器，該段時間長得足以包括典型的數(shù)據(jù)傳輸時間加上所述數(shù)據(jù)傳輸結(jié)束之后的一段近似等于SAT測量電路穩(wěn)定的時間。
14．根據(jù)權(quán)利要求9的設備，其中所述數(shù)據(jù)由基站發(fā)向移動站。
15．根據(jù)權(quán)利要求9的設備，其中所述數(shù)據(jù)由移動站發(fā)向基站。
全文摘要
在數(shù)據(jù)傳輸期間和傳輸之后的一段時間內(nèi)估計監(jiān)測音頻音(SAT)強度的方法和系統(tǒng)。在此段時間內(nèi)的SAT被認為與剛剛在數(shù)據(jù)傳輸開始傳輸前時測得的強度是相同的。在另一個實施例中,一個概率算法可用來根據(jù)先前的測量來預測數(shù)據(jù)傳輸期間和其后一段時間內(nèi)的SAT強度。本發(fā)明被用于在至少一個基站和多個移動站之間傳輸模擬信息的移動無線電電信系統(tǒng),一個用來檢測基站和移動站之間的連接的質(zhì)量的方法,包括在不傳輸SAT期間在基站和移動站之間傳輸數(shù)據(jù)和使用的數(shù)據(jù)傳輸前SAT測量值在至少所述數(shù)據(jù)傳輸步驟的一段時間內(nèi)進行無線電傳輸質(zhì)量檢測。
文檔編號H04W40/24GK1209255SQ96199918
公開日1999年2月24日 申請日期1996年12月6日 優(yōu)先權(quán)日1995年12月15日
發(fā)明者F·古斯塔夫, J·利德福斯, P·瓦爾斯特 申請人:艾利森電話股份有限公司