專利名稱：在不能保持同步的信道上提供位計數(shù)完整性和同步數(shù)據(jù)傳送的方法和裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明通常涉及數(shù)據(jù)傳送通信系統(tǒng)，尤其涉及通過不能保持?jǐn)?shù)據(jù)流傳送特性的媒體傳送同步數(shù)據(jù)流。
背景技術(shù)：
在無線電話通信系統(tǒng)中，許多用戶在無線信道上進(jìn)行通信，連接到其它無線或有線電話系統(tǒng)中。無線信道上的通信可以是多種多址技術(shù)之一。這些多址技術(shù)包括時分多址(TDMA)、頻分多址(FDMA)和碼分多址(CDMA)。CDMA技術(shù)具有許多優(yōu)點。在美國專利號4,901,307、名稱為“利用衛(wèi)星或地面轉(zhuǎn)發(fā)器的擴(kuò)展頻譜多址通信系統(tǒng)”(于1990年2月13日授予K.Gilhousen等)中描述了一種典型的CDMA系統(tǒng)，該專利已轉(zhuǎn)讓給本發(fā)明的受讓人，援引于此，以作參考。
在剛提到的專利中，揭示的多址技術(shù)中，有大量的移動電話系統(tǒng)用戶，每個用戶具有收發(fā)機(jī)，通過衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)器或地面基站，利用CDMA擴(kuò)展頻譜通信信號進(jìn)行通信。在利用CDMA通信時，可以重復(fù)多次使用頻譜，增加了系統(tǒng)用戶容量。
在CDMA蜂窩系統(tǒng)中，每個基站覆蓋有限的地理區(qū)域，在該覆蓋區(qū)域內(nèi)通過蜂窩系統(tǒng)交換機(jī)把遠(yuǎn)程單元鏈接到公共交換電話網(wǎng)(STN)。當(dāng)遠(yuǎn)程單元移入新基站的覆蓋區(qū)域時，把用戶呼叫的路由轉(zhuǎn)換到新的基站?；局吝h(yuǎn)程單元信號發(fā)送路徑稱為正向鏈路，遠(yuǎn)程單元至基站信號發(fā)送路徑稱為反向鏈路。
在一般的無線電話通信系統(tǒng)中，遠(yuǎn)程單元發(fā)射機(jī)可以使用聲碼系統(tǒng)，以可變速率格式對語音信息進(jìn)行編碼。例如，由于語音活動中的暫停的原因，可以降低數(shù)據(jù)速率。較低的數(shù)據(jù)速率減少了遠(yuǎn)程單元發(fā)送時引起的對其它用戶的干擾電平。在接收機(jī)或與接收機(jī)相關(guān)的其它設(shè)備上，用聲碼系統(tǒng)重構(gòu)語音信息。除了語音信息之外，遠(yuǎn)程單元也可以單獨發(fā)送非語音信息或混合發(fā)送這兩者。
當(dāng)遠(yuǎn)程單元正在產(chǎn)生其自身的數(shù)據(jù)以便發(fā)送時，內(nèi)部的聲碼器根據(jù)20微秒(ms)幀期間的語音活動性，以四種不同的速率，例如接近每秒8000比特(bps)、4000比特、2000比特和1000比特從語音信息的數(shù)字樣本產(chǎn)生編碼數(shù)據(jù)。每幀聲碼數(shù)據(jù)用與附加開銷比特一起被格式化為9600bps、4800bps、2400bps和1200bps的數(shù)據(jù)幀。對應(yīng)于9600bps幀的最高速率數(shù)據(jù)幀稱為“全速率”幀；4800bps數(shù)據(jù)幀稱為“半速率”幀；2400bps數(shù)據(jù)幀稱為“四分之一速率”數(shù)據(jù)幀；1200bps數(shù)據(jù)幀稱為“八分之一速率”幀。在無論編碼處理還是幀格式處理都不在數(shù)據(jù)中包括速率信息。在美國專利號5,414,796、名稱為“可變速率聲碼器”(于1995年5月9日公告)中描述了一種適用于這種環(huán)境的聲碼器，該專利已轉(zhuǎn)讓給本發(fā)明的受讓人。當(dāng)遠(yuǎn)程單元從外界信源(例如終端設(shè)備單元)收到數(shù)據(jù)時，遠(yuǎn)程單元繼續(xù)以這種可變速率幀格式處理數(shù)據(jù)。
當(dāng)政府發(fā)出原始蜂窩電話頻譜許可證時，對頻譜使用的限制之一是電信公司不能提供調(diào)度系統(tǒng)服務(wù)。然而，由于CDMA系統(tǒng)的眾多優(yōu)點以及開發(fā)和維護(hù)專用調(diào)度系統(tǒng)的固有開支和問題，政府正在重新檢查這種發(fā)布方式。政府本身從這種服務(wù)務(wù)中受益許多。
然而，一般的無線和有線電話服務(wù)提供點至點服務(wù)，而調(diào)度服務(wù)提供了一點至多點的服務(wù)。調(diào)度服務(wù)的通常用途是本地的警察無線電系統(tǒng)、出租車調(diào)度系統(tǒng)、聯(lián)邦情報局和機(jī)密服務(wù)工作以及普通軍用通信系統(tǒng)。
調(diào)度系統(tǒng)的基本模式由用戶廣播網(wǎng)組成。每個廣播網(wǎng)用戶監(jiān)視公共的一個廣播正向鏈路信號。如果網(wǎng)絡(luò)用戶希望通話，則它按下通話(PTT)鈕。通常通話用戶的語音從反向鏈路在廣播正向鏈路上傳送。理想地，調(diào)度系統(tǒng)可以用地面通信線和無線接入進(jìn)入該系統(tǒng)。
如果政府機(jī)構(gòu)希望使用調(diào)度服務(wù)，除了CDMA波形提供的固有的保密性之外，該機(jī)構(gòu)可能想使用保密機(jī)制，進(jìn)一步防止阻截獲。保密機(jī)制通常是根據(jù)內(nèi)部產(chǎn)生的時鐘工作的，并且以固定速率產(chǎn)生數(shù)據(jù)。為了使用具有無線系統(tǒng)的保密機(jī)制，必須適應(yīng)保密機(jī)制的數(shù)據(jù)速率、時鐘和位計數(shù)完整的要求。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是一種有效的緩沖方法，使透明無線電鏈路協(xié)議適用于提供要求位計數(shù)完整性和低延遲的恒速率位流服務(wù)。終端設(shè)備單元提供了一種恒速率位流。無線鏈路用于使用可變速率的、基于幀的非無錯協(xié)議向目的地傳送恒速率位流。在接收端，必須對恒速率位流重構(gòu)，以維持位計數(shù)的完整。緩沖系統(tǒng)引入的固定延時必須最小，且與語音服務(wù)系統(tǒng)的需要一致。
為了達(dá)到這些要求，每幀增加一個長度字段。長度字段本身應(yīng)當(dāng)包含少量的位，以使長度字段對鏈路的整個位載送容量的影響最小。長度字段是一個模值，與相應(yīng)數(shù)據(jù)幀的大小成比例地增加。如果擦去了一幀，包含在該幀中的位數(shù)根據(jù)接收到的下一未擦幀的長度字段確定。在接收站，一隊列接收幀數(shù)據(jù)，并產(chǎn)生恒速率位流。當(dāng)接收到擦除時，把等于可以包含在該擦除的幀中的最大位數(shù)的許多填充位加到該隊列中。這些填充位已準(zhǔn)備好供該隊列使用。當(dāng)接收到下一未擦除幀時，如果已確定該擦除幀包含的位比最多位少得多，則用包含在下一未擦除幀內(nèi)的數(shù)據(jù)復(fù)蓋額外位。
附圖概述根據(jù)下面結(jié)構(gòu)附圖的詳細(xì)描述，本發(fā)明的特征、目的和優(yōu)點將變得更明顯。其中

圖1是一般的調(diào)度系統(tǒng)；圖2示出了遠(yuǎn)程單元與地面通信線電話之間的點至點安全語音連接；圖3示出了透明無線電鏈路協(xié)議的自適應(yīng)層的協(xié)議堆棧；圖4示出了緩沖透明無線電鏈路協(xié)議的輸出以產(chǎn)生恒速率位流的自適應(yīng)層隊列；以及圖5是圖4所示的線性緩沖器的另一實施例。
本發(fā)明的實施方式圖1示出了一般的調(diào)度系統(tǒng)。在較佳實施例中，遠(yuǎn)程單元10、20、22和24可以起到調(diào)度單元和點至點電話的作用。在圖1中，遠(yuǎn)程單元10是當(dāng)前主動講話者，遠(yuǎn)程單元20、22和24是當(dāng)前被動收聽者。基站30、32和34把廣播正向鏈路信道提供給遠(yuǎn)程單元10、20、22和24?；?0也正接收主動遠(yuǎn)程單元10的反向鏈路信號。移動交換中心(MSC)38協(xié)調(diào)發(fā)向和來自基站的信令。在較佳實施例中，信令是根據(jù)“雙模式寬帶擴(kuò)展頻譜蜂窩系統(tǒng)的移動臺-基站兼容標(biāo)準(zhǔn)”TIA/EIA/IS-95進(jìn)行的，該標(biāo)準(zhǔn)也簡稱為IS-95。在IS-95中，遠(yuǎn)程單元稱為移動臺。通信管理器40控制廣播網(wǎng)，以便在兩個遠(yuǎn)程單元同時按下‘通話鈕’(PTT)時區(qū)分這兩個請求的優(yōu)先。
雖然較佳實施例圖示說明了本發(fā)明用于把加密語音系統(tǒng)與點至點或調(diào)度無線CDMA系統(tǒng)相結(jié)合，但這些一般的原理也可以應(yīng)用于多種數(shù)字環(huán)境。例如，相同的原理可以應(yīng)用于利用時分多址(TDMA)或其它數(shù)字發(fā)送技術(shù)開發(fā)的系統(tǒng)中。數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)可以是傳真或計算機(jī)數(shù)據(jù)。通常，本發(fā)明可廣泛地應(yīng)用于通過不保留信號同步屬性的媒體發(fā)送的任何同步數(shù)據(jù)流。這樣的系統(tǒng)的一些例子是同步幀格式視頻發(fā)送系統(tǒng)、由同步承載體(等時系統(tǒng))服務(wù)載送的分組包數(shù)據(jù)脈沖串以及通過面向連接的同步傳送以異步傳送模式(ATM)載送的多路復(fù)用語音和數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)。
圖2示出了本發(fā)明一個典型的實施例。圖2參照遠(yuǎn)程單元與地面通信線電話之間的點至點保密語音連接來描述。相同技術(shù)也可以直接應(yīng)用于兩遠(yuǎn)程單元之間的點至點連接，或者直接應(yīng)用于調(diào)度系統(tǒng)。遠(yuǎn)程單元110裝備有密碼集總(clump)100。密碼集總100向遠(yuǎn)程單元110提供穩(wěn)定的數(shù)據(jù)位流。在密碼集總100中，時鐘102以頻率f1運行，產(chǎn)生獨立的時鐘。時鐘102可以與以頻率f2運行的CDMA時鐘和以頻率f3運行的PSTN時鐘偏移。時鐘102用于驅(qū)動聲碼器104，對從揚聲器/話筒108接收到的語音信號進(jìn)行編碼。聲碼器104的輸出用于驅(qū)動加密/解密器106。加密/解密器106的輸出輸入到遠(yuǎn)程單元110中。即使加密/解密器106的輸出通常是保密語音，包含遠(yuǎn)程單元110、基站118和交互工作功能124的CDMA連接對數(shù)據(jù)的作用，就象它是從標(biāo)準(zhǔn)數(shù)字設(shè)備終端單元輸出的數(shù)據(jù)。雖然把揚聲器/話筒108圖示成位于密碼貪集總100內(nèi)，但它也可以位于遠(yuǎn)程單元110內(nèi)。在這種情況下，密碼集總100與遠(yuǎn)程單元之間需要音頻信號連接。
加密和解密處理的一個方面是在加密端產(chǎn)生穩(wěn)定的數(shù)據(jù)流，并且在解密端必須重新產(chǎn)生穩(wěn)定的數(shù)據(jù)流，以使解密處理有效地工作。解密處理可以容許輸入數(shù)據(jù)中的錯誤，并仍提供合法的結(jié)果，因此，不需要無錯鏈路。關(guān)鍵是進(jìn)入到解密處理的位的時間彼此對準(zhǔn)，與它們來自加密處理時一樣。如果數(shù)據(jù)丟失一位，則解密處理產(chǎn)生垃圾而不是合法數(shù)據(jù)。提供穩(wěn)定的數(shù)據(jù)位流的處理稱為同步。把與從加密處理來的相同數(shù)量的位提供給解密處理的處理稱為位計數(shù)完整性保持。
回到圖2，密碼集總100產(chǎn)生穩(wěn)定的加密數(shù)據(jù)位流。通常這種加密數(shù)據(jù)是以480比特/秒產(chǎn)生的。與從密碼集總100輸出的穩(wěn)定的位流相反，遠(yuǎn)程單元根據(jù)IS-95產(chǎn)生可變速率幀數(shù)據(jù)。根據(jù)IS-95，遠(yuǎn)程單元110產(chǎn)生20毫秒的幀數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)幀可以采用四種不同的速率之一，例如根據(jù)產(chǎn)生或接收數(shù)據(jù)的速率，近似取8000比特/秒(bps)、4000bps、2000bps和1000bps。每幀數(shù)據(jù)與附加開銷比特一起格式化成9600bps、4800bps、2400bps和1200bps的數(shù)據(jù)幀。對應(yīng)于9600bps幀的最高速率數(shù)據(jù)幀稱為“全速率”幀，4800bps數(shù)據(jù)幀稱為“半速率”幀；2400數(shù)據(jù)幀稱為“四分之一速率”幀；1200bps數(shù)據(jù)幀稱為“八分之一速率”幀。
一個全速率幀的位計數(shù)有效負(fù)載為160位。一個半速率幀的位計數(shù)有效區(qū)域為80位。如果密碼集總100正在以4800bps產(chǎn)生數(shù)據(jù)，在每20毫秒幀期間，它產(chǎn)生96位。因此，遠(yuǎn)程單元110產(chǎn)生全速率和半速率數(shù)據(jù)幀的抖動組合，以適應(yīng)密碼集總100輸出。對于每一幀，遠(yuǎn)程單元110增加了長度字段。長度字段本身包含的位應(yīng)當(dāng)較少，以使長度字段對鏈路的總體比特載送容量的影響最小。長度字段是模指數(shù)，通過把當(dāng)前幀的長度(即位數(shù))加到與前一幀一起發(fā)送的長度字段中的值產(chǎn)生。此外，把其它CDMA信令、控制和開銷位加到這些幀中。然后對這些幀進(jìn)行卷積編碼。然后交織已編碼位。已交織位進(jìn)行正交Walsh編碼，并用偽隨機(jī)噪聲PN碼掩碼擴(kuò)展。然后用I和Q信道擴(kuò)展序列對掩碼擴(kuò)展信號進(jìn)行偏移正交相位相移鍵控(OQPSK)調(diào)制，并通過天線112在無線鏈路120上發(fā)送。
基站118通過天線114從無線鏈路120接收遠(yuǎn)程單元信號。基站118除去OQPSK調(diào)制和擴(kuò)展掩碼?；?18對未擴(kuò)展信號進(jìn)行Walsh解碼，并對該信號進(jìn)行去交織。然后把該信號通過例如維特比解碼器進(jìn)行解碼，并從基站118傳送給交互工作功能(IWF)124。
IWF124提供所需的功能，使密碼集總100與保密電話單元130交互工作。實際的實現(xiàn)手段可以包括一組調(diào)制解調(diào)器。IWF124向公共交換電話網(wǎng)(PSTN)128輸出脈碼調(diào)制(PCM)數(shù)據(jù)。PSTN128把PCM編碼數(shù)據(jù)傳送給保密電話單元(STU)130。在STU130中，對數(shù)據(jù)流進(jìn)行解密和解聲碼編碼，并把語音信號輸出給終端的收聽者。STU130至密碼集總100的鏈路幾乎以與剛描述的方式一樣工作。
打算用IS-95無線協(xié)議載送語音信號。利用語音信號的屬性，不必完全再現(xiàn)原數(shù)字化語音信號，就可重構(gòu)長途電話講話質(zhì)量可理解的語音。因此，如果一幀中產(chǎn)生過量的錯誤，則可以簡單地擦除該幀。如果這種擦除的數(shù)量保持在最小，則對語音的影響也最小。因此，IS-95鏈路本身不提供無錯通信。
當(dāng)把IS-95用于需要無錯數(shù)據(jù)傳送的數(shù)據(jù)連接時，可以增加額外的協(xié)議層，以檢測幀擦除。一檢測到幀擦除，接收終端就可以請求重發(fā)送該幀。然而，當(dāng)處理正載送語音數(shù)據(jù)的同步數(shù)據(jù)連接時，這種方案是不能接受的。錯誤檢測和幀重復(fù)操作給系統(tǒng)引入了延遲。在同步系統(tǒng)中，這種系統(tǒng)引入的最大延遲將不得不用緩沖方案永久地插入。在語音系統(tǒng)中這種延遲是不能接受的，這是因為它們大到足以能被終端用戶檢測到。
由于IS-95無線接口不提供具有位計數(shù)完整性的同步數(shù)據(jù)傳送，本發(fā)明提供一種新的協(xié)議堆棧層，加入到已有協(xié)議堆棧中。圖3示出了具有新加入的用于透明無線電鏈路協(xié)議(TRLP)的自適應(yīng)層的協(xié)議堆棧。自適應(yīng)層可以與具有恒位流的任何用戶話務(wù)結(jié)合使用，無論位流是由保密語音終端設(shè)備還是任意的同步數(shù)據(jù)源產(chǎn)生的。自適應(yīng)層利用緩沖方案和對透明RLP層上擦除的數(shù)據(jù)的相關(guān)擦除數(shù)據(jù)替代算法恢復(fù)話務(wù)的同步屬性和位計數(shù)完整性。本發(fā)明的優(yōu)點是使數(shù)據(jù)經(jīng)過的實時隊列延遲最小。
圖3示出了透明無線電鏈路協(xié)議的具有自適應(yīng)層的協(xié)議堆棧。密碼集總100利用電子工業(yè)協(xié)會/電信工業(yè)協(xié)會(EIA/TIA)文件232-E中定義的接口提供恒數(shù)據(jù)位流。遠(yuǎn)程單元110利用相同的協(xié)議接收數(shù)據(jù)。APP層是標(biāo)準(zhǔn)調(diào)制解調(diào)器AT命令處理層。標(biāo)注為AL的層是自適應(yīng)層。對于反向鏈路，遠(yuǎn)程單元110內(nèi)的自適應(yīng)層把恒速率位流轉(zhuǎn)換成一系列八位位組，通過TRLP層。自適應(yīng)層也在以f1運行的密碼集總100時鐘與以頻率f2運行的在遠(yuǎn)程單元100內(nèi)的時鐘之間提供同步。IS-95層提供為無線電鏈路接口提供數(shù)據(jù)和信令，包括上面簡述的編碼、交織、擴(kuò)展和OQPSK調(diào)制。
在基站118和IWF128上，IS-95層除去IS-95的操作，并對于它嘗試接收的每個數(shù)據(jù)幀或者輸出一幀數(shù)據(jù)或者輸出一擦除。TRLP接收幀數(shù)據(jù)并輸出八位位組數(shù)據(jù)。自適應(yīng)層得到輸入的八位位組數(shù)據(jù)和幀擦除指示，產(chǎn)生恒速率位流。
自適應(yīng)層由圖4所示的隊列150組成，它緩沖TRLP的輸出，產(chǎn)生恒速率位流。隊列150一直到兩個緩沖預(yù)填充X區(qū)域154和緩沖預(yù)填充Z區(qū)域156都填滿數(shù)據(jù)時，才開始輸出恒速率位流。顯然，緩沖預(yù)填充X區(qū)域154引入了不可避免的固定延遲。緩沖預(yù)填充X區(qū)域154計及密碼集總100內(nèi)以頻率f1運行的時鐘與STU130內(nèi)以頻率f1運行的時鐘之間的時鐘偏移。緩沖預(yù)填充X區(qū)域154的大小由系統(tǒng)規(guī)格來確定。例如，在較佳實施例中，兩同步復(fù)位之間最小可接受的時間指定為10分鐘。當(dāng)緩沖隊列的數(shù)據(jù)用完，以至于不能產(chǎn)生恒速率位流時，進(jìn)行同步復(fù)位，并且系統(tǒng)必須重新設(shè)置，緩沖器必須重填充，以繼續(xù)工作。由于同步復(fù)位之間最小可接受時間的增加，緩沖器的大小也必須增加，固定延時也增加了。緩沖預(yù)填充X區(qū)域154的大小根據(jù)STU130與密碼集總100時鐘之間的最大偏移計算。緩沖預(yù)填充X區(qū)域154存儲兩個單元之間在十分鐘間隔期間彼此可以偏移的可能的最大數(shù)量的位。緩沖預(yù)填充X區(qū)域154的實際大小與本發(fā)明的工作無關(guān)。在整個系統(tǒng)工作過程中，存儲在緩沖預(yù)填充X區(qū)域154的位數(shù)增加和減少。
把緩沖預(yù)填充Z區(qū)域156的八位位組以與這些位從緩沖預(yù)填充X區(qū)域154傳送成恒速率位流時接近的相同bps速率傳送到緩沖預(yù)填充X區(qū)域154。緩沖預(yù)填充Z區(qū)域156的數(shù)據(jù)傳送到緩沖預(yù)填充X區(qū)域154是根據(jù)CDMA設(shè)備時種頻率f2進(jìn)行的。在恒速率位流輸出端上遞送任何數(shù)據(jù)之前也用數(shù)據(jù)預(yù)填充緩沖預(yù)填充Z區(qū)域156，因此在系統(tǒng)中引入了固定延遲。為了使可能引入的固定延遲最小，緩沖預(yù)填充Z區(qū)域156的大小等于較小的值。一個合適的值是在從TRLP到達(dá)另一組數(shù)據(jù)之前發(fā)送給緩沖預(yù)填充X區(qū)域154的平均位數(shù)。在較佳實施例中，每幀從隊列150傳送的平均位為96位。因此，在較佳實施例中，緩沖預(yù)填充Z區(qū)域156的大小為12個八位位組。
在另一實施例中，可以把緩沖預(yù)填充Z區(qū)域156的大小減小到零。當(dāng)?shù)谝淮谓⒚艽a集總100與STU130之間的連接時，發(fā)起單元向接收單元發(fā)送撥號音指示。當(dāng)接收單元回應(yīng)時，兩個單元交換一系列訓(xùn)練音調(diào)。當(dāng)發(fā)送和接收單元都已準(zhǔn)備傳送數(shù)據(jù)時，每個單元向?qū)Ψ桨l(fā)送載波。從一個單元發(fā)送數(shù)據(jù)的第一時刻可以是它檢測到另一單元的載波的時刻。當(dāng)IWF124內(nèi)的調(diào)制解調(diào)器一檢測到載波，協(xié)議就指令I(lǐng)WF124產(chǎn)生恒速率位流。如果仍沒有幀可用，則必須向緩沖預(yù)填充X區(qū)域154和緩沖預(yù)填充Z區(qū)域156增加填充位，以滿足該協(xié)議。然而，如果直到第一個非擦除幀剛到達(dá)之后才向IWF124提供載波，則緩沖Z區(qū)域158可以立即開始以恒速率輸出接收到的數(shù)據(jù)。這樣，在緩沖Z區(qū)域158變空之前，下一幀數(shù)據(jù)或擦除指示就可用，并且可以去除緩沖預(yù)填充Z區(qū)域156。
回到較佳實施例，寫指針160的名義位置在緩沖預(yù)填充Z區(qū)域156與緩沖Z區(qū)域158的邊界上。當(dāng)數(shù)據(jù)從TRLP以實際數(shù)據(jù)和填充數(shù)據(jù)的形式移入到緩沖Z區(qū)域158內(nèi)時，數(shù)據(jù)作為八位位組從緩沖預(yù)填充Z區(qū)域156移出。這樣，寫指針160的位置移動成指示要放置的TRLP下一個八位位組的位置。如上所述，寫指針可以在椎棧指針范圍內(nèi)移動，該范圍包含緩沖預(yù)填充Z區(qū)域156和緩沖Z區(qū)域158。由于緩沖X區(qū)域154的大小可以變化，所以寫指針160并不進(jìn)入緩沖預(yù)填充X區(qū)域154。
當(dāng)接收到擦除指示時，擦除幀的大小是未知的。為了保持位計數(shù)的完整性，必須向隊列150增加填充位，以表示這些擦除位。根據(jù)本發(fā)明，把可以包含在擦除幀數(shù)據(jù)的最大位數(shù)增加到隊列150中。在較佳實施例中，全速率幀載送160位，因此，把160位的填充位加入到隊列150中。這些位立即開始移過隊列150且是輸出恒速率位流所必需的。如果擦除幀不是全速率幀，當(dāng)接收到下一未擦除幀時，可以把一些加到隊列150中的位仍保留在隊列150中。
如上所述，每幀包含長度字段，它指示本幀相對于前幀的位數(shù)。利用較佳實施例的數(shù)據(jù)速率，表Ⅰ示出了提供這種模長度字段的典型方案。在表Ⅰ的例子中，長度字段僅為四位長，因此，取的值從0至15。長度字段的值根據(jù)幀速率對每幀增加。如果發(fā)送全速率幀，則該字段值增加8。如果發(fā)送半速率幀則該字段值增加4。如果發(fā)送四分之一速率幀，則該字段值增加2。如果發(fā)送八分之一速率幀則該字段值增加1。

表Ⅰ從該方案可以看出，假設(shè)長度字段的初始值為0，表Ⅰ的第一列指示在幀期間發(fā)送的數(shù)據(jù)速率。第二列表示相應(yīng)的長度字段值。因此，由于發(fā)送的第一幀為四分之速率，所以字段長度值為2。由于下一幀為半速率，所以該值增加4，為6。后續(xù)的第二半速率另外再把值增加4，這樣長度字段值為10。八分之一速率幀把長度字段值增加到11。后面的全速率幀把值增加到超過最大值15為4位，因此，加八的模結(jié)果的長度字段值為3。八分之一速率幀把長度字段值增加到4，最后的全速率幀把長度字段值增加到12。
請注意，如果擦除了一幀，則也擦相應(yīng)長度的字段值?，F(xiàn)在假設(shè)發(fā)送表Ⅰ中的序列，但如表Ⅱ所示擦除了第一個全速率幀。

表Ⅱ
注意，對應(yīng)于跟在擦除后的八分之一速率幀的長度字段值是相同的。而且，注意，因為對應(yīng)位可用于增加到隊列150中，所以已知了八分之一速率幀中的位數(shù)。因此，可以從擦除后第一次正確接收到的長度字段中減去擦除之前最后一次正確接收到值與由于擦除后第一次正確接收到的幀的增加值之和，來確定丟失幀的速率(從而應(yīng)加入的填充位的數(shù)目)。如果結(jié)果為負(fù)，則把模值16加到結(jié)果中。例如，在表Ⅱ所示的例子中擦除前最后一次正確接收到的值=11；第一次正確接收到的幀的增加值=1；這兩值之和=12；擦除后第一次正確接收到的長度字段=4；4-12=-8；因為結(jié)果為負(fù)，所以增加16=8。
因為結(jié)果為8，所以我們知道擦除的幀為全速率幀。如果該幀為半速率幀，則結(jié)果為4。如果該幀為四分之一速率幀，則結(jié)果為2。如果該幀為八分之一速率幀，則結(jié)果為1。請注意，如果接收到兩個或兩個以上連續(xù)的擦除，也可以使用相同的技術(shù)。每個幀的實際速率并不重要，僅需要確定擦除位的總數(shù)。
上述的四位長度字段在使用時受到非常多的限制，這是因為如果接收到兩個連續(xù)的全速率幀時，長度字段的值就回頭重疊了?？梢杂袩o數(shù)種更復(fù)雜的方案用來達(dá)到與本發(fā)明的范圍一致的相似結(jié)果。例如，為了適應(yīng)預(yù)期的連續(xù)擦除的最大數(shù)量，實際的系統(tǒng)可以包含七位或更多位。需要7位以適應(yīng)接收到6個連續(xù)的全速率幀擦除。IS-95定義了八位返回鏈路處理器序列字段。長度字段值可以替代返回鏈路處理器序列字段。
再返回到圖4，當(dāng)幀擦除指示被傳送到自適應(yīng)層時，把一組足以計及全速率幀的一組八位位組填充字符加到隊列150中。在較佳實施例中，把20個八位位組的值A(chǔ)A(16進(jìn)制)加到隊列150中，對應(yīng)于160位全速率幀。(AA對應(yīng)于循環(huán)序列10101010。)這些位可用來立即開始饋送到恒速率位流中。如果接收到另一個擦除，向隊列150增加第二組20個八位位組的值A(chǔ)A(16進(jìn)制)。當(dāng)接收到第一個未擦除數(shù)據(jù)幀時，利用與上述相似的技術(shù)，確定被擦除的位數(shù)。如果被擦除的位數(shù)小于加到隊列150中的位數(shù)，則移動指示應(yīng)當(dāng)放置的下一組接收到的位的位置的隊列堆棧指針，用新接收到的位復(fù)蓋超過的位。
例如，利用較佳實施例的數(shù)字和表Ⅰ的例子，假設(shè)接收到表Ⅲ所示的序列。

表Ⅲ當(dāng)接收到擦除時，向隊列150增加160位。當(dāng)接收到值為10的半速率幀時，用上面給出的公式確定擦除的是半速率幀(4=10-(2+4))。這樣，僅需要增加80位填充位，以解決即使添加了160位的擦除位。因此，在把對應(yīng)于正確接收到的半速率幀的接收數(shù)據(jù)位增加到隊列150之前，隊列寫指針160向緩沖X區(qū)域154的前方移動實際增加的位數(shù)與在這種情況下應(yīng)增加80位或10個八位位組的位數(shù)之間的差值。這樣，用接收到的實際數(shù)據(jù)復(fù)蓋額外的填充位緩沖器值。
在另一個實施例中，不是向隊列150增加一組八位位組填充符足以來解決全速率幀，而增加接收到的平均位數(shù)。例如，如上所述，每幀平均傳送96位，它說明當(dāng)幀被擦除時，被破壞的位的平均數(shù)為96。在這種方案中，當(dāng)一幀被擦除時，向隊列150增加12個八位位組數(shù)據(jù)。當(dāng)確定了被擦除幀的實際大小時，可以向緩沖預(yù)填充X區(qū)域154上方或反向深處或朝向緩沖Z區(qū)域158移動寫指針160。如果寫指針160向隊列150的深處移動，則可能需要增加額外填充位。在本發(fā)明中大多數(shù)的一般實施例中，可以向隊列150增加任意數(shù)量的填充位，以便足以保持從緩沖預(yù)填充Z區(qū)域向緩沖預(yù)填充X區(qū)域154流出穩(wěn)定的八位位組流。在大多數(shù)與本發(fā)明一致的一般實施例中可以增加任意數(shù)量的位，只要增加的位的速率大于或等于從隊列傳送出的位的平均速率。
雖然已參照線性緩沖器描述了本發(fā)明，但本發(fā)明的構(gòu)思可以直接應(yīng)用于循環(huán)緩沖器。循環(huán)緩沖器使用讀和寫指針。在循環(huán)緩中器的一個實現(xiàn)方案中，當(dāng)接收到擦除時，不增加實際的啞位。取而代之的是僅需把寫指針調(diào)節(jié)到一新的位置。
而且，本發(fā)明的構(gòu)思可以如圖5所示來實現(xiàn)。在圖5中，可以把TRLP八位位組輸入到緩沖器200中。填充發(fā)生器202提供恒填充位流。受開關(guān)控制器206的控制，開關(guān)204在緩沖器200與填充發(fā)生器202的輸出之間選擇。僅把沒有接收到的這些八位位組作為擦除輸入到緩沖器200中。當(dāng)接收到一個擦除時，通知開關(guān)控制器206。當(dāng)需要用填充位來代替擦除幀的位時，開關(guān)204把填充發(fā)生器202連接到恒速率位流。否則，開關(guān)204把緩沖器200連接到恒速率位流上。仍如上所述確定要增加的位數(shù)。
前面對較佳實施例的描述能使本技術(shù)領(lǐng)域的熟練人員制造或使用本發(fā)明。對這些實施例的各種修改本技術(shù)領(lǐng)域的熟練人員是顯然的，這里所限定的一般原理可以應(yīng)用于其它實施例而不用創(chuàng)造性勞動。因此，本發(fā)明并不限于這里所示的實施例，應(yīng)根據(jù)與這里揭示的原理和新穎特征一致的最寬范圍。
權(quán)利要求
1.一種保持同步數(shù)據(jù)流的同步與位計數(shù)完整性的方法，所述同步數(shù)據(jù)流通過不能保持所述同步數(shù)據(jù)流的同步屬性的媒體發(fā)送，其特征在于，所述方法包含下列步驟終端設(shè)備單元產(chǎn)生恒速率位流；在通信單元上接收所述恒速率位流；所述通信單元產(chǎn)生第一數(shù)據(jù)幀，包含所述恒速率位流的第一組位和第一長度字段值；所述通信單元產(chǎn)生第二數(shù)據(jù)幀，包含所述恒速率位流的第二組位和第二長度字段值，其中，所述第二長度字段值為由所述第一長度字段值和所述第二組位中的位數(shù)確定模數(shù)；所述通信單元產(chǎn)生第三數(shù)據(jù)幀，包含所述恒速率位流的第三組位和第三長度字段，其中，所述第三長度字段值為由所述第二長度字段值與所述第三組位中的位數(shù)確定的所述模數(shù)；所述通信單元發(fā)送所述第一、第二和第三數(shù)據(jù)幀；基站單元接收所述第一數(shù)據(jù)幀，并把所述第一組位放置到隊列中；所述基站不是接收到第二數(shù)據(jù)幀，而是接收到一擦除指示，并把一組填充位放置到所述隊列中，其中所述填充位組中的填充位數(shù)等于可以包含在任一幀中的可能的最大位數(shù)；以及在所述基站上接收第三數(shù)據(jù)幀，根椐所述第一長度字段值和所述第三長度字段值確定所述第二組位中的所述位數(shù)，用所述第三組位重寫所述隊列中多余的填充位；其中，所述多余填充位數(shù)等于可以包含在任一幀內(nèi)的所述可能的最大位數(shù)與所述第二組位中的所述位數(shù)的差值。
2.如權(quán)利要求1的方法，其特征在于，所述第一終端設(shè)備單元包含密碼集總，所述通信單元包含調(diào)度遠(yuǎn)程單元。
3.如權(quán)利要求1的方法，其特征在于，發(fā)送步驟還包含在無線鏈路上傳送所述第一、第二和第三數(shù)據(jù)幀的步驟。
4.如權(quán)利要求3的方法，其特征在于，所述無線鏈路為碼分多址鏈路。
5.如權(quán)利要求3的方法，其特征在于，所述無線鏈路是時分多址鏈路。
6.如權(quán)利要求1的方法，其特征在于，還包含下列步驟從所述隊列中傳送所述第一數(shù)據(jù)幀、等于第二組位內(nèi)的所述位數(shù)的填充位數(shù)和所述第三數(shù)據(jù)幀，作為連續(xù)的位流。
7.如權(quán)利要求6的方法，其特征在于，還包含在保密電話單元上接收所述連續(xù)位流的步驟。
8.如權(quán)利要求1的方法，其特征在于，所述隊列為循環(huán)緩中器。
9.一種在通信系統(tǒng)中提供恒速率數(shù)據(jù)流的方法，其特征在于，包含下列方法接收第一數(shù)據(jù)幀，所述第一數(shù)據(jù)幀包含第一位數(shù)和第一字段長度值；把所述第一數(shù)據(jù)幀放置到隊列中；移動指針，指示下一個接收位的隊列位置；接收擦除指示，代替第二數(shù)據(jù)幀；根據(jù)所述寫指針把第一填充位數(shù)放置到所述隊列中；移動所述寫指針，指示所述隊列中所述第一填充位數(shù)的最后一位之后的下一位；接收第三數(shù)據(jù)幀，所述第三數(shù)據(jù)幀包含第三位數(shù)和第三字段長度值；根據(jù)所述第三位數(shù)、所述第一字段長度值和所述第三字段長度值確定所述第二數(shù)據(jù)幀中的第二位數(shù)；以及如果必須，把所述寫指針移動到所述隊列中所述第一填充位數(shù)之一的后一位，把等于所述第二位數(shù)的實際填充位數(shù)量加到所述隊列中。
10.如權(quán)利要求9的方法，其特征在于，所述第一填充位數(shù)等于在任一幀內(nèi)可能接收到的最大位數(shù)。
11.如權(quán)利要求9的方法，其特征在于，所述第一填充位數(shù)等于所述可變速率的基于幀的非無錯數(shù)據(jù)流中的每幀平均位數(shù)。
12.如權(quán)利要求11的方法，其特征在于，還包含下列步驟把第二填充位數(shù)放置到所述隊列中，移動所述寫指針，指示所述第二填充位最后一位數(shù)后的一位，以把等于所述第二位數(shù)的總填充位數(shù)增加到所述隊列中。
13.如權(quán)利要求9的方法，其特征在于，所述隊列一接收到初始幀就產(chǎn)生恒速率位流。
14.如權(quán)利要求9的方法，其特征在于，所述第三字段長度值等于所述第一字段長度值、所述第二位數(shù)和所述第三位數(shù)的模和。
15.一種從可變速率數(shù)據(jù)幀和幀擦除的序列產(chǎn)生具有位完整性的恒速率數(shù)據(jù)流的裝置；其特征在于，包含在協(xié)議堆棧中的自適應(yīng)層，接收所述可變速率數(shù)據(jù)幀和幀擦除序列；每個幀具有幀長度和字段長度值，其中，一接收到擦除，所述自適應(yīng)層就輸出固定填充位數(shù)，并且，一接收到所述擦除后的第一數(shù)據(jù)幀，就根據(jù)第一字段長度長度值和對應(yīng)于所述擦除后接收到的第一幀的第一幀長度確定并輸出擦除幀長度；以及隊列，產(chǎn)生所述恒速率數(shù)據(jù)流，它接收所述固定的填充位數(shù)，并接收對應(yīng)于所述未被擦除的所述序列的每個幀的數(shù)據(jù)，在所述恒速率位流上產(chǎn)生等于所述擦除幀長度的所述固定填充位數(shù)的總數(shù)。
16.一種從可變速率幀提供具有位完整性的恒速率數(shù)據(jù)流的裝置，其中所述可變速率幀序列中至少一幀可能被擦除，其特征在于，所述裝置包含協(xié)議堆棧中的自適應(yīng)層，它接收所述可變速率幀序列，每幀具有幀長度和幀長度值，其中，當(dāng)接收到的第一幀為擦除幀時，不知道相應(yīng)的幀長度和相應(yīng)的幀長度值，其中所述自適應(yīng)層根據(jù)沒有接收到的作為所述擦除的所述可變速率幀序的每個幀輸出幀數(shù)據(jù)，并確定所述擦除的所述相應(yīng)幀長度；第一隊列，接收所述自適應(yīng)層的所述幀數(shù)據(jù)；填充發(fā)生器，產(chǎn)生填充位；以及開關(guān)，把輸出恒速率位流連接到所述第一隊列，以傳送沒有接收到的作為所述擦除的所述可變速率幀序列的每幀，當(dāng)所述第一幀的數(shù)據(jù)已傳送之后，如果沒有接收到所述第一幀，而作為所述擦除，則把所述輸出恒速率位流連接到所述填充發(fā)生器必需的一段時間，以傳送長度為所述擦除的所述相應(yīng)幀長度的位序列，其中，所述開關(guān)可以在所述自適應(yīng)層確定所述相應(yīng)幀長度之前，把所述輸出恒位流連接到所述填充發(fā)生器。
17.一種向可變速率的、基于幀的非無錯數(shù)據(jù)流提供延遲最小的同步和位計數(shù)完整性的裝置，其特征在于，包含接收第一數(shù)據(jù)幀的裝置，所述第一數(shù)據(jù)幀包含第一位數(shù)和第一字段長度值；把所述第一數(shù)據(jù)幀放置到隊列中并移動寫指針指示下一接收位的隊列位置的裝置；接收第二數(shù)據(jù)幀位置處的擦除指示的裝置；放置裝置，根據(jù)所述寫指針把第一填充位數(shù)根據(jù)所述寫指針放置到所述隊列中，并移動所述寫指針，以指示所述隊列中所述第一填充位數(shù)最后一位后的一位；接收第三數(shù)據(jù)幀的裝置；所述第三數(shù)據(jù)幀包含第三位數(shù)和第三字段長度值；計算裝置，根據(jù)所述第三位數(shù)、所述第一字段長度值和所述第三字段長度值計算所述第二數(shù)據(jù)幀中的第二位數(shù)；以及移動裝置，如果需要，移動所述寫指針，指示所述隊列中所述第一填充位數(shù)的一位后的下一位，以把等于所述第二位數(shù)的實際填充位數(shù)加到所述隊列中。
18.如權(quán)利要求17的裝置，其特征在于，所述第一填充位數(shù)等于在任一幀中可能接收的最大位數(shù)。
19.如權(quán)利要求17的裝置，其特征在于，所述第一填充位數(shù)等于所述可變速率的、基于幀的非無錯數(shù)據(jù)流上每幀的平均位數(shù)。
20.如權(quán)利要求19的裝置，其特征在于，還包含放置裝置，把第二填充位數(shù)放置到所述隊列中，移動所述寫指針，指示所述第二填充位數(shù)的最后一位后的一位；以把等于所述第二位數(shù)的總填充位數(shù)加到所述隊列中。
21.如權(quán)利要求17的裝置，其特征在于，一接收到初始幀，所述隊列就開始產(chǎn)生恒速率位流。
22.如權(quán)利要求17的裝置，其特征在于，所述第三字段長度值等于所述第一字段長度值、所述第二位數(shù)與所述第三位數(shù)的模和。
全文摘要
即使同步數(shù)據(jù)流通過不能保持同步數(shù)據(jù)流的同步屬性的媒體發(fā)送也必須在端至端上應(yīng)保持同步數(shù)據(jù)流的同步與位計數(shù)完整性。終端設(shè)備單元(100)產(chǎn)生恒速率位流，提供給通信單元(110)。通信單元(110)產(chǎn)生第一數(shù)據(jù)幀，包含恒速率位流的第一組位和第一長度字段值。產(chǎn)生第二數(shù)據(jù)幀，它包含恒速率位流的第二組位和第二長度字段。產(chǎn)生第三數(shù)據(jù)幀，它包含恒速率位流的第三組位和第三長度字段值。把第一、第二和第三數(shù)據(jù)幀發(fā)送給基站(118)，基站(118)把第一幀的第一組位放置到隊列(150)中。然后把等于包含在任一幀內(nèi)的最大位數(shù)的一組填充位放置到隊列(150)中。然后，基站(118)根據(jù)第一長度字段值和第三長度字段值確定第三數(shù)據(jù)幀內(nèi)的第二組位內(nèi)的位數(shù)?；?118)用第三組位重寫隊列(150)內(nèi)的多余填充位。多余填充位的數(shù)量等于可以包含在任一幀內(nèi)的可能的最大位數(shù)與第二組位內(nèi)的位數(shù)之差。
文檔編號H04L9/12GK1227685SQ97197152
公開日1999年9月1日 申請日期1997年6月11日 優(yōu)先權(quán)日1996年6月11日
發(fā)明者瑪特·S·格羅夫, 小愛德華·G·蒂德曼, 阿伯希集·庫德里夢蒂 申請人:夸爾柯姆股份有限公司