专利名称：补偿电缆长度差别的同时广播越区发换方法
技术领域：
本发明一般涉及电信系统。更确切地说，本发明涉及采用软越区切换的数字蜂房无线系统。
典型的蜂房无线系统包括固定基站网络，以及与一个或多个网络基站通信的用户终端。基站转发从用户终端到达的通信信息。在移动或保持静止时，用户台既可以通过基站相互发送消息，也可以发送消息给其它电话系统的用户终端。当用户终端位于基站网络的覆盖区时，可以发送消息。用户终端为了能够使用蜂房无线系统所提供的业务，在任何情况下它都应当维持到至少一个基站的连接。
当用户终端不使用基站网络所提供的业务时，它不需要到基站网络的连接，而是在空闲模式下监听基站。当用户终端在基站网络中从一个基站的覆盖区移动到另一基站的覆盖区时，需要改变信道或基站。
尽管特定情况下，例如在CDMA系统中用户终端可以同时与多个基站通信，但在典型的蜂房无线系统中，用户终端一次仅与一个基站通信。在现有技术软越区切换中，尽管出现越区切换，仍维持到基站网络的连接。在这种越区切换中，通常改变基站。现有技术还包括更软越区切换，其中不改变基站，而是改变所用的基站扇区。软越区切换和更软越区切换被称为中断前完成类型的越区切换，这意味着在终止到前一基站的连接之前，为用户终端建立一个新的连接。在这两种越区切换中，所用频带都不发生变化。
蜂房无线系统通常包括一个声码器，对信号进行源编码并将信号传输速率适配到传输网络，例如公众电话交换网(PSTN)。声码器可以位于例如TRAU(编码器/速率适配器单元)中，后者可以位于例如基站控制器或移动业务交换中心。TRAU生成TRAU帧并将其发送给基站。信号的编码减小了例如到基站的传输线上的信号数据速率。声码器和基站彼此收发信号，该信号由形成TRAU帧的数据分组组成。
在软越区切换中，用户终端同时与多个基站通信。在软越区切换中，用户终端向基站发送一个包含相同信息的信号，该信号被转发给声码器。此外，用户终端从多个基站接收包含相同信息的信号，这些基站从该声码器接收了这些信号。
在蜂房无线系统中，从声码器到不同基站的信号路由选择变化很大，声码器和基站之间传输路径的长度可以很大。尤其是传输路径的长度引起了声码器和基站之间传输的信号的时延，因而基站在不同时刻接收到声码器所发送的信号。时延长度的变化很大程度上取决于所用的信号路由选择。软越区切换期间，尤其是在多个基站同时向用户台发送信号的情况下，该时延会引起多个问题。
本发明的目的是实现一种软越区切换，使得尽管无线系统出现时延，但多个基站仍能在越区切换期间同时向用户终端发送信号。
这通过蜂房无线系统中使用的按照本发明的传输方法来实现，前述蜂房无线系统包括多个基站和至少一个声码器，其中在基站和声码器之间传送由数据分组组成的信号，多个基站基本同时向声码器发送信号，其中声码器在不同的接收时刻接收基本同时发送的信号，该方法包括测量声码器所接收信号的不同接收时刻之间的延时差的步骤，以及如果需要，延迟需要发送给基站的信号，使得基站能够基本同时接收声码器所发送的信号的步骤。
本发明还涉及包括多个基站和至少一个声码器的一种蜂房无线系统，在该蜂房无线系统中，基站和声码器彼此发送信号，多个基站基本同时向声码器发送信号，该系统中声码器在不同的接收时刻接收基本同时发送的信号，该蜂房无线系统包括测量声码器所接收信号的不同接收时刻之间的延时差的测量装置，以及如果需要，延迟需要发送给基站的信号，使得基站能够基本同时接收声码器所发送的信号的延时装置。
按照本发明的方案特别是在软越区切换时具有多个优点。该方案包括测量接收信号的延时差，基于该延时差延迟需要发送的信号。在按照本发明的方案中，声码器和基站之间的距离对本发明并不重要。将声码器所接收的信号分成不同的帧。可以根据帧中提供的帧编号检测不同的帧。帧编号使得能够区分信号。信号也可以延迟适当的时延。适当延迟的信号同时到达基站，后者将这些信号同时转发给用户终端。按照本发明的方案中使用的分成帧的信号形成了超帧，帧长度的增加使得对信号延时差的容忍度得以增加。
下面结合附图的例子详细描述本发明，在附图中
图1示出了采用按照本发明方法的蜂房无线系统；图2示出了越区切换期间用户终端在蜂房无线系统中的移动；图3的框图详细说明了按照本发明的蜂房无线系统的结构，以及图4概要地示出了信号时延的定时。
图1示出了采用按照本发明方法的蜂房无线系统。按照本发明的方案可以应用于扩频系统，尤其是CDMA系统，但是本发明并不局限于前述系统。该蜂房无线系统包括多个用户终端10，20，基站100，200，300，基站控制器500和移动业务交换中心600。基站控制器500的功能是控制基站100，200，300。该蜂房无线系统还包括充当语音编码器的声码器400。就语音编码而言，声码器400可以按照已知技术实现。该图所示用户终端10，20实际上是例如移动电话。
移动业务交换中心600通过传输链路550连接到基站控制器500。基站控制器500通过传输链路450连接到声码器400。声码器400通过传输链路150与基站100通信，通过传输链路250与基站200通信，通过传输链路350与基站300通信。传输链路150，250，350，450和550例如通过PCM技术实现。这些传输链路也可以例如通过无线链路实现。在该图所示方案中，声码器400位于基站控制器500和基站100，200，300之间。但是，声码器400也可以位于蜂房无线系统的某个其它部件，例如位于基站控制器500或移动业务交换中心600中。该图所示用户终端10，20包括天线11。基站100，200，300包括天线101。天线11，101以收发信机天线方式工作。
图2示出了越区切换期间用户终端10在蜂房无线系统中的移动。该图示出了每个基站100，200，300具有自己的覆盖区110，220，330。用户终端10首先在基站100的覆盖区110中移动。如果用户终端10建立到某个其它用户终端20的连接，则用户终端10发送信号给基站100。信号通过传输链路150传送到声码器400，并从声码器400进一步沿按照已知技术的路径传播到其它用户终端20。信号从用户终端10通过基站100，200，300到声码器400的传播被称为反方向。
如果用户终端10建立与位于基站200覆盖区220中的用户终端20的连接，则信号沿按照已知技术的路径传播到例如基站控制器500。该信号从基站控制器500传播到声码器400。声码器400通过传输链路250向基站200发送信号。基站200通过无线路径将接收的信号发送给用户终端20。信号从声码器400到基站100，200，300，并进一步从基站到用户终端10，20的传播被称为前向。根据蜂房无线系统的结构，信号在系统的不同网元，例如基站100，200，300，声码器400以及基站控制器500间传播时将被延迟。基站100，200，300在处理该信号时也导致时延。但是可以假定，基站100，200，300所导致的处理时延的长度基本相等。还可以假定，在于用户终端10通信的所有基站100，200，300中，基站100，200，300和用户终端10之间的空中接口上出现的时延基本相等。
声码器400和基站100，200，300在分成帧的信号中彼此发送数据分组。这些数据分组包括帧编号域，其值例如设置为0到3。这些帧组成了超帧，帧编号取决于该正在超帧中的位置。超帧的长度一半是例如80毫秒，在分成帧的信号中彼此发送数据分组。这些数据分组包括帧编号域，其值例如设置为0到3。这些帧组成了超帧，帧编号取决于该帧在超帧中的位置。超帧的长度一般是例如80秒，数据分组的长度是20毫秒。基站100，200，300所发送的数据分组是同步的，因而多个基站同时在反方向上发送信号。
假定用户终端10建立到其它用户终端20的连接。用户终端10在该连接期间以图2所示方式从基站100覆盖区110移动到到基站200覆盖区220。如果发生从一个覆盖区到另一覆盖区的转移，则蜂房无线系统采用软越区切换，使得用户终端10所建立的连接不会被切断或干扰。在软越区切换期间，用户终端10同时与基站100，200通信，基站100，200向声码器400发送包含相同数据的反向信号。声码器400还向每个基站100，200发送一个包含相同信息的前向信号。之后，基站100，200向用户终端10发送它们接收到的信号。
图3的框图详细说明了按照本发明的蜂房无线系统的结构。在声码器400和基站100，200，300之间传送的信号中出现的时延特别是在越区切换期间会引起问题。按照本发明的蜂房无线系统包括测量装置410(MES)，用以测量声码器400所接收信号的接收时刻之间的延时差。该延时差从包含相同数据的这些信号到达声码器400的时刻开始测量。信号在声码器400和基站100，200，300之间的传输链路150，250，350上的延时差基本上最多是反向和前向超帧长度的一半。但是，如果需要，可以增加超帧的长度，从而增加允许的延时差。
该蜂房无线系统还包括延时装置420(DELAY)。延时装置420在需要时延迟声码器400发送给基站100，200，300的信号。因为时延，基站100，200，300基本同时接收声码器400所发送的信号，尽管信号传送中可能会出现时延。延时装置420根据测量装置410所执行的时延测量延迟该信号。基站100，200，300所接收的，并包含相同数据的信号的延时差基本上最多等于构成该信号的数据分组的长度。数据分组的长度一般等于20毫秒的周期。
假定在越区切换期间，用户终端10向基站100，200，300发送信号。基站100，200，300接收信号并将其转发到声码器400。基站100，200，300基本同时将该信号发送给声码器400。因为这些信号到声码器400的路由选择不同，所以这些信号具有不同长度的时延。同时假定沿传输链路250传播的信号到达声码器400的时间比沿传输链路350传播的信号要快1微秒。测量装置410测量基站200，300所发送的信号，以信号延时差的形式得到前述1微秒。测量装置410在反方向上测得的延时差数据被传送到延时装置420，后者延迟在前向上沿传输链路250发送给用户终端10的信号。因为时延，声码器400所发送的信号基本同时到达基站100，200，300，之后这些数据分组基本同时发送给用户终端10。
该蜂房无线系统还包括检测装置430(DET)，用以检测并从声码400所接收的信号中识别出从不同基站100，200，300发送的数据分组。检测装置430根据帧编号检测并识别不同的数据分组。延时装置420根据检测装置430所进行的检测和识别，延迟帧编号与声码器400所接收的帧相同的数据分组。如果声码器400所接收并发送的信号包括相同的帧编号，则帧编号彼此对应。该蜂房无线系统所包括的测量装置410，延时装置420，以及检测装置430最好位于充当声码器的TRAU中。在图3中，测量装置410，延时装置420，以及检测装置430位于声码器和基站100，200，300之间。但是前述装置410，420，430也可以位于蜂房无线系统的其它部件中。
图4概要地示出了由数据分组组成的信号时延的定时。更精确地说，该图示出了三个基站100，200，300和声码器400在反方向和前向上的信号时延。在该图中，基站100，200，300基本在相同时刻T0发送信号给声码器400。该图中假定在基站100，200，300开始发送信号时，时间开始流逝。测量装置410基于声码器400所接收的信号的接收时刻测量信号延时差。声码器400首先在时刻T1＝40毫秒时接收基站100所发送的信号。基站100发送的信号经过40毫秒后到达声码器400。在时刻T3＝80毫秒时，声码器400接收到基站200所发送的信号。此外，在时刻T2＝60毫秒时，声码器400接收到基站300所发送的信号。基站100，200，300在由0到3指示的帧中发送这些信号。在该图所示例子中，基站100，200，300从帧编号为0的帧开始传输。
在三个基站100，200，300所发送的全部信号中，基站200所发送的信号最后一个到达声码器400。这意味着，基站200和声码器400之间存在的时延比基站100，300和声码器400间路由上的时延要长。延时装置420在最后到达的信号的接收时刻T3之后开始延迟信号。更精确地讲，延迟开始与时刻T3之后的时刻ΔT。延时装置420在前向上延迟信号。延时装置420根据测量装置410在反方向上进行的时延测量延迟信号。在接收到最后一个帧之后的时刻ΔT，声码器400向基站200发送以帧编号0指示的帧。这意味着首先在时刻T4＝ΔT+T3向基站200发送以帧编号0指示的帧。在该图所示方案中，时刻ΔT与例如帧长相比较短。
声码器400接着向基站300发送以帧编号0指示的帧。发送发生在时刻T5＝ΔT+T3+(T3-T2)。因此，发送给基站300的帧在发送给基站200之后的20毫秒后发送。声码器400最后向基站100发送以帧编号0指示的帧。发送发生在时刻T6＝ΔT+T3+(T2-T1)。向基站100的发送发生在向基站200的发送之后的40毫秒。在按照本发明的方案中，声码器400在反方向和前向上进行的信号处理操作是不同步的。此外，声码器400不需要与基站100，200，300同步。在按照本发明的方案中，信号的总时延并不重要，不需要进行测量。而信号延时差非常重要。在声码器适当地延迟了数据分组到基站的发送之后，这些数据分组同时到达基站100，200，300。在图4所示方案中，基站100，200，300接收声码器400在基本相同的时刻T7上不同次发送的信号。在越区切换期间，同时到达基站100，200，300的信号易于促成这些信号也同时向用户终端10发送。改变时间ΔT的长度能够使基站的前向时延尽可能的小。换句话说，改变周期ΔT的长度，可以调整前向信号，使得信号到达基站100，200，300的时刻尽可能接近基站100，200，300空中接口的同步发送时刻。延时装置420调整周期ΔT的长度较为有利。
尽管以上结合附图的例子描述了本发明，显然本发明并不局限于此，在后附权利要求书所公开的创新思想范围内，可以通过多种方式予以改进。
权利要求
1.蜂房无线系统中使用的一种传输方法，前述蜂房无线系统包括多个基站和至少一个声码器，其中在基站和声码器之间传送由数据分组组成的信号，多个基站基本同时向声码器发送信号，其中声码器在不同的接收时刻接收基本同时发送的信号，该方法包括以下步骤测量声码器所接收信号的不同接收时刻之间的延时差，以及如果需要，延迟需要发送给基站的信号，使得基站能够基本同时接收声码器所发送的信号。
2.根据权利要求1的方法，其中基于测量所得到的延时差延迟信号。
3.根据权利要求1的方法，其中信号的延迟时间等于信号接收时刻和所述信号的前一信号接收时刻之间的延时差。
4.根据权利要求1的方法，其中声码器在它接收到最后一个信号的时刻之后发送第一延时信号。
5.根据权利要求1的方法，其中发送给以下基站的信号延迟最久该基站的信号首先被声码器接收。
6.根据权利要求1的方法，其中发送给以下基站的信号延迟最少该基站的信号最后被声码器接收。
7.根据权利要求1的方法，该方法使用分成帧的信号，该帧具有一个编号，基于该编号可以从声码器所接收的信号中检测并识别出具有相同帧编号的信号。
8.根据权利要求7的方法，其中基于检测和识别延迟从声码器发送的信号。
9.根据权利要求1的方法，该方法使用分成帧的信号，用以形成由多个帧组成的超帧。
10.根据权利要求9的方法，其中超帧的长度至少是声码器所接收的不同信号的延时差的一倍。
11.根据权利要求1的方法，该方法用于蜂房无线系统的软越区切换期间，该系统包括同时与多个基站通信的至少一个用户终端。
12.根据权利要求1的方法，其中可以调整声码器向基站发送信号的发送时刻，使得这些信号基本在基站空中接口的同步发送时刻到达基站。
13.一种包括多个基站和至少一个声码器的蜂房无线系统，在该蜂房无线系统中，基站和声码器彼此发送信号，多个基站基本同时向声码器发送信号，该系统中声码器在不同的接收时刻接收基本同时发送的信号，该蜂房无线系统包括测量声码器所接收信号的不同接收时刻之间的延时差的测量装置，以及如果需要，延迟需要发送给基站的信号，使得基站能够基本同时接收声码器所发送的信号的延时装置。
14.根据权利要求13的蜂房无线系统，其中基于从测量装置得到的延时差延迟信号。
15.根据权利要求13的蜂房无线系统，其中延时装置延迟信号，其延迟差等于信号接收时刻和所述信号的前一信号接收时刻之间的延时间隔。
16.根据权利要求13的蜂房无线系统，其中声码器在它接收到最后一个信号的时刻之后发送第一延时信号。
17.根据权利要求13的蜂房无线系统，其中延时装置将发送给以下基站的信号延迟最久该基站的信号首先被声码器接收。
18.根据权利要求13的蜂房无线系统，其中延时装置将发送给以下基站的信号延迟最少该基站的信号最后被声码器接收。
19.根据权利要求13的蜂房无线系统，该系统使用分成帧的信号，用以形成由多个帧组成的超帧。
20.根据权利要求13的蜂房无线系统，该系统使用分成帧的信号，且包括检测装置，用以从声码器所接收的信号中检测并识别出具有相同帧编号的信号。
21.根据权利要求20的蜂房无线系统，其中延时装置基于检测和识别延迟需要发送的信号。
22.根据权利要求20的蜂房无线系统，其中声码器根据分成帧的信号生成一个超帧，声码器所接收信号的延时差最多是该超帧的长度的一半。
23.根据权利要求13的蜂房无线系统，其中信号由数据分组组成，不同基站所接收信号的延时差最多是数据分组长度的一倍。
24.根据权利要求13的蜂房无线系统，该系统包括软越区切换期间同时与多个基站通信的至少一个用户终端。
25.根据权利要求13的蜂房无线系统，其中延时装置调整声码器向基站发送信号的发送时刻，使得这些信号基本在基站空中接口的同步发送时刻到达基站。
全文摘要
本发明涉及一种传输方法和包括多个基站和至少一个声码器的一种蜂房无线系统,在该蜂房无线系统中,基站和声码器彼此发送信号,多个基站基本同时向声码器发送信号,其中声码器在不同的接收时刻接收基本同时发送的信号,该蜂房无线系统包括测量声码器所接收信号的不同接收时刻之间的延时差的测量装置,以及如果需要,延迟需要发送给基站的信号,使得基站能够基本同时接收声码器所发送的信号的延时装置。
文档编号H04W88/08GK1242919SQ97181185
公开日2000年1月26日 申请日期1997年12月19日 优先权日1997年12月19日
发明者米科·锡拉 申请人:诺基亚电信公司