專利名稱：幀偏移設定系統和幀偏移設定方法
技術領域：
本發(fā)明涉及移動通信系統中使用的幀偏移設定系統和幀偏移設定方法，具體地說，涉及幀偏移設定系統和幀偏移設定方法，用于減少由于基站控制單元在相同的時刻或時隙語音分組的集中，所引起的處理延遲。
在U.S.TIA(電信工業(yè)協會)建議的通信標準IS-95所確定的CDMA(碼分多路存取)系統中，由基站(更具體地說是基站的基站控制單元)將幀偏移值通知呼叫連接的移動單元。假定每一個幀的單元時間是20ms(毫秒)，幀偏移值表示單位時間20ms被分為16等份所確定的第0至第16位置之一。一般來說，幀偏移值顯示0至15中的一個整數以分別表示第0至第15位置。第0至第15位置彼此偏移1.25ms。得到幀偏移值的通知后，移動單元使語音分組的傳輸定時從每一幀的前沿偏移，偏移的時間是偏移值×1.25ms。偏移值由基站控制單元確定，以使語音分組不會瞬時地集中在基站無線電單元和基站控制單元之間的傳輸路徑上。
現在假設從所有與特定的基站相連接的移動單元同時供應語音分組。這時，如果語音分組被插進傳輸路徑，就會發(fā)生處理延遲。換句話說，當語音分組從移動單元經過基站無線電單元和基站控制單元之間的傳輸路徑傳輸時，處理延遲就會發(fā)生。在這種情況下，如果移動單元如上述那樣被通知以彼此不同的偏移值，語音分組被移動單元偏移，處理延遲就能減少。按這種方式，語音分組從基站無線電單元插入傳輸路徑時，處理延遲有可能減少。
在上述現有技術的基站控制單元中，來自多個基站無線電單元的語音控制單元中，來自多個基站無線電單元的語音分組，從無線電區(qū)域調制系統的QCELP(高質量通信代碼本激勵線性預測)被轉換為網絡調制系統的PCM。這時，處理延遲可能發(fā)生，因為同時轉換的若干語音分組是被基站控制單元按照基站確定的幀偏移的分配而接收。
具體地說，在上述現有技術中，假設一個特定的移動單元從一個特定的基站無線電單元的區(qū)域移動到不同基站電單元的不同區(qū)域，并經過轉換(改變通信信道)。這時，用的是切換之前的特定的幀偏移值，而未作改變。因而，在不同區(qū)域的不同基站無線電單元中，被切換的特定移動單元的特定幀偏移值，可能與不同區(qū)域內的其他移動單元所用的幀偏移值相同。因此，這個幀偏移值被集中使用。在這種情況下，語音分組被集中轉換。這會引起處理延遲，發(fā)生語音遺漏，語音失真，和數據遺漏。
一般來說，幀偏移值是不會集中使用的，因為它們是隨機確定的。但是，在上述切換情況下，或者，如果一個長的語音周期的多個呼叫集中于特定的幀偏移值，就會出現幀偏移值被集中地使用。
現在，參考

圖1和2，以一個例子說明由于幀偏移值的集中使用，而引起的處理延遲。首先參考圖1，假設多個(在所舉例子中是“3”個)移動單元，在相同的幀偏移值“0”所特定的定時，向單一基站無線電單元200發(fā)送信號(或語音分組)a,b和c。由于信號a,b和c是以相同的幀偏移值“0”被發(fā)送的，基站無線電單元200向基站控制單元100發(fā)送一個交換過的幀，這一幀包含信號(或語音分組)a,b，和c，其順序為信號(或語音分組)a,b，和c。因此，對信號b和c兩者來說，就發(fā)生了延遲。在這種情況下，這些幀就被積累在基站無線電單元200的數字傳輸接口DTI中設置的緩沖器里，引起信號延遲。
其次參考圖2，假設基站控制單元100中的業(yè)務信道控制器TCHC，從基站無線電單元200-1至200-3所發(fā)送的語音信號中抽取質量最高的一個語音信號。這時，如果大量的移動單元使用相同的偏移值，就會產生延遲。具體地說，由于基站無線電單元200-2和200-3中每一個都沒有接收由不同的移動單元根據同一偏移值生成的任何信號或語音分組，所以在每個基站無線電單元200-2和200-3中都不會產生問題。另一方面，基站無線電單元200-1接收由不同的移動單元根據同一偏移值生成的信號(或語音分組)a和b。所以，對信號或分組b來說，就產生了延遲。
日本未審查的專利公報特開平6-197097披露了一種技術，即對于從基站發(fā)送來的一信號給出一傳輸定時偏移，以便使每個通信可以被識別，盡管所用的擴展代碼是相同的。日本未審查的專利公報特開平9-261763披露了一種移動通信系統，其中，從每個基站發(fā)送的引導信號，都配以特定于基站的定時偏移，使移動單元能可靠地識別每個基站。但是，在這些公布中，沒有披露由于幀偏移值被集中地使用所招致的缺點。因此，使用這些公布中敘述的技術，不能消除現有技術中的上述缺陷。
本發(fā)明的一個目的是提供一種幀偏移設定系統和幀偏移設定方法，它能減少當語音分組從基站無線電單元經過基站控制單元發(fā)送到交換機時由于處理延遲所導致的語音遺漏，語音失真和數據遺漏。
本發(fā)明適用的一種設置在碼分多路存取系統的基站(100,200-i)中的幀偏移設定系統，用于通過向移動單元通知幀偏移值的方法設定移動單元(300-1,300-2,300-3)的幀偏移值。幀偏移值表示從每一幀的前沿算起在各移動單元向基站發(fā)送語音分組時，語音分組發(fā)送定時的偏移量。
根據本發(fā)明，幀偏移設定系統包括集中度檢測裝置(110,111)，用于檢測設置在移動單元中的幀偏移值分配的集中度；和均衡裝置(112-121)，當集中檢測裝置檢測集中時，對當前通信中的移動單元使用的幀偏移值進行均衡。
本發(fā)明適用的一種在碼分多路存取系統的基站(100,200-i)中使用的幀偏移設定方法，通過向移動單元通知幀偏移值設定移動單元(300-1,300-2,300-3)的幀偏移值。幀偏移值表示從每一幀的前沿算起在各移動單元向基站發(fā)送語音分組時，語音分組發(fā)送定時的偏移量。
根據本發(fā)明，幀偏移設定方法包括集中度檢測步驟(110,111)，用于檢測設置在移動單元中的幀偏移值分配集中度；和均衡步驟(112-121)，當集中檢測步驟檢測集中時，對當前通信中的移動單元使用的幀偏移值進行均衡。
在本發(fā)明中，基站監(jiān)控和檢測幀偏移值分配集中度。如果檢測到集中度，則用不同的幀偏移值重新設置幀偏移值。更具體地說，當前所用的幀偏移受到監(jiān)控，如果檢測結果是集中，在當前基站通信的呼叫就被選擇，并強制開始切換和重新設置幀偏移值。以這樣的方法，幀偏移值分配集中的現象可被消除。
圖1表示由于幀偏移值分配的偏置，而引起處理延遲的一個例子；圖2表示處理延遲的另一個例子；圖3是表示使用根據本發(fā)明的幀偏移設定系統或方法的CDMA系統的結構的方塊圖4是表示圖1中所示的基站控制單元的結構的方塊圖；圖5是表示圖1中所示的基站無線電單元的結構的方塊圖；圖6是說明使用根據本發(fā)明的幀偏移設定方法進行幀偏移設定操作的流程圖；圖7是說明幀偏移設定操作的圖形。
現在，將參照附圖對本發(fā)明加以說明。
參看圖3，說明根據本發(fā)明的一個實施例的幀偏移設定系統。在圖中，舉例說明的是CDMA系統，該系統中，通信標準IS-95被應用于無線電范圍。CDMA系統包括多個基站無線電單元200-1至200-3，其中每個單元獨立地確定一個通信區(qū)域；多個移動單元300-1至300-3，其中每個移動單元在每個基站無線電單元200-i(i=1至3)所確定的通信區(qū)域中是可移動的，并能夠與其它的通信設備進行通信；基站控制單元100，用于控制每個基站的無線電單元200-i；以及移動通信交換機10，用于進行涉及移動通信的交換操作。
這里假定，基站控制單元100包括QCELP/PCM轉換器。具體地說，如圖4所示的，基站控制單元100包括多個用于進行QCELP/PCM轉換的數據終端部分101-1至101-n(n是正整數)，和用于將基站無線電單元200-1至200-m(m是正整數)的輸出分配給數據終端部分101-1至101-n的開關部分件102。
每個基站無線電單元200-Ⅰ具有圖5中說明的結構。具體地說，基站無線電單元包括多個頻率控制器210-1至210-n；加法器220，用于將頻率控制器210-1至210-n的輸出信號相加；發(fā)射機(TX)230，通過天線240將相加的結果發(fā)射出去；以及接收機(RX)250，通過天線240接收信號。耦合器(H)被設置在天線240與發(fā)射機230和接收機250中的每一個之間。
基站無線電單元中的每個頻率控制器包括用來對被發(fā)射信號進行編碼的編碼器211，用來對接收信號進行譯碼的譯碼器217，以及用來控制乘法器212,213，和216的控制器218，以及緩沖器214和215。
返回到圖3，如圖中舉例說明的情況，假定移動單元300-1,300-2，和300-3分別位于由基站無線電單元200-1,200-2，和200-3所確定的可通信的區(qū)域內，并且每個移動單元正在與每個相應的基站無線電單元通信。在這里，由各自基站無線電單元決定的幀偏移值被指定。指定給移動單元300-1,300-2，和300-3的幀偏移值分別用“A”,“B”，和“C”表示。
在上述結構中，首先考慮的情況是移動單元300-1移入由基站無線電單元200-2所確定的通信區(qū)域中。在這種情況下，移動之前的初始的幀偏移值被未加改變地連續(xù)設置。因此，存在這樣一種可能性，即如此設置的幀偏移值與移動單元300-2所使用的幀偏移值相同。
同樣，如果大量的移動單元移入由基站無線電單元200-2所確定的通信區(qū)域時，所設置的幀偏移值可能相互接近，結果導致幀偏移值分配的集中度增加。在這種系統中，幀偏移值分配的集中度被檢測，幀偏移值被重新設置。
參看圖6，對幀偏移值分配集中度的檢測，和幀偏移值的重調操作進行說明。在圖中，每個基站無線電單元監(jiān)控幀偏移值分配的集中度(步驟110→111→110)。在這種的情況下，通過在后面要說明的制備的集中度表，對幀偏移值分配的集中度進行監(jiān)控。集中度表包括目標呼叫提取表，舊的幀偏移表和新的幀偏移表。
當用來對共同的幀偏移值計數的計數器超過特定的門限值“X”時，就判斷幀偏移值的分配過于集中了。包含幀偏移值分配中出現集中的信息的通知113，和集中度表，被傳送至基站控制單元(步驟111→112)。得到包括集中度表的通知113以后，基站控制單元從包含在集中度表中的目標呼叫提取表中，提取正在通信的現行呼叫。參照新的幀偏移表，確定新的偏移值(步驟115)。開始強制切換所提取的呼叫(步驟116)。
當開始強制切換時，包括新的幀偏移值和新的偏移值的開始時刻的通知117，被傳送至基站無線電單元。通知117被稱作方式更改。
基站無線電單元設置提供到它那里的新的幀偏移值和新的偏移值的開始時刻(步驟118)。強制切換請求的消息與包括新的幀偏移值和新的幀偏移值開始時刻的通知119一起，被傳送至基站和移動單元。通知119被叫作切換方向消息。
基站在提供給它的開始時刻，開始使用新的幀偏移值(步驟120)。同樣，移動單元在提供給它的開始時刻，開始使用新的幀偏移值(步驟121)。通過上述操作，幀偏移值分配的集中現象被消除。這里所稱的強制切換，在意義上與切換移動單元所使用的信道等效。
進一步參看圖7，上述操作將被更詳細地說明。如圖中所說明的，每個移動單元300-1至300-3根據幀偏移值，將信號(或語音分組)傳送到基站無線電單元200-i。圖中畫陰影線的部分表示根據幀偏移值被發(fā)射的信號。
基站無線電單元200-i制備上述集中度表。在集中度表中，圖中的目標呼叫提取表L1，是每個幀偏移值與移動單元的單元數量之間的對應表，這些移動單元是使用幀偏移值進行當前通信的移動單元。在每個基站無線電單元200-i中，設有與每個偏移值相對應的使用計數器C。具體地說，分別對應于偏移值“0”至“15”的多個計數器C0至C15構成使用計數器C。
構成計數器C的每個計數器C0至C15對使用相對應的幀偏移值進行當前通信的移動單元數量進行計數。例如，假定使用幀偏移值“15”的移動單元的單元數量是#1,#2,和#3。在這種情況下這些單元數量被寄存在目標呼叫提取表L1中與幀偏移值對應的項目中。因此，與幀偏移值“15”相對應的計數器C15的計數等于“3”。
舊的幀偏移表L2，是每個幀偏移值與使用幀偏移值進行當前通信的移動單元數量之間的對應表。新的幀偏移表L3是重新開始之后，每個幀偏移值和使用偏移值的移動單元數量之間的對應表。通過參照這些表L2和L3，能夠確定不致引起分配集中的幀偏移值。
在圖中，假定使用幀偏移值“15”的移動單元數量增加，對應于幀偏移值“15”的計數器C15的計數到門限值“9”(上述門限值X=9)。在這種情況下，集中度表(目標呼叫提取表L1，舊的幀偏移表L2，和新的幀偏移表L3)被傳送到基站控制單元100。基站控制單元100參照這些表，決定新的幀偏移值，并開始強制切換。
當強制轉換開始時，包括新的幀偏移值和幀偏移值開始時刻的通知通過基站被傳送到每個移動單元。每個移動單元設定提供給它的新的幀偏移值，并在開始時刻開始使用的幀偏移值。移動單元使用上述方式開始新的幀偏移值的結果，信號或語音分組的發(fā)射時刻被改變，如圖中簡頭Y所示。因此，幀偏移值分配的集中現象被消除。
在圖中說明的舊的幀偏移值表L2中，使用幀偏移值“0”,“1”，和“15”的移動單元數量分別等于“2”,“2”,“9”。這時，出現幀偏移值分配的集中。如果在這種分配情況下起動強制切換，則使用幀偏移值“0”,“1”，和“15”的移動單元數量全等于“3”。因此，分配的集中現象被消除。
具體地說，使用幀偏移值“15”的移動單元數量達到門限值“9”。那么，使用幀偏移值“15”的移動單元的單元數量被提取。對于這樣被提取的移動單元，起動強制切換。通過起動的強制切換，利用較小數量移動單元使用的幀偏移值“0”和“1”代替和“15”。結果，分配的集中現象被消除。
如果使用幀偏移值“0”和“1”的移動單元數量大時，則決定使用另一個幀偏移值(較小數量移動單元使用的)。在這種情況下，通過參照目標呼叫提取表L1或舊的幀偏移表L2，可選擇較小數量移動單元所使用的幀偏移值。
在舊的幀偏移值表L2中，幀偏移值可按使用這個值的移動單元數量的上升(或下降)順序重新排列。這樣的重新排列有利于新的幀偏移值的選擇。
現在對用于判定幀偏移值分配集中度的門限值設定方法進行說明。為了均衡地使用基站控制單元和基站無線電單元之間的傳輸通路，首先制備IS-95的幀偏移值。例如，如果所有的移動單元使用共同的幀偏移值，則每20ms從業(yè)務信道控制器(TCHC)向移動單元發(fā)送的所有語音信號或分組的傳輸定時是同時發(fā)生的。
如果同時通信的終端數量大時，超過基站控制單元和基站無線電單元之間轉輸通路的傳輸容量。在這種情況下，來自TCHC的信號被累積在基站無線電單元的數字傳輸接口(DTI)中，引起信號延遲隨之導致語音延遲。由以上所述看來，均勻地指派16種幀偏移值“0”至“15”，以便使從多個TCHC發(fā)送來的語音信號不是同時由DTI輸出的。這里應當注意，IS-95幀偏移的目的僅在于消除傳輸延遲，而與無線電區(qū)域完全無關。
基站無線電單元以每2MByte(2兆字節(jié))信道控制幀偏移值。新的呼叫出現時，指派16種幀偏移值當中最少被使用的一種。換句話說，使用技術上公知的LRU(最近最少使用的(Least Recently Used))方法。對于特定的幀偏移值，如果超過同時使用的門限值而引起切換，則分區(qū)切換被起動，以將特定的幀偏移值切換為最少使用的幀偏移值。根據2兆字節(jié)信道的傳輸容量，同時使用共同的偏移值的呼叫數量門限值等于“9”。
基站無線站單元在處理以共同的偏移值接收的信號(語音和各種控制信號)中，所能達到的延遲減少，取決于基站無線電單元的處理能力。如果處理能力高，即使在多重迭使用的情況下，也不會產生問題。但是，如果處理能力低，在雙重或三重的重迭使用情況下，就將產生延遲。因此，門限值必須隨基站無線電單元的處理能力來確定。
如上所說明的，在CDMA系統的基站無線電單元中，幀偏移值分配的集中度被監(jiān)控，并將其通知到基站的控制單元。利用所提供的信息，基站控制單元執(zhí)行目標呼叫的切換，并確定與信號相對應的新的幀偏移值。因此，校正幀偏移值分配的集中現象，并達到幀偏移值的均勻分配是可能的。
如果用記錄介質備制一份用于完成上面連同圖6說明的操作的程序，并用記錄介質上記錄的程序控制計算機，則用類似于上述的方法進行幀偏移值設定操作是可能的，這容易理解。記錄介質包括半導體存儲器，磁盤單元，或各種其它記錄介質中符合要求的一種。
如上所說明的，根據本發(fā)明，通過重新設置偏移值減少處理延遲，因而能夠減少基站中幀偏移值分配的集中現象。換句話說，能夠構成這樣一個幾乎不出現語音的或數據的延遲的系統。
權利要求
1．一種在碼分多路存取系統的基站(100,200-i)中設置的幀偏移設定系統，用于通過向移動單元通知所述幀偏移值設定所述移動單元(300-1,300-2,300-3)中的幀偏移值，幀偏移值表示在各移動單元向基站發(fā)送語音分組時從每一幀的前沿算起的語音分組發(fā)送定時的偏移量，其特征在于所述幀偏移設定系統包括集中度檢測裝置(110,111)，用于檢測設置在所述移動單元的所述幀偏移值的分配集中度；和均衡裝置(112-121)，用于當所述集中度檢測器檢出所述集中度時，對當前正在通信的移動單元的幀偏移值進行均衡。
2．如權利要求1所述的幀偏移設定系統，其特征在于所述集中度檢測裝置包括準備與所述幀偏值相應的計數器(C0-C15)，每個所述計數器對分配有與每個所述計數器相對應的幀偏移值的移動單元的數目進行計數，以作為計數值；和通過檢測至少一個所述計數器的計數值達到一個預定值，檢測(111)所述集中度。
3．如權利要求2所述的幀偏移設定系統，其特征在于所述均衡裝置包括用來指示當前正在通信的移動單元表格(L1-L3)；和重新設置裝置(115-121)，用于參照所述表格將當前正在通信的移動單元的幀偏移值重新設置成新的幀偏移值。
4．如權利要求3所述的幀偏移設定系統，其特征在于所述重新設置裝置包括用于參照所述表格生成所述新的幀偏移值的生成裝置(115)；和通知裝置(118-119)，用于將所述新的幀偏移值通知當前正在通信的移動單元。
5．如權利要求1所述的幀偏移設定系統，其特征在于所述均衡裝置包括指示出當前正在通信的移動單元的表格(L1-L3)；和重新設置裝置(115-121)，用于參照所述表格將當前正在通信的移動單元的幀偏移值重新設置為新的幀偏移值。
6．如權利要求5所述的幀偏移設定系統，其特征在于所述重新設置裝置包括參照所述表格生成所述新的幀偏移值的生成裝置(115)；和通知裝置(118-119)，用于將所述新的幀偏移值通知當前正在通信的移動單元。
7．一種在碼分多路存取系統的基站(100,200-i)中執(zhí)行的幀偏移設定方法，其通過向移動單元通知幀偏移值設定所述移動單元(300-1,300-2,300-3)中的所述幀偏移值，當所述移動單元向所述基站發(fā)送語音分組時，所述幀偏移值分別代表從每一幀前沿算起的所述語音分組傳輸定時的偏移量，其特征在于所述幀偏移設定方法包括集中度檢測步驟(110,111)，用于檢測設置在所述移動單元的所述幀偏移值的分配中的集中度；和均衡步驟(112-121)，用于當所述集中度檢測器檢出所述集中度時，對當前正在通信的移動單元的幀偏移值進行均衡。
8．如權利要求7所述的幀偏移設定方法，其特征在于所述集中度檢測步驟包括準備與所述幀偏值相應的計數器(C0-C15)，每個所述計數器對分配有與每個所述計數器相對應的幀偏移值的移動單元的數目進行計數，以作為計數值；和通過檢測至少一個所述計數器的計數值達到一個預定值，檢測(111)所述集中度。
9．如權利要求8所述的幀偏移設定方法，其特征在于所述均衡步驟包括用于準備指示當前正在通信的移動單元的表格(L1-L3)的準備步驟；和重新設置步驟(115-121)，用于參照所述表格對當前正在通信的移動單元的幀偏移值重新設置為新的幀偏移值。
10．如權利要求9所述的幀偏移設定方法，其特征在于所述重新設置步驟包括下述步驟參照所述表格生成(115)所述新的幀偏移值；和向當前正在通信的移動單元通知(118-119)所述新的幀偏移值。
11．如權利要求7所述的幀偏移設定方法，其特征在于所述均衡步驟包括下述步驟用于準備指示當前正在通信的移動單元的表格(L1-L3)的準備步驟；知重新設置步驟(115-121)，用于參照所述表格對當前正在通信的移動單元的幀偏移值重新設置為新的幀偏移值。
12．如權利要求11所述的幀偏移設定方法，其特征在于所述重新設置步驟包括下述步驟參照所述表格生成(115)所述新的幀偏移值；和向當前正在通信的移動單元通知(118-119)所述新的幀偏移值。
全文摘要
在碼分多路存取系統的基站中設置的幀偏移設定系統,其通過向移動單元通知所述幀偏移值設定所述移動單元中的幀偏移值,幀偏移值表示在各移動單元向基站發(fā)送語音分組時從每一幀的前沿起的語音分組發(fā)送定時偏移量。當所述集中度檢測器(110,111)檢出所述集中度時,均衡裝置(112—121)對當前正在通信的移動單元的幀偏移值進行均衡。使用各個幀偏移值的移動單元的數被計數,參照計數值選擇新的幀偏移值以消除集中現象。
文檔編號H04B7/26GK1235441SQ9910568
公開日1999年11月17日 申請日期1999年4月22日 優(yōu)先權日1998年4月22日
發(fā)明者箭內了之 申請人:日本電氣株式會社