CN1081882C - 简化数字无线通信系统中的声频源变更的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明概括了一种用以简化数字无线通信系统100中的声频源变更的方法。一个典型的系统包含多个声频源单元101-103；多个声频目的地单元105，106，以及一个切换单元108，使多个声频源101-103中的一个变成为可工作的。在302从一个声频源单元中接收信息承载帧时，一个帧序列值被识别304。然后确定306期望的帧序列值，把这个值与识别到的帧序列值比较，以确定接收到的帧序列值是否与期望的帧序列值匹配。当帧序列值匹配时，就认为接收到的帧是来源于同一个声频源单元(即无声频源变更发生)。当检测出不匹配时，通过声频目的地单元把声频源变更指示发送给通信单元310，因而，简化了声频源变更。
Description
本发明涉及通信系统，特别涉及简化数字无线通信系统中声频源的变更。
数字无线通信系统在本领域是众所周知的。这种典型的系统包括：多个声频源单元；多个声频目的地单元；一个切换单元，用以从多个声频源单元中选择出一个是当前可操作的；以及多个通信单元。从一个声频源单元到另一个声频单元的切换(例如，一个移动通信单元从一个覆盖区漫游到另一个覆盖区的结果)将在接收端产生不可懂的声频。典型的数字无线通信系统在源发端采用加密参数，为接收通信单元提供加密话音。这样，接收通信单元必须有相对应的解密参数，以把接收到的加密信号适当地解码，如下文所述。
当通信单元接收前置信号时，它检验一个前置信号的所谓的加密同步(ESYNC)字段，并且在呼叫期间调整加密算法和保密密钥。如果声频源变更了，通信单元必须重置它的工作参数(例如，加密和保密密钥参数，以保证与新的声频源单元相兼容。但是，如果通信单元未被通知：有一个新的声频源单元，则该通信单元尝试利用一个旧的参数去解密新的声频，借此，给用户提供不能懂的声频。
一种用以通知接收单元“声频源单元已变更”的技术是，把每个声频分组和控制信息一起编码，而该控制信息标识该分组的声频源。但是，这种解决方案要求不希望的大量的带宽，若不是这样的话，大量的带宽本来可以用来传输语言。
另一种通知接收单元“声频源单元已变更”的技术是，当无线电设备检测一个切换(例如在静默后错乱的语音)时，无线电设备自动地寻找一个新的加密参数。然而，这有可能产生不可懂声频的延时，甚至可能丢失语言。
据此，现在需要一种便于在多个声频源单元之间执行声频源变更的方法。具体地说，现在需要一种根据已知的期望的帧序列自动地确定声频源变更的方法，借此，导致简化声频原变更，而无先有技术系统的局限性。
本发明提供了在一种包含多个声频源单元和可将多个声频源单元连接到至少一个通信单元的一个切换单元的数字无线通信系统中的一种用以简化声频源变更的方法，其特征在于，包括以下步骤：识别一个接收到的帧序列值，产生一个已识别的帧序列值；确定这个已识别的帧序列值是否与期望的帧序列值相匹配；当已识别的帧序列值与期望的帧序列值不匹配时，把一个源变更指示发送给至少一个通信单元，因而简化了声频源变更。
图1示出按照本发明的数字无线电通信系统；
图2示出在本发明的优选实施例中可以采用的数据流；
图3示出按照本发明的、描述声频目的地单元操作的数据流程图；
图4示出按照本发明的、描述确定所期望的序列帧值的优选方法的数据流程图。
总的说来，本发明概括了一种简化数字无线电通信系统中声频源变更的方法。一个典型的系统可以包含有多个声频源单元；多个声频目的单元，以及一个切换单元，可使多个声频源单元中的一个成为可操作的。当从一个声源单元接收到一个信息承载帧时，一个帧序列值就可被识别出来。被识别的帧序列值再与一个期望的帧序列值相比较，以确定接收到的帧序列值是否与期望的帧序列值相匹配。当帧序列值匹配时，可以认为这些帧是来源于同一个声频源单元(即无声频源变更)。当检测出不匹配时，由声频目的地单元把一个源变更指示传送给通信单元，从而简化了声频信源的变更。
参阅图1-4可以很好地理解本发明。图1示出根据本发明的无线电通信系统(100)的简化方框图。多个声频源单元(ASU)101-103，在工作时把源数字信息送给多个声频目的地单元(ADU)105-106。一个切换单元108，用于从多个ASU中选择其信息将传送给合适的ADU的一个ASU。例如，当一个通信单元110在由一个基站或一个ASU101支持的覆盖区漫游到由另一个基站102支持的覆盖区时，来自基站102的信号强度增加。通信链路112和声频开关114工作，使ASU101-103中的一个至少可切换地接合到多个ADU105-106中的一个(例如，由多个ASU101-103的有关信号强度来确定)。在优选实施例中，通信链路112是有线数字链路，而声频开关可能是一个AEB(Ambassador Electronics Bank的缩写)、一个数字接入交叉连接开关、一个用户交换机，或类似的设备。已定路由的声频从地ADU105-106被传输到多个接收通信单元116，从而完成通信对话。如这里所述的那样，按照这种方式，本发明提供了从一个ASU到另一个ASU的透明变更。
在优选实施例中，声频源包含把声频发送到多个基站的通信单元(例如，无线电设备、操作台)。基站把这些接收到的信号传送到一个比较器。比较器把接收到的声频信号加权和求和，并把求和的声频发送到切换单元(应当指出，在通信领域中这个技术是众所周知的)。声频开关接收这个数字信号，并把它传送到一个或多个目的地单元。当然，由于这样一个系统的对称性特点，ADU也包含基站，把声频信号传输到多个通信单元。
图2示出含有前置部分201和信息承载部分203的数据流200。在优选实施例中，前置部分包含两个前置帧P1、P2，占有约65毫秒的时间间隔。同样，一个优选的信息承载部分203包含2个逻辑数据单元LDU207、209。每个逻辑数据单元包含6个矢量求和激励线性预测(VSELP)的编码帧。LDU207和209的每个从边界帧211和213开始，优选地占用180毫秒的时间间隔。同样，一个预定的边界帧205构成前置部分201的第1帧。这些边界帧205、211、213用以作为特定的标志，用于确定何时声频变更已发生，如下文所述。
每个VSELP帧207、209包含声频和控制信息，而每个前置帧201包含控制信息，而无声频信息。在优选实施例中，VSELP帧中的声频部分包含表示约30毫秒的实际语言的VSELP码字。控制信息包含基本结构信息和控制信号流所必须的通信单元信息。此外，帧序列值(如V3、P2、Vx)构成包含在VSELP和前置帧中的控制信息部分。
图3示出图1所示的ADU105、106工作的数据流程图300。在步骤302，接收来自切换单元108的数字帧。在步骤304，识别接收帧的帧序列值。在步骤306，确定一个期望的帧序列值。在步骤305，将该值与接收到的帧序列值相比较。如果两者相匹配，在步骤302，下一帧被接收。
通常，可工作的ASU保证传输的帧序列按图2所示的次序到达。亦即当ADU检测出帧序列值不遵从这个次序时，可以认为ASU已更换(即开关已着手使一个不同的声频源能够工作)。据此，当期望的帧序列值与接收到的帧序列值不匹配时，在步骤310，把一个源变更指示发送给通信单元，并且该例行程度退出。按照上述方式，可以简化声频源的变更，因而，对于发生声频源变更，导致通信单元116变更。
图4详细描述图3所示的期望帧序列值的确定步骤306。在步骤401，确定接收到的帧是否是边界帧。如果接收到的帧不是边界帧，则接收下一帧。如果接收到的帧是边界帧，则在步骤403一个“到达时间时定时器”被启动。在优选实施例中，这个到达时间定时器是一个所谓的正计数定时器，并被用来定义一个窗口。在这个窗中应该接收一个后来的边界帧。而后到达步骤405，确定这个接收到的边界帧是否是预先确定的边界帧(即P1帧)。如果接收的边界帧是P1帧，则在步骤409启动前置定时器。而任何一个其它的边界帧都导致启动一个LDU定时器(步骤407)。也就是说，所选择的定时器取决于接收到的边界帧是数据流的前置部分还是信息承载部分中的一部分(注意，在优选实施例中，这些部分是不等长的)。在优选实施例中，前置和LDU定时器由所谓倒计数定时器组成(即初始值分别是6.5ms和180ms)，当达到零值时该定时器定时已满。
在步骤411，接收下一数字帧。在步骤413，确定这个帧是否是边界帧。如果这个帧不是边界帧，则在步骤415判定这个已启动的定时器(即：LDU定时器或前置定时器)是否计时已满。如果定时器未到达定时期满，则这个帧就被接收，而对于一个定时已满的定时器，导致在步骤417在退出该例行工作程序之前就设置帧序列值不匹配的标志。应当注意到，当这个定时器在后一个边界帧被接收之前定时已满时，则下一个期望的边界帧便未按时收到。这种情况通常只在切换单元停止从第一个ASU发送声频，即ASU变更已发生时才会出现。当一个边界帧被适时地接收(即在工作时定时器定时已满之前)，便有必要确定这个接收到的边界帧和先前接收到的边界帧一起是否构成有效的帧对。下文将叙述。
为了说明一个有效的帧对是由什么构成的，就要描述正常的通信序列，其中，新的ASU按照P1、V1、V7、V1、V7、V1…V1、V7等等的序列发送边界帧。注意，交替LDU边界帧(V1、V7)的序列是连续的，直到通信结束或这个ASU变更时为止。按照上述的序列，有效的边界帧对包括：P1/V1、V1/V7和V7/V1。这样，根据本发明的优选信令协议，边界帧对P1/V7、V1/V1、V7/V7、P1/P1、V1/P1和V7/P1都认为是无效的边界帧对(注意，在任何时间一个P1帧被接收作为第二对时，这是一个指示，指明ASU变更已经发生)。任何时间，检测到这些无效边界帧对的一对时，就指出ASU已变更了。也就是说，第二次接收到的边界帧的帧序列值与期望的边界帧的帧序列值(根据上述的有效对)不匹配时，可以认为这个声频已来源于不同的ASU。当用一个优选技术检测有效边界帧对的出现时，显然非边界帧对(如V3/V4)也可能用来确定有效性。
再返回到步骤413，如果接收到的帧是一个边界帧，则在步骤418关断到达时间定时器，以产生一个定时器值，并在步骤419，确定成功地接收到的边界帧是否构成有效的边界帧对。当确定这个帧对无效时，则在步骤417设定该帧序列值不匹配标志，并使该例行程序退出。当这个帧对构成有效帧对时，则在步骤421确定期望到达的时间是否大于在步骤418中产生的定时器的定时值，即，实际接收到的有效边界帧是否早于根据相应部分(例如201、207、209)的长度而定的期望到达的时间。如果“是”，则设置帧序列值不匹配标志，并使该例行程序退出。如果有效边界帧是定时地接收到的，则使例行程序退出。
本发明提供一个在数字通信系统中自动检测声频源变更的方法。在当前的数字通信系统中不能被检测声频源变更。本发明消除了不希望有的特性(即不可懂声频)，该特性通常通过从一个声频源单元转换到另一个声频源单元，传给数字无线通信系统的声频通路。这是通过确定声频源何时变更和通知通信单元该声频源变更来实现的。允许通信单元在呼叫期间重置相应的工作参数(如加密算法和保密密钥)，因而允许呼叫被完成。不像先有技术那样，实现这样的简化无需使用不必要的声频带宽或者不产生不希望有的声频延迟。
Claims (6)
1.在一种包含多个声频源单元和可将多个声频源单元连接到至少一个通信单元的一个切换单元的数字无线通信系统中的一种用以简化声频源变更的方法，其特征在于，包括以下步骤：
识别一个接收到的帧序列值，产生一个已识别的帧序列值；
确定这个已识别的帧序列值是否与期望的帧序列值相匹配；
当已识别的帧序列值与期望的帧序列值不匹配时，把一个源变更指示发送给至少一个通信单元，因而简化了声频源变更。
2.权利要求1的方法，其特征在于，所述的确定步骤包括以下步骤：
提供一个具有定时值的定时器；
在接收到载有第一帧序列值的一个帧时，启动该定时器；
如果在接收载有一个第二帧序列值的一个帧之前该定时器定时已满，则识别载有一个第二帧序列值的该帧为不载有与期望的帧序列值相匹配的帧序列值的帧。
3.权利要求1的方法，其特征在于，所述的确定步骤包括以下步骤：
确定接收到帧和先前接收到的帧是否构成一个有效帧对；
当接收到的帧和先前接收到的帧不构成一个有效帧对时，识别这个接收到的帧为不承载与期望的帧序列值匹配的帧序列值的帧。
4.权利要求1的方法，其特征在于，所述的确定步骤包括以下步骤：
确定这个接收到的帧是否是边界帧；
当这个接收到的帧是边界帧时，确定这个接收到的帧和先前接收到的边界帧是否构成一个有效的边界帧对；
当这个接收到的帧和先前接收到的边界帧不构成有效边界帧对时，则识别这个接收到的帧为不承载与期望帧序列值匹配的帧序列值的一个帧。
5.权利要求4的方法，其特征在于，还包括以下步骤：
当这个接收到的帧是一个预先确定的边界帧时，则识别这个接收到的帧识别为不承载与期望的帧序列值匹配的帧序列值的帧。
6.权利要求1的方法，其特征在于，所述的确定步骤包括以下步骤：
提供一个定时器；
在接收承载第一帧序列值的一个帧时，启动定时器；
在接收承载一个第二帧序列值的一个帧时，关断这个定时器产生一个定时器数值；
把这个定时器数值与期望的到达时间数值相比较；
当这个期望的到达时间数值超过这个定时器数值，则识别这个承载一个第二个帧序列值的帧为不承载与期望帧序列值匹配的帧序列值的帧。
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