CN1105438C - 码速率提高的压缩模式ds－cdma系统和方法 - Google Patents

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Abstract

在CDMA通信技术中采用非连续传输是通过使用卷积编码器的选择截短编码的输出来实现的。通过在一个帧中临时提高编码速率，在压缩模式下的信息只填充帧中的信息部分，留下帧中的空白部分来完成其它工作，比如要在多个频率之间转换时用于评估其它可用频率。

Description

码速率提高的压缩模式DS-CDMA系统和方法
背景
本发明涉及在蜂窝无线电话通信系统中使用码分多址(CDMA)通信技术，特别涉及有关使用非连续直接序列码分多址(DS-CDMA)传输在频率之间转换连接的方法和系统。
DS-CDMA是一种扩频通信。扩频通信从二战以来便已存在。先前的应用主要是在军事领域。但今天存在着不断增长的需求，从而是将扩频系统用在商业应用方面。这样的例子包括数字蜂窝无线、陆地移动无线、卫星系统和室内与室外的个人通信网络，这里统称为蜂窝系统。
目前，蜂窝系统中的信道访问是用频分复用(FDMA)和时分复用(TDMA)方法来实现的。在FDMA中，一个通信信道是单个无线频率带宽，信号的传输功率集中在该带宽上。与相邻信道的干扰通过使用带通滤波器来限制，带通滤波器只能在特定频率带宽之内通过大部分信号能量。这样，在每个信道被分配了不同的频率带宽的情况下，系统容量被可用频带的数量所限制，同时也被频率再使用所限制。
在TDMA系统中没有使用频率段的概念，一个信道在同一频带上包含具有时间段的周期序列形式的一个时隙。每个时隙的周期称为一个帧。一个给定信号的能量被限制在这些时隙中的一个。相邻信道的干扰受使用的定时选通或其它同步元件的限制，从而让在特定时间接收到的信号能量通过。这样，不同相关信号强度级别的干扰问题被减少了。
在FDMA和TDMA系统(或混合FDMA/TDMA系统)中，一个目标是保证两个可能相干的信号不在同一时间占用同一频率。与此相反，码分多址(CDMA)是允许信号在时间和频率上都重叠的一种接入技术。CDMA通信技术有不少潜在的好处。基于CDMA的蜂窝系统容量极限比现有的模拟技术更高，这是由于宽带CDMA系统的特性(如改进了的干扰分散性和语音活动选通)决定的。
在直接序列(DS)CDMA系统中，要传输的符号流(即经过信道编码等的符号流)被加到一个被称为标记序列的更高速率的数据流上。一般来讲，标记序列数据(通常称作“码片”)是二进制或四进制的，提供了一个以通常所说的“码片速率”的速率所产生的码片流。一种产生这种标记序列的方法是用伪噪声(PN)过程，这个过程看来是随机的，但可以被一个授权的接收器所复现。符号流和标记序列流可以通过相乘而将这两个流组合起来。标记流和符号流的这种组合称为扩展符号流信号。每个符号流或信道一般被分配一个唯一的扩展码。码片速率和代码速率之间的比率被称为扩展率。
多个扩展信号例如通过四相移相键控(QPSK)调制一个无线频率载波，且在接收器作为复合信号被一同接收。每个扩展信号在频域和时域中都与相关噪音信号和所有其它扩展信号相重叠。如果接收器是被授权的，复合信号便与各独特代码中的一个相关，相应的信号便可以分离和解码。
对于未来的蜂窝系统，可以证明使用分级蜂窝结构在进一步提高系统容量中将是有价值的。在分级蜂窝结构中，更小的蜂窝或微蜂窝存在于一个大一些的蜂窝或宏蜂窝中。例如，微蜂窝基站可以以路灯灯柱的密度沿城市街道放置，以处理拥挤地区增长的话务量。每个微蜂窝可以覆盖一个街道的几个街区或通道，而一个宏蜂窝可能覆盖3-5公里的半径。即使在CDMA系统中，不同类型的蜂窝(宏蜂窝和微蜂窝)将以不同的频率工作，从而提高整个系统的容量。参见H.Eriksson等人，“用于基于蜂窝的个人通信的多个接入选择”，Proc.43rdVehic.Tech.Soc.Conf.，Secaucus，1993。在不同的蜂窝类型之间，因此在不同频率之间必须支持可靠的切换处理，使得在各蜂窝之间移动的移动台能有连续的连接支持。
有几种传统的技术用于确定哪一种新频率和蜂窝应该从多个切换侯选中被挑选出来。例如，移动台可以协助确定将与之通信的最佳切换侯选站(以及有关的新基站)。这个处理过程通常称为移动辅助切换(MAHO)，它包括移动台周期性地(或按要求)对每个侯选频率进行测量，以便基于预先规定的准则(如，最大接收PSSI，最好的BER，等)来帮助确定最佳切换侯选。在TDMA系统中，例如，移动台可以被规定，在空闲时隙中扫描一系列侯选频率，因此如果信号质量在当前链路上下降到预定义质量门限以下，系统可以确定一个可靠的切换侯选。
但是，在传统CDMA系统中，移动台是连续地被从网络接收的信息所占用。实际上，CDMA移动台通常在上行和下行方向上连续地接收和发送。与TDMA不同，它没有空闲时隙可用来切换到其它的载频上，这样，当考虑如何确定在特定的时刻切换到一个特定频率的特定基站是否合适时就会出现问题。因为移动台不能对在网络和移动台内进行的切换估算算法提供任何频率间的测量，这将在没有完全知道移动台所经历干扰时就作出切换的判决，因此它是不可靠的。
一种对该问题可能的解决方法是在移动单元内提供另一个接收器，该接收器可以用来对侯选频率进行测量。另一种可能性是使用宽带接收器，该接收器可以同时接收和解调几个载波频率。当然，这些解决方法增加了移动单元的复杂性和费用。
在原先的Willars等人的母专利申请中，提出了对该问题通过向CDMA通信技术中引入非连续传输来解决。例如，提供了一种使用较低扩展率(即通过减少每个符号的码片数目)的压缩传输模式，使得在一个固定码片速率下，扩展信息只填充帧的一部分。这样每帧便留下了一个这里称作为空闲部分的部分，在这部分期间，接收器可以执行其它功能，例如为了切换而计算其它频率的侯选蜂窝。
上述解决方法对使用了非正交码字来扩展信息数据序列的CDMA系统很容易应用。在这些类型的系统(一般是指“长码”系统)中，标记序列比一个符号长得多(经常是符号长度的十亿倍)。由于这些代码开始是非正交的，临时改变一个或几个信道的扩展率来提供压缩模式传输不会产生额外的码间干扰。
但是在原先的母申请中提出的解决方法对于使用正交码字来扩展数据流的DS-CDMA系统来讲却成了问题。在所谓的“短”码系统中，选择了一个短码集(例如包括128个128码片长的代码)，使得所有的代码在一个符号间隔内、即在代码的长度内相互之间是正交的。结果每个代码的码片数目、即扩展率不能在一个或几个信道上变化。
因此，希望能够提供一种DS-CDMA系统，其中发送和接收是非连续的，但它不依赖于降低扩展率以便对接收器提供空闲时间来测量不同的频率。
概要
在CDMA通信技术中采用非连续传输是通过例如使用卷积编码器的选择截短编码的(selectively punctured coded)输出来实现的。通过在一个帧中临时提高编码速率，在压缩模式下编码的信息只填充帧中的信息部分，留下帧中的空白部分来完成其它工作，比如评估其它可用频率以用于在多个频率之间转换。一个模式控制设备可以例如将一个从卷积编码器输出的编码后的信号流在第一信号处理分支和第二信号处理分支之间切换，上述第一信号处理分支与常规传输模式相关，而第二信号处理分支与传输的压缩模式相关，后者包括了一个代码截短单元(Code puncturing unit)。
附图简述
参看附图，通过下面提出的详细的论述，本发明前述的和其它的特点、目标和优点将可以清楚地看到，图中：
图1是蜂窝无线通信系统的原理图；
图2A是根据本发明的下行话务信息处理器原理图；
图2B是根据本发明实施方案之一的短码调制器原理图；
图2C是根据作为示例的本发明实施方案的基站发送器原理图；
图3A和3B分别是在四个帧中普通模式传送和压缩模式传送的例子；
图4是提供普通模式和压缩模式传送的两种不同的信号处理分支框图。
详细描述
在下面作为解释而非限制性的描述中，阐述了特定的细节，比如特定的电路、电路组成、技术等，以便提供对本发明的全面的理解。例如，对于示例的调制和发送技术提供了各种不同的细节。当然，对于熟悉本技术的人员，本发明可以用其它与这些特定细节不同的实施方案来实现。在其它情况下，已知方法、设备和电路的详细描述被省略了，以便不会用不必要的细节来对影响本发明的阐述。
图1中描述了一个示例的蜂窝无线通信系统100。如图1所示，由一个系统服务的地理区域被分割为一定的数目例如n个无线覆盖的小一些的区域，称为小区110a-n，每个小区有一个与之相关的无线基站170a-n。每个无线基站170a-n有多个与之相关的发送和接收无线天线130a-n。请注意使用六边型的小区110a-n是为了方便地用图形表示与特定基站170a-n有关的无线覆盖区域。实际上，小区110a-n可以是不规则的形状，相互交叠，且不一定是连续的。每个小区110a-n可以进一步根据已知的方法分割成多个部分。在小区110a-n中分布着多个、例如m个移动台120a-m。在实际的系统中，移动台的数目m比小区的数目n大得多。基站170a-n本身包括多个基站发送器和基站接收器(图中未示)，它们提供与各自小区中的移动台120a-m的双向无线通信。如图1所示，基站170a-n本身被耦合到与公众交换电话网(PSTN)160、进而与通信设备180a-c提供连接的移动电话交换局(MTSO)。蜂窝的概念被熟知本技术的人员所理解，这里就不再进一步地阐述。
根据本发明，基站和移动台之间的通信是使用直接序列码分多址(DS-CDMA)来实现的。下文中的术语下行或前向信道，指的是裁有信号的信息从基站170a-n往移动台120a-m的无线发送。类似地，术语上行或反向信道，指的是载有信号的信息从移动台120a-m往基站170a-n的无线发送。
今天，无线通信系统已经被用于日益增长的应用行列。现在传统的语音通信可以和图像、别的媒体以及高速数据应用的无线传输共存。这些应用要求无线信道以低的延迟传输低、中、高比特率的混合信息。为了有效利用频谱，只应分配用于特定应用的带宽。这就是所谓的“按需分配带宽”。因此，如下示例描述了一个多速率的DS-CDMA系统。
下行链路
图2A描述了一个下行业务信息处理器200的原理方框图。下行信息处理器200是基站发射机的一部分。每一个下行连接要求至少一个下行业务处理器200的资源。能够同时提供数量为K的下行连接的基站应该有至少K个下行业务处理器200。参见图2A，变速率的下行业务信息数据(例如信息源(未显示)产生的语音或图像信息数据)以变速率数字比特流的形式被帧缓冲区220接收。信息源可能是普通电话108a、计算机108b、摄像机108c或适合的信息源，它们可以通过PSTN连接到MTSO，或直接和MTSO连起来，从而通过已知的方式与基站170a-n相连。
由帧缓冲区220接收的变速率比特流的比特率(即每秒的千比特数kbps)依赖于要发往移动台120a-m的信息的类型或总量。比特率可以定义为基本比特率和它的倍数，即
比特率＝(基本比特率)*k；k-0，1，2，......N
这里(基本比特率)*N是最大比特率。
在一个示范实施例中，基本比特率为32kbps，信息帧时间间隔为10ms，每一个信息帧有320比特。对大于32kbps的比特率，每10ms的时间间隔产生多于一个信息帧。例如，假设比特率为128kbps，那么，每10ms的时间间隔产生4个信息帧，每一帧含有320比特。一般来说，信息帧的数目M与基本比特率的倍数k一样。
再参见图2A，每一个信息帧被送入若干所谓的短码调制器210a-M中的一个，以便进行后续处理。短码调制器210a-M的个数M与基本比特率的可能的倍数N是一样的。在本发明的第一个示范实施例中，当收到的信息数据比特率是基本比特率时(如32kbps)，那么在每一个10ms间隔中只产生一个信息帧，并将它送入短码调制器210a。当收到的变速率比特流是基本比特率的两倍时(即64kbps)，那么在每一个10ms间隔中产生两个信息帧：一帧送入短码调制器210a而另一帧送入短码调制器210b。同样地，接收到的更高的变速率比特流将在预先定义好的时间间隔里产生更多数目的信息帧。由高比特率信息产生的信息帧各自独立地被送入单独的短码调制器，形成多个所谓的并行短码信道。
将信息数据比特流安排进一系列的信息帧的方式允许在短码调制器210a-M中方便地对信息数据进行处理。现在参见图2B，一个示意性的短码调制器210a-M的图解总体上显示为210。在卷积编码器230进行信道编码前，包括例如部分循环冗余校验(CRC)的第一开销比特(X1)在时间复用器220中被加入信息帧中。包括信息比特和第一开销比特的帧被送入卷积编码器230，用例如1/3速率的卷积编码器进行信道编码，这给帧加上一些冗余度。编码后的帧被送入比特交织器240，在这里按块进行比特交织。交织完后，第二开销比特x2在时间复用器250中加入已经完成编码和交织的帧中。下行功率控制比特也在时间复用器260中被加入到已经完成编码和交织的帧中。下行功率控制比特指示移动台增加或降低它的发送功率电平。插入功率控制比特后，帧被送入四相移键控调制器(QPSK)270中。那些熟知本技术的人员会理解除QPSK调制以外其它调制技术也可以被使用。QPSK调制器270将输入的比特或符号映射成复符号序列。QPSK调制器的输出是符号的复序列，由例如笛卡耳坐标的通常形式I+jQ来代表。QPSK调制器的输出的扩展是通过使用所谓的短码来完成。别的编码、交织和调制的组合也是可能的。
短码
返回参考图1，每一个无线基站170a-n发射一个独一无二的下行信号，使得移动终端120a-m可以从它所在的小区接收到的下行信号中分离出邻近小区或邻近扇区的广播信号(即小区间的信号)。而且，发给一个特定小区中单个移动终端的信号是互相正交的，从而可区别出运行于同一小区中的多个移动台的信号(即小区内信号)。根据本发明，可以通过用不同的正交短码去扩展调制信号，从而来区分在同一个小区或同一个扇区中发给多个用户的下行信号。
代表高比特率信号的并行短码信道采用了与到同一小区的各个移动终端的下行业务信道一样的方式来进行区分，即分配不同的短码SM(实部)给每一个并行的CDMA信道。
在一个实施例中，短的正交码是长度为一个符号宽度的实值正交Gold码。例如，当总比特率为120kbps(每一个正交支路为60kbps)，码速率为7.68Mcps，则码的长度为128码片。正交Gold码是长度为2m-1的普通Gold码，其中在所有码字的最后加上0或1，构成2m个正交码字，每个长度为2m。那些熟知本技术的人员会很熟悉Gold码。再参见图2A，每一个短码调制器210a-M的输出都送到加法器215中，在那里每一个信息帧的单个扩频信号形成一个单独的复合信号。
长码
现在参见图2C，从每一个下行业务信息处理器200A-K来的复合信号送入基站发射机150。每一个下行业务信息处理器来的信号在框290中进行相加。为了把从不同基站发来的下行信号分开，给每一个基站170a-n分配一个独一无二的长码。在本发明的具体实现中，长码可以是复值的：例如一个普通的长为241-1码片的Gold码。用长码发生器285产生的长码对复合信号进行加扰(见框300和302)，信号用已知的技术进行滤波(框304，306)、转换(框308，310)、求和(框312)并放大和发射。
非连续发送
通常在CDMA系统中，信息是按固定帧长(例如5-20毫秒)的帧结构进行发送的。在一帧中发送的信息一起进行编码和扩频。每一帧信息都进行扩频，导致在整个帧的的时间里用恒定的功率电平进行连续发送，如图3A中的示例。这种全帧连续发送的类型在这里被称作“正常模式发送”。
如上所述，本发明将非连续发送引入CDMA系统，用于诸如可靠的切换侯选评估。根据本发明，这可以通过如下方式实现：通过从已经编码的比特流中删除比特的方法(即对码进行截短)来临时提高信道速率。这导致编码信息被压缩到一帧的一部分，留下了剩余的、空闲的一段时间间隔，如图3B所示，在这段时间间隔中没有功率被发送。在这里这被称作“压缩模式发送”。用一个图解的例子来进一步说明根据本发明如何产生空闲的时间间隔。
数字通信系统中的截短卷积编码(punctured convolutionalcoding)技术从其本质上说是已知的，它是下面所列的文献所包含的内容，它们的每一篇都在这里列出以供参考：美国专利号5,029,331，1991年7月2日提交，授予Heichler等人；美国专利号4,908,827，1990年3月13日提交，授予Gates.；美国专利号4,462,101，1984年7月24日提交，授予Yasuda等人；《速率为(n-1)/n的截短卷积编码和最大似然编码》，由J.Bibb Cain，George C.Clark，Jr.，andJohn M.Geist发表在IEEE信息理论学报，VOL.IT-25，No.1，Jan.1979，pp.97-100；《用于Viterbi译码软判决的高速率截短卷积编码，由Yutaka Yasuda，Kanshiro Kashiki，Yasuo Hirata发表于IEEE通信学报，Vol.COM-32，No.3，MARCH1984，pp.315-319。
总的来说，使用截短卷积编码的通信系统包括一个编码器，用于对发射机要发射的数字输入进行编码，还包括一个解码器，用于对接收机所收到的编码信号进行解码。根据本发明，由于无需改变扩展率就可以实现不连续模式，因此解码器可以以固定扩展率解码信道。编码器包括一个卷积编码电路，它接收数字输入，输出卷积编码的结果。数字输入由卷积编码电路进行编码，以使对于输入卷积编码电路的每k个比特都输出n个比特，这里n＞k。k比特的输入和相应n比特输出分别叫作k元组和n元组。卷积编码电路的卷积编码速率定义为k比特的输入和相应n比特输出的比值，可以表示为k/n。例如，当输入卷积编码电路的每一个比特都有相应的两比特输出，则编码速率为1/2。
为了提高编码器的码速率，卷积编码输出通过了一个截短电路，它包括一个传输屏蔽电路和删除模式存储器，用于只传输卷积编码输出中被选中的比特。截短电路输出具有截短码速率z/q的截短输出。截短码速率z/q表示对于输入卷积编码电路的每z个比特，都会从截短电路输出q个比特。
把卷积编码输出通过传输屏蔽电路并在逐块基础上对卷积编码的输出进行截短，就可以得到所需的截短码速率。要截短的每一块由若干个n元组构成，叫作截短块。构成每一个截短块的n元组的个数在当前这样来决定：为了给卷积编码速率为k/n的输出提供截短码速率z/q(这里z＝γk)，那么至少γ个卷积编码的n元组应该作为一个截短块进行编组和截短，以实现所需的截短码速率。因此，每一个截短块的比特长度等于γ个卷积编码n元组乘上每一个n元组的比特数。截短块的比特长度可以表示为L＝γ*n。
截短块按照删除模式来进行截短，删除模式与截短块的长度相同。删除模式的比特与每个截短块的比特一一对应。因此，删除模式被选的长度可表示为L＝γ*n。被选择的删除模式具有的所需最小比特长度以便在卷积编码速率为k/n的情况下可以完成所需的截短码率z/q。
截短电路使用的删除模式是一个长度为L的0和1的块，每一个1代表要传输的比特，每一个0代表非传输的比特。(传输比特和非传输比特也可以表示为非删除比特和删除比特)。在长度为L的删除模式中1和0的比率的选择是为了实现所需的截短码速率。在删除模式中0的相对数目决定了截短码速率。
例如，对于一个速率为1/2的卷积编码电路实现2/3的截短速率，可以使用长度为4的删除模式(即L＝zn＝2*2＝4)。长度为4的删除模式可以选择为3个传输比特和1个非传输比特，即截短率为1/4，因此实现了新的截短率2/3。
在1和0的个数有相同的比值和有相同的比特长度的条件下，由于有独特的0和1的排列或模式因而就会有若干不同的删除模式。在删除模式中0和1的排列或模式影响截短码的距离属性。为了减小通信系统中的误码率，要选择具有所需比特长度和1对0的比值的删除模式，以便优化截短码的距离属性。
一旦确定了长度和1对0的比值，为了选择优化的删除模式，可以参考一个可能的删除模式的截短表，其中已经计算了每一个删除模式的距离属性。对给定删除模式长度和1对0的比值，选择一个优化删除模式的方法是众所周知的，在上面的文献中都有所提及。从截短表中选择的优化删除模式用于通过截短电路来对卷积编码的输出按块进行截短。
依据本发明当例如要实施频率间的测量时，截短可以有选择地执行，以便在有需要时产生空闲间隔。参考图4，考虑一个具有M比特/帧的未编码的数据流进入卷积信道编码器400。编码器400可以相当于例如图2B中的卷积编码器230。假设编码器具有编码速率Rc，数据流每帧长度Tf。这意味着信道编码器400的输出N＝M/Rc。当要进行频率测量时，模式控制装置402操纵开关404使之从图4上面的处理支路(与正常模式发送相关)移向下面的信号处理支路(与压缩模式发送相关)。在下面的信号处理支路中，编码的比特流在框图406中采用截短率Rp截短，即每Rp个比特移去1个比特。因此每帧的比特数减少为N’＝N*(1-1/Rp)。然后N’比特/帧送到帧发生器408(如图2B中的交织器240)以产生送到调制器(如图2B中的调制器270)的、具有长度为Tf的帧。
对于给定的信道比特速率，一帧中的数据这时可以在Tf’＝Tf*N’/N的时间段中被传送。剩余的时间间隔Ti＝Tf-Tf’可以用来作频率间的测量。
图4所示的装置可以位于移动站、基站或者两者中。
空闲时间的使用
已知为移动台的接收机产生了空闲时间，这些空闲时间就可以有很多有利的用途。首先，接收机可以使用这段时间来扫描别的频率。对移动台的除当前分配的频率以外的频率进行评估是在按照规则的、预定的方式在上行或下行链路上使用压缩模式实现的。移动台在压缩模式传送的空闲部分完成对别的载波频率的测量(如载波信号强度，导频信道信号强度或误码率)，因为在这段时间中没有必要收听当前与它连接的基站的信号。在切换到另一个频率后，对那个频率的评估可以采用任何合适的方式，例如，象Wejke等人在美国专利5,175,867中披露的方式。测量结果(通过当前链接的一个基站或几个基站)转发到网络侧，为移动台辅助切换(MAHO)提供信息。
在这种典型实现中，压缩模式以一个由移动台或网络所决定的速率被断断续续地使用，然而，更可取的方式是由网络来控制在下行链路中压缩模式传送的使用。移动台和网络可以根据很多因素来决定压缩模式的使用频度，例如射频传输条件、移动台的速度及干扰因素、相对呼叫密度、对容易发生切换的小区边界地区的接近程度等。这些信息与测量的详细情况和系统所使用的切换算法一起，可被模式控制装置402用来安排开关404的动作的时间。
压缩模式可以被用于一条无线链路，而无需通过系统中其它无线链路中采用的压缩模式调节其使用。
在发明的典型实施例中，呼叫切换的实施也可以在压缩模式中进行处理。使用压缩模式提供的空闲时间可以完成两种不同的切换处理，具体是无缝切换和软切换。为了实现无缝切换，移动台的接收机使用空闲时间来接收新的基站上传来的时隙，并在切换发生之前使用已知的同步技术来同步新的基站，因此在结束与原有的基站的联系之前通过与新的基站建立通信来加速切换的进程。
对于软切换，在决定切换到以另一个载波频率广播的基站(或若干基站)上后，就进入压缩模式。这里，可以根据切换算法输入压缩模式，切换算法判断切换如何且何时发生，或者根据一个信号测量输入压缩模式。切换算法可以部分在移动站部分在基站中进行。
在帧的空闲部分建立新的链路时，与原有的基站之间的通信被保留。通过在新的链路同步之后保持旧的链路，到所有基站的通信可以同时被使用(在两个或更多的载波频率上建立宏分集)，形成“先建后拆”的方案。这种频率间软切换的方案对于上行或下行链路都可使用。通过结束旧连接并返回普通模式发送就完成了切换。
一帧中的信息部分在一帧持续时间中的占空比是在逐帧基础上进行控制的。对于其他频率的测量，因为只有一小部分时间用于测量，所以占空比可以保持相对较高(如0.8)。为了在两个频率之间完成宏分集，在两个频率上发送的是同样的信息。所以，占空比近似为0.5。压缩模式只是间断使用，在余下的时间中都使用正常模式(占空比＝1)。
为了控制发送质量，在本发明的典型实施例中用于一帧中的信息部分的发送功率是占空比的函数。例如，发送功率P可以由下式决定：
P＝P1/占空比
这里的P1＝用于正常模式发送的功率。如果占空比降低，那么需要提高功率来保证发送质量。在帧的余下部分，如空闲部分，功率被关掉。
一个基站可以通过在一段特定的时间段中对多个用户交错(时间上扩展)使用压缩模式的方法来对总的发送功率的变化进行平滑。因为对另一个载波频率的信号强度的测量只需要一帧的一小部分，占空比可以做得很高，因此降低了发送功率的变化。
本发明中正常模式和压缩模式帧的使用提供了这样一种能力，在使用DS-CDMA的分层小区结构时，它可以拓展按时隙发送/接收的优势，而没有降低扩频比。这使得测量其它载波频率成为可能，因此提供了可靠的切换决策。此外，可以通过在释放旧链路之前建立新链路的方法在两个载频之间实现无缝切换。这不需要两个接收机就可以完成。
前面提供的优选实施例的描述可以使熟悉本行业的人构造和使用本发明。对于熟悉本行业的人来说，对这些实现的各种修改是显而易见的，可以应用这里所描述的原理而不会偏离本发明的范围和本质。因而，本发明不限于所披露的实施例之中，而是与如下权利要求一致的最广泛的领域相符合。

Claims (40)

1.蜂窝通信中一种码分多址的方法，其中信息在具有特定时间长度的帧中传送，所述方法包含以下步骤：
对与待发送帧相关的符号流进行信道编码，以产生编码符号流；
有选择地增加上述编码符号流的信道编码速率来产生压缩模式的帧，所述选择是根据当前对在其间可以执行其它通信功能的空闲间隔的需要进行的，其中压缩模式帧包括至少一个第一部分和第二部分，第一部分包括小于上述特定时间长度的时间段并包括完整的编码信息信号；
将待发送的编码符号流加在标记序列上来产生扩展的信息信号；
在所述的有选择地增加的步骤的基础上，将所述的编码及扩展过的信息信号作为一个正常帧或所述的压缩帧发送出去。
2.权利要求1所述的方法，其特征在于所述信道编码的步骤还包括对所述符号流进行卷积编码的步骤。
3.权利要求1所述的方法，其特征在于所述有选择地增加的步骤还包括对所述编码符号流进行选择性截短的步骤。
4.依据权利要求1的方法，其特征在于包括以下步骤，即作为一个占空比的函数，增加在压缩模式帧的至少一个第一部分中使用的发送功率，占空比定义为所述至少一个第一部分的时间与所述的压缩模式帧的特定时间长度的比值。
5.依照权利要求1的方法，其特征在于在所述的第二部分内没有功率被发送。
6.依据权利要求1的方法，其特征在于用于一条无线链路的所述压缩模式与用于另一条无线链路的压缩模式之间不需要有协调关系。
7.依据权利要求4的方法，其特征在于还包括平滑总的发送功率的变化的步骤，这是通过在确定的时间段中扩展若干用户的压缩模式帧的使用时间来完成的。
8.依据权利要求1的方法，其特征在于所述压缩模式的使用频度是基于如下因素中的一个或其组合：移动台速度、干扰负载、相对呼叫密度、和接近小区边界的程度。
9.依据权利要求1的方法，其特征在于压缩模式用于下行链路。
10.依据权利要求1的方法，其特征在于压缩模式同时用于上行或下行链路。
11.依据权利要求1的方法，其特征在于压缩模式用于上行链路。
12.依据权利要求9的方法，其特征在于还包括在移动台中在下行压缩模式帧的所述的第二部分期间执行载波频率测量的步骤。
13.依据权利要求10的方法，其特征在于还包括在移动台中在下行压缩模式帧的所述的第二部分期间执行载波频率测量的步骤。
14.依据权利要求10的方法，其特征在于包括更进一步的步骤：在压缩模式帧的所述的第二部分期间当同步到一个新的载波频率上并建立一个新的无线连接时，使用所述的压缩模式。
15.依据权利要求14的方法，其特征在于包括更进一步的步骤：在所述新的无线链路上进行通信而使用压缩模式帧的所述的第二部分的情况下，保持在目前使用的无线链路和所述的新的无线链路上的通信。
16.依据权利要求15的方法，其特征在于包括更进一步的步骤：释放所述当前的无线链路并返回到在所述新的无线链路上的正常模式帧发送，其中所述正常模式帧在整个所述的特定时间长度中仅包括所述已编码信息。
17.依据权利要求13的方法，其特征在于包括更进一步的步骤：当在所述的压缩模式的第二部分中在新的载波频率上对通信进行同步并建立新的无线链路时，使用所述压缩模式。
18.依据权利要求17的方法，其特征在于包括更进一步的步骤：在所述新无线链路上进行通信而使用压缩模式帧的所述第二部分的情况下，保持在当前使用的无线链路和所述的新的无线链路上的通信。
19.依据权利要求18的方法，其特征在于包括更进一步的步骤：释放所述当前使用的无线链路并返回到在所述新的无线链路上的正常模式帧发送，其中所述正常模式帧在整个所述的特定时间长度中仅包括所述已编码信息。
20.依据权利要求12的方法，其特征在于包括更进一步的步骤：使用对在当前链路上建立的载波频率不同的载波频率所进行的所述测量来执行切换评估。
21.依据权利要求13的方法，其特征在于包括更进一步的步骤：使用对在当前链路上建立的载波频率不同的载波频率所进行的所述测量来执行切换评估。
22.依据权利要求21的方法，其特征在于包括更进一步的步骤：在压缩模式帧的所述的第二部分期间，以所述的切换评估为基础，当在新的载波频率上进行同步通信和建立新链路时使用所述压缩模式。
23.依据权利要求22的方法，其特征在于包括更进一步的步骤：在所述的新无线链路上进行通信而使用压缩模式帧的所述第二部分的情况下，保持在当前使用的无线链路和所述的新的无线链路上的通信。
24.依据权利要求23的方法，其特征在于包括更进一步的步骤：释放所述当前使用的无线链路并返回到所述无线链路的正常模式帧发送，其中所述正常模式帧在整个所述的特定时间长度中仅包括所述已编码信息。
25.依据权利要求10的方法，其特征在于包括当执行无缝切换时通过以下各步骤使用所述压缩模式：
在所述的至少一个第一部分期间实现在现有无线链路上的通信，
在所述的第二部分期间在新的载波频率上使通信同步，
在所述的第二部分期间建立新的无线链路，
当在新的无线链路上的建立了通信时，释放现有链路，
使用正常模式发送实现在新的无线链路上的通信，其中所述正常模式帧在整个所述的特定时间长度中仅包括所述已编码信息。
26.依据权利要求13的方法，其特征在于包括当执行无缝切换时通过以下各步骤使用所述压缩模式：
在所述的至少一个第一部分期间实现在现有无线链路上的通信，
在所述的第二部分期间在新的载波频率上进行使通信同步，
在所述的第二部分期间建立新的无线链路，
当在新的无线链路上建立了通信时，释放当前链路，
使用正常模式发送实现在新的无线链路上的通信，其中所述正常模式帧在整个所述的特定时间长度中仅包括所述已编码信息。
27.依据权利要求21的方法，其特征在于包括当执行无缝切换时通过以下各步骤使用所述压缩模式：
在所述的至少一个第一部分期间实现在现有无线链路上的通信，
在所述的第二部分期间在新的载波频率上进行使通信同步，
在所述的第二部分期间建立新的无线链路，
当在新的无线链路上建立了通信时，释放当前链路，
使用正常模式发送实现在新的无线链路上的通信，其中所述正常模式帧在整个所述的特定时间长度中仅包括所述已编码信息。
28.在码分多址系统中用于发送信息的装置，该系统用具有特定时间长度的帧发送信息，所述的装置包括：
对数据进行编码和成帧的装置，成帧可以是正常模式或压缩模式，其中正常模式帧在整个所述的特定时间长度中包括所述已编码信息，而压缩模式是通过有选择地增加所述编码信息的信道编码速率来产生压缩帧，使上述压缩帧包括至少一个小于所述的特定时间长度的第一部分，所述至少一个第一部分包括完整的编码信息信号，并包括第二部分，所述的编码和成帧装置包括一个输入和一个输出；以及
在所述的编码和成帧装置中用于控制在所述的压缩模式和所述的正常模式中使用哪一个的装置；
传送所述编码和成帧装置中的所述已编码信息信号输出的装置。
29.依据权利要求28的装置，其特征在于用于编码和成帧的装置包括与所述正常模式相关联的第一个信号处理支路和与所述压缩模式相关联的第二个信号处理支路，其中所述模式控制装置包括一个开关，通过它所述的模式控制装置可以有选择地把一个信号流切换到所述的第一和第二个支路中的一个。
30.依据权利要求28的装置，其特征在于所述模式控制装置依据测量/切换算法来选择模式。
31.依据权利要求28的装置，其特征在于所述装置构成移动台的一部分。
32.依据权利要求28的装置，其特征在于进一步包括具有固定扩频因子的信道的解码装置。
33.依据权利要求28的装置，其特征在于所述装置是基站的一部分。
34.依据权利要求30的装置，其特征在于所述算法的一部分在移动台里实现，另一部分在基站里实现。
35.依据权利要求28的装置，其特征在于所述装置中的一个放在移动台里，另一个放在基站里。
36.依据权利要求28的装置，其特征在于其中在一帧的至少一个第一部分期间向所述传送装置提供的功率是由所述模式控制装置控制的。
37.依据权利要求29的装置，其特征在于所述的第二支路包括一个码截短单元。
38.依据权利要求30的装置，其特征在于所述接收机装置的压缩模式帧的占空比是由所述的模式控制装置进行控制的。
39.一个CDMA发射机包括：
用于接收未编码数据比特流的节点；
对所述数据比特流进行编码的信道编码器；
用于接收所述编码数据比特流和产生用于发送的正常帧的第一信号处理支路；
用于接收所述编码数据比特流、删除一些所述的编码比特和产生用于发送的压缩帧的第二信号处理支路；
可用于选择所述的第一和第二处理支路的开关；以及
用于接收和发送所述正常或压缩帧的下游处理电路。
40.权利要求39的CDMA发射机，其特征在于所述信道编码器是一个卷积编码器。
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