CN1118957A - 时分多重访间的通信设备 - Google Patents

Abstract

一种通信系统包括一个与电话线路网络相连的主机和多个用以通过一条射频发送线路向和从主站发和收数字信号的远端站。在主站和远端站之间，将一条信道分成多个时隙。其中的一个时隙分配给一个控制时隙用来以时分方式收发数据。主站用控制时隙向远端站发送控制数据。主站用控制时隙以预定时间间隔发送控制数据和发送有关一个通信的数据。

Description

时分多重访问的通信设备

本发明涉及发射和接收设备，更具体地说，涉及在一个TDMA(时分多重访问)系统基础上发射和接收数据的收发设备。

一种称之为TDMA系统的通信系统已付之实用。按照TDMA系统，可以如图1A至1D所示的时隙配置来实现通信。在基于TDMA系统的无线电话系统中，例如，用作为基站的主站和用作为终端装置的远端站可以通过一条射频传输线路进行相互间的通信。当远端站和主站之间相互通过射频传输线路相互通信时，在通过电话线路网经与主站相连的被呼者和远端站之间可以实行通信。在基于TDMA系统上的通信系统的情形时，单个主站和多个远端站可使用一条信道(单频率)相互进行通信。如图1A所示，将用来实行一次通信的单元，即一帧，在主站侧分成为多个时隙(8时隙)。在此情况下，一帧有5毫秒的持续时间，而一时隙有0.625毫秒的持续时间。在一帧中的这种通信状态是重复进行的。

当一帧由8个时隙组成时，可以用一条信道同时与多达三个远端站a，b，c相连。具体地说，一帧的第一时隙分配给一个控制时隙C，在此期间，主站发送控制数据给远端站。控制数据用于执行一个控制，诸如分配一个用于传送通信数据和独立访问远端站的时隙。于是，在控制时隙C期间由主站发送的控制数据被与主站进行通信的远端小，即图中1B，1C和1D所示的任何一个远端站a，b，c所接收。

如图1B，1c和1D所示，三个远端站a，6，c同时与主站相连(接通)，继控制时隙C之后的三个时隙V1，V2，V3是一些其间将通信数据由主站传输到远端站a，b，c的时隙时间间隔。通信数据是由将一个5毫秒的音频数据转换成数字数据得到的并对其压缩以便在一个隙周期内传送5毫秒的数字数据。三个远端时隙a，b，c在如图1B，1C和1D所示的相应的时隙内实行接收Ra，Rb和Rc。

时隙V3之后的一个时隙未被使用，即该时隙为一个空时隙。在最后三个时隙Vl′，V2′，V3′期间，主站接收从远端站a，b，c来的通信数据。于是，如图1B，1C和1D所示，三个远端站a，b，c在相应的时隙周期内实行通信数据Ta，Tb和Tc的传送。同时，通信数据是由将一5毫秒的音频信号变换成一个5毫秒的数字信号得到的并将其压缩以在一个时隙内来传送该5毫秒的数字数据。

这样，配置在主站发送时隙V3和主站接收时隙V1′之间的空时隙期间接收控制数据。对在分配给控制时隙的时隙中的控制数据的传送并不在每一帧进行。但通常只在几帧到几十帧的时期内传送一次。

如果将信道分成为如上所述那样，则用一个信道(即单传输频率)在一个主站和三个远端站之间进行发送和接收。因此，这就可以用较少的信道实现在主站和多个终端设备同时进行通信。

即使用一个信道以多重访问的方式可将主站与多个远端站相连，可与主站以多重访问方式相连的远端站的数目不可避免还是受限制的。在图1A至1D的例子中，最多可通过一个信道将三个远端站与主站相连。另一方面，现在需要通过增加利用一个信道与主站相连的远端站的数目来改善传输信道的效率。

为了简单地增加通过一个信道可与主站相连的远端站的数目，人们建议增加在一帧中的时隙数。然而，如果增加时隙数，则帧周期持续时间要延长或者每个时隙的持续时间要缩短。而这会导致音频数据不能被满意地压缩。

本发明的目的是提供一种可以解决上述问题的收发设备。

本发明的又一目的是提供可解决上述问题的通信系统。

本发明的发送和接收装置把一个信道分成多个时隙。将其中一个时隙分配一个控制时隙，在该控制时隙内，控制数据以时分多路方式进行处理并与有关通信的数据一起被发送和接收。发送和接收设备包括一发送和接收单元和一个控制单元。发送和接收单元以时分多路方式处理数据并发送该经处理的数据。此外，发送和接收单元接收该被发送的数据。控制单元控制发送和接收单元的工作。控制单元由控制时隙在控制数据已被控制时隙发送之后所提供的预定时期内在发送控制数据的定时下发送有关通信的数据。

本发明提供这样一个通信系统，它包括一与一电话线网络相连的主站和与多个通过一个无线电发送线电发送向和由主机发送和接收数字数据的多个远端站相连的主站。在主站和远端站之间，将一个信道分为多个时隙并将多个时隙中的一个分配给一个控制时隙，在该控制时隙期间数字数据以时分方式被发送和接收。此外，由控制时隙将控制数据由主站发送到远端站。主站由控制时隙在每预定周期发送控制数据，并由该控制时隙在一个预定周期期间发送有关通信的数据。

根据本发明，当控制数据未被用于发送控制数据的控制时隙发送时，有关通信的数据利用该控制时隙进行发送。于是，就有可能增加利用一个信道将连接到主站的远端的数目提高。

图1A至1D是作为基于TDMA系统基础上的时隙配置的例子的时序图；

图2是本发明的实施例的主站配置的方框图；

图3是本发明的实施例的远端站配置的方框图；

图4是解释本发明的时隙在使用中的状况的流程图；

图5A至5E是根据本发明的实施例，当被检测到由时隙V4发送的通信数据置于静噪状态时所提供的时隙配置的定时图；及

图6A至6E根据本发明，显示当检测到由时隙V4所发送的通信数据不在静噪状态时所提供的时隙配置的定时图。

下面将参照附图详述本发明的发送和接收设备。

在该实施例中，本发明的发送和接收设备被应用到这样一个无线电话系统中：在该系统中，被转换成数字数据的信号在用作基站的主站和用作为远端站的终端站之间以TDMA制式的方式被发送和接收。图2示出了本发明的主站配置的方框图。

如图2所示，天线1与射频接口2相连。射频接口2解调在天线1接收到的所接收的信号或者调制所接收的信号以使信号可以满意地发送或接收。该射频接口2与一个多路复用单元3相连。该复用单元3分离插入到各时隙中的接收信号的数据和综合数据以使数据插入到发送信号的各时隙中。稍后将描述的时隙的配置。

多个速度交换单元4a，46，……4n被连接到多路复用单元3。在该实施例中，可与多路复用单元了相连的速度变换单元4a至4n的号数选为4，因而有四个线路网络。每个速度变换单元4a至4n执行一个速度变换处理，将从各时隙中提取的间断的接收到的数据转换成连续数据。

此外，每个速度交换单元4a至4n执行一个速度变换处理，以将发送的数据转换成间断的数据，以便把发送的数据插入各自的时隙中，网络接口5a，5b，……5n被分别连接到一个数字电话线路网络，诸如一个ISDN(集成业务数字网络)线路网络。该网络接口5a至5n变换时钟速率，以便将来自速度变换单元4a至4n的数据变换成传送到电话线路网络的数据。而且，网络接口5a至5n变换一个时钟速率，以便将由电话线四路网络接收到的数据交换成由射频接口2送出的射频发送数据。

图2所示的主站内的各电路中的处理是在控制电路单元6的控制下同步定时地进行的。

加到速度变换单元4a至4n的数据也加到静噪检测单元7。静噪检测单元7确定由电话线路网络侧传送到每个网络的网络接口5a至5n是否在静噪态。至于用一个静噪检测单元7来确定通信数据是否处于静噪态的方法，可例举的有：检测当发送的音频信号处于静噪态时附加的静噪态编码，和基于发送的音频信号的状态检测通信数据是否处于静噪态。在这种情况下，当四个速度变换单元4a至4n是在使用时，或者四网络是与主站相连时，静噪检测单元7检测最后相连的网络的静噪状态。当静噪检测单元7检测到静噪态时，其检测结果被送到控制单元6。

控制单元6在一个预定时间内将控制数据加到多路复用单元3以使控制数据由一个预定的时隙发送到远端站侧。另外，由远端站以预定时隙发送来的和送到多路复用单元3的上行链路的控制数据则被送到控制单元6。

控制单元6执行一个通信控制处理，这样，多达四个远端站，即四个线路网络可以由一个信道通过无线电波同时互相通信。当四个线路网络同时使用时，如果静噪检测单元7检测到由电话线路网络侧发送到一条线路网络的速度变换单元4n的通信数据处于静噪态，则控制单元6将要发送到远端站的控制数据传送到多路复用单元3。然而，当一个控制数据的传送在预定期间被制止时，即静噪检测单元7确定到通信数据是未置于静噪态，则控制单元6将控制数据送到多路复用单元3以由预定时隙将其发送出去。以后要详述这个过程。

图3以方框图示出了本发明实施例的远端站的配置。如图3所示，天线11与射频接口12相连。射频接口12解调或调制在天线11收到的被接收信号，以便当进行无线电通信时使信号可以满意地发送或接收。无线电接口12与一个发送或接收定时控制单元13相连。发送和接收控制单元13只根据时分多重访问系统提取被接收的信号中预定时隙中的信号并进行必要的处理。在时分多重访问系统中发射信号是以一预定的时隙被定时发送的。在用以控制远端站的通信的控制单元17的控制下，发送和接收定时单元13控制定时。在这种情况下，控制单元17根据由收发定时控制单元13从接收到的数据中提取的控制数据，即由主站发送来的控制数据，执行控制操作。当收发定时控制单元13不能接收控制数据时，收发定时控制单元13存储最后收到的控制数据，并继续根据所存贮的控制数据执行一次控制操作。

收发定时控制单元13连接到音频MODEM(调制能调器)单元14，音频MODEM单元14执行一个解调处理，其中将数字音频数据从接收到的数据中提取出来并将其转换成模拟音频信号，并执行一个将模拟音频信号转换成数字音频信号并作为发射信号发送出去这样一个处理。扬声器15和麦克风(MIC)16与音频MODEM单元14相连。已被音频MODEM单元14解调的音频信号由扬声器15放出来，而由麦克风16拾取的声音由被作为音频信号送到音频MODEM单元14中。

因此，在本发明的远端站中，当收发定时控制单元13临时中断将音频数据送到音频MODEM单元14时，送到扬声器15的音频信号被临时置于静噪状态，直至收发定时控制单元13起动向音频MODEM单元14供应音频数据时为止。

键18作为拨号键与在本远端站中执行通信控制的控制单元17相连。收发设备可操作键18当作电话机向外打电话或接收来话。

下面参阅图4的流程图和图5A至5E和图6A至6E的通信时序图描述在本发明的主站和本发明的远端站之间的通信状况。

首先讲述用于通信的本实施例的时隙配置。如图5A至5E或图6A至6E所示，一帧由8个时隙组成。基本上说，一帧的头一半的4个时隙被分配给主站的发送时隙而一帧的后一半4个时隙则被分配给主站的接收时隙。这种帧结构重复出现，每帧有5毫微秒的持续时间。

如图5至5E所示，一帧的第一个时隙被分配给控制时隙C，其中当预定条件满意是，例如4个远端站被如下所述被连到主站时主站发送控制数据给远端站。根据网络工作状况，如图6A至6E所示，常可以观察到，该控制时隙C变成发送时隙V4，其中控制数据被从主站传到远端站。当该发送时隙V4使用时，如图5A至5E和图6A至6E所示，一帧的第二半个部分的4个时隙被用作为相应于发送时隙V4的接收时隙V4′。

下面将叙述将时隙设置如上所述的条件。首先，当有三个与主站相连的远端站(以后称三个远端站为M1，M2，M3)时，在图5B，5C，5D和图6B，6C及6D所示的远端站M1，M2，M3之间利用图5A和6A所示的发送时隙V1，V2，V3和接收时隙V1′，V2′，V3′进行发送和接收。在此情况下，主站利用各帧起始部分的控制时隙C给远端站发送控制数据，以根据控制数据控制各远端站M1，M2及M3的通信状况。上述操作与图1A至1D所示的一样。

按照本实施例，在采用此种帧结构的通信状况下，另一个远端站M4可以被连接到主站(即总共四个远端站M1，M2，M3，M4可相接到主站)。当四个远端站M1，M2，M3，M4被连接到主站，即可用控制时隙来发送控制数据，或者控制时隙C可以用作为用来将控制数据由主站传送到远端站M4的发送时隙V4。下面将参照图4的流程图来描述如何决定。

如图4所示，继操作起动之后，在步骤101决定是否定时(时刻)变成控制数据发送定时。换句话说，根据本发明的通信系统，因为控制数据每20帧发送一次已足够，所以在101步决定定时是否变成为使控制时隙C每20帧被分配一次的发送定时。如果如在判决步骤101的“否”所表示的定时并非为该控制时隙C的发送定时，则处理进到步骤105，于是控制是隙C用作为远端站M4用来发送通信数据的发送时隙V4。此外，远端站M4用接收时隙R4接收通信数据。这时，相应于发送时隙V4的接收时隙V4′也被设定并以此定时，利用发送时隙T4执行对来自远端站的数据的发送。

另一方面，如果如101步的“是”所表示的那样定时(时刻)变成控制数据发送定时(时刻)，则处理进到下一判定步骤102。在判定步骤102中，确定由最后连接的网络的电话线路网络一侧发送来的数字数据是否置于静噪态。此时，根据来自静噪检测单元7的检测到的数据确定数字数据是否置于静噪态。如果数字数据置于如由判定步102“是”所表示的静噪态，则处理进到步骤104，于是控制数据作为控制时隙C进行发送。此时所提供的帧结构变成为如图5A至5E所示的那样。此时使用的控制数据是被发送到所有远端站M1至M4的数据。

另一方面，如果被发送的数字数据如由判定步102的“否”所表示的不是处于静噪态，则处理进到下一判步骤103。在判定步骤103，确定是否自控制数据最后发送之后已通过N帧(例如，40帧)。N帧有一个相应于一个限止时间的时间间隔，在该时间内，远端站M1至M4可以根据以前接收到的控制数据，在它们和主站之间保持通信，即，远端站Ml至M4可以维持一个帧同步。因此，如果控制数据至少在N帧中未曾发送过，则远端站不能与主站通信。

如果如判定步骤103的“是”所表示的已通过N帧，则处理进到步骤104，于是，控制数据作为控制时隙C被发送。如果，另一方面，如103步的“否”所表示那样未通过N帧，则处理进到105步，于是控制时隙C被设定到远端站M4的发送时隙V4用以传送通信数据。

在任何情况下，在主站发送时隙V3和接收时隙V1′之间提供的一个时隙是置于示于图5E和6E的远端站M4的接收时隙V4′用以接收由远端站M4的发送时隙T4所发送的通信数据。

在图5A至5E的定时tN所示的状态显示了这样一种状态：在判定步103判定到定时已变成具有相应于在该定时tN时通信能够保持的限止时间期间的定时之后，即使当数字数据不处于静噪态时，控制数据由控制时隙C发送。

如上所述，根据本发明的帧结构，主站能利用分配给发送控制数据的时隙与一个远端站进行通信。于是，在不改变帧周期之类情况下，与主站相连的远端站的数目可增加一个。在这种情况下，如果当发送到使用该时隙的远端的通信数据处于静噪状态时发送控制数据，则只要没有故障发生，甚至在通信数据在主站和远端站之间发送期间一个时隙的数据未发送出去，控制数据仍然被发送。因此，有可能利用该控制时隙来有效地发送有关音频数据的通信数据和控制数据。此外，因为通信数据的静噪态在普通谈话中频频出现，所以控制数据可在预定间隔内发送的可能性还是比较大。

如果通信数据不是被置于静噪态，则当定时变成使通信可以被最后发送的控制数据保持的时限时，迫使控制数据发送出去。因此，在远端站之间可以保持良好的通信状态。此时，虽然在一个最后与主站相连的远端站M4中有关音频数据的通信每N帧中断一个帧周期，但在本发明的实施例的远端站中，在此时所复制的音频信号仅在一帧周期内，即5毫秒内被置于静噪态，实际上，这一帧周期还不足以使用户识别静噪态。因此，这一帧周期实质上并不妨碍用户聆听通信数据。

当控制数据或通信数据被一个时隙发送时，因为相应的识别码被加到控制数据和通信数据中，因此，即使象本实施例一样以混合状态提供控制数据和通信数据。还是可以容易地由远端站鉴别通信数据和控制数据。

由于如上所述用一个传输信道将四个远端站M1至M4与主站相连，当使用时隙V1和V1′，V2和V2′，V3和V3′的远端站所进行的通信结束之后任何一个时隙都废止不用，所以最好将使用时隙V4，V4′的通信转移到废止的时隙上。如果使用中的时隙作如上所述的转移，则就有可能防止通信数据，即来自扬声器15的声音输出，被暂时中断。

根据主站控制单元6的控制，通过将一个相应的控制数据由主站发送到远端站可以转移被使用的时隙。

当控制数据，诸如连接请求信号，用同一信道从相应的远端站发送到主站时，使用例如一帧的后半部分时隙的第一时隙V4′是足够的。在此情况下，因为连接请求信号在远端站和主站之间的通信已完成之后并不需再发送，因此，主站在四个远端站已全部与其相通(相连)的条件下不再需要接收来自远端站的控制数据。因此，在控制时隙被用作为时隙V4′的情况下，主站只接收来自远端站的通信数就够了。于是，四个远端站和主站可相互满意地通信。

此外，虽然如上所述一帧是由8个时隙组成用来多路复用四个电话网络，但本发明并不限于此。无须说，当一帧是由由除了8时隙以外的若干时隙组成时，控制时隙也可以用作为通信时隙。

另外，至此已描述了在主站与远端站之类间的发送信号调制系统，但不用说，本发明也可应用于大量用来收发时隙配置的数据的通信系统。

上面已参照附图详细描述了本发明的最佳实施例，但是应该理解到，本发明并不仅限于这些实施例，在不背离如权利要求书中所记载的发明范围的精神实质下，熟悉本技术领域的人士还可以对本发明的实施例作出改变和修改的。

Claims (13)

1.一种收发设备，其中一个信道分为多个时隙，其中的一个时隙被分配给一个控制时隙用以时分多路数据，而控制数据与有关通信的数据一起发送和接收，上述设备包括：

收发装置，用来发送时分多路数据和接收所发送的数据；及

控制装置，用来控制所述发送和接收装置的工作，所述控制装置用所述控制时隙以用来在所述控制数据被所述控制时隙发送之后提供的一个预定时间间隔期间发送所述控制数据的一个定时来发送所述有关一个通信的数据。

2.根据权利要求1的收发设备，还包括用于根据由所述收发装置加来的输出信号检测静噪态的检测装置，而其中所述的控制装置控制所述收发装置，这样使所述收发装置当所述检测装置检测到所述静噪态时发送所述控制数据。

3.根据权利要求1的收发设备，其中所述控制装置在控制数据最后一次发送之后的一段预定时间间隔内发送控制数据。

4.根据权利要求1所述的收发装置，其中所述的控制装置当在控制数据最后一次发送之后经过一段预定时间后发送所述控制数据。

5.根据权利要求4的收发装置，其中当所述控制装置检测到所述收发装置中断供应音频数据，所述控制装置静噪一个从所述收发装置加来的输出。

6.一种收发装置，其中一个信道被分为多个时隙，其中的一个时隙被分配给一个控制时隙以时分多路数据，而控制数据则与有关通信的数握一起被发送和接收，上述设备包括：

发收装置，用来发送时分多路数据和接收发送的数据；及

控制装置，用来控制所述收发装置的操作，所述控制装置用所述控制时隙在每个预定时间内发送控制数据和发用所述控制时隙在预定时间内发送有关一个通信的数据。

7.根据权利要求6的收发设备，还包括检测装置，用来根据由所述收发装置加来的输出信号，检测一个静噪状态，而所述的控制装置控制所述收发装置，使得当所述检测装置检测到所述静噪状态时由所述收发装置发送控制数据。

8.根据权利要求6所述的收发设备，其中所述控制装置在控制数据最后发送之后的预定时间内发送控制数据。

9.根据权利要求8的收发装置，其中所述控制装置当所述控制装置检测出；所述收发装置的音频数据已被中断供给时，所述控制装置对所述由所述收发装置加来的输出进行静噪。

10.一个通信系统，包括：

一个与电话线路网络相边听主站；及

多个远端站，用来通过一条射频发送线路，从主站接收或向主站发送数字数据，其中一条信道被在所述主站和所述远端站之间被分成为多个时隙，多个时隙之中的一个时隙被分配给一个控制时隙用以用时分方式发送和接收数据，所述主站用所述控制时隙向所述远端站发送控制数据，而所述主站用所述控制时隙在每个预定时间内发送控制数据和用所述控制时隙在所述预定时间内发送有一关一个通信的数据。

11.根据权利要求10的通信统，其中当所述远端站不能从所述主站接收控制数据时，所述远端站根据最后收到的控制数据与所述主站进行通信，

12.根据权利要求11的通信系统，其中当控制数据被最后发送之后经历一个预定时期时，所述主站发送所述控制数据。

13.根据权利要求12的通信系统，其中所述近端站当其检测到来自所述主站的音频数据的供应中断时，在预定时期内静噪所述远端站的输出。

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