CN1170484A - 话音信道延迟发送快速对应控制信道消息的方法和系统 - Google Patents

Abstract

一种减小数字话音信道上的移动台(M)和基站(B)间的快速对应控制信道(FACCH)格式信令所述或话音质量劣化的方法和系统。本发明在定时器终止时或移动用户讲话停顿期间,发送FACCH消息(414、418、514、518),从而改善数字话音质量,并具有通话期间实现要求基站和移动台间密集信令的业务性能的灵活性。时间不紧迫的FACCH消息与话音活动的检测同步。

Description

话音信道延迟发送快速对应控制信道 消息的方法和系统

技术领域

本发明涉及无线通信系统，尤其涉及一种蜂窝状电话网中基站和移动台间发送控制信号的改进方法。

背景技术

一般无线通信(尤其是蜂窝区通信)提供移动用户和有线用户间的电话业务。在时分多址联接(TDMA)蜂窝区通信或无线通信中，用户语言由话音编码器变换成数字语言抽样。这些抽样按照TDMA结构，以猝发脉冲在数字话音信道从移动台发到基站，反之亦然。

近来TDMA数字蜂窝区空中接口的EIA/TIA IS-54B标准指定移动台和基站间的一些信令必须以快速对应控制信道(FACCH)的格式在数字话音信道发送。特将IS-54B标准援引于此，供参考。

目前数字话音信道发送FACCH消息用的方法以要发送的FACCH消息取代该话音信道的一些语言信息。该方法的一个例子是“空白加猝发”法。然而，这些现用方法欠佳，多次发送FACCH消息会导致话音质量劣化。因此，需要在通话时限制移动台和基站间信令的使用。这种限制，又使实现需要密集FACCH信令的业务性能的可能性受到限制。

IS-54B标准也考虑到移动台的非连续发送(DTX)。以DTX模式工作时，仅在移动用户讲话期间或发送FACCH消息期间，从移动台发送射频信号给基站。在移动台不对基站发送信息的期间，移动台关断其发射机。移动台和射频信号的期间后文称为“DTX高电平”模式，移动台不发送信号的期间后文称“DTX低电平”模式。

目前，基站对其覆盖范围的移动台连续发送下行链路信号，以便移动台与其相应基站连续同步。因此，基站不能对移动台的发送采用非连续(DTX)模式工作。

尽管公知的先前技术思想还没有为本发明所揭示那样的解决上述缺陷的方法，但Kay等人的5299198号美国专利揭示一种提高TDMA无线电通信系统容量的方法和装置。Kay根据猝发语段分配话音业务量。移动台和基站都有话音检测器。在该检测器测出猝发语段终止时，发送控制消息或其他对话的话音。Kay主张无话音时利用分开的信道(正向或反向控制信道)。Kay完全倾向于填补话音活动的间隙，以提高DTMA通信系统的容量。因此，Kay没有提出将需要在数字话音信道发送的FACCH消息，延迟到该话音信道无话音，或经过一规定时间后，才发送。即，回顾Kay等人的资料表明并未揭示或提出本发明所讲述和要求专利权的系统和方法。

建立一种提供通话期间实现要求基站和移动台间密集信令的业务性能，且无严重话音质量劣化所需灵活性的方法和系统，显然会有好处。本发明讲授此方法和系统。

发明内容

一方面，本发明是一种在移动台和基站间建立的话音信道上，延迟发送从移动台到基站且时间不紧迫键的快速接入控制信道(FACCH)消息的方法。通过起动规定FACCH消息发送前可延迟的最长时间的定时器，进行FACCH消息的处理。继续进行处理，并监视移动台使用者讲话模式，以判断讲话模式的停顿。当判定讲话模式停顿或定时器终止，无论哪一情况先出现时，在话音信道上发送FACCH消息给基站，并结束所述处理。

再一方面，本发明是一种在基站和移动台间建立的话音信道上，延迟发送从基站到移动台的快速接入控制信道(FACCH)消息的方法。基站包含对源使用者发往移动台用户的话音进行编、译码的话音编码器。通过起动规定FACCH消息发送前可延迟的最长时间的定时器，开始进行FACCH消息的处理。继续进行处理，并监视源使用者的讲话模式，以判断该讲话模式的停顿。当判定讲话模式停顿或定时器终止，无论哪一情况先出现时，在话音信道上发送FACCH消息给移动台，并结束所述处理。

又一方面，本发明是一种在基站和移动台间建立的话音信道上，延迟发送从基站到移动台且时间不紧迫的快速接入控制信道(FACCH)消息的移动通信系统。此通信系统包含规定FACCH消息发送前可延迟的最长时间的定时器的起动手段。该系统还包含监视移动台使用者的讲话模式，以判断话样何时出现猝发语段的监视手段。该系统又包含当判定出现猝发语段或定时器终止，无论哪一情况先出现时，在话音信道上发送FACCH消息给移动台的发送手段。

因此，本发明是一种将要求在数字话音信道上发送且时间不紧迫的FACCH消息，延迟到话音信道出现话音停顿或规定时间已到，才发送的方法和系统。该方法和系统具有通话期间实现要求基站和移动台间有密集信令的业务性能，且无严重话音质量劣化所需的灵活性。

附图概述

精于此技术者通过参阅下列附图及相应说明，会更理解本发明，从而本发明的许多目的和优点会更了然。附图中，

图1为先前技术中包含一移动通信交换中心、多个基站和多个移动台的蜂窝区无线通信系统的示意图；

图2为说明先前技术中当今在所建立数字话音信道从移动台发送FACCH消息给基站用的方法的时序图；

图3为说明按照本发明较佳实施例，在所建立话音信道从移动台发送已延迟FACCH消息给基站的时序图；

图4为说明按照本发明较佳实施例，在移动用户话音停顿期间，所建立数字话音信道上从移动台发送已延迟FACCH消息给基站时，采用的步骤的流程图；

图5为说明按照本发明较佳实施例，在移动用户讲话期间，所建立数字话音信道上从基站发送延迟时间不紧迫的FACCH消息给移动台时，采用的步骤的流程图。

本发明的实施方式

首先参阅图1，该图画出类型与本发明总体上相关的通常蜂窝区无线通信系统。图1中，可将一任意地理区域分成多个连续无线电覆盖区或蜂窝区C 1-C10。虽然图1的系统只画出包含10个蜂窝区和1个移动通信交换中心(MSC)，但显然应理解为MSC及各MSC所属蜂窝区的数量会大得多。

使一基站位于蜂窝区C1-C10内，并分别与蜂窝区相关。该基站分配成对应于多个基站B1-B10中的一个。如本技术中所熟知那样，各基站B1-B10有一发射机、接收机和基站控制器。图1中，基站B1-B10画成分别位于蜂窝区C1-C10的中央，并配备全向天线。然而，其他蜂窝区无线通信系统配置中，基站B1-B10可位于靠近区界或离开蜂窝区C1-C10的中央，并可用无线电信号全向或定向辐射蜂窝区C1-C10。因此，图1蜂窝区无线通信系统的样子只是为了说明，而不是要限制实施本发明系统的蜂窝区无线通信系统的实现。

继续参阅图1，在蜂窝区C1-C10内可发现多个移动台M1-M10。图中也只画出10个移动台，但应理解为实际上移动台的真正数量大得多，而且常常会大为超过基站的数量。此外，尽管有些蜂窝区C1-C10中没有移动台C1-C10，但应理解任一具体蜂窝区C1-C10中有无移动台M1-M10，实际上取决于各个移动台M1-M10的需要。这些移动台可能从区内的一个位置漫游到另一位置，或从一个区漫游到邻区，还可从某一MSC服务的蜂窝区无线通信系统漫游到另一MSC服务的这种系统。

各移动台M1-M10均可通过一个或多个基站B1-B10和移动通信交换中心MSC发出或接收电话呼叫。MSC由通信链路(如电缆)连接所画的各基站B1-B10，从而接至固定公用交换电话网(PSTN)(未画出)或包含综合业务数字网(ISDN)设施的相同固定通网。所示MSC还连接其他MSC，以组成蜂窝区无线通信系统网。图1中未完全画出MSC与基站B1-B10之间，MSC与PSTN或ISDB之间、MSC与其他MSC之间的有关连接，但一般熟悉此技术的人员均熟知。同样，也熟知蜂窝区无线通信系统包含一个以上的MSC，而且各附加MSC通过电缆或无线电链路连接不同的基站群和其他MSC。

各蜂窝区C1-C10分配到多条话音信道和至少一条接入(或控制)信道，如正向控制信道(FOCC)。控制信道用于借助对移动收发信息，监控这些装置的工作。这些信息可包括呼入信号、呼出信号、播叫信号、播叫应答信号、位置登记信号、话音信道分配和维护指令。控制信道或话音信道可用模拟、数字或模数组合的方式进行工作。

人类的讲话可描绘成包含若干可闻部分和静寂部分。在电信号领域，这些讲话的可闻部分称为猝发语段。现参阅图2，所示时序图用于说明当今在所建立的数字话音信道上从移动台发送FACCH消息给基站的方法。将移动用户的话音沿时间线200上的时间，表为猝发语段201、202、203和204。当前用于数字话音信道上发送FACCH消息的方法在收到FACCH消息时立即发送。如下列各例所示，这些方法因FACCH消息与猝发语段的交互作用，会导致移动用户话音质量劣化。

例如，话音信道收到FACCH消息207A时，立即发送。然而，FACCH消息207A的发送在猝发语段201和202之间的静寂部分进行，所以没有导致移动用户话音质量劣化。另一例中，话音信道上收到FACCH消息209B时，立即发送，并导致移动用户话音质量部分劣化。此劣化由部分FACCH消息209B取代猝发语段203中的话音信息所造成。

再一例中，话音信道上收到FACCH消息211C时，立即发送，并且也导致移动用户话音质量劣化。然而，猝发语段205中大小等于FACCH消息211C的整块话音信息被置换，所以其劣化比上述发送FACCH消息209B时严重。因此。当前在话音信道收到FACCH消息时立即发送该消息的方法，常常干扰猝发语段，不必要地造成移动用户话音质量劣化。虽然上面列举的以参照从移动台到基站的方向上发生的话音进行说明，当前的方法也用相同的技术在话音信道上从基站发送FACCH消息给移动台，因而导致移动用户的通信方话音质量不必要地劣化。

现参阅图3，所示时序图用于说明按照本发明较佳实施例，在所建议的话音信道上从移动台延迟发送FACCH消息给基站。将移动用户的话音沿时间线300上的时间，表为猝发语段301和302。本发明的方法将话音信道上的FACCH消息发送延迟到检测出移动用户话音停顿或定时器终止，才进行。

本发明的较佳实施例中，移动台采用DTX模式工作，与移动台通信的基站支持DTX的应用。本发明采用的“DTX-高电平”的DTX模式判断移动用户猝发语段何时出现。此外，各移动台包含话音活动检测电路，以判断话音和/或FACCH消息的开始和结束。以下列举各例中，在移动台判定话音信道上从移动台要发送FACCH消息给基站时，起动定时器。该定时器指示的时间为FACCH可延迟时间的最大值。

例如，在猝发语段301期间，判定要在话音信道发送FACCH消息303A。然而，与当前的方法相反，本发明的方法把FACCH消息的发送延迟到最长发送时延终止或检测到移动用户话音停顿，无论哪一种情况先出现时，才进行。此方法包括在判定要发送FACCH消息303A时，起动定时器。本情况下，在定时器终止前由诸如话音活动检测电路等任何适当手段检测到移动用户话音停顿，于是在时间线300上指明的时间，即猝发语段30 1和302之间，发送FACCH消息303A。

再参阅图3，所示第二种情况中，例如移动台在猝发语段302期间判定要发送FACCH消息，并起动定时器。在这种情况下，猝发语段302持续时间长于定时器的时限，所以在定时器终止时发送FACCH消息305B，而且该消息取代部分猝发语段302的话音信息。

现参阅图4，所示流程图说明按照本发明的较佳实施例，在移动用户话音停顿期间，所建立的数字话音信道上从移动台延迟发送FACCH消息给基站时进行的步骤。移动台可能是例如位于图1基站B6覆盖区的移动台M10。

此方法当移动台M10判决要求所建立的数字话音信道上发送FACCH消息给基站B6时，在步骤400开始进行。然后在至步骤402，用适当的手段判断当前有无话音活动，在话音信道上从移动台M10发送到基站B6。此判断可用例如移动台M10的话音活动检测电路。若当前话音信道无从移动台M10发至基站B6的话音活动，则进至步骤404发送FACCH消息。接着，进至步骤420结束本方法。然而，若目前主话音信道发生从移动台M10至基站B6的话音活动，则进至步骤406。

在步骤406判断收到的FACCH消息是否时间紧迫。若FACCH消息指示的动作必须立即实现，不能延迟，则认为该消息时间紧迫。时间紧迫的FACCH消息的例子是移动台M10应答接收基站B6发来的FACCH消息“越区切换”时，发送FACCH消息“移动台确认”。如果步骤406F判断ACCH消息时间紧迫，则必须立即发送该消息。因此，进至步骤408，立即发送该消息给基站B6，不考虑话音信道上存在从移动台M10至基站B6的话音活动。这会导致FACCH消息取代一些话音信息，但取决于话音活动是在可闻部分，还是在静寂期间。在任何情况下，时间紧迫的FACCH消息总是数量上较少，所以话音质量劣化不严重。然后，进入步骤420结束本方法。

然而，若步骤406判定FACCH消息时间不紧迫，则进至步骤410起动定时器。该定时器用于指示时间不紧迫的FACCH消息发送到基站B6前可延迟的最长时间。接着，进至步骤412等待定时器终止或从移动台M10至基站B6的话音活动停顿。可用移动台M10的话音活动检测电路检测话音活动停顿。若在检测出话音活动停顿前定时器先终止，则进至步骤414，采用以FACCH消息取代话音信道的空白加猝发法发送FACCH消息给基站B6。其后，进至步骤420结束本方法。然而，若在定时器终止前检测出话音活动停顿，则进至步骤418发送FACCH消息给基站B6。然后，进至步骤420结束本方法。

现参阅图5，所示流程图说明按照本发明的较佳实施例，在移动用户讲话期间，所建立的数字话音信道上从基站延迟发送FACCH消息给移动台时进行的步骤。移动台可以是如位于图1基站6覆盖区的移动台M10。

此方法当基站6判定要求所建立的数字话音信道上发送FACCH消息给移动台M10时，在步骤500开始进行。然后，进至步骤502，判断当前是否在话音信道上从基站B6发送话音活动给移动台M10。可用移动台M10的DTX模式检测话音信道上从基站B6至移动台M10的话音活动。若移动台M10的DTX模式等于“DTX-低电平”，则认为当前从基站B6发送话音活动给移动台M10，因而进至步骤506。然而，若移动台M10的DTX模式等于“DTX-高电平”，则认为当前无话音活动从基站B6发至移动台M10，因而在步骤506发送FACCH消息给移动台M10，进入步骤520结束本方法。

在步骤506，判断收到的FACCH消息是否时间紧迫。若FACCH消息指示的动作必须立即实现，不能延迟，则认为该消息时间紧迫。时间紧迫的FACCH消息的例子是“越区切换”。如果步骤506判断该FACCH消息时间紧迫，则在步骤508立即发送该消息，不考虑话音信道上存在话音活动。这将导致FACCH消息取代一些话音信息，但取决于话音活动是在可闻部分，还是在静寂期间。任何情况下，时间紧迫的FACCH消息都数量较少，所以话音质量劣化不严重。接着，进至步骤520结束本方法。

然而，若步骤506判断该FACCH消息时间不紧迫，则进至步骤510起动定时器。该定时器用于指示将时间不紧迫的FACCH消息发送给移动台M10可延迟的最长时间。接着，进至步骤512，等待定时器终止或从基站B6至移动台M10的话音活动停顿，无论哪一种情况先出现。若在检测出话音活动停顿前定时器先终止，则进至步骤514发送FACCH消息给移动台M10。此发送可用例如以FACCH消息取代话音信息的空白加猝发法。然后，进至步骤520结束本消息处理方法。不过，如果在定时器终止前先检测出话音活动停顿，就进入步骤518。

若移动台M10的DTX模式等于“DTX-高电平”，则认为当前无话音活动从基站B6发至移动台M10。因而，如果该移动台的DTX模式等于“DTX-高电平”，就进至步骤518发送FACCH消息给移动台M10。接着，进入步骤520结束本方法。在另一实施例中，基站B6可用其内部所含话音编码器的输出能量电平判断从基站B6至移动台M10的话音活动。话音编码器的输出能量电平很低，会对应于话音信道无话音活动。反之，该输出能量电平高，对应于话音信道有话音活动。

这样，通过以上的说明，相信不难明白本发明的运转方式和结构。尽管所说明的方法、装置和系统描述成较佳的，显然不脱离以下权利要求书所规定本发明的精神和范围，就可作各种变化和修改。

Claims (12)

1.一种在移动台和基站间建立的话音信道上，延迟发送从所述移动台到所述基站且时间不紧迫的快速接入控制信道消息的方法，其特征在于，包括下列步骤：

起动规定所述快速接入控制信道消息发送前可延迟的最长时间的定时器；

监视所述移动台的用户的讲话模式，以判断所述讲话模式的停顿；

当判定所述讲话模式停顿或所述定时器终止，无论哪一种情况先出现时，在所述话音信道上发送所述快速接入控制信道消息给所述基站。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述移动台包含话音活动检测电路；所述监视用户讲话模式的步骤包括：

利用所述话音活动检测电路监视所述用户的讲话模式，以判断所述讲话模式的停顿。

3.一种在基站和移动台间建立的话音信道上，延迟发送从所述基站到所述移动台且时间不紧迫的快速接入控制信道消息的方法，其特征在于，包括下列步骤：

起动规定所述快速接入控制信道消息发送前可延迟一最长时间的定时器；

监视所述移动台的用户的讲话模式，以判断所述讲话模式何时出现猝发语段；

当判定出现所述猝发语段或所述定时器终止，无论哪一种情况先出现时，在所述话音信道上发送所述快速接入控制信道消息给所述移动台。

4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述移动台采用非连续发送，所述基站支持所述非连续发送，而且在所述用户的猝发语段期间，所述非连续发送示为高电平模式；所述监视所述用户的讲话模式的步骤包括：

就所述高电平模式监视所述移动台的所述非连续发送，以判断何时所述讲话模式出现所述猝发语段。

5.一种在基站和移动台间建立的话音信道上，延迟发送从所述基站到所述移动台的快速接入控制信道消息的方法，所述基站具有话音编码器，用于对从源使用者发到所述移动台的用户的话音进行编、译码，其特征在于，所述方法包含：

起动规定所述快速接入控制信道消息发送前可延迟的最长时间的定时器；

监视所述源使用者的讲话模式，以判断所述讲话模式的停顿；

当判定所述停顿或所述定时器终止时，在所述话音信道上发送所述快速接入控制信道消息给所述移动台。

6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，所述话音编码器具有与所述源使用者的所述讲话模式成正比的输出能量电平；所述监视所述源使用者的讲话模式的步骤包括：

用所述话音编码器的所述输出能量电平监视所述源使用者的所述讲话模式，以判断所述讲话模式的所述停顿。

7.一种在移动台和基站间建立的话音信道上，延迟发送从所述移动台到所述基站且时间不紧迫的快速接入控制信道消息的移动通信系统，其特征在于，该系统包含：

规定所述快速接入控制信道消息发送前可延迟的最长时间的定时器；

判定要在所述话音信道发送所述快速接入控制信道消息时，起动所述定时器的起动装置；

监视所述移动台的用户讲话模式，以判断所述讲话模式的停顿和监视装置；

当判定所述停顿或所述定时器终止，无论哪一种情况先出现时，在所述话音信道上发送所述快速接入控制信道消息给所述基站的发送装置。

8.如权利要求7所述的移动通信系统，其特征在于，所述移动台包含话音活动检测电路；所述监视用户讲话模式的手段包含用所述话音活动检测电路监视所述用户的讲话模式的手段，以判断所述讲话模式的停顿。

9.一种在基站和移动台间建立的话音信道上，延迟发送从所述基站到所述移动台且时间不紧迫的快速接入控制信道消息的移动通信系统，其特征在于，该系统包含：

规定所述快速接入控制信道消息产前可延迟的最长时间的定时器；

判定要在所述话音信道发送所述快速接入控制信道消息时，起动所述定时器的起动装置；

监视所述移动台的用户的讲话模式，以判断所述讲话模式何时出现猝发语段的监视装置；

当判定出现所述猝发语段或所述定时器终止，无论哪一情况先出现时，在所述话音信道上所述快速接入控制信道消息经给所述移动台的发送装置。

10.如权利要求9所述的移动通信系统，其特征在于，所述移动台采用非连续发送，所述基站支持所述非连续发送，而且在所述用户的猝发语段期间，所述非连续发送示为高电平模式；所述监视所述用户的讲话模式的手段包含就所述高电平模式监视所述移动台的所述非连续发送的装置，以判断所述讲话模式何时出现所述猝发语段。

11.一种在基间和移动骀间建立的话音信道上，延迟发送从所述基站到所述移动台的快速接控制信道消息的移动通信系统，所述基站具有话音编码器，用于对从源使用者发到所述移动台的用户的话音进行编、译码，其特征在于，所述系统包含：

规定所述快速接入控制信道消息产前可延迟的最长时间的定时器；

判定要在所述话音信道发送所述快速接入控制信道消息时，起动所述定时器的起动装置；

所述话音信道上收到所述快速接入控制信道消息时，起动所述时间的起动装置；

监视所述源使用者的讲话模式，以判断所述讲话模式的停顿的监视装置；

当判定所述停顿或所述定时器终止，无论哪一种情况先出现时，在所述话音信道上发送所述快速接入控制信道消息给所述移动台的发送装置。

12.如权利要求11所述的移动通信系统，其特征在于，所述话音编码器具有与所述源使用者的所述讲话模式成正比的输出能量电平；所述监视所述源使用者的讲话模式的装置利用话音编码器的所述输出能量电平，判断所述讲话模式的所述停顿。

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