CN1175834A - 有可变帧处理时间的通信装置 - Google Patents
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Abstract
解调标称期间的和有时隙的帧的TDMA信号。时隙指定电路在当前和下一帧中基于TDMA控制信息指定和再指定时隙。实时定时控制电路测定恢复的数据期间,用于由数据解码器产生的恢复的数据。当不同的时隙由时隙再指定电路再指定时,通过在下一帧期间时间压缩和扩展,在接收数据的期间,数据解码器产生恢复的数据。
Description
本发明通常涉及时分多址(TDMA)通信装置。且更特别地，涉及用于解调和处理有变化的时隙的TDMA信号的通信装置。
时分多址(TDMA)无线电典型地用指定给与具体的位于远方的无线电通信的具体的时隙。无线电在帧期间解码具体的时隙，以为用户产生接收的信息。位于远方的无线电与位于中央的无线电之间发射的TDMA信号之间的定时差降低了性能。
到位于远方的用户机无线电的TDMA信号间的定时差和为用户产生如话音信息的恢复的数据的需要，用缓冲器典型地解决了。例如，授予Averbuch的美国专利5,268,933用缓冲器调整处理的时间，以为用户产生恢复的话音数据。缓冲器提供几分之一秒的音频延时，但几分之一秒的延时在大多数有小音频延时的通信系统是不显著的。有超过几分之一秒的长音频延时的通信系统成为用户的问题。然而，在有长传播距离或时间的卫星通信系统中，由在轨道中的卫星和在地球上的位于远方的用户机无线电间的传播距离导致的延时进一步加剧这个问题。由在上述情况中的这种缓冲器增加的附加的几分之一秒延时，使实时通信对用户而言，不舒服或不可能。
本发明的目的是提供一种有可变帧处理时间的通信装置，以实时产生恢复的数据，实现实时通信。
本发明提供一种通信装置，用于接收有时隙和标称期间的帧的接收的时分信号，包括：
解调器，用于解调所述接收的时分信号，以产生解调的信号；
帧电路，有效地耦合到所述解调器，以连续地分割所述解调的信号为所述标称期间的帧；
时分控制电路，有效地耦合到所述帧电路，以从指示的用于由所述通信装置实时处理的一定时隙的所述帧内提取时分控制信息；
时隙指定电路，有效地耦合到所述帧电路和所述时分控制电路，以基于由所述时分控制信息指示的时隙，动态地指定当前时隙，用于由所述通信装置实时处理，并基于由所述时分控制信息指示的不同的时隙，动态地再指定下一时间，用于由所述通信装置实时处理；
实时定时控制电路，有效地耦合到所述时隙指定电路，以测定恢复的数据期间，用于产生恢复的数据，其中在由所述时隙指定电路再指定的下一时隙的期间，所述恢复的数据期间将不同于标称期间；和
数据解码器，有效地耦合到所述帧电路和所述实时定时控制电路，以在恢复的数据期间，解码帧的当前时隙，并实时产生恢复的数据，且其中，当所述实时定时控制电路基于再指定为下一时隙将恢复的数据期间变离标称期间时，所述解码器因此运行时间扩展或压缩以产生恢复的数据。
附图简要说明：
图1描绘定时结构图，示出接收的TDMA信号的帧和时隙；
图2是根据本发明的无线电的示意框图；和
图3是时隙指定电路和实时定时控制电路的示意框图。
图1描绘接收的TDMA信号10的定时结构图。接收的TDMA信号10包括：帧1，帧2，帧3，和帧4，在优选的实施方案中，每个帧有约90毫秒(ms)的标称期间。对优选的实施方案中的每个帧，5个时间周期被分别指定给时隙TS1、TS2、TS3、TS4和TS5，在另一例子中，对于每个帧一个以上的时间周期能被指定给一时隙。在本发明的TDMA信号10中，无线电运行在每帧的一时隙上。这个每帧的一时隙被画影线，如图1中所示，在系统中由TDMA控制的信号选定。例如，时隙TS2被指定给帧1。在下一帧中，时隙TS4被再指定给帧2。在帧3中，时隙TS4被保持且因此不被再指定。在帧4中，时隙被再指定给时隙TS2，如例子中所描绘。这个帧的再指定有时称为跳时隙。
用现有技术的缓冲器，接收的时隙能被保持，用于由无线电的数据解码器处理，同时通过用缓冲器移位时间并导致相同的解码时间。在不允许延时的系统中，由于缓冲增加了太多的延时，它必须被避免。本发明因此以另一方式解码指定的时隙，以没有缓冲存贮实时产生恢复的数据，且代之以仅在下一帧改变可得到恢复的数据的期间，以适应时隙再指定。
在示例的从帧1中的时隙TS2到帧2中的时隙TS4的再指定中，恢复的数据期间增加到大于标称期间，如图1中所描绘。在从帧3中的时隙TS4到帧4中的时隙TS2的时隙再指定中，恢复的数据期间小于标称期间，如图1中所描绘。然而，基于再指定，这种恢复的数据期间变化仅在下一时隙不同于标称期间。再指定后，后序的帧具有等于标称期间的恢复的数据期间。因此，基于时隙的再指定，本发明最少变更下一帧的恢复的数据的质量而不增加延时。进一步，平均地，在一半再指定期间，受影响的恢复的数据期间将需要由数据解码器在较长的恢复的数据期间进行时间扩展，和在另一半再指定期间需要时间压缩，以适应不同于标称期间的恢复的数据期间。
已知能处理可变帧尺寸的话音编译码器和解码器，例如，授予Jacobs等的美国专利5,414,796和授予Farwell等的美国专利5,184,347，在运行取决于振荡器质量的典型地每小时25次的振荡器漂移修正的任何时刻，通过增加或移去几位补偿接收机中的振荡器漂移。Farwell等通过加或减小于1％调整自位流的几位，以补偿振荡器漂移。这个专利没有提到怎样处理由时隙的再指定产生的大的时间差。
进一步，Jacobs等的专利也没有提到由于时隙的再指定引起的大的时间差，部分地，由于它的可变速率声码器被用于不用或不再指定时隙的码分多址(CDMA)系统。由这个专利中的可变速率编译码器处理的帧速率基于要被发射以减少扩频CDMA系统中的共信道干扰的数据量改变。这个专利不关心调节由本发明提到的由时隙再指定产生的定时问题。
图2描绘根据本发明的无线电的示意框图。天线110接收无线电信号，该信号经环行器130由解调器120解调。环行器130连接发射通道的功率放大器140到天线110。解调器120解调接收的TDMA信号。帧电路150连续地分割来自解调器120的解调的信号为标称期间的帧。TDMA控制电路160从接收的信号提取TDMA控制信息。TDMA控制信息提供系统控制，部分地包括：指示在用于由无线电处理的每个帧中的一定时隙的信息。基于由TDMA控制信息指示的时隙，时隙指定电路170指定时隙。当TDMA控制信息指示不同的时隙应被用于由无线电处理时，时隙指定电路170也在下一帧中运行时隙的再指定。时隙指定电路170另外为无线电提供系统定时。例如，解调器120，帧电路150，和无线电的如解码器的其它部分，它们在不需要的帧部分期间，功率减少并睡眠以节约功率。系统定时测定何时无线电的这些部分必须醒来以从帧接收信息。
当恢复的数据可由用户得到时，实时定时控制电路180测定恢复的数据期间。实时定时控制电路180优选地测定恢复的数据期间为当前时隙和下一时隙的时间差。
数据解码器190在来自帧电路150的帧中解码适当的时隙。当在下一再指定的时隙的帧中由实时定时控制电路180指示的恢复的数据期间不同于标称的期间时，数据解码器190运行时间压缩与扩展。例如，数据解码器190通过内插运行时间扩展，且通过抽选运行时间压缩。其它时间扩展与压缩的技术能代替内插或抽选。数据解码器190能是话音解码器193和图象解码器197之一或全部。由数据解码器190产生的恢复的数据能通过数模转换器220在扬声器210上放出，或在如视频显示器230的显示器上显示。
本发明可应用于不允许延时的系统，其中用户需要实时数据发射。恢复的数据由数据解码器190时间压缩或扩展，以适应由实时定时控制电路180指示的可变的恢复的数据期间。为满足用户的在延时敏感的环境中保持实时通信的其它需要，本发明假设和依靠用户大脑对于时间扩展的或时间压缩的恢复的数据的识别能力是足以原谅的。例如，在如无线电话的话音无线电系统中，接收和发射通道被提供给全双工通信。在全双工通信中，无线电话的用户必须能在听另一方谈话的同时说。这个人同时说和听的全双工情况不允许大的延时，比如那些存在于除了长传播时间外还有大处理延时的卫星系统中的大延时。
在有远多于图1的例子的5个时隙的系统中，恢复的数据期间优选能改变标称的期间到它的约64％和约136％。在优选的实施方案中，标称期间约是90毫秒(ms)，且一约22.5毫秒引导部分后每帧出现8时隙。因此，标称期间能在58ms和约122ms之间变化。
图2也描绘有数据编码器240的发射通道，数据编码器240用于组装基于实时输入数据的时隙，该实时输入数据可以通过模数转换器260来自话筒250或来自视频摄像机270。数据编码器240组装时隙。数据编码器240与数据解码器190结构类似，以基于来自实时定时控制电路180的恢复的数据期间时间扩展或时间压缩。数据编码器240也能含话音编译码器243和图象编译码器247之一或全部。话音编译码器243和话音解码器193构成有时被称为声码器的装置。
发射通道中的格式化电路280基于系统定时格式化来自数据编码器240的组装的时隙为帧。调制器290调制由格式化电路280提供的帧，且通过功率放大器140由天线110发射它们。天线110，环行器130和功率放大器140还能由有线网络代替，如电话、计算机和纤维网络。进一步，天线110能在有线RF电缆网络中实现。虽然发射和接收通道都能在单个收发信机中构成，如图2中所描绘的，发射通道或接收通道可被分别构成，例如，在仅发射和仅接收的装置中。进一步，发射或接收通道可独立地存在于系统中，其中仅一个方向、如下行链路方向有时隙再指定，但另一个方向，或上行链路没有时隙再指定。
图3详细描绘根据优选实施方案的时隙指定电路370和实时定时控制电路380。时隙指定电路370接收TDMA控制信息和帧，且由判决电路310测定当前时隙的时间，且由判决电路320测定下一时隙的时间。实时定时控制电路380含减法器330，用于从下一时隙的时间减去当前时隙的时间，且测定恢复的数据期间，以由解码器或编码器使用。实时定时控制电路380本身还能被含于TDMA控制信息中或从TDMA控制信息中分离出。
参照附图在这里透露的本发明的信号处理技术优选在一个或多个数字信号处理器(DSP)或其它微处理器上实现。不过，这种技术能全部或部分为分立部件代替来实现。
虽然以上说明书及附图描述和描绘了本发明，可以懂得，这个说明书仅用作举例，且不脱离本发明的真实精神和范围，本领域的技术人员能作出许多变化和改进。虽然本发明在敏感于延时的系统中有实质的优点，本发明适用于其它不关心延时容限的通信系统，如寻呼、蜂窝和其它卫星通信系统。进一步，除图象或话音信息，其它的数据能适应在不同的应用和环境中使用。
Claims (10)
1、通信装置，用于接收有时隙和标称期间的帧的接收的时分信号，包括：
解调器，用于解调所述接收的时分信号，以产生解调的信号；
帧电路，有效地耦合到所述解调器，以连续地分割所述解调的信号为所述标称期间的帧；
时分控制电路，有效地耦合到所述帧电路，以从指示用于由所述通信装置实时处理的一定时隙的所述帧内提取时分控制信息；
时隙指定电路，有效地耦合到所述帧电路和所述时分控制电路，以基于由所述时分控制信息指示的时隙，动态地指定当前时隙，用于由所述通信装置实时处理，并基于由所述时分控制信息指示的不同的时隙，动态地再指定下一时间，用于由所述通信装置实时处理；
实时定时控制电路，有效地耦合到所述时隙指定电路，以测定恢复的数据期间，用于产生恢复的数据，其中在由所述时隙指定电路再指定的下一时隙的期间，所述恢复的数据期间将不同于标称期间；和
数据解码器，有效地耦合到所述帧电路和所述实时定时控制电路，以在恢复的数据期间，解码帧的当前时隙，并实时产生恢复的数据，且其中，当所述实时定时控制电路基于再指定为下一时隙将恢复的数据期间变离标称期间时，所述解码器因此运行时间扩展或压缩以产生恢复的数据。
2、如权利要求1所述的通信装置，其中，当下一时隙由所述时隙指定电路再指定时，所述实时定时控制电路判定恢复的数据期间为在当前时隙的时间和下一时隙的时间之间的期间。
3、如权利要求1所述的通信装置，其中，当下一时间到达下一帧晚于所述当前时隙到达当前帧时，所述实时定时控制电路增加所述恢复的数据期间，且当下一时间到达下一帧早于所述当前时隙到达当前帧时，所述实时定时控制电路减少所述恢复的数据期间。
4、如权利要求1所述的通信装置，其中所述数据解码器包括实时话音解码器以产生实时话音数据。
5、如权利要求1所述的通信装置，其中每个时隙有同样的期间。
6、如权利要求1所述的通信装置，其中所述恢复的数据期间能达到两倍所述标称期间。
7、如权利要求1所述的通信装置，其中所述恢复的数据期间能在所述标称期间的约64％和约136％之间变化。
8、如权利要求7所述的通信装置，其中所述标称期间能在约58毫秒和约122毫秒之间变化。
9、如权利要求1所述的通信装置，进一步包括：
数据编译码器，用于实时接收在所述恢复的数据期间上的输入数据，且用于编码所述实时输入数据为时隙；
格式化电路，有效地耦合到所述数据编译码器，以格式化所述时隙为所述标称期间的格式化的帧；和
调制器，有效地耦合到所述格式化电路，以调制所述格式化的帧，以产生由所述通信装置发射的调制的信号。
10、如权利要求1所述的通信装置，其中所述通信装置是无线电，且进一步包括：
天线，有效地耦合到所述解调器；和
扬声器，有效地耦合到所述解码器。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| C19 | Lapse of patent right due to non-payment of the annual fee | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |