CN1192534C - 用于在蜂窝比特流和有线波形之间映射的方法和装置 - Google Patents

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Abstract

所公开的是一种用于将蜂窝比特流映射为有线调制解调器波形的方法和装置。将接收到的蜂窝比特流应用于卷积编解码器以译出蜂窝比特流的每个比特帧内的(I)类语声比特。将经过译码的语声比特附加于可从其得到译码比特的比特帧中，并对每个比特帧)附加40比特的帧标记。这个经过修改的比特帧以20ms的时间间隔传送给有线调制解调器以达到19.2KB/S的比特速率。线路调制解调器将该信号映射到一个波形上并将该信号传送给一个PSTN网络。

Description

用于在蜂窝比特流和有线波形之 间映射的方法和装置
发明背景
发明的技术领域
本发明涉及蜂窝无线通信，特别是，涉及用于在蜂窝比特流和有线调制解调器波形之间进行转换的一种方法和装置。
相关技术描述
当前有线网络正在定义基于综合业务数字网(ISDN)的灵活标准的新业务，用于以多种比特速率为用户提供直接的数字接口。由于加在有效的无线频谱利用率上的额外费用，在还没有一种未定义的压缩技术时，这样的多种比特速率不能直接映射为无线业务。
已提出的一种为将来在有线波形和蜂窝比特流之间映射提供最大灵活性的方法，包括定义一种透明的方式，其中，例如可共13KB/S的IS54格式的所有数据比特可使用一种用于超过13KB/S(例如，19.2KB/S)的合适的有线调制解调器波形映射至一个PSTN用户。该IS54信道和语声编译码可以远设于移动交换中心(MSC)或者甚至是一个专用寻址小交换机(PABX)处。
然而，这种方法仅涉及映射来自IS54信号的“硬”比特(I类语声比特)判决。通过仅将“硬”比特判决从IS54映射为有线，在为数据进行另外的纠错译码时很有价值的“软”比特信息将被丢弃。除非将接收机和有线之间的比特速率大大提高以保留软信息，否则，“软”比特信息只能在基站接收机解调器的附近可以获得。这实际上是建议卷积编码的语声比特的信道译码应该在用于话音和数据节点的收发信机处进行，以便从“软”比特信息获益以达到最好的性能。因此，需要一种在蜂窝比特流和有线调制解调器波形之间转换的方法，该方法保留了用于话音和数据的“软”纠错译码的好处。
发明概要
本发明克服了在蜂窝接收机和远端数据调制解调器之间传送软信息的需要。接收到的信号可能包括编码的话音，其中一部分比特进行了卷积编码(I类比特)而其余的(II类比特)没有进行编码。或者，接收到的信号可能包括卷积编码的数据，在其中所有的比特都进行了编码。
本发明的无线/有线接口包括以适合于话音编码方法的第一种方式和以适合于数据编码方法的第二种方式对接收信号的同时软判决译码。两种方式中的译码结果包括经过译码的I类比特、对II类语声比特的硬判决、以及经过译码的数据比特。所有经过译码的比特复用成一种合适的有线调制解调器协议，例如，19.2KB/S，并传送至远端的交互工作单元。
交互工作单元处理经过译码的I类语声比特和经过译码的数据比特以形成语声/数据判决。如果作出的是“语声”判决，I类和II类比特将在语声编码器中进行处理以再生出模拟或脉冲编码调制(PCM)语声。另外，如果作出的是“数据”判决，经过译码的数据比特(其中可能包括I类比特)将被传送给数据终端。
附图简述
结合附图一起，通过参考下面的详细描述可以获得对本发明的方法和装置的更完全的理解，其中：
图1是一个框图，说明了从蜂窝数据比特流接收到的一个比特帧至一种用于映射为有线波形的形式的转换。
图2是一个框图，说明了一个用于将蜂窝比特流转换为有线调制解调器波形的速率适配器；以及
图3是一个框图，说明了一个用于将有线调制解调器波形转换为蜂窝比特流的速率适配器。
附图详述
现在参看附图，特别是参看图1，这里说明了该方式，其中来自蜂窝比特流的一个比特帧被转换为足以映射为有线调制解调器波形的一种形式。最初，来自蜂窝数据比特流的一个比特帧由基站接收机接收到。该比特帧在原先接收到时包括一组260个比特10。该比特帧的第一部分12包括178个数据比特，该数据比特包括I类语声比特或“重要”的数据。其余的数据中，82个比特包括II类语声比特14或由未卷积编码的数据比特组成的“非重要”语声数据。接收机在译码前产生输出，输出未被量化为二进制的1或0，而是以“软”的形式存在，其中信号值位于0值和1值之间。
I类语声比特经过卷积译码产生84个译码比特16。卷积译码器从接收机输入178个“软”值，而输出“硬”的1和0。这84个“硬”输出比特16在语声情况下包括7个循环冗余校验(CRC)比特15和77个“硬”数据比特17。语声译码过程也包括对由接收机以“软”的形式收到的82个II类比特18作出的“硬”判决。这是通过确定究竟该“软”值是与“1”值还是“0”值最接近来完成的。该82个硬判决II类比特18接着被添加在84个译出的I类比特16的后面。
然而，如果接收到的信号是卷积编码的数据信号，其中全部260个接收比特10代表编码数据，那么82个硬判决二类比特18应经过卷积译码以获得41个进一步译码比特19，假定具有相同的1/2码率。原则上，该82个比特可以服从1/2码率的译码过程，但是如果已经采用了硬判决，将不能获得软信息的好处。因此，根据本发明，卷积译码器在处理完178个编码的I类比特后并不停止译码，而是继续译出所有260个软接收值以得到约130个译码比特(16和19)。实际上，如果采用称之为“末尾比特”的技术以终止译码操作，则译出比特的数量可以少于130，但这是一个对本发明并不重要的细节。
因此，假定接收到一个语声信号，译码器输出84个经过译码的I类比特16和82个硬判决II类比特18。另外，假定接收到一个数据信号，译码器也输出一个进一步的41-46个译码比特19。5个额外比特是最先的84个译码比特16和最后的46个译码比特19之间的边界。因此，译码器输出84+82个语声比特、41个附加的译码数据比特和5个任选的数据比特，这取决于话音和数据的编码和译码是否使用了相同的末尾比特策略。以上的212-217个比特在每一个数字蜂窝的帧周期20ms出现一次，使得总比特速率为10.24-10.34KB/S，即每20ms 280-384比特，这样，就为附加同步模式以便指示212-217个比特数据块的起始和终止留出了空间。
使用异步的起始/终止有线协议，可将用于传送的数据组装成包括一个起始比特、一个终止比特以及、任选地为一个奇偶校验比特的字符20。一个字符的有效长度为10比特，但仅包括八个数据比特(如果不使用奇偶校验比特)或七个数据比特(如果使用奇偶校验比特)。
用于传送的212-217个比特使用一个复用器组装成七或八比特的字节，每20ms的时间周期将提供31个字符(带奇偶校验)或28个字符(不带奇偶校验)。可以使用14KB/S的调制解调器流，但是没有用于同步字符的空闲位置。同步功能可以这样提供，即通过注意到217除以8是27且余下1比特，这样对于每20ms的帧，28个字符20可以容纳七比特的已知的同步模式。当使用奇偶校验时，每20ms产生31个字符20，不能容纳在14KB/S的调制解调器速率内，但是可以容纳在19.2KB/S的调制解调器速率内。在19.2KB/S时，每20ms周期的字符数的最大值是38。然后异步的起始/终止格式对于吸收不能使用的0.4个分数字符周期是有用的。
因此，一种可能的协议包括使用19.2KB/S的有线调制解调器每20ms的时间周期传送32个字符20，其中包括31个数据承载字符和一个同步字符21。未使用容量的六(+0.4)个字符留作空白或空闲。同步字符21作为一个20ms时间帧标记以用于指示在每个20ms周期内传送给有线调制解调器的数据量。20ms的传送时间提供了19.2KB/S的总有线比特速率，用于映射为由有线波形产生的一种波形。
修改的比特帧22包括例如每20ms传送的32个7比特字符以便得到19.2KB/S的比特速率。该过程允许比特流数据进行透明的未编码传输，同时为了最佳的差错性能而保存了对“软”译码语声(和数据)比特的获取，并提供最大的灵活性以定义未来的数字数据业务。所传送的修改比特帧20由有线调制解调器接收，并映射为波形。
现在参看图2，这里说明了一个使蜂窝比特流映射为有线调制解调器波形的速率适配器的框图。蜂窝比特流数据从一个移动电话单元30通过无线接口31传送到一个基站接收机32。该比特流传送给卷积译码器34，由其以参照图1前述的方式，对一个比特帧10内的I类语声数据进行卷积译码以取出卷积编码的I类语声数据和卷积译码数据。卷积译码器34提供84个经过译码的I类语声比特，82个II类语声比特以及典型地51个可能代表译码比特的其他比特。该217个比特传送给复用器36，由其每隔20ms周期加入所需的同步比特或字符并优选地产生固定数量的起始/终止字符。来自复用器36的起始/终止比特接着由有线调制解调器38传送给交互工作单元37。
交互工作单元37处理经过译码的I类语声比特和经过译码的数据比特以形成语声/数据判决。如果作出的是“语声”判决，I类和II类比特将在语声编码器中进行处理以再生模拟或PCM语声。相反，如果作出的是“数据”判决，经过译码的数据比特(其中可以包括I类比特)将传送给数据终端。
现在参看图3，这里说明了一个速率适配器另一实施方案的框图，该速率适配器用于将模拟有线调制解调器的波形转换为传送给移动单元30的蜂窝比特流。有线调制解调器38从PSTN网络接收19.2KB/S的波形。调制解调器38解调并传送接收信号给解格式器和帧同步单元40。解格式器和帧同步单元40定位每个20ms的字符帧并由此取出260个信息比特，这些信息比特将被放入IS54或者IS136TDMA突发的数据域内，接着由基站32传送给移动单元30。在这个方向上的映射更直接，因为对于基站传送器不发生“软”信息问题。
虽然本发明的方法和装置的实施方案已经随附图一起进行了说明，并在前面的详述中进行了描述，但是应该明白本发明不限于所公开的实施方案，如在下面的权利要求中所阐明和定义的，在不脱离本发明的精神的前题下，可以有多种重新安排、修改和替换。

Claims (12)

1.一种用于在无线和有线信号之间进行转换的系统，所述系统包括：
第一部件，用于将无线信号映射到有线信号，所述第一部件包括：
卷积译码器，用于译码来自无线信号中的任何语声信号的编码的语声比特、和用于译码来自无线信号中的任何数据信号的编码的数据比特；
接收器，用于解调该无线信号，以便再生无线信号中的任何未编码的比特；
格式器，用于将译码的语声比特与译码的数据比特和未编码的比特组合成一个用于有线传输的比特流；和
第一有线调制解调器，用于将该比特流作为有线信号进行传输；
交互工作单元，用于形成语声/数据判决；
其中，如果形成语声判决，无线信号中第一部件的比特从软值中被译码且无线信号中第二部件的比特被解调；和
第二部件，用于将有线调制解调信号格式化成无线信号，它包括：
第二有线调制解调器，用于解调接收的有线信号；
解格式器，用于将所解调的数据格式化成无线信号的突发帧；和
网络基站，用于解调无线信号的突发帧以便进行传输。
2.一种用于将在网络基站接收到的无线信号映射为有线调制解调器信号的装置，所述装置包括：
卷积译码器，用于从无线信号内的任何软值语声信号中译出编码语声比特以及用于从无线信号内的任何软值数据信号中译出编码数据比特；
接收机，用于解调无线信号以再生无线信号内的任何未编码比特；
格式器，用于将经过译码的语声比特与经过译码的数据比特以及未编码比特合并成为用于有线传送的比特流；
有线调制解调器，用于将比特流作为有线信号传送；交互工作单元，用于形成语声/数据判决；
其中，如果形成数据判决，无线信号中的比特从软值中被译码；且
其中，如果形成语声判决，无线信号中第一部件的比特从软值中被译码且无线信号中第二部件的比特被解调。
3.权利要求2的装置，其特征在于，其中该格式器进一步以相应于无线信号的比特帧重复速率的时间间隔在比特流中添加一个帧标记。
4.权利要求3的装置，其特征在于，其中比特帧的重复速率是20ms的整数倍。
5.权利要求2的装置，其特征在于，其中该格式器进一步在比特流中添加比特以达到固定数量的比特。
6.权利要求2的装置，其特征在于，其中该卷积译码器对卷积编码的数据进行译码。
7.权利要求2的装置，其特征在于，其中该卷积译码器以无线信号特有的帧重复速率运行。
8.权利要求2的装置，其特征在于，其中该有线调制解调器以14.4K波特的标准有线符号速率传送符号。
9.权利要求2的装置，其特征在于，其中该有线调制解调器以19.2K波特的标准有线符号速率传送符号。
10.一种用于将无线信号映射为有线调制解调器信号的方法，包括以下步骤：
形成语声/数据判决；
响应所形成的数据判决，从软值中对无线信号内的所有比特进行译码；
响应所形成的数据判决，从软值中对无线信号中的第一部件的比特进行译码并对无线信号中的第二部件的比特进行解调；
将所有的经过译码的语声比特、经过译码的数据比特以及未编码比特合并成为一个比特流信号；
将该比特流信号作为一个有线信号进行传送。
11.权利要求10的方法，其特征在于，进一步包括以相应于无线信号比特帧重复速率的时间间隔在比特流中添加帧标记的步骤。
12.权利要求10的方法，其特征在于，进一步包括在比特流中添加比特以达到固定数量的比特的步骤。
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