CN1483257A - 在cdma通信系统中支持自适应多速率(amr)数据的方法和设备 - Google Patents

在cdma通信系统中支持自适应多速率(amr)数据的方法和设备 Download PDF

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Abstract

在cdma2000通信系统中支持自适应多速率(AMR)编码数据的技术。对于语音信息(关于各种速率)、静音指示符(SID)(关于各种类型)以及空帧规定了若干AMR模式。CRC用于每个AMR帧(如12－比特CRC用于语音以及8－比特CRC用于SID)。由常规编码器进一步编码AMR数据和CRC比特。使用盲速率检测来检测发送的AMR帧的帧速率。为了支持盲速率检测，提供给CRC生成器的比特数对于每个要被检测的盲速率是不同的。如果两个或多个盲速率具有相同的比特数(如对于SID)，那么就给出格式比特来区分这些速率。

Description

在CDMA通信系统中支持自适应多速率(AMR)数据的方法和设备
                           发明背景
一.发明领域
本发明涉及数据通信。本发明尤其涉及在cdma2000通信系统中支持自适应多速率(AMR)语音编解码数据的新颖和改进的方法和设备。
二.相关技术说明
广泛地使用无线通信系统以提供各种类型的通信，例如语音、数据等等。这些系统可以基于码分多址(CDMA)、时分多址(TDMA)或一些其它调制技术。CDMA系统提供某些包括增加系统容量的优于其它类型系统的优点。
可以将系统设计成支持一个或多个标准，如(1)“TIA/EIA/IS-95-B MobileStation-Base Station Compatibility Standard for Dual-Mode WidebandSpread Spectrum Cellular System”(IS-95标准)，(2)由名为“3rd GenerationPartnership Project”(3GPP)的联盟提供的标准并收录于一组包括文件号3GTS 25.211、3G Ts 25.212、3G TS 25.213以及3G TS 25.214(W-CDMA标准)的文件中，(3)由名为“3rd Generation Partnership Project 2”(3GPP2)的联盟提供的标准以及TR-45.5(cdma2000标准，以前称为IS-2000 MC)，或(4)一些其它标准。在这里引用这些标准作为参考。
每种标准都特别规定了在前向和反向链路上传输的数据的处理，例如，可以以特定的数据率编码语音信息，将它格式化成规定的帧格式，并且根据特定的处理方案处理它(例如纠错和/或检错编码、交错等等)。由特定标准(如cdma2000标准)规定的帧格式和处理可能与其它标准(例如W-CDMA标准)的不同。
W-CDMA标准规定了自适应多速率(AMR)语音编码方案，其中可以基于许多可能的数据率之一编码语音信息并且以取决于所选择的数据率的特定格式给出已编码的语音数据。
为了各种类型的通信系统之间的兼容性和互操作性，非常希望提供能够支持AMR编码语音数据的cdma2000系统。
                           发明概述
本发明给出了在cdma2000系统中支持自适应多速率(AMR)编码数据的技术。如下面更详细描述的，对于语音信息、静音指示符(SID)以及空帧规定了若干AMR模式。语音信息的AMR模式支持许多AMR语音数据率(例如，由下面标识的AMR标准规定的)。SID数据的AMR模式支持许多类型的SID。以20毫秒帧给出语音和SID数据。
对于cdma2000系统中的实现，AMR模式被使用cdma2000标准支持的可变速率特性的前向和反向链路上的若干无线配置支持。在实施例中，为AMR语音帧选择12-比特CRC并且为SID帧选择8-比特CRC。这些CRC选择提供了良好的性能而将用于每个帧的附加比特的个数减少到最小。按cdma2000标准对无线配置规定的，进一步以具有特定码率的卷积码编码AMR数据和CRC比特。
在另一方面中，使用盲速率检测来检测接收到的AMR帧的帧速率。用盲速率检测，根据若干假设来解码接收帧，每个假设与用于解码接收帧的特定的一组解码参数值相关。为了支持盲速率检测，提供到CRC发生器的比特数对于要检测的每个可能的盲速率不相同(即想要单独地检测每个AMR模式)。如果两个或多个盲速率具有相同的比特数，那么就提供额外的附加(格式)比特来区分这些速率。
如下面更详细描述的，本发明进一步给出了实现本发明的各个方面、实施例以及特性的方法和系统元件。
                           附图简述
与附图一起考虑，通过下面阐述的详细说明，本发明的特征、性质以及优点将变得更清楚，附图中始终相应地标识同类参考符号并且其中：
图1是支持许多用户的扩展频谱通信系统的图；
图2是根据W-CDMA标准的ARM数据传输的处理的方块图；
图3是根据cdma2000标准的ARM数据传输的处理的方块图；
图4和图5是分别显示前向和反向链路支持的AMR模式的帧格式的图；以及
图6是能够处理AMR帧的接收单元的实施例的方块图。
                    较佳实施例的详细说明
图1是支持许多用户的扩展频谱通信系统100的图。系统100为许多小区提供通信，每个小区由相应的基站104提供服务。各种远程终端106分散于系统各处。取决于远程终端是否活动以及其是否处于软越区切换之中，每个远程终端106可以在任何特定时刻在前向和反向链路上与一个或多个基站104通信。如图1所示，基站104a与远程终端106a、106b和106c通信，并且基站104b与远程终端106d、106e和106f通信。
系统控制器102耦合至基站104并且进一步耦合到公共交换电话网(PSTN)。系统控制器102向与之耦合的基站提供调整和控制。系统控制器102通过基站104进一步控制远程终端106间以及远程终端106与耦合至PSTN的用户(如常规电话机)之间的电话呼叫的路由选择。系统控制器102也称为基站控制器(BSC)。
可以把系统100设计成符合cdma2000标准、W-CDMA标准、一些其它标准或它们的组合。
图2是根据W-CDMA标准的ARM数据传输的处理的方块图。自适应多速率(AMR)语音编码器212接收并编码语音信号并且给出已编码的被归为3类的语音数据，标记为A类、B类和C类。A类是最重要的比特，B类比特是次重要的，以及C类比特是最不重要的。由于重要性中指定的差异，就通过不同的“传送”信道传送每类的比特，这些信道能够提供被选择为与类别重要性级别相当的不同处理(例如纠错和检错编码、速率匹配等等)。例如，对A类比特可以使用卷积编码和循环冗余检验(CRC)，对于B类比特可以使用卷积编码但无CRC，以及对于C类比特就不使用卷积编码或CRC。
在图2所示的详细实现中，在传送信道处理器220a中对A类比特进行CRC编码(方块222a)、卷积编码(方块224a)、速率匹配(方块226a)以及交错(方块228a)。在传送信道处理器220b中对B类比特进行卷积编码(方块224b)、速率匹配(方块226b)、交错(方块228b)。在传送信道处理器220c中对C类比特进行速率匹配(方块226c)和交错(228c)。从传送信道处理器220a到220c产生的已处理比特随后由传送信道多路复用器230多路传输到编码合成传送信道(CCTrCH)，并且CCTrCH进一步由物理信道多路分解器232多路分解成一个或多个物理信道流。进一步交错(方块234)每个物理信道流上的每个(20毫秒)帧，并且产生的数据流由物理信道数据组成。
W-CDMA标准的数据处理更详细地描述于W-CDMA标准文件以及转让给本申请的受让人并在此引入以作参考的美国专利申请序列号09/678，645，2000年10月3日申请的名为“DATA BUFFER STRUCTURE FOR PHYSICAL AND TRANSPORTCHANNELS INA CDMA SYSTEM”之中。可以把AMR编码器设计成符合“ETSI EN 301704 Digital Cellular Telecommunications System；Adaptive Multi-Rate(AMR)Speech Transcoding”(AMR标准)。
图3是根据cdma2000标准的ARM数据传输的处理的方块图。自适应多速率(AMR)语音编码器312接收并编码语音信号并且给出已编码的被归为3类的语音数据，标记为A类、B类和C类。还可以把AMR编码器312设计成符合上述AMR标准。3类比特馈入形成数据块的串接单元321，每个数据块在一个帧中传输并且具有A类、B类以及可能C类的比特组合。随后对每个数据块进行CRC编码(方块322)，格式化(方块323)、卷积编码(方块324)、速率匹配(方块326)以及交错(方块328)。产生的数据流由话务信道(如cdma2000系统中的基本或补充信道)数据组成。
图3显示了cdma2000系统中支持AMR语音数据的实现。在实施例中，按A类比特(最可靠的比特)处理A、B和C类比特，并且向所有3类比特提供纠错编码和CRC。对于AMR语音帧，对所有数据比特(即所有3类的比特)产生一个CRC。还对帧中所有比特使用单个截尾卷积编码器。
方块322中的CRC编码根据特定的生成多项式为每个接收到的数据块产生若干CRC比特(例如8-比特或12-比特CRC值)。连同每个数据块选择要包含的CRC比特的个数来提供正确检测是否错误地接收了帧的高可能性，而将附加比特的个数减少到最小。在实施例中，对较低速率帧(如具有80个数据比特或更少)使用8-比特CRC值，并且对于较高速率帧(如具有相当于267个数据比特)使用12-比特CRC值。用于产生8-比特和12比特CRC值的生成多项式如下：
g(x)＝x12+x11+x10+x9+x8+x4+x+1，    对于12-比特CRC
g(x)＝x8+x7+x4+x3+x+1                 对于8-比特CRC
还可以使用的其它长度(如，6-比特、10-比特、16-比特等等)的CRC值并且它们在本发明的范围之内。同样地，除了CRC还可以使用其它类型的帧质量指标，并且这同样在本发明的范围之内。可以使用的其它类型的帧质量指标包括解码器度量标准、重编码符号误码率等等。
方块323中的帧格式化产生规定格式的数据帧。如下面更详细描述的，对于一些AMR模式，可以对数据比特加上额外的附加比特，以至这些模式的帧具有特定的固定长度(如43比特)。同样地，在每个数据块的结尾追加若干编码器尾比特(如8比特的0)。这些尾比特用于在每个数据块结尾将卷积编码器刷新到已知状态(全0)，这样下一数据块的编码就从该已知状态开始。
可以通过在帧中重复每个比特N次(其中N可以是1、2、4、8或其它一些值)并且根据特定的截短模式对0或一些比特进行截去(即删除)，来完成方块326中的速率匹配。可以根据特定算法产生该截短模式。对于AMR数据，可以如转让给本发明的受让人并在这里引入以作参考的美国专利申请序列号09/587,168，2000年10月6日发表的名为“METHOD AND APPRATUS FOR PUNCTURINGCODE SYMBOLS IN A COMMUNICATION SYSTEM”中所描述的那样实现截短。
在cdma2000标准文档中更详细地描述了cdma2000标准的数据格式化和处理。
表1列出了W-CDMA规定的AMR模式以及对于每个AMR模式A类、B类和C类的比特数。比特的3类分法、每一类的比特数和/或每个数据块的总比特数可以不同于表1中所列出的。
如表1所示，AMR模式0至7被分配给从4.75kbps至12.2kbps的8种不同的AMR语音数据速率。AMR模式8至11用于发送不同类型的静音指示符(SID)信息。AMR模式12-14为将来使用而保留，以及AMR模式15表示无数据传输。如表1所示，帧中的比特总数从1到244。表1的最后一列中的反向链路(RL)语音速率比特用于规定反向链路速率并且仅对于前向链路帧被需要。
                                  表1-AMR模式
                 比特数/20-毫秒块
    AMR模式索引     模式说明   A、B和C类总数 A类 B类 C类     RL语音速率
  0(AMR4.75)   4.75kbps语音     95     39     56     0     3
  1(AMR5.15)   5.15kbps语音     103     49     54     0     3
  2(AMR5.90)   5.90kbps语音     118     55     63     0     3
  3(AMR6.70)   6.70kbps语音     134     58     76     0     3
  4(AMR7.40)   7.40kbps语音     148     61     87     0     3
  5(AMR7.95)   7.95kbps语音     159     85     84     0     3
  6(AMR10.2)   10.2kbps语音     204     65     99     40     3
  7(AMR12.2)   12.2kbps语音     244     81     103     60     3
  8   GSM-AMR SID     39     39     0     0     3
  9   GSM-EFR SID     42     42     0     0     3
  10   IS-641 SID     38     38     0     0     3
  11   PDC-EFR SID     37     37     0     0     3
  12-14   为将来使用     TBD     TBD     TBD     TBD     3
  15   无传输     0     0     0     0     3
在实施例中，将用于四种类型的SID(即AMR模式8-11)的帧设计成具有相同的长度(如对于前向链路是46比特，对于反向链路是43比特)。相同的帧长允许从其它帧类型中容易地检测出SID帧。根据为SID传输的数据比特的最大数量(即对于AMR模式9是42比特)以及用以识别和区分四种SID类型的足够数量的附加格式比特(即1比特)，来确定SID帧的长度。
表2列出对于前向链路的四种SID类型的格式比特的详细定义。最大速率指示(MR)位表示SID帧是否适用于AMR模式9。如果该SID帧不适用于AMR模式9，那么两个附加格式比特就用于识别SID帧为AMR模式8、10或11之一的模式指示(MI)。如表2所示，剩下的不用于SID数据或不作为格式比特的比特被保留。
      表2-用于SID模式的前向链路信息比特
      格式比特                   比特/帧
    AMR模式索引   最大速率指示(MR)   模式指示(MI) 保留 SID数据     RL速率比特   信息比特总数
    8     ‘0’     ‘00’     1     39     3     46
    9     ‘1’       -     0     42     3     46
    10     ‘0’     ‘10’     2     38     3     46
    11     ‘0’     ‘11’     3     37     3     46
表3列出对于反向链路的四种SID类型的格式比特的详细定义。与前向链路相同定义了最大速率指示(MR)位以及模式指示(MI)位。然而，由于对于反向链路SID帧并不要求3个反向链路速率比特，那么每个SID帧中包括43比特。
                      表3-用于SID模式的反向链路信息比特
         格式比特               比特/帧
    AMR模式索引   最大速率指示(MR)   模式指示(MI) 保留 SID数据   信息比特总数
    8     ‘0’     ‘00’     1     39     43
    9     ‘1’       -     0     42     43
    10     ‘0’     ‘10’     2     38     43
    11     ‘0’     ‘11’     3     37     43
图4是显示前向链路上支持的AMR模式的帧格式的图。如图4和表1所示，AMR模式0至5的帧包括若干A类比特和若干B类比特，每类中规定的比特数取决于特定的AMR模式。AMR模式6和7的帧包括若干A、B和C类比特，每类中规定的比特数再次取决于特定的AMR模式。对于每个帧，首先发送最左边的比特。
如图4和表2所示，AMR模式8至11的帧(即SID帧)包括SID数据和最大速率指示(MR)位，并且可以进一步包括模式指示(MI)位和保留比特。AMR模式15的帧包括1个保留比特。每个AMR模式的前向链路帧包括3个反向链路语音速率比特。
图5是显示反向链路上支持的AMR模式的帧格式的图。在反向链路上的AMR模式0至11的帧具有与前向链路上的相应帧相同的格式，但减去了3个反向链路速率比特。AMR模式15的帧包括4个保留比特。
根据本发明的一方面，使用盲速率检测为所支持的AMR模式检测被发送的帧。用盲速率检测，根据若干假设来解码接收帧，每个假设与用于解码接收帧的特定一组解码参数值相关。例如，一个假设可以假设在发送源处使用的适用于接收帧的特定数据率、码率等等。产生最佳质量度量(如CRC校验的帧)的假设被认为是正确的一个，并且选择根据该假设解码的帧作为被发送的帧。
为了支持盲速率检测，提供给CRC生成器的比特数对于每个要被检测的可能盲速率(即每个想要被单独检测的AMR模式)应该不同。如果两个或多个盲速率具有相同比特数，那么就需要额外的附加比特来区分这些速率。
对于任何被特定协商的AMR服务，最多可能有4种语音速率。在这种情况中，例如表1中列出的AMR模式可以被6种不同帧速率支持。这6种帧速率可以包括用于语音数据的4种帧速率(AMR模式0至7)，用于静音指示符(SID)的一种帧速率(AMR模式8至11)，以及用于无传输的一种帧速率(AMR模式15)。可以把适用于4种类型SID的帧(对于AMR模式8至11)定义成具有相同长度(如43比特)并且从而共享相同的帧速率。
在接收单元，要检测6种可能的盲速率。由于适用于4种SID类型的SID帧共享相同的帧速率，盲速率检测仅能够确定接收到的帧是否是SID帧。如上面表2和表3中所描述的，在每个SID帧中包括了一个或多个附加格式比特以供特定SID类型的识别之用。盲速率检测的使用避免了在每个帧中发送附加比特以识别正在使用的特定AMR模式的需要。
在cdma2000系统中，可以在前向或反向链路上的一条或多条话务信道上传送语音和分组数据。(话务信道类似于W-CDMA系统中的物理信道)。在cdma2000系统中，典型的是在基本信道(FCH)上传送语音数据，在补充信道(SCH)上传送话务数据，以及在专用控制信道(DCCH)上传送信令。FCH、DCCH以及SCH是不同类型的话务信道。为了接收SCH上的高速数据传输，还向远程终端分配FCH或DCCH。
在cdma2000系统中，每个被分配的话务信道与定义该话务信道的特性的特定的无线配置相关。这些特性可以由各种物理层参数定义，如(卷积或Turbo)码率(R)、调制特性、扩展速率(SR)等等。每个无线配置进一步支持达10个不同的数据率，范围从1.5Kbps到1.0368Mbps，这与每20毫秒帧30至20，736个比特相当。无线配置还支持可变速率，由此可以以从750bps至1.0368Mbps的数据率传送数据。
表4列出了如cdma2000标准规定的适用于前向基本信道的一些可变数据率的无线配置和相关的参数值。可以使用表4中列出的数据率来支持表1中列出的AMR模式。
           表4-用于基本信道的前向话务信道帧结构
                及所支持的一些可变数据率
                      比特数/帧
    无线配置     总数     信息    CRC   尾部
    3、4、6和7     17至96     1至80     8     8
    21至192     1至172    12     8
    5、8和9     17至72     1至56     8     8
    21至288     1至268    12     8
表5列出了如cdma2000标准规定的用于前向链路的无线配置3至9的码率和交错器大小。
   表5-用于前向基本信道的无线配置特性
  无线配置     码率   交错器大小
    3     1/4     768
    4     1/2     384
    5     1/4     768
    6     1/6     1152
    7     1/3     576
    8     1/4     1152
    9     1/2     576
根据本发明的一方面，使用cdma2000标准支持的可变速率特性的前向和反向链路上的若干无线配置支持表1中列出的AMR模式。在实施例中，为AMR语音帧(AMR模式0至7)选择12-比特CRC并且为SID帧(AMR模式8至11)选择8-比特CRC。这些CRC选择提供了良好的性能而将用于每个帧的附加比特的个数减少到最小。
表6至12显示了用于前向链路的，分别使用无线配置3-9支持表1所列出的AMR模式的实施例。在这些表的每一个中，AMR语音帧(AMR模式0至7)的信息比特的个数(第2列)是A、B和C类比特与3个RL语音速率比特的和。每个SID帧的信息比特的个数是SID比特、格式比特以及3个RL语音速率比特的和。编码器输入(第5列)包括第2列的全部信息比特加上8或12CRC比特(第3列)以及8个尾部比特(第4列)。对于每个无线配置，由cdma2000标准规定码率。对于1/4的码率，为每个信息比特产生4个代码比特，并且编码器输出(第6列)上的比特数是馈入编码器输入的比特数的4倍。对于特定的无线配置，交错器的大小是固定的。
对于无线配置3、4、6和7，不支持模式6和7中的两个最高AMR速率。这些无线配置是基于速率组1(9.6kbps)，其中对于基本信道，每帧的最大信息比特数是172。为了适应更高的AMR速率，可以使用提供达每帧268信息比特的基于速率组2(14.4kbps)的无线配置。例如，无线配置3和5使用速率1/4编码器与768-符号的交错器。然而，无线配置5支持达每个基本信道帧268个信息比特，而无线配置3仅支持达172个信息比特。对于较低速率的AMR模式，可变速率参数对于无线配置3和5是相同的，但是无线配置5能够支持表1中列出的所有AMR模式。从而，对于大多数的AMR应用，可以使用无线配置5代替无线配置3。
                   表6-关于无线配置3(SR1，R＝1/4)的前向链路编码
                            比特数/帧
    AMR模式索引 信息 CRC 尾部   编码器输入   编码器输出   交错器大小
    0     98     12     8     118     472     768
    1     106     12     8     126     504     768
    2     121     12     8     141     564     768
    3     137     12     8     157     628     768
    4     151     12     8     171     684     768
    5     162     12     8     182     728     768
    6     207                     不被支持
    7     247                     不被支持
    8     42+4     8     8     62     248     768
    9     45+1     8     8     62     248     768
    10     41+5     8     8     62     248     768
    11     40+6     8     8     62     248     768
    12-14     TBD     TBD     8     TBD     TBD     768
    15     3+1     12     8     24     96     768
          表7-关于无线配置4(SR1，R＝1/2)的前向链路编码
                          比特数/帧
    AMR模式索引 信息 CRC 尾部   编码器输入   编码器输出   交错器大小
    0     98     12     8     118     236     384
    1     106     12     8     126     252     384
    2     121     12     8     141     282     384
    3     137     12     8     157     314     384
    4     151     12     8     171     342     384
    5     162     12     8     182     364     384
    6     207                         不被支持
    7     247                         不被支持
    8     42+4     8     8     62     124     384
    9     45+1     8     8     62     124     384
    10     41+5     8     8     62     124     384
    11     40+6     8     8     62     124     384
    12-14     TBD     TBD     8     TBD     TBD     384
    15     3+1     12     8     24     48     384
             表8-关于无线配置5(SR1，R＝1/4)的前向链路编码
                          比特数/帧
    AMR模式索引 信息 CRC 尾部   编码器输入   编码器输出   交错器大小
    0     98     12     8     118     472     768
    1     106     12     8     126     504     768
    2     121     12     8     141     564     768
    3     137     12     8     157     628     768
    4     151     12     8     171     684     768
    5     162     12     8     182     728     768
    6     207     12     8     227     908     768
    7     247     12     8     267     1,068     768
    8     42+4     8     8     62     248     768
    9     45+1     8     8     62     248     768
    10     41+5     8     8     62     248     768
    11     40+6     8     8     62     248     768
    12-14     TBD     TBD     8     TBD     TBD     768
    15     3+1     12     8     24     96     768
               表9-关于无线配置6(SR3，R＝1/6)的前向链路编码
                           比特数/帧
    AMR模式索引 信息 CRC 尾部   编码器输入   编码器输出   交错器大小
    0     98     12     8     118     708     1,152
    1     106     12     8     126     756     1,152
    2     121     12     8     141     846     1,152
    3     137     12     8     157     942     1,152
    4     151     12     8     171     1,026     1,152
    5     162     12     8     182     1,092     1,152
    6     207                         不被支持
    7     247                         不被支持
    8     42+4     8     8     62     372     1,152
    9     45+1     8     8     62     372     1,152
    10     41+5     8     8     62     372     1,152
    11     40+6     8     8     62     372     1,152
    12-14     TBD     TBD     8     TBD     TBD     1,152
    15     3+1     12     8     24     144     1,152
                 表10-关于无线配置7(SR3，R＝1/3)的前向链路编码
                            比特数/帧
    AMR模式索引 信息 CRC 尾部    编码器输入   编码器输出     交错器大小
    0     98     12     8     118     354     576
    1     106     12     8     126     378     576
    2     121     12     8     141     423     576
    3     137     12     8     157     471     576
    4     151     12     8     171     513     576
    5     162     12     8     182     546     576
    6     207                           不被支持
    7     247                           不被支持
    8     42+4     8     8     62     186     576
    9     45+1     8     8     62     186     576
    10     41+5     8     8     62     186     576
    11     40+6     8     8     62     186     576
    12-14     TBD     TBD     8     TBD     TBD     576
    15     3+1     12     8     24     72     576
                    表11-关于无线配置8(SR3，R＝1/4)的前向链路编码
                        比特数/帧
    AMR模式索引 信息 CRC 尾部    编码器输入    编码器输出    交错器大小
    0     98     12     8     118     472     1,152
    1     106     12     8     126     504     1,152
    2     121     12     8     141     564     1,152
    3     137     12     8     157     628     1,152
    4     151     12     8     171     684     1,152
    5     162     12     8     182     728     1,152
    6     207     12     8     227     908     1,152
    7     247     12     8     267     1,068     1,152
    8     42+4     8     8     62     248     1,152
    9     45+1     8     8     62     248     1,152
    10     41+5     8     8     62     248     1,152
    11     40+6     8     8     62     248     1,152
    12-14     TBD     TBD     8     TBD     TBD     1,152
    15     3+1     12     8     24     96     1,152
                  表12-关于无线配置9(SR3，R＝1/2)的前向链路编码
                         比特数/帧
    AMR模式索引 信息 CRC 尾部    编码器输入    编码器输出   交错器大小
    0     98     12     8     118     236     576
    1     106     12     8     126     252     576
    2     121     12     8     141     282     576
    3     137     12     8     157     314     576
    4     151     12     8     171     342     576
    5     182     12     8     182     364     576
    6     207     12     8     227     454     576
    7     247     12     8     267     534     576
    8     42+4     8     8     62     124     576
    9     45+1     8     8     62     124     576
    10     41+5     8     8     62     124     576
    11     40+6     8     8     62     124     576
    12-14     TBD     TBD     8     TBD     TBD     576
    15     3+1     12     8     24     48     576
表13列出了如cdma2000标准规定的适用于反向基本信道的一些可变数据率的无线配置和相关的参数值。可以使用表13中列出的可变数据率来支持表1中列出的AMR模式。反向链路上的无线配置3至6使用速率1/4编码器与1536-符号的交错器。
       表13-用于基本信道的反向话务信道帧结构
            及所支持的一些可变数据率
                    比特数/帧
    无线配置     总数     信息     CRC     尾部
    3和5     17至96     1至80     8     8
    21至192     1至172     12     8
    4和6     17至72     1至56     8     8
    21至288     1至268     12     8
表14显示了适用于反向链路的，使用无线配置4或6支持AMR模式的实施例。在表14中，AMR语音帧(AMR模式0至7)的信息比特的个数(第2列)是A、B和C类比特的和。每个SID帧的信息比特的个数是SID比特和格式比特的和。编码器输入(第5列)包括第2列、8或12 CRC比特(第3列)以及8个尾部比特(第4列)的全部信息比特。对于1/4的码率，为每个信息比特产生4个代码比特，并且编码器输出(第6列)上的比特数是馈入编码器输入的比特数的4倍。由cdma2000标准规定交错器的大小(第7列)。
表14给出了使用基于速率组2(14.4kbps)的无线配置4或6支持AMR数据的一种实现。如果使用基于速率组1(9.6kbps)的无线配置3和5，除了不支持对于AMR模式6和7的两个最高AMR速率之外，参数将与表14中所示的对于无线配置4和6的相同。从而，应该使用无线配置4或6代替无线配置3和5。
                      表14-关于无线配置4或6的反向链路编码
                       比特数/帧
    AMR模式索引 信息 CRC 尾部    编码器输入    编码器输出    交错器大小
    0     95     12     8     115     460     1,536
    1     103     12     8     123     492     1,536
    2     118     12     8     138     552     1,536
    3     134     12     8     154     616     1,536
    4     148     12     8     168     672     1,536
    5     159     12     8     179     716     1,536
    6     204     12     8     224     896     1,536
    7     244     12     8     264     1,056     1,536
    8     39+4     8     8     59     236     1,536
    9     42+1     8     8     59     236     1,536
    10     38+5     8     8     59     236     1,536
    11     37+6     8     8     59     236     1,536
    12-14     TBD     TBD     8     TBD     TBD     1,536
    15     0+4     12     8     24     96     1,536
为了支持表1中所列出的AMR模式，可以(1)在专用控制信道(DCCH)上，(2)作为用于发送AMR数据的话务信道上的全空白突发串帧，或(3)通过其它信令机构，发送与AMR数据相关的信令信息。在实施例中，用于AMR数据的信令信息并不是作为话务信道上的“半空白突发串(dim-and-burst)”帧被发送。
图6是能够处理AMR帧的接收单元600的实施例的方块图。解调器(DEMOD)612接收并解调(如解扩展、解覆盖以及导频解调)来自前面单元的抽样并且给出已解调的帧。多速率解码器614根据一组速率假设，接收并解码每个已解调的帧。每个速率假设符合对于接收到的帧的特定假设的速率，并且与用于该速率的特定的一组处理(如CRC、编码以及交错)参数值相关。对于每个速率假设，解码器614进行纠错解码并将已解码的帧馈入各自的缓冲器616。如图6所示，为若干盲速率，给出了若干缓冲器616a至616f。例如，如上所述，使用6个缓冲器用于表1中所列出的AMR模式的要检测的6个盲速率。还可以支持更少的或附加的其它盲速率的假设并且这些假设在本发明的范围之内。
速率检测器620从缓冲器616接收已解码的帧并选择已解码的帧之一作为被发送的帧。在图6所示的实施例中，速率检测器620包括CRC校验器522、符号误码率(SER)检测器624、Yamamoto度量检测器626、解码器度量检测器628以及头部校验器630。可以仅用这些校验器和检测器的一部分实现速率检测器620，或者可以使用不同的或额外的校验器和检测器。
CRC校验器622为每个已解码帧中的数据块本地产生CRC值，并确定本地产生的CRC值是否与已解码帧中的CRC值相匹配。对于所有的速率假设的已解码帧都进行该CRC校验。CRC校验器622提供若干检验比特(如C1、C2等等)，一个校验比特适用于每个正被检测的可能的盲速率。
SER检测器624从缓冲器接收已解码的比特以及通过线616接收被接收的符号的估计。SER检测器624然后将已解码比特重新编码，将重新编码的符号与接收到的符号相比较，计算重编码符号与所接收符号间的偏差，并给出表现偏差数的符号误码率(SER)。SER检测器624提供若干SER值(如SER1、SER2等等)，一个SER值适用于每个正被检测的可能的盲速率。对于不同帧速率，SER值被标准化来说明每帧的符号数中的差异。除了CRC比特之外，可以使用SER值来确定当前帧的速率和完整性。
Yamamoto度量检测器624根据所选择的通过格栅的路径和通过格栅的下一最接近的路径间的差异，给出置信度量。Yamamoto校验取决于解码前的帧处理，而CRC校验取决于每个已解码帧中的比特。Yamamoto检测器624提供若干Yamamoto值(如Y1、Y2等等)，一个Yamamoto值适用于每个正被检测的可能的盲速率。
解码器度量检测器628给出表现已解码帧的置信度的度量，如对于所选择的解码器格栅输出路径的Viterbi解码器度量。
速率检测器620从CRC校验器622接收CRC校验比特，从SER检测器624接收SER值，并从Yamamoto检测器626接收Yamamoto值。速率检测器620然后确定可能速率的哪一个是接收帧的实际速率。速率检测器620使用特定速率确定算法，该算法衡量来自CRC校验、SER检测、Yamamoto检测或它们的组合的结果并根据这些结果给出接收帧速率的估计。一旦确定了接收帧的速率，速率检测器620就将向适当的缓冲器616馈入信号来给出已解码的帧，该帧将被进一步处理。如果一个帧被声明为删除帧(如对于接收帧，所有CRC校验都失败)将不给出帧，并且认为该帧是被错误接收的。作为备择或另一方面，如果声明了删除，速率检测器620可以给出表示帧删除的信号。
对于被声明为SID帧的接收帧，头部校验器630校验格式比特来确定接收到的是那种类型的SID。头部校验器630还可以提供表示已检测到特殊SID类型的信号。
解码器614可以以多速率Viterbi解码器实现，该解码器被描述于美国专利号5,710,784，名为“MULTIRATE SERIAL VITERBI DECODER FOR CDMA SYSTEMAPPLICATION”之中。在美国专利号5,751,725，名为“METHOD AND APPARATUSFOR DETERMINING THE RATE OF RECEIVED DATA IN A VARIABLE RATECOMMUNICATION SYSTEM”，美国专利号5,774,496，名为“METHOD AND APPARATUSFOR DETERMINING DATA RATE OF TRANSMITTED VARIABLE RATE DATA IN ACOMMUNICATIONS RECEIVER”以及美国专利号6,108,372，名为“METHOD ANDAPPARATUS FOR DECODING VARIABLE RATE DATA USING HYPOTHESIS TESTING TODETERMINE DATA RATE”之中描述了进行盲速率检测的技术。这些专利都转让给本发明的受让人，并在此引用以作参考。
图3和图6中，可以用各种装置实现发送源(如基站)中的处理部件以及接收设备(如远程终端)。例如，可以以硬件、软件或它们的组合实现图6中的解调器612、解码器614以及速率检测器620。对于硬件实现，可以在一个或多个专用集成电路(ASIC)、数字信号处理器(DSP)、可编程逻辑器件(PLD)、控制器、微型控制器、微处理器、其它的设计用于执行在此描述的功能的电子部件或它们的组合来实现处理部件。
对于软件实现，可以以执行在此描述的功能的模块(如程序、函数等等)实现这些处理部件。例如，可以以存储于存储器并由处理器执行的软件代码来实现解码、CRC校验、SER检测、Yamamoto检测、盲速率检测、和/或其它功能。
为清楚起见，已经对适用于cdma2000系统的详细实现描述了本发明的各种方面、实施例和特性。然而，可以方便地贯彻或采用其它CDMA系统和标准来支持在此描述的AMR模式以及其它模式。
给出较佳实施例的上述说明，使本领域的普通技术人员能够制造或使用本发明。对于那些本领域的普通技术人员，这些实施例的各种修正将显而易见，并且在此规定的一般原理可以适用于其它实施例而不使用创造能力。这样，本发明并不打算局限于在此所示的实施例，而是要符合在此揭示的原理和新颖特性的最宽泛的范围。

Claims (57)

1.在无线通信系统中，一种用于发送与自适应多速率(AMR)语音编码器相关的数据比特的方法，其特征在于包括：
接收多个与AMR语音编码器相关的数据比特；
为多个数据比特产生多个帧质量指标比特；
形成在其中包括多个数据比特和多个帧质量指标比特并且与通信系统规定的特定帧格式相符的已格式化帧；以及
发送已格式化帧的表示。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于进一步包括：
用特定编码器编码已格式化的帧，以产生已编码帧。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于进一步包括：
根据特定速率匹配算法对已编码帧进行速率匹配。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于多个帧质量指标比特包括多个循环冗余校验(CRC)比特。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于多个帧质量指标比特包括8-比特CRC值或12-比特CRC值。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于已格式化的帧与多个可能的帧速率之一相关。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于多个可能的帧速率包括用于语音信息的4个帧速率、用于静音指示符(SID)的一个帧速率以及用于空帧的一个帧速率。
8.根据权利要求2所述的方法，其特征在于多个数据比特代表语音信息。
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于多个数据比特与多个可能的数据率之一相关。
10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于对于每个可能的数据率，已格式化帧包括不同于其它可能的数据率的已格式化帧中的数据比特数的特定数量的数据比特。
11.根据权利要求8所述的方法，其特征在于多个数据比特包括多类比特，其中每类与各自的重要性级别相关。
12.根据权利要求11所述的方法，其特征在于在已格式化帧中进行产生和编码多类比特。
13.根据权利要求11所述的方法，其特征在于向多类比特分配已格式化帧中的对应部分。
14.根据权利要求8所述的方法，其特征在于具有语音信息的已格式化帧包括至少12个帧质量指标比特。
15.根据权利要求2所述的方法，其特征在于多个数据比特表示静音指示符(SID)。
16.根据权利要求15所述的方法，其特征在于SID是多种SID类型之一。
17.根据权利要求16所述的方法，其特征在于每个SID类型的SID包括与其它SID类型的SID不同的特定数量的比特。
18.根据权利要求16所述的方法，其特征在于进一步包括：
在已格式化帧中追加一个或多个表现出包含于已格式化帧中的SID的特定SID类型的格式比特。
19.根据权利要求18所述的方法，其特征在于对于多个SID类型，已格式化帧具有相同帧长。
20.根据权利要求19所述的方法，其特征在于多个SID类型的帧长是43比特或46比特。
21.根据权利要求15所述的方法，其特征在于SID的已格式化帧包括至少8个帧质量指标比特。
22.根据权利要求1所述的方法，其特征在于进一步包括：
通过信令信道传送与AMR数据相关的信令信息。
23.根据权利要求1所述的方法，其特征在于进一步包括：
在用于传送已格式化帧的话务信道上传送与信令帧中的AMR数据相关的信令信息。
24.根据权利要求1所述的方法，其特征在于无线通信系统遵循cdma2000标准。
25.一种用于接收与自适应多速率(AMR)语音编码器相关的数据比特的方法，其特征在于包括：
接收在其中包括与AMR语音编码器相关的多个数据比特的帧；
检测接收帧的帧速率；以及
至少部分地根据已检测的帧速率，从接收帧中提取多个数据比特。
26.根据权利要求25所述的方法，其特征在于进一步包括：
根据多个速率假设，解码接收帧以产生多个已解码的帧。
27.根据权利要求26所述的方法，其特征在于根据对多个已解码的帧的CRC校验的结果检测接收帧的帧速率。
28.根据权利要求27所述的方法，其特征在于根据多个已解码的帧的符号误码率进一步检测接收帧的帧速率。
29.根据权利要求25所述的方法，其特征在于接收帧与多个可能的帧速率相关，并且其中根据速率检测算法(RDA)进行检测。
30.根据权利要求29所述的方法，其特征在于多个可能的帧速率包括用于语音信息的4个帧速率、用于静音指示符(SID)的一个帧速率以及用于空帧的一个帧速率。
31.在无线通信系统中，一种用于发送与自适应多速率(AMR)语音编码器相关的数据比特的发送实体，其特征在于包括：
被配置成处理多个与AMR语音编码器相关的数据比特以产生多个帧质量指标比特的帧质量发生器；
与帧质量发生器耦合并被配置成形成在其中包括多个数据比特和多个帧质量指标比特并且与通信系统规定的特定帧格式相符的已格式化帧的帧格式化器；以及
被配置成发送已格式化帧的表示的发射机单元。
32.根据权利要求31所述的发送实体，其特征在于进一步包括：
与帧格式化器耦合并被配置成编码已格式化帧以产生编码帧的卷积编码器。
33.在无线通信系统中，一种用于接收与自适应多速率(AMR)语音编码器相关的数据比特的接收实体，其特征在于包括：
被配置成接收在其中包括与AMR语音编码器相关的多个数据比特的帧，根据多个速率假设解码接收帧并且对于多个速率假设给出多个已解码的帧的解码器，其中每个速率假设符合接收帧的多个可能帧速率之一；以及
与解码器耦合并被配置成接收至少一组质量指标值，根据该至少一组质量指标值对接收的帧确定特定的帧速率，并部分地根据已确定的帧速率从接收帧中提取多个数据比特的速率检测器。
34.根据权利要求33所述的接收实体，其特征在于速率检测器包括
被配置成根据每个已解码的帧中包含的一组CRC比特校验多个已解码的帧，并给出表示多个已解码的帧的CRC校验的结果的多个校验比特的CRC校验器。
35.根据权利要求33所述的发送实体，其特征在于速率检测器包括
被配置成为多个已解码的帧提供多个SER值的符号误码率(SER)检测器。
36.根据权利要求33所述的发送实体，其特征在于速率检测器包括
被配置成为多个已解码的帧提供多个Yamamoto值的Yamamoto检测器。
37.根据权利要求33所述的发送实体，其特征在于根据对多个已解码的帧获得的CRC校验、符号误码率、Yamamoto值或它们的组合确定接收帧的帧速率。
38.一种用于在cdma2000系统中发送自适应多速率(AMR)语音编码器信息的方法，其特征在于包括：
使用循环冗余校验(CRC)编码AMR语音编码器信息的比特；
在具有从特定数量的可能帧速率中选出的帧速率的cdma2000帧中插入AMR语音编码器信息；以及
发送cdma2000帧的表示。
39.一种用于在cdma2000系统中接收自适应多速率(AMR)语音编码器信息的方法，其特征在于包括：
对接收的cdma2000帧进行速率检测以确定接收帧的帧速率；以及
部分地根据接收帧的已确定的帧速率从接收帧中提取多个AMR信息比特。
40.根据权利要求2所述的方法，其特征在于特定的编码器是卷积编码器。
41.根据权利要求2所述的方法，其特征在于已格式化的帧包括用于在每个帧的起始将卷积编码器设置成已知状态的多个尾部比特。
42.根据权利要求9所述的方法，其特征在于进一步包括：
从已格式化的帧中省略表示包含于已格式化帧中的语音信息的特定数据率的格式比特。
43.根据权利要求1所述的方法，其特征在于进一步包括：
从已格式化的帧中省略与AMR数据相关的信令信息。
44.根据权利要求38所述的方法，其特征在于进一步包括：
根据截尾卷积编码编码AMR语音编码器信息。
45.根据权利要求38所述的方法，其特征在于AMR语音编码器信息的比特属于与重要性的不同等级相当的特定数量的优先级。
46.根据权利要求45所述的方法，其特征在于优先级的特定数量是3。
47.根据权利要求38所述的方法，其特征在于可能的帧速率的特定数量是6。
48.根据权利要求47所述的方法，其特征在于6个可能的帧速率包括用于传送主服务选项数据的4个帧速率、用于传送静音指示符(SID)数据的一个帧速率以及用于传送空数据的一个帧速率。
49.根据权利要求48所述的方法，其特征在于进一步包括：
在每个携带SID数据的帧中插入一个或多个格式比特以形成具有特定数量的总比特数的帧。
50.根据权利要求49所述的方法，其特征在于携带SID数据的帧包括总共43个比特。
51.根据权利要求38所述的方法，其特征在于进一步包括：
在cdma2000专用控制信道(DCCH)信道上发送信令信息。
52.根据权利要求38所述的方法，其特征在于进一步包括：
使用cdma2000基本信道上的全空白突发串帧发送信令信息。
53.根据权利要求39所述的方法，其特征在于进一步包括：
根据盲速率检测算法从特定数量的可能帧速率中选择接收帧的帧速率。
54.根据权利要求53所述的方法，其特征在于可能的帧速率的特定数量是6。
55.根据权利要求54所述的方法，其特征在于6个可能的帧速率包括用于传送主服务选项数据的4个帧速率、用于传送静音指示符(SID)数据的一个帧速率以及用于传送空数据的一个帧速率。
56.在cdma2000专用控制信道(DCCH)信道上接收与携带AMR语音编码器信息的话务信道相关的信令信息。
57.根据权利要求39所述的方法，其特征在于进一步包括：
在接收自基本信道的全空白突发串帧中接收与携带AMR语音编码器信息的基本信道相关的信令信息。
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