[发明专利]在通信系统中插入信令的方法和装置

说明书

本发明涉及通信系统，具体涉及在通信系统的一个通信信道上插入信令的技术。

通信系统特别是蜂窝通信系统是众所周知的。公知的蜂窝通信系统由各个网孔现场组成，每一网孔现场装有与工作在网孔现场内的各移动通信单元通信的设备。网孔现场的通信是通过通信资源进行的，通常叫做通信信道，它由一对射频频率组成，由移动通信单元用来与网孔现场之间发送和接收信息。最近，已经开发出数字蜂窝移动通信系统，其中通信信道由一系列时隙或分组组成，各时隙中含有移动通信单元与基站间通信的信息帧。这类数字通信系统已大大增加了通信系统的容量，因为借助于将各信息帧复用到通信信道上，可以把许多个用户分配到单一通信信道。

在数字通信系统中，例如数字蜂窝通信系统，一个讲话人的话音信号首先要变换为一种已调信号，然后将这个已调信号编码，即将该已调信号转换为它的数字表示信号，而适合于在通信信道上传输。该编码信号发送给接收单元，例如一个移动通信单元，在接收单元中进行解码、解调，并重新产生讲话人话音的声音表示物。

为了在蜂窝通信系统中控制通信活动性，在移动通信单元网孔现场的基站控制器之间需要传送控制信息或信令。例如在时分多址(TDMA)系统中，可以使信息帧的特定时隙专门用来传送信令信息。然而，可以证明这种安排是低效率的，因为即使不需要传送信令时，也总是要保留该时隙。由于保留时隙，使传送诸如编码语音之类的信息的可用带宽减小。

在码分多址(CDMA)类型的通信系统中，根本不保留信息帧的特定部分用于信令，因而，如有必要，每个信息帧均可用来传送最大量的信息。众所周知，在CDMA系统中还可以提供可变速率的通信。在一些情况下，可变速率通信只提供小于一整信息帧的部分，用来传送特定用户的信息。因此，该信息帧的其余部分便可以用来为其它用户提供业务，或者，如下所述用来传送信令。

在可变速率通信情况下，当用户讲话时通常以全速率传送信息，也就是说，整个信息帧专用于传送用户的编码语音。但当讲话暂停时，无需使用全速率通信也能有效地传送讲话人的全部信息，因而可以使用较低的速率，为半(1/2)速率、四分之一(1/4)速率、八分之一(1/8)速率。在半速率时，用户的信息仅占用1/2个信息帧或信息带宽。因而，从系统的另一个用户来的信息便可以插入该帧或信息带宽的其余部分，并在该通信信道上进行通信。

当需要传送信令时，例如移动通信单元和基站之间的信令(双向)，信令装置会设法等待一个小于全速率通信帧的部分，将信令信息插入该帧。然而，信令信息通常包括一个“超时定时”或时间周期，其间必须将信令送出。万一定时已达超时而没能将信令信息送出，则信念装置会将信息插入称之为“空白和突发”(blank-and-burst)或“微弱和突发”(aim-and-burst)处理过程。

在一个“空白和突发”期间，便会放弃一整帧或更多的编码语音信号，并将信令信息插入，以代替编码语音。在一个“微弱和突发”期间，将语音以比全率速低的速率进行编码，例如1/2速率，并将信令信息插入减小了信息带宽的帧中。在“空白和突发”或“微弱和突发”工作过程中，一部分编码语音信号因在它的位置上传送信令而丢失导致音频信号恶化。然而，在进行一个“空白和突发”或“微弱和突发”之前，在信令装置中的语音编码器会据此调整其状态，使接收装置解码器不因丢失的话音带宽而显著失真，并实质上保持着声频质量。

在移动台至移动台的通信中，语音在发送移动通信单元进行编码，通过蜂窝通信网传送，并由接收移动台进行接收和解码。而当通过蜂窝通信网与网外进行通信时，不进行语音解码，而只是将它传送给其通信目的端。然而，如果蜂窝通信网须给接收移动台传送信令信息时，实现的唯一方式是传送一个“空白和突发”，这会导致发送移动通信单元编码器与接收移动通信单元解码器之间过度偏差。如所讨论过的，正常情况下允许信令装置编码器调整其状态，以避免解码器与编码器之间有偏差。然而，当信令由蜂窝网设备在移动台至移动台的通信中插入时，蜂窝网便不能通知移动通信单元的话音编码器调整其状态。解码器在预期含有编码话音的帧时会偏离编码器，从而造成声频质量降低。