[发明专利]蜂窝无线电系统中的可变速率电路交换传输业务

说明书

本发明涉及用于在蜂窝无线电系统中提供电路交换承载业务的技术。

支持可变速率电路交换承载业务的能力是第三代数字移动通信系统的最重要特征之一。这种需求来自这样一些应用，其中源数据传递速率随时间改变，但不完全采取“突发(bursty)”形式。这样的以“突发”形式随时间改变的数据传递速率通常可以由分组交换接入承载业务支持，然而，可变速率业务仍需要在电路交换形式中保持连接。应用实例包括可变速率语音编解码器和可变速率视频编解码器。通常，这些编解码器的可变速率可被限定为若干个固定的数据传递速率值，但所需的变化速度可以非常高，比如从一个语音或视频帧至下一个语音或视频帧。

这些编解码器的优点是，当平均数据传递速率低于峰值数据传递速率时，语音和视频的质量可以保持得几乎如同它们在峰值数据传递速率下工作一样。然而，这要求支持这些编解码器的承载业务能够通过无线接口改变它们的传输速率，以便当源数据传递速率由峰值降低时，冗余的无线信道容量可以释放给其他用户。否则，这些可变速率编解码器的使用对系统或网络将没有任何好处，因为限制系统容量的因素是用户峰值速率。

尽管从原则上讲，用户接口速率的任何所需的变化可通过越区切换(handover)过程加以考虑，在此过程期间连接被转交至另一承载业务，它通常涉及分配无线信道资源，但是，当今一代数字移动通信系统不支持可变速率电路交换承载业务。这个过程是缓慢的，它不能用于支持任何用户源比特率的迅速变化，比如由可变速率语音或视频编解码器引起的变化。

不连续传输(DTX)是现今的移动通信系统中实现数据传递速率变化的另一种方式。DTX指的是这样一种方法，借助这种方法，在语音出现暂停期间向无线路径的传输可被中断。其目的在于降低传输中的功率消耗——这对于移动电话绝对重要，以及降低无线路径上的一般干扰电平——它影响系统的容量。例如，在泛欧数字移动通信系统GSM中，发射机(移动台或基站)通常是每个TDMA帧(即96个脉冲串/480毫秒)发送一个业务脉冲串，直至语音编解码器在语音信号中检测到一个寂静周期。因此，发射机仅发送12个脉冲串/480毫秒。这节省了发射功率并降低了对其他共信道用户的干扰。

因为在移动通信系统中无线资源是由基站控制器或移动业务交换中心以时隙形式分配的，所以当源数据传递速率降低时其他用户不易于立刻再用已释放的无线容量。同样地，当源速率增加时，也不易于立刻利用附加的无线容量。这意味着从网络的观点看没有获得重大的收益，例如，通过在移动通信系统中使用可变速率语音和视频编解码器。

本发明的目的是这样一个移动通信系统，它以改善移动通信系统性能的方式支持可变速率电路交换承载业务。

这个目的是借助于本发明的这样一种方法而实现的：当用户信号的比特率在传输期间改变时，在蜂窝无线网络中的一个电路交换连接上传输一用户信号，特别是一语音或视频信号。所述方法特征在于

给电路交换连接分配一个相应于可变速率用户信号的最大比特率的容量，

当用户信号的比特率低于所述最大比特率时，使用电路交换连接的额外容量以改善该连接的干扰容限，

当用户信号的比特率低于所述最大比特率时，与改善的干扰容限成比例地降低发射功率。

本发明进一步涉及一种发射机，用于在蜂窝无线系统中的一个电路交换连接上传输用户信号，特别是语音或视频信号，所述发射机包含：一个可变比特率用户信号源，比如一个语音或视频编码器；一个信道编码器；一个具有可调发射功率的无线发射机单元；其特征在于，分配给电路交换连接的容量相应于用户信号的最大速率，对于用户信号的最大比特率，信道编码器有一个第一相对最小效力信道编码或根本没有信道编码，而对每个用户信号的较低比特率，有一个相对更有效的信道编码，该信道编码利用降低传递速率所释放的电路交换连接的容量，用以改善连接的干扰容限，无线发射机单元的发射功率(Tx_POWER)取决于信道编码器所用的信道编码，使得发射功率随信道编码效率的增加而降低，而比特差错率实质上保持不变。