專利名稱：在電信網(wǎng)中用于減小與無線電收發(fā)信機(jī)相互通信所需的帶寬的分散基站的制作方法
背景本發(fā)明涉及一個分散基站，在電信網(wǎng)中用于減小無線電收發(fā)信機(jī)與相應(yīng)的移動業(yè)務(wù)中心之間的通信所需的帶寬。
幾年前，已經(jīng)出現(xiàn)了用于移動通信系統(tǒng)的GSM系統(tǒng)或全球系統(tǒng)的方案。那時候，在蜂窩電信系統(tǒng)中還沒有使用微網(wǎng)孔和微微網(wǎng)孔。微網(wǎng)孔和微微網(wǎng)孔的出現(xiàn)層管具有其優(yōu)越性，但在把這些網(wǎng)孔鏈接到其各自的基站時會遇到很多困難，并且價格昂貴。GSM專用的接口適用于普通的網(wǎng)孔，其中的基站具有很多指定的頻率和很多發(fā)射機(jī)-接收機(jī)(下文稱為TRX或收發(fā)信機(jī))。這種系統(tǒng)的一個實(shí)例就是以Philippe Charas的名義于1993年11月9日提交的名稱為“A Rodia Mudule Included in a PrimaryRadio Station and a Radio Structrue Containing Such Madules”“包括在基本無線站中的無線模塊以及保括此種模塊的無線結(jié)構(gòu)”的美國未決專利申請第08/149,532號，該申請已經(jīng)轉(zhuǎn)讓給了本發(fā)明的受讓人，本文中以此作為參考資料。
慣用的基站的部件通常都設(shè)置在某一位置上或是構(gòu)架中。例如在圖1A中，在采用IS-54標(biāo)準(zhǔn)的Mexico使用的蜂窩移動無線系統(tǒng)包括一個移動業(yè)務(wù)交換中心MSC10，它的一側(cè)連接到公共電話交換網(wǎng)(PSTN)，另一側(cè)連接到至少一個基站BS12。在移動業(yè)務(wù)交換中心MSC和基站BS之間的信息是以每秒2048Kbit(Kbps)的比特率進(jìn)行交換的。每個基站BS12的實(shí)體通常被裝在幾個設(shè)備機(jī)架或構(gòu)架中，并且包括多個收發(fā)信機(jī)TRX14(TRX1…TRXn)。一個收發(fā)信機(jī)TRX14僅能管理有限數(shù)量例如3個無線信道(也就是空間接口中的業(yè)務(wù)和/或控制信道)。提供了至少一個基站控制功能組件BCF16和收發(fā)信機(jī)接口TRI18?；究刂乒δ芙M件BCF16執(zhí)行基站BS內(nèi)的公共控制功能。
收發(fā)信機(jī)接口TRI18基本上是一個數(shù)字時間開關(guān)，它可以交換連接在其兩側(cè)作為2048Kbps鏈路的64Kbps業(yè)務(wù)信道(在上述實(shí)例中，每個收發(fā)信機(jī)TRX有3個業(yè)務(wù)信道)。特別是在其左側(cè)，可以連接一個或多個PCM(脈碼調(diào)制)鏈路的所有信道，每個信道以64Kbps進(jìn)行傳輸。在墨西哥，慣用的PCM鏈路具有32個信道，并由收發(fā)信機(jī)接口TRI18在各個收發(fā)信機(jī)TRX之間分配輸入的PCM信道。具體地說，收發(fā)信機(jī)接口TRI18連續(xù)地向/從每個有效的收發(fā)信機(jī)TRX發(fā)送/接收3個64KbpsPCM時隙。如果只有一個收發(fā)信機(jī)TRX有效，其余的29個PCM時間就是空閑的，因?yàn)槊總€PCM鏈路上的速率是2048Kbps，而在收發(fā)信機(jī)接口TRI18與一個收發(fā)信機(jī)TRX14之間所需的最大平均速率僅有192Kbps。然而，在當(dāng)今的系統(tǒng)中，收發(fā)信機(jī)TRX14的位置有可能遠(yuǎn)離收發(fā)信機(jī)接口TRI18。通常是采用專用的同軸電纜來應(yīng)付2048Kbps的速率。這種同軸電纜不夠理想，并且購買和安裝的費(fèi)用較高。
圖1B示出了GSM系統(tǒng)的一種典型結(jié)構(gòu)。至少有一個移動業(yè)務(wù)交換中心MSC10′被連接到公共電話交換網(wǎng)PSTN。由于GSM的元件與其他蜂窩電話系統(tǒng)中的元件在功能上稍有區(qū)別，與圖1A中相類似的元件用帶撇號的標(biāo)號來表示。
在圖1B中，基站系統(tǒng)BSS20負(fù)責(zé)無線方面的功能，并可以支持一或幾個網(wǎng)孔?？梢园鸦鞠到y(tǒng)BSS20分成兩部分，即一個基站控制器BSC22和一定數(shù)量的基站收發(fā)信機(jī)BTS24，后者各自用于一個網(wǎng)孔。移動業(yè)務(wù)交換中心MSC10′通過“A”接口與基站控制器BSC22通信。GS M建議ETSI/TC GSM08.01—08.20(本文中以此作為參考)規(guī)定了移動業(yè)務(wù)交換中心與基站系統(tǒng)之間的功能劃分和A接口?；究刂破鰾SC22與獨(dú)立的基站收發(fā)信機(jī)BTS24通過一個“A-bis”接口進(jìn)行通信。在歐洲電信標(biāo)準(zhǔn)學(xué)會ETSI/TC GSM08.5x—08.6x系列說明書中規(guī)定了這種接口，本文以此作為參考。
A-bis接口可以支持三種不同的內(nèi)部基站收發(fā)信機(jī)BTS24的結(jié)構(gòu)單個收發(fā)信機(jī)TRX(未示出)；具有公用的物理連接的一組收發(fā)信機(jī)TRX(未示出)；各自具有自身的物理連接的一組收發(fā)信機(jī)TRX。圖1B示出了后一種結(jié)構(gòu)，其中一個收發(fā)信機(jī)接口TRI18′通過A-bis 2048Kbps鏈路被連接到多個收發(fā)信機(jī)TRX1—TRXn14以及一個基本控制功能組件BCF16′。
如果支持基站控制器BSC22的功能的節(jié)點(diǎn)不是和其所有附屬的基站收發(fā)信機(jī)BTS24安置在一起的，那么，2048Kbps接口就必須遵守GSM建議08.51。當(dāng)基站系統(tǒng)BSS支持著許多網(wǎng)孔時通常是這種情況，因?yàn)檫@些網(wǎng)孔覆蓋了不同的地理區(qū)域。
由瑞典斯德哥爾摩Ericsson Rodio Systems AB提供的一種商用的傳統(tǒng)TRI18′的結(jié)構(gòu)如圖1C中所示。這種TRI可以是獨(dú)立存在的裝置或是GSM系統(tǒng)中的BSC的一部分。在圖1C中，僅示出了通過數(shù)字交叉連接開關(guān)DCC傳遞信息的基本框圖。為了執(zhí)行操作和維護(hù)可能需要有一個微處理器(未示出)。數(shù)字交叉連接開關(guān)DCC30通過多個G703接口I/F32被連接外到部傳輸網(wǎng)，一個接口I/F32用于一個網(wǎng)絡(luò)鏈路34。這些鏈路或總線34的傳輸速率約為2Mbps。鏈路34的數(shù)量隨著網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)而改變。每個鏈路34由一個獨(dú)立的發(fā)送線36和一個獨(dú)立的接收線38構(gòu)成。在G703接口的網(wǎng)絡(luò)一側(cè)表示了一個I/F32變換器40，這是把PCM鏈路連接到網(wǎng)絡(luò)上的一種公知的方式。
在G703接口I/F32處，發(fā)送/接收信號被從線路編碼信號HDB3轉(zhuǎn)換成TTL電平，或反之。(最多有3個連續(xù)零的高密度雙極性碼)。選擇一條接收線用于提取8KHz的幀同步信號，從線42的接口32輸出。這一幀同步被饋入網(wǎng)絡(luò)同步鎖相環(huán)PLL44，它用于產(chǎn)生DCC開關(guān)系統(tǒng)定時，也就是2048KHz或4096KHz的一個穩(wěn)定的幀同步FS線46和一個比特時鐘線48。在開關(guān)DCC30的右側(cè)，發(fā)送和接收數(shù)據(jù)被連接到2Mbps的點(diǎn)線34。DCC30內(nèi)部的連接是由構(gòu)造(Configure)輸入線50提供的控制功能輸入來設(shè)定的。
按照開放系統(tǒng)互連(OSI)協(xié)議，把基站控制器BCC22連接到基站收發(fā)信機(jī)BTS24的A-bis接口被進(jìn)一步分為三層物理層(層1)，數(shù)據(jù)鏈路層(層2)，以及網(wǎng)絡(luò)層(層3)。物理層1在OSI參考模型中處于最低層，它支持著在物理介質(zhì)上傳輸比特流時所需的全部功能。層2的責(zé)任是在網(wǎng)中的相鄰設(shè)備之間實(shí)現(xiàn)無差錯通信，而層3的任務(wù)除其他內(nèi)容之外還包括呼叫控制，移動性管理和無線資源管理。層1是數(shù)字的，速率為2048Kbps，具有32×64Kbps時隙的幀結(jié)構(gòu)。
參見圖1B，基站收發(fā)信機(jī)BTS24包括多個收發(fā)信機(jī)TRX1…TRX14′，它們各自支持8個TDMA(時分多址)信道，以及集中或分布的基站控制功能組件BCF16′，后者處理基站收發(fā)信機(jī)BTS24內(nèi)部的公用控制功能。在基站收發(fā)機(jī)BTS24中，收發(fā)信機(jī)接口TRI18′被連接在基站控制器BSC22與TRX14′和基站控制功能組件BCF16′之間。分配給基站收發(fā)信機(jī)BTS24的重要功能是在下行鏈路(基站到移動站)方向的信道編碼和調(diào)制，以及在上行鏈路方向的解調(diào)，均衡及信道解碼。話音編碼/解碼和數(shù)據(jù)代碼轉(zhuǎn)換(未示出)可以設(shè)在基站收發(fā)信機(jī)BTS24內(nèi)部，或是最好設(shè)在BTS24外部，例如設(shè)在基站控制器BSC22處，或是設(shè)在移動業(yè)務(wù)交換中心MSC10′的中心。
在慣用的GSM系統(tǒng)中，語音編碼器(未示出)把普通的64Kbps PCM語音(脈碼調(diào)制)轉(zhuǎn)換成速率為13Kbps的語音幀。如果語音和數(shù)據(jù)代碼轉(zhuǎn)換(在本文中稱為代碼轉(zhuǎn)換器)被設(shè)在基站收發(fā)信機(jī)BTS24的外部，就必須采用符合GSM建議ETSI/TCGSM08.60的用于“遠(yuǎn)程代碼轉(zhuǎn)換和速率適配的帶內(nèi)控制”的專用協(xié)議。這一協(xié)議采用16Kbps的信道來傳輸語音或數(shù)據(jù)以及信令和同步信號。在以Hammar et al.等人的名義于1992年1月31日提交的美國專利申請07/828,574號(現(xiàn)在的申請?zhí)柺?8/125,136，是1993年9月23日提交的)中描述了這種應(yīng)用，其中的代碼轉(zhuǎn)換器被設(shè)在移動業(yè)務(wù)交換中心MSC內(nèi)部，該申請已經(jīng)轉(zhuǎn)讓給了本申請的受讓人，并在本文中作為參考資料。
為了在基站控制器BSC22和基站收發(fā)信機(jī)BTS24之間傳送信令，使用了16Kbps或64Kbps的信令信道。對于每個TRX/BCF組合來說，定義了一組邏輯鏈路，被稱為操作和維護(hù)鏈路OML，無線信令鏈路RSL(只有TRX)，以及層2管理鏈路L2ML，它們被映象成信令信道。在每個信令信道上可以多路復(fù)用多個邏輯鏈路。無線信令鏈路RSL被用于支持業(yè)務(wù)管理程序，特別是支持移動站到網(wǎng)絡(luò)的通信。為每個收發(fā)信機(jī)TRX14′提供一個RSL鏈路。操作和維護(hù)鏈路OML被用于支持網(wǎng)絡(luò)管理程序，例如用于轉(zhuǎn)換操作和消息維護(hù)。為每個收發(fā)信機(jī)TRX14′和基本控制功能組件BCF16′提供一個OML鏈路。層2管理鏈路L2ML被用于把層2管理消息傳送給收發(fā)信機(jī)TRX14′或基本控制功能組件BCF16′。為每個收發(fā)信機(jī)TRX14′和基本控制功能組件BCF16′提供一個L2ML鏈路。
假定代碼轉(zhuǎn)換器位于基站收發(fā)信機(jī)BTS24中，并且為每個收發(fā)信機(jī)TRX14′分配了一個64Kbps的信令信道，每個TRX14′所需的信道容量是9*64Kbps(8個業(yè)務(wù)信道和一個信令信道)。另一方面，如果把代碼轉(zhuǎn)換器設(shè)在遠(yuǎn)端，并且僅為每個TRX14′分配一個16Kbps的信令信道，每個TRX15′所需的總?cè)萘烤褪?*64Kbps或2*64Kbps＋16Kbps。
GSM建議08.54說明，層1應(yīng)采用2048Kbps(32×64Kbps時隙)的速率或是64Kbps速率的數(shù)字傳輸。在兩種情況下，接口應(yīng)該滿足本文所參照的國際電報電話咨詢委員會CCITT建議G703，并且其物理/電氣特性應(yīng)該符合建議G703。
微網(wǎng)孔和微微網(wǎng)孔的發(fā)展使得GSM系統(tǒng)中的收發(fā)信機(jī)TRX被分散化。特別是，當(dāng)今的GSM基站中(BTS)包含了許多靠近收發(fā)信機(jī)接口TRI的收發(fā)信機(jī)TRX。這些連接是通過由GSM說明書的2048Kbps A-bis接口所定義的2048Kbps PCM鏈路來實(shí)現(xiàn)的。
由GSM說明書所定義的2048Kbps接口的缺點(diǎn)是其高昂的費(fèi)用。特別是，在微網(wǎng)孔和微微網(wǎng)孔的應(yīng)用條件下，無論是室內(nèi)還是室外的系統(tǒng)，每個網(wǎng)孔中有一或兩個TRX就足夠了。在這種情況下，為每個網(wǎng)孔分配一個2Mbps的中繼線是一種明顯的浪費(fèi)。在大多數(shù)情況下，如果TRI遠(yuǎn)離TRX，就必須使用同軸電纜來實(shí)現(xiàn)2Mbps的速率。如果在一個不包括這種電纜的大樓中安裝這種BTS，需要大幅度提高費(fèi)用。
發(fā)明概述按照本發(fā)明的一個實(shí)施例，在至少有一個網(wǎng)絡(luò)控制單元的一個TDMA蜂窩移動無線系統(tǒng)中，至少一個無線電收發(fā)信機(jī)，且至少一個多路復(fù)用器，用于對在網(wǎng)絡(luò)控制單元和無線電收發(fā)信機(jī)之間傳輸?shù)臄?shù)字編碼壓縮語音進(jìn)行多路復(fù)用和多路解復(fù)用，以及一個通過壓縮來減小帶寬的裝置，用于進(jìn)一步減小多路復(fù)用器的無線電收發(fā)信機(jī)一側(cè)傳輸信息所需的帶寬，該系統(tǒng)包括一個裝置，用于緩沖以相對較高的調(diào)制速率到達(dá)多路復(fù)用器的數(shù)字編碼壓縮語音，并且以相對較低的調(diào)制速率轉(zhuǎn)發(fā)緩沖后的數(shù)字編碼壓縮語音，以及另一個裝置，用于緩沖以相對較低的調(diào)制速率到達(dá)多路復(fù)用器的數(shù)字編碼壓縮語音，并且以相對較高的調(diào)制速率轉(zhuǎn)發(fā)緩沖后的數(shù)字編碼壓縮語音。
按照本發(fā)明的另一個實(shí)施例，提供了一個裝置，用于減少蜂窩TDMA電信網(wǎng)中所需的帶寬，這種電信網(wǎng)包括至少一個網(wǎng)絡(luò)控制單元和至少一個連接到網(wǎng)絡(luò)控制單元的基站，該基站包括一個多路復(fù)用裝置及至少一個收發(fā)信機(jī)裝置。上述裝置還包括對需要向基站傳輸?shù)脑捯魯?shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)字編碼和壓縮的裝置，并且輸出這種數(shù)字編碼壓縮話音數(shù)據(jù)，設(shè)在網(wǎng)絡(luò)控制單元與多路復(fù)用裝置之間的第一通信鏈路，它包括一個適合以至少1Mbps的速率進(jìn)行傳輸?shù)母咚冁溌罚约霸O(shè)在多路復(fù)用裝置與至少一個收發(fā)信機(jī)裝置之間的第二通信鏈路，它包括一個適合以1Mbps以下的速率進(jìn)行傳輸?shù)牡退冁溌贰６嗦窂?fù)用裝置包括一個緩沖裝置，用于緩沖以相對較高的傳輸速率發(fā)往收發(fā)信機(jī)的數(shù)字編碼壓縮話音數(shù)據(jù)，并且以相對較低的傳輸速率轉(zhuǎn)發(fā)緩沖后的話音數(shù)據(jù)，以及另一緩沖裝置，用于緩沖以相對較低的傳輸速率來自收發(fā)信機(jī)的數(shù)字編碼壓縮話音數(shù)據(jù)，并且以相對較高的傳輸速率轉(zhuǎn)發(fā)緩沖后的話音數(shù)據(jù)。
按照本發(fā)明的又一實(shí)施例，在蜂窩TDMA電信網(wǎng)中使用了一種分散的基站，這種電信網(wǎng)包括至少一個移動業(yè)務(wù)交換中心，遠(yuǎn)離基站的代碼轉(zhuǎn)換裝置，用于對需要傳輸給基站的話音數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)字編碼和壓縮，以及用于和移動站通信的至少一個收發(fā)信機(jī)?；具€包括一個收發(fā)信機(jī)接口，它被用作網(wǎng)絡(luò)控制單元與收發(fā)信機(jī)之間的接口，連接在網(wǎng)絡(luò)控制單元與收發(fā)信機(jī)接口之間的第一通信鏈路，這種第一通信鏈路適合以相對較高的傳輸速率傳輸數(shù)字編碼壓縮話音數(shù)據(jù)，連接在收發(fā)信機(jī)接口與各個收發(fā)信機(jī)之間的至少一個第二通信鏈路，這種至少一個第二通信鏈路適合以相對較低的傳輸速率傳輸數(shù)字編碼壓縮話音數(shù)據(jù)，以及設(shè)在收發(fā)信機(jī)接口中的一個裝置，用于把第一通信鏈路的速率改變的適合于第二通信鏈路的較低的速率。
熟悉本領(lǐng)域的人員通過以下結(jié)合附圖對本發(fā)明實(shí)施例的結(jié)構(gòu)所做的詳細(xì)描述可以看出本發(fā)明的其他特征和優(yōu)越性。
附圖簡述以下僅以舉例的方式結(jié)合


本發(fā)明的實(shí)施例，從中可以進(jìn)一步了解本發(fā)明的應(yīng)用，其中圖1A是在墨西哥使用的一種慣用的電信系統(tǒng)的示意圖；圖1B是按照GSM說明書的一種慣用的電信系統(tǒng)的示意圖；圖1C是收發(fā)信機(jī)接口TRI的一種慣用結(jié)構(gòu)；圖2是本發(fā)明的一個實(shí)施例；圖3表示了按照本發(fā)明的一個實(shí)施例的沿著A-bis接口放置的一個多路復(fù)用裝置；圖4示出了按照本發(fā)明的一個實(shí)施例的多路復(fù)用裝置MX的實(shí)施方案；以及圖5A-5D示出了本發(fā)明一個實(shí)施例中采用的幀同步方案。
詳細(xì)描述按照本發(fā)明，分散式基站具有一個用于A-bis接口的物理層(層1)的替代物，并且可以維持A-bis標(biāo)準(zhǔn)的所有其他層。在本文中假定代碼轉(zhuǎn)換器的位置遠(yuǎn)離基站，就象上述Hammer et al等人的申請中所述的那樣。在這種情況下，信息以數(shù)字編碼和壓縮的格式向基站往返傳輸。這種數(shù)字編碼和壓縮的代碼在無線接口中也要使用，并且在GSM中對每個話音信道的要求是大約13Kbps。與此相比，當(dāng)代碼轉(zhuǎn)換器設(shè)在基站內(nèi)部時，按照早先用來與基站往返傳輸話音的CCITT G703，未壓縮的PCM編碼話音需要64Kbps。壓縮的代碼所需的帶寬大約可以縮小四倍，或是在一個8比特的PCM字中僅需要8中取2。數(shù)字編碼和壓縮話音的應(yīng)用對本發(fā)明是很重要的，這是因?yàn)閮H有代碼的壓縮與多路分解和多路復(fù)用的組合才能產(chǎn)生足夠低的比特率，這樣才能在處理一個收發(fā)信機(jī)TRX時用四線或二線的傳輸鏈路來代替同軸電纜。
按照本發(fā)明，在各個方向上可以支持192Kbps的傳輸?shù)碾p對銅線可以被用于在TRX/BCF和基站內(nèi)部的公共節(jié)點(diǎn)之間進(jìn)行信息傳輸。也就是說，在收發(fā)信機(jī)接口與構(gòu)成基站的遠(yuǎn)程和本地收發(fā)信機(jī)之間可以使用普通的電話線，這樣就減少了費(fèi)用并且便于實(shí)施。另一種可行的方案是僅使用單對的連接。
參見圖2，按照本發(fā)明的一個實(shí)施例，可以改型現(xiàn)有的系統(tǒng)，由一個新的收發(fā)信機(jī)接口TRI18″，一個移動業(yè)務(wù)交換中心MSC10，一個基站控制器BSC22(用于GSM，TDMA系統(tǒng))，以及收發(fā)信機(jī)TRX14′構(gòu)成新的系統(tǒng)。如上所述，在本發(fā)明中假定代碼轉(zhuǎn)換裝置25的位置是遠(yuǎn)離基站的。如圖2中所示，代碼轉(zhuǎn)換器25是MSC10′的一部分。
收發(fā)信機(jī)接口TRI是一種可被用在GSM基站BTS中的功能組件。圖2中的元件與圖1B中所用的相同元件采用了相同的標(biāo)號，或是用相同的標(biāo)號加上雙撤點(diǎn)來表示那些與圖1B中的元件不同的元件。收發(fā)信機(jī)接口TRI18″，或是多路復(fù)用器18″包括一種多路復(fù)用能力，這種能力使多路復(fù)用器18″能在基站控制器BSC22一側(cè)的2Mbps鏈路與TRX/BCF一側(cè)的192Kbps鏈路之間實(shí)現(xiàn)接口，并且根據(jù)傳輸方向增大或減小傳輸速率，以及相應(yīng)地處理話音信道的業(yè)務(wù)量。這樣，就不必象現(xiàn)有技術(shù)中那樣在收發(fā)信機(jī)接口TRI18′和TRX14′之間使用同軸電纜連接。
具體地說，本發(fā)明的分散基站包括多個遠(yuǎn)離基站的收發(fā)信機(jī)TRXi……TRXn，并且通過192Kbps的ISDN(綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng))接口線連接到基站BTS內(nèi)部的收發(fā)信機(jī)接口TRI18″。還可以采用2048Kbps的線路把收發(fā)信機(jī)接口TRI18″連接到任何數(shù)量的本地或鄰近的收發(fā)信機(jī)TRX14′。按照本發(fā)明，TRI18″的結(jié)構(gòu)如下所述。
按照本發(fā)明，TRX14′可以包括兩個連接器，一個用于低速遠(yuǎn)程連接(26)，另一個用于高速的本地連接(25)。
圖3示出了本發(fā)明的一個實(shí)施例，其中在基站控制器BSC22與TRX/BCF14′/16′之間的傳輸路徑中增加了一個收發(fā)信機(jī)接口TRI18″。在圖3所示的實(shí)施例中，TRX14′可以屬于同一個或不同的網(wǎng)孔。按照A-bis建議，基站控制器BSC22與收發(fā)信機(jī)接口TRI18″之間可以是幾個2Mbps的中繼線。這些物理連接例如可以采用同軸電纜。
按照一個最佳實(shí)施例，收發(fā)信機(jī)接口TRI18″與TRX/BCF14′/16′之間的物理通信鏈路是4線或雙絞線對鏈路(即“S”接口)。這種S接口在CCITT建議I.412和I.430(層1說明書)中被稱為ISDN Basic User-Network Interface，本文以此作為參考。這種接口具有2B＋D的信道結(jié)構(gòu)，這意味著有兩個各為64Kbps的B-信道和一個16Kbps的D-信道。這樣，4線或雙絞線對鏈路就能夠以192Kbps的速率進(jìn)行傳輸。
選擇性地，在收發(fā)信機(jī)接口TRI18”與收發(fā)信機(jī)TRX14′之間也可以使用2線連接。為了在2線連接上支持全雙工傳輸，在接口中必須增加回波抵消。在ISDN術(shù)語中把I線接口稱為“U”接口。
如果代碼轉(zhuǎn)換器的位置遠(yuǎn)離收發(fā)信機(jī)TRX，并且僅采用16Kpbs的信令，這種2B＋D-信道的結(jié)構(gòu)就可以適合一個收發(fā)信機(jī)TRX的要求。按照GS M的建議，根據(jù)CCITT建議I-460(本發(fā)明以此為依據(jù))，在兩個B-信道上多路復(fù)用8個各需16Kbps的TDMA-信道。余下的16Kbps的D-信道被用作信令信道，用于支持邏輯鏈路RSL，OML和L2ML。
在收發(fā)信機(jī)接口TRI18″中，使D-信道和其他D-信道實(shí)現(xiàn)速率適配或多路復(fù)用，達(dá)到64Kbps。來自所有收發(fā)信機(jī)TRX14′和基站控制功能組件BCF16′的經(jīng)適配或多路復(fù)用的D-信道和B-信道在2Mbps鏈路上被多路復(fù)用(在圖2或3中未表示)。對D-信道的多路復(fù)用可以按照層2的排隊(duì)統(tǒng)計進(jìn)行。
TRI18″根據(jù)傳輸?shù)姆较驁?zhí)行多路復(fù)用和多路解復(fù)用的操作，按照圖4所示的一個實(shí)施例，收發(fā)信機(jī)接口TRI18″包括一個數(shù)字交叉連接開關(guān)DCC30。這一數(shù)字交叉連接開關(guān)DCC30可以把網(wǎng)絡(luò)一側(cè)的任一64Kbps時隙連接到收發(fā)信機(jī)TRX14′一側(cè)的任一64Kbps上。通過DCC30的連接的結(jié)構(gòu)可以在本地由收發(fā)信機(jī)接口TRI18″來控制，或是由基站控制器BSC22或移動業(yè)務(wù)交換中心MSI10′來遙控。
收發(fā)信機(jī)接口TRI18″的連接可以用幾種方式來實(shí)現(xiàn)。圖4示出了收發(fā)信機(jī)接口TRI18″的連接的一種實(shí)現(xiàn)方式。從紙上看，圖4的左側(cè)與圖1C中所示的TRI18″的情況相同，一直到開關(guān)右邊的2Mbps處為止都相同，因此不再重復(fù)。
本發(fā)明的裝置減小了通信緩沖和信息轉(zhuǎn)發(fā)所需的帶寬。該裝置為邏輯功能不變的A-bis接口提供了一種低頻率方案，可和遠(yuǎn)程收發(fā)信機(jī)TRX一起使用。按照本發(fā)明的一個優(yōu)選實(shí)施例，該裝置包括多個連接在2Mbps總線34右側(cè)的I.430(2B＋D)接口I/F1……I/Fn52。接口I/F1……I/Fn52的另一側(cè)通過變換器54由192Kbps ISDN鏈路連接到遠(yuǎn)程TRX/BCF14′。每個I.430接口I/F52可以處理例如3個64Kbps時隙，分別用于各個B-信道和一個D-信道。也可以為包括在I.430接口中的控制/狀態(tài)信息信道分配第四個時隙。
每個總線承載32個時隙也就是說，如果為每個I.430接口分配3個時隙，那么每個總線就可以承擔(dān)10個ISDN連接。如果為每個接口分配4個時隙，就僅能承擔(dān)8個ISDN連接。
3或4個時隙可以按照圖5A所示的2Mbps幀連續(xù)地分配。除了發(fā)送和接收數(shù)據(jù)之外，還把幀同步和比特同步信號連接到所有的I.430接口。
使接口52與2Mbps數(shù)據(jù)流同步的一種可能的方法是按照菊花鏈的方式在接口52之間連接幀同步線FS46。提供給各個接口的幀同步信號確定了每個接口的訪問窗口。然后把幀同步信號延遲3或是4個時隙再送入下一個接口的輸入。在圖5B至5D的時序圖表中說明了這一問題。圖4中示出了幀同步線FS1……FS10。
2Mbps總線上的每個時隙由速率為64Kbps的8比特信息構(gòu)成。如上所述，I.430接口的D-信道僅是一個16Kbps的信道；這樣就必須把D-信道的速率轉(zhuǎn)換成64Kbps的信道。按照一個實(shí)施例是這樣來實(shí)現(xiàn)的，即把D-信道的比特僅放在一個時隙的前兩個比特中。該時隙中剩余的6個比特被設(shè)定為二進(jìn)制的，如圖5A所示。
I.430接口可以由單個部件來實(shí)現(xiàn)，該部件通過變換器直接連接到4線連接上，如果使用單個雙絞線對連接，在4線連接上可以連接混合電路。這種單個部件可以包括以下功能，(包括速率適配)“下行鏈路”緩沖器，用于在通過雙絞線對或4線連接傳輸之前存儲從2Mbps總線上接收的數(shù)據(jù)，以及“上行鏈路”緩沖器，用于在通過2Mbps總線傳輸之前存儲從雙絞線對或4線連接上接收的數(shù)據(jù)；“下行鏈路”是指從移動業(yè)務(wù)交換中心MSC到移動站的傳輸，而“上行鏈路”是指從移動站到基站控制器BTS和移動業(yè)務(wù)交換中心的MSC的傳輸；符合I.430建議的偽三進(jìn)制線路編碼/解碼器，它可以被用于一個4線接口，以及一個回波抵消編碼器/解碼器，可用于與雙絞線對接口配合使用；線路驅(qū)動器和線路接收器以及控制和定時。
按照本發(fā)明的一個優(yōu)選實(shí)施例，其控制和定時功能包括從FS1位置開始用一個2048(或4096)KHz的時鐘在下行鏈路緩沖器中存儲24或32個比特(3或4個時隙)。按照I.430協(xié)議重整信息，其中包括插入控制比特。然后從緩沖器中以192Kbps的速率發(fā)送信息。同樣也利用控制和定時功能類似地處理上行鏈路路徑。
本發(fā)明也可以由有限的一組脫離機(jī)架的產(chǎn)品來實(shí)現(xiàn)。這樣的一組產(chǎn)品的例子是MITEL系列的部件。對于圖5所示的每個數(shù)字交叉連接DCC來說，有一個如下述的MITEL部件。G703接口可以由MITEL MH89790，CE PT PCM30/CRC-4Framer&Interface來實(shí)現(xiàn)。這是一個通過交換器和無源網(wǎng)絡(luò)連接到線路上的40-腳混合電路，它可以支持一個全雙工2Mbps中繼線。網(wǎng)絡(luò)同步鎖相環(huán)PLL可以由MITEL MT8940，T1/CEPT DigitalTrunk PLL來構(gòu)成。開關(guān)DCC可以是一個MITEL MT8980DDigital Switch，或是一個MT89810Digital Switch。上述8980D開關(guān)把8倍32×64Kbps輸入信道轉(zhuǎn)換成8倍32×64Kbps輸出信道。8981D的容量是8980D的一半。I.430I/F接口可以是一個MITEL MT8930 Swbscriber Nerwork Interface circuit(用戶網(wǎng)絡(luò)接口電路)，它可以支持一個2B＋D4線連接。上述的部件僅是一個例子。在本領(lǐng)域普通技術(shù)人員熟悉的范圍內(nèi)，可以用任何相應(yīng)的產(chǎn)品例如一或多個ASIC來取代這些部件。
在某些情況下，這種基本接入2B＋D信道結(jié)構(gòu)不能滿足一個TRX的容量要求。例如，當(dāng)TRX承載半速率業(yè)務(wù)信道時，就可能需要16倍的16Kbps(即4個B-信道)。此外，對于具有繁忙的信令負(fù)載或是要求信令的延遲很小的收發(fā)信機(jī)TRX來說，16Kbps的D-信道有可能不能滿足需要。
按照本發(fā)明的一個實(shí)施例，接口可以加倍，也就是在2B＋D信道結(jié)構(gòu)的容量不夠用時可以使用兩對接口。另一種方式是增大接口的帶寬。目前，正在為2線銅電纜的應(yīng)用制訂一種新的ANSI標(biāo)準(zhǔn)，叫作HDSL(High-Bit-Rate Digital Subscriber Lines高比特率數(shù)字用戶線)?？蓞⒁姟癆 Technical Report onHigh-Bit-Rate Digital Subscriber Lines“HDSL”，TI E 1.4/92—002 RI Technical Report，1992年2月14日(本文以此作為參考)。采用回波抵消技術(shù)的這種接口的比特率是784Kbps。若把接口加倍，即使用2對，就允許有24倍的64Kbps，這是一個T1中繼線的容量。如果用這種HDSL接口代替上述基本接入2B＋D信道結(jié)構(gòu)，就可以提供容量超過一個收發(fā)信機(jī)TRX的系統(tǒng)。
在移動業(yè)務(wù)繁忙的區(qū)域中，為了簡化登記，尋呼以及建立呼叫，有時要采用傘形網(wǎng)孔。實(shí)際的通話是用低功率電平執(zhí)行的，例如是由一個靠近用戶的桌面遠(yuǎn)程收發(fā)信機(jī)來執(zhí)行的。在呼叫建立之后立即使用標(biāo)準(zhǔn)的越區(qū)切換技術(shù)分配一個話音信道。呼叫建立被集中在幾個傘形站址，以減少所需的基站數(shù)量。在這種情況下，由2或4線電話線路連接的臺式遠(yuǎn)程收發(fā)信機(jī)就可以處理通話狀態(tài)。在這種系統(tǒng)中，為了信道的自適應(yīng)選擇，要使基站同步，并且把內(nèi)線呼叫的交擾減到僅影響一個時隙的最小程度。另外，單個遠(yuǎn)程收發(fā)信機(jī)包括兩個合成器，可以在一幀中用不同的頻率在時隙上發(fā)送或是接收，這樣就可以在呼叫建立和越區(qū)切換期間實(shí)現(xiàn)自適應(yīng)信道選擇。專用的控制信息和尋呼通過一個傘形信道進(jìn)入該系統(tǒng)，例如是一個用無線電波覆蓋了整個大樓的信道。這種傘形信道包括業(yè)務(wù)信道，呼叫在業(yè)務(wù)信道上可以持續(xù)進(jìn)行到越區(qū)切換到一個臺式遠(yuǎn)程收發(fā)信機(jī)時為止。為了更完整地說明這些實(shí)施例的背景技術(shù)，可以參見本文中所引用作為參考的美國專利第5,235,632號及未決的美國專利申請07/714,566，申請日為1991年6月13日。
本發(fā)明具有很大的商業(yè)價值，因?yàn)樗梢允古_式TRX分享內(nèi)線電話的電纜。換句話說，本發(fā)明可以在一個包括慣用的內(nèi)線電話電纜的大樓中省略專用的同軸電纜。按照本發(fā)明，在蜂窩移動電話系統(tǒng)中，使用了包括緩沖能力的收發(fā)信機(jī)接口，用于與遠(yuǎn)程TRX相通信。按照本發(fā)明的接口被用在一個GSM系統(tǒng)中，在這種系統(tǒng)中，現(xiàn)存的標(biāo)準(zhǔn)(A-bis)允許2048Kbps或64Kbps的連接，如果64Kbps對一個遠(yuǎn)端TRX來說是太慢了，用于與遠(yuǎn)程TRX通信的唯一選擇就是2048Kbps。由于在本發(fā)明的接口中具有緩沖功能，就可以在接口和TRX中提供速率轉(zhuǎn)換，例如由I.430接口來提供速率轉(zhuǎn)換，從而允許相同的收發(fā)信機(jī)TRX在本地或是遠(yuǎn)距離使用。每個TRX裝有兩個獨(dú)立的連接器，當(dāng)TRX在基站BTS中本地使用時可以用一個連接器連接到2048Kbits/s，當(dāng)TRX和遠(yuǎn)離BTS的本發(fā)明的多路復(fù)用器一起使用時，可以用另一連接器連接到192Kbits/s。在圖中把兩個端子畫成了一個。如上所述，在192Kbits/s端子上使用I.430接口。
以上對特殊實(shí)施例的描述已經(jīng)充分地概括了本發(fā)明的基本原理，其他人很容易在不脫離本發(fā)明一般概念的情況下運(yùn)用現(xiàn)有的知識對此做出修改，以及/或適合各種用途，因此，這類修改和調(diào)整應(yīng)該被視為屬于與上述實(shí)施例等效的手段和范圍之內(nèi)。應(yīng)該指出，本文中所采用的措詞僅是為了說明，其目的不是要限制本發(fā)明。
權(quán)利要求
1.在一個TDMA蜂窩移動無線系統(tǒng)中具有至少一個網(wǎng)絡(luò)控制單元，至少一個無線電收發(fā)信機(jī)，以及至少一個多路復(fù)用器，用于對在至少一個網(wǎng)絡(luò)控制單元和至少一個無線電收發(fā)信機(jī)之間傳輸?shù)臄?shù)字編碼壓縮話音進(jìn)行多路復(fù)用和多路解復(fù)用，一個通過壓縮來減小帶寬的裝置，用于進(jìn)一步減小在至少一個多路復(fù)用器的無線電收發(fā)信機(jī)一側(cè)傳輸信息所需的帶寬，該系統(tǒng)包括一個裝置，用于緩沖以相對較高的調(diào)制速率到達(dá)至少一個多路復(fù)用器的數(shù)字編碼壓縮話音，并且以相對較低的調(diào)制速率轉(zhuǎn)發(fā)緩沖后的數(shù)字編碼壓縮話音；以及另一個裝置，用于緩沖以相對較低的調(diào)制速率到達(dá)至少一個多路復(fù)用器的數(shù)字編碼壓縮話音，并且以相對較高的調(diào)制速率轉(zhuǎn)發(fā)緩沖后的數(shù)字編碼壓縮話音。
2.按照權(quán)利要求1的裝置，其特征是還包括一個低速通信鏈路，用于以150至300Kbps的速率在至少一個多路復(fù)用器和至少一個無線電收發(fā)信機(jī)之間進(jìn)行傳輸。
3.按照權(quán)利要求2的裝置，其特征是低速通信鏈路包括2或4線的雙絞線對電纜。
4.按照權(quán)利要求1的裝置，其特征是該系統(tǒng)具有一個8個時隙的載波頻率，并且上述至少一個網(wǎng)絡(luò)控制單元包括至少一個基站控制器。
5.用于減小蜂窩TDMA電信網(wǎng)中所需帶寬的裝置，其特征是包括至少一個網(wǎng)絡(luò)控制單元；連接到至少一個網(wǎng)絡(luò)控制單元的至少一個基站，上述至少一個基站包括至少一個多路復(fù)用裝置和至少一個收發(fā)信機(jī)裝置；對需要發(fā)送給至少一個基站的話音數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)字編碼和壓縮，并且輸出這種數(shù)字編碼壓縮話音數(shù)據(jù)的裝置；設(shè)在至少一個網(wǎng)絡(luò)控制單元和多路復(fù)用裝置之間，由適合以至少1Mbps的速率進(jìn)行傳輸?shù)母咚俾舒溌窐?gòu)成的第一通信鏈路；設(shè)在多路復(fù)用裝置與至少一個收發(fā)信機(jī)裝置之間，以適合以1Mbps以下的速率進(jìn)行傳輸?shù)牡退冁溌窐?gòu)成的第二通信鏈路；以及多路復(fù)用裝置包括一個緩沖裝置，用于緩沖以相對較高的傳輸速率發(fā)往至少一個收發(fā)信機(jī)的數(shù)字編碼壓縮話音數(shù)據(jù)，并且以相對較低的傳輸速率轉(zhuǎn)發(fā)緩沖后的話音數(shù)據(jù)；以及另一緩沖裝置，用于緩沖以相對較低的傳輸速率來自至少一個收發(fā)信機(jī)的數(shù)字編碼壓縮話音數(shù)據(jù)，并且以相對較高的傳輸速率轉(zhuǎn)發(fā)緩沖后的話音數(shù)據(jù)。
6.按照權(quán)利要求5的裝置，其特征是第二通信鏈路包括一個2線接口。
7.按照權(quán)利要求5的裝置，其特征是第二通信鏈路包括一個4線接口。
8.按照權(quán)利要求5的裝置，其特征是低速鏈路的傳輸速率約為192Kbps。
9.按照權(quán)利要求5的裝置，其特征是第二通信鏈路包括兩個2線對。
10.按照權(quán)利要求5的裝置，其特征是第二通信鏈路包括一個ISDN接口。
11.按照權(quán)利要求5的裝置，其特征是上述第二通信鏈路包括一個高比特率數(shù)字用戶線路接口。
12.按照權(quán)利要求5的裝置，其特征是高速鏈路包括一個按照GSM說明書用大約2048Kbps的速率進(jìn)行傳輸?shù)膫鬏旀溌贰?br> 13.按照權(quán)利要求5的裝置，其特征是上述蜂窩電信網(wǎng)是一個GSM系統(tǒng)，并且至少一個網(wǎng)絡(luò)控制單元包括至少一個基站控制器。
14.一種用于蜂窩TDMA電信網(wǎng)的分散或基站，其特征是包括至少一個移動業(yè)務(wù)交換中心；遠(yuǎn)離基站的代碼轉(zhuǎn)換裝置，用于對需要傳輸給基站的話音數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)字編碼和壓縮；用于與移動站進(jìn)行通信的至少一個收發(fā)信機(jī)；用于在網(wǎng)絡(luò)控制單元與至少一個收發(fā)信機(jī)之間實(shí)現(xiàn)接口的收發(fā)信機(jī)接口；連接在網(wǎng)絡(luò)控制單元與收發(fā)信機(jī)接口之間的第二通信鏈路，該第一通信鏈路適合以相對高的傳輸速率傳輸數(shù)字編碼壓縮話音數(shù)據(jù)；連接在收發(fā)信機(jī)接口與各個至少一個收發(fā)信機(jī)之間的至少一個第二通信鏈路，上述至少一個第二通信鏈路適合以相對較低的傳輸速率傳輸數(shù)字編碼壓縮話音數(shù)據(jù)；設(shè)在收發(fā)信機(jī)接口中的裝置，用于把第一通信鏈路的速率轉(zhuǎn)換成適合于至少一個第二通信鏈路的較低速率。
15.按照權(quán)利要求14的分散式基站，其特征是至少一個第二通信鏈路包括2或4線連接。
16.按照權(quán)利要求14的分散式基站，其特征是至少一個收發(fā)信機(jī)中的至少一個被設(shè)在遠(yuǎn)離收發(fā)信機(jī)接口的位置。
17.按照權(quán)利要求14的分散式基站，其特征是至少一個收發(fā)信機(jī)中的至少一個被設(shè)在靠近收發(fā)信機(jī)接口的位置。
18.按照權(quán)利要求14的分散式基站，其特征是上述蜂窩電信網(wǎng)是一個GSM系統(tǒng)，并且網(wǎng)絡(luò)控制單元包括至少一個基站控制器。
19.按照權(quán)利要求14的分散式基站，其特征是，上述第一通信鏈路的高傳輸速率是大約2Mbps，而上述第二通信鏈路的低傳輸速率是大約192Kbps。
20.按照權(quán)利要求4的分散式基站，其特征是上述至少一個收發(fā)信機(jī)包括一個用于低速遠(yuǎn)程連接的第一連接器，它適合連接到上述至少一個第二通信鏈路，以及一個用于高速本地連接的第二連接器。
全文摘要
在一個TDMA蜂窩移動無線系統(tǒng)中具有至少一個網(wǎng)絡(luò)控制單元，至少一個無線電收發(fā)信機(jī)，至少一個多路復(fù)用器，用于對在至少一個網(wǎng)絡(luò)控制單元和至少一個無線電收發(fā)信機(jī)之間傳輸?shù)臄?shù)字編碼壓縮話音進(jìn)行多路復(fù)用和多路解復(fù)用，以及一個通過壓縮來減小帶寬的裝置，用于減小至少一個多路復(fù)用器的無線電收發(fā)信機(jī)一側(cè)傳輸信息所需的帶寬，該系統(tǒng)包括一個裝置，用于緩沖以相對較高的調(diào)制速率到達(dá)至少一個多路復(fù)用器的數(shù)字編碼壓縮話音，并以相對較低的調(diào)制速率轉(zhuǎn)發(fā)這種緩沖后的數(shù)字編碼壓縮話音，以及另一個裝置，用于緩沖以相對較低的調(diào)制速率來自至少一個多路復(fù)用器的數(shù)字編碼壓縮話音，并以相對較高的調(diào)制速率轉(zhuǎn)發(fā)這種緩沖后的數(shù)字編碼壓縮話音。
文檔編號H04Q11/04GK1123589SQ9519011
公開日1996年5月29日 申請日期1995年2月23日 優(yōu)先權(quán)日1994年2月25日
發(fā)明者H·M·海倫, H·L·林貝克 申請人:艾利森電話股份有限公司