[发明专利]利用半语音块减少语音延迟并改善语音质量的系统和方法

说明书

本申请要求1999年12月10日的序列号为60/170,101的临时申请的优先权。

本申请涉及1999年12月10日中请的K.Balachandran 13-18-18-40-1的序列号为60/170,155的临时申请。

本发明涉及无线通信网络，特别是在无线和/或蜂窝网络上有效地提供话音通信的方法。

因特网的广泛普及已鼓励无线通信系统的开发者继续改善其系统的数据通信能力。根据这一需要，已制订出各种标准正文并继续制订支持更高数据速度的新的第三代(3G)标准。例如，如欧洲电信标准学会(ETSI)，无线电产业和广播协会(ARIB)和电信工业协会(TIA)之级的标准组织正在继续开发支持更快和更有效的无线通信的标准。

同样，无线通信产业正在不断开发和实施经空中接口提供更快，更强壮和更有效的数据通信的新无线传输协议。例如，GSM继续发展。在另一个实例中，一般的分组无线服务(GPRS)已被开发为用于熟知的时分多址(TDMA)系统的分组交换升级。在该领域的其它改进中，还开发了增强的GPRS(EGPRS)。

目前，GSM,GPRS和EGPRS的物理层具有下列特性：载波包括分配的GSM频谱的两个相隔45MHz的200kHz带宽部分，一个用于下行链路，一个用于上行链路；将时间分成多个帧，该多帧包括52个帧和间隔240毫秒；每一帧包括8个时隙；一个载波上一个时隙被称为GSM信道；在频率为(f)的下行链路载波上的一个时隙(编号为j,j=0,…7)和对应的上行链路载波(f+45MHz)上的上行链路时隙(编号j)之间存在一一对应关系；一个时隙中的传输被称为脉冲串，一个块由同一时隙上预定义的四个脉冲串组构成。

目前设计无线接入集合信道以便在EGPRS的下一个状态提供实时服务。然而，近来的方案依赖于使用现有的在上行链路上基于脉冲串的随机接入信道和在下行链路上基于块的分配信道。在4个脉冲串(20毫秒)上交错和发送每个块。然而，调查表明基于20毫秒粒度的系统需要至少60毫秒的延迟预算。另外，调查已表明在一个20毫秒的消息内向多个移动站的分配传输因其较低的打包而效率较低并且不能与诸如智能天线和功率控制之级的干扰降低技术兼容。结果是，根据近来方案的基于块的分配信道可能对实时传送(例如话音的话音突峰)的统计复用导致过量的控制额外开销和过量的延迟。希望提供更好的接入和分配系统和方法。

为了有效地使用无线或蜂窝数据电信系统(例如GPRS或EGPRS)的高容量，还希望提供话音和数据复用能力以及话音用户的统计复用。目前设计这些蜂窝数据电信系统主要提供非实时(对延迟不敏感)数据服务。通话语音和其它实时交互通信对延迟敏感并需要设计新的控制机构，以便提供满足临界延迟要求的快速控制信道。因此，需要重新设计无线数据电信系统来提供该控制能力，以使它们适合于复用非实时服务和实时服务，例如对话语音这两者。

对于1999年12月以前存在的基于IS-136和GSM标准的蜂窝系统，为了增加交织深度而不会大大地增加延迟使用了链式交织。然而，当按照那些标准使用链式交织时，在一个语音的话音突峰的开始点和结束点通过20毫秒传输间隔(例如第一组4个GSM脉冲串)可使用的所有比特的一半不能传输经过编码的语音，因此被浪费掉。而且，第一个20毫秒的语音帧仅仅在40毫秒之后在接收器中才变得可用(如果8个脉冲串交织被用在GSM全速率语音信道中)。使用统计复用会改善业务量，但是统计复用要求在每个话音突峰的开始有快速的业务信道的分配。一个附加的问题是用来接入和分配的控制信道处理过程需要花费时间同时在接收器端语音输出过程中引入延迟。这些延迟除去是信号处理和传输延迟以外，也是无线和蜂窝通信中固有的。理想的情况是为了提供高质量的自然会话而保证单向和往返语音延迟很短。

按照本发明的一个方面所简要陈述的，前述的问题被提出，并且在本领域中通过提供一个使用语音帧的链式交织的无线语音系统获得了改进，在该系统中一个或多个语音帧的每一个帧由一个对应的被编码的和被交织到原始语音帧的距离的一半的半语音帧所代替。

按照本发明的一个方面，前述的问题被提出，并且在本领域中通过提供一个使用语音帧的链式交织的无线语音系统获得了改进，在该系统中一个或多个语音帧的每一个帧由一个对应的被编码的和被交织到原始语音帧的距离的一半的半语音帧所代替。每个半语音帧被编码和交织到半语音帧所代替的全语音帧的交织周期的最后半个周期。