[发明专利]估计通信质量

说明书

技术领域

本发明涉及估计通信质量，例如改进已接收数据的误差率的估计。本发明优选适用于远程通信系统，例如蜂窝无线远程通信网。

背景技术

图1示意地表示一个典型的蜂窝无线远程通信网，例如GSM(全球数字移动通信)系统的结构。该网络包括多个发射基站(BTS)1、2、3。每个基站具有一无线收发信机，能够到和从邻近基站的小区4、5、6等地区发射无线信号和接收无线信号。利用这些信号，基站可以同这个小区中的移动站(MS)终端7通信，这个小区本身包括一个无线收发信机。每个基站经基站控制器8连接到移动交换中心(MSC)(未示出)，移动交换中心(MSC)经网关MSC 9依次连接到公共电话网10和/或其他的网络，例如分组数据网。通过这个系统，MS 7的用户可以与另一个网络中的终端11建立电话呼叫。

BTS和MS之间的信号运送数字数据。通过该链路运送的模拟话音数据利用一适当的语音编解码器编码成数字数据。然后已编码数据分配给时隙，并在这些时隙中传送到接收单元。在典型的TDMA系统中，一组连续的时隙(例如，在GSM系统中8个时隙)组成一TDMA帧。例如，在GSM系统中，TDMA帧由8个连续的时隙组成。相当于8个不同的全数据速率用户可以分配给单个TDMA帧，每个用户具有它自己的时隙。一个时隙可以在两个半数据速率用户之间交替共用，在这种情况下这些用户被分配同一个时隙，但是在交替的TDMA帧。用户的语音数据在分配给用户的帧中运送。如果用户是全数据速率用户，则用户的语音帧将占用八个连续TDMA帧的一个时隙：例如，如果一个TDMA帧持续4,615ms(例如GSM中)，一个语音帧用8x4,615ms就能被完全发送。如果用户是半数据速率用户，则他的语音帧包含全速率用户数据的一半，并占用四个交替TDMA帧的一个时隙。因此，在GSM中，传送半速率语音帧所用的总时间实质上与传送全速率语音帧所用的时间相同。在接收单元，数据被解码以再现模拟话音数据。图2示意地说明移动站中的接收机路径。(考虑到在BTS是模拟的)。在20输入的接收数据传送到解码器21。解码后的模拟话音信号传送到输出单元22。

在典型的系统中，链路的质量或误差率通过测量接收信号的特征来估计。信道解码之前的误码率(BER)可为收到的数字比特流估计，正如在23所示意指出的。误码率表示错误接收的比特与总接收比特的比值。另外，利用作为比特流一部分传送的校验比特，解码器21可以检测到接收出错的话音数据帧。这允许确定帧擦除率(FER)，正如在24所示意指出的。帧擦除率表示由于帧中大量的不正确比特误差而丢弃的接收帧的百分比。也可以使用其他的方法确定接收帧是否被认为出错。例如，如果信道解码之前的BER很高，则此帧可以自动假定为出错，即使CRC显示此帧是可以接受的。这在正常的全速率数据接收中尤其重要，其中CRC占用三个比特，因此即使发送无格式(plain)噪声，八个帧中的一个平均起来会占用一个有效帧。

在一个典型的系统，例如GSM中，信道解码之前的BER被估计，而且该估计值报告给可以控制该系统的控制单元，以便例如通过命令增减发射功率或MS越区切换到另一个BTS来维持足够的链路质量。

信道解码之前所估计的BER是整个链路误差程度的直接指示，因此可用于现有的系统，作为这些控制措施所基于的链路质量指示。在传统的GSM系统中，只有一个话音编解码器或只有少数几个编解码器可用。因此，多数情况下信道解码之前的BER和可察觉的链路质量之间的关系可轻易地预测，尽管例如在跳频和非跳频信道之间还存在问题。然而，随着利用可变压缩比和其它的纠错技术-例如AMR(自适应多速率的)、GPRS(通用分组无线业务)和EGPRS(扩展GPRS)或+ECSD等等-的新发展，估计的BER变成并非真实链路质量的精确指示符，因为用户所察觉的接收话音数据的真实质量还依赖整个链路所使用协议下可以执行的压缩和/或纠错的程度。因为用于纠错的接收比特的比例相对于用于编码话音数据的比例增加，所以能有效纠错的潜力增加，信道解码之前的BER作为链路质量的指示符变得不那么精确了。