[发明专利]涉及无线通信的方法和设备

说明书

发明领域

本发明涉及到有关无线通信范畴内的方法和设备，并且更加特别涉及到该领域内的这样一些部分，即利用无线信道实施语音通信时，有关话音质量估计的那些部分。

发明背景

常规的公共陆地移动电话网络(PLMN)(或者换句话说，就是蜂窝无线电话系统)内包括陆地系统和一个或多个移动台。陆地系统通常包括至少一个与一个或多个无线基站(此后，简单地被称做基站)相连的移动业务交换中心(MSC)。MSC中的一个或多个通常被连接到公共交换电话网络(PSTN)，换句话说就是，常规非移动电话系统。每个基站为被称为小区的地理区域提供服务。位于小区内的移动台能够通过无线接口与基站进行通信。移动台也能够通过基站和MSC，与位于PLMN网络内的其它移动台或者与PSTN相连的电话进行通信。

目前，可以采用多种多址或复用方法来协调基站和移动台之间的通信。最普通的方法就是频分多址接入(FDMA)、时分多址接入(TDMA)以及被称为码分多址接入(CDMA)或码字复用的扩频技术。

在FDMA中，可用无线频率空间被分割为多个(窄)带通信道。针对基站与给定移动台之间的通信而言，其中一个带通信道被用做上行链路(移动台到基站方向)，而该带通信道中的另一个被用做下行链路(基站到移动台方向)，并且小区内的其它移动台不能再使用这两个带通信道当中的任何一个。可以使用所有带宽要求足够小的各种类型的带通调制方法(包括数字和模拟调制)。FDMA系统中不要求同步。FDMA被主要用于较早的模拟PLMN系统，例如北欧移动电话系统(NMT)和高级移动电话系统(AMPS)。

在TDMA系统中，可用的无线频率空间也通常被分为多个带通信道，但这后一种带通信道的带宽要远远大于FDMA系统的带通信道带宽。然而理论上讲，可用的无线频率空间可以包括单个带通信道。就给定移动台与基站之间的通信而言，尽管理论上讲，应该能够提供一个带通信道供上行链路和下行链路使用，但是一般来说，上行链路使用其中一个带通信道，而下行链路使用其中的另外一个带通信道。然而上述的移动台和基站不能一直持续接入这两个带通信道，而是只能在预定时间间隔(即所谓的时隙)内使用这些信道。用于上行链路的时隙相对于用于下行链路的时隙通常都存在有时间偏移，这就意味着移动台不能同时进行收、发操作。TDMA已经被用到若干种数字PLMN当中。例如全球移动通信系统(GSM)和D-AMPS系统(数字AMPS)。

一般来讲，不太可能利用那些与描述FDMA和TDMA接入方法相同的简单术语来描述扩频技术。然而扩频技术的一个通用特征就是：其所利用的无线信号的带宽要远远大于所同时传输的信息的带宽，这样就会导致良好的抗干扰特性。最常用的扩频技术是频率跳变技术和DS系统(直接序列)。例如美国标准IS-95(过渡标准)中就描述了一种形式的DS系统。

在数字PLMN系统中，话筒所录制的声音(话音)可以经过离散化以及数字化。数字化的声音可以进一步经过语音编码器的压缩。可以利用纠错码对来自语音编码器的数字信息进行信道编码，并且与帧内的其它数字信息相组合，通过无线接口进行传输。在TDMA系统情况中，每个时隙中通常传输一个帧。这样每一帧内就会包括多个表示语音的比特。这些语音比特通常针对其相对语音重现的重要性而被分为若干等级。在D-AMPS系统中，每一帧内包括244个语音比特，它们被分为以下若干个级别，即1A、1B和2。对语音重现而言，属于级别1A的语音比特是最重要的。如果属于级别1A的语音比特当中的一个比特出现了错误，则不能只根据该帧来重现语音，而必须要借助于考虑先前所接收到的帧的算法来生成语音。然而对于属于级别1B和2的语音比特来说，语音重现就对其中的错误不太敏感。而且只要错误比特的总数量不是太大，纠错编码可以对语音比特中的错误比特进行纠正。当其中一帧不能用于语音重现时，可以认为出现了帧丢失。在此，利用帧丢失率(FER)来表示每个单位时间内出现的帧丢失个数。

当然移动台用户可以一直获得可以接受的语音质量。然而语音质量是一个用户主观评定。很自然，实际上PLMN系统不能询问用户，他们的语音质量如何，而是必须在客观测量参数的基础上，对语音质量进行估计。在当前PLMN系统中，通常都借助于比特错误率(BER)来估计语音质量，换句话说就是错误比特数量与发送比特总数量之比(通常以百分比来表示)，或者以移动台所接收到的信号强度来估计，或者利用这些参数的组合来估计语音质量。