[发明专利]通信系统的信道结构

说明书

技术领域

本发明涉及通信系统的信道结构。

背景技术

作为促进存在大量系统用户的几种通信技术之一，使用码分多址(CDMA)调制技术。虽然诸如时分多址(TDMA)和频分多址(FDMA)等技术是公知的，但CDMA具有超过其它这些技术的明显优势。在题为“使用卫星或地面转发器的扩展频谱多址通信系统”的4，901，307号美国专利中揭示了在多址通信系统中使用CDMA技术，该专利已转让给本发明的受让人并在这里引用作为参考。在题为“在CDMA蜂窝式电话系统中产生信号波形的系统和方法”的5，103，459号美国专利中揭示了在多址通信系统中使用CDMA技术，该专利已转让给本发明的受让人并在这里引用作为参考。可把CDMA系统设计成符合“双模式宽带扩展频谱蜂窝式系统的TIA／EIA／IS-95移动站-基站兼容性标准”，以下把此标准叫做IS-95标准。另一种码分多址通信系统包括用于利用近地轨道卫星的全球通信的GLOBALSTAR通信系统。

CDMA通信系统能在前向和反向链路上发送话务(traffic)数据和声音(voice)数据。在5，504，773号题为“用于对发送的数据格式化的方法和设备”的美国专利中详细地描述了以固定尺寸的代码信道帧来发送话务数据的方法，该专利已转让给本发明的受让人，并在这里引用而作为参考。依据IS-95标准，把话务数据和声音数据分割成持续时间为20毫秒的话务信道帧。每个话务信道帧的数据速率是可变的且可高达14．4Kbps。

在CDMA系统中，用户之间的通信是通过一个或多个基站来实行的。一远地站上的第一用户通过在反向链路上把数据发送到一基站来与第二远地站的第二用户进行通信。基站接收该数据并可把该数据按路由发送到另一基站。在同一基站或第二基站的前向链路上把该数据发送到第二远地站。前向链路指从基站到远地站的发送，反向链路指从远地站到基站的发送。在IS-95系统中，给前向链路和反向链路分配不同的频率。

在通信期间远地站至少与一个基站进行通信。CDMA远地站能在软切换(handoff)期间同时与多个基站进行通信。软切换是在断开与先前基站的链路前建立与新基站的链路的过程。软切换把呼叫丢失(drop)的几率减到最小。在5，267，261号题为“CDMA蜂窝式电话系统中的移动辅助的软切换”的美国专利中揭示了在软切换过程中通过不止一个基站与远地站进行通信的方法和系统，该专利已转让给本发明的受让人并在这里通过引用而作为参考。更软的切换是通信发生在由同一基站所服务的多个扇区上的一个过程。在1996年12月11日提交的题为“在公共基站的扇区之间进行切换的的方法和设备”的08／763，498号待批准美国专利申请中揭示了更软的切换过程，该申请已转让给本发明的受让人并在这里通过引用而作为参考。

随着对无线数据应用的不断增长的需求，对非常高效的无线数据通信系统的需要已变得越来越明显。在1996年5月28日提交的题为“高数据速率的CDMA无线通信系统”的08／654，443号待批准美国专利申请中详细地描述了一种优化数据发送的示例通信系统，该专利已转让给本发明的受让人并在这里通过引用而作为参考。在08／654，443号美国专利申请中所揭示的系统是能以多个数据速率之一来进行发送的可变速率通信系统。

声音业务与数据业务之间的明显区别在于，前者需要对所有用户固定的公共业务等级(GOS)。通常，对于提供声音业务的数字系统，这转化成对所有用户固定的和相等的数据速率和相对于语音(speech)帧的出错率的最大许可值，而与链路资源无关。对于同一数据速率，具有较弱链路的用户需要较高的资源分配。这导致不能有效地利用可获得的资源。相反，对于数据业务，GOS可因用户而异，并可以是被优化到增加数据通信系统的总的效率的参数。数据通信系统的GOS通常被定义为数据消息(message)传递中引起的总延迟。

声音业务与数据业务之间的另一个明显的区别在于，前者负担了严格的固定延迟的需要。通常，语音帧的整个单向延迟必须小于100毫秒。相反，数据延迟可变成用来优化数据通信系统的效率的可变参数。

测量数据通信系统的质量和效率的参数是传递数据分组(packet)所需的总延迟以及系统的平均通过(throughput)速率。总延迟对数据通信的影响不如它对声音通信的影响，但它是测量数据通信系统的质量的一个重要尺度。平均通过速率是通信系统数据发送能力的效率的测量。

设计成优化数据业务和声音业务的发送的通信系统需要解决这两个业务的特定需要。本发明旨在提供一种便于发送数据和声音业务的信道结构。

发明概要