2024年5月6日发(作者：雀若山)
(19)中华人民共和国国家知识产权局
(12)发明专利说明书
(21)申请号 CN98804126.X
(22)申请日 1998.02.18
(71)申请人 摩托罗拉公司
地址 美国伊利诺斯
(72)发明人 丹尼尔·J·德克拉克 詹姆斯·P·阿什利
(74)专利代理机构 中国国际贸易促进委员会专利商标事务所
代理人 蒋世迅
(51)
H04B7/216
H04Q7/00
(10)申请公布号 CN 1269079 A
(43)申请公布日 2000.10.04
权利要求说明书 说明书 幅图
(54)发明名称
在码分多址通讯系统中用于释放帧
以帮助越区切换确定的方法和设备
(57)摘要
在码分多址(CDMA)通讯系统(100)
中的移动台(106)通过在正向信道上保存一
个周期的帧而实现不同频率上导频信道的
扫描以允许移动台(106)改变频率和扫描其
他的导频信道。为了保存声音质量的一些
特征,基站(102)和移动台(106)以半率的最大
值声音编码话音,并且在移动台(106)扫描交
替频率的帧之前发射信息作为第二业务
量。为了最大限度地协调声音质量和扫描
的频率,基站(102)通过消息指示移动台(106)
在其他频率扫描之间的周期。为了确保兼
容性,这种方法可以经过公知的服务配置协
商技术协商。
法律状态
法律状态公告日
法律状态信息
法律状态
权 利 要 求 说 明 书
1.一种在码分多址(CDMA)通讯系统中释放帧以帮助越区切换确定的方法，该
CDMA通讯系统包括一个移动台，以第一频率经过载波响应于基站，该方法包括
步骤：
确定要被释放的帧以产生一个释放帧；
在释放帧之前以半率或更少预定数量的帧，话音编码两帧信息，以对于两帧信息产
生半率话音信息；
对于两帧信息多路复用半率或更少话音信息到单个帧；
在单个帧内信道编码半率或更少话音信息；以及
在一个发射帧期间对于两帧信息发射多路复用和信道编码的半率或更少话音信息，
使得先前由两帧信息中的一个占用的帧被释放用于帮助越区切换确定。
2.如权利要求1所述的方法，其中对于两帧信息多路复用半率或更少话音信息到单
个帧的步骤还包括对于两帧信息缓冲半率话音信息到单个帧的步骤。
3.如权利要求1所述的方法，其中在大致上如同释放帧时间周期相同时间的时间周
期，移动台对于两帧信息信道译码发射的信道编码的半率话音信息。
4.如权利要求1所述的方法，其中由移动台扫描交替频率利用释放的帧以帮助越区
切换确定。
5.如权利要求4所述的方法，其中扫描交替频率还包括扫描以交替频率由另一个基
站发射的导频信道以确定扫描的导频信道的信号强度来帮助越区切换确定。
6.如权利要求1所述的方法，其中确定被释放的帧以产生释放帧的步骤是同步的或
者异步的。
7.如权利要求6所述的方法，其中当同步时确定被释放的帧以产生释放帧的步骤是
基于一种散列算法，该算法具有作为输入的在周期中帧的数量除以移动台电子序列
号(ESN)模数。
8.如权利要求6所述的方法，其中当异步时确定被释放的帧以产生释放帧的步骤是
基于对于两帧信息多路复用半率或更少帧话音信息的移动台的接收。
9.如权利要求1所述的方法，还包括步骤：
在发射时间帧期间对于两帧信息接收多路复用和信道编码半率或更少话音信息；
在发射帧之后的帧期间对于两帧信息信道译码单个帧内半率或更少话音信息；
在信道译码发生的帧之后对于一帧信息在单个帧内话音译码半率或更少话音信息；
在对于一帧信息话音译码发生的帧之后对于其他帧的信息在单个帧内缓冲和话音译
码半率或更少话音信息，使得接收这样的话音译码半率或更少话音信息的用户感觉
不到话音连续性的损失。
10.一种在码分多址(CDMA)通讯系统中释放帧以帮助越区切换确定的设备，该
CDMA通讯系统包括一个移动台，以第一频率经过载波响应于基站，该设备包括：
一种用于确定被释放的帧以产生一个释放帧的装置；
一种用于在释放帧之前以半率或更少预定数量的帧话音编码两帧信息以产生两帧信
息的半率话音信息的装置；
一种用于对于两帧信息多路复用半率或更少话音信息到单个帧的装置；
一种用于在单个帧内信道编码半率或更少话音信息的装置；
一种用于在一个发射帧期间对于两帧信息发射多路复用和信道编码的半率或更少话
音信息，使得先前由两帧信息中的一个占用的帧被释放用于帮助越区切换确定的装
置。
说 明 书
本发明的领域
本发明一般涉及码分多址通讯系统，尤其涉及在这种码分多址通讯系统中根据交替
频率利用越区切换检测技术。
本发明的背景
码分多址(CDMA)通讯系统是公知的。在CDMA通讯系统中，两个通讯单位(例如
中心通讯站和移动通讯单位)之间的通讯经过具有唯一用户扩展码的通讯信道的频
带通过扩展每个发射信号完成。由于扩展，发射的信号在通讯信道的相同频带上并
且只由唯一的用户扩展码分开。这些唯一的用户扩展码最好相互正交使得扩展码之
间的互相关近似于零。因此，当用户扩展码相互正交时，接收的信号可以与一个特
别的用户扩展码相关使得仅仅去扩展所需的用户信号(相关于特别的扩展码)。
本领域的技术人员应该理解存在一些不同的扩展码可以用于在CDMA通讯系统中
将数据信号相互间分开。这些扩展码包括，但不局限于伪噪声(PN)码和沃尔什
(Walsh)码。一个沃尔什码相应于哈达马(Hadamard)矩阵的一个单行或一个单列。
例如，在一个64信道CDMA扩谱系统中，可以从一个64×64哈达马矩阵内的64
个沃尔什代码组中选择特别相互正交的沃尔什码。同样，通过使用一个特别的沃尔
什码以扩展特别的数据信号可以将一个特别的数据信号与其他数据信号分开。
本领域的技术人员还应该理解扩展码可以用于信道编码数据信号。信道编码这些数
据信号，通过使发射信号更好地经历各种无线电话信道损伤的影响如噪声、衰减和
阻塞来改进通讯系统，特别是无线电话通讯系统的性能。一般地，信道编码减少了
误码概率，和/或减少了通常表示为每个噪声密度的位能量(Eb/N0)的所需信噪比，
以比其他情况下发射数据信号所需的花费更大带宽的代价恢复信号。例如，沃尔什
码可以在数据信号调制之前信道编码该数据信号用于连续传输。类似地，伪噪声
(PN)扩展码可以用于信道编码一个数据信号。
一般的CDMA传输包括扩展信息信号的带宽、发射扩展的信号和通过重新变换接
收的扩谱到初始信息信号带宽而恢复所需的信息信号。在CDMA传输中使用的这
种带宽交换允许CDMA通讯系统在噪声信号环境或通讯信道中提供相对无差错信
息信号。对于某些Eb/N0来自通讯信道发射的信息信号的恢复质量通过误码率(即
在一个特别的时间间隔或接收的位间隔在发射信号恢复中的差错数量)测量。随着
误码率增加，由接收方接收的信号质量降低。因此，一般设计通讯系统限制误码率
在一个上限或最大值内使得限制接收信号质量的降低。
在当前的CDMA通讯系统中，如对于数字蜂窝系统(DCS)由IS-95A(对于双模宽带
扩谱蜂窝系统的移动台-基站兼容标准并且由在2001 Eye Street，N.W.，华盛顿，
D.C.20006的电子工业协会(EIA)发布)定义和对于个人通讯系统(PCS)由ANSI-J-
STD-008定义，基站和移动台可以经过多个无线电资源相互连接。用于确定是否新
的CDMA信道被加上或者被释放的方法称为越区切换检测。越区切换检测一般由
移动台在业务信道实现。移动台测量正向(基站到移动台)导频信道，并且当条件允
许加上或减去到基站的正向和反向链路时指示给基站。基站随后分配资源并且经过
越区切换方向消息指定给移动台一个或多个正向业务信道。在其他可能的实现中，
基站可以通过指示移动台以一个固定功率电平发射，并且同时测量来自移动台的接
收的功率来实现越区切换检测。基站随后测量从移动台发射的信号以确定是否要求
越区切换。
然而，在当前的CDMA通讯系统中，对于移动台来说由于正向业务信道连续传输，
既没有有效的方法改变频率以扫描导频信道也不能基于交替频率以固定的功率电平
发射。一般地，通过将同样的导频信道设置在相同的频率上和使用移动台相同频率
扫描性能来触发到其他频率的越区切换可以避免这个问题。但是，这种方法是不实
用的，因为它要求基站在所有交替小区上发射导频信道，特别的频率覆盖这些小区
以便触发到其他频率的越区切换。另一种解决方案是允许移动台简单地腾出业务信
道以在其他频率上使用越区切换检测技术。但是，这种方法导致终端用户可察觉的
声音编码话音中的间隙。
因此，需要一种设备和方法克服现有技术的缺陷。
附图的简单描述
图1一般地描述了一个码分多址(CDMA)通讯系统，该系统可以有益地实现本发明
的交替频率越区切换检测。
图2一般地描述了CDMA通讯系统中的移动台发射机与基站接收机，它可以有益
地实现本发明的交替频率小区扫描的方式。
图3一般地描述了CDMA通讯系统中的基站发射机与移动台接收机，它可以有益
地实现本发明的交替频率小区扫描的方式。
图4一般地描述了现有技术移动台的处理，它简单地腾空业务信道以实现交替频率
扫描。
图5一般地描述了移动台的处理，它实现本发明的CDMA通讯系统中的交替频率
扫描。
图6一般地描述了移动台处理的另一个实施例，它实现本发明的CDMA通讯系统
中的交替频率扫描。
优选实施例的详细描述
一般地说，在码分多址(CDMA)通讯系统中移动台通过在正向信道上保存一个周期
帧以允许移动台改变频率和扫描其他的导频信道而在不同频率上实现越区切换检测。
为了保存声音质量的一些特征，基站和移动台以半率的最大值声音编码话音，并且
在移动台扫描交替频率的帧之前发射信息作为第二个业务量。为了最大限度地协调
声音质量和检测方法的频率，基站通过消息指示移动台在其他频率扫描之间的周期。
另一方面，当移动台改变频率以使用越区切换检测算法时基站通过在该帧之前发送
预定数量帧中包含第二数据的帧而起动检测方法。为了确保与不实现本发明检测的
现有系统的兼容性，这种方法可以通过公知的服务配置协商技术协商。
更准确地说，公开了一种在码分多址(CDMA)通讯系统中释放帧以帮助越区切换确
定的方法。CDMA通讯系统包括一个移动台，它以第一频率通过载波响应于基站，
并且确定被释放的帧以产生一个释放帧并且在释放帧之前对于两帧信息以半率或更
少的预定数量帧话音编码以产生两帧信息的半率话音信息。该系统随后对于两帧信
息多路复用半率或更少话音信息到单个帧并且在单个帧内信道编码半率或更少话音
信息。该系统随后在发射帧期间对于两帧信息发射多路复用和信道编码的半率或更
少话音信息，使得先前由两帧信息中的一个占用的帧被释放用于帮助越区切换确定。
对于两帧信息多路复用半率或更少话音信息到单个帧的步骤包括对于两帧信息缓冲
半率话音信息到单个帧的步骤。另外，在大致上等于释放帧时间周期相同时间的时
间周期期间移动台对于两帧信息信道译码发射的信道编码的半率话音信息。在优选
实施例中，由移动台利用释放的帧以帮助越区切换确定来扫描交替频率。扫描交替
频率包括扫描由另一个基站以交替频率发射的导频信道。该系统随后确定扫描的导
频信道的信号强度。移动台传送扫描的导频信道的确定信号强度以帮助越区切换确
定。
同样在该优选实施例中，确定被释放帧以产生释放帧的步骤是同步的或者异步的。
如果是同步的，则确定被释放的帧以产生释放帧的步骤是基于一种散列算法，该算
法具有作为输入的在周期中被帧的数量除以的模数的移动台电子序列号(ESN)。如
果是异步的，则确定被释放的帧以产生释放帧的步骤是基于对于两帧信息多路复用
半率或更少帧话音信息的移动台的接收。在优选实施例中，移动台在每个扫描周期
重复扫描。
在发射帧期间发射对于两帧信息的多路复用和信道编码的半率或更少话音信息使得
先前由两帧信息中的一个占用的帧被释放用于帮助越区切换确定之后，则接收在发
射时间帧期间对于两帧信息的多路复用和信道编码半率或更少话音信息。随后在发
射帧之后的帧期间对于两帧信息在单个帧内半率或更少话音信息实现信道译码并且
在信道译码发生的帧之后对于一帧信息在单个帧内半率或更少话音信息实现话音译
码。在对于一帧信息话音译码发生的帧之后系统随后对于其他帧信息在单个帧内缓
冲和话音译码半率或更少话音信息，使得接收这样的话音译码半率或更少话音信息
的用户感觉不到话音连续的损失。
同时还公开了一种在码分多址(CDMA)通讯系统中释放帧以帮助越区切换确定的设
备。该设备包括在CDMA通讯系统中，它包括一个移动台以第一频率经过载波响
应于基站，它还包括一种装置用于确定被释放的帧以产生释放帧以及一种装置用于
在释放帧之前以半率或更少的预定数量帧话音编码两帧信息以产生两帧信息的半率
话音信息。该系统还包括一种装置用于对两帧信息多路复用半率或更少话音信息到
单个帧，包括一种装置用于在单个帧内信道编码半率或更少话音信息以及一种装置
用于在发射帧期间对于两帧信息发射多路复用和信道编码半率或更少话音信息使得
先前由两帧信息中的一个占用的帧被释放用于帮助越区切换确定。
现在参照图1，描述了可以有益地使用本发明的交替频率扫描的CDMA通讯系统
100。移动台106如同基站102位于第一覆盖区域104。在优选实施例中，基站102
经过数字无线电信道108与移动台106通讯，该信道包含与IS-95A定义的CDMA
通讯系统兼容的数据信息。基站102与移动台106协商根据基站112支持的频率使
用本发明的交替频率越区切换技术。如下面将说明的，在基站102和移动台106之
间先前商定的帧期间移动台106使用交替频率越区切换检测技术。
图2一般地描述了CDMA通讯系统中的移动台106的发射机200与基站102的接
收机203，它可以有益地实现本发明的方式。在编码部分201，业务信道数据位
202从微处理器(μP)205产生，并且以一个特定的比特率(例如1.2千比特/秒，2.4千
比特/秒，4.8千比特/秒以及9.6千比特/秒)输入到编码器204。μP 205耦合到表示
相关功能207的块，在这里实现包括呼叫处理、链路建立的功能以及相关于建立和
保持蜂窝通讯的其他一般功能。业务信道数据位202包括作为第一业务量的话音数
据、作为第二业务量的可选择话音数据、可选择信令数据或者在IS-95A和/或
ANSI-J-STD-008中规定的它们的任何组合。编码器204采用一种编码算法以一个
固定的编码速率(1/r)编码业务信道数据位202到数据码元206，该算法便于后续的
数据码元的最大似然译码到数据位(例如卷积或块编码算法)。例如，编码器204以
一个数据位的固定编码速率编码业务信道数据位202(例如，以4.8千比特/秒的速
率接收的192个输入数据位)为三个数据码元(即1/3)使得编码器204输出数据码元
206(例如，以14.4千码元/秒速率输出的288个数据码元)。
数据码元206随后输入到码元转发器和数字复用器208。码元转发器和数字复用器
208转发数据以增加有效的码元速率到28.8千码元/秒速率，然后组织数据码元206
到块(即帧)并且该块在码元级交错输入的数据码元206。在数字复用器208，数据
码元被分别地输入到一个定义数据码元的预定尺寸块的矩阵。数据码元输入到矩阵
内的位置使得矩阵以逐列的方式被填满。数据码元从矩阵内的位置被分别地输出使
得矩阵以逐行的方式被腾空。一般地，矩阵是一个具有行数等于列数的方形矩阵；
然而，可以选择其他的矩阵形式以增加在连续输入非交错数据码元之间的输出交错
距离。交错数据码元210由码元转发器和数字复用器208以它们输入的两倍数据码
元速率输出(例如28.8千码元/秒)。由矩阵定义的数据码元块的预定尺寸从最大的
数据码元数得出，这些数据码元可以在预定长度传输块内以编码的比特率发射。例
如，如果数据码元206以14.4千码元/秒速率从编码器204输出，并且如果传输块
的预定长度是20毫秒，则数据码元块的预定长度是28.8千码元/秒(数据码元206
的数据率的两倍)乘以20毫秒(ms)，这等于定义一个18乘以32矩阵的576个数据
码元。
编码、交错的数据码元210从通讯系统的编码部分201输出并且输入到通讯系统的
发射部分216。数据码元210准备由调制器217经过通讯信道传输。接着，调制信
号提供到天线218用于经过数字无线电信道108的传输。
调制器217通过在扩展处理中从编码、交错的数据码元210得出的固定长度代码的
序列准备数据码元210用于直接序列码分扩谱传输。例如，在参考代码数据码元
210流内的数据码元可以扩展为唯一的固定长度代码使得由单个64位长度代码表
示一组六个数据码元。表示六个数据码元组的代码最好组合形成一个单个64位长
度代码。由于这种扩展处理，以固定速率(例如28.8千码元/秒)接收编码、交错的
数据码元210的调制器217现在具有一个带有较高固定码元速率(例如307.2千码元
/秒)的64位长度代码的扩展序列。本领域的技术人员应该理解在编码、交错的数
据位210流内的数据码元可以根据许多其他算法扩展为一个较大长度代码序列而不
背离本发明的范围和精神。
通过利用长扩展代码(例如PN代码)进一步扩展扩展序列，该扩展序列还被准备用
于直接序列码分扩谱传输。扩展代码是一种用户特定的码元序列或以固定码片速率
(例如1.228兆码片/秒)输出的唯一的用户代码。用户代码扩展编码数据位(即数据码
元)用于通过驱动正弦波的相位控制双相调制正弦波。正弦波输出信号被带通滤波、
转换为RF频率，被放大、滤波并且由天线218发射以在数字无线电信道108中完
成具有二进制移相键控(BPSK)调制的业务信道数据位202的传输。
基站接收机203的接收部分222通过天线224接收经过数字无线电信道108发射的
扩谱信号。由去扩展器和采样器226将接收的信号采样为数据样本。接着，数据样
本242输出到通讯系统的译码部分254。
去扩展器和采样器226最好BPSK采样通过滤波、解调、RF频率转换并且以预定
速率(例如1.2288兆样本/秒)采样的接收的扩谱信号。接着，通过将接收的采样信
号与长扩展代码相关去扩展BPSK采样的信号。生成的去扩展采样信号228以预定
速率采样并且输出到非相干检测器240(例如，307.2千样本/秒使得接收的扩谱信号
的四个样本序列去扩展和/或由单个数据样本表示)用于以后的数据样本242的非相
干检测。
如本领域技术人员应该理解的，多个接收部分222到223和天线224到225可以分
别地用于获得空间分集。第N个接收机部分大致上如上面描述的接收部分222相
同的方式操作，从数字无线电信道108接收的扩谱信号恢复数据样本。N个接收部
分的输出242到252最好输入到加法器250，该加法器分集组合输入的数据样本为
相干检测数据样本260的合成的流。
形成软判定数据的各个数据样本260随后输入到包括去数字复用器262的译码部分
254，该去数字复用器以各个数据电平去交错输入的软判定数据260。在去数字复
用器262中，软判定数据260分别输入到一个定义软判定数据的预定尺寸块的矩阵。
软判定数据输入到矩阵内的位置使得该矩阵被以逐行的方式填满。去交错软判定数
据264被分别从矩阵内的位置输出使得该矩阵被以逐列的方式腾空。通过以它们输
入(例如，28.8千米/秒)相同的速率由去数字复用器262输出去交错的软判定数据
264。
由矩阵定义的软判定数据块的预定尺寸从预定长度传输块内接收的扩谱信号的采样
数据样本的最大速率得出。
去交错的软判定数据264输入到译码器266，该译码器使用最大似然译码技术产生
估计的业务信道数据位268。通过使用一种大致上类似于维特比译码算法的算法可
以扩大最大似然译码技术。译码器266使用一组单独的软判定数据264以形成一组
软判定转换度量标准用在最大似然序列估计译码器266的每个特别时间状态。用于
形成每组软判定转换度量标准的组中的软判定数据264的数量相应于由每个输入数
据位202产生的卷积编码器204输出端的数据码元206的数量。每组中软判定转换
度量标准的数量等于两次自乘到每组中软判定数据264数量的幂。例如，当一个
1/3卷积编码器用在发射机时，从每个输入数据位202产生三个数据码元106。这
样，译码器266使用三个单独的软判定数据264组以形成八个软判定转换度量标准
用在最大似然序列估计译码器266的每次状态。估计的业务信道数据位268以一种
速率产生，该速率相关于软判定数据264输入到译码器266的速率和用于初始编码
输入数据位202的固定速率(例如，如果软判定数据以28.8千米/秒输入并且初始编
码速率是1/3，则估计的业务信道数据位268以4800位/秒的速率输出)。
估计的业务信道数据位268输入到μP270，它类似于μP207。如在μP207的情况，
μP270耦合到表示相关功能272的块，这个块也实现包括呼叫处理、链路建立的功
能以及相关于建立和保持蜂窝通讯的其他一般功能。μP270也耦合到接口274，它
允许基站102的接收机203与CBSC114通讯。
图3一般地描述了CDMA通讯系统中的基站102的发射机102与移动台106的接
收机303，它可以有益地实现本发明的方式。在通讯系统的编码部分301中，业务
信道数据位302从μP305输出，并且以一个特定的比特率(例如，9.6千比特/秒)输
入到编码器304。μP305耦合到一个表示相关功能307的块，它实现如同图2的块
207和272类似的蜂窝相关功能。μP305还耦合到接口309，该接口允许基站102
的发射机300与CBSC114通讯。
广播控制信道数据位302包括纯数据。编码器304采用一种编码算法以固定编码速
率(1/r)编码广播控制信道数据位302为数据码元306，该算法便于随后最大似然译
码数据码元到数据位(例如，卷积或块编码算法)。例如，编码器304以一个数据位
的固定编码速率编码广播控制信道数据位302(例如，以9.6千比特/秒的速率接收
的192个输入数据位)为两个数据码元(即1/2)使得编码器304输出数据码元306(例
如，以19.2千码元/秒速率输出的384个数据码元)。
数据码元306随后输入到数字复用器308。数字复用器308组织数据码元306到块
(即帧)并且该块以码元级交错输入的数据码元306。在数字复用器308，数据码元
被分别地输入到一个定义数据码元的预定尺寸块的矩阵。数据码元输入到矩阵内的
位置使得该矩阵被以逐列的方式填满。数据码元被分别从矩阵内的位置输出使得该
矩阵被以逐行的方式腾空。一般地，矩阵是一个具有行数等于列数的方形矩阵；然
而，可以选择其他矩阵形式以增加在连续的输入非交错数据码元之间的输出交错距
离。以它们输入(例如，19.2千码元/秒)的相同数据码元速率由数字复用器308输出
交错的数据码元310。由矩阵定义的数据码元块的预定尺寸由最大的数据码元数得
出，该数据码元可以在预定长度传输块内以编码的比特率发射。例如，如果数据码
元306以19.2千码元/秒速率从编码器304输出，并且如果传输块的预定长度是20
毫秒，则数据码元块的预定长度是19.2千码元/秒乘以20毫秒(ms)，它等于定义一
个18乘以32矩阵的384个数据码元。
编码、交错的数据码元310从通讯系统的编码部分301输出并且输入到通讯系统的
发射部分316。数据码元310准备由调制器317经过通讯信道传输。接着，调制信
号提供到天线318用于经过数字无线电信道108的传输。
调制器317通过在编码、交错的数据码元310上实现数据倒频准备数据码元310用
于直接序列码分扩谱传输。通过采用在该码元的传输周期开始有效的长代码伪噪声
PN码片的二进制值实现数字复用器输出码元310的模2加法而完成数据倒频。这
个伪噪声PN序列等同于工作在1.2288 MHz时钟速率的长代码，这里仅仅每个64
的第一个输出用于数据倒频(即每秒19200个样本的速率)。
在倒频之后，在扩展处理中得到来自倒频数据码元的固定长度代码序列。例如，在
倒频数据码元流内的每个数据码元可以最好扩展为一个唯一固定长度代码使得由单
个64位长度代码表示每个数据码元。表示数据码元的代码最好被模2地加到各个
数据码元。由于这种扩展处理的结果，以固定速率(例如19.2千码元/秒)接收编码、
交错的数据码元310的调制器317现在具有一个带有较高固定码元速率(例如
1228.8千码元/秒)的64位长度代码的扩展序列。本领域的技术人员应该理解在编
码、交错的数据位310流内的数据码元可以根据许多的其他算法扩展为一个较大长
度代码序列而不背离本发明的范围和精神。
通过利用长扩展代码(例如PN代码)进一步扩展扩展序列，该扩展序列还准备用于
直接序列码分扩谱传输。扩展代码是一种用户特定的码元序列或以固定码片速率
(例如1.2288兆码片/秒)输出的唯一的用户代码。用户代码扩展编码数据位(即数据
码元)用于通过驱动正弦波的相位控制双相调制正弦波。正弦波输出信号被带通滤
波、转换为RF频率，被放大、滤波并且由天线318发射以在数字无线电信道108
中完成具有BPSK调制的业务信道数据位302的传输。
移动台接收机303的接收部分322通过天线324接收经过数字无线电信道108发射
的扩谱信号。通过去扩展器和采样器326将接收的信号采样为数据样本。接着，数
据样本342输出到通讯系统的译码部分354。
去扩展器和采样器326最好BPSK采样通过滤波、解调、RF频率转换并且以预定
速率(例如1.2288兆样本/秒)采样的接收的扩谱信号。接着，通过将接收的采样信
号与长扩展代码相关去扩展BPSK采样信号。生成的去扩展采样信号328以预定速
率采样并且输出到非相干检测器340(例如，19.2千样本/秒使得接收的扩谱信号的
64个样本序列去扩展和/或由单个数据样本表示)用于数据样本342的非相干检测。
如本领域技术人员应该理解的，多个接收部分322到323和天线324到325可以分
别地用于获得空间分集。第N个接收机部分大致上如上面描述的接收部分322相
同的方式操作，在数字无线电信道320从接收的扩谱信号恢复数据样本。N个接收
部分的输出342到352最好输入到加法器350，该加法器分集组合输入的数据样本
为一个相干检测数据样本360的合成的流。
形成软判定数据的各个数据样本360随后输入到包括去数字复用器362的译码部分
354，该去数字复用器以各个数据电平去交错输入的软判定数据360。在去数字复
用器362中，软判定数据360分别输入到一个定义软判定数据的预定尺寸块的矩阵。
软判定数据输入到矩阵内的位置使得该矩阵被以逐行的方式填满。去交错软判定数
据364被分别从矩阵内的位置输出使得该矩阵被以逐列的方式腾空。通过以它们输
入相同的速率(例如，19.2千米/秒)由去数字复用器362输出去交错的软判定数据
364。
由矩阵定义的软判定数据块的预定尺寸从预定长度传输块内接收的扩谱信号的采样
数据样本的最大速率得出。
去交错的软判定数据364输入到译码器366，该译码器使用最大似然译码技术产生
估计的广播控制信道数据位368。通过使用一种大致上类似于维特比译码算法的算
法可以扩大最大似然译码技术。译码器366使用一组单独的软判定数据364形成一
组软判定转换度量标准用在最大似然序列估计译码器366的每个特别时间状态。用
于形成每组软判定转换度量标准的组中的软判定数据364的数量相应于由每个输入
数据位302产生的卷积编码器304输出端的数据码元306的数量。每组中的软判定
转换度量标准的数量等于两次自乘到每组中软判定数据364数量的幂。例如，当一
个1/2卷积编码器用在发射机时，从每个输入数据位302产生两个数据码元306。
这样，译码器366使用两个单独的软判定数据364组形成四个软判定转换度量标准
用在最大似然序列估计译码器366的每次状态。估计的广播控制信道数据位368以
一种速率产生，该速率相关于软判定数据364输入到译码器366的速率和用于初始
编码输入数据位302的固定速率(例如，如果软判定数据以19.2千米/秒输入并且初
始编码速率是1/2，则估计的广播控制信道数据位368以9600位/秒的速率输出)。
估计的广播控制信道数据位368输入到μP 370，它说明估计的广播控制信道数据
位368和其他字段，包括在数字无线电信道108中发射的数字无线电信道分配字段。
μP 370耦合到相关的功能372，该功能实现与由块207、272和307实现类似的蜂
窝相关功能。
图4一般地描述了现有技术移动台的处理，它简单地腾空业务信道以实现交替频率
扫描。如图4所示，在移动台中的一帧信息n经历某些处理最后变为输出到基站的
编码话音。应该注意所示的相对(n)和绝对(m)时间关系仅仅用于说明目的，不必表
示为一种最优实现。首先，在一帧m中信息n在403排队。在下一帧m+1中，信
息n在406经历话音编码并且随后在后来的帧m+2的409经历信道编码。在412，
移动台在帧m+3期间发射话音/信道编码信息n。这时，在帧m+3期间，移动台应
该接收相关于n的信息，然而，因为移动台在这个时间周期期间正在扫描，所以在
这个时间周期m+3期间移动台没有接收到任何信息。如在随后的帧m+4中可以见
到的，帧差错发生在相对于帧n的信息应该在415信道译码，然而，因为没有接收
到任何信息，所以在帧m+4期间没有任何的信道编码在415发生。根据这一点，
如在话音译码418期间和帧m+5期间可以见到的，丢失了一个完整的信息帧(关于
n)。如同在话音编码技术中常见的，当丢失一个完整的帧时，只是转发先前的帧n-
1。
代替创建如图4所示现有技术所进行的发射话音的不连续部分，根据本发明，帧n
的传输被延迟20毫秒(1帧)并且迫使声码器实现1/2速率编码最大值以释放一帧来
帮助越区切换确定。在优选实施例中，释放帧用于扫描交替频率。在扫描帧期间，
允许移动台扫描邻近的频率以寻找强的导频信道，移动台将转换这个强的导频信道
信息到基站以帮助越区切换处理。在扫描帧之前的帧中，基站和移动台以单个全速
率帧发射两个1/2速率帧中最大的。在图5中很好地展示了上面概括描述的本发明
的扫描技术，它一般地描述了本发明在CDMA通讯系统中交替频率扫描的优选实
施例。
如图5所示，在扫描帧527之前所示的移动台在帧m和m+1期间以减少的速率在
506编码话音信息，并且在509缓冲这个减少速率的编码信息。在优选实施例中，
减少的速率是1/2速率编码或更少。在缓冲之后，减少速率编码的信息如圆圈530
所示多路复用为单个帧并且随后在帧m+2期间在512被交错/信道编码为第一业务
字段和第二业务字段。应该注意第一业务字段和第二业务字段对于那些熟悉IS-
95A的技术人员来说是公知的。在下一帧m+3期间，发射在512被交错/信道编码
为第一业务字段和第二业务字段的减少的速率编码信息。
这时，接收机(在移动台或基站)在帧m+3期间在515将接收并且在下一帧m+4译
码第一业务字段用于由话音译码器在下一帧m+5在521使用。第二业务字段在帧
m+4期间在518被信道译码并且被缓冲用于帧m+6期间。通过使用本发明如上所
述的具有1/2速率编码数据的第二业务字段，消除以了在图4所示的现有技术处理
中产生的丢失的帧，并且与现有技术的丢失帧实现相比，1/2速率帧对于通话两端
的用户感觉是较好的声音。
在优选实施例中，移动台利用第一业务字段和第二业务字段的能力可以使用公知的
方法协商。例如，这样两种能够实现的方法是在EIA/TIA TSB-74或ANSI J-STD-
008中描述的服务配置协商方法。
在优选实施例中，在扫描周期的帧的数量由基站指示给移动台。为了减轻由于移动
台转换到其他频率信道噪声的变化，移动台使用被帧周期中帧的数量除以的模数的
散列算法以选择在一个扫描周期的帧数量内哪一帧，在这一帧实现越区切换检测技
术。另一方面，在优选实施例中，移动台可以使用包含到信号的第二数据的IS-95
帧的接收，移动台腾空业务信道预定数量的帧用于以后使用本发明描述的释放帧。
图6一般地描述了说明本发明优选实施例一种变型的另一个实施例，其中不需要事
先知道交替频率扫描的绝对帧数量。这里，一旦移动台接收和信道译码与本发明有
关的第二业务信道数据就异步触发扫描。这种情况的优点是增加了扫描周期选择的
灵活性。这意味着该基础结构根据先前交替导频扫描测量通过自适应地估计硬越区
切换的概率而具有优化扫描周期的能力。其优点是基础结构简单地修改“开环”方式
的周期，而不用如果需要修改，要传递周期到移动台(“闭环”)。后面的方法可能通
过增加信令业务量和更频繁地迫使声码器“半空白突发(dim-and-burst)”而进一步降
低声音质量。
再次参照图6，当在帧m-1信道译码第二个业务信道数据时，产生一次触发迫使移
动台话音编码器以速率1/2或更低编码下面两个话音帧。另外，当一个包由于交替
频率扫描丢失时在该时间期间双缓冲接收的编码话音包(对于相对的时间帧n-6和
n-5)以允许附加的话音包被译码，这在较后的一些时间完成(在帧m+4)。
一旦两个1/2率或更低帧被话音编码和双缓冲(在帧m+2)，则根据本发明它们被多
路复用到第一和第二业务量帧。这帧随后被信道编码并且在帧m+3提供给空中接
口。这时，发射和接收数据路径(分别是反向和正向业务量)具有包含编码话音数据
的额外帧的缓冲器，因此允许交替频率扫描实现而没有到移动台和基础结构的话音
译码器的编码话音数据的丢失或重复。
这种方法不同于优选实施例之处在于直到移动台的第二业务数据的有效重复才确定
实现交替频率扫描的额外帧。
尽管已经参照特别的实施例特别的展示和描述了本发明，本领域的技术人员应该理
解可以在形式和细节上进行各种改变而不背离本发明的精神和范围。在下面权利要
求书中所有装置的相应的结构、材料、作用和等同物或者加上功能部件的步骤包括
了用于实现与特别声明的其他权利要求的部件相配合功能的任何结构、材料或作用。
2024年5月6日发(作者：雀若山)
(19)中华人民共和国国家知识产权局
(12)发明专利说明书
(21)申请号 CN98804126.X
(22)申请日 1998.02.18
(71)申请人 摩托罗拉公司
地址 美国伊利诺斯
(72)发明人 丹尼尔·J·德克拉克 詹姆斯·P·阿什利
(74)专利代理机构 中国国际贸易促进委员会专利商标事务所
代理人 蒋世迅
(51)
H04B7/216
H04Q7/00
(10)申请公布号 CN 1269079 A
(43)申请公布日 2000.10.04
权利要求说明书 说明书 幅图
(54)发明名称
在码分多址通讯系统中用于释放帧
以帮助越区切换确定的方法和设备
(57)摘要
在码分多址(CDMA)通讯系统(100)
中的移动台(106)通过在正向信道上保存一
个周期的帧而实现不同频率上导频信道的
扫描以允许移动台(106)改变频率和扫描其
他的导频信道。为了保存声音质量的一些
特征,基站(102)和移动台(106)以半率的最大
值声音编码话音,并且在移动台(106)扫描交
替频率的帧之前发射信息作为第二业务
量。为了最大限度地协调声音质量和扫描
的频率,基站(102)通过消息指示移动台(106)
在其他频率扫描之间的周期。为了确保兼
容性,这种方法可以经过公知的服务配置协
商技术协商。
法律状态
法律状态公告日
法律状态信息
法律状态
权 利 要 求 说 明 书
1.一种在码分多址(CDMA)通讯系统中释放帧以帮助越区切换确定的方法，该
CDMA通讯系统包括一个移动台，以第一频率经过载波响应于基站，该方法包括
步骤：
确定要被释放的帧以产生一个释放帧；
在释放帧之前以半率或更少预定数量的帧，话音编码两帧信息，以对于两帧信息产
生半率话音信息；
对于两帧信息多路复用半率或更少话音信息到单个帧；
在单个帧内信道编码半率或更少话音信息；以及
在一个发射帧期间对于两帧信息发射多路复用和信道编码的半率或更少话音信息，
使得先前由两帧信息中的一个占用的帧被释放用于帮助越区切换确定。
2.如权利要求1所述的方法，其中对于两帧信息多路复用半率或更少话音信息到单
个帧的步骤还包括对于两帧信息缓冲半率话音信息到单个帧的步骤。
3.如权利要求1所述的方法，其中在大致上如同释放帧时间周期相同时间的时间周
期，移动台对于两帧信息信道译码发射的信道编码的半率话音信息。
4.如权利要求1所述的方法，其中由移动台扫描交替频率利用释放的帧以帮助越区
切换确定。
5.如权利要求4所述的方法，其中扫描交替频率还包括扫描以交替频率由另一个基
站发射的导频信道以确定扫描的导频信道的信号强度来帮助越区切换确定。
6.如权利要求1所述的方法，其中确定被释放的帧以产生释放帧的步骤是同步的或
者异步的。
7.如权利要求6所述的方法，其中当同步时确定被释放的帧以产生释放帧的步骤是
基于一种散列算法，该算法具有作为输入的在周期中帧的数量除以移动台电子序列
号(ESN)模数。
8.如权利要求6所述的方法，其中当异步时确定被释放的帧以产生释放帧的步骤是
基于对于两帧信息多路复用半率或更少帧话音信息的移动台的接收。
9.如权利要求1所述的方法，还包括步骤：
在发射时间帧期间对于两帧信息接收多路复用和信道编码半率或更少话音信息；
在发射帧之后的帧期间对于两帧信息信道译码单个帧内半率或更少话音信息；
在信道译码发生的帧之后对于一帧信息在单个帧内话音译码半率或更少话音信息；
在对于一帧信息话音译码发生的帧之后对于其他帧的信息在单个帧内缓冲和话音译
码半率或更少话音信息，使得接收这样的话音译码半率或更少话音信息的用户感觉
不到话音连续性的损失。
10.一种在码分多址(CDMA)通讯系统中释放帧以帮助越区切换确定的设备，该
CDMA通讯系统包括一个移动台，以第一频率经过载波响应于基站，该设备包括：
一种用于确定被释放的帧以产生一个释放帧的装置；
一种用于在释放帧之前以半率或更少预定数量的帧话音编码两帧信息以产生两帧信
息的半率话音信息的装置；
一种用于对于两帧信息多路复用半率或更少话音信息到单个帧的装置；
一种用于在单个帧内信道编码半率或更少话音信息的装置；
一种用于在一个发射帧期间对于两帧信息发射多路复用和信道编码的半率或更少话
音信息，使得先前由两帧信息中的一个占用的帧被释放用于帮助越区切换确定的装
置。
说 明 书
本发明的领域
本发明一般涉及码分多址通讯系统，尤其涉及在这种码分多址通讯系统中根据交替
频率利用越区切换检测技术。
本发明的背景
码分多址(CDMA)通讯系统是公知的。在CDMA通讯系统中，两个通讯单位(例如
中心通讯站和移动通讯单位)之间的通讯经过具有唯一用户扩展码的通讯信道的频
带通过扩展每个发射信号完成。由于扩展，发射的信号在通讯信道的相同频带上并
且只由唯一的用户扩展码分开。这些唯一的用户扩展码最好相互正交使得扩展码之
间的互相关近似于零。因此，当用户扩展码相互正交时，接收的信号可以与一个特
别的用户扩展码相关使得仅仅去扩展所需的用户信号(相关于特别的扩展码)。
本领域的技术人员应该理解存在一些不同的扩展码可以用于在CDMA通讯系统中
将数据信号相互间分开。这些扩展码包括，但不局限于伪噪声(PN)码和沃尔什
(Walsh)码。一个沃尔什码相应于哈达马(Hadamard)矩阵的一个单行或一个单列。
例如，在一个64信道CDMA扩谱系统中，可以从一个64×64哈达马矩阵内的64
个沃尔什代码组中选择特别相互正交的沃尔什码。同样，通过使用一个特别的沃尔
什码以扩展特别的数据信号可以将一个特别的数据信号与其他数据信号分开。
本领域的技术人员还应该理解扩展码可以用于信道编码数据信号。信道编码这些数
据信号，通过使发射信号更好地经历各种无线电话信道损伤的影响如噪声、衰减和
阻塞来改进通讯系统，特别是无线电话通讯系统的性能。一般地，信道编码减少了
误码概率，和/或减少了通常表示为每个噪声密度的位能量(Eb/N0)的所需信噪比，
以比其他情况下发射数据信号所需的花费更大带宽的代价恢复信号。例如，沃尔什
码可以在数据信号调制之前信道编码该数据信号用于连续传输。类似地，伪噪声
(PN)扩展码可以用于信道编码一个数据信号。
一般的CDMA传输包括扩展信息信号的带宽、发射扩展的信号和通过重新变换接
收的扩谱到初始信息信号带宽而恢复所需的信息信号。在CDMA传输中使用的这
种带宽交换允许CDMA通讯系统在噪声信号环境或通讯信道中提供相对无差错信
息信号。对于某些Eb/N0来自通讯信道发射的信息信号的恢复质量通过误码率(即
在一个特别的时间间隔或接收的位间隔在发射信号恢复中的差错数量)测量。随着
误码率增加，由接收方接收的信号质量降低。因此，一般设计通讯系统限制误码率
在一个上限或最大值内使得限制接收信号质量的降低。
在当前的CDMA通讯系统中，如对于数字蜂窝系统(DCS)由IS-95A(对于双模宽带
扩谱蜂窝系统的移动台-基站兼容标准并且由在2001 Eye Street，N.W.，华盛顿，
D.C.20006的电子工业协会(EIA)发布)定义和对于个人通讯系统(PCS)由ANSI-J-
STD-008定义，基站和移动台可以经过多个无线电资源相互连接。用于确定是否新
的CDMA信道被加上或者被释放的方法称为越区切换检测。越区切换检测一般由
移动台在业务信道实现。移动台测量正向(基站到移动台)导频信道，并且当条件允
许加上或减去到基站的正向和反向链路时指示给基站。基站随后分配资源并且经过
越区切换方向消息指定给移动台一个或多个正向业务信道。在其他可能的实现中，
基站可以通过指示移动台以一个固定功率电平发射，并且同时测量来自移动台的接
收的功率来实现越区切换检测。基站随后测量从移动台发射的信号以确定是否要求
越区切换。
然而，在当前的CDMA通讯系统中，对于移动台来说由于正向业务信道连续传输，
既没有有效的方法改变频率以扫描导频信道也不能基于交替频率以固定的功率电平
发射。一般地，通过将同样的导频信道设置在相同的频率上和使用移动台相同频率
扫描性能来触发到其他频率的越区切换可以避免这个问题。但是，这种方法是不实
用的，因为它要求基站在所有交替小区上发射导频信道，特别的频率覆盖这些小区
以便触发到其他频率的越区切换。另一种解决方案是允许移动台简单地腾出业务信
道以在其他频率上使用越区切换检测技术。但是，这种方法导致终端用户可察觉的
声音编码话音中的间隙。
因此，需要一种设备和方法克服现有技术的缺陷。
附图的简单描述
图1一般地描述了一个码分多址(CDMA)通讯系统，该系统可以有益地实现本发明
的交替频率越区切换检测。
图2一般地描述了CDMA通讯系统中的移动台发射机与基站接收机，它可以有益
地实现本发明的交替频率小区扫描的方式。
图3一般地描述了CDMA通讯系统中的基站发射机与移动台接收机，它可以有益
地实现本发明的交替频率小区扫描的方式。
图4一般地描述了现有技术移动台的处理，它简单地腾空业务信道以实现交替频率
扫描。
图5一般地描述了移动台的处理，它实现本发明的CDMA通讯系统中的交替频率
扫描。
图6一般地描述了移动台处理的另一个实施例，它实现本发明的CDMA通讯系统
中的交替频率扫描。
优选实施例的详细描述
一般地说，在码分多址(CDMA)通讯系统中移动台通过在正向信道上保存一个周期
帧以允许移动台改变频率和扫描其他的导频信道而在不同频率上实现越区切换检测。
为了保存声音质量的一些特征，基站和移动台以半率的最大值声音编码话音，并且
在移动台扫描交替频率的帧之前发射信息作为第二个业务量。为了最大限度地协调
声音质量和检测方法的频率，基站通过消息指示移动台在其他频率扫描之间的周期。
另一方面，当移动台改变频率以使用越区切换检测算法时基站通过在该帧之前发送
预定数量帧中包含第二数据的帧而起动检测方法。为了确保与不实现本发明检测的
现有系统的兼容性，这种方法可以通过公知的服务配置协商技术协商。
更准确地说，公开了一种在码分多址(CDMA)通讯系统中释放帧以帮助越区切换确
定的方法。CDMA通讯系统包括一个移动台，它以第一频率通过载波响应于基站，
并且确定被释放的帧以产生一个释放帧并且在释放帧之前对于两帧信息以半率或更
少的预定数量帧话音编码以产生两帧信息的半率话音信息。该系统随后对于两帧信
息多路复用半率或更少话音信息到单个帧并且在单个帧内信道编码半率或更少话音
信息。该系统随后在发射帧期间对于两帧信息发射多路复用和信道编码的半率或更
少话音信息，使得先前由两帧信息中的一个占用的帧被释放用于帮助越区切换确定。
对于两帧信息多路复用半率或更少话音信息到单个帧的步骤包括对于两帧信息缓冲
半率话音信息到单个帧的步骤。另外，在大致上等于释放帧时间周期相同时间的时
间周期期间移动台对于两帧信息信道译码发射的信道编码的半率话音信息。在优选
实施例中，由移动台利用释放的帧以帮助越区切换确定来扫描交替频率。扫描交替
频率包括扫描由另一个基站以交替频率发射的导频信道。该系统随后确定扫描的导
频信道的信号强度。移动台传送扫描的导频信道的确定信号强度以帮助越区切换确
定。
同样在该优选实施例中，确定被释放帧以产生释放帧的步骤是同步的或者异步的。
如果是同步的，则确定被释放的帧以产生释放帧的步骤是基于一种散列算法，该算
法具有作为输入的在周期中被帧的数量除以的模数的移动台电子序列号(ESN)。如
果是异步的，则确定被释放的帧以产生释放帧的步骤是基于对于两帧信息多路复用
半率或更少帧话音信息的移动台的接收。在优选实施例中，移动台在每个扫描周期
重复扫描。
在发射帧期间发射对于两帧信息的多路复用和信道编码的半率或更少话音信息使得
先前由两帧信息中的一个占用的帧被释放用于帮助越区切换确定之后，则接收在发
射时间帧期间对于两帧信息的多路复用和信道编码半率或更少话音信息。随后在发
射帧之后的帧期间对于两帧信息在单个帧内半率或更少话音信息实现信道译码并且
在信道译码发生的帧之后对于一帧信息在单个帧内半率或更少话音信息实现话音译
码。在对于一帧信息话音译码发生的帧之后系统随后对于其他帧信息在单个帧内缓
冲和话音译码半率或更少话音信息，使得接收这样的话音译码半率或更少话音信息
的用户感觉不到话音连续的损失。
同时还公开了一种在码分多址(CDMA)通讯系统中释放帧以帮助越区切换确定的设
备。该设备包括在CDMA通讯系统中，它包括一个移动台以第一频率经过载波响
应于基站，它还包括一种装置用于确定被释放的帧以产生释放帧以及一种装置用于
在释放帧之前以半率或更少的预定数量帧话音编码两帧信息以产生两帧信息的半率
话音信息。该系统还包括一种装置用于对两帧信息多路复用半率或更少话音信息到
单个帧，包括一种装置用于在单个帧内信道编码半率或更少话音信息以及一种装置
用于在发射帧期间对于两帧信息发射多路复用和信道编码半率或更少话音信息使得
先前由两帧信息中的一个占用的帧被释放用于帮助越区切换确定。
现在参照图1，描述了可以有益地使用本发明的交替频率扫描的CDMA通讯系统
100。移动台106如同基站102位于第一覆盖区域104。在优选实施例中，基站102
经过数字无线电信道108与移动台106通讯，该信道包含与IS-95A定义的CDMA
通讯系统兼容的数据信息。基站102与移动台106协商根据基站112支持的频率使
用本发明的交替频率越区切换技术。如下面将说明的，在基站102和移动台106之
间先前商定的帧期间移动台106使用交替频率越区切换检测技术。
图2一般地描述了CDMA通讯系统中的移动台106的发射机200与基站102的接
收机203，它可以有益地实现本发明的方式。在编码部分201，业务信道数据位
202从微处理器(μP)205产生，并且以一个特定的比特率(例如1.2千比特/秒，2.4千
比特/秒，4.8千比特/秒以及9.6千比特/秒)输入到编码器204。μP 205耦合到表示
相关功能207的块，在这里实现包括呼叫处理、链路建立的功能以及相关于建立和
保持蜂窝通讯的其他一般功能。业务信道数据位202包括作为第一业务量的话音数
据、作为第二业务量的可选择话音数据、可选择信令数据或者在IS-95A和/或
ANSI-J-STD-008中规定的它们的任何组合。编码器204采用一种编码算法以一个
固定的编码速率(1/r)编码业务信道数据位202到数据码元206，该算法便于后续的
数据码元的最大似然译码到数据位(例如卷积或块编码算法)。例如，编码器204以
一个数据位的固定编码速率编码业务信道数据位202(例如，以4.8千比特/秒的速
率接收的192个输入数据位)为三个数据码元(即1/3)使得编码器204输出数据码元
206(例如，以14.4千码元/秒速率输出的288个数据码元)。
数据码元206随后输入到码元转发器和数字复用器208。码元转发器和数字复用器
208转发数据以增加有效的码元速率到28.8千码元/秒速率，然后组织数据码元206
到块(即帧)并且该块在码元级交错输入的数据码元206。在数字复用器208，数据
码元被分别地输入到一个定义数据码元的预定尺寸块的矩阵。数据码元输入到矩阵
内的位置使得矩阵以逐列的方式被填满。数据码元从矩阵内的位置被分别地输出使
得矩阵以逐行的方式被腾空。一般地，矩阵是一个具有行数等于列数的方形矩阵；
然而，可以选择其他的矩阵形式以增加在连续输入非交错数据码元之间的输出交错
距离。交错数据码元210由码元转发器和数字复用器208以它们输入的两倍数据码
元速率输出(例如28.8千码元/秒)。由矩阵定义的数据码元块的预定尺寸从最大的
数据码元数得出，这些数据码元可以在预定长度传输块内以编码的比特率发射。例
如，如果数据码元206以14.4千码元/秒速率从编码器204输出，并且如果传输块
的预定长度是20毫秒，则数据码元块的预定长度是28.8千码元/秒(数据码元206
的数据率的两倍)乘以20毫秒(ms)，这等于定义一个18乘以32矩阵的576个数据
码元。
编码、交错的数据码元210从通讯系统的编码部分201输出并且输入到通讯系统的
发射部分216。数据码元210准备由调制器217经过通讯信道传输。接着，调制信
号提供到天线218用于经过数字无线电信道108的传输。
调制器217通过在扩展处理中从编码、交错的数据码元210得出的固定长度代码的
序列准备数据码元210用于直接序列码分扩谱传输。例如，在参考代码数据码元
210流内的数据码元可以扩展为唯一的固定长度代码使得由单个64位长度代码表
示一组六个数据码元。表示六个数据码元组的代码最好组合形成一个单个64位长
度代码。由于这种扩展处理，以固定速率(例如28.8千码元/秒)接收编码、交错的
数据码元210的调制器217现在具有一个带有较高固定码元速率(例如307.2千码元
/秒)的64位长度代码的扩展序列。本领域的技术人员应该理解在编码、交错的数
据位210流内的数据码元可以根据许多其他算法扩展为一个较大长度代码序列而不
背离本发明的范围和精神。
通过利用长扩展代码(例如PN代码)进一步扩展扩展序列，该扩展序列还被准备用
于直接序列码分扩谱传输。扩展代码是一种用户特定的码元序列或以固定码片速率
(例如1.228兆码片/秒)输出的唯一的用户代码。用户代码扩展编码数据位(即数据码
元)用于通过驱动正弦波的相位控制双相调制正弦波。正弦波输出信号被带通滤波、
转换为RF频率，被放大、滤波并且由天线218发射以在数字无线电信道108中完
成具有二进制移相键控(BPSK)调制的业务信道数据位202的传输。
基站接收机203的接收部分222通过天线224接收经过数字无线电信道108发射的
扩谱信号。由去扩展器和采样器226将接收的信号采样为数据样本。接着，数据样
本242输出到通讯系统的译码部分254。
去扩展器和采样器226最好BPSK采样通过滤波、解调、RF频率转换并且以预定
速率(例如1.2288兆样本/秒)采样的接收的扩谱信号。接着，通过将接收的采样信
号与长扩展代码相关去扩展BPSK采样的信号。生成的去扩展采样信号228以预定
速率采样并且输出到非相干检测器240(例如，307.2千样本/秒使得接收的扩谱信号
的四个样本序列去扩展和/或由单个数据样本表示)用于以后的数据样本242的非相
干检测。
如本领域技术人员应该理解的，多个接收部分222到223和天线224到225可以分
别地用于获得空间分集。第N个接收机部分大致上如上面描述的接收部分222相
同的方式操作，从数字无线电信道108接收的扩谱信号恢复数据样本。N个接收部
分的输出242到252最好输入到加法器250，该加法器分集组合输入的数据样本为
相干检测数据样本260的合成的流。
形成软判定数据的各个数据样本260随后输入到包括去数字复用器262的译码部分
254，该去数字复用器以各个数据电平去交错输入的软判定数据260。在去数字复
用器262中，软判定数据260分别输入到一个定义软判定数据的预定尺寸块的矩阵。
软判定数据输入到矩阵内的位置使得该矩阵被以逐行的方式填满。去交错软判定数
据264被分别从矩阵内的位置输出使得该矩阵被以逐列的方式腾空。通过以它们输
入(例如，28.8千米/秒)相同的速率由去数字复用器262输出去交错的软判定数据
264。
由矩阵定义的软判定数据块的预定尺寸从预定长度传输块内接收的扩谱信号的采样
数据样本的最大速率得出。
去交错的软判定数据264输入到译码器266，该译码器使用最大似然译码技术产生
估计的业务信道数据位268。通过使用一种大致上类似于维特比译码算法的算法可
以扩大最大似然译码技术。译码器266使用一组单独的软判定数据264以形成一组
软判定转换度量标准用在最大似然序列估计译码器266的每个特别时间状态。用于
形成每组软判定转换度量标准的组中的软判定数据264的数量相应于由每个输入数
据位202产生的卷积编码器204输出端的数据码元206的数量。每组中软判定转换
度量标准的数量等于两次自乘到每组中软判定数据264数量的幂。例如，当一个
1/3卷积编码器用在发射机时，从每个输入数据位202产生三个数据码元106。这
样，译码器266使用三个单独的软判定数据264组以形成八个软判定转换度量标准
用在最大似然序列估计译码器266的每次状态。估计的业务信道数据位268以一种
速率产生，该速率相关于软判定数据264输入到译码器266的速率和用于初始编码
输入数据位202的固定速率(例如，如果软判定数据以28.8千米/秒输入并且初始编
码速率是1/3，则估计的业务信道数据位268以4800位/秒的速率输出)。
估计的业务信道数据位268输入到μP270，它类似于μP207。如在μP207的情况，
μP270耦合到表示相关功能272的块，这个块也实现包括呼叫处理、链路建立的功
能以及相关于建立和保持蜂窝通讯的其他一般功能。μP270也耦合到接口274，它
允许基站102的接收机203与CBSC114通讯。
图3一般地描述了CDMA通讯系统中的基站102的发射机102与移动台106的接
收机303，它可以有益地实现本发明的方式。在通讯系统的编码部分301中，业务
信道数据位302从μP305输出，并且以一个特定的比特率(例如，9.6千比特/秒)输
入到编码器304。μP305耦合到一个表示相关功能307的块，它实现如同图2的块
207和272类似的蜂窝相关功能。μP305还耦合到接口309，该接口允许基站102
的发射机300与CBSC114通讯。
广播控制信道数据位302包括纯数据。编码器304采用一种编码算法以固定编码速
率(1/r)编码广播控制信道数据位302为数据码元306，该算法便于随后最大似然译
码数据码元到数据位(例如，卷积或块编码算法)。例如，编码器304以一个数据位
的固定编码速率编码广播控制信道数据位302(例如，以9.6千比特/秒的速率接收
的192个输入数据位)为两个数据码元(即1/2)使得编码器304输出数据码元306(例
如，以19.2千码元/秒速率输出的384个数据码元)。
数据码元306随后输入到数字复用器308。数字复用器308组织数据码元306到块
(即帧)并且该块以码元级交错输入的数据码元306。在数字复用器308，数据码元
被分别地输入到一个定义数据码元的预定尺寸块的矩阵。数据码元输入到矩阵内的
位置使得该矩阵被以逐列的方式填满。数据码元被分别从矩阵内的位置输出使得该
矩阵被以逐行的方式腾空。一般地，矩阵是一个具有行数等于列数的方形矩阵；然
而，可以选择其他矩阵形式以增加在连续的输入非交错数据码元之间的输出交错距
离。以它们输入(例如，19.2千码元/秒)的相同数据码元速率由数字复用器308输出
交错的数据码元310。由矩阵定义的数据码元块的预定尺寸由最大的数据码元数得
出，该数据码元可以在预定长度传输块内以编码的比特率发射。例如，如果数据码
元306以19.2千码元/秒速率从编码器304输出，并且如果传输块的预定长度是20
毫秒，则数据码元块的预定长度是19.2千码元/秒乘以20毫秒(ms)，它等于定义一
个18乘以32矩阵的384个数据码元。
编码、交错的数据码元310从通讯系统的编码部分301输出并且输入到通讯系统的
发射部分316。数据码元310准备由调制器317经过通讯信道传输。接着，调制信
号提供到天线318用于经过数字无线电信道108的传输。
调制器317通过在编码、交错的数据码元310上实现数据倒频准备数据码元310用
于直接序列码分扩谱传输。通过采用在该码元的传输周期开始有效的长代码伪噪声
PN码片的二进制值实现数字复用器输出码元310的模2加法而完成数据倒频。这
个伪噪声PN序列等同于工作在1.2288 MHz时钟速率的长代码，这里仅仅每个64
的第一个输出用于数据倒频(即每秒19200个样本的速率)。
在倒频之后，在扩展处理中得到来自倒频数据码元的固定长度代码序列。例如，在
倒频数据码元流内的每个数据码元可以最好扩展为一个唯一固定长度代码使得由单
个64位长度代码表示每个数据码元。表示数据码元的代码最好被模2地加到各个
数据码元。由于这种扩展处理的结果，以固定速率(例如19.2千码元/秒)接收编码、
交错的数据码元310的调制器317现在具有一个带有较高固定码元速率(例如
1228.8千码元/秒)的64位长度代码的扩展序列。本领域的技术人员应该理解在编
码、交错的数据位310流内的数据码元可以根据许多的其他算法扩展为一个较大长
度代码序列而不背离本发明的范围和精神。
通过利用长扩展代码(例如PN代码)进一步扩展扩展序列，该扩展序列还准备用于
直接序列码分扩谱传输。扩展代码是一种用户特定的码元序列或以固定码片速率
(例如1.2288兆码片/秒)输出的唯一的用户代码。用户代码扩展编码数据位(即数据
码元)用于通过驱动正弦波的相位控制双相调制正弦波。正弦波输出信号被带通滤
波、转换为RF频率，被放大、滤波并且由天线318发射以在数字无线电信道108
中完成具有BPSK调制的业务信道数据位302的传输。
移动台接收机303的接收部分322通过天线324接收经过数字无线电信道108发射
的扩谱信号。通过去扩展器和采样器326将接收的信号采样为数据样本。接着，数
据样本342输出到通讯系统的译码部分354。
去扩展器和采样器326最好BPSK采样通过滤波、解调、RF频率转换并且以预定
速率(例如1.2288兆样本/秒)采样的接收的扩谱信号。接着，通过将接收的采样信
号与长扩展代码相关去扩展BPSK采样信号。生成的去扩展采样信号328以预定速
率采样并且输出到非相干检测器340(例如，19.2千样本/秒使得接收的扩谱信号的
64个样本序列去扩展和/或由单个数据样本表示)用于数据样本342的非相干检测。
如本领域技术人员应该理解的，多个接收部分322到323和天线324到325可以分
别地用于获得空间分集。第N个接收机部分大致上如上面描述的接收部分322相
同的方式操作，在数字无线电信道320从接收的扩谱信号恢复数据样本。N个接收
部分的输出342到352最好输入到加法器350，该加法器分集组合输入的数据样本
为一个相干检测数据样本360的合成的流。
形成软判定数据的各个数据样本360随后输入到包括去数字复用器362的译码部分
354，该去数字复用器以各个数据电平去交错输入的软判定数据360。在去数字复
用器362中，软判定数据360分别输入到一个定义软判定数据的预定尺寸块的矩阵。
软判定数据输入到矩阵内的位置使得该矩阵被以逐行的方式填满。去交错软判定数
据364被分别从矩阵内的位置输出使得该矩阵被以逐列的方式腾空。通过以它们输
入相同的速率(例如，19.2千米/秒)由去数字复用器362输出去交错的软判定数据
364。
由矩阵定义的软判定数据块的预定尺寸从预定长度传输块内接收的扩谱信号的采样
数据样本的最大速率得出。
去交错的软判定数据364输入到译码器366，该译码器使用最大似然译码技术产生
估计的广播控制信道数据位368。通过使用一种大致上类似于维特比译码算法的算
法可以扩大最大似然译码技术。译码器366使用一组单独的软判定数据364形成一
组软判定转换度量标准用在最大似然序列估计译码器366的每个特别时间状态。用
于形成每组软判定转换度量标准的组中的软判定数据364的数量相应于由每个输入
数据位302产生的卷积编码器304输出端的数据码元306的数量。每组中的软判定
转换度量标准的数量等于两次自乘到每组中软判定数据364数量的幂。例如，当一
个1/2卷积编码器用在发射机时，从每个输入数据位302产生两个数据码元306。
这样，译码器366使用两个单独的软判定数据364组形成四个软判定转换度量标准
用在最大似然序列估计译码器366的每次状态。估计的广播控制信道数据位368以
一种速率产生，该速率相关于软判定数据364输入到译码器366的速率和用于初始
编码输入数据位302的固定速率(例如，如果软判定数据以19.2千米/秒输入并且初
始编码速率是1/2，则估计的广播控制信道数据位368以9600位/秒的速率输出)。
估计的广播控制信道数据位368输入到μP 370，它说明估计的广播控制信道数据
位368和其他字段，包括在数字无线电信道108中发射的数字无线电信道分配字段。
μP 370耦合到相关的功能372，该功能实现与由块207、272和307实现类似的蜂
窝相关功能。
图4一般地描述了现有技术移动台的处理，它简单地腾空业务信道以实现交替频率
扫描。如图4所示，在移动台中的一帧信息n经历某些处理最后变为输出到基站的
编码话音。应该注意所示的相对(n)和绝对(m)时间关系仅仅用于说明目的，不必表
示为一种最优实现。首先，在一帧m中信息n在403排队。在下一帧m+1中，信
息n在406经历话音编码并且随后在后来的帧m+2的409经历信道编码。在412，
移动台在帧m+3期间发射话音/信道编码信息n。这时，在帧m+3期间，移动台应
该接收相关于n的信息，然而，因为移动台在这个时间周期期间正在扫描，所以在
这个时间周期m+3期间移动台没有接收到任何信息。如在随后的帧m+4中可以见
到的，帧差错发生在相对于帧n的信息应该在415信道译码，然而，因为没有接收
到任何信息，所以在帧m+4期间没有任何的信道编码在415发生。根据这一点，
如在话音译码418期间和帧m+5期间可以见到的，丢失了一个完整的信息帧(关于
n)。如同在话音编码技术中常见的，当丢失一个完整的帧时，只是转发先前的帧n-
1。
代替创建如图4所示现有技术所进行的发射话音的不连续部分，根据本发明，帧n
的传输被延迟20毫秒(1帧)并且迫使声码器实现1/2速率编码最大值以释放一帧来
帮助越区切换确定。在优选实施例中，释放帧用于扫描交替频率。在扫描帧期间，
允许移动台扫描邻近的频率以寻找强的导频信道，移动台将转换这个强的导频信道
信息到基站以帮助越区切换处理。在扫描帧之前的帧中，基站和移动台以单个全速
率帧发射两个1/2速率帧中最大的。在图5中很好地展示了上面概括描述的本发明
的扫描技术，它一般地描述了本发明在CDMA通讯系统中交替频率扫描的优选实
施例。
如图5所示，在扫描帧527之前所示的移动台在帧m和m+1期间以减少的速率在
506编码话音信息，并且在509缓冲这个减少速率的编码信息。在优选实施例中，
减少的速率是1/2速率编码或更少。在缓冲之后，减少速率编码的信息如圆圈530
所示多路复用为单个帧并且随后在帧m+2期间在512被交错/信道编码为第一业务
字段和第二业务字段。应该注意第一业务字段和第二业务字段对于那些熟悉IS-
95A的技术人员来说是公知的。在下一帧m+3期间，发射在512被交错/信道编码
为第一业务字段和第二业务字段的减少的速率编码信息。
这时，接收机(在移动台或基站)在帧m+3期间在515将接收并且在下一帧m+4译
码第一业务字段用于由话音译码器在下一帧m+5在521使用。第二业务字段在帧
m+4期间在518被信道译码并且被缓冲用于帧m+6期间。通过使用本发明如上所
述的具有1/2速率编码数据的第二业务字段，消除以了在图4所示的现有技术处理
中产生的丢失的帧，并且与现有技术的丢失帧实现相比，1/2速率帧对于通话两端
的用户感觉是较好的声音。
在优选实施例中，移动台利用第一业务字段和第二业务字段的能力可以使用公知的
方法协商。例如，这样两种能够实现的方法是在EIA/TIA TSB-74或ANSI J-STD-
008中描述的服务配置协商方法。
在优选实施例中，在扫描周期的帧的数量由基站指示给移动台。为了减轻由于移动
台转换到其他频率信道噪声的变化，移动台使用被帧周期中帧的数量除以的模数的
散列算法以选择在一个扫描周期的帧数量内哪一帧，在这一帧实现越区切换检测技
术。另一方面，在优选实施例中，移动台可以使用包含到信号的第二数据的IS-95
帧的接收，移动台腾空业务信道预定数量的帧用于以后使用本发明描述的释放帧。
图6一般地描述了说明本发明优选实施例一种变型的另一个实施例，其中不需要事
先知道交替频率扫描的绝对帧数量。这里，一旦移动台接收和信道译码与本发明有
关的第二业务信道数据就异步触发扫描。这种情况的优点是增加了扫描周期选择的
灵活性。这意味着该基础结构根据先前交替导频扫描测量通过自适应地估计硬越区
切换的概率而具有优化扫描周期的能力。其优点是基础结构简单地修改“开环”方式
的周期，而不用如果需要修改，要传递周期到移动台(“闭环”)。后面的方法可能通
过增加信令业务量和更频繁地迫使声码器“半空白突发(dim-and-burst)”而进一步降
低声音质量。
再次参照图6，当在帧m-1信道译码第二个业务信道数据时，产生一次触发迫使移
动台话音编码器以速率1/2或更低编码下面两个话音帧。另外，当一个包由于交替
频率扫描丢失时在该时间期间双缓冲接收的编码话音包(对于相对的时间帧n-6和
n-5)以允许附加的话音包被译码，这在较后的一些时间完成(在帧m+4)。
一旦两个1/2率或更低帧被话音编码和双缓冲(在帧m+2)，则根据本发明它们被多
路复用到第一和第二业务量帧。这帧随后被信道编码并且在帧m+3提供给空中接
口。这时，发射和接收数据路径(分别是反向和正向业务量)具有包含编码话音数据
的额外帧的缓冲器，因此允许交替频率扫描实现而没有到移动台和基础结构的话音
译码器的编码话音数据的丢失或重复。
这种方法不同于优选实施例之处在于直到移动台的第二业务数据的有效重复才确定
实现交替频率扫描的额外帧。
尽管已经参照特别的实施例特别的展示和描述了本发明，本领域的技术人员应该理
解可以在形式和细节上进行各种改变而不背离本发明的精神和范围。在下面权利要
求书中所有装置的相应的结构、材料、作用和等同物或者加上功能部件的步骤包括
了用于实现与特别声明的其他权利要求的部件相配合功能的任何结构、材料或作用。