CN100358371C

CN100358371C - 用于在移动终端中的无中断切换的系统和方法

Info

Publication number: CN100358371C
Application number: CNB038043068A
Authority: CN
Inventors: 托米·奥兰宁; 吉莫·莱霍; 哈利·培科宁; 朱哈·卡加瓦
Original assignee: Nokia Oyj
Current assignee: Nokia Oyj
Priority date: 2002-02-28
Filing date: 2003-02-21
Publication date: 2007-12-26
Anticipated expiration: 2023-02-21
Also published as: BR0307591A; EP1479250A1; RU2288549C2; JP2005523595A; US20030162543A1; RU2004125491A; CN1742494A; EP1479250A4; MXPA04008049A; WO2003073774A1; JP3965388B2; AU2003206056A1

Abstract

本发明公开了在移动终端中提供无中断越区切换的系统和方法。接收由相应无线发射机广播的第一和第二业务信号，并从所述业务信号中导出信号数据。如果来自所述低于无线发射机的信号数据满足第一预定标准(67)，并且如果来自所述第二五发射机的信号数据满足第二预定标准(79)，那么在应接收所述业务信号的预定部分以后，将接收从所述第一无线发射机切换到所述第二无线发射机。

Description

用于在移动终端中的无中断切换的系统和方法

技术领域

本发明涉及音频数据、视频数据、控制数据或其他信息的突发传输，尤其涉及用于在移动终端中提供无中断切换的系统和方法。

背景技术

视频流、数据流以及宽带数字广播节目在无线网络应用中越来越普及。但是，由于移动终端接收机在无线传输小区中移动，所以可能丢失或破坏信息信号，尤其在进行切换时。现有技术在移动终端中使用双接收机以缓解这个问题，但是这种方案增加了移动终端的成本和复杂性。

需要的是一种为从多个无线小区中接收数据和信息的移动终端提供无中断的信息和数据流的系统和方法。

发明内容

本发明提供了在移动终端中提供无中断切换的系统和方法。接收由相应的无线发射机广播的第一和第二业务信号，并且从所述第一和第二业务信号中导出信号数据。如果来自所述第一无线发射机的信号数据满足第一预定标准，并且如果来自所述第二无线发射机的信号数据满足第二预定标准，那么在所述业务信号的预定部分已经被接收后，将接收从所述第一无线发射机切换到所述第二无线发射机。

附图说明

在下面参考附图描述优选实施例中来详细介绍本发明。

图1表示常规无线通信系统的简化示意图；

图2表示图1的常规无线通信系统所广播的信号的波形；

图3表示包括无线移动终端和多个发射机的时间分片数字广播系统的第一优选实施例，所述多个发射机根据在业务提供商处出现的信息广播突发信号流。

图4是表示图3中一个突发信号流的一般波形图；

图5A和5B是表示图3的移动终端工作的流程图；

图6是表示在图3的系统中从数字广播发射机广播到数字广播接收机的信号流图；

图7是图6的数字广播接收机的功能框图；以及

图8是表示多个业务提供商所广播的信息信号图；

图9表示信号流中传输突发(transmission burst)。

具体实施方式

图1是经由以无线小区11、13和15为例子的多个无线小区工作的常规无线系统10的简化示意图。所述无线小区11、13和15中的每个一般都包括广播常规信息信号29a，29b和29c的单独的常规发射机21、23和25，其中可以在不同频率发送每个信息信号29a-29c。如图2所示，每个常规信息信号29a-29c可以是具有例如100K比特/秒比特率的连续或缓慢变化的数据流。

例如，移动终端，例如位于小区11中的无线接收机(未标出)将最可能选择接收图1中发射机21提供的连续信息信号29a。因此，在所述无线接收机从无线小区11进入无线小区13或无线小区15时，一般通过改变所述接收机的接收频率来进行相应的切换，以便例如从发射机23接收信息信号29b或者从发射机25接收信息信号29c。但是，在从一个连续信号切换到另一个的动作中可能导致在所述无线接收机所获得的信息信号中不希望的中断。

在图3中表示具有本发明特征的时间分片数字广播系统30的简化示意图。表示所述广播系统30工作在包括无线小区11、13和15的传输区域内。第一发射机31位于无线小区11中，第二发射机33位于无线小区13中，而第三发射机35位于无线小区15中。发射机31-35广播相应的业务信号41a-41c，所述业务信号全部被移动终端39接收。所述业务信号41a-41c包括由公共业务提供商(未标出)产生的，并由各个发射机31-35转换为传输信号的信息或数据。在不同频率上发送每个所述业务信号41a-41c，使所述移动终端39能够区别所述业务信号41a-41c。或者，能够通过使用不同编码方案或者其他无线频率传输格式传输所述业务信号41a-41c来实现信号区分。

在图4中更详细地表示所述业务信号41a-41c的波形。例如，业务信号41a包括以传输突发43a、传输突发45a以及传输突发47a为例子的一系列传输突发。同样地，第二发射机33所广播的业务信号41b包括传输突发43b、45b以及47b，第三发射机35所广播的业务信号41c包括传输突发43c、45c以及47c。如图所示，所述业务信号41a-41c最佳同步，这样各个脉冲发射机31-35同时广播传输突发43a、43b以及43c。同样地，传输突发45a、45b以及45c被同步，传输突发47a、47b以及47c被同步。

在优选实施例中，每个传输突发43a-43c、45a-45c以及47a-47c是持续时间大约为1秒的4M比特/秒的脉冲，提供每个传输突发4M比特缓存信息的转发。传输突发43a-43c、45a-45c以及47a-47c以大约40秒的间隔隔开，这样每个波形41a-41c有效地产生100K比特/秒的平均信号信息传输速率。因此波形41a-41c达到与例如从业务提供商接收的信息信号29a-29c的连续100K比特/秒传输速率相同的有效传输速率。但是，与信息信号29a-29c不同，在不进行信息信号传输时，波形41a-41c也提供中间39秒的时间间隔。

当所述广播系统30中需要切换时，只在这些在所选业务提供商的传输突发之间发生的大约39秒时间间隔中执行切换。所述39秒时间间隔允许移动终端39启动并完成从一个发射机信号到另一个的切换，而不会在所接收信号中引起中断。例如，移动终端39能够选择接收传输突发43a，然后能够切换到接收传输突发45b或45c中的一个，然后能够通过选择性地传递在任何特定时间正在提供最佳信号的发射机31-35中任一个的频率来再次切换到接收传输突发47a或47b或47c中任一个。因此，所公开的系统和方法提供了在预计没有数据传输来自所选业务提供商的时间间隔期间将启动和完成的无中断切换。

在位于无线小区11中时，移动终端39一般从第一发射机31接收业务信号41a作为最佳的信号。但是，当移动终端39从无线小区11进入无线小区13时，所述业务信号41a的被接收信号强度可能下降到低于业务信号41b的被接收信号强度的值。因此，正如下面将详细介绍的那样，当发生这种信号衰减或者满足其他预定的业务信号标准时，移动终端39可以从接收广播所述业务信号41a的第一发射机31的频率变为接收广播业务信号41b的第二发射机33所使用的频率。

例如，如果在移动终端39已经输入由传输突发43a所提供的信号后满足预定的业务信号标准，那么最佳在传输突发43a的终止点51(这里在t＝1秒处表示)和下一个传输突发45b的开始点53(这里在t＝40秒处表示)之间的时间间隔中进行频率的改变。以这种方式，移动终端39完全接收每个传输突发43a和45b，并因此，如果存在的话，在从一个脉冲终端切换到另一个期间不产生中断。或者，如果移动终端39已经输入传输突发45a，并且已经满足预定标准，那么将在传输突发45a的终止点55和下一个传输突发47b的开始点57(这里在t＝80秒处表示)之间进行频率改变。

在图5的流程图中更详细地说明这个过程。在步骤61中移动终端39初始化以后，移动终端39在步骤63中编译用于与正在提供所希望业务的无线小区11相邻的一个或多个无线小区的‘L’个可选频率的列表。在提供的例子中，由于发射机33和35位于相邻小区13和15中并正在广播业务信号41b和41c，所以这个列表包括用于无线小区13和15的广播频率。在由发射机31，33和35所广播的业务信号41a，41b和41c中提供可选频率。例如，由发射机31发送的业务信号41a将包括这样的频率列表，即这些频率用于在业务信号41a中提供相同的业务广播。这包括发射机33和35所广播的信号的频率。

在步骤65中，在移动终端39中导出信号数据。这些数据包括这里被指定为原频率的，由无线小区11中发射机31所使用的信号频率的接收信号强度指示符(RSSI)值和误码率(BER)值。如果已经满足了预定切换标准，那么就考虑或启动切换。在优选实施例中，如果原频率BER超过预定的无准差错(QEF，quasi-error-free)界限，或者如果原频率RSSI低于预定值，就满足了切换标准。

如果在判断框67中不满足切换标准，那么运动终端39继续监控原频率RSSI和BER值的相反变化。另一方面，如果已经满足切换标准，那么移动终端在步骤69中测量或确定提供相同业务的‘L’个相邻小区传输信号频率的RSSI值。所述相邻小区传输信号频率的‘L’个RSSI值可以是满足切换标准以后获得的读数，或者所述RSSI值可以是已经获得并在选定的时间周期上平均并保持在移动终端39中的值。对切换候选信号频率的选择是为所述‘L’个相邻小区传输信号频率所获得的RSSI值的函数。

具有最强RSSI值的‘N’个相邻小区频率被指定为‘N’个候选频率，其中N≤L。在优选实施例中，3≤N≤5。在步骤71中形成(N+1)个RSSI频率值的列表，包括‘N’个候选频率和原频率。在可选实施例中，在可选步骤73中，原频率的RSSI值被增加预定的滞后值，例如5dB，以降低频率的相似或从原频率到候选频率的不必要的切换。在步骤75中，从所述列表中选择具有最大RSSI值的候选频率，并且在步骤77中，为这个当前候选频率测量BER值。

如果在判断框79中当前候选频率BER值超过预定QEF界限，那么在步骤81中将当前候选频率从所述列表中去除，并且如果在判断框83中其他候选频率还保留在所述列表中，那么在步骤75中指定具有最大RSSI值的下一个候选频率作为当前候选频率，并像前面那样进行操作直到步骤77。如果在判断框83中，在所述列表中没有候选频率值，那么移动终端39在步骤85中继续使用原频率接收信息，并继续操作直到步骤63。

如果在判断框79中，当前候选频率BER值没有超过预定QEF界限，那么移动终端39在步骤87中通过切换到当前候选频率接收下一个传输突发来执行切换，并且像上面那样操作返回到步骤63。在优选实施例中，QEF界限对应于数字视频广播接收机中维特比解码后大约2×10^-4的BER值。正如相关领域技术人员能够理解的那样，在数字视频广播接收机中使用的纠错链可以包括维特比解码级和里德-所罗门解码级。因此，维特比解码后大约2×10^-4的BER值对应于里德-所罗门解码后的大约10^-12的BER值。

在图6中表示例如广播业务信号41a到移动终端39的发射机31的优选实施例。在所述优选实施例中，移动终端39包括数字广播接收机111。发射机31通过网络连接，例如因特网，从信息业务提供商101处接收信息流，例如流视频信号。所述信息流被存储在弹性缓存器103中，并被格式化为一系列传输突发，如相关领域中已知的那样。

然后通过使用例如多协议封装器105，根据欧洲标准EN 301192的第七节“Digital Video Broadcasting(DVB)；DVB specification fordata broadcasting.”格式化每个传输突发。所述封装可以遵照例如因特网协议(IP)标准。在封装以后，所述多协议封装器105将每个传输突发提供给数字广播发射机107。所述数字广播发射机107周期地发送来自所述多协议封装器105的传输突发序列到数字广播接收机111，作为业务信号41a。

所述数字广播接收机111提供包括所述业务信号41a的传输突发的进入序列到流过滤单元113，以便从所述单个传输突发中剥离封装。然后所述流过滤单元113的被过滤输出被发送到接收机弹性缓存器115，所述接收机弹性缓存器在传输突发被下行发送到应用处理器117以转换为实质连续的信息数据流或数据分组序列以前临时存储被过滤，剥离的传输突发。

在图7中更详细地表示数字广播接收机111的优选实施例。RF输入信号，例如业务信号41a被输入到可变增益RF放大器121，并被选择用于通过可变跟踪过滤器123接收。所述跟踪过滤器123也提供在切换操作期间完成频率切换的方法。由所述跟踪过滤器123所提供的信号被具有被提供到一个输入端的，来自频率合成器127的输入的变频器125下变频为IF信号，如相关领域中公知的那样。所述变频器125的输出被IF放大器129放大，并在被发送到数字解调器133之前通过带通过滤器131被过滤。所述解调器133包括用于导出进入的RF输入信号，例如业务信号41a的BER值的误码率估计器。

IF放大器129的输出也被提供到功率检测器141，所述功率检测器141为自动增益控制143提供参考信号。使用来自所述自动增益控制143的反馈来控制最初设置为中频电平的可变增益RF放大器121的增益。所述自动增益控制143比较通过所述功率检测器141检测的IF功率和目标IF功率电平。如果所检测的IF功率电平太低，那么自动增益控制143增加可变增益RF放大器121的增益。相反地，如果所检测的IF功率电平太低，那么减少所述增益。

因此，被所述自动增益控制143提供到所述可变增益RF放大器121的控制电压直接与RF输入信号(例如，业务信号41a)的电平成比例。如果接收到低电平RF输入信号，那么可变增益RF放大器121需要更大的增益以提供目标IF功率电平。因此，所得到的反馈回路能够被用于通过被接收的信号强度指示符145提供RF输入信号强度的标识。

在数字解调器133中执行误码率估计。数字解调器133使用纠错模块来估计纠错前的初始误码率。在所述优选实施例中，如果纠错能够改正所有错误，那么认为BER是100％正确。正如相关领域技术人能够理解的那样，误码率直接与业务信号41a的品质成比例，因此与信号电平成比例。

应该理解，移动终端39也可以接收包括业务信号的信号流150，所述业务信号包括由一个或多个其他业务提供商提供的信息或数据，如图8的示意图中所示。例如，再参考图9，信号流150可以包括由第一业务提供商所提供的第一传输突发151a，由第二业务提供商提供的第一传输突发153a，由第三业务提供商提供的第一传输突发155a，由第四业务提供商提供的第一传输突发157a，以及由第五业务提供商提供的第一传输突发159a。在所提供的例子中，第一空分组传输间隔161a跟随在传输突发151a-159a的第一序列后。

所述第一空分组传输间隔161a被由所述第一到第五业务提供商分别提供的传输突发151b-159b跟随。第二空分组传输间隔161b跟随传输突发151b-159b的第二序列。如果需要，可以在所述第一或第二空分组传输间隔161a和161b中执行切换操作。另外，如果移动终端39只接收由所述第一业务提供商所提供的信息信号，那么也能够在所述传输突发153a-159a和153b-159b的广播期间执行切换。

正如相关领域中技术人员能够理解的那样，时间分片数字广播系统30可以使用调制/解调方法，例如频分多址(FDMA)，时分多址(TDMA)，码分多址(CDMA)，或宽带CDMA(W-CDMA)编码来为不同内业务提供商分配不同传输信道。这种信道使移动终端39能够区分由不同业务提供商所提供的信息和数据，并使移动终端39能够选择接收一个或多个这种业务。

虽然已经参考特定实施例介绍了本发明，但是可以理解，本发明决不局限于这里公开和/或附图中表示的特定结构和方法，而是也包括在权利要求书的范围内的任何修改和等效。

Claims

1.一种在移动终端中接收被格式化为一串传输突发的数字视频广播信号的方法，所述数字视频广播信号由多个无线发射机中的每一个提供，所述方法包括以下步骤：

接收由第一无线发射机以第一频率广播的第一数字视频广播信号；

如果所述第一数字视频广播信号满足第一预定标准，从第二无线发射机广播的第二数字视频广播信号中导出数字视频广播信号数据；以及

如果来自所述第二无线发射机的数字视频广播信号数据满足第二预定标准，在已经接收到第一数字视频广播信号传输突发以后，将接收从所述第一无线发射机直接切换到所述第二无线发射机。

2.根据权利要求1的方法，其中由所述第一无线发射机广播的第一数字视频广播信号与由所述第二无线发射机广播的第二数字视频广播信号同步。

3.根据权利要求1的方法，还包括在所述移动终端接收到所述第一数字视频广播信号后，从所述第一数字视频广播信号中剥离封装的步骤。

4.根据权利要求3的方法，其中所述封装遵循标准EN 301192。

5.根据权利要求3的方法，还包括发送所述第一数字视频广播信号到应用处理器，以转换为数据分组的步骤。

6.根据权利要求1的方法，其中如果由所述移动终端测量的第一数字视频广播信号的接收机信号强度值小于预定值，则满足所述第一预定标准。

7.根据权利要求1的方法，其中如果由所述移动终端测量的第一数字视频广播信号的误码率大于预定值，则满足所述第一预定标准。

8.根据权利要求1的方法，其中如果由所述移动终端测量的第二数字视频广播信号的误码率小于预定值，则满足所述第二预定标准。

9.一种用于从多个无线发射机接收信息的移动终端，所述移动终端包括：

数字广播接收机，用于从第一无线发射机接收所述信息的至少第一部分，作为第一传输突发，所述第一传输突发由所述第一无线发射机和第二无线发射机同步地广播；

用于存储所述第一传输突发的接收机弹性缓存器；以及

用于在已经结束接收所述第一传输突发以后，将接收从所述第一无线发射机直接切换到所述第二无线发射机接收的装置。

10.根据权利要求9的移动终端，还包括用于导出所述第一传输突发的误码率的装置。

11.根据权利要求9的移动终端，还包括用于导出所述第一传输突发的接收信号强度指示符的装置。

12.根据权利要求9的移动终端，其中所述用于切换的装置响应于所述第二无线发射机为所述移动终端提供满足预定标准的信号而工作。

13.根据权利要求9的移动终端，还包括用于将所述第一传输突发转换为信息数据流的应用处理器。

14.根据权利要求9的移动终端，还包括用于从存储在所述接收机弹性缓存器中的第一传输突发中剥离传输封装的流过滤器。

15.根据权利要求14的移动终端，其中所述流过滤器包括因特网协议过滤器。

16.一种数字广播系统，包括：

用于以与其他无线发射机同步的传输突发的形式，广播信息的间隔的第一发射机；以及

用于接收所述传输突发的接收机系统，所述接收机系统包括用于缓存所述传输突发的接收机弹性缓存器，所述接收机系统还包括如果已经满足至少一个预定标准，在接收所述传输突发时，用于执行从所述第一无线发射机直接切换到所述其他无线发射机的装置。

17.根据权利要求16的数字广播系统，其中所述第一无线发射机包括用于封装所述传输突发的多协议封装器。

18.根据权利要求16的数字广播系统，其中如果由所述接收机系统测量的传输突发的接收机信号强度值低于预定值，则满足所述至少一个预定标准。

19.根据权利要求16的数字广播系统，其中如果由所述接收机系统所测量的传输突发的误码率高于预定值，则满足所述至少一个预定标准。

20.根据权利要求16的数字广播系统，其中如果由所述接收机系统所测量的、从所述其他无线发射机接收的信号的误码率小于预定值，则满足所述至少一个预定标准。

21.一种用于接收由多个无线发射机中每一个所提供的一系列信号的方法，所述方法包括以下步骤：

从提供信息的多个同步无线发射机中选择第一同步无线发射机，每个所述同步无线发射机在不同的频率上广播；

接收由所述选择的第一无线发射机所广播的信号；

导出从所述第一无线发射机接收的信息的第一误码率；

如果所述第一无线发射机的第一误码率大于预定的无准差错值，导出第二同步无线发射机的第二误码率；以及

如果所述第二误码率低于所述无准差错值，选择用于提供信息的所述第二同步无线发射机，并且将接收直接切换到所述第二同步无线发射机。

22.根据权利要求21的方法，其中在结束从所述第一同步无线发射机接收信号传输突发之后，且在来自所述第二同步无线发射机的连续信号传输突发之前，执行选择用于提供信息的第二同步无线发射机的步骤。

23.根据权利要求21的方法，其中从多个同步无线发射机中选择所述第二同步无线发射机作为接收信号强度指示符值的函数。