数字移动通信系统及各种子系统之间的定时设计方法

摘要

本发明涉及一种数字移动通讯系统，其中使用码划分多路存取(CDMA)提供声频或数据服务的移动通信系统的主时钟被设定为装设在全球定位系统(GPS)中的GPS时钟，及使用GPS时钟及一个交换机的各种子系统之间的接口及定时将被重设计以获得精确的定时程序，和各种子系统之间的定时设计方法。为了使交换机保持CDMA系统中各种子系统之间的频率与时间同步，因此各子系统及系统之间硬件的互连也被设计成基于GPS时钟。

说明书

本发明涉及数字移动通信系统及各种子系统之间的定时设计方法，更具体地，涉及一种数字移动通讯系统，其中使用码划分多路存取(CDMA)提供声频或数据服务的移动通信系统的主时钟被设定为装设在全球定位系统(GPS)中的GPS时钟，及使用GPS时钟及一个交换机的各种子系统之间的接口及定时将被重设计以获得精确的定时程序，并且涉及各种子系统之间的定时设计方法。

通常，所有现有的交换机与它们相连接的各种子系统采用频率同步方法来适配定时同步，因为它们能简便地传输信文(信息)而不需要任何另外的同步方法。

但是，现有的通信方法正在从有线方式变化到无线方式，正在从模拟方式变化到数字方式。

因此，已经开发出使用CDMA方法的交换机、控制台及基台。用于移动通信的使用CDMA的控制台需要一种定时同步方法，以便确定从两个基台同时输入的信号，也即当发送/接收期间各个用户终端被移动(越区切换(hand-off)状态)时，确定这些信号是否被同时地输入。

使用CDMA的交换机的移动通信系统采用控制台及各种与其相连接的子系统之间的定时同步方法及该定时同步方法中的频率同步方法。

这里，频率同步是用于防止所有数字系统中数据损失或误差的一个基本功能，以便利用确定主时钟及使用各个子系统中的从属方式分离出它自己的时钟实现其功能并然后根据该时钟来操作。使用了定时同步是为了：在软越区切换状态期间从两个基台向一个移动终端发送帧，从两个基台向一个基台控制器发送帧以便在接收到帧的基台控制器中对帧进行分类，并用于减少来回传输的时延。

因此，本发明的目的在于这样地实现精确的帧发送，即通过提供使用一个CDMA交换机的移动通信系统中用户终端登记入网的多个基台，通过提供一个基台控制器用于控制发生在基台及交换机之间的呼叫及负责各个系统的故障监测、维护、越区切换处理、各种类型的控制及交换机与各个基台之间的适配，及通过提供用于定时同步的定时设计方法。

通过参照以下附图对优选实施例的详细描述，将会使本发明的上述目的及优点更加明了。

图1是根据本发明的码划分多路存取(CDMA)系统的总体电路概图；

图2是表示负责用于CDMA系统的交换机及一个基台控制器中基台之间接口的部件的电路框图；及

图3是表示根据本发明的CDMA系统的传输过程的定时图。

参见图1，根据本发明的CDMA系统包括：一个交换机1；一个基台控制装置2，它具有十二个基台控制器组(BSCG#1至BSCG#12)，每组具有1920个通道；第二接口(全球CDMA互连网络：GCIN)3，用于基台控制装置2的各十二组之间的接口；一个基台4，它具有与基台控制装置2的各个组BSCG#1至BSCG#12分别相对应的十二个基台收发机子系统组(BTSG#1至BTSG#12)，及一个与第二接口3相连接的基台管理机(BSM)5，用于执行对基台控制装置2及外围设备的统计及测量，以便管理系统的运行，及收集基台控制装置2的报警信号，以便将该信号显示在一个操作者配套装置上，或执行直接的故障修理。

每个基台控制器组BSCG#1至#12包括：32个具有四个选择器的译码子系统库(TSB)2-1，每个选择器具有15个传输通道，用于在软越区切换状态期间从两个基台选择信号，以便传输高质量的信息包及执行信号信息交换功能，例如通过连接到交换机1设定的呼叫；一个呼叫控制处理器(CCP)2-2，用于在多个基台4及交换机1之间建立呼叫时监视呼叫的格式；及一个第一接口(本机CDMA互连网(LCIN))2-3，用于在基台控制装置2及基台4以及一个巡视信息包通路之间设置及提供传输量，并执行基台控制装置2与基台4之间的适配。

在上述的结构中，由于每个基台控制组BSCG#1至#12包括32个译码子系统库(TSB)2-1，故通道数为1920(60个通道(4×15)×32)。

现在将详细地描述基台的结构。基台收发机子系统(BTS)的传输通道被设置为20个，16个BTS是基于2个FAS及3个区构成的，每个BTS组具有1920个传输通道。BTS组与基台控制装置2的各个基台控制器组BSCG#1至BSCG#12逐一地对应，并形成12个组#1至#12(3×2×20×16＝1920个传输通道)。

图2是表示负责用于CDMA系统的交换机及基台控制装置2中基台4之间接口的部件的框图，其中包括：基台4；声码器及选择器2-4，它与基台4相连接，用于选择发送到/接收来自于交换机1的数据并对该数据进行编码/解码；一个时间及空间(T&S)开关2-5，用于在声码器及选择器2-4和一个E1-成帧器2-6之间执行适当的开关；E1-成帧器2-6，用于补偿由于基台4及交换机1之间的适配产生的PCM采样滑移；及交换机1，交换机1和E1-成帧器2-6之间的部分及基台4和声码器及选择器2-4之间的部分使用E-1中继线进行连接。声码器及选择器2-4及T&S开关2-5之间的部分使用RS-422接口进行连接。

对于通过具有上述结构的接口在多个基台4及交换器1之间传输信号的过程将参照图3进行描述。在根据本发明的CDMA系统中，GPS使用了一种公用CDMA系统时间，由GPS提供的50Hz的参考时钟被设定为主时钟，如图3A中所示，它用于同步(50Hz为传输一帧需要20微秒)。

首先，向前传输线路中的数据流如下：

如果64kbps的脉冲编码调制(PCM)数据从交换机1传输到基台控制装置2，传输数据流则被转换成待被传输的用于CDMA系统中的传输帧的基本单元，如图3B及3C中所示。换句话说，每125μsec从基台控制装置2的声码器及选择器2-4接收到的PCM采样被收集到160个，由此形成20msec的一个帧。

在此时，在声码器及选择器2-4中启动的选通信号是20msec，即参考频率的一个周期。传输偏移信号(Tx_OFFSET)稍微延时地被接收到，如图中所示。当传输偏移信号被启动时，PCM流被读入(虚线所示)。

该PCM流、即160个传输帧的采样被编码，并然后当传输报时信号(TX TICK)被启动时，被传输到相应的基台4，如图3E所示。此时，编码传输帧被传输到声码器及选择器2-4(选择器侧根据指示读帧数据时间点的传输回转量(TX SLEWABLE)计数值读入存储在声码器侧的帧数据)。已接收到传输帧的选择器这样地传输数据，即使得根据基台4的CDMA传输时间接收帧，由此使延时减至最小程度。

并且，用于从选择器2-4到基台4传输帧的时间点也被传输回转量(TX SLEQABLE)计数值调整，该时间点是当呼叫传输结束及然后传输通道被占用时利用通过选择器侧2-4及基台4之间的时间同步信号的交换对传输时延的计算来确定的。因为第一帧被输入为20msec，用于被编码，第二帧在编码数据被输出的点上被输入，然后再输入第三帧，图3D中所示的编码延时周期大约为2帧。

与此相反，在反向传输线路中的数据流与发送侧的数据流相反。接收回转量(RX SLEWABLE)计数值是声码器参考选通点(VRS)到接收报时信号启动点的时间差，这就是，当从基台4传输的编码帧被从选择器侧传输到声码器时，时间被接收偏移信号(RX_OFFSET)延时，并被解码以便作为PCM流加载在中继线上。为什么产生了PCM采样滑移的原因在于：在目前被使用的交换机中用作参考时钟的时钟是由标准研究机构提供的一种时钟，因此用于基台4和基站控制装置2中的GPS时钟之间产生出频率同步的偏差。换句话说，用于声码器及选择器2-4的50Hz及用于交换机接口的2.048MHZ(8KHz帧同步信号)均被使用为GPS时钟。

在当前开发的CDMA系统中语言编码方法采用的是一种“QCELP”方法，它是由AT&T推荐的数字信号处理机1616(DSP1616)实现的。

并且，用于从基台4到多个从属于它的终端的无线传输时间是由CDMA系统时间预先确定的。终端的发送/接收时间的确定是可变的，因为同步信号是从帧检测的。因此，从基台4的接收时间是可变的，而向基台控制装置2的传输时间是由基台4的传输时间的固定延时值来确定的。

因而，有可能当帧发送延时或帧回传到信息包外线中、帧未接收到时使产生的误差减至最小，以便适应于CDMA的传输时间。

如上所述，根据本发明，为了使用交换机保持CDMA系统中各种子系统之间的频率及时间同步，因此各个子系统被设计成基于由GPS提供的时钟，系统之间硬件的互连也被设计成基于GPS时钟，以获得精确的定时，由此实现快速及精确的帧传输。