专利名称：基站无线接口的时分多址突发帧同步方法
技术领域：
本发明属于移动通信领域，尤其是属于移动通讯基站子系统。
背景技术：
移动通信系统尤其是GSM(Global System of Mobile Communication)系统已在世界范围内得到广泛的商业应用，成为最主要的通信手段之一。基站收发信台(Base Transceiver Station，简称BTS)属于基站子系统的无线部分，是GSM系统最关键的部分之一，由基带、载频和控制三大部分组成，主要完成基带处理、调制和空中接口的无线传输及相关的控制等功能。帧同步是基站收发信台的一项关键技术，包括Abis接口(BTS与基站控制器之间的接口)的PCM(Pulse Code Modulation，脉冲数码调制)帧同步和无线接口的TDMA(TimeDivision Multiple Access，时分多址)突发帧同步。Abis接口的PCM帧同步以保证64kbit/s的时隙正确交换，而无线接口的TDMA突发帧同步则保证无线信道的正确切换和接续，两侧的帧同步都是保证BTS正常工作的关键。由于PDH(Pseudo-synchronous Digital Hierarchy，准同步数字体制)技术已经相当成熟，其PCM帧同步已经有很完善的处理技术，并且有集成度很高的专用成帧器(Framer)，因此PCM帧同步不再是BTS中的技术难点。但是无线接口的TDMA突发帧同步仍是BTS设计中的技术难点，也是BTS设计的关键。无线接口的TDMA突发帧同步现在的方法是统一由基站控制维护模块(Controller & MaintenanceModule，CMM)向各收发信模块(Transceiver Module，TRM)分配各种相关的满足一定时序的时钟尤其是TDMA突发帧时钟FCLK(Frame Clock，帧时钟)。这对大容量多载频的BTS系统是不可行的，因为背板与背板之间大量时钟分配线增加了信号之间的串扰，降低了系统的稳定性和可靠性。
发明内容
本发明是提供一种能够提高系统稳定性和可靠性、消除CMM与TRM之间时序时钟分配的时分多址突发帧同步方法，用以克服现有技术中的时钟串扰、系统可靠性低的缺点。
一种基站无线接口的时分多址突发帧同步方法，其特征在于是指BTS内部背板与背板之间无大量时序时钟分配的情况下能保证各TRM之间的TDMA突发帧同步的一种方法，TDMA突发帧同步主要是通过使TDMA突发帧时钟FCLK相位对齐来实现的，本方法中每个TRM的FCLK均由本地52MHz时钟分频得到，并用提取出的相位相同的同步脉冲来控制分频，即实现了各个TRM的FCLK相位对齐，从而实现TDMA突发帧同步；本发明主要包含两个部分，即CMM处理部分和TRM处理部分CMM处理部分包括LIU、成帧器、分频器、时钟单元、60ms同步标志位插入电路和曼彻斯特编码电路，其中60ms同步标志位插入电路由串/并转换电路、并/串转换电路和4选1电路组成；TRM处理部分包括晶体振荡器、锁相环、解复用器、成帧器、分频器、曼彻斯特解码电路、60ms同步脉冲提取电路和60ms同步脉冲控制的分频电路，其中60ms同步脉冲提取电路由移位寄存器和由与非门组成的逻辑门构成，其中，在送往TRM模块的PCM时隙中插入同步标志位，然后在TRM中根据同步标志位提取出60ms同步脉冲。其中，同步标志位是插入PCM帧的固定时隙，同步脉冲周期是PCM帧周期的整数倍，此外，同步脉冲周期还应是FCLK周期的整数倍。
总之，本发明的方法的有益效果是消除背板与背板之间无时钟分配线(只有必不可少的数据线)，消除了背板与背板间的信号串扰，另一方面避免了由于时钟被干扰而引起的系统不稳定性，大大改善了设备内部的电磁环境，提高了系统的稳定性和可靠性。
图2是BTS无线接口的TDMA突发帧同步方法在TRM中的处理框图。
图3是60ms同步标志位插入电路原理图。
图4是0ms同步脉冲提取电路原理图。
图5是本发明所有各种时钟的时序关系图。
参见
图1和图2，表示各个功能块的连接关系和信号流向，其中虚线所表示的功能部分为Abis接口通用处理功能，不属于本发明。图中CKU主要实现网同步并产生13MHz主时钟，CMM中的分频率器2(DIV-2)则产生60ms同步标志位插入所需要的各种时钟。60ms同步脉冲、8kHz和64kHz控制60ms同步标志位插入电路在CMM送往TRM的4M_HW码流中插入60ms的同步标志位。然后4M_HW经曼彻斯特编码后送给TRM。在TRM，曼彻斯特解码器将4M_HW恢复成NRZ(不归零)码流并同时恢复出4MHz时钟。随后一方面由解复用器(Demux)和PCM成帧器提取出8kHz时钟，另一方面由60ms同步脉冲提取电路提取出60ms同步脉冲并由此控制分频器产生各种所需的时序时钟，这样就可保证各个TRM产生的FCLK均是同步的，从而实现TDMA突发帧同步。
图1为BTS无线接口的TDMA突发帧同步方法在CMM中的处理框图。除了Abis接口的通用的处理部分(图中虚线部分)，CMM主要应用由13MHz同步分频得到的64kHz、8kHz时钟和60ms脉冲，实现60ms同步标志位的插入。60ms的同步标志位插到4M_HW的固定时隙(本发明选TSO时隙)，这样可保证每个TRM能在同一时隙提取出60ms脉冲，从而减小处理的复杂性。由于曼彻斯特编码在数据流的每一个比特都有电平跳变，与码流的统计特性无关。这样插入60ms同步标志位后的4M_HW经曼彻斯特编码器编码，无论码流中是否包含连续长0或长1比特，TRM都能从4M_HW中稳定、正确和可靠地恢复出4MHz时钟。而且曼彻斯特编码后数据流驱动简单，可用一般线缆传输和分配。此外，曼彻斯特编解码器有现成的商用芯片。
图2为BTS无线接口的TDMA突发帧同步方法在TRM中的处理框图。在TRM模块，曼彻斯特(Manchester)解码器将4M_HW恢复成NRZ(不归零)码流并同时恢复出4MHz时钟。随后一方面由解复用器(Demux)和PCM成帧器(解复用器和PCM成帧器均有专用的商用芯片)提取出8kHz，另一方面由60ms同步脉冲提取电路提取出60ms同步脉冲并由此控制本地高速时钟分频产生各种所需的时序时钟。由于所有60ms同步脉冲均是相位对齐的，且是FCLK的13分频，这样就可保证各个TRM产生的FCLK均是相位对齐的，从而实现TDMA突发帧同步。TRM中温度补偿晶体振荡器(TCXO)和锁相环(PLL)构成一高质量的本地高速时钟，并以成帧器提取的8kHz作为参考时钟，使其频率精度与CMM中的CKU一致。
图3为60ms同步标志位插入电路原理图。本发明选PCM帧的TSO时隙的第一个比特(B0)用于60ms同步标志位的插入。这样做一方面以简化电路处理，即只处理一个比特，可最大限度地减小处理时延。另一方面由于PCM帧的TSO时隙的第二到第八个比特(B1～B7)为固有的8kHz同步标志(PCM帧同步标志)，这样B0比特仍作为60ms同步脉冲提取位，而B1～B7可作为60ms同步标志验证字，因为，尽管背板与背板之间的数据传输一般误码率很低，但是1个比特的60ms同步标志位在传输过程中由于误码仍可能会导致误判。60ms同步脉冲提取和60ms同步标志验证可同步进行，若60ms同步标志验证正确，则输出的60ms同步脉冲有效，否则无60ms同步脉冲输出。
图3中，4M_HW由64kHz时隙钟控制通过串/并转换电路以一个时隙为单位并行输出。然后每个时隙的B1～B7均直通(即不经过任何处理)，而B0比特当8kHz和反相后的60ms均为高电平时固定写0，当8kHz为高电平和反相后的60ms为低电平时固定写1，其它情况则直通。最后，处理后的B0和直通的B1～B7再经一并/串转换电路还原成4M_HW输出。
图4为60ms同步脉冲提取电路原理图。Manchester解码后的4M_HW由8kHz控制读入一移位寄存器，8kHz控制保证每次读入的都是PCM帧的TS0时隙。B0比特即为60ms同步标志位，其输出即为60ms同步脉冲。B1～B7为校验字，其通过一由简单的逻辑门组成的校验电路来校验，校验结果控制60ms同步脉冲输出。
图5为本发明所有各种时钟的时序关系图。所有时钟必须满足图中的时序关系才能保证60ms同步标志位的正确插入和提取。
权利要求
1.一种基站无线接口的时分多址突发帧同步方法，其特征在于是指BTS内部背板与背板之间无大量时序时钟分配的情况下，能保证各TRM之间的TDMA突发帧同步的一种方法，TDMA突发帧同步主要是通过使TDMA突发帧时钟FCLK相位对齐来实现的，本方法中每个TRM的FCLK均由本地52MHz时钟分频得到，并用提取出的相位相同的同步脉冲来控制分频，即实现了各个TRM的FCLK相位对齐，从而实现TDMA突发帧同步；本发明主要包含两个部分，即CMM处理部分和TRM处理部分CMM处理部分包括LIU、成帧器、分频器、时钟单元、60ms同步标志位插入电路和曼彻斯特编码电路，其中60ms同步标志位插入电路由串/并转换电路、并/串转换电路和4选1电路组成；TRM处理部分包括晶体振荡器、锁相环、解复用器、成帧器、分频器、曼彻斯特解码电路、60ms同步脉冲提取电路和60ms同步脉冲控制的分频电路，其中60ms同步脉冲提取电路由移位寄存器和由与非门组成的逻辑门构成，其中，在送往TRM模块的PCM时隙中插入同步标志位，然后在TRM中根据同步标志位提取出60ms同步脉冲。
2.按权利要求1所述的基站无线接口的时分多址突发帧同步方法，其特征在于同步标志位是插入PCM帧的固定时隙，同步脉冲周期是PCM帧周期的整数倍，此外，同步脉冲周期还应是FCLK周期的整数倍。
全文摘要
本发明属于移动通信领域，是一种基站无线接口的时分多址突发帧同步方法，其特征在于是指BTS内部背板与背板之间无大量时序时钟分配的情况下能保证各TRM之间的TDMA突发帧同步的一种方法，TDMA突发帧同步主要是通过使TDMA突发帧时钟FCLK相位对齐来实现的。本方法中每个TRM的FCLK均由本地52MHz时钟分频得到，并用提取出的相位相同的同步脉冲来控制分频，即实现了各个TRM的FCLK相位对齐，从而实现TDMA突发帧同步。本发明应用领域为移动通讯基站子系统。
文档编号H04B7/26GK1418027SQ01132109
公开日2003年5月14日 申请日期2001年10月30日 优先权日2001年10月30日
发明者宗柏青, 董晖 申请人:深圳市中兴通讯股份有限公司上海第二研究所