专利名称：节点间同步装置和节点间同步方法
技术领域：
本发明涉及在包括基站装置和基站控制装置构成的移动通信系统中，一边维持基站装置和基站控制装置间的有关数据传输定时的同步一边进行通信的节点间同步装置和节点间同步方法。
背景技术：
在IMT-2000等移动通信系统中，构成移动通信系统的基站装置、基站控制装置及移动台装置在进行话音或分组等通信时，各装置使数据的传输定时同步来实现通信。关于这种同步方法，例如详述于3GPP TS25.402Synchronisation in UTRAN Stage2。
图1表示用现有的节点间同步装置的移动通信系统结构的方框图。
图1所示的移动通信系统包括携带电话等移动台装置11、通过无线传输路径与该移动台装置11进行通信的基站装置13、通过有线传输线路14与该基站装置13连接的基站控制装置15、以及通过有线传输线路16与该基站控制装置15连接的核心网17，基站控制装置15包括节点间主同步装置18，而基站装置13包括节点间从属同步装置19。
对于这样的结构，说明从核心网17向移动台装置11发送数据的情况。
核心网17经有线传输线路16将数据帧20发送到基站控制装置15。
然后，基站控制装置15将节点间主同步装置18决定的定时信息附加在从核心网17接收的数据帧20上，将附加了该信息的数据帧21根据节点间主同步装置18决定的定时经有线传输线路14发送到基站装置13。
基站装置13从基站控制装置15接收到的数据帧21中提取定时信息，在该信息的定时与节点间从属同步装置19指定的定时一致的情况下，将数据帧21经无线传输路径12发送到移动台装置11。
移动台装置11从基站装置13接收数据帧21。通过这样的操作，来实现从核心网17向移动台装置11的数据发送。
图2是说明由基站控制装置15的节点间主同步装置18和基站装置13的节点间从属同步装置19构成的节点间同步装置的工作情况的定时图。
在图2中，(a)表示节点间主同步装置18计数的计数值，在该已有例中以10ms为单位在0至255的范围内就相加一次。
(b)是基站控制装置15的数据的发送定时，在该图中，表示在(a)的计数值为4的瞬间发送数据帧21的情况。
(c)表示节点间从属同步装置19计数的计数值，在本已有例中以10ms为单位在0至255的范围内就相加一次。
(d)表示基站装置13中的数据帧21的到达时刻(到达定时)Trcv，根据从基站控制装置15到达基站装置13的传输时间的不同，来表示情况1、情况2、情况3三种到达图案。
在(d)中，Tproc是基站装置13将数据帧21向无线传输路径12开始送出前的处理时间。
LTOA(Latest Time Of Arrival到达的最后时间)是基站装置13通过无线传输路径12必须开始将数据帧21发送到移动台装置11所需的处理(信道编码处理或D/A变换处理等)的定时。
TOAWS(Time Of Arrival Window Start point到达窗口开始点的时间)是决定用于接收数据帧21的接收窗31的开始点的时间，TOAWE(Time OfArrval Window End point到达窗口结束点的时间)是决定接收窗31的结束点的时间。
控制帧32由基站装置13来生成，如图3所示，由首标41、以及存储了定时信息42和TOA(Time Of Arrival到达时刻)43的净荷44构成。
下面，参照图2来说明现有的节点间同步装置的工作情况。基站控制装置15对数据帧21赋予基站装置13通过无线传输路径12向移动台装置11发送该数据帧21的定时的时刻。在图2的情况下，如(a)所示，以计数值为4的定时将包含定时信息＝7的数据帧21发送到基站装置13。
基站装置13接收到数据帧21后，如(d)所示，比较数据帧20的到达时刻Trcv和接收窗31的前后关系，在以下三种情况的情况1至情况3中进行一种情况的操作。
情况1是到达时刻Trcv≤TOAWE的情况，节点间主同步装置19判定为正常接收，从与指定的定时对应的计数值为7的时刻起将接收数据帧21经无线传输路径12发送到移动台装置11。
情况2是TOAWE＜到达时刻Trcv≤LTOA的情况，节点间主同步装置19判定为准正常接收，从与指定的定时对应的计数值为7的时刻起将接收数据帧21经无线传输路径12发送到移动台装置11，同时将到达时刻Trcv超出接收窗31的情况用控制帧32通知基站控制装置15。
此时，在控制帧32的净荷44中，存储在该接收数据帧21中包含的定时信息，并且将数据帧21到达基站装置13的时刻Trcv存储在TOA43中。
情况3是LTOA＜到达时刻Trcv的情况，节点间主同步装置19判定为接收异常即延误，废弃接收数据帧21，并且与情况2同样将控制帧32发送到基站控制装置15。
基站控制装置15的节点间主同步装置18在发送了数据帧21后，在从基站装置13的节点间从属同步装置19接收了控制帧32的情况下，判断为从本装置15发送数据帧21的定时被延迟，进行使数据帧21的发送定时加快的控制。
如上所述，以往通过使用节点间同步装置，通过加快产生了传输延迟部分的发送定时，发送端基站装置以最合适的数据帧的传输定时来发送数据帧。
但是，在现有的装置中，由于在产生传输延迟后才开始由节点间从属同步装置将延迟通知节点间主同步装置，所以在有线传输线路中的传输延迟随时间变动的情况下，数据帧的到达定时会超出LTOA。这种情况下，在节点间主同步装置控制数据帧的发送定时前，因节点间从属同步装置中的数据帧的延误而产生废弃，存在数据传输的品质恶化的问题。
如分组那样，在数据遗漏时由高层再发来实现复原的通信服务中，因上述的数据帧的延误而产生废弃时，存在产生再发，使有线传输线路的使用效率恶化，并且有线传输线路的延迟进一步增加的问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种节点间同步装置和节点间同步方法，即使连接节点间的有线传输线路中的传输延迟变动，也可以减少延误造成的数据遗漏的频度。
该目的如下实现基站装置计算数据帧的到达时刻的预测值，在假设数据帧延误时，向基站控制装置通知预测值，使基站控制装置加快发送数据帧的定时。
图1表示使用现有的节点间同步装置的移动通信系统结构的方框图；图2是说明现有的节点间同步装置的操作的定时图；图3是使用现有的节点间同步装置的移动通信系统中的从基站控制装置向基站装置发送的控制帧的构成图；图4表示使用本发明实施例的节点间同步装置的移动通信系统中的基站控制装置和基站装置的结构方框图；图5是说明本发明实施例的节点间同步装置的操作的定时图；以及图6是说明本发明实施例的节点间同步装置中的接收定时判定部的操作的流程图。
具体实施例方式
以下，参照附图来说明本发明的实施例。
(实施例1)图4是表示使用本发明实施例的节点间同步装置的移动通信系统中的基站控制装置和基站装置的结构方框图。
图4所示的基站控制装置110包括节点间主同步装置111、数据帧写入部112、数据帧缓冲部113、数据帧组装部114、控制帧解析部115、以及有线传输线路终端部116。节点间主同步装置111包括时钟部121、计数部122、发送定时决定部123、以及发送偏移量存储部124。
基站装置130包括节点间从属同步装置131、有线传输线路终端部132、数据帧分解部133、帧存储部134、无线帧组装部135、控制帧组装部136、以及无线传输路径终端部137。节点间从属同步装置131包括时钟部141、计数部142、接收定时判定部143、以及无线发送定时决定部144。
数据帧写入部112经有线传输线路151连接到未图示的核心网，有线传输线路终端部116和有线传输线路终端部132由有线传输线路152来连接，而无线传输路径终端部137经无线传输路径153连接到未图示的携带电话等移动台装置。
以下，说明基站控制装置110的各构成部分的工作情况。
在节点间主同步装置111中，时钟部121将固定周期的时钟信号输出到计数部122和发送定时决定部123。
计数部122是升序计数器，从时钟部121每输入一个时钟信号就升序计数一次，并且在0至255的范围内循环计数，将该计数值输出到发送定时决定部123和数据帧组装部114。
发送定时决定部123在从时钟部121每输入一个时钟信号时读取计数部122的计数值，在该计数值每次为预定的周期T(T为任意的正数)的倍数时，对数据帧组装部114将表示许可发送的发送许可信号输出到数据帧组装部114。这种情况下，比较将计数值除以周期T所得的余数和发送偏移量存储部124中存储的发送偏移量值α(α为满足α＜T的正数)，如果比较结果一致，则将发送许可信号作为输出到数据帧组装部114的信号。由此，能够以aT+α(a是满足aT＜2559-α的正数)的定时输出发送许可信号。
例如，在时钟信号的频率为1kHz、T＝10、发送偏移量值为0的情况下，由于时钟信号的频率为1kHz，所以计数部122每隔1ms进行计数，由于T＝10、发送偏移量值为0，所以计数值以10的倍数、即以10ms周期来输出发送许可信号。在上述条件下使发送偏移量值为7的情况下，计数值在10的倍数与7相加的10ms周期(计数值＝17、27、37、…)时输出发送许可信号。由此，例如在计数值20时输出发送许可信号时，能够以计数值17提前进行输出。
发送偏移量存储部124在通信开始前保持预先设定的发送偏移量的初始值(在本实施例中假设为0)。在通信中由控制帧解析部115来更新存储的发送偏移量值。
数据帧写入部112进行将通过有线传输线路151接收的数据帧161写入到数据帧缓冲部113的控制。
数据帧缓冲部113是FIFO(First In First Out先进先出)形式的缓冲器，通过数据帧写入部112的控制以写入顺序保持数据帧161，由数据帧组装部114以写入顺序来读出。
数据帧组装部114在从发送定时决定部123输入发送许可信号后，从数据帧缓冲部113读出1至多个数据帧，组装向基站装置130发送的数据帧162，同时将预定的偏移量值附加在计数部122的计数值上所得的值作为定时信息存储在数据帧162中。然后，将该数据帧162输出到有线传输线路终端部116。
控制帧解析部115通过有线传输线路152等输入控制帧组装部136生成的控制帧，对控制帧进行分解，提取控制帧存储的下个数据帧162的到达时刻的预测值，并且将该预测值与T相加所得的值输出到发送偏移量存储部124。
有线传输线路终端部116通过有线传输线路152将从数据帧组装部114输出的数据帧162发送到基站装置130。
下面，说明基站装置130的各构成部分的工作情况。
在节点间从属同步装置131中，时钟部141将固定周期的时钟信号输出到计数部142和无线发送定时部144。
计数部142是升序计数器，从时钟部141每输入一个时钟信号就升序计数一次，并且在0至2559的范围内循环计数，将该计数值输出到接收定时判定部143和无线发送定时决定部144。
设该计数值与节点间主同步装置111的计数部122的计数值一致，或双方的差分已知，与主装置111的时钟部121生成的时钟信号的频率相同。
接收定时判定部143通过后述的操作，根据从数据帧分解部133通知的接收数据帧162中提取的定时信息和到达时刻，对数据帧分解部133生成表示许可写入的写入许可信号、控制帧发送请求信号和到达时刻的预测值，将写入许可信号输出到数据帧分解部133，将控制帧发送请求信号和到达时刻的预测值输出到控制帧组装部136。
无线发送定时决定部144在每次从时钟部141输入时钟信号时读取计数部142的计数值，在该计数值每次为预定周期T(T为任意的正数)的倍数时生成无线发送指示信号，并输出到无线帧组装部135。在与成为T的倍数的计数值不一致的情况下，不生成无线发送指示信号。
例如，在时钟部141的频率为1kHz、T＝10的情况下，由于时钟部141的频率为1kHz，所以计数部142每隔1ms进行计数，由于T＝10，所以按计数值为10的倍数、即按10ms周期来输出无线发送指示信号。
有线传输线路终端部132从基站控制装置110经有线传输线路152来接收数据帧162，并输出到数据帧分解部133。此外，从控制帧组装部136输入的控制帧经有线传输线路152输出到基站控制装置110。
数据帧分解部133对从有线传输线路终端部132输入的接收数据帧162进行分解来提取定时信息，将该信息通知接收定时判定部143，在从接收定时判定部143输入的表示可写入的写入许可信号(以下称为‘启动’)情况下，将数据帧162存储在帧存储部134中，在表示不可写入的写入许可信号(以下称为‘禁止’)情况下，废弃该数据帧162。
帧存储部134通过数据帧分解部133来存储接收数据帧162，并且还存储数据帧162中包含的定时信息。
无线帧组装部135从无线发送定时决定部144输入无线发送指示信号后，从帧存储部134读出具有计数部142的计数值与T的倍数值一致的定时信息的数据帧，组装无线帧。
控制帧组装部136从接收定时判定部143输入控制帧发送请求信号后，将此时供给的到达时刻的预测值存储在控制帧中，将存储了该到达时刻的预测值的控制帧经有线传输线路终端部132发送到基站控制装置110。
无线传输线路终端部137将从无线帧组装部135输入的无线帧经无线传输路径153发送到未图示的移动台装置。
下面，参照图5所示的定时图来说明节点间同步装置的工作情况。
其中，在图5中，(a)表示节点间主同步装置111中的计数部122的计数值，(b)表示基站控制装置110的数据的发送定时，(c)表示节点间从属同步装置131中的计数部142的计数值，(d)表示基站装置130中的数据帧162的到达时刻(到达定时)Trcv。
基站控制装置110在数据帧162中赋予基站装置130向移动台装置发送该数据帧的定时的时刻(在图5中定时信息＝5)，如(a)所示，以计数值为4T的定时，将数据帧162发送到基站装置130。
送出定时201是根据从基站控制装置发送的数据帧162包含的定时信息，基站装置130向移动台装置发送数据帧162的定时，通过将定时信息乘以T来求。
LTOA(Latest Time Of Arrive到达的最后时间)202是必须开始用于将数据帧162发送到移动台装置所需的处理(信道编码处理或D/A变换处理等)的定时，通过从送出定时中减去Tproc来求。
基站装置130在接收到数据帧162时，作为判断为正常接收的规定时间范围来设定接收窗203。
TE204是有关预定的接收窗203的参数，表示负的值。TOAWE(Time OfArrival Window End Point到达窗口结束点的时间)205是用于接收数据帧162的接收窗203的结束时刻，通过LTOA202与TE204相加来求。
Trcv206是数据帧162到达基站装置130的时刻。
TOA207是相对于接收窗203的数据帧162的到达时刻的判定参数，通过从Trcv206中减去TOAWE205来求，在图5的情况下为负值。此外，TOA208是相对于接收窗203的下个接收数据帧(以162+1来表现)的到达时刻的判定参数，可以与TOA207同样地来求。
Td209是相对于接收窗203的到达时刻的变动量，通过从TOA207中减去TOA208来求。
TOA’210是与下个接收数据帧162+1之后接收的数据帧162+2有关的到达时刻的判定参数预测值，通过从TOA208中减去Td209来求。
TOAWE211是用于接收数据帧162+2的接收窗203的结束时刻。
LTOA212是必须开始用于将数据帧162+1发送到移动台装置所需的处理(信道编码或D/A变换处理等)的定时。
Trcv213是数据帧162+1到达基站装置130的时刻，控制帧220存储数据帧162+2的到达时刻的预测值TOA’210。
这里，作为情况1，叙述Trcv213-LTOA212≤0的情况，即该数据帧162+1在LTOA212以前被接收的情况。这种情况下，接收定时判定部143判定为该数据帧162+1是可处理的数据，生成‘启动’。数据帧分解部133将该数据帧162+1存储到帧存储部134。
作为情况2，叙述Trcv213-LTOA212＞0的情况，即该数据帧162+1比LTOA212后到达的情况。这种情况下，接收定时判定部143判定该数据帧162+1相对于可处理的定时为延误的数据帧，生成‘禁止’。数据帧分解部133废弃该数据帧162+1。
下面，参照图6所示的流程图来说明接收定时判定部143的工作情况。
首先，在步骤(以下称为‘ST’)301中，判定是否有接收数据帧162，在没有的情况下，继续进行ST301的判定处理。
在有接收数据帧162的情况下，在ST302中，在接受由数据帧分解部133提取的定时信息后，通过获得定时信息×T的计算结果，来计算对该数据帧的移动台装置的发送定时201。
在ST303中，通过从送出定时201中减去预定的处理延迟时间Tproc，来计算必须开始用于将该数据帧162发送到移动台装置所需的处理(信道编码处理或D/A变换处理等)的定时LTOA202。
在ST304中，通过将预定接收窗203有关的参数TE204与LTOA202相加，来计算接收窗203的结束时刻的TOAEW205。
在ST305中，通过从该数据帧162的到达时刻Trcv206中减去TOAWE205，来计算相对于接收窗203的到达时刻的判定参数的TOA207。
在ST306中，判定在通信开始后在该数据帧162之前是否接收了未图示的数据帧(以162-1来表现)。该判定通过保持接收历史的接收定时判定部143检测对应的数据来进行。
在没有前一个数据帧162-1的情况下，在ST314中，将接收数据帧162的判定参数TOA207暂时存储为变量tmp，返回到ST301。
然后，对于下个接收的数据帧162+1，通过用ST301至ST306的同样的处理，来计算相对于接收窗203的到达时刻的判定参数TOA208。
ST306中的判定结果，在有前一个数据帧162的情况下，在ST307中，计算变量tmp中存储的有关前一个接收数据帧162的判定参数TOA207和该数据帧162的判定参数TOA208之间的差分。即，通过从TOA207中减去TOA208来计算相对于接收窗203的到达时刻的变动量。
在ST308中，通过从TOA208中减去Td209来计算下一个接收的有关数据帧162+2的到达时刻的判定参数的预测值TOA’210。
在ST309中，在TOA’210＜0成立的情况下，即在计算的下一个接收数据帧162+2的到达时刻的判定参数的预测值TOA’210超出接收窗203的情况下，进至ST310。而在TOA’210≥0成立的情况下，即在数据帧162+2的到达时刻的判定参数的预测值TOA’210未超出接收窗203的情况下，进至ST311。
在ST310中，将控制帧发送请求和到达时刻的预测值TOA’210及控制帧发送请求信号输出到控制帧组装部136。
在ST311中，按照该接收数据帧162+1的到达时刻Trcv213和LTOA212的关系，如下所述，将‘启动’或‘禁止’的写入许可信号输出到数据帧分解部133。
作为情况1，在Trcv213-LTOA212≤0的情况下，即在该数据帧162+1在LTOA212之前被接收的情况下，在ST312中，判定为该数据帧162+1是可处理的数据，生成‘启动’。数据帧分解部133将该数据帧162+1存储在帧存储部134中。然后，进至ST314，重复进行自ST301起的处理。
作为情况2，在Trcv213-LTOA212＞0的情况下，即在该数据帧162+1比LTOA212后到达的情况下，在ST313中，判定为该数据帧162+1是相对于可处理的定时延误的数据帧，生成‘禁止’。数据帧分解部133废弃该数据帧162+1。然后，进至ST314，重复进行自ST301起的处理。
下面，说明接收了图5所示的控制帧220情况的基站控制装置110的工作情况。其中，设控制帧220是与图3所示的控制帧相同的结构。
基站控制装置110从基站装置130经有线传输线路152接收控制帧220后，控制帧解析部115对控制帧220进行分解，提取在控制帧220中存储的到达时刻的预测值TOA’210，并且将预测值TOA’210通知发送偏移量存储部124。
发送偏移量存储部124将T与预测值TOA’210相加，存储该相加结果。
基站控制装置110在发送下一个数据帧的情况下，与通常的发送定时相比，可以按比预测值TOA’210快的定时进行发送。即，基站控制装置110可以预先决定最合适的发送定时，使得数据帧不超出基站装置130的接收窗203。
特别是象作为有线传输线路152的传输方法使用ATM(非同步传送模式)情况下，在如数据帧的传输时间随时间变动的情况下，基站控制装置110可以决定数据帧的发送定时，使得没有与基站装置130可处理的定时不一致。
于是，根据本实施例的节点间同步装置，节点间从属同步装置131检测从节点间主同步装置111经有线传输线路152送来的数据帧的到达时刻的时间性变动，根据该到达时间的变动来估计下次数据帧的到达时刻的预测值。在该预测值未超出接收窗203的情况下，对节点间主同步装置111通知到达时刻的预测值。根据该通知，节点间主同步装置111使数据帧的发送定时比基准值快，以便数据帧在接收窗203内被接收。因此，可以事先防止因基站装置130中的数据帧的延误造成的废弃。
在有线传输线路152中的数据帧传输时间的变动陡峭并且大的情况下特别有效。
而且，通过抑制废弃数据帧，可减少高层中的数据帧的再发处理频度，防止有线传输线路152中的过忙，并且在话音等的通信服务中，可以事先防止通信品质的恶化。
从以上说明可知，根据本发明，即使连接节点间的有线传输线路的传输延迟变动，也可以减少延误造成的数据遗漏的频度。
本说明书基于2000年6月12日申请的特愿2000-174867号(日本专利)。其内容全部包含于此。
产业上的可利用性本发明适合在移动通信系统中使用的基站装置和基站控制装置之间使用。
权利要求
1.一种节点间同步装置，配置于基站装置中，该节点间同步装置包括预测值计算部件，根据所述基站装置接收到的数据帧的接收定时，来计算下次接收的数据帧的接收定时的预测值；以及接收定时判定部件，判定所述预测值是否超出所述基站装置的数据帧可接收时间。
2.一种基站装置，包括权利要求1所述的节点间同步装置，以及对于通信对方发送存储了预测值的控制帧的控制帧发送部件。
3.一种节点间同步装置，包括根据从权利要求2所述的基站装置发送的预测值来决定数据帧的发送定时的发送定时决定部件。
4.一种基站控制装置，包括权利要求3所述的节点间同步装置，以及按所述节点间同步装置决定的发送定时来发送数据帧的数据帧发送部件。
5.一种通信装置，包括接收定时判定部件，根据过去接收的数据帧的接收定时来计算下次接收的数据帧的接收定时的预测值，判定所述预测值是否超出数据帧可接收时间；以及控制帧发送部件，在所述预测值超出数据帧可接收时间的情况下，对通信对方发送存储了所述预测值的控制帧。
6.一种通信装置，包括发送定时决定部件，根据从权利要求5所述的通信装置发送的预测值来决定数据帧的发送定时；以及数据帧发送部件，以所述决定的发送定时来发送数据帧。
7.一种节点间同步方法，其中，接收端装置计算下次接收的数据帧的接收定时的预测值并通知发送端装置，所述发送端装置按照根据所述预测值决定的发送定时将数据帧发送到所述接收端装置。
8.一种节点间同步方法，其中，接收端装置计算下次接收的数据帧的接收定时的预测值，在所述预测值超出数据帧可接收时间的情况下，向发送端装置发送存储了所述预测值的控制帧，所述发送端装置根据所述预测值来决定数据帧的发送定时，以所述决定的发送定时将数据帧发送到所述接收端装置。
全文摘要
节点间从属同步装置131检测从节点间主同步装置111经有线传输线路152传送来的数据帧的到达时刻的时间性变动,根据该到达时间的变动来估计下次之后的数据帧的到达时刻的预测值。该到达时刻的预测值表示数据帧的延误,在数据帧超出接收窗口的情况下,对节点间主同步装置111通知到达时刻的预测值。通过该通知,节点间主同步装置111使数据帧的发送定时比基准值快,以便可在接收窗口内接收数据帧。由此,即使连接节点间的有线传输线路的传输延迟发生变动,也可以减少延误造成的数据遗漏的频度。
文档编号H04L29/06GK1381121SQ01801507
公开日2002年11月20日 申请日期2001年6月8日 优先权日2000年6月12日
发明者樋口信一 申请人:松下电器产业株式会社