专利名称：基站控制器与基站之间的对准的制作方法
技术领域：
本发明总的涉及无线电通信网络，并且更具体地涉及网络中的集
中式基站控制器(CBSC)与基站收发信台(BTS)之间的对准 (alignment)。
背景技术：
在诸如电信网络的网络中，多个基站收发信台(BTS)和集中式 基站控制器(CBSC)在它们之间交换数据。通信可以经由光纤、卫星 等等。以称为数据分组的离散单元的形式发射与通信相关的数据。数 据分组在传输之前被编码。编码后的数据分组称为帧。每个帧包含表 示帧质量的参数，称作帧质量指示符(FQI) 。 FQI表示该帧是否被破 坏。CBSC在有线或无线链路上发射和接收帧。有线链路的例子可以是 光纤链路。无线链路的例子可以是射频(RF)链路。然而，由于网络 拥塞等，在接收帧时可能有延迟。由于接收中的延迟，CBSC与BTS 之间的同步被扰乱。
在使用卫星回传进行通信的网络中，延迟较高。由于缺少BTS与 CBSC之间的同步，移动电话与多个BTS之间的同时通信，也称作软 切换，变得困难。这发生在当需要将特定帧同时发送给多个BTS的时。 在对CDMA网络中的语音服务进行称为马尔可夫(Markov)的标准测 试呼叫时，引起另一个问题。在CDMA网络中，马尔可夫仿真器生成 具有不同速率的数据分组，以模拟语音服务的语音呼叫。速率的例子 包括全速率、半速率和四分之一速率。另一方面，CDMA网络中的接 收设备试图解码数据分组。如果马尔可夫仿真器与接收设备不同步， 则测试呼叫失败。有不同的方法来实现CBSC与BTS之间的对准。在一个这样的方 法中，监视由于来自CBSC的帧的传输时间的改变所引起的分组到达 时间误差(PATE)的改变。PATE是指示相对于帧的预期到达时间， 帧何时被接收的时间值。该方法包括根据PATE计算往返时间(RTT)。 RTT是从CBSC向BTS发射帧(称作前向帧)到从BTS接收相应帧(称 作反向帧)之间的时间。反向帧到达CBSC证实BTS已经接收到前向 帧。
在另一个这样的方法中，使用"拼通(ping)"来测量RTT。拼 通是用来测试BTS或CBSC在网络中是否正常操作，以及从测试设备 是否可达的工具。测试设备在网络中向BTS或CBSC发送数据分组并 接收响应。
在又一个方法中，CBSC处的36-比特的调整后的协调通用时间 (UTC)(或前向UTC)中的高32比特由从BTSUTC (或反向UTC) 接收到的PATE反馈和反向UTC设置，而低四比特是基于PATE而调 整的。UTC是36比特的时间戳，该时间戳具有最小20毫秒(ms)的 计数。BTSUTC是由BTS关联到反向帧的时间戳。类似地，调整后的 UTC(或前向UTC)是由CBSC关联到前向帧的时间戳。
然而，上述方法有下述缺点中的一个或多个。该方法不能应用到 延迟大约为160ms的大延迟网络。这样的大延迟网络的例子可以是使 用卫星回传进行通信的网络。此外，因为PATE可能由于网络中的抖 动而改变，所以该方法可能导致对链路的错误检测。由于传输期间帧 的丢失，该方法在计算RTT时具有误差，这在卫星回传中是极有可能 的。同样，由于前向帧的定时被改变，该方法可能被干扰。另外，由 于对延迟的不准确计算，该方法可能引起传输时间中的不准确调整。
本发明的代表性元件、操作特征、应用和/或优点存在于随后参考附图更完全描绘、描述以及要求保护的构造和操作的细节中，附图构 成其一部分，其中贯穿上下文，相同附图标记指示相同部分。根据在 详细描述中所列举的某些示例性实施方式，其它元件、操作特征，应 用和/或优点将变得明显，其中
图1表示根据本发明示例性实施例的示例性环境。
图2图示了根据本发明的示例性实施例、在包含在基站收发信台
(BTS)和集中式基站控制器(CBSC)的模块之间的交互。
图3是图示根据本发明示例性实施例、在网络中实现CBSC与BTS
之间的对准的方法的流程图。
图4是根据本发明示例性实施例、用于实现网络中的BTS与CBSC
之间的对准的图3的方法的示例性说明。
出于简单明确起见而示出图中的元件，因此没有必要对其按照比 例绘制。例如，图中一些元件的尺度相对于其它元件被夸大，以帮助 更好地理解本发明的不同实施例。
具体实施例方式
本发明的以下代表性的描述通常涉及示例性实施例以及发明者的 最佳模式构想，而不是旨在以任何方式限制本发明的应用或配置。更 确切的是，以下描述旨在提供用于实现本发明的不同实施例的便利的 说明。将变得明显的是，可以在不背离本发明的精神和范围的情况下， 对所公开的示例性实施例中所描述的任何元件的功能和/或排列做出改 变。
示例性申请的详细描述，即"在网络中实现集中式基站控制器 (CBSC)与基站收发信台(BTS)之间的对准(achieving alignment between a Centralized Base Station Controller (CBSC) and a Base Transceiver Site (BTS) in a network)"，作为具体生效(enabling)公 开而被提供，其可以被推广到根据本发明的不同实施例用于在网络中 实现集中式基站控制器(CBSC)与基站收发信台(BTS)之间的对准的已公开的系统、设备和方法的任何应用。
图1表示根据本发明示例性实施例的示例性环境。网络100包括 诸如基站收发信台(BTS) 102禾BBTS 104之类的多个BTS和集中式 基站控制器(CBSC) 106。网络100的例子包括码分多址(CDMA) 网络、全球移动通信系统(GSM)网络等等。BTS 102从网络100中 的多个电子设备接收射频(RF)信号。电子设备的例子包括移动电话、 智能电话等等。BTS 102借助于RF信号与CBSC 106通信。BTS 102 在称作反向链路的路径上向CBSC 106发射帧，该路径可以为无线路径 或有线路径。在反向链路上发射的帧被称为反向帧。CBSC 106执行诸 如呼叫建立、呼叫拆线、业务处理和呼叫间切换之类的功能。另外， CBSC 106通过在被称为前向链路的路径上发送帧而与BTS 102和BTS 104通信。该前向路径可以是无线路径或有线路径。在前向链路上发射 的帧被称为前向帧。
图2示出了根据本发明的示例性实施例、在包含在BTS 102和 CBSC 106中的模块之间的交互。BTS 102包括BTS接收模块202、BTS 发射模块204和BTS比特设置模块206。 CBSC 106包括CBSC计算模 块208。 BTS接收模块202在前向链路上接收具有四比特前向序列号 (FSN)的前向帧。FSN是用来标识特定前向帧的号码。FSN然后被 发送至BTS发射模块204。 FSN被用来计算PATE。 PATE的负值指示 帧的到达早于预期的帧到达时间。反之，PATE的正值指示帧的到达晚 于预期的帧到达时间。然后在反向链路上将PATE和FSN报告给CBSC 106。在本发明的一个实施例中，在CDMA网络中发射的所有帧都包 含PATE值。
在本发明的一个实施例中，BTS发射模块204发送具有两比特的 定标(scaling)以及等于"100000b"的六比特字段值的无效PATE， 以避免对BTS 102与CBSC 106之间的连接的错误检测。无效PATE的 两比特定标可以是"00" 、 "01" 、 "10"或"11"中的一个。无效PATE到达CBSC 106指示CBSC 106不要开始RTT的计算，由此防止 对连接的错误检测。此后，有效PATE (即不同于无效PATE的PATE) 的到达指示BTS 102已经接收到由CBSC 106发送的第一前向帧。这触 发由CBSC计算模块208进行RTT的计算。
在本发明的一个实施例中，BTS 102 —接收到由CBSC 106发送的 第一前向帧，BST发射模块204就发送擦除帧(erasure frame)到CBSC 106。擦除帧不包含除BTS UTC之外的与通信相关的任何数据。常规 擦除帧是被破坏或损坏的帧，其中FQI值被设置为"0"。当CBSC 从网络中的电子设备接收这样的常规擦除帧时，CBSC通知电子设备增 大其发射功率。BTSUTC是由BTS给予反向帧的时间戳。在本发明的 一个实施例中，当BTS 102没有接收到由CBSC 106发送的任何前向帧 时，BTS UTC的后四比特被设置为"0"(零)。发送到CBSC 106的 擦除帧具有被设置为"l"而不是"0"的FQI值。FQI值为"1"确保 CBSC 106从常规擦除帧中区分出该擦除帧。
在将FSN和PATE发送给CBSC 106之前，BTS UTC的后四比特 被设置为等于FSN。在本发明的一个实施例中，这由BTS比特设置模 块206执行。例如，在表示为"XXXm"的36比特BTS UTC中，"XXX" 代表BTS UTC的前32比特而"m"代表BTS UTC的后四比特。假设 四比特FSN由"n"表示。BTS比特设置模块206使用四比特FSN， 即"n"，来代替BTSUTC的后四比特，S卩"m"，以生成新BTSUTC "XXXn"。为由BTS 102所发射的每个帧给出顺序的时间戳，该时间 戳被称为BTS UTC。与所发射的帧相关联的时间戳使得CBSC 106能 够识别所发射帧的正确顺序。
由BTS 102发射的FSN被CBSC计算模块208接收。CBSC计算 模块208使用从BTS发射模块204接收到的FSN来计算往返时间 (RTT) 。 CBSC计算模块208还通过使用RTT、 BTS UTC和PATE来 计算调整后的UTC (或前向UTC)。使用调整后的UTC来确定随后的前向帧的FSN。 CBSC 106根据PATE调节其传输时间以与BTS 102对 准。
图3是图示根据本发明示例性实施例的用于实现网络100中的 CBSC 106与BTS 102之间的对准的方法的流程图。BTS接收模块202 在前向链路上从CBSC 106接收具有FSN的前向帧。在步骤302， FSN 被返回到CBSC106。在本发明的一个实施例中，BTS发射模块204将 FSN返回至CBSC 106。 FSN通过反向链路被返回。BTS比特设置模块 206将BTS UTC的后四比特设置为等于FSN。 CBSC计算模块208接 收该FSN。另外，擦除帧被发送到CBSC计算模块208。 BTS UTC包 含在擦除帧中。在将FSN返回给CBSC 106时，保留反向帧的结构。
在步骤304， PATE被报告给CBSC 106。 BTS 102将PATE报告 给CBSC106。在本发明的一个实施例中，BTS发射模块204在擦除帧 中将PATE报告给CBSC计算模块208。对于该擦除帧，FQI被设置为 "1"。在步骤306，在CBSC 106处使用FSN来计算RTT。在本发明 的一个实施例中，CBSC 106—接收到反向帧，CBSC计算模块208就 检査BTS UTC的后4比特以提取FSN。其后，检查具有FSN的第一前 向帧被发射的时间。RTT被计算为发射第一前向帧的时间与在CBSC 106处接收到反向帧的时间之间的时间差。
在步骤308， CBSC 106通过使用RTT和在反向帧中接收到的 PATE来计算调整后的UTC。根据RTT和PATE来计算延迟值。另夕卜， 通过将RTT、 BTSUTC和延迟相加来计算调整后的UTC。在步骤310， 调整后的UTC被用来确定将要由CBSC 106发射的随后前向帧的FSN。 在步骤312，使用PATE来调整相对BTS 102的CBSC传输时间。
图4表示根据本发明示例性实施例、用于实现网络中的BTS 102 与CBSC 106之间的对准的图3中描述的方法的示例性图示。考虑BTS 时间为1500ms。 BTS 102根据BTS时间来计算UTC，为1500/20 (即75)，其中20ms为UTC的最低计数。在十六进制格式中，UTC表示 为"0X4b" 。 BTS 102从CBSC 106接收具有FSN的前向帧。假设FSN 的十六进制表示为"0X9"。然后根据UTC和FSN计算PATE，如b-9 等于2。由于UTC的最小计数为20ms， PATE的值表示为2*20-40ms。 然后由FSN替代UTC的后四比特以生成BTS UTC。在这种情况下， BTS UTC被给定为"0X49"。此后，具有FQI值为"1"的擦除帧被 发送给CBSC 106。该擦除帧包含BTS UTC和PATE。 CBSC 106 —接 收到该擦除帧就计算RTT。 CBSC 106将RTT计算为其第一次发射具 有FSN-0x9的前向帧的时间与其从BTS接收到反向帧的时间之间的时 间差，所述反向帧具有有效PATE和后4比特被设置为"0x9"的BTS UTC。考虑RTT为1000ms的情况，其在十六进制格式中表示为"0X32"。 在大约20ms后，由CBCS 106发射随后的前向帧。另外，通过将BTS UTC和RTT相加而计算UTC，其达到"0X7b"。通过使用PATE来 计算延迟，为40/20=2。因此，通过将"0X7b"与"2"相加来计算调 整后的UTC，其等于"0X7d"。调整后的UTC被用来确定将由CBSC 106发射的随后前向帧的FSN。由于调整后的UTC为"0x7d" ， CBSC 106发射具有FSN等于"OXd"的随后的前向帧。随后反向帧的BTS 时间变为1500+1000，其等于2500ms。另外，BTS 102根据BTS时间 计算UTC，为2500/20，即125。在十六进制格式中，UTC被表示为 "0X7d" 。 BTS 102需要发射FSN等于"OXd"的帧，并且BTS 102接 收FSN等于"OXd"的前向帧。由此，BTS 102和CBSC 106 二者都被 对准。
本发明提供了一种方法和系统，用于在网络中实现集中式基站控 制器(CBSC)与基站收发信台(BTS)之间的对准。即使在诸如那些 使用卫星回传的高延迟网络中，该方法和系统使得能够在BTS 102与 CBSC 106之间准确地对准帧的传输时间。
在前述的说明书中，参考特定示例性实施例描述了本发明；然而， 应当理解，在不背离下述权利要求中所阐述的本发明的范围的情况下，
10可以做出不同的修改和变化。说明书和附图被认为是示例性方式，而 不是限制性方式，并且所有这样的修改旨在包含在本发明的范围内。 因此，本发明的范围应当由于此所附的权利要求以及它们的法律等同 来确定，而不是仅由上述例子确定。
例如，在任何方法和过程权利要求中所列出的步骤可以以任何顺 序执行，而不限于权利要求中所示出的特定顺序。此外，在任何装置 权利要求中所列出的部件和/或元件可以以各种排列被组装或另外被操 作地配置以产生与本发明基本相同的结果，并且相应地不限于权利要 求中所列出的特定配置。
已经在上面描述了关于特定实施例的益处、其他优点以及问题的 解决方案；然而任何益处、优点、问题的解决方案或可以使任何特定 益处、优点或解决方案发生或变得更为明确的任何元件，不构成任何 或所有的权利要求的关键的、所需的或基本的特性或部件。
如此处使用的，术语"包括"、"包含"、"含有"、"具有"、 "包含了"、"包括了"或它们的任何变化，都旨在引用非排除性的包 含，因此包含一系列元件的过程、方法、物件、组成物或装置不仅包 含那些列举的元件，而是还可以包含未明确列出或对所述过程、方法、 物件、组成物或装置为固有的其他元件。除了那些未具体列举的之外， 在本发明实现中所使用的上述结构、排列、应用、比例、元件、材料 或部件的其它组合和/或修改可以被改变，或者另外在不背离同样的通 用原则的前提下关于特定环境、制造规范、设计参数或其它操作需求 被特别地适配。
应当理解，此处所描述的系统可以包括一个或更多常规处理器和 唯一存储的程序指令，所述程序指令与某些非处理器电路一起控制一 个或更多处理器来实现此处所描述系统的部件或模块的一些、大多数 或全部功能。非处理器电路可以包括但不限于无线电接收机、无线电发射机、信号驱动器、时钟电路、电源电路和用户输入设备。这样，
这些功能可以被解释为用于在网络中实现CBSC与BTS之间的对准的 方法的步骤。替换地， 一些或全部功能可以由不存储程序指令的状态 机实现，或者在一个或更多的专用集成电路(ASIC)中实现，在所述 专用集成电路(ASIC)中每个功能或某些功能的一些组合作为定制逻 辑被实现。当然，可以使用两种方式的结合。从而，在此已经描述了
用于这些功能的方法和装置。
权利要求
1.一种用于在网络中实现集中式基站控制器(CBSC)与基站收发信台(BTS)之间的时间帧对准的方法，所述方法包括将前向序列号(FSN)返回给CBSC，所述FSN包含在前向帧中；将分组到达时间误差(PATE)报告给所述CBSC；使用所述FSN计算往返时间(RTT)；使用所述RTT和所述PATE计算调整后的协调通用时间(UTC)；以及调整CBSC传输时间以与所述BTS对准。
2. 如权利要求1所述的方法，其中将所述FSN返回至所述CBSC 包括保留反向帧的结构。
3. 如权利要求l所述的方法，进一步包括将BTSUTC的后四比特 设置为FSN。
4. 如权利要求1所述的方法，其中所述PATE在具有帧质量指示 符(FQI)的擦除帧中，所述帧质量指示符的值被设置为一。
5. 如权利要求l所述的方法，其中基于所述RTT、所述BTSUTC 和所述PATE来计算所述调整后的UTC。
6. 如权利要求1所述的方法，进一步包括将无效PATE发送给所 述CBSC，该无效PATE具有两比特定标和等于"100000b"的六比特值 字段。
7. 如权利要求6所述的方法，其中所述两比特定标选自包括"00"、 "01" 、 "10"和"11"的组中。
8. 如权利要求1所述的方法，进一步包括将擦除帧发送给所述 CBSC。
9. 如权利要求8所述的方法，其中所述BTSUTC的后四比特被设 置为零。
10. 如权利要求8所述的方法，其中所述BTSUTC包含在所述擦 除帧中。
全文摘要
公开了一种在网络中实现集中式基站控制器(CBSC)(106)与基站收发信台(BTS)(102)之间的时间帧对准的方法和系统。BTS将包含在前向帧中的前向序列号(FSN)和分组到达时间误差(PATE)返回给CBSC。CBSC使用FSN计算往返时间(RTT)。CBSC还使用RTT和PATE计算前向协调通用时间(UTC)。之后，基于调整后的UTC调整CBSC传输时间以与BTS对准。
文档编号H04B7/01GK101297499SQ200680035910
公开日2008年10月29日 申请日期2006年6月23日 优先权日2005年9月29日
发明者佐伊厄姆·A·卡茨米 申请人:摩托罗拉公司