专利名称：在电信系统中的连续同步调整的制作方法
技术领域：
本发明一般涉及电信领域，具体地涉及用于连续地同步在电信系统中发送和接收的码元(Symbols)的方法和装置。
在移动通信系统中，当发送和接收载有码元的信息时，该发送和接收的信号需要同步。例如，接收机必须知道特定码元开始和结束的精确时间。
码元可能是不同性质的。例如，在标准的64kbit/s脉冲编码调制(PCM)的链路中，码元包括8位字，用户必须相对于8位字同步传输。因此，可以同样的方法来解释每个识别的码元。然而，一个码元可能包括几个子码元(Subsymbols)。在这种情况下必须以不同的方式来解释每个子码元。这种码元的一个例子是代码转换和速率适配单元(TRAU)帧，在全球移动通信系统(GSM)中的Abis接口上发送它。用这种复杂的码元作为TRAU帧，必须确定一个子码元对于其它子码元的相对位置，以便正确地解释感兴趣的子码元。
图1是表示诸如在GSM中所用的一类通常的TRAU帧的示意图。参看图1，为了简化，假设每个码元是数字的且具有“0”或“1”的值，且位同步是完善的。因此，可比较容易地描述寻找子码元的相对位置(比如，在该TRAU帧中的“D”和“C”位)的方法。在图1中，信息传递位(C、D和T)由已知位(“0”和“1”)的模式来限制，通常称之为同步位。位(0、1、C、D和T)的完全集合包括该帧。通过搜索这个已知模式的接收位的信息流，可以及时确定该帧的位置，从而确定每个信息传递位(C、D或T)的相对位置。
只要该帧模式保持不变，就容易确定在该帧中的每个子码元的相对位置。然而，由于在传输路径上可能发生的干扰，可能将该帧中的一位或两位复制或删除。将这种现象称为“位滑动”。将用于搜索接收的信息流，估算信息传递码元的相对位置，和补偿位滑动的方法，称为同步算法。
为了更好地描述该问题，假定串行接收图1中所示的位，首先接收最左上的位，接着以从左向右向下的顺序接收后来的位。在这个例子中，还假定对于位的对(即，一个子码元包括两位)发生位滑动，且每帧只有一位滑动。
在对于TRAU的典型同步算法中，由帧中的最先17位给出该帧位置。对于图1，将这些位(0000 0000 0000 0000 1)称为“同步首标”为了进行位滑动(由上定义的)的调整，该同步首标通过在时间上提前或滞后的位可移动它的相对位置。一旦通过该17位同步首标确定了该帧位置，则检验其余的每个同步位(称为“单同步位”)看是否它们等于“1”(即，正确的)。如在该单同步位中开始产生差错，则将这个差错情况通知该接收设备的下一个功能部分，并可执行适当的差错消除动作。当由该帧中的位传递的信息对应于输入到语言译码器的语言参数时，这种差错消除动作将是删除当前的差错帧，再用可能带有一些无声量的前面接收的帧。
图2是一个通常同步算法(10)的流程图，比如，在GSM中所用的算法。现在同步算法的基本问题是，当发生位滑动时(例如，步骤24)，帧的接收不可靠了，并保持直到接收下一个帧(步骤26并返回步骤14)。通过检验该单同步位可检测这个位滑动，并决定或者使用该接收的不可靠的帧，或者采用某些差错消除动作(26)。尽管如此，仍然有某些信息位已经失去的问题。换句话说，从位滑动发生的时间点起(在步骤24)帧就不可靠了，一直到接收下一个同步首标(步骤14)。只有到接收下一个同步首标，才可调整该估算帧位置并抵消该位滑动的将来影响。
因此，本发明的目的是检测在帧中的不正确单同步位，使得能立即同步该帧，而不需要等待下一个帧。
本发明的第二目的减少不正确解释的数据位的量或由于位滑动而忽略的量。
本发明的第三目的是减少的同步算法产生的比特差错率。
本发明的第四目的是连续地同步帧。
本发明的第五目的是使接收机确定何时接收的码元开始和结束。
根据本发明，通过连续的同步调整算法，根据位差错来调整在帧中的同步位置，而不等待下一个帧的开始。当在帧中检测到不正确的单同步位之后，在该帧的其余时间，检验由该帧位置的提前或滞后(例如，由于在帧中的位滑动)引起的同步位位置。然后调整该帧位置，而不等待下一个帧的开始。因而显著地减少了不正确地解释或忽略的数据位的数量。因此，对于现有的同步算法产生的BER，由本算法产生的位差错率(BER)有明显的改善。
通过参考结合附图的下面详细描述将会更完全地了解本发明的方法和装置，其中图1是表示通常TRAU帧的示意图；图2是通常的同步算法的流程图；图3是表示译码器的示例性连续同步调整算法的流程图，可用来实施本发明的方法和装置；图4是表示具有一个位滑动的示例性TRAU帧的示意图；图5是表示根据本发明的最佳实施例，通过连续的同步调整算法调整的示例性TRAU帧的示意图。
通过参看图1-5将会更好地理解本发明的最佳实施例及其优点，其中将相同的标号用于各种图的相同和对应部件。
实际上，可将本发明用于语言编译码器中的帧同步，例如，调整在帧中的同步位置，而不必等待下一个帧的开始。在一个最佳实施例中，可将本发明用作为在GSM中的基站控制器里的语言编译码器内的连续同步和调整算法。可在一个或多个数字信号处理器(DSPs)(例如，由Texas Instruments Inc制造的C 542 DSP型)的控制之下以软件执行该算法。对于该最佳实施例，可以在GSM基地站控制器变码器中的上行链路DSP中执行该算法。
更概括地说，本发明涉及依靠发送与接收帧之间同步且其中将已知位扩展到整个帧的任何种类的通信系统。将该已知位用于确定帧位置，当接收帧时连续地调整查觉的帧位置，而不仅在该帧的开始。
具体地说，根据该最佳实施例，当在帧中检测到不正确的(例如，等于“0”)单同步位时，根据本发明(连续的同步调整算法)，对于该帧的其余的，检验将由该帧位置的提前或滞后(例如，由于该帧中的位滑动)而产生的单同步位位置。然后，调整该帧位置而不等下一个帧的开始。因此，明显地减少了不正确地解释或忽略的数据位的数量。从而，使由该算法(和译码器)产生的BER比由现有算法(和译码器)产生的BER有显著的改善。
具体地，图3是表示连续同步调整算法的流程图，可用于实施本发明的方法和装置。首先，在步骤104(与通常的算法类似)开始，由同步首标确定帧的起点。换句话说，在104步骤接收新的帧的同步首标，而在步骤106确定该帧的位置。如果确定该帧位置在时间上被延迟，则可在步骤108提前，如果确定该帧位置被提前，则在步骤110将它延迟。
然后，在步骤112接收该帧直到下一个同步位。只要所检验的单同步位是正确的或等于“1”，则接受该帧(步骤114和116)。然而，如果在步骤118，所检验的单同步不正确(等于“0”)，则继续该连续同步调整算法，以接收该帧的其余位。换句话说，当检测到第一个不正确的单同步位时，开始开动该算法的连续同步调整部分。
图4是表示具有一个位滑动的示例性TRAU帧的示意图，有助于描述本发明。参看图3和4，如图4中所示，大约通过该帧的半路，一个单同步位具有不正确值(“0”)。这个不正确值可导致，例如，传输差错，将位值“1”读作“0”，或者位滑动，由于两位重复或忽略的结果，将其中具有“0”值的数据位(D)取作该单同步位的位置。在图4所示的实施例中，将一对数据位(D)除去。
根据本发明，当检验单同步位并确定为差错时，还对该帧的其余位检验由于该帧位置的提前或滞后(例如，由于在该帧中的位滑动)产生的单同步位位置(步骤120)。因此，对于此例，要检验在图4中的包括在当前标称单同步位位置(对于该同步首标)之前两位的每一位的列，和包括当前标称单同步位位置之后的两位的每一位的列，以及其余的标称单同步位。
如图4所示，在所示的位滑动之后，包括标称单同步位位置的列含有五个差错位(例如，左面数第一列)。包括相对于当前标称单同步位位置延迟两位的位的该列含有6个差错位(例如，左数第三列)。然而，包括在该当前标称单同步位位置之前两位的所有位的列不含差错。从顶上的第8行起，在自图4中右数第二列可找到该列。所有这些位都等于“1”，如果在该帧中忽略前两位就确定这个情况。显著地，本连续同步调整算法允许了位滑动的性质和位置的检测。
当检测到这种位滑动时，本算法据此调整该帧位置(步骤122或126)。在两个忽略位的情况，在步骤122，该算法在新位置的第一“新”单同步位前插入两个假位，然后，接着加入接收位。在图5中示出了这种调整的帧。
现在参看图5中所示的该示例性调整帧，由“X”表示的位是假位。很明显，图4中的最后等于“0”的两位已由标称“T”位代替。下一个帧的同步首标的最先为“0”的两位，将因此而在接收下一个帧时处理。在被重复的两位不同的情况，可通过忽略两位并提前该帧后面的位来调整该帧位置(例如，步骤126)。
总之，根据本发明，该连续的同步调整算法可调整在帧中的设想同步位置，而不仅在每个帧的开始(即现有的同步算法)。还可对于所用的每类帧和传输信道最佳化本算法。例如，可将一个或多个参数加到本同步和调整方案。两个这种参数可以是(1)用于确定所需同步位的最少数量(例如，最少位(minbits))；和(2)对将导致帧的提前或滞后调整的不正确单同步位的相对数量的极限(例如，“误码率极限”“berlimit”)。
例如，对于上述的示例性的TRAU帧，该最少位参数将设置等于“3”(minbits＝3)。换句话说，基于至少3个不正确单同步位的检测才决定改变同步位位置。因此，如果检测到为该帧中的两个最后单同步位之一的第一不正确单同步位，并不进行调整。
另一个例子，可将误码率极限设置为等于0.1(berlimit＝0.1)。换句话说，从第一个识别的不正确单同步位起直到该帧的结束，将所检测到的不正确单同步位的数量除以所检测的单同步位的数量的结果，应是小于0.1。因此，例如，即使与同标称位位置对应的列中相比，在与提前或延迟对应的单同步位的列中发现较少的差错，只要与提前或延迟对应的列不产生大于10％的误码率，其结果是仍使用该标称同步位位置(例如，步骤124)。
使用这种示例的参数的优点是，它们能改善经受除位滑动之外的其它种位差错的信道的性能。例如，该信道经受了数字“1”变为“0”和相反的情况。因此，可扩充本连续同步调整算法以适应特定帧类型或传输信道。
虽然，在附图中示出了本发明的方法和装置的最佳实施例，并在上面的详细描述中进行了描述，但应理解，本发明并不限于所公开的实施例，而能有许多重新安排、修改和替换，都不离开由下面权利要求中所限定和给出的本发明的范围。
权利要求
1.一种用于同步在电信系统中发送和接收的码元的序列的方法，包括步骤检测来自所述接收码元序列的第一接收码元的不正确值；检测来自所述接收码元序列的第二接收码元和第三接收码元中的至少一个值；通过执行提前和延迟中的至少一个步骤，来同步所述发送和接收码元的序列，如果所述第二接收码元具有不正确值提前所述接收码元序列，如果所述第三接收码元具有不正确值则延迟所述接收码元序列。
2.根据权利要求1的方法，其中所述接收码元的序列包括帧。
3.根据权利要求1的方法，其中所述接收码元的序列包括TRAU帧。
4.根据权利要求3的方法，其中所述电信系统包括GSM。
5.根据权利要求1的方法，其中所述第一接收码元包括在TRAU帧中的单同步位。
6.根据权利要求1的方法，其中所述的不正确值包括逻辑值“0”。
7.根据权利要求1的方法，其中所述的第二接收码元包括相对于所述第一接收码元延迟的单同步位位置。
8.根据权利要求1的方法，其中所述的第三接收码元包括在时间上比所述第一接收码元更早的单同步位位置。
9.根据权利要求1的方法，其中所述第一接收码元的所述不正确值包括位滑动。
10.根据权利要求1的方法，其中所述的同步步骤包括在所述的码元序列中插入一组假码元。
11.根据权利要求1的方法，其中所述的同步步骤包括忽略一组码元。
12.一种用于同步在移动通信系统中的接收帧里的位序列的装置，包括数字处理器，可进行从所述接收帧中所述位序列检测第一接收单同步位位置的不正确值；从所述接收帧的所述位序列中，检测第二接收单同步位位置和第三接收单同步位位置的至少一个值；和通过提前和延迟所述位序列步骤的至少一个来同步在所述接收帧中的所述接收位序列，如果所述第二接收单同步位位置具有不正确值则提前在所述接收帧中的所述位序列，如果所述第三接收单同步位位置具有不正确值则延迟在所述接收帧中的所述位序列。
13.根据权利要求12的装置，其中所述的数字处理器包括一个DSP。
14.根据权利要求12的装置，其中所述的数字处理器包括一个专用集成电路(ASIC)。
全文摘要
描述一种连续同步调整算法(100),连续地同步在数字同步传输中所用的帧。通过让接收机连续地调整(122、126)设想的帧位置,而不是如通常所做的每帧只调整一次,达到了误码率的显著减少。当在帧中检测到不正确的单同步位时,在该帧的其余期间,检验由于该帧位置的提前或滞后(比如,由于该帧中的位滑动)而产生的单同步位位置(120)。然后,立即调整该帧位置(122、126),而不等下一个帧的开始。因此,在不正确地解释或忽略的数据位的数量上有显著减少。因而,与现有的同步算法所产生的误码率相比,由本连续算法产生的误码率具有明显改善。
文档编号H04Q7/30GK1249870SQ98803039
公开日2000年4月5日 申请日期1998年2月26日 优先权日1997年3月6日
发明者C·H·金登 申请人:艾利森电话股份有限公司