專利名稱：蜂窩電信網(wǎng)的同步的制作方法
背景技術：
1.發(fā)明領域本發(fā)明涉及蜂窩通信領域，具體而言涉及象碼分多址(CDMA)蜂窩網(wǎng)這樣的蜂窩網(wǎng)內(nèi)計時單元的同步。
2.相關技術在移動通信里，移動電話這樣的移動臺通過無線通信信道跟基站通信。通常，多個基站自己又通過一個較上層的節(jié)點，例如無線電網(wǎng)絡控制器(RNC)，跟一個移動交換中心(MSC)相連。移動交換中心(MSC)一般都通過例如一個網(wǎng)關跟其它的通信網(wǎng)例如公共交換電話網(wǎng)相連。
在碼分多址(CDMA)移動通信系統(tǒng)里，基站和特定移動臺之間傳遞的信息是用一個數(shù)學碼(例如信道碼和擾頻碼)調制了的，以此將它跟使用相同無線電頻率的其它移動臺的信息區(qū)分開來。這樣，在CDMA里，每一條無線電鏈路都是用碼來區(qū)分的。Prentice Hall 1997年出版，Garg、Vijay K.等等的《CDMA在無線/個人通信中的應用》對CDMA的各個方面都進行了介紹。
另外，在CDMA移動通信里，具有重疊覆蓋區(qū)的幾個基站在下行鏈路利用合適的碼發(fā)射同樣的基帶信號。換句話說，同時從幾個不同的基站向移動臺發(fā)射具有相同用戶數(shù)據(jù)的幀。這樣移動臺就可以同時接收和利用來自幾個基站的信號。此外，由于無線電環(huán)境的改變非常迅速，因此移動臺很可能同時跟幾個基站之間存在無線電信道，這樣，移動臺就能夠選擇或者合并最好的信道，如果需要，利用從所有基站發(fā)往移動臺的信號，以便降低無線電干擾，提高容量。
在上行鏈路方向上，多個基站收到移動臺為了實現(xiàn)移動連接以幀的形式發(fā)送的用戶數(shù)據(jù)。移動臺以這些基站要求的最低功率發(fā)射信號。要求功率最低的基站能夠最清楚地“聽”到移動臺的信號。然而，當干擾最小時，接收移動臺的信號接收得最好的基站會在連接過程中隨機地改變。因此，象無線電網(wǎng)絡控制器(RNC)這樣的較上層的節(jié)點會選擇基站從移動臺收到的信號中質量最好的那些幀。
上述CDMA方式中在多個基站和一個移動臺之間這樣使用無線電信道叫做“軟切換”。
分集和軟切換的原理要求參與特定連接的基站相對于上級節(jié)點同步，例如跟無線電網(wǎng)絡控制器(RNC)同步。需要同步的原因之一是參與連接的多個基站必須同時發(fā)送相同的幀信息給連接中的移動臺。
授予Griffith等的美國專利5388102描述了在基站和上層節(jié)點之間實現(xiàn)同步的各種技術。這些技術包括地球軌道衛(wèi)星(例如利用全球定位系統(tǒng)[GPS])、專用同步鏈路和數(shù)據(jù)鏈路上的中斷同步信號。GPS用于獲得(例如)3～10微秒的絕對相位差(例如IS-95就是這樣做的)。在其它系統(tǒng)里，如果軟切換程序獲得了移動臺的幫助，有移動臺給出源到目標基站的相位差大小，基站采用其它的同步精度(例如2.5或者10毫秒)就足夠了(例如移動輔助切換，MAHO)。
在授予Averbuch的美國專利5245634中，丟失GPS信號會導致基站向中心站發(fā)射一則同步消息。中心站啟動一個測量計數(shù)器，并發(fā)送一個主序列給這一基站。然后基站發(fā)送一個返回序列。當兩個站點的計數(shù)器說明已經(jīng)經(jīng)歷了M次這種序列的循環(huán)時，中心站就將它測量所得的往返時間延遲發(fā)送給基站?；就瓿捎嬎?例如漂移)，并通過調整基站的本地時鐘補償往返時間延遲帶來的偏差。
在移動連接的下行鏈路(從上層節(jié)點到基站)和上行鏈路(從基站到上層節(jié)點)里識別幀的一種方法是在每一幀上附加一個序列號。在下行鏈路里，這些序列號可以用來跟基站里的基站基準時間/編號順序比較以便調整這些幀，從而修正傳輸時間(在空中接口上)。在上行鏈路里，每一個基站在幀上附上序列號(跟基站基準時間/編號有關)，然后才將這些幀發(fā)給上層節(jié)點。在上層節(jié)點里，根據(jù)這些序列號進行幀的組合/選擇。
在某些系統(tǒng)里，上層節(jié)點(例如RNC)有一個主系統(tǒng)幀計數(shù)器，它鎖定在一個外部基準或者時鐘信號源上。一些直接序列CDMA系統(tǒng)(DS-CDMA)需要一個能夠同步基站的程序，使幀一級的不確定性相對于上層節(jié)點近似為正負1毫秒。換句話說，上層節(jié)點的主幀計數(shù)器值必須在預定最長時間，例如大約1毫秒，內(nèi)傳遞給所有基站。
對于某些移動系統(tǒng)，這一程度的不確定性是必要的，因為空中接口(基站和移動臺之間)里的幀(其長度為例如10毫秒)沒有任何幀編號信息。移動臺自己無法區(qū)分這些幀。盡管如此，移動臺仍然必須知道在正負半個幀長度以內(nèi)(例如5毫秒)來自基站的幀應當向哪個方向調整。
在一個信道給出了幀編號的其它系統(tǒng)里，相位偏差可能大于半幀。這種情況可能會出現(xiàn)在移動臺輔助測量相位差的系統(tǒng)里，在這種情況下，用于測量相位差的信道可能會有幀編號。這種相位差大于半幀的可能性要求基站相對于上層節(jié)點(例如RNC)同步到一個最大相位差。
因此，所需要的，也是本發(fā)明的一個目的，是一種精確可靠的技術，用來同步計時單元，例如有一個上層節(jié)點的基站里的計時單元。
發(fā)明簡述在蜂窩通信網(wǎng)內(nèi)網(wǎng)絡控制節(jié)點里的主計時單元和從屬計時單元之間進行同步。從屬計時單元可以放在網(wǎng)絡的控制節(jié)點里，也可以放在網(wǎng)絡的被控制節(jié)點里。進行同步時，主計時單元和從屬計時單元中的同步發(fā)起方發(fā)送包括第一個參數(shù)的一則同步分析命令消息給主計時單元和從屬計時單元中的響應方。作為響應，響應計時單元發(fā)送一則同步分析響應消息給發(fā)起方，該消息包括至少第二個參數(shù)，最好還包括第三個參數(shù)。計時單元的發(fā)起方利用例如從同步分析響應消息里提取的參數(shù)，為從屬計時單元確定同步調整值。在發(fā)起方計時單元是主計時單元的實施方案里，主計時單元在同步調整命令消息里向從屬計時單元發(fā)送同步調整值。在發(fā)起方是從屬計時單元的實施方案里，從屬單元完成計算，并調整好自己，然后通知主單元。同步調整值最好是一個同步偏移值。
同步分析命令消息里的第一個參數(shù)最好是第一個時間標記值t1，它與從發(fā)起方計時單元發(fā)往響應方計時單元同步分析命令消息的時刻有關。由響應方計時單元插入同步分析響應消息的第二個參數(shù)是第二個時間標記值t2，它跟響應方計時單元收到同步分析命令消息的時刻有關。同樣是由響應方計時單元插入同步分析響應消息的第三個時間標記值t3跟響應方計時單元發(fā)送同步分析響應消息的時刻有關。發(fā)起方單元確定第四個時間標記值t4，也就是發(fā)起方單元收到同步序列響應消息的時刻。
當發(fā)起方單元是主單元時，發(fā)起方計時單元通過將同步分析響應消息里的第二個參數(shù)t2跟預測的第二個參數(shù)t2預測相比較來確定同步調整值。預測的第二個時間標記值為t2預測=((t1+t4)/2)-((t3-t2)/2)。于是同步調整值為t2預測-t2。
當發(fā)起方單元是從屬計時單元時，發(fā)起方計時單元將同步分析響應消息里的第一個參數(shù)t1跟預測的第一個參數(shù)t1預測相比較，確定同步調整值。預測的第一個時間標記值為t1預測=((t2+t3)/2)-((t4-t1/2)。于是同步調整值為t1預測-t1。
參數(shù)t1～t4最好是系統(tǒng)幀計數(shù)器的值。具體而言，參數(shù)t1和t4是發(fā)起方計時單元系統(tǒng)幀計數(shù)器的當前值。參數(shù)t2和t3是響應方計時單元系統(tǒng)幀計數(shù)器的當前值。同步調整值用于調整響應方計時單元系統(tǒng)幀計數(shù)器的值。
主計時單元可以安裝在控制節(jié)點內(nèi)，例如無線電網(wǎng)絡控制器(RNC)[別名為基站控制器(BSC)]，甚至移動交換中心(MSC)內(nèi)。從屬計時單元可以安裝在基站節(jié)點里，或者安裝在控制節(jié)點里(例如控制節(jié)點里的分集切換單元)。
在一個實施方案里，主計時單元和從屬計時單元之間傳遞的同步消息用蜂窩通信網(wǎng)里碼分多址(CDMA)異步傳遞模式(ATM)信元封裝起來。


圖1是本發(fā)明一個實施方案中蜂窩通信網(wǎng)的一個原理圖。
圖2是本發(fā)明實施方案里一部分節(jié)點的原理圖，該節(jié)點的計時板上有一個計時單元。
圖2A是圖2中計時單元里一部分同步幀計數(shù)器部分的原理圖。
圖3是本發(fā)明實施方案里一部分節(jié)點的原理圖，該節(jié)點計時板以外的一塊板上有一個計時單元。
圖3A是圖3中計時單元里一部分同步幀計數(shù)器部分的原理圖。
圖4是一個一般性計時單元中同步幀計數(shù)器部分的原理圖。
圖5中的流程說明的是為了實現(xiàn)本發(fā)明的模式主同步單元采取的基本初始步驟。
圖6是說明流程圖6A、6B和6C之間的關系的示意圖。
圖6A、6B和6C是按照本發(fā)明的模式進行的基本步驟的流程圖，其中的主計時單元用作發(fā)起方計時單元(ITU)。
圖7是說明按照圖6模式發(fā)送同步消息序列的示意圖。
圖8是本發(fā)明中響應方計時單元(RTU)的事件狀態(tài)圖。
圖9是按照本發(fā)明為往返延遲(RTD)確定概率的一種模式的示意圖。
圖10說明按照本發(fā)明在發(fā)起方計時單元(ITU)和響應方計時單元(RTU)之間傳遞的消息的格式。
圖10A是本發(fā)明使用的ANALYZE_SFC命令和響應消息的格式。
圖10B是本發(fā)明使用的SET_SFC命令和響應消息的格式。
圖10C是本發(fā)明使用的ADJUST_SFC命令和響應消息的格式。
圖11說明了圖11A、11B和11C之間的關系。
圖11A、11B和11C說明的是按照本發(fā)明的模式所進行的基本步驟的流程，其中的從屬計時單元用作發(fā)起方計時單元(ITU)。
圖12說明的是按照圖11的模式發(fā)送的同步消息序列。
圖13是按照本發(fā)明另一個實施方案的蜂窩通信網(wǎng)的一個示意圖。
附圖詳述下面，為了說明而不是加以限制，將給出具體細節(jié)，例如特定的體系結構、接口、技術等等，以便全面地了解本發(fā)明。但對于本領域里的技術人員而言顯而易見，本發(fā)明可以用不同于這些具體細節(jié)的其它實施方案來實現(xiàn)。在某些情況下，省去了對眾所周知的裝置、電路和法的詳細介紹，以免喧賓奪主。
圖1說明的是一個蜂窩通信系統(tǒng)20，它包括多個基站221～22n，利用它通過空中接口跟移動臺24建立移動連接?；?21～22n分別用陸線261～26n跟一個無線電網(wǎng)絡控制器(RNC)30連接，無線電網(wǎng)絡控制器(RNC)自己則用陸線32跟一個移動交換中心(MSC)40連接。移動交換中心(MSC)40通常都通過一個網(wǎng)關跟其它通信網(wǎng)連接，例如跟公共交換電話網(wǎng)連接。網(wǎng)關常常是用網(wǎng)關MSC(CMSC)，用它來安裝網(wǎng)關。
基站221～22n、無線電網(wǎng)絡控制器(RNC)30和移動交換中心(MSC)40全都被看成蜂窩通信網(wǎng)20的“節(jié)點”。特別是無線電網(wǎng)絡控制器(RNC)30被看成基站221～22n的控制節(jié)點或者“上層”節(jié)點，而基站221～22N則相對于無線電網(wǎng)絡控制器(RNC)30被看成“被控制”節(jié)點。無線電網(wǎng)絡控制器(RNC)30可以是有時叫做基站控制器(BSC)的一個節(jié)點。
無線電網(wǎng)絡控制器(RNC)30有一個主計時單元(MTU)60，用于跟多個從屬計時單元(STU)實現(xiàn)同步。如同下文所示，每一個基站221～22n中都有一個從屬計時單元，無線電網(wǎng)絡控制器(RNC)30中的各種部件也都有。在這一實施方案里，基站221～22n里的主計時單元(MTU)60和從屬計時單元(STU)做在叫做計時單元板(TUB)的專用電路板上。無線電網(wǎng)絡控制器(RNC)30里的從屬計時單元安裝在多用途電路板(AMB)上。
在圖1的實施方案里，無線電網(wǎng)絡控制器(RNC)30和基站221～22n是使用異步傳遞模式(ATM)信元的節(jié)點。從這一點上講，無線電網(wǎng)絡控制器(RNC)30有一個ATM交換機核心62。ATM交換機核心有多個交換機核心端口，跟對應的電路板相連。除了安裝了主計時單元(MTU)60的電路板以外，ATM交換機核心62通過它的交換機核心端口連接的有安裝RNC控制單元63的電路板；分集越區(qū)切換單元(DHO)64；多功能板65；和多個擴展終端(ET，Extension Terminal)671～67n。
無線電網(wǎng)絡控制器(RNC)30的擴展終端(ET)671～67n用于通過陸線或者鏈路261～26n分別跟基站221～22n相連。圖1所示網(wǎng)絡20的所有ATM節(jié)點都通過ATM鏈路跟其它ATM節(jié)點相連。在每一個節(jié)點里這些ATM鏈路都終止于擴展終端(ET)。這樣，雖然沒有這樣畫出來，來自移動交換中心(MSC)40的鏈路32終止于無線電網(wǎng)絡控制器(RNC)30的擴展終端。
所有的ATM基站221～22n都有從屬計時單元(STU)701～70n，它們分別跟基站ATM交換機核心721～72n相連。每一個基站(BS)22都有一個安裝在電路板上的基站控制器73，該電路板跟它自己的ATM交換機核心72的一個端口相連。如上所述，每一個基站22都通過陸線26跟無線電網(wǎng)絡控制器(RNC)30連接，陸線26終止于基站22的交換終端(ET，Exchange Terminal)77。另外，每一個基站(BS)22都有一個或者多個收發(fā)信機板78跟它的ATM交換機核心72連接。為了簡單起見，圖中畫出的每一個基站221～22n都只有一個收發(fā)信機板78，但很可能每一個基站(BS)22都有一個以上的收發(fā)信機板78。每一個收發(fā)信機板78都跟一付適當?shù)奶炀€80連接。這樣，在圖1里，基站221～22n跟移動臺(MS)24的連接包括移動臺(MS)24和天線801～80n之間的空中鏈路821～82n。
圖1所示的網(wǎng)絡20是一個碼分多址(CDMA)網(wǎng)絡，它采用了分集或者軟切換。在這一點上，在移動臺(MS)24到無線電網(wǎng)絡控制器(RNC)30的上行鏈路里，具有相同用戶數(shù)據(jù)的幀被所有基站221～22n收到，通過它們建立起移動連接，雖然在對應的空中鏈路821～82n上使用了不同的碼信道。每一個基站(BS)22收到的幀都被給予一個特定的質量等級和系統(tǒng)幀計數(shù)值。系統(tǒng)幀計數(shù)值由基站(BS)22的從屬計時單元(STU)70分配。幀和它的質量等級以及系統(tǒng)幀計數(shù)值都封裝在一個ATM信元里。承載幀的ATM信元通過基站22的交換終端77和鏈路26傳遞給無線電網(wǎng)絡控制器(RNC)30。
在無線電網(wǎng)絡控制器(RNC)30里，承載ATM幀的信元被相應的交換終端(ET)67收到，通過ATM交換機核心62傳遞給分集越區(qū)切換單元(DHO)64。在分集越區(qū)切換單元(DHO)64里，來自基站221～22n包括相同用戶數(shù)據(jù)的幀被合并，或者從中選擇一個，這樣質量最好的幀被最終(通過ATM交換機核心62)傳遞給移動交換中心(MSC)40。移動交換中心(MSC)40有不同的服務適配裝置，例如，用于聲音的編碼器-譯碼器或者用于分組數(shù)據(jù)和電路數(shù)據(jù)的其它適配裝置。
如上所述，在無線電網(wǎng)絡控制器(RNC)30里，如果來自不同基站(BS)22的幀具有相同的系統(tǒng)幀計數(shù)器值，就認為它們傳遞的是相同的用戶數(shù)據(jù)。因此，相對于無線電網(wǎng)絡控制器(RNC)30使不同基站221～22n的從屬計時單元(STU)實現(xiàn)同步，從而使它們對于相同的用戶數(shù)據(jù)幀具有相同的系統(tǒng)幀計數(shù)器值是非常重要的。
本發(fā)明的目的是使例如無線電網(wǎng)絡控制器(RNC)30的主計時單元(MTU)60跟基站(BS)22的從屬計時單元(STU)70實現(xiàn)同步。另外，其它從屬計時單元，例如無線電網(wǎng)絡控制器(RNC)30里的從屬計時單元，也要實現(xiàn)同步。此外，本發(fā)明還涵括了其它情形，例如橫向體系結構這種情形，其中一個無線電網(wǎng)絡控制器(RNC)的計時單元被指定為主計時單元，而另一個無線電網(wǎng)絡控制器(RNC)里的計時單元被指定為從屬計時單元。
在無線電網(wǎng)絡控制器(RNC)30到基站(BS)22的下行鏈路里，移動交換中心(MSC)40收到的用戶數(shù)據(jù)幀通過無線電網(wǎng)絡控制器(RNC)30的ATM交換機核心62傳遞給分集切換單元(DHO)64。在分集切換單元(DHO)64里，幀分路器為參與移動臺(MS)24的移動連接的每一個基站221～22n提供幀的一個拷貝。下行鏈路上所有的幀拷貝都擁有同樣的系統(tǒng)幀計數(shù)器值。在下行鏈路上，系統(tǒng)幀計數(shù)器值是由從屬計時單元(STU)90給出的，它駐留在無線電網(wǎng)絡控制器(RNC)30的分集切換單元(DHO)64里。
分集切換單元(DHO)64的幀分路器產(chǎn)生的幀的拷貝通過交換機核心62傳遞給對應的擴展終端(ET)67，通過適當?shù)逆溌?6發(fā)往目的地基站(BS)22。在基站(BS)22里，擴展終端77收到幀的拷貝，通過交換機核心72最終傳遞給收發(fā)信機板78，通過空中接口發(fā)送出去。但是，將幀拷貝提供給空中接口的時刻依賴于，跟基站(BS)22的從屬計時單元70里當前系統(tǒng)幀計數(shù)器值有關的，系統(tǒng)幀計數(shù)器值。
由此可見，在下行鏈路上，基站221～22n相對于主計時單元(MTU)60實現(xiàn)同步也是非常重要的。此外，由于下行鏈路上幀拷貝里的系統(tǒng)幀計數(shù)器值是由分集切換單元(DHO)64的從屬計時單元(STU)90提供的，所以，從屬計時單元(STU)90相對于主計時單元(MTU)60實現(xiàn)同步也是非常重要的。
分集和軟切換的其它細節(jié)可以從例如序列號為08/979866的美國專利申請上找到，它于1997年11月26日提交，標題為“CDMA移動通信的多級分集處理”，還可以從序列號為08/980013的美國專利申請上找到，它于1997年11月26日提交，標題為“CDMA移動通信的分集處理”，這里將這兩個專利申請引入作為參考。
因為從屬計時單元(STU)跟主計時單元(MTU)60的同步也重要，那么現(xiàn)在就開始詳細討論這些計時單元。關于這一點，圖2畫出了與節(jié)點的交換機核心和擴展單元(ET)有關的計時單元板(TUB)。計時單元板(TUB)可以是無線電網(wǎng)絡控制器(RNC)30的主計時單元(MTU)60的，也可以是基站(BS)22里從屬計時單元(STU)70的。
圖2里的計時單元板(TUB)里有一個系統(tǒng)幀計數(shù)器(SFC)100。在這一實施方案里，系統(tǒng)幀計數(shù)器(SFC)100是用硬件實現(xiàn)的，盡管它至少可以部分地用板處理器(BP)102，例如微處理器，來實現(xiàn)。板處理器(BP)102通過一組110雙向FIFO硬件電路(例如緩沖器)跟交換機核心ASCM的交換機端口接口模塊(SPIM)120連接。FIFO緩沖器組110中的一個，具體而言是FIFO緩沖器110 SFC，是一個硬件電路，它支持處理器(BP)102的SFCP消息處理，而且專用于處理計時單元板(TUB)和網(wǎng)絡20其它計時單元之間的同步消息(下文將討論。交換機端口接口模塊(SPIM)120則跟交換機核心ASCM的合適的交換機核心端口相連。
這樣，計時單元板(TUB)中與系統(tǒng)幀計數(shù)器有關的部分130不僅包括系統(tǒng)幀計數(shù)器(SFC)100，還包括板處理器(BP)102、專用FIFO緩沖器110 SFC和預定標器132的一些部分。圖2A更詳細地畫出了系統(tǒng)幀計數(shù)器(SFC)100和預定標器132。其中，系統(tǒng)幀計數(shù)器(SFC)100有一個幀小數(shù)計數(shù)器和一個幀計數(shù)器(FRC)138。
系統(tǒng)幀計數(shù)器(SFC)100是網(wǎng)絡20采用的跟空中接口有關的幀計數(shù)器。在這一實施方案里，空中幀的長度為10毫秒。在CDMA環(huán)境下，系統(tǒng)幀計數(shù)器(SFC)100的分辨率達到了一個碼片。在這一實施方案里，系統(tǒng)幀計數(shù)器(SFC)100有41比特長。在這41比特中，有16比特是由幀小數(shù)計數(shù)器(FFC)136提供的，25比特是由幀計數(shù)器(FRC)138提供的。
在這一實施方案里，幀小數(shù)計數(shù)器(FFC)136對幀的小數(shù)分辨率進行計數(shù)，其增量步長達到一個10毫秒幀。幀計數(shù)器(FRC)138從0到255對跟空中接口有關的幀進行計數(shù)(代表10毫秒幀，模為256)。因此幀小數(shù)分辨率跟幀小數(shù)計數(shù)器(FRC)136的分辨率一樣。如果系統(tǒng)幀計數(shù)器(SFC)100的分辨率是4.096 Mcps(兆碼片每秒)范圍里的一個碼片，那么幀小數(shù)計數(shù)器(FFC)136就從0到40959進行計數(shù)。
在這一實施方案里，幀計數(shù)器(FRC)138對10毫秒的幀計數(shù)。如上所述，在這一實施方案里，幀計數(shù)器(FRC)138的長度為225，也就是說幀計數(shù)器(FRC)138是一個25個二進制位的計數(shù)器，或者說是一個33554432計數(shù)器。幀計數(shù)器(FRC)138對10毫秒的幀計數(shù)，從0數(shù)到33554432(相當于93小時12分24.32秒)。
預定標器132用于獲得所需要的系統(tǒng)幀計數(shù)器(SFC)100的分辨率。有更高分辨率的過采樣時鐘可以用作系統(tǒng)幀計數(shù)器(SFC)100的時鐘源。預定標器132是過采樣時鐘跟所需要的系統(tǒng)幀計數(shù)器(SFC)100分辨率之間的差。例如，在所說明的實施方案里(見圖2A)，時鐘源的頻率為32.768MHz，預定標器132用一個比例因子8將它調整到所需要的時鐘頻率4.096MHz，輸入系統(tǒng)幀計數(shù)器(SFC)100。
雖然本發(fā)明中圖2和圖2A的結構對于包括主計時單元(MTU)60和從屬計時單元(STU)70的所有計時單元板(TUB)來說都是相同的，但是為了清楚起見，在圖1中將主計時單元(MTU)60標為系統(tǒng)幀計數(shù)器(SFC)100M，而將從屬計時單元(STU)70的SFC標為系統(tǒng)幀計數(shù)器(SFC)100S。
應當明白，空中接口里的幀長度為10毫秒，分辨率為一個碼片，系統(tǒng)幀計數(shù)器(SFC)100有41比特長的這一個實例僅僅是說明性的。取其它值的其它系統(tǒng)仍然屬于本發(fā)明的范圍，例如具有20毫秒幀長度、4個碼片和26比特的系統(tǒng)幀計數(shù)器(SFC)。
如前所述，可以在不是專用計時單元板(TUB)的板上提供從屬計時單元(STU)。前面提到過的一個實例是無線電網(wǎng)絡控制器(RNC)30的分集切換單元(DHO)64的從屬計時單元(STU)90。
圖3說明了系統(tǒng)幀計數(shù)器(SFC)100’在板(AMB)上的位置，這塊板不是一塊專用計時單元板(TUB)。尤其是系統(tǒng)幀計數(shù)器(SFC)100’包括在板AMB上的一個數(shù)字信號處理器102’上。數(shù)字信號處理器102’通過一對112’單向FIFO緩沖器跟交換機端口接口模塊120’連接。如圖2所示，交換機端口接口模塊120’跟交換機核心ASCM的端口中合適的一個相連。
如圖3所示，除了DSP 102’，板AMB上可能還有許多數(shù)字信號處理器，例如數(shù)字信號處理器102A’。此外，這些其它的數(shù)字信號處理器可能有它們自己的從屬計時單元，見系統(tǒng)幀計數(shù)器(SFC)100A’。板AMB上的數(shù)字信號處理器102’、102A’等等可以用包括中斷驅動通信的任意一個裝置連接起來，利用它可以廣播本發(fā)明的同步消息。例如，可以提供多個DSP 102A’，將DSP 102’用作路由器DSP，在SPIM 120’和這多個DSP 102A’之間傳遞數(shù)據(jù)包。
在圖3A里更加詳細地說明了圖3所示板AMB這樣的多功能板類型的系統(tǒng)幀計數(shù)器(SFC)100’。就象圖2A所示的系統(tǒng)幀計數(shù)器(SFC)100這種情況一樣，圖3A的系統(tǒng)幀計數(shù)器(SFC)100’包括一個幀小數(shù)計數(shù)器(FFC)和一個幀計數(shù)器(FRC)，它們跟預定標器一起工作?？紤]到這些部件跟圖2里相似名稱的部件尺寸不同但功能相似，將圖3A里的預定標器標為預定標器132’，圖3A里的幀小數(shù)計數(shù)器(FFC)標為幀小數(shù)計數(shù)器(FFC)136’，圖3A里的幀計數(shù)器(FRC)標為幀計數(shù)器(FRC)138’。
圖3A里的系統(tǒng)幀計數(shù)器(SFC)100’由一個8kHz的時鐘提供時鐘信號，它是由預定標器132’從板AMB上的19.44MHz時鐘源調整而來的。這樣，預定標器132’用2430對19.44MHz時鐘信號分頻。幀小數(shù)計數(shù)器(FFC)136’是一個7位計數(shù)器，從0數(shù)到79。跟圖2A中一樣，幀計數(shù)器(FRC)138是一個25位的計數(shù)器，可以對一預定數(shù)目的幀計數(shù)(例如226幀)，每一幀10毫秒長。
概括起來說，圖2和圖2A從一個方面說明了計時單元板(TUB)上的系統(tǒng)幀計數(shù)器(SFC)100，圖3和圖3A從另一個方面說明了多功能板(AMB)上的系統(tǒng)幀計數(shù)器(SFC)100’，圖4則說明了一般性的系統(tǒng)幀計數(shù)器(SFC)，它包括一個幀小數(shù)計數(shù)器(FFC)和一個幀計數(shù)器(FRC)。如上所述，系統(tǒng)幀計數(shù)器(SFC)跟一個預定標器一起工作。
圖2和圖3里的電路布局，其中的SFC部分設置成保持接收和發(fā)射序列的連續(xù)性，最好使某些參數(shù)之間的處理時間(以后叫做t2和t3)為0。這會簡化板處理器102上的軟件。
圖5描述了本發(fā)明里主計時單元(MTU)60執(zhí)行的基本初始步驟。特別是，在步驟5-1里，主計時單元(MTU)60執(zhí)行最初的開始操作。這些最初的開始操作包括獲取業(yè)務接入點(SAP)清單，每一個業(yè)務接入點都指向主計時單元(MTU)60控制的一個從屬計時單元。這一個SAP清單在主計時單元(MTU)60和主計時單元(MTU)60控制的每一個STU之間提供對應的ATM永久性虛電路(PVC)。
對于某些從屬計時單元(STU)，可能必須事先設置系統(tǒng)幀計數(shù)器(SFC)里的值。為此在步驟5-2里，主計時單元(MTU)60發(fā)送一則SET_SFC命令消息給這種預先設置是必不可少的那些從屬計時單元(STU)。
SET_SFC命令消息是主計時單元(MTU)60和主計時單元(MTU)60控制的各種從屬計時單元(STU)之間傳遞的一種類型的同步消息的一個實例。主計時單元(MTU)60和它的從屬計時單元(STU)之間同步消息的一般格式在圖10里畫了出來。如圖10所示，本發(fā)明里的同步消息包括一個有效負荷類型的字段10-T和有效負荷10-P。在基于ATM說明的那一個實施方案里，本發(fā)明的同步消息全都用ATM信元封裝起來。例如，同步消息可以用準同步數(shù)字體系(PDH)鏈路上的ATMAAL5協(xié)議封裝起來。ATM信元的信頭(尤其是VPI/VCI)用于確定該信元要發(fā)往什么地方，例如發(fā)給哪一個從屬計時單元(STU)。傳遞同步消息的特定虛連接可以跟為用戶數(shù)據(jù)和信令傳遞業(yè)務質量信息的虛連接一樣，或者跟另一種普通的虛連接一樣，在這兩種情況下都認為在兩種傳輸方向上，延遲和延遲的變化都是相同的。
有效負荷類型的字段10-T表明該消息是否需要以下操作之一(1)SFC設置值操作(例如SET_SFC命令消息或者SET_SFC響應消息)；(2)SFC分析操作(或者是一則ANALYZE-SFCANALYZE_SFC響應消息)；或者(3)SFC調整操作(或者是一則ADJUST_SFC命令消息，或者是一則ADJUST_SFC響應消息)。
圖10B說明了跟步驟5-2一起介紹過的SET_SFC命令消息的有效負荷格式。SET_SFC命令消息的有效負荷包括一個字段10B-C/R，它說明該消息是一個命令還是響應(對于SET_SFC命令消息它會有一個值說明它是一個命令而不是一個響應)。SET_SFC命令消息的有效負荷還包括序列號字段10B-S的一個用戶；有效負荷長度指示字段10B-L；SFC設置值字段10B-V；和有效負荷CRC字段(字段10B-CRC)。是SFC設置值字段10B-V包括了這一個值，要為圖5-2所示的SFC設置值操作將這個值載入被尋址從屬計時單元(STU)的系統(tǒng)幀計數(shù)器(SFC)。
下面將參考圖6和圖7討論本發(fā)明采用的其它同步消息的格式。
本發(fā)明的同步過程既可以由從屬計時單元(STU)也可以由主計時單元(MTU)60來發(fā)起。不管是哪一個計時單元發(fā)起本發(fā)明的同步過程，都叫做“發(fā)起方計時單元(ITU)”，另一個計時單元則叫做“響應方計時單元(RTU)”。在本發(fā)明的第一種模式里，主計時單元(MTU)60被用作發(fā)起方計時單元(ITU)。
圖5中的方框5-3說明的是在本發(fā)明的同步例程中主計時單元(MTU)60完成的總的步驟或者操作。在某種意義上，圖5中步驟5-3的同步例程的步驟或者操作可以看作是由主計時單元(MTU)60控制的每一個從屬計時單元(STU)單獨執(zhí)行的。下面將說明，如果主計時單元(MTU)60是發(fā)起方計時單元(ITU)，象圖6A、6B和6C所示那樣的步驟被作為圖5中步驟5-3的一部分執(zhí)行。另一方面，當主計時單元(MTU)60是一個響應方計時單元(RTU)時，步驟5-3就按照圖8所示的操作來理解。
圖6A、6B和6C說明了本發(fā)明的同步操作第一種模式里執(zhí)行的總步驟或者操作。在這第一種模式里，應當還記得，發(fā)起方計時單元(ITU)是主計時單元(MTU)60。當主計時單元(MTU)60是發(fā)起方計時單元(ITU)時，圖6A、6B和6C的步驟給出了每一個從屬計時單元(STU)執(zhí)行的步驟5-3。圖8說明了發(fā)起方計時單元(ITU)尋址的響應方計時單元(RTU)進行的相應操作。
圖7也屬于本發(fā)明的第一種模式，它示例性地說明主計時單元(MTU)60和從屬計時單元(STU)之間同步消息的交換。再一次參考圖10和圖10A-C中的同步消息格式。
開始以后(見圖6A的步驟6-0)，當要求這樣做的時候，主計時單元(MTU)60發(fā)送一則ANALYZE_SFC命令消息給從屬計時單元(STU)[步驟-1]。發(fā)送ANALYZE_SFC命令消息的請求可以是周期性的，也可以是不定期的，隨要求而定，可以作為操作員建立系統(tǒng)參數(shù)，說明什么時候多么頻繁地發(fā)出分析命令，的結果發(fā)生。
圖10A說明了ANALYZE_SFC命令消息的有效負荷格式。就象前面參考圖10B討論SET_SFC命令消息一樣，ANALYZE_SFC命令消息的有效負荷包括一個字段10A-C/R，說明該消息是一個命令還是一個響應；一個用戶或者序列號字段10A-S；一個有效負荷長度指示字段10A-L；和一個有效負荷CRC字段(字段10A-CRC)。另外，ANALYZE_SFC命令消息包括多個字段10A-t1、10A-t2、10A-t3，用于儲存與同步有關的特定的參數(shù)t1、t2、t3，例如主計時單元(MTU)60或者被尋址從屬計時單元(STU)的系統(tǒng)幀計數(shù)器(SFC)與時間有關的值。下文將說明，這些與同步有關的參數(shù)t1、t2、t3主要用作ANALYZE_SFC命令消息和ANALYZE_SFC響應消息攜帶的時間標記。
當主計時單元(MTU)60被請求發(fā)送一則ANALYZE_SFC命令消息給被尋址的從屬計時單元(STU)時，主計時單元(MTU)60在ANALYZE_SFC命令消息的字段10A-t1里插入將ANALYZE_SFC命令消息發(fā)送給被尋址從屬計時單元(STU)那一時刻的系統(tǒng)幀計數(shù)器(SFC)100的值。插入的這一個主計時單元(MTU)60系統(tǒng)幀計數(shù)器(SFC)100值用t1表示。
圖7，其中假設發(fā)起方計時單元(ITU)是主計時單元(MTU)60，將無線電網(wǎng)絡控制器(RNC)30的主計時單元(MTU)60發(fā)送給被尋址從屬計時單元(STU)的ANALYZE_SFC命令消息所采取的步驟說明成操作7-1。在圖7的說明中，被尋址從屬計時單元(STU)駐留在基站221～22n之一。操作7-1，對應于圖6中的步驟6-1，說明的是擁有時間標記值t1的ANALYZE_SFC命令消息。
當從屬計時單元(STU)收到同步消息時，立即確定它的接收時刻，見狀態(tài)8-0(因為，對于ANALYZE_SFC命令消息，需要將接收時刻用作時間標記t2)。在響應方計時單元(RTU)是一個從屬計時單元(STU)的情況下，接收時刻的確定是用FIFO緩沖器110 SFC完成的，如上所述，后者支持處理器(BP)102的SFCP消息處理。接收時刻是在收到命令消息時響應方計時單元(RTU)參考它自己的系統(tǒng)幀計數(shù)器(SFC)100的當前值確定的。
如同狀態(tài)8-1所示，響應方計時單元(RTU)的處理器分析同步消息或者將它譯碼以確定其類型。換言之，響應方計時單元(RTU)檢查有效負荷類型的字段10-T(見圖10)，以確定同步消息是一則SET_SFC命令消息，一則ANALYZE_SFC命令消息，還是一則ADJUST_SFC命令消息。
在收到ANALYZE_SFC命令消息的情況下，響應方計時單元(RTU)進入狀態(tài)8-2，完成步驟8-2A8～2D說明的一系列操作。在步驟8-2A里，將狀態(tài)8-0確定的命令消息的接收時刻用作時間標記t2。步驟8-2B說明響應方計時單元(RTU)的處理器準備一則ANALYZE_SFC響應消息，此時，它包括例如時間標記t2。在立即就要發(fā)出響應消息的步驟8-2C里，響應方計時單元(RTU)確定它自己的系統(tǒng)幀計數(shù)器(SFC)100S的當前值，也就是在響應方計時單元(RTU)將一則ANALYZE_SFC響應消息發(fā)送給發(fā)起方計時單元(ITU)的時刻。在響應方計時單元(RTU)發(fā)送ANALYZE_SFC響應消息的時刻，響應方計時單元(RTU)的系統(tǒng)幀計數(shù)器(SFC)100S的植被表示為t3。然后，如同圖8里的步驟8-2D所示，時間標記t3被包括在發(fā)送給發(fā)起方計時單元(ITU)的ANALYZE_SFC響應消息里。在圖8利用狀態(tài)8-3說明從響應方計時單元(RTU)向發(fā)起方計時單元(ITU)發(fā)送消息。
當處理時間不能忽略的時候要利用參數(shù)t3。在發(fā)送響應消息以前將參數(shù)t3添加到ANALYZE_SFC響應消息里要盡可能晚。換句話說，發(fā)送響應消息所進行的最后的事務處理所花費的時間就是t3值。
圖7的事件7-2說明的是從從屬計時單元(STU)向主計時單元(MTU)60發(fā)送ANALYZE_SFC響應消息。如圖7所示，作為事件7-2返回的ANALYZE_SFC響應消息包括三個時間標記t1、t2和t3。這三個時間標記值t1、t2和t3分別儲存在ANALYZE_SFC響應消息有效負荷的10A-t1、10A-t2和10A-t3字段里。
圖6里的步驟6-2說明的是確定被尋址從屬計時單元(STU)是不是在一個預定的超時窗口內(nèi)做出響應的。也就是，如果在預定超時窗口內(nèi)沒有收到ANALYZE_SFC響應消息，那么，在步驟6-3里，主計時單元(MTU)60在主計時單元(MTU)60維護的一個告警記錄里為被尋址的從屬計時單元(STU)儲存一個“無應答”標記。然后在步驟6-4里，主計時單元(MTU)60發(fā)出一個適當?shù)耐ㄖ?br> 假設主計時單元(MTU)60準時地從被尋址的從屬計時單元(STU)收到了ANALYZE_SFC響應消息，主計時單元(MTU)60在收到ANALYZE_SFC響應消息的時刻記下它自己的系統(tǒng)幀計數(shù)器(SFC)100的值。收到ANALYZE_SFC響應消息時主計時單元(MTU)60的系統(tǒng)幀計數(shù)器(SFC)100的值被記為t4。雖然ANALYZE_SFC響應消息里沒有包括t4的值，但是圖7說明無線電網(wǎng)絡控制器(RNC)30的主計時單元(MTU)60在收到ANALYZE_SFC響應消息的時刻擁有這一信息，以及t1～t3值。然后在步驟6-6里，主計時單元(MTU)60為被尋址從屬計時單元(STU)將t1～t4中的每一個值存入叫做分析記錄的另一個記錄里。
在步驟6-7里，主計時單元(MTU)60利用ANALYZE_SFC響應消息里包含的值來確定相對于主計時單元(MTU)60里系統(tǒng)幀計數(shù)器(SFC)，從屬計時單元(STU)里的系統(tǒng)幀計數(shù)器(SVC)的值是否在規(guī)定的范圍內(nèi)。規(guī)定的范圍取決于主計時單元(MTU)60和從屬計時單元(STU)所屬節(jié)點的實質。當發(fā)起方計時單元(ITU)60是無線電網(wǎng)絡控制器(RNC)里的一個主計時單元(MTU)60，而且響應方計時單元(RTU)是基站里的從屬計時單元(STU)時，規(guī)定的范圍可以從例如正負2毫秒到正負5毫秒。另一方面，如果發(fā)起方計時單元(ITU)和響應方計時單元(RTU)屬于不同的無線電網(wǎng)絡控制器(RNC)時，分辨率和規(guī)定的范圍會更加苛刻。
為了簡化討論，首先假定從屬計時單元(STU)的系統(tǒng)幀計數(shù)器(SFC)相對于主計時單元(MTU)60的系統(tǒng)幀計數(shù)器(SFC)的值在規(guī)定的范圍內(nèi)。此時，在步驟6-8里，主計時單元(MTU)60將為被尋址從屬計時單元(STU)雛護的WITHIN_RANGE標志置零。然后在步驟6-9里，主計時單元(MTU)60確定是不是到了發(fā)送ADJUST_SFC命令消息給被尋址從屬計時單元(STU)的時刻。
在本發(fā)明的一個實施方案里，為了提高精度，發(fā)起方計時單元(ITU)發(fā)送多個ANALYZE_SFC命令消息，作為響應，發(fā)起方計時單元(ITU)收到對應的多個ANALYZE_SFC響應消息，每一則ANALYZE_SFC響應消息都在它的t1～t3值上加上相應的值t4。在這一實施方案里，發(fā)起方計時單元(ITU)試圖獲得許多ANALYZE_SFC響應消息，以便過濾響應消息，并從過濾后的響應消息中選擇具有平均或者中值t1～t3、有代表性的ANALYZE_SFC響應消息。
對于上述過濾和平均的實施方案，執(zhí)行過濾和平均步驟6-10。因為過濾和平均步驟6-10是可選項，或者可以應用于本發(fā)明的一個實施方案，所以在圖6B里用虛線表示步驟6-10。在步驟6-9里認定已經(jīng)發(fā)送了足夠的ANALYZE_SFC消息并收到了足夠的ANALYZE_SFC響應消息以后，再執(zhí)行步驟6-10。
步驟6-9可能需要例如收到100個ANALYZE_SFC響應消息，此時，在步驟6-10里，過濾可以這樣進行，從中選擇10個具有最佳(最小)往返延遲時間的ANALYZE_SFC響應消息。在這10個過濾過的擁有最佳(最小)往返延遲的ANALYZE_SFC響應消息中，可以將擁有中值或者平均值t1～t3的選擇出來供步驟6-11里計算時使用。
顯然，前面參考圖6和圖7采用了過濾和平均的實施方案僅僅是發(fā)起方計時單元(ITU)確定何時發(fā)送ADJUST_SFC命令的一個實例。其它的實施方案屬于本發(fā)明的范圍。其它實例有(1)為每一個收到的ANALYZE_SFC響應消息發(fā)送一個ADJUST_SFC命令；(2)使用最短的半數(shù)序列；(3)采集最短的(t2-t1)+(t4-t3)作為一組；(4)分別采集在兩個單向測量結果之間沒有相關性的最短的(t2-t1)+(t4-t3)；(5)采集在某一段時間里(例如一個小時；24小時；一周等等)收到的最短的(例如沒有上述變化)測量結果；(6)使它能夠用“舊的”最短測量結果重置這一記錄。
不管是用哪種方式，如果在步驟6-9里認定(見圖6B)還不是發(fā)送另一則ADJUST_SFC命令消息的時候，那么程序就回到步驟6-1(見圖6A)，主計時單元(MTU)60等待信號，說明發(fā)送另一則ANALYZE_SFC命令消息給被尋址的從屬計時單元(STU)的時間已到。
當主計時單元(MTU)60發(fā)送一則ADJUST_SFC命令消息給被尋址從屬計時單元(STU)的時候到了時，在步驟6-11里確定一個調整值，叫做SFC調整。主計時單元(MTU)60按照以下公式計算作為偏移值的調整值SFC調整SFC調整=t2預測-t2公式1其中t2預測=((t1+t4)/2)-((t3-t2)/2)公式2這樣值t2預測是在ANALYZE_SFC命令消息的上行鏈路延遲(UL)和下行鏈路延遲(DL)都相同的前提下獲得的。但是，如果t2應當不同于t2預測，那么從屬計時單元(STU)就需要調整值SFC調整。
在采用過濾和平均方式的實施方案里，公式1和公式2所用的值是步驟6-10里確定的值，跟所采用的過濾和平均實例一致，而不管它是什么實例。
在本發(fā)明中主計時單元(MTU)60是發(fā)起方計時單元(ITU)的第一種模式里，在步驟6-12中，在一則ADJUST_SFC命令消息里將調整偏移值SFC調整從主計時單元(MTU)60發(fā)送給被尋址的從屬計時單元(STU)。圖10C畫出了ADJUST_SFC命令消息的有效負荷的格式。跟以前討論過的消息一樣，ADJUST_SFC命令消息的有效負荷包括一個字段10C-C/R，它表明該消息是命令還是響應；用戶或者序列號字段10C-S；有效負荷長度指示字段10C-L；和一個有效負荷CRC字段(字段10C-CRC)。另外，ADJUST_SFC命令消息的有效負荷包括一個字段10C-0V，其中儲存了調整偏移值SFC調整。調整偏移值SFC調整的值最好是正負一秒，分辨率為125微秒。
圖7里的事件7-3說明了要從無線電網(wǎng)絡控制器(RNC)30發(fā)往基站(BS)22的被尋址從屬計時單元(STU)的ADJUST_SFC命令消息。被尋址的從屬計時單元(STU)對該消息的譯碼完成以后，見狀態(tài)8-1，從屬計時單元(STU)進入一種狀態(tài)8-4，執(zhí)行圖8里的步驟/操作8-4A～8-4C。在步驟8-4A里，被尋址的從屬計時單元(STU)對調整偏移值SFC調整譯碼。然后在步驟8-4B里，被尋址的從屬計時單元(STU)按照以下方式更新它的SFC計數(shù)器的值SFC=SFC+SFC調整公式3更新完系統(tǒng)幀計數(shù)器(SFC)的值以后，被尋址的從屬計時單元(STU)產(chǎn)生一則確認/響應消息(步驟8-4C)，發(fā)送給主計時單元(MTU)60，作為ADJUST_SFC響應消息，如圖8中狀態(tài)8-3所示。圖7的事件7-4說明的是從被尋址的從屬計時單元(STU)發(fā)送一則ADJUST_SFC響應消息給主計時單元(MTU)60。
如果在步驟6-7(見圖6A)里認定被尋址的從屬計時單元(STU)的系統(tǒng)幀計數(shù)器(SFC)相對于主計時單元(MTU)60的系統(tǒng)幀計數(shù)器(SFC)不在規(guī)定的范圍內(nèi)，那么，在步驟6-20里(見圖6C)，主計時單元(MTU)60為被尋址的從屬計時單元(STU)將WITHIN_RANGE變量加1。然后在步驟6-21里，主計時單元(MTU)60判斷WITHIN_RANGE的值是否等于2。如果WITHIN_RANGE的值還沒達到2，而是1，就再提供一次機會調整被尋址從屬計時單元(STU)的系統(tǒng)幀計數(shù)器(SFC)。為此，如果WITHIN_RANGE變量的值是1，就執(zhí)行步驟6-22～6-25。
當WITHIN_RANGE的值是1的時候，在步驟6-22(見圖6C)里，主計時單元(MTU)60發(fā)送一系列的ANALYZE_SFC命令消息給被尋址的從屬計時單元(STU)。前面已經(jīng)討論了ANALYZE_SFC命令消息的格式，例如，參考了步驟6-1和圖10A，以及相應的ANALYZE_SFC響應消息(見圖8里的狀態(tài)8-2)。針對每一對ANALYZE_SFC命令消息和ANALYZE_SFC響應消息，主計時單元(MTU)60計算往返延遲(RTD)值。從圖9可見，每一個往返延遲(RTD)值都用從ANALYZE_SFC命令和ANALYZE_SFC響應消息對中獲得的各種時間標記，特別是t1和t4，來表示。圖9說明了時間標記t1和t2之間的下行鏈路延遲DL，以及t3和t4之間的上行鏈路延遲UL。在圖9中，從屬計時單元(STU)的處理時間被認為是可以忽略的。考慮到成對的ANALYZE_SFC命令和ANALYZE_SFC響應消息構成的序列，在步驟6-23里，主計時單元(MTU)60計算出往返延遲(RTD)的一個平均值。
確定往返延遲(RTD))的平均值能夠幫助主計時單元(MTU)60在步驟6-24里確定一個合適的SFC設置值，發(fā)送給被尋址的從屬計時單元(STU)，儲存在被尋址從屬計時單元(STU)的系統(tǒng)幀計數(shù)器(SFC)里。如果往返延遲(RTD)的平均值跟SFC長度比起來相對較短(這不是正常情形)，那么SET_SFC命令里要使用的SFC設置值可以是主計時單元(MTU)60的SFC值。如果往返延遲(RTD)的平均值相對不是較短，確定適當?shù)腟FC設置值的一種方法是將主計時單元(MTU)60的SFC值增加往返延遲(RTD)平均值的一半，并在SET_SFC命令中使用這樣一個調整過的SFC值。
步驟6-25(見圖6C)說明的是將包括了SFC設置值的SET_SFC命令消息從主計時單元(MTU)60實際發(fā)往被尋址的從屬計時單元(STU)的系統(tǒng)幀計數(shù)器(SFC)100。如圖10B所示，SFC設置值包含在SET_SFC命令消息有效負荷的10B-V字段里。被從屬計時單元(STU)收到時，SET_SFC命令消息被譯碼(見圖8的狀態(tài)8-1)。如果認定收到的消息是一則SET_SFC命令消息，就進入從屬計時單元(STU)的狀態(tài)8-5，以符合SET_SFC命令消息。狀態(tài)8-5包括步驟8-5A，將SET_SFC命令消息的字段10B-V中收到的SFC設置值載入被尋址從屬計時單元(STU)的系統(tǒng)幀計數(shù)器(SFC)。這可以這樣來完成在載入允許引腳和系統(tǒng)幀計數(shù)器(SFC)的預置計數(shù)引腳上分別施加載入允許信號和SFC設置值。然后在步驟8-5B里，產(chǎn)生SET_SFC響應消息。在狀態(tài)8-3里，從被尋址的從屬計時單元(STU)向主計時單元(MTU)60發(fā)送SET_SFC響應消息。
如果在完成了步驟6-22-6-25以后，WITHIN_RANGE變量值要再一次變大(在步驟6-20)而不是必須清零(這會在步驟6-8里發(fā)生)，那么步驟6-21(對于WITHIN_RANGE變量值等于2)的檢驗結果就是肯定的。當WITHIN_RANGE變量值達到2的時候，在步驟6-30里，主計時單元(MTU)60就相對于被尋址的從屬計時單元(STU)將“正在響應但有故障”的信號存入它的告警記錄里。然后在步驟6-31里，主計時單元(MTU)60相對于被尋址的從屬計時單元(STU)發(fā)出故障通知。
已經(jīng)針對一個“被尋址的”從屬計時單元(STU)介紹了圖6A、6B和6C里的步驟。但顯然圖6A、6B和6C里的步驟是主計時單元(MTU)60控制的每一個從屬計時單元(STU)分別完成的。如上所述，每一個從屬計時單元(STU)完成圖6A、6B和6C里的步驟可以采用許多方式，例如用一種多任務方式，每一個從屬計時單元(STU)一個任務，或者用一種包括了所有從屬計時單元(STU)的循環(huán)方式[讓不同從屬計時單元(STU)的參數(shù)和變量各不相同]。
前面關于圖6A、6B和6C和圖7的討論針對的是本發(fā)明的第一種模式，其中的主計時單元(MTU)60用作發(fā)起方計時單元(ITU)，從屬計時單元(STU)用作響應方計時單元(RTU)。在第二個實施方案里情形基本上反轉了過來，將參考圖11A、11B、11C和圖12來介紹。在這第二個實施方案里，從屬計時單元(STU)用作發(fā)起方計時單元(ITU)，主計時單元(MTU)60用作響應方計時單元(RTU)。
在第二個實施方案里，圖11A、11B和11C里的步驟11-0-11-12分別對應于圖6A、6B和6C里的步驟6-0-6-12。但主計時單元(MTU)60和主計時單元(STU)的角色反了過來，還是見圖12。
因此，在步驟11-1里，從從屬計時單元(STU)將ANALYZE_SFC命令發(fā)送給主計時單元(MTU)60，見圖12里的箭頭12-1。主計時單元(MTU)60在收到ANALYZE_SFC命令時相應的步驟用圖8來說明，特別是其中的狀態(tài)8-2。進入狀態(tài)8-2以后，主計時單元(MTU)60發(fā)送一則ANALYZE_SFC響應消息給從屬計時單元(STU)，見圖12里的箭頭12-2。收到ANALYZE_SFC響應消息時，從屬計時單元(STU)計算t4(見步驟11-5)，然后將所有的t1～t4值存入它的分析記錄(步驟11-6)。
計算同步調整值時(在步驟11-9里確定的[見圖11B])從屬計時單元(STU)可以按照跟步驟6-10相似的方式在步驟11-10里進行過濾和平均。然后，在步驟11-11里利用公式4和公式5計算調整值SFC調整。也就是說，當初始單元是從屬單元的時候，從屬單元按照以下方式通過比較t1和預測的t1值也就是t1預測來確定同步調整值SFC調整SFC調整=t1預測-t1公式4預測的第一個時間標記值t1預測則按照公式5來確定t1預測=((t2+t3)/2)-((t4-t1)/2)公式5這樣，在這第二種模式中，修正值是t1(而不是t2)，因為第二種模式里時間標記t1和t4表示的是從屬單元的時間讀數(shù)(它需要修正)。在步驟11-11里，從屬計時單元(STU)利用調整值SFC調整(作為一個偏移值)來調整它的SFC。
在本發(fā)明的第二種模式里，計算調整值SFC調整時，從屬計時單元(STU)在步驟11-12里發(fā)送一則狀態(tài)同步狀態(tài)消息給主計時單元，見圖12里的箭頭12-3。這樣，從屬計時單元(STU)告訴主計時單元(MTU)STU是不是在范圍內(nèi)，從而使RNC和網(wǎng)絡按照本發(fā)明的第一種模式了解系統(tǒng)的狀態(tài)。
如果在步驟11-7里認定(見圖11A)從屬計時單元(STU)的SFC值相對于60的SFC值不在規(guī)定的范圍內(nèi)，那么，從屬計時單元(STU)就執(zhí)行步驟11-20和11-21，步驟11-22-11-25或者步驟11-30～11-31(見圖11C)，用跟圖6C里的編號相似的方式編號。但是從圖11C里的步驟應當明白，ANALYZE_SFC命令是從從屬計時單元(STU)發(fā)送的，而且STU確定往返延遲的平均值(步驟11-23)和SFC設置值(步驟11-24)。在步驟11-25里，STU利用SET_SFC值來調整SFC值。
這樣，在本發(fā)明的一個實例里，CDMA網(wǎng)絡20將多個基站22跟上層節(jié)點(無線電網(wǎng)絡控制器(RNC)30)同步。網(wǎng)絡20在無線電網(wǎng)絡控制器(RNC)30和基站22之間用ANALYZE_SFC命令消息和ANALYZE_SFC響應消息實現(xiàn)同步。在無線電網(wǎng)絡控制器(RNC)30和響應方計時單元(RTU)之間傳遞的ANALYZE_SFC命令消息包括，在發(fā)起方計時單元(ITU)中SFC(同步幀計數(shù)器)時間基礎上的，ANALYZE_SFC命令消息的發(fā)送時間t1。當響應方計時單元(RTU)收到ANALYZE_SFC命令消息時，響應方計時單元(RTU)返回一則ANALYZE_SFC響應消息。ANALYZE_SFC響應消息包括，相對于響應方計時單元(RTU)的SFC時刻，ANALYZE_SFC命令消息到達響應方計時單元(RTU)的時刻t2，和ANALYZE_SFC響應消息的離開時刻t3(以及時刻t1)。收到ANALYZE_SFC響應消息時，發(fā)起方計時單元(ITU)記錄下SFC計數(shù)器上發(fā)起方計時單元(ITU)收到ANALYZE_SFC響應消息的時刻t4。然后，發(fā)起方計時單元(ITU)利用第一個公式確定時間標記之一的一個預測值(例如時間標記t2，如果MTU是發(fā)起方單元；時間標記t1，如果STU是發(fā)起方單元)；并將預測的時間標記值跟ANALYZE_SFC響應消息里收到的實際時間標記值進行比較。然后通過可選的過濾和平均，發(fā)起方計時單元(ITU)根據(jù)第二個公式為從屬計時單元的SFC確定一個調整值。在本發(fā)明的主計時單元(MTU)60是發(fā)起方計時單元(ITU)的一種模式里，在合適的接合點，主計時單元(MTU)60發(fā)送一則ADJUST_SFC命令消息給從屬計時單元。在本發(fā)明的發(fā)起方計時單元(ITU)是從屬計時單元(STU)的一種模式里，從屬計時單元(STU)利用它確定的調整值更正它的SFC。
本發(fā)明的系統(tǒng)幀計數(shù)器(SFC)有足夠的分辨率(例如125微秒)，來使它發(fā)出的序列基本上能夠在將來得到修正，即使是在將來增添許多的從屬定時單元。
這樣，本發(fā)明提供上層節(jié)點的主計時單元(MTU)和從屬計時單元之間的一種系統(tǒng)幀計數(shù)器(SFC)協(xié)議，叫做SFCP?？紤]到主計時單元(MTU)60相對于基站22的從屬計時單元(STU)70的關系，系統(tǒng)幀計數(shù)器協(xié)議用圖1里標為SFCP的虛線表示。
顯然，圖1里的實施方案用的是單獨一層系統(tǒng)幀計數(shù)器協(xié)議(SFCP)，但是還可以采用其它的層。例如，圖13中的蜂窩通信網(wǎng)200有多個移動交換中心(MSC)401～40m，每一個移動交換中心(MSC)都跟一個或多個無線電網(wǎng)絡控制器(RNC)30相連。每一個無線電網(wǎng)絡控制器(RNC)30都控制多個基站22。
在圖13的網(wǎng)絡200里，移動交換中心401采用了兩層系統(tǒng)幀計數(shù)器協(xié)議(SFCP)。第一層系統(tǒng)幀計數(shù)器協(xié)議(SFCP)位于一個RNC301，1和它控制的基站(例如基站221，1，1～221，1，3)之間。類似地，第一層系統(tǒng)幀計數(shù)器協(xié)議(SFCP)位于RNC 301，2和它控制的基站(例如基站221，2，1～221，2，3)之間。第二層系統(tǒng)幀計數(shù)器協(xié)議(SFCP)存在于兩個RNC節(jié)點(例如RNC 301，1和RNC 301，2)和移動交換中心401之間。這樣，RNC節(jié)點里的主計時單元按照嚴格的等級方式從屬于移動交換中心401中可以相比但更高級的主計時單元。
相對于移動交換中心40m，圖13還說明一種分等級方式，其中移動交換中心40m里的主計時單元控制著基站BS 22m，1，1～22m，1，3的從屬計時單元，以及它控制的RNC里的從屬計時單元(例如RNC 30m，1)。此時，系統(tǒng)幀計數(shù)器協(xié)議(SFCP)接口位于移動交換中心40m和基站22m，1，1～22m，1，3之間。圖13還說明網(wǎng)絡20允許系統(tǒng)幀計數(shù)器協(xié)議(SFCP)跟有兩層嚴格分等級的移動交換中心401，和對應于系統(tǒng)幀計數(shù)器協(xié)議(SFCP)的有一層節(jié)點跳躍分等級的移動交換中心40m組合和混合起來。
應當明白，在其它的實施方案里，ANALYSIS_SFC響應消息不需要包括所有4個時間參數(shù)t1～t4。相反，在其它的實施方案里，獲取時間參數(shù)例如t1～t4的責任可以分配給一個以上的命令或消息。例如，第一個命令可以從響應方計時單元引出一則有時間標記t1和t2的響應消息，而第二條命令則獲得有時間標記t3的一則響應消息。
此外應當明白，往返延遲(RTD)測量不必從響應方計時單元獲得中間的時間標記(例如t2和t3)，如果在確定t2和t3的計時單元里處理時間是可以忽略的。換句話說，往返延遲(RTD)是根據(jù)公式6測量出來的，其中的處理延遲項[(t3-t2)/2]是任選項，不必計算它的值，除非這一項不可忽略。
RTD=[(t4-t1)/2]-[(t3-t2)/2]公式6雖然介紹本發(fā)明時，涉及到了目前認為是最實際的優(yōu)選實施方案，但是應當明白，本發(fā)明并不局限于這里公開的實施方案，相反，它是要囊括后面權利要求范圍內(nèi)的各種修正方案和等價方案。例如，盡管說明的實施方案里的節(jié)點是基于ATM的，但是，幀和同步消息使用非ATM信元發(fā)送的這樣的非ATM系統(tǒng)也是可行的(例如使用了命令和響應的幀中繼或者任何其它技術)。更進一步，本發(fā)明的同步原理并不局限于無線電網(wǎng)絡控制器(RNC)里的主計時單元和基站(BS)節(jié)點里的從屬計時單元，因為其它節(jié)點里的同步也是可以的。
權利要求
1．一種蜂窩通信網(wǎng)，包括位于網(wǎng)絡內(nèi)控制節(jié)點上的一個主計時單元；位于該網(wǎng)絡里控制節(jié)點或者被控制節(jié)點上的一個從屬計時單元；其中主計時單元和從屬計時單元中的一個用作發(fā)起方計時單元，用于發(fā)送包括第一個參數(shù)的一則同步分析命令消息給響應方計時單元，這一響應方計時單元是主計時單元和從屬計時單元中的另一個；其中響應方計時單元響應這一同步分析命令發(fā)送包括第二個參數(shù)的一則同步分析響應消息給發(fā)起方計時單元；其中的發(fā)起方計時單元利用這一同步分析響應消息，為從屬計時單元確定同步調整值。
2．權利要求1的網(wǎng)絡，其中的發(fā)起方計時單元是主計時單元，主計時單元在同步調整命令消息里發(fā)送同步調整值給從屬計時單元。
3．權利要求1的網(wǎng)絡，其中的發(fā)起方計時單元是從屬計時單元，從屬計時單元利用同步調整值使從屬計時單元里的時鐘跟主計時單元里的時鐘實現(xiàn)同步。
4．權利要求1的網(wǎng)絡，其中的同步調整值是一個同步偏移值。
5．權利要求1的網(wǎng)絡，其中的發(fā)起方計時單元通過將同步分析響應消息里包括的第二個參數(shù)跟預測的第二個參數(shù)相比較來確定同步更新值。
6．權利要求5的網(wǎng)絡，其中第一個參數(shù)是跟發(fā)起方計時單元發(fā)送同步分析命令消息的時刻有關的第一個時間標記值t1，第二個參數(shù)是跟響應方計時單元收到同步分析命令消息的時刻有關的第二個時間標記值t2。
7．權利要求6的網(wǎng)絡，其中響應方計時單元發(fā)送給發(fā)起方計時單元的同步分析響應消息包括跟響應方計時單元發(fā)送同步分析響應消息這一時刻有關的第三個時間標記值t3，其中的發(fā)起方計時單元確定第四個時間標記值t4，說明發(fā)起方計時單元接收同步序列響應消息的時刻，其中預測的第二個時間標記值t2預測用下式計算t2預測=((t1+t4)/2)-((t3-t2)/2)。
8．權利要求7的網(wǎng)絡，其中的同步調整值用t2預測-t2計算。
9．權利要求1的網(wǎng)絡，其中的發(fā)起方計時單元通過將同步分析響應消息里包括的第一個參數(shù)跟預測的第一個參數(shù)進行比較來確定同步更新值。
10．權利要求9的網(wǎng)絡，其中第一個參數(shù)是跟發(fā)起方計時單元發(fā)送同步分析命令消息的時刻有關的第一個時間標記值t1，第二個參數(shù)是跟響應方計時單元收到同步分析命令消息的時刻有關的第二個時間標記值t2。
11．權利要求10的網(wǎng)絡，其中響應方計時單元發(fā)送給發(fā)起方計時單元的同步分析響應消息包括，跟響應方計時單元發(fā)送同步分析響應消息這一時刻有關的第三個時間標記值t3，其中的發(fā)起方計時單元確定第四個時間標記值t4，說明發(fā)起方計時單元接收同步序列響應消息的時刻，其中預測的第一個時間標記值t1預測用下式計算t1預測=((t2+t3)/2)-((t4-t1)/2)。
12．權利要求11的網(wǎng)絡，其中的同步調整值用t1預測-t1計算。
13．權利要求1的網(wǎng)絡，其中的發(fā)起方計時單元位于控制基站節(jié)點的一個控制節(jié)點里，響應方計時單元位于基站節(jié)點內(nèi)。
14．權利要求1的網(wǎng)絡，其中的響應方計時單元位于控制基站節(jié)點的一個控制節(jié)點里，發(fā)起方計時單元位于基站節(jié)點內(nèi)。
15．權利要求1的網(wǎng)絡，其中的發(fā)起方計時單元位于控制基站節(jié)點的一個控制節(jié)點里。
16．權利要求1的網(wǎng)絡，其中的網(wǎng)絡是一個碼分多址(CDMA)蜂窩通信網(wǎng)，其中的從屬計時單元位于控制節(jié)點里的一個分集越區(qū)切換單元里。
17．權利要求1的網(wǎng)絡，其中同步分析命令消息、同步分析響應消息和同步調整命令消息中至少有一個是用異步傳遞模式(ATM)信元封裝的。
18．權利要求1的網(wǎng)絡，其中在發(fā)送同步調整命令消息以前，其中的發(fā)起方計時單元是主計時單元，其中的主計時單元使用同步分析消息來確定，從屬計時單元里的一個從屬計數(shù)器維護的一個從屬計數(shù)器值，是否在主計時單元里的一個主計數(shù)器維護的主計數(shù)器值的一預定范圍內(nèi)，其中如果從屬計數(shù)器的值不在主計數(shù)器值的預定范圍內(nèi)，主計時單元就發(fā)送一則設置從屬計數(shù)器命令消息，將跟主計數(shù)器值有關的一個值載入從屬計數(shù)器。
19．權利要求18的網(wǎng)絡，其中如果從屬計數(shù)器的值不在主計數(shù)器值的預定范圍內(nèi)，主計時單元就發(fā)送一系列的同步分析消息給從屬計時單元，并利用一相應系列的同步分析消息來確定往返延遲(RTD)的平均值。
20．權利要求1的網(wǎng)絡，其中的發(fā)起方計時單元發(fā)送一系列的同步分析命令消息，其中的響應方計時單元發(fā)送一對應系列的同步分析響應消息作為響應，其中的發(fā)起方計時單元對從同步分析響應消息里獲得的參數(shù)值，進行過濾和計算中的至少一項操作，從而為從屬計時單元確定合適的同步調整值。
21．權利要求1的網(wǎng)絡，其中同步分析響應消息包括第一個參數(shù)和第二個參數(shù)。
22．操作蜂窩通信網(wǎng)的一種方法，包括從發(fā)起方計時單元向響應方計時單元發(fā)送包括第一個參數(shù)的一則同步分析命令消息，發(fā)起方計時單元是位于網(wǎng)絡控制節(jié)點里的主計時單元和位于網(wǎng)絡控制節(jié)點或被控制節(jié)點里的從屬計時單元中的一個，響應方計時單元是主計時單元和從屬計時單元中的另一個；響應同步分析命令消息，從響應方計時單元向發(fā)起方計時單元發(fā)送包括第二個參數(shù)的一則同步分析響應消息；發(fā)起方計時單元利用同步分析響應消息為從屬計時單元確定同步調整值。
23．權利要求22的方法，其中的發(fā)起方計時單元是主計時單元，其中的方法還包括在同步調整命令消息里將同步調整值發(fā)送給從屬計時單元。
24．權利要求22的方法，其中的同步調整值是一個同步偏移值。
25．權利要求22的方法，其中的發(fā)起方計時單元通過將同步分析響應消息里包括的第二個參數(shù)跟預測的第二個參數(shù)相比較來確定同步調整值。
26．權利要求22的方法，其中第一個參數(shù)是跟發(fā)起方計時單元發(fā)送同步分析命令消息的時刻有關的第一個時間標記值t1，第二個參數(shù)跟響應方計時單元收到同步分析命令消息的時刻有關的第二個時間標記值t2。
27．權利要求26的方法，其中的方法還包括包括在響應方計時單元發(fā)送給發(fā)起方計時單元的同步分析消息里，跟響應方計時單元發(fā)送同步分析響應消息時刻有關的第三個時間標記t3；和發(fā)起方計時單元確定第四個時間標記值t4，說明發(fā)起方計時單元接收同步分析響應消息的時刻；和利用以下關系確定預測的第二個時間標記值t2預測t2預測=((t1+t4)/2)-((t3-t2)/2)。
28．權利要求27的方法，其中的同步調整值用t2預測-t2計算。
29．權利要求22的方法，其中的發(fā)起方計時單元通過將同步分析響應消息里包括的第一個參數(shù)跟預測的第一個參數(shù)進行比較來確定同步調整值。
30．權利要求29的方法，其中的第一個參數(shù)是跟發(fā)起方計時單元發(fā)送同步分析命令消息的時刻有關的第一個時間標記值t1，第二個參數(shù)是跟響應方計時單元收到同步分析命令消息的時刻有關的第二個時間標記值t2。
31．權利要求30的方法，其中的方法還包括包括在響應方計時單元發(fā)送給發(fā)起方計時單元的同步分析消息里，跟響應方計時單元發(fā)送同步分析響應消息時刻有關的第三個時間標記t3；和發(fā)起方計時單元確定第四個時間標記值t4，說明發(fā)起方計時單元接收同步分析響應消息的時刻；和利用以下關系確定預測的第一個時間標記值t1預測t1預測=((t2+t3)/2)-((t4-t1)/2)。
32．權利要求31的方法，其中的同步調整值用t1預測-t1計算。
33．權利要求22的方法，其中的發(fā)起方計時單元位于控制基站節(jié)點的控制節(jié)點里，響應方計時單元位于基站節(jié)點里。
34．權利要求22的方法，其中的響應方計時單元位于控制基站節(jié)點的控制節(jié)點里，發(fā)起方計時單元位于基站節(jié)點里。
35．權利要求22的方法，其中的主計時單元位于控制基站節(jié)點的控制節(jié)點里。
36．權利要求22的方法，其中的網(wǎng)絡是一個碼分多址(CDMA)蜂窩通信網(wǎng)，其中的從屬計時單元位于控制節(jié)點里的一個分集越區(qū)切換單元里。
37．權利要求22的方法，還包括用異步傳遞模式(ATM)信元封裝同步分析命令消息、同步分析響應消息和同步調整命令消息中的至少一個。
38．權利要求22的方法，在發(fā)送同步調整命令消息以前還包括以下步驟利用同步分析響應消息判斷從屬計時單元里的一個從屬計數(shù)器維護的從屬計數(shù)器值是否在主計時單元內(nèi)一個主計數(shù)器維護的主計數(shù)器值的預定范圍內(nèi)；和如果該從屬計數(shù)器的值不在主計數(shù)器值的預定范圍內(nèi)，就從主計時單元發(fā)送一則設置從屬計數(shù)器命令消息，將與主計數(shù)器值有關的一個值載入從屬計數(shù)器里。
39．權利要求38的方法，如果從屬計數(shù)器值不在主計數(shù)器值的預定范圍內(nèi)，它就還包括以下步驟從主計時單元發(fā)送一系列的同步分析命令消息給從屬計時單元；利用對應的一系列同步分析返回消息確定往返延遲(RTD)的平均值。
40．權利要求22的方法，還包括從發(fā)起方計時單元發(fā)送一系列的同步分析命令消息；相應地從響應方計時單元發(fā)送對應的一系列的同步分析響應消息；和對同步分析響應消息里的參數(shù)值進行過濾和平均中的至少一項操作，由此為從屬計時單元確定合適的同步調整值。
41．權利要求22的方法，還包括在同步分析響應消息里包括第一個參數(shù)和第二個參數(shù)。
全文摘要
在蜂窩通信網(wǎng)(20)中位于網(wǎng)絡的控制節(jié)點(30)里的一個主計時單元(60)和位于該網(wǎng)絡中控制節(jié)點或被控制節(jié)點例如基站(22)上的一個從屬計時單元(STU)之間實現(xiàn)同步。為了實現(xiàn)同步,主計時單元或從屬計時單元中的一個用作發(fā)起方計時單元,發(fā)送包括第一個參數(shù)(t
文檔編號H04Q7/36GK1285100SQ98813718
公開日2001年2月21日 申請日期1998年12月15日 優(yōu)先權日1997年12月19日
發(fā)明者P·倫德, J·尼斯克 申請人:艾利森電話股份有限公司