專利名稱：在基于gps的cdma無(wú)線網(wǎng)絡(luò)中使用atm傳輸控制可聞?wù)Z音失真的系統(tǒng)和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明總地涉及碼分多址(CDMA)無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)，并且，更具體地涉及用于減少在CDMA無(wú)線網(wǎng)絡(luò)中的可聞噪聲的發(fā)生的系統(tǒng)和方法。
背景技術(shù)：
CDMA無(wú)線網(wǎng)絡(luò)在公共交換電話網(wǎng)絡(luò)(PSTN)上的呼叫者和移動(dòng)臺(tái)(MS)上的呼叫者之間提供通信鏈路。PSTN支持脈沖編碼調(diào)制(PCM)的語(yǔ)音信號(hào)，該信號(hào)是以8KHz頻率采樣的數(shù)字語(yǔ)音信號(hào)。該CDMA網(wǎng)絡(luò)包含一種基站控制器(BSC)，用于將來(lái)自PSTN的160個(gè)PCM語(yǔ)音采樣的組壓縮為20ms語(yǔ)音編碼幀(vocoded frame)，以及還包括無(wú)線基站(RBS)，用于將語(yǔ)音編碼幀調(diào)制為擴(kuò)頻信號(hào)并且向MS廣播該擴(kuò)頻信號(hào)。
RBS以特定的幀偏移時(shí)間向MS廣播該擴(kuò)頻調(diào)制幀，該幀偏移時(shí)間典型地間隔1.25ms并且遵守全球定位系統(tǒng)(GPS)時(shí)間。出現(xiàn)了一個(gè)問(wèn)題就是PSTN異步于GPS時(shí)間地工作。這個(gè)問(wèn)題通常表現(xiàn)為可聞散射噪聲(軟爆裂聲或滴答聲)，該可聞散射噪聲在由于“PSTN時(shí)間”和“GPS時(shí)間”之間的時(shí)間漂移而使信號(hào)被破壞、丟棄或重復(fù)的時(shí)候發(fā)生?？陕勗肼暤膰?yán)重程度依賴于它發(fā)生的頻率以及它引入多少不連續(xù)性。
在第一和第二代CDMA無(wú)線網(wǎng)絡(luò)中，只要“PSTN時(shí)間”相對(duì)于“GPS時(shí)間”漂移125微秒，BCS就重復(fù)或丟棄一個(gè)PCM語(yǔ)音采樣，其中125微秒等于一個(gè)PCM語(yǔ)音采樣的時(shí)間周期。這種方法的一個(gè)缺點(diǎn)是無(wú)論何時(shí)“PSTN時(shí)間”相對(duì)于“GPS時(shí)間”漂移125微秒，都會(huì)頻繁地將可聞噪聲引入到語(yǔ)音信號(hào)當(dāng)中。另外，這種方法要求向執(zhí)行對(duì)PCM語(yǔ)音采樣的丟棄和重復(fù)的BSC中的處理器板提供高度精確的GPS定時(shí)源。
因此，需要一個(gè)BSC僅當(dāng)“PSTN時(shí)間”與“GPS時(shí)間”之間的漂移超過(guò)一個(gè)遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于125微秒的閾值時(shí)才丟棄或重復(fù)PCM語(yǔ)音采樣。這將極大地減少由“PSTN時(shí)間”與“GPS時(shí)間”之間的漂移所引起的可聞噪聲的發(fā)生。還需要BSC放松對(duì)提供給它的處理器板的GPS定時(shí)源的精確度要求。這將允許使用商業(yè)上可獲得的低成本硬件來(lái)向BSC的處理器板分布GPS定時(shí)源。
發(fā)明概述本發(fā)明通過(guò)提供一種減少可聞噪聲的發(fā)生和放松對(duì)提供給其的處理器板的GPS定時(shí)源精確度要求的BSC來(lái)解決以上的現(xiàn)有技術(shù)的問(wèn)題。
在一種實(shí)施方案中，一個(gè)BSC包含一個(gè)媒體流板(MSB)，用于將來(lái)自PSTN的160個(gè)PCM語(yǔ)音采樣的組壓縮為20ms語(yǔ)音編碼幀，以及一個(gè)專用板(SPB)，用于將來(lái)自MSB的語(yǔ)音編碼幀重新格式化為空中CDMA語(yǔ)音編碼幀。MSB和SPB每個(gè)都具有一個(gè)從屬于“PSTN時(shí)間”的本地定時(shí)器。BSC進(jìn)一步包含一個(gè)定時(shí)部分板(TUB)，它從GPS接收機(jī)接收“GPS時(shí)間”。
TUB生成定時(shí)單元(timing cell)，每個(gè)單元包含與“GPS時(shí)間”緊密同步的日時(shí)信息。TUB通過(guò)異步轉(zhuǎn)移模式(ATM)網(wǎng)絡(luò)將定時(shí)單元分發(fā)到MSB和SPB。MSB和SPB使用接收到的定時(shí)單元來(lái)比較跟蹤“PSTN時(shí)間”的它們的本地定時(shí)器與“GPS時(shí)間”。無(wú)論何時(shí)MSB和SPB的本地定時(shí)器對(duì)“GPS時(shí)間”的漂移超出一個(gè)2ms的時(shí)間窗口，MSB和SPB都使它們的本地定時(shí)器與“GPS時(shí)間”重新對(duì)準(zhǔn)。這確保了RBS能夠以正確的幀偏移時(shí)間向MS廣播擴(kuò)頻調(diào)制幀。
優(yōu)選地，MSB通過(guò)丟棄或重復(fù)PCM語(yǔ)音采樣來(lái)使它的本地定時(shí)器與“GPS時(shí)間”重新對(duì)準(zhǔn)。標(biāo)稱地，MSB的本地定時(shí)器被設(shè)置在2ms時(shí)間窗口的中心，以便在任意一個(gè)方向上的1ms的漂移可被容忍。因此，只要MSB的本地定時(shí)器相對(duì)于“GPS時(shí)間”漂移大約1ms，MSB就重復(fù)或丟棄PCM語(yǔ)音，其中1ms遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于125微秒。因此，與現(xiàn)有技術(shù)相比，MSB能使得由“PSTN時(shí)間”和“GPS時(shí)間”之間的時(shí)間漂移而導(dǎo)致的可聞噪聲的發(fā)生減小幾乎一個(gè)數(shù)量級(jí)。另外，2ms的時(shí)間窗口放松了對(duì)提供給MSB和SPB的GPS定時(shí)源的精確度要求。這允許使用現(xiàn)有的低成本ATM或以太網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)來(lái)向MSB和SPB分發(fā)定時(shí)單元，從而降低了BSC的硬件成本。
通過(guò)結(jié)合附圖考慮下面的描述，本發(fā)明的其他目的和特點(diǎn)將變得明顯。
附圖簡(jiǎn)述


了本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方案的設(shè)計(jì)和效用，其中在本發(fā)明的

中出于方便的考慮，不同實(shí)施方案中類似的元件使用相同的參考數(shù)字來(lái)引用，其中
圖1是一個(gè)代表性的CDM無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)的方框圖。
圖2是在圖1網(wǎng)絡(luò)的BSC使用的定時(shí)部分板(TUB)的方框圖。
圖3是在圖1網(wǎng)絡(luò)的BSC使用的媒體流板(MSB)的方框圖。
圖4是顯示在圖3的MSB將PCM語(yǔ)音采樣壓縮為20ms語(yǔ)音編碼幀的時(shí)間線。
圖5顯示了圖4的時(shí)間線，其中MSB中使用的數(shù)字信號(hào)處理器(DSP)的本地定時(shí)器超前于GPS時(shí)間。
圖6顯示了圖4的時(shí)間線，其中DSP的本地定時(shí)器落后于GPS時(shí)間。
優(yōu)選實(shí)施方案詳述圖1顯示了一個(gè)代表性的通信網(wǎng)絡(luò)8的概貌。該網(wǎng)絡(luò)8包含連接到CDMA無(wú)線網(wǎng)絡(luò)10的PSTN12。PSTN12支持PCM語(yǔ)音信號(hào)，該信號(hào)是以8KHz頻率采樣的64kps數(shù)字語(yǔ)音信號(hào)。CDMA網(wǎng)絡(luò)10包含一個(gè)MSC15、一個(gè)BSC17、一個(gè)RBS32以及多個(gè)MS35。MSC15將PCM語(yǔ)音信號(hào)從PSTN12路由到BSC17。BSC17將語(yǔ)音信號(hào)壓縮為壓縮語(yǔ)音數(shù)據(jù)的語(yǔ)音編碼幀。RBS32然后將語(yǔ)音編碼幀調(diào)制為擴(kuò)頻信號(hào)并向移動(dòng)臺(tái)(MS)35廣播該擴(kuò)頻信號(hào)。
BSC17包含一個(gè)第一交換終端(ET)20、一個(gè)連接到該第一ET20的媒體流板(MSB)25、一個(gè)連接到MSB25的專用板(SPB)30以及一個(gè)連接到SPB30的第二ET27。盡管一個(gè)典型的BSC17能支持上百個(gè)MSB和SPB，但是為了簡(jiǎn)便，將BSC17顯示為只有一個(gè)MSB25和一個(gè)SPB30。第一ET20提供MSC15和BSC17之間的接口。MSB25將來(lái)自PSTN5的160個(gè)PCM語(yǔ)音采樣的組壓縮為壓縮語(yǔ)音數(shù)據(jù)的20ms語(yǔ)音編碼幀。SPB30將來(lái)自MSB25的20ms語(yǔ)音編碼幀重新格式化為空中CDMA語(yǔ)音編碼幀。SPB30還對(duì)BSC17的每個(gè)語(yǔ)音信道執(zhí)行無(wú)線管理功能。第二ET27提供BSC17和RBS32之間的接口。
BSC17進(jìn)一步包含一個(gè)用于向MSB25和SPB30提供日時(shí)信息的定時(shí)部分板(TUB)38。TUB38連接到第一ET20以及GPS接收機(jī)40。TUB38從第一ET20接收8KHz頻率參考時(shí)鐘信號(hào)22。該8KHz頻率參考時(shí)鐘信號(hào)22是從來(lái)自PSTN5的PCM語(yǔ)音信號(hào)的8KHz采樣頻率得到的，并且因此跟蹤“PSTN時(shí)間”。TUB38還以1Hz的頻率或每秒一次從GPS接收機(jī)40接收通用協(xié)調(diào)時(shí)間(UTC)。該UTC為T(mén)UB38提供基于“GPS時(shí)間”的絕對(duì)日時(shí)信息。該TUB38有一個(gè)使用UTC以每秒一次的速率來(lái)跟蹤“GPS時(shí)間”的本地定時(shí)器。該本地定時(shí)器也使用8KHz參考時(shí)鐘來(lái)跟蹤來(lái)自GPS接收機(jī)40的UTC的各傳輸之間的時(shí)間。因?yàn)門(mén)UB38每秒都接收UTC，所以它的本地定時(shí)器用“GPS時(shí)間”頻繁地更新，并且因此提供了非常精確的“GPS時(shí)間”的指示。
TUB38生成定時(shí)單元，每個(gè)包含基于它的本地定時(shí)器的日時(shí)信息。TUB38然后以有規(guī)律的間隔將該定時(shí)單元傳輸?shù)組SB25和SPB30，來(lái)向MSB25和SPB30提供“GPS時(shí)間”的精確指示。優(yōu)選地，該定時(shí)單元是通過(guò)異步轉(zhuǎn)移模式(ATM)網(wǎng)絡(luò)26傳輸?shù)組SB25和SPB30的，其中使用交換虛電路(SVC)在ATM分組中傳輸該定時(shí)單元?？商鎿Q地，定時(shí)單元可通過(guò)以太網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)或通用串行總線(USB)傳輸?shù)組SB25和SPB30。
向MSB和SPB提供“GPS時(shí)聞”的意義在于RBS32和MS35可以與“GPS時(shí)間”同步。這樣做是為了提供RBS32和MS35之間的非常精確的定時(shí)。RBS32需要能夠以亞微(sub-micron)精確度向MS35傳輸偽隨機(jī)噪聲(PN)導(dǎo)頻序列。這是因?yàn)镸S35使用PN導(dǎo)頻序列的時(shí)間偏移來(lái)區(qū)分該RBS32和其它以不同的時(shí)間偏移傳輸它們的PN導(dǎo)頻序列的RBS。PN導(dǎo)頻序列的各時(shí)間偏移的相互間差別在于PN碼片的增量，或者大約為807納秒。因此，為了MS35能正確地定位RBS32的PN導(dǎo)頻序列，RBS32和MS35不得不在時(shí)間上精密地對(duì)準(zhǔn)。
幸運(yùn)的是，BSC17和RBS32之間的定時(shí)要求寬松得多。這是因?yàn)镾PB30以20ms幀為單位向RBS32傳輸語(yǔ)音數(shù)據(jù)。典型地，對(duì)于RBS以正確的幀偏移時(shí)間向MS35廣播擴(kuò)頻調(diào)制幀而言，BSC17和RBS32之間幾個(gè)毫秒的時(shí)間漂移是可以容忍的。
圖2更詳細(xì)地顯示了TUB38。TUB38包含一個(gè)鎖相環(huán)(PLL)210、一個(gè)分頻器220以及一個(gè)CDMA參考頻率計(jì)數(shù)器(CRFN)計(jì)數(shù)器230。PLL210從第一ET20接收8KHz頻率參考時(shí)鐘信號(hào)22。PLL210將參考時(shí)鐘信號(hào)22的頻率倍增到19.44MHz。頻分器220然后將該頻率分到2.048MHz，該頻率然后輸入到CRFN計(jì)數(shù)器230。CRFN計(jì)數(shù)器230還以1Hz的頻率或每秒一次從GPS接收機(jī)40接收一個(gè)GPS事件信號(hào)250。
CRFN計(jì)數(shù)器230優(yōu)選地為一個(gè)16位計(jì)數(shù)器，它借助于來(lái)自頻分器220的2.048MHz信號(hào)而自由運(yùn)行。CRFN計(jì)數(shù)器230的分辨率大約為62.5微秒并且每62.5微秒減1。CRFN計(jì)數(shù)器230還是模數(shù)可編程的，用來(lái)控制計(jì)數(shù)器翻轉(zhuǎn)。例如，1/16000的模數(shù)使得CRFN計(jì)數(shù)器230每1秒翻轉(zhuǎn)一次。在每個(gè)GPS事件信號(hào)250處，CRFN計(jì)數(shù)器230可編程模數(shù)被重新裝載，這使得CRFN計(jì)數(shù)器230與“GPS時(shí)間”重新對(duì)準(zhǔn)。因此，盡管CRFN計(jì)數(shù)器230借助于從PSTN5的8KHz采樣頻率得到的2.048MHz信號(hào)而自由運(yùn)行，CRFN計(jì)數(shù)器230也通過(guò)GPS事件信號(hào)250而每1秒與“GPS時(shí)間”重新對(duì)準(zhǔn)一次。這樣，CRFN計(jì)數(shù)器230提供了非常精確的“GPS時(shí)間”指示。
TUB38還包含一個(gè)設(shè)備板模塊(DBM)240。該DBM240通過(guò)異步數(shù)據(jù)信道以1Hz的頻率從GPS接收機(jī)40接收通用協(xié)調(diào)時(shí)間(UTC)260。DBM240還從CRFN計(jì)數(shù)器230接收計(jì)數(shù)值和中斷信號(hào)。CRFN計(jì)數(shù)器230在每次它發(fā)生翻轉(zhuǎn)的時(shí)候都向DBM240傳輸該中斷信號(hào)。DBM240有一個(gè)本地?cái)?shù)字定時(shí)器，它使用來(lái)自GPS接收機(jī)40的UTC260和來(lái)自CRFN計(jì)數(shù)器230的計(jì)數(shù)值來(lái)跟蹤時(shí)間。該本地?cái)?shù)字定時(shí)器在一個(gè)寄存器的較高位中存儲(chǔ)UTC260，并且使用來(lái)自CRFN計(jì)數(shù)器230的計(jì)數(shù)值作為該寄存器的較低位。
DBM240還生成定時(shí)單元并調(diào)度定時(shí)單元以便向MSB25和SPB30傳輸。每個(gè)定時(shí)單元包含基于DBM240的本地定時(shí)器的日時(shí)信息，它提供了“GPS時(shí)間”的精確指示。每個(gè)定時(shí)單元還包含一個(gè)ID域，來(lái)標(biāo)識(shí)該單元為一個(gè)定時(shí)單元。DBM240使用來(lái)自CRFN計(jì)數(shù)器230的中斷信號(hào)來(lái)觸發(fā)該定時(shí)單元的傳輸。在觸發(fā)之前，DBM240為BSC17中的每個(gè)目的板生成一個(gè)定時(shí)單元。同樣，在觸發(fā)之前，DBM240建立ATM網(wǎng)絡(luò)26中的SVC用來(lái)向BSC17中的目的板傳輸定時(shí)單元。
優(yōu)選地，DBM240一次向BSC17中的一個(gè)目的板傳輸一個(gè)定時(shí)單元。這樣做是因?yàn)橐淮蜗蛱嗟陌鍌鬏敹〞r(shí)單元會(huì)造成第一個(gè)和最后一個(gè)定時(shí)單元之間的大的時(shí)間延遲。替換地，DBM240以一種循環(huán)的方式傳輸該定時(shí)單元，其中在每個(gè)RFN計(jì)數(shù)器230中斷處，向BSC17中的一個(gè)目的板傳輸一個(gè)定時(shí)單元。
例如，假設(shè)BSC17一共有100個(gè)MSB和SPB，每個(gè)都每10秒要求GPS日時(shí)信息。為了使每個(gè)MSB25和SPB30每10秒接收一個(gè)定時(shí)單元，DBM240不得不每100ms向一個(gè)目的板傳輸一個(gè)定時(shí)單元。這要求CRFN計(jì)數(shù)器230每100ms向DBM240傳輸一個(gè)中斷信號(hào)來(lái)觸發(fā)一個(gè)定時(shí)單元的傳輸。
圖3更詳細(xì)地顯示MSB25。MSB25包含一個(gè)數(shù)字信號(hào)處理器(DSP)340。DSP340在前向方向上將起源自PSTN5的160個(gè)PCM語(yǔ)音采樣的組壓縮為壓縮數(shù)據(jù)的20ms語(yǔ)音編碼幀。DSP340還在反方向上對(duì)起源自MS35的20ms語(yǔ)音編碼幀進(jìn)行解壓縮來(lái)生成PCM語(yǔ)音采樣。MSB25進(jìn)一步包含一個(gè)DBM320，該DBM320通過(guò)ATM網(wǎng)絡(luò)26從TUB38接收定時(shí)單元。DBM320在一個(gè)存儲(chǔ)緩沖器330中存儲(chǔ)接收到的定時(shí)單元，該存儲(chǔ)緩沖器330可被該DSP340通過(guò)一個(gè)32位X總線進(jìn)行訪問(wèn)。
DSP340具有一個(gè)從屬于“PSTN時(shí)間“的本地定時(shí)器。該本地定時(shí)器可以使用一個(gè)借助于從PSTN5的8KHz采樣頻率得到的信號(hào)而自由運(yùn)行的RFN計(jì)數(shù)器來(lái)實(shí)現(xiàn)。DSP340使用它的本地定時(shí)器來(lái)為將PCM語(yǔ)音采樣壓縮為20ms語(yǔ)音編碼幀定時(shí)。DSP340還在每次該DBM320從TUB38接收到一個(gè)定時(shí)單元時(shí)訪問(wèn)來(lái)自緩沖器330的GPS日時(shí)信息。這允許DSP340將它的本地定時(shí)器與“GPS時(shí)間”進(jìn)行比較，并且因此測(cè)量“PSTN時(shí)間”與“GPS時(shí)間”之間的漂移。
因?yàn)椤癙STN時(shí)間”與“GPS時(shí)間”不同地得到，所以隨著時(shí)間過(guò)去它們之間出現(xiàn)相互漂移。因此，DSP340的、跟蹤“PSTN時(shí)間”的本地定時(shí)器緩慢地與同步于“GPS時(shí)間”的RBS32發(fā)生漂移。幸運(yùn)的是，SPB30以20ms語(yǔ)音編碼幀為單位從RBS32發(fā)送和接收業(yè)務(wù)量。這允許DSP340以相對(duì)于“GPS時(shí)間”多達(dá)幾個(gè)毫秒的漂移，向SPB30發(fā)送語(yǔ)音編碼幀，該SPB30然后向RBS32發(fā)送這些語(yǔ)音編碼幀。
典型地，DSP340需要在2ms的時(shí)間窗口之內(nèi)向SPB30發(fā)送該語(yǔ)音編碼幀，以確保RBS32能夠以正確的幀偏移時(shí)間向MS35廣播該擴(kuò)頻調(diào)制幀。標(biāo)稱地，將MSB25設(shè)置為在2ms時(shí)間窗口的中心發(fā)送該20ms語(yǔ)音編碼幀，這樣就可以容忍在任意一個(gè)方向上的1ms的漂移。當(dāng)MSB25工作在2ms窗口之外的時(shí)候，就要冒在錯(cuò)誤的時(shí)間向RSB32傳輸語(yǔ)音編碼幀的風(fēng)險(xiǎn)。為了避免這種情況，當(dāng)DSP340檢測(cè)到一個(gè)漂移在所允許的2ms時(shí)間窗口之外時(shí)，MSB25使用定時(shí)單元與“GPS時(shí)間”重新進(jìn)行同步。這是通過(guò)以下方式來(lái)實(shí)現(xiàn)的，即無(wú)論何時(shí)DSP340檢測(cè)到它的本地定時(shí)器與接收到的定時(shí)單元之間的1ms漂移，就重新裝載該DSP340的本地定時(shí)器。
為了使它自己與“GPS時(shí)間”重新對(duì)準(zhǔn)，DSP340根據(jù)它的本地定時(shí)器是領(lǐng)先于還是落后于“GPS時(shí)間”而丟棄或重復(fù)PCM語(yǔ)音采樣的一部分。為了更好地理解DSP340的這種特殊的操作，參考圖4給出了DSP340正常工作期間的詳細(xì)的描述。
圖4顯示了用于在DSP340中將PCM語(yǔ)音采樣壓縮為20ms語(yǔ)音編碼幀的時(shí)間線405。該時(shí)間線405被分解成20ms時(shí)隙430a-c。向下的箭頭410a-d指示規(guī)定時(shí)隙430a-c的來(lái)自DSP430的本地定時(shí)器的時(shí)間分段信號(hào)。在時(shí)隙430a-c，幀N-1 450a、N 450b以及N+1 450c分別由DSP340進(jìn)行語(yǔ)音編碼。每個(gè)20ms語(yǔ)音編碼幀壓縮在前一個(gè)時(shí)隙430a-c中收集的160個(gè)語(yǔ)音采樣440a-c。例如，在時(shí)隙430b，幀N450b是從在時(shí)隙430a中收集的160個(gè)語(yǔ)音采樣440a語(yǔ)音編碼得到。用于每幀的語(yǔ)音編碼時(shí)間并不要求時(shí)隙430a-c的全部20ms，并且可以被“突發(fā)地”處理。在每個(gè)語(yǔ)音編碼幀450a-c的結(jié)尾和下一個(gè)時(shí)隙430a-c之間有一個(gè)空閑時(shí)間460a-c。該空閑時(shí)間460a-c與DSP340中語(yǔ)音編碼器的數(shù)目成反比。在每個(gè)空閑時(shí)間460a-c期間，當(dāng)前的語(yǔ)音編碼幀被發(fā)送到SPB30，并且從那里發(fā)送到RBS32。
圖5顯示了與圖4相類似的時(shí)間線505，其中DSP的本地定時(shí)器領(lǐng)先于“GPS時(shí)間”。圖5顯示向上箭頭510a-c，指示基于從定時(shí)單元接收的“GPS時(shí)間”，該DSP的時(shí)間分段信號(hào)應(yīng)該定位的地方。最左側(cè)的向上箭頭510a和向下箭頭410b之間的差別指示了“PSTN時(shí)間”和“GPS時(shí)間”之間的漂移。在圖5中，該漂移大約為1ms，它恰好位于2ms窗口之外。這意味著RBS32冒著太早接收該20ms語(yǔ)音編碼幀的風(fēng)險(xiǎn)。這樣，DSP340的時(shí)間分段信號(hào)不得不被校準(zhǔn)到與“GPS時(shí)間”一致。在這種情況下，DSP340通過(guò)將用于語(yǔ)音編碼幀N 450b的時(shí)隙430b從20ms擴(kuò)展到21ms來(lái)使自己與“GPS時(shí)間”重新對(duì)準(zhǔn)。因?yàn)橛袝r(shí)隙430b中的額外的1ms時(shí)間，幀N450b被成功地進(jìn)行語(yǔ)音編碼并且發(fā)送到SPB30。
但是，在前向方向，收集起來(lái)的用于幀N+1 450c的160個(gè)語(yǔ)音采樣440b僅跨越20ms，但是時(shí)隙430b跨越21ms。DSP340通過(guò)丟棄位于時(shí)隙430b的開(kāi)始處的1ms的語(yǔ)音采樣來(lái)對(duì)此進(jìn)行校正。
在反方向，DSP340通過(guò)解壓縮來(lái)自其中一個(gè)MS35的語(yǔ)音編碼幀僅生成20ms的PCM語(yǔ)音采樣。因?yàn)闀r(shí)隙430b跨越21ms，所以就出現(xiàn)了1ms的空白。DSP340通過(guò)在時(shí)隙430b中重復(fù)1ms的語(yǔ)音采樣來(lái)對(duì)此進(jìn)行校正。
圖6顯示了時(shí)間線，其中DSP340的本地定時(shí)器落后于“GPS時(shí)間”大約1ms。圖6顯示向上箭頭610a-c，指示基于從定時(shí)單元接收的“GPS時(shí)間”，DSP340的時(shí)間分段信號(hào)應(yīng)該定位的地方。最左側(cè)的向上箭頭610a和向下箭頭410b之間的差別指示了“PSTN時(shí)間”和“GPS時(shí)間”之間的漂移。在這種情況下，DSP340通過(guò)將時(shí)隙430b從20ms縮短到19ms來(lái)使自己與“GPS時(shí)間”重新對(duì)準(zhǔn)。因?yàn)闀r(shí)隙430b被縮短了1ms，所以就無(wú)法保證幀N 450b在前向方向上被成功地進(jìn)行語(yǔ)音編碼。因此，DSP340丟棄幀N 450b并且重復(fù)語(yǔ)音編碼幀N-1 450a。進(jìn)一步，收集起來(lái)的用于幀N+1 450c的160個(gè)語(yǔ)音采樣440b跨越時(shí)隙430b的19ms和時(shí)隙430a的1ms。這樣，收集起來(lái)的用于幀N+1 450c的語(yǔ)音采樣440b與收集起來(lái)的用于丟棄的幀N 450b的語(yǔ)音采樣440a有1ms的重疊。因此，通過(guò)丟棄幀N450b，丟棄了19ms而不是20ms的語(yǔ)音采樣。
在反方向，DSP340通過(guò)解壓縮來(lái)自其中一個(gè)MS35的語(yǔ)音編碼幀而生成20ms的語(yǔ)音采樣。但是，時(shí)隙430b僅跨越19ms。DSP430通過(guò)在時(shí)隙430b中丟棄1ms的語(yǔ)音采樣來(lái)對(duì)此進(jìn)行校正。
與MSB25的DSP430類似，SPB32有一個(gè)從屬于“PSTN時(shí)間”的本地定時(shí)器。該SPB25的本地定時(shí)器也可以使用一個(gè)借助于從PSTN5的8KHz采樣頻率得到的信號(hào)而自由運(yùn)行的RFN計(jì)數(shù)器來(lái)實(shí)現(xiàn)。當(dāng)SPB25檢測(cè)到2ms窗口之外的漂移時(shí)，它就將它的本地定時(shí)器與從定時(shí)單元接收到的“GPS時(shí)間”重新對(duì)準(zhǔn)。這確保了空中CDMA語(yǔ)音編碼幀及時(shí)地發(fā)送到RBS32，以便RBS32以正確的幀偏移時(shí)間向MS35廣播該擴(kuò)頻調(diào)制幀。
在一個(gè)典型的電話網(wǎng)絡(luò)中，“PSTN時(shí)間”與“GPS時(shí)間”之間的漂移為每11小時(shí)大約1ms。因此，MSB25和SPB30僅每11小時(shí)才不得不與“GPS時(shí)間”重新對(duì)準(zhǔn)一次。因此，由丟棄或重復(fù)語(yǔ)音采樣來(lái)使MSB25與“GPS時(shí)間”重新對(duì)準(zhǔn)所導(dǎo)致的可聞噪聲很少發(fā)生。實(shí)際上，網(wǎng)絡(luò)上的大多數(shù)電話呼叫將不會(huì)經(jīng)歷這種可聞失真。這可以通過(guò)參考下面的表來(lái)理解。
GPS PSTN 組合誤差 發(fā)生1ms漂移所經(jīng)過(guò)的時(shí)間SA層3(1e-8)+(4.6e-6)3.8分鐘正常 層3(1e-10)+(4.6e-6) 3.8分鐘SA層2(1e-8)+(1.6e-8)11小時(shí)正常 層2(1e-10)+(1.6e-8) 18小時(shí)SA層1(1e-8)+(1e-11) 27.8小時(shí)正常 層1(1e-10)+(1e-11)2500小時(shí)上表顯示了對(duì)于不同的PSTN標(biāo)準(zhǔn)的時(shí)間漂移。第三欄顯示了對(duì)于GPS和不同的PSTN標(biāo)準(zhǔn)的組合定時(shí)誤差，而第四欄顯示了對(duì)于GPS和不同的PSTN標(biāo)準(zhǔn)之間發(fā)生1ms漂移所經(jīng)過(guò)的時(shí)間。GPS定時(shí)誤差在選擇的可用性(SA)期間約為1e-8，以及在正常工作期間約為1e-10。不同的PSTN標(biāo)準(zhǔn)提供不同級(jí)別的精確度。層1具有最高級(jí)別的精確度，定時(shí)誤差大約為1e-11。這要求一個(gè)銫、GPS或遵守勞蘭-C(Loran-C)導(dǎo)航系統(tǒng)的振蕩器。層2具有大約1.6e-8的定時(shí)誤差，這要求銣或雙恒溫箱振蕩器(oven oscillator)。層3具有最低級(jí)別的精確度，定時(shí)誤差大約為4.6e-6，它可以使用恒溫箱控制的石英振蕩器來(lái)滿足。
正如在上表中顯示的，對(duì)于層1和2，對(duì)于“PSTN時(shí)間”和“GPS時(shí)間”之間的1ms漂移所經(jīng)過(guò)的時(shí)間大約為11小時(shí)或更多。因此，對(duì)于層1和2，由丟棄或重復(fù)語(yǔ)音采樣來(lái)使MSB25與“GPS時(shí)間”重新對(duì)準(zhǔn)所導(dǎo)致的可聞失真很少發(fā)生。
本發(fā)明的另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是2ms的窗口尺寸放松了對(duì)定時(shí)單元的高精確度時(shí)間分布的要求。這允許可以通過(guò)現(xiàn)有的ATM網(wǎng)絡(luò)、以太網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)或USB來(lái)向MSB25和SPB30傳輸定時(shí)單元，由此降低了硬件成本。
盡管本發(fā)明容易受到各種修改的影響，并且替換的形式、它的具體的例子已經(jīng)在附圖中顯示了并且在這里進(jìn)行了詳細(xì)的描述。但是，應(yīng)該理解，本發(fā)明并不受限于所公開(kāi)的特定形式或方法，而是相反，本發(fā)明是要覆蓋所有在所附的權(quán)利要求范圍之內(nèi)的修改、等價(jià)物以及替換物。
權(quán)利要求
1.一種用于無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的基站控制器，包含多個(gè)處理器板，每個(gè)處理器板包含一個(gè)本地定時(shí)器；以及一個(gè)用于生成定時(shí)單元的定時(shí)部，每個(gè)定時(shí)單元包含時(shí)間信息，該定時(shí)部將定時(shí)單元傳輸?shù)礁鱾€(gè)處理器板，其中無(wú)論何時(shí)一個(gè)處理器板的本地定時(shí)器相對(duì)包含在該定時(shí)單元中的時(shí)間信息的漂移在一個(gè)預(yù)定的時(shí)間窗口之外，該處理器板都使它的本地定時(shí)器與包含在接收到的定時(shí)單元中的時(shí)間信息重新對(duì)準(zhǔn)。
2.權(quán)利要求1的基站控制器，其中預(yù)定的時(shí)間窗口大約為2ms。
3.權(quán)利要求1的基站控制器，其中定時(shí)單元通過(guò)異步轉(zhuǎn)移模式(ATM)網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)教幚砥靼濉?br> 4.權(quán)利要求1的基站控制器，其中定時(shí)單元通過(guò)以太網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)教幚砥靼濉?br> 5.權(quán)利要求1的基站控制器，其中定時(shí)單元通過(guò)通用串行總線傳輸?shù)教幚砥靼濉?br> 6.權(quán)利要求1的基站控制器，其中包含在各個(gè)定時(shí)單元中的時(shí)間信息是基于從GPS接收機(jī)接收到的通用協(xié)調(diào)時(shí)間和從PSTN接收到的參考時(shí)鐘來(lái)生成的。
7.權(quán)利要求6的基站控制器，其中參考時(shí)鐘具有8KHz的頻率。
8.權(quán)利要求6的基站控制器，其中定時(shí)部包含用于倍增該參考時(shí)鐘的頻率的裝置；一個(gè)計(jì)數(shù)器，接收該頻率倍增的參考時(shí)鐘和來(lái)自GPS接收機(jī)的GPS事件信號(hào)，其中該計(jì)數(shù)器借助于該頻率倍增的參考時(shí)鐘而自由運(yùn)行，當(dāng)它接收到GPS事件信號(hào)時(shí)重新裝載，輸出一個(gè)計(jì)數(shù)值，并且當(dāng)它翻轉(zhuǎn)時(shí)輸出一個(gè)中斷信號(hào)；以及一個(gè)設(shè)備板模塊，接收來(lái)自該計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)值和中斷信號(hào)，并且接收來(lái)自GPS接收機(jī)的通用協(xié)調(diào)時(shí)間，其中該設(shè)備板模塊跟蹤基于接收到的通用協(xié)調(diào)時(shí)間和接收到的計(jì)數(shù)值的時(shí)間，并且當(dāng)該設(shè)備板模塊從該計(jì)數(shù)器接收到中斷信號(hào)時(shí)，它生成和傳輸至少一個(gè)定時(shí)單元。
9.權(quán)利要求8的基站控制器，其中計(jì)數(shù)器以1Hz的頻率接收來(lái)自GPS接收機(jī)的GPS事件信號(hào)。
10.權(quán)利要求1的基站控制器，其中至少一個(gè)處理器板是媒體流板，用于接收來(lái)自脈沖碼調(diào)制的語(yǔ)音信號(hào)的語(yǔ)音采樣以及用于將接收到的語(yǔ)音采樣壓縮為壓縮語(yǔ)音數(shù)據(jù)幀。
11.權(quán)利要求10的基站控制器，其中當(dāng)媒體流板將它的本地定時(shí)器與包含在接收到的定時(shí)單元中的時(shí)間重新對(duì)準(zhǔn)時(shí)，該媒體流板丟棄或重復(fù)接收到的語(yǔ)音采樣的一部分。
12.權(quán)利要求11的基站控制器，其中媒體流板的預(yù)定的時(shí)間窗口大約為2ms。
13.權(quán)利要求10的基站控制器，其中媒體流板將以160個(gè)接收到的語(yǔ)音采樣的組壓縮為壓縮語(yǔ)音數(shù)據(jù)的20ms語(yǔ)音編碼幀。
14.權(quán)利要求13的基站控制器，其中當(dāng)媒體流板將它的本地定時(shí)器與包含在接收到的定時(shí)單元中的時(shí)間重新對(duì)準(zhǔn)時(shí)，媒體流板丟棄大約1ms的接收到的語(yǔ)音采樣。
15.權(quán)利要求13的基站控制器，其中當(dāng)媒體流板將它的本地定時(shí)器與包含在接收到的定時(shí)單元中的時(shí)間重新對(duì)準(zhǔn)時(shí)，該媒體流板重復(fù)一個(gè)語(yǔ)音編碼幀。
16.一種在一個(gè)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)中的方法，該無(wú)線網(wǎng)絡(luò)中一個(gè)基站控制器包含多個(gè)處理器板，每個(gè)處理器板具有一個(gè)本地定時(shí)器，該方法用于在該基站控制器中減少可聞噪聲的發(fā)生，該方法包含生成多個(gè)定時(shí)單元，每個(gè)定時(shí)單元包含時(shí)間信息；向該處理器板傳輸該定時(shí)單元；以及當(dāng)一個(gè)處理器板的本地定時(shí)器相對(duì)接收到的時(shí)間信息的漂移在一個(gè)預(yù)定的時(shí)間窗口之外時(shí)，使該處理器板的本地定時(shí)器與包含在接收到的定時(shí)單元中的時(shí)間信息重新對(duì)準(zhǔn)。
17.權(quán)利要求16的方法，其中預(yù)定的時(shí)間窗口大約為2ms。
18.權(quán)利要求16的方法，進(jìn)一步包含通過(guò)異步轉(zhuǎn)移模式(ATM)網(wǎng)絡(luò)將該定時(shí)單元傳輸?shù)皆撎幚砥靼濉?br> 19.權(quán)利要求16的方法，進(jìn)一步包含通過(guò)以太網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)將該定時(shí)單元傳輸?shù)皆撎幚砥靼濉?br> 20.權(quán)利要求16的方法，進(jìn)一步包含通過(guò)通用串行總線將該定時(shí)單元傳輸?shù)皆撎幚砥靼濉?br> 21.權(quán)利要求16的方法，其中生成該定時(shí)單元包含接收來(lái)自GPS接收機(jī)的通用協(xié)調(diào)時(shí)間；接收來(lái)自PSTN的參考時(shí)鐘；以及使包含在該定時(shí)單元中的時(shí)間信息基于該接收到的通用協(xié)調(diào)時(shí)間和接收到的參考時(shí)鐘。
22.權(quán)利要求21的方法，其中該參考時(shí)鐘具有8KHz的頻率。
全文摘要
提供了一種減少在碼分多址(CDMA)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)中的可聞噪聲的發(fā)生的基站控制器(BSC)。根據(jù)本發(fā)明的一種實(shí)施方案的BSC包含一種媒體流板(MSB)，用于將來(lái)自公共交換電話網(wǎng)絡(luò)(PSTN)的160個(gè)PCM語(yǔ)音采樣的組壓縮為語(yǔ)音編碼幀，以及一種專用板(SPB)，用于將來(lái)自MSB的語(yǔ)音編碼幀重新格式化為空中CDMA語(yǔ)音編碼幀。MSB和SPB每個(gè)都具有一個(gè)從屬于“PSTN時(shí)間”的本地定時(shí)器。BSC進(jìn)一步包含一個(gè)連接到GPS接收機(jī)的定時(shí)部分板(TUB)。TUB接收來(lái)自GPS接收機(jī)的“GPS時(shí)間”。TUB生成定時(shí)單元，每個(gè)定時(shí)單元都包含根據(jù)“GPS時(shí)間”的日時(shí)信息。TUB通過(guò)異步轉(zhuǎn)移模式(ATM)網(wǎng)絡(luò)將定時(shí)單元分發(fā)到MSB和SPB。MSB和SPB使用接收到的定時(shí)單元來(lái)比較跟蹤“PSTN時(shí)間”的它們的本地定時(shí)器與“GPS時(shí)間”。無(wú)論何時(shí)MSB和SPB的本地定時(shí)器對(duì)“GPS時(shí)間”的漂移超出一個(gè)預(yù)定的時(shí)間窗口，MSB和SPB都使它們的本地定時(shí)器與“GPS時(shí)間”重新對(duì)準(zhǔn)。
文檔編號(hào)H04B7/26GK1486552SQ01821926
公開(kāi)日2004年3月31日 申請(qǐng)日期2001年11月13日 優(yōu)先權(quán)日2000年11月14日
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