[发明专利]用于在通信系统中对帧进行时间调整的方法和系统

说明书

本发明涉及通信系统领域，具体涉及用以在通信系统中对帧进行时间调整的方法和系统。

蜂窝通信系统的码分多址(CDMA)标准(IS-95)要求8kb/s话音编码算法。声码器把语音变换为数字数据流。许多技术业已用于减少为了发送可接受的语音信号所需的数据速率。尽管如此，在任何给定话音编码系统具有较高的数据速率时就产生较高质量的语音信号。

现场测试的CDMA蜂窝系统的8kb/s声码器业已表明非优化的语音质量。很明显，解决方案是要增加声码器的数据速率。这个解决方案对CDMA蜂窝电话系统的其它部分有很大影响。

图1示出CDMA蜂窝系统10的一部分。基站控制器(BSC)12通过T1电话线16耦合到多个基站收信机现场(BTS)14。BTS14正在与多个移动站(便携或用户单元)18进行无线电通信。在CDMA系统10中进来的话音数据由BSC12从公共交换电话网(PSTN)20接收到。单一的话音信道含有64kb/s、脉码调制(PCM)信号。BTS14以16kb/s发送包含额外开销数据的单一话音信道。BSC12具有多个代码转换器(XCDR)22，用以压缩从PSTN来的64kg/s话音信道成为16kb/s话音和控制信道。由于BSC12具有比来自PST20进入的一个单一的话音信道更多的话音信道，故需要一个多路“去复用”器(DEMUX)24来分离这些信道。一旦这些信道已代码转换，它们由多路复用器(MUX)26多路复接到T1线路16。控制器28对BSC12进行全面控制。

BTS14从T1线路16接收多个话音信号，面多路“去复用”器(DEMUX)30分离这些话音信道并把它们引导到多个代码转换器(XCVR)32之一。代码转换器对经过天线34接收的话音信号进行调制以便于无线电发送。组合器/分离器36把多个收发信机32耦合到天线34上。BTS14具有一个全球定位系统(GPS)接收机38，其功能将在下文更详细地说明。控制器40全面协调和控制BTS14。

从PSTN20接收的话音信号不包含BSC12与BTS14通信所需的任何控制信息。该控制信息由BSC12加上。该控制信息和代码转换的话音数据在一帧内发送。现有技术的帧50的例子示于图2。现有技术的帧50包含320比特，而且是20ms长。帧50具有35比特同步字、37比特控制数据、202比特的数据(话音)、42比特用于通用时间计数器(VTC)和4T比特。在现有技术的8kb/s声码器中，202比特中只有166比特用于话音信号。对于CDMA标准任何声码器的变化必须在16kb/s帧的范围内，除非对该结构的其它部分进行大规模的再设计。为了满足希望的话音质量标准，业已选定13.25kb/s声码器。这要求每帧265数据比特。

现已设计出一种新的帧结构来实现13.25kb/s声音编码方案。首先，使用所有可用的数据比特来增加可用的数据比特到202个。UTC比特只在非全速率链路上发送。空出42比特。控制数据比特的汉明码部分由于不需要而被消除，空出5比特。坏帧质量指示符被减少到9比特。然而，帧序列比特必须递增1比特。所有这些变化允许每帧253比特，所需的265比特短了12比特。

4T比特很少使用，而且唯一的功能是在一帧需要在时间上超前的情况下保留时间。而帧与时间调整比特不是每帧都需要的。但是BTS14和BSC12是希望的。据此，现在需要一种帧与时间调整系统和方法，每帧使用很少比特以便空出用于数据的比特。

图1是码分多(CDMA)蜂窝电话系统部件的方框图；

图2是现有技术帧结构的图解表示；

图3是新的帧结构的图解表示；

图4是用于收发信机基站中调整帧序列的过程的流程图；

图5是用于基站控制器中调整帧序列的过程的流程图；

图6是检测动态同步字的过程的流程图；

图7是检测动态同步字的另一过程的流程图。

本发明提供通信系统的改进的帧与时间调整系统和用于通信系统的过程。帧与时间调整系统减少额外开销或控制比特，空出话音或数据的比特，因而允许较好的话音质量或较高数据速率。

在数字蜂窝通信系统中，重要的是从各个基站来的帧或时隙是时间协调的(现在预定的间隔发送)。没有这样做可导致基站之间的干扰和破坏过区切换过程。直接序列码分多址(DS-CDMA)系统在BTS使用GPS接收机38取得时间协调以提供通用时钟。使用通用时钟，BTS14通过发送帧调整参数通知BSC所发送的帧序列数。帧序列数范围从0至7和BSC12将该帧序列数插入到帧50的控制比特。