专利名称：为无线网络控制器产生和分配内部时钟的方法及装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及移动通信系统，尤其涉及在移动通信系统中为无线网络控制器产生和分配内部时钟的方法及装置。
背景技术：
在如图1所示的移动通信系统中，核心网103与位于接入网104的无线网络控制器1041之间以STM-1(1级同步传输模块)/E1(欧洲传输标准-E1)/T1(北美或日本传输标准-T1)线路相连。一般在无线网络控制器1041内部设置一个专门的时钟板(未示出)，用于从STM-1/E1/T1线路中提取传输时钟，而后将传输时钟送至各层机箱的背板。相箱的背板上连接着各种处理板。机箱、时钟板、各种处理板以及其他一些组件共同构成了无线网络控制器1041。无线网络控制器1041内的各个处理板，从机箱的背板获得上述传输时钟，并根据自身需要从传输时钟独立地产生无线时钟，即无线帧号。
上述设置专门的时钟板以提取传输时钟的方法，客观上增加了无线网络控制器中的板卡种类，从而减低了移动通信系统的可靠性。再者，这种方法一般需要通过附加的电缆将外接STM-1/E1/T1线路与时钟板连接起来，增加了无线网络控制器外连线的复杂度。另外，为了使各处理板根据传输时钟产生无线时钟，必须单独设计各处理板，所以无法采用现成的商用板卡，从而降低了系统开发灵活性，并增加了开发成本。
发明内容
本发明的目的在于解决上述技术问题，提供一种为无线网络控制器产生和分配内部时钟的方法及装置。
为了实现上述目的，本发明提供一种在无线网络控制器中产生内部时钟的方法，其特征在于包括以下步骤在一块主传输协议处理板上，从与核心网相连的同步/异步线路上提取时钟信号；在所述主传输协议处理板上，根据从所述同步/异步线路上提取的时钟信号，生成基准传输时钟；以及将所述基准传输时钟发送到所述主传输协议处理板所位于的子架的时钟总线上。
本发明还提供一种在无线网络控制器中产生内部时钟的方法，其特征在于包括以下步骤在一块指定的传输协议处理板上，生成基准传输时钟；在所述指定的传输协议处理板上，对所述基准传输时钟进行计数，生成无线时钟；周期性地从所述指定的传输协议处理板向所述无线网络控制器中的至少一个无线协议处理板广播所述无线时钟。
本发明还提供一种用于无线网络控制器的传输协议处理板，其特征在于包括时钟信号选择器，当所述传输协议处理板作为主传输协议处理板使用时，所述时钟信号选择器用于从与核心网相连的同步/异步线路上提取时钟信号，而当所述传输协议处理板作为从传输协议处理板使用时，所述时钟信号选择器用于从所述传输协议处理板所位于的子架的时钟总线上获得时钟信号；锁相环，根据所述时钟信号选择器提取或获得的时钟信号，生成基准传输时钟；以及时钟驱动器，当所述传输协议处理板作为主传输协议处理板使用时，所述时钟驱动器用于将生成的基准传输时钟发送到所述传输协议处理板所位于的子架的时钟总线上。
本发明还提供一种用于无线网络控制器的传输协议处理板，其特征在于包括
基准传输时钟产生器；无线时钟产生器，对所述基准传输时钟进行计数，生成无线时钟；网络时间协议/简单网络时间协议服务器，用于周期性地从所述传输协议处理板向所述无线网络控制器中的至少一个无线协议处理板广播所述无线时钟。
根据本发明的方法及装置，将时钟单元集成在传输协议处理板或STM-1/E1/T1接口板上，从而不必设置专门的时钟板，也无需附加的电缆以连接外接STM-1/E1/T1线路。所以，本发明的方法及装置减少了无线网络控制器内的板卡种类，并减轻了系统外连线的复杂度。
再者，根据本发明的方法及装置，无线时钟是在传输协议处理板上产生的，然后通过NTP/SNTP协议周期性广播至各处理板。各处理板无需自行产生无线时钟，所以不必单独设计各处理板。这样，可以采用现成的商用板卡，增加了系统开发灵活性，降低了开发成本。
结合附图阅读本发明实施方式的详细描述后，本发明的其他特点和优点将变得更加清楚。
图1是无线移动通信系统的示意图；图2是抽取、产生并在子架内分配传输时钟的示意图；图3是在整个机架的各子架之间分配传输时钟的示意图；图4是产生及分配无线时钟的示意图。
具体实施例方式
下面结合附图详细描述本发明的具体实施方式
。
图1是无线移动通信系统的示意图。如图1所示，该移动通信系统包括三个基本部分，即标号103表示的核心网，标号104表示的通用移动通信系统(UMTS)地面无线接入网(UTRAN)，标号105表示的用户设备。
UMTS地面无线接入网(UTRAN)104包括至少一个无线网络控制器(RNC)1041(虽然图中仅示出一个)和多个节点-B1042。节点-B1042在第三代移动通信系统中作为基站使用，与多个用户设备105进行通信。每个无线网络控制器1041通过地面线路或微波与相应的多个节点-B1042连接，对与其连接的节点-B1042进行控制。因此，在某些网络中，无线网络控制器1041又称为基站控制器(BSC)。每个无线网络控制器1041，通过STM-1/E1/T1线路与核心网103连接。
核心网103至少包括两个域，即电路交换域和分组交换域(图中均未示出)，分别与公用电话交换网/综合业务数字网(PSTN/ISDN)101和公用数据网(PDN)102连接。
本发明主要涉及无线网络控制器1041，因此对图1所示的其他内容不做过多描述。
无线网络控制器1041包括若干机架，每个机架包括若干子架，每个子架包括若干处理板。各处理板例如可以分为呼叫处理板(CP)、无线协议处理板(RP)、传输协议处理板(TP)、和网络管理控制板(OMCP)。各处理板均安插在机架背板上设置的板卡槽位中，从而与背板总线相连。子架内不同处理板之间的数据交换，由子架交换单元完成。不同机架以及不同子架之间的数据交换由机架交换单元完成。
在本发明中，内部时钟是通过传输协议处理板(TP)产生的。下面从(1)传输时钟的产生及分配和(2)无线时钟的产生及分配两个方面介绍内部时间的产生及分配。
首先描述传输时钟的产生及分配。
假定在无线网络控制器1041中有多块传输协议处理板(TP)，一些传输协议处理板通过STM-1线路与核心网103相连，其中一块传输协议处理板被指定为主TP板，所有其他的传输协议处理板作为从TP板。主TP板提取来自核心网103的STM-1/E1/T1线路中的时钟作为基准时钟信号，即基准传输时钟，然后例如利用机架背板总线(例如符合PICMG 3.1标准的AdvancedTCA机箱上的背板总线)，将基准传输时钟分配至所有的从TP板。
图2是抽取、产生并在子架内分配基准传输时钟的示意图，示意性地示出了在一个子架内产生及分配基准传输时钟的情形。如图2所示，TP板的时钟单元主要包括时钟信号选择器201、第一分频器202、第二分频器203、控制开关204、三级时钟205、相位比较器206和若干个时钟驱动器207。其中，第一分频器202、第二分频器203、三级时钟205和相位比较器206等主要部件组成了一个锁相环(PLL)。
锁相环技术已是公知技术。锁相环中的晶体振荡器(如图2中的3级时钟205)被经常性地调整以便与输入信号在相位上匹配并锁定在输入信号的频率上。除了用于稳定特定的通信信道(使其设定在特定的频率)，锁相环还用于产生信号、调制或解调信号、重构低噪音的信号、倍频或分频。锁相环的特点是，在锁相环达到环路锁定后，由锁相环输出的信号的频率稳定度可以达到锁相环的输入信号的稳定度，输出信号与输入信号之间保持基本固定的相位差。
图2所示的TP板既可作为主TP板，也可作为从TP板。由机箱管理器(未示出)通过电子键控(E-keying)机制决定多块TP板中的哪块TP板作为主TP板，而其他TP板作为从TP板。与核心网(图1的标号103所示)连接的TP板上，时钟信号选择器201经过STM-1线路与核心网相连。
如果图2所示的TP板作为主TP板使用，则时钟信号选择器201从STM-1线路上提取时钟信号，然后将提取的时钟信号输入锁相环(PLL)。锁相环输出的信号，即为生成的基准时钟信号，也称基准传输时钟。
如图2所示，由锁相环输出的传输时钟，供该TP板内部使用，同时又通过相应的时钟驱动器207输出到位于机箱背板208是的时钟总线(图2所示例子中的时钟总线为CLK2A和CLK2B)。根据上述过程，传输时钟得以产生。
如果图2所示的TP板作为从TP板使用，则时钟信号选择器201从背板208上的时钟总线(如图2中的CLK2A、CLK2B)获取时钟信号。按照与上述过程类似的过程，时钟信号选择器201获取的时钟信号输入到锁相环，并由锁相环输出传输时钟，供从TP板内部使用。此时，由于机箱管理器(未示出)已通过电子键控(E-keying)机制将该块TP板决定为从TP板，电子键控(E-keying)机制已对位于锁相环输出端与背板时钟总线连线上的时钟驱动器进行了控制，使其不工作，所以锁相环输出的传输时钟不会传送到背板时钟总线。也就是说，机箱管理器通过电子键控机制决定只有主TP板才能获得对时钟总线的控制权；任何从TP板中的锁相环的输出时钟信号都不能到达时钟总线。根据上述过程，传输时钟得以经过时钟总线在各从TP板之间分配。
另外说明的是，每块TP板上有一个满足3级时钟精度的本地晶体振荡器。若主TP板无法从STM-1线路中提取有效的时钟信号，则暂由本地晶体振荡器维系工作，然后向位于网络管理控制板(OMCP)上的操作维护中心(O&M)发送消息，通知操作维护中心选择另一块与核心网相连的TP板作为主TP板，并向机箱管理器发出请求，通知机箱管理器将操作维护中心选择作为主TP板的TP板激活，使其担任主TP板。
本发明中的无线网络控制器可以采用任何适用的机箱作为系统子架。作为一种例子，而且是一种非常经济和方便的例子，本发明的无线网络控制器采用商用的符合PICMG 3.1标准的AdvancedTCA机箱作为系统子架。当然，AdvancedTCA机箱只是一种举例，它不构成对本发明的限制。
AdvancedTCA机箱的背板上设置了6条差分时钟总线，每条时钟总线与背板208上的所有板卡槽位相连，从而所有TP板，无论是主TP板还是从TP板，都可以物理连接到背板208上的时钟总线。
6条差分时钟总线分为3组，即CLK1A/CLK1B、CLK2A/CLK2B和CLK3A/CLK3B。其中A和B互为备份。
CLK1A/CLK1B，CLK2A/CLK2B的特性已被定义CLK1A/CLK1B为8kHz时钟信号专用；CLK2A/CLK2B为19.44MHz时钟信号专用(用于SDH/SONET设备的3级时钟)。
CLK3A/CLK3B由用户自定义，两者可互为备份，也可单独使用。
在图2所示的例子中，将CLK2A/CLK2B作为本发明的无线网络控制器的时钟总线。
虽然图2中仅示出时钟信号选择器201从同步线路STM-1上提取传输时钟，但是时钟信号选择器201也可以从异步线路如E1或T1上提取传输时钟。从同步线路或从异步线路提取时钟信号不构对本发明的限制。
图3是在整个机架的各子架之间分配传输时钟的示意图。在图3中，仅以图2所示的一条时钟总线CLK2A为例说明传输时钟是如何在整个机架内(即跨子架)进行分配的。
图3所示的例子中包括三个子架，即子架#1、子架#2、子架#3。每个子架内仅示意性地示出了两块TP板，和各自的时钟总线CLK2A。在子架#1中例如包括TP板301、TP板302。在子架#2中例如包括TP板303、TP板304。在子架#3中例如包括TP板305、TP板306。
每个子架中还具有若干时钟驱动器307。时钟驱动器307实际上位于TP板上，其驱动方向由机箱管理器和操作维护中心进行控制。
借助于适当数目的电缆308和适当数目的时钟驱动器307，各子架内的时钟总线(例如，CLK2A)得以连接起来。从而，主TP板产生的传输时钟可以在连接起来的时钟总线上传输并分配给各个子架内的所有从TP板。
为增加整个机架的前向可维护性，可在TP板的前面板设置两个连接器以保证电缆的前向连接。
为保证传输时钟的冗余性，在子架内的TP板的数目最好是偶数，即0个、2个、4个，等等，以兼顾CLK2A和CLK2B的子架间分配。考虑到SDH的APS 1+1特性，该要求是合理的。
以上描述了传输时钟的产生及分配以下将描述无线时钟的产生及分配。
图4是产生及分配无线时钟(即无线帧号)的示意图。图4举例示出一块传输协议处理(TP)板和多块无线协议处理(RP)板。在该TP板上，具有时钟单元401，无线帧号(RFN)产生器402和网络时间协议/简单网络时间协议(NTP/SNTP)服务器403。其中，时钟单元401具有如图2所示的功能和结构。NTP/SNTP协议用于在计算机网络中同步计算机时钟时间。该协议已是一种因特网标准。因此没有必要在此做过多描述。
TP板通过以太网与多块RP板相连。每块RP板上设置了一个NTP/SNTP客户机。图4所示的例子包括三块RP板，三块RP板分别具有NTP/SNTP客户机404、NTP/SNTP客户机405和NTP/SNTP客户机406。
TP板上，时钟单元401或者根据来自4条STM-1线路的时钟信号产生基准传输时钟(此时该TP板作为主TP板使用)，或者经过背板时钟总线从其他TP板接收基准传输时钟(此时该TP板作为从TP板使用)。当然，如在图2中所述，时钟单元401也可以根据异步线路如E1或T1上的时钟信号产生基准传输时钟。
RFN产生器402通过对时钟单元401输出的基准传输时钟进行计数，生成RFN(无线帧号)。
接下来，NTP/SNTP服务器403利用NTP/SNTP协议周期性地(例如每十分钟)将RFN经过以太网(以125微秒的精度)广播至所有RP板上的NTP/SNTP客户机。各个RP板在每个周期内独立地维护自己的RFN。RP板上的时钟足以避免在RFN同步的每次广播之间出现大的偏差。
原则上，RFN产生器402和NTP/SNTP服务器403可以放在任意的TP板上，但是它们必须在同一块TP板上。具体位于哪一块TP板上，由操作和维护中心(未示出)决定。
若RFN产生器402和NTP/SNTP服务器403发生故障，则由NTP/SNTP服务器403向网络管理控制板(OMCP)上的操作和维护中心(O&M)发送通知。操作和维护中心收到通知后，选择另外一块TP板负责无线时钟的产生与分配。
根据上述方案，TP板只需将传输时钟传递到所有其他TP板。例如利用链来传递传输时钟。
利用图2至4中所示的传输协议处理板，可以很方便地构造本发明的无线网络控制器。
虽然结合附图描述了本发明的实施方式，但是本领域内熟练的技术人员可以在所附权利要求的范围内做出各种变形或修改。
权利要求
1.一种在无线网络控制器中产生内部时钟的方法，其特征在于包括以下步骤在一块主传输协议处理板上，从与核心网相连的同步/异步线路上提取时钟信号；在所述主传输协议处理板上，根据从所述同步/异步线路上提取的时钟信号，生成基准传输时钟；以及将所述基准传输时钟发送到所述主传输协议处理板所位于的子架的时钟总线上。
2.根据权利要求1的产生内部时钟的方法，还包括以下步骤将所述主传输协议处理板生成的基准传输时钟，从所述主传输协议处理板所位于的子架的时钟总线，传输到另一个子架的时钟总线上。
3.根据权利要求2的产生内部时钟的方法，还包括以下步骤在连接到任何所述时钟总线的一块从传输协议处理板上，从所述时钟总线上获得时钟信号；在所述从传输协议处理板上，根据从所述时钟总线上获得的时钟信号，生成基准传输时钟，供所述从传输协议处理板内部使用。
4.根据权利要求1至3中任一项的产生内部时钟的方法，还包括以下步骤在所述主传输协议处理板无法从所述同步/异步线路提取时钟信号时，由所述无线网络控制器中的操作及维护中心选择一块与所述核心网连接的从传输协议处理板作为主传输协议处理板使用。
5.一种在无线网络控制器中产生内部时钟的方法，其特征在于包括以下步骤在一块指定的传输协议处理板上，生成基准传输时钟；在所述指定的传输协议处理板上，对所述基准传输时钟进行计数，生成无线时钟；周期性地从所述指定的传输协议处理板向所述无线网络控制器中的至少一个无线协议处理板广播所述无线时钟。
6.根据权利要求5的产生内部时钟的方法，其特征在于所述生成基准传输时钟的步骤包括以下步骤在所述指定的传输协议处理板上，从与核心网相连的同步/异步线路上提取时钟信号；在所述指定的传输协议处理板上，根据从所述同步/异步线路上提取的时钟信号，生成所述基准传输时钟。
7.根据权利要求5的产生内部时钟的方法，其特征在于所述生成基准传输时钟的步骤包括以下步骤在所述指定的传输协议处理板上，从其所连接的时钟总线上获得时钟信号；在所述指定的传输协议处理板上，根据从所述时钟总线上获得的时钟信号，生成所述基准传输时钟。
8.根据权利要求5至7中任一项的产生内部时钟的方法，还包括以下步骤在所述指定的传输协议处理板发生故障时，由所述无线网络控制器中的操作及维护中心选择另一块连接到所述时钟总线的传输协议处理板作为所述指定的传输协议处理板。
9.一种用于无线网络控制器的传输协议处理板，其特征在于包括时钟信号选择器，当所述传输协议处理板作为主传输协议处理板使用时，所述时钟信号选择器用于从与核心网相连的同步/异步线路上提取时钟信号，而当所述传输协议处理板作为从传输协议处理板使用时，所述时钟信号选择器用于从所述传输协议处理板所位于的子架的时钟总线上获得时钟信号；锁相环，根据所述时钟信号选择器提取或获得的时钟信号，生成基准传输时钟；以及时钟驱动器，当所述传输协议处理板作为主传输协议处理板使用时，所述时钟驱动器用于将生成的基准传输时钟发送到所述传输协议处理板所位于的子架的时钟总线上。
10.根据权利要求9的传输协议处理板，还包括电缆，用于连接所述无线网络控制器中不同子架中的时钟总线。
11.根据权利要求10的传输协议处理板，还包括另外的时钟驱动器，当所述传输协议处理板作为从传输协议处理板使用时，用于从所述传输协议处理板所位于的子架的时钟总线上获得时钟信号，并将所获得的时钟信号送给所述时钟信号选择器。
12.一种用于无线网络控制器的传输协议处理板，其特征在于包括基准传输时钟产生器；无线时钟产生器，对所述基准传输时钟进行计数，生成无线时钟；网络时间协议/简单网络时间协议服务器，用于周期性地从所述传输协议处理板向所述无线网络控制器中的至少一个无线协议处理板广播所述无线时钟。
13.根据权利要求12的传输协议处理板，其特征在于所述基准传输时钟产生器包括时钟信号选择器，用于从与核心网相连的同步/异步线路上提取时钟信号；锁相环，根据所述时钟信号选择器提取的时钟信号，生成所述基准传输时钟。
14.根据权利要求12的传输协议处理板，其特征在于所述基准传输时钟产生器包括时钟信号选择器，用于从所述传输协议处理板所位于的子架的时钟总线上获得时钟信号；锁相环，根据所述时钟信号选择器获得的时钟信号，生成所述基准传输时钟。
全文摘要
本发明提供一种在无线网络控制器中产生内部时钟的方法及相关传输协议处理板。该处理板包括时钟信号选择器，当传输协议处理板作为主传输协议处理板使用时，时钟信号选择器用于从与核心网相连的同步/异步线路上提取时钟信号，而当传输协议处理板作为从传输协议处理板使用时，时钟信号选择器用于从传输协议处理板所位于的子架的时钟总线上获得时钟信号；锁相环，根据时钟信号选择器提取或获得的时钟信号，生成基准传输时钟；以及时钟驱动器，当传输协议处理板作为主传输协议处理板使用时，时钟驱动器用于将生成的基准传输时钟发送到传输协议处理板所位于的子架的时钟总线上。本发明不必设置专门的时钟板，减少了板卡种类，减轻了连线复杂度。
文档编号H04W56/00GK1615031SQ200310103298
公开日2005年5月11日 申请日期2003年11月4日 优先权日2003年11月4日
发明者李春旭, 维亚内·安德里厄, 刘伟伟, 马克·弗雷内, 李清, 皮埃尔·德尔布雷伊 申请人:上海贝尔阿尔卡特股份有限公司