专利名称：为失去外部时钟信号源基站提供时钟的方法
技术领域：
本发明涉及无线网络技术领域，特别涉及移动WiMAX无线网络中为失去外部时钟信号源基站提供时钟的方法。
背景技术：
当前移动WiMAX网络中，每个基站必须安装独立的GPS接收天线，并通过基站的GPS信号输入口，将外部的GPS天线接收到的GPS信号输入到基站，使其获得稳定的时钟源，且获取自身准确的位置信息。每个基站装有一个保持振荡器，以保证短时间内失去外部GPS信号源时能继续提供可以正常工作的时钟和频率。
当某个基站在较长时间内无法获得外部GPS信号时，基站保持振荡器产生的时钟的误差必然越来越大，以致无法保证稳定的射频质量，由此产生中心频率飘移，上下行帧与其他基站不同步导致对其他基站产生严重的干扰。另外，失去外部GPS信号超过某段时间后基站本身将完全无法工作，造成基站覆盖区的用户无法接入网络，造成很大的损失。
在当前的移动WiMAX网络中，造成基站失去外部GPS信号的因素很多，主要包括天气原因(如大雨，大雾)，附近不明信号的干扰，暴露在外的GPS天馈线初期安装问题/老化/进水等导致的连接松动等。这些众多原因导致网络规模较大时，出现GPS信号失步基站的概率和失步基站的数量明显增加，而人工方式的单站现场检查又费时又费力，而且无法从根本上解决基站GPS失步带来的问题。
在其他如GSM/WCDMA/CDMA/TD-SCDMA等蜂窝网络中，基站间可以通过TDM方式的T1/E1回程来实现频率和时钟同步，TDM网络在物理层通过实际信道来传送定时信息，避免了定时参考的劣化，构建了一个可靠的端对端同步链。但是WiMAX是基于全IP网络的技术，在协议中并没有明确规定如何处理TDM信号，即使是加入TDM CS层，它也只能终止于WiMAX的MAC层，对于没有PSTN上行链路的WiMAX基站仍然无法实现这种方式。其次，在网络的营运成本中，租用传统TDM回程的费用会占到总支出的30％到50％。由于这个原因，许多的运营商希望能够通过IP或以太网方式来实现这一过程，实现在拥有更宽的数据通路的同时降低运营成本。随着需求与技术的发展，在未来的分组网络里PDH方式必将被淘汰，所以将T1/E1传时钟的方式引入WiMAX基站设计并不可行。
发明内容
本发明的目的是提供一种为失去外部时钟信号源基站提供时钟的方法。
按照本发明的一方面，一种为失去外部时钟信号源基站提供时钟的方法，包括步骤 a.当基站失去外部GPS信号源后，所述基站向接入服务网关发送GPS同步建立清求； b.所述接入服务网关向转发基站发送GPS转发指示消息请求GPS信号； c.所述转发基站将GPS信号通知所述接入服务网关； d.所述接入服务网关将GPS信号发送给所述基站。
按照本发明的另一方面，一种为失去外部时钟信号源基站提供时钟的方法，包括步骤 a.当基站1失去外部GPS信号源后，基站1向接入网关1发送GPS同步建立请求； b.接入服务网关1在所管理的GPS源基站列表中删除基站1，在GPS失步基站列表中加入基站1，若基站1在GPS转发基站列表中，则在该表中删除基站1； c.接入服务网关1在所管理的GPS转发基站列表和GPS源基站列表都为空时，向其他相邻接入服务网关组播GPS同步建立请求； d.其他接入服务网关收到GPS同步建立请求后检查自身管理的GPS转发基站列表及GPS源基站是否为空，并将检查结果通过GPS同步建立应答消息反馈给接入服务网关1； e.接入服务网关1根据收到的多个GPS同步建立应答消息选择一个接入服务网关2并向其发送GPS转发指示消息； f.接入服务网关2检查当前自身的GPS转发基站列表是否为空，若非空，则直接向接入服务网关1发送GPS转发确认，并将向接入服务网关1转发GPS信号； g.接入服务网关1将从接入服务网关2接收到的GPS信号发给基站1。
本发明确保了同步永远不受损，网络能始终提供正常的服务。即使接入服务网关下所有基站都失去外部信号源，也可以通过其他接入服务网关下的转发基站列表中的基站转发GPS时钟和频率同步。最大限度的节约GPS信号转发带来的传输和处理开销。
图1是同一个接入服务网关下GPS信号转发流程图； 图2是同一个接入服务网关下某基站恢复外部GPS信号源时的处理流程图； 图3是不同接入服务网关下集站间GPS信号转发流程图； 图4是不同接入服务网关下某基站恢复外部GPS信号源时的处理流程图； 图5是移动WiMAX网络中GPS信号转发示意图，其中，图中”X”表示GPS信号中断。
具体实施例方式 在本发明中 每个基站和接入服务网关都装有一个GPS信号转发装置，其对外GPS输出与回程链路共用同一物理接口以避免单独铺设GPS传输线带来的额外开销(如图5)。转发的GPS信号包括秒脉冲(PPS)和时间信息(TOD)。
在回程链路上传输GPS信号时，为保证其获得最高优先级，不受任何传输负载带来的干扰，可以在实现中预先建立专用GPS通道。
转发的GPS信号中的时间信息可以通过确定网元之间的传输时延加以纠正。网元的传输时延可以通过接收消息的时间与消息包含的时间戳的差值计算得到。
每个接入服务网关维护3个表 ①GPS源基站列表将接入服务网关下的基站中当前具有正常外部GPS信号源输入的基站放在GPS源基站列表； ②GPS转发基站列表将当前具有正常外部GPS信号源输入且向所属接入服务网关转发GPS信号的基站放在GPS转发基站列表； ③GPS失步基站列表将失去外部GPS信号源的基站放在GPS失步基站列表。
在网络初始运行阶段，GPS转发基站列表和GPS失步基站列表为空，源基站列表包含接入服务网关控制下的所有基站。
本发明针对以下4种情况提供了相应的处理流程 情况1同一个接入服务网关下GPS信号转发流程，如图1所示； 情况2同一个接入服务网关下某基站恢复外部GPS信号源时的处理，如图2所示； 情况3不同接入服务网关下GPS信号转发流程，如图3所示； 情况4不同接入服务网关下某基站恢复外部GPS信号源时的处理，如图4所示。
针对情况1，处理步骤如下，如图1 步骤1.1某基站(如基站1)失去外部GPS信号源后向所属接入服务网关发送GPS同步建立请求。作为可选方案，接入服务网关向基站发送GPS通道建立指示，基站返回GPS通道建立确认完成GPS通道链路的建立。
步骤1.2接入服务网关在所管理的GPS源基站列表中删除基站1，在GPS失步基站列表中加入基站1；若基站1在GPS转发基站列表中，则在该表中删除基站1。
步骤1.3接入服务网关在所管理的GPS转发基站列表为空，而GPS源基站列表非空时，从GPS源基站列表中选择一个基站加入GPS转发基站列表并从该基站接收GPS信号 1)接入服务网关在GPS转发基站列表中选择一个基站并向其发送GPS 转发指示消息请求GPS信号。
2)基站返回GPS转发确认消息，并通过GPS信号转发器向接入服务网关发送GPS信号。
3)作为可选方案，接入服务网关向基站发送GPS通道建立指示，基站返回GPS通道建立确认完成GPS通道链路的建立。
步骤1.4接入服务网关向失步基站列表中新加入的基站转发GPS信号。
针对情况2，处理步骤如下，如图2所示 步骤2.1当接入服务网关所管理的失步基站列表中某个基站(如基站1)恢复了外部GPS信号源，且恢复时间超过某个门限值时，该基站向接入服务网关发送GPS同步解除请求。作为可选方案，接入服务网关向基站发送GPS通道拆除指示，基站返回GPS通道拆除确认完成GPS通道链路的拆除。
步骤2.2接入服务网关收到基站发送的GPS同步解除请求后停止向其转发GPS信号，并在GPS失步基站列表中删除恢复外部GPS信号源的基站，并在GPS源基站列表中加入该基站。
步骤2.3如果此时接入服务网关所管理的GPS失步基站列表为空时，则清空GPS转发基站列表，并执行以下步骤 1)接入服务网关向GPS转发基站列表中的基站发送GPS转发停止消息 2)基站收到GPS转发停止消息后停止向接入服务网关转发GPS信号。
3)作为可选方案，接入服务网关向基站发送GPS通道拆除指示，基站返回GPS通道拆除确认完成GPS通道链路的拆除。
针对情况3，处理步骤如下，如图3所示 步骤3.1某基站(如基站1)失去外部GPS信号源后向所属接入服务网关(如接入服务网关1)发送GPS同步建立请求。作为可选方案，接入服务网关1向基站1发送GPS通道建立指示，基站返回GPS通道建立确认完成GPS通道链路的建立。
步骤3.2接入服务网关1在所管理的GPS源基站列表中删除基站1，在GPS失步基站列表中加入基站1；若基站1在GPS转发基站列表中，则在该表中删除基站1。
步骤3.3接入服务网关1在所管理的GPS转发基站列表和GPS源基站列表都为空时，向其他相邻接入服务网关组播GPS同步建立请求。
步骤3.4其他接入服务网关收到GPS同步建立请求后检查自身管理的GPS转发基站列表及GPS源基站是否为空，并将检查结果通过GPS同步建立应答消息反馈给接入服务网关1。
步骤3.5接入服务网关1根据收到的多个GPS同步建立应答消息选择一个接入服务网关(如接入服务网关2)向其发送GPS转发请求消息。
步骤3.6接入服务网关2检查当前自身的GPS转发基站列表是否为空，若非空则直接进入步骤3.10；否则继续下一步。
步骤3.7接入服务网关2从GPS源基站列表选择一个基站(如基站2)加入GPS转发基站列表，并向该基站发送GPS转发指示消息请求GPS信号。
步骤3.8基站2返回GPS转发确认消息，并向接入服务网关2转发GPS信号。
步骤3.9接入服务网关2在GPS转发基站列表中加入基站2。作为可选方案，接入服务网关2向基站2发送GPS通道建立指示，基站2返回GPS通道建立确认完成GPS通道链路的建立。
步骤3.10接入服务网关2向接入服务网关1发送GPS转发确认消息。作为可选方案，接入服务网关2向接入服务网关1发送GPS通道建立指示，接入服务网关1返回GPS通道建立确认完成GPS通道链路的建立。接入服务网关2向接入服务网关1转发GPS信号。
步骤3.11接入服务网关1向基站1转发GPS信号，并在GPS转发基站列表中加入基站2。
针对情况4，处理步骤如下，如图4所示 步骤4.1当接入服务网关所管理的失步基站列表中某个基站(如基站1)恢复了外部GPS信号源，且恢复时间超过某个门限值时，该基站向所属接入服务网关(如接入服务网关1)发送GPS同步解除请求。作为可选方案，接入服务网关1向基站1发送GPS通道拆除指示，基站1返回GPS通道拆除确认完成GPS通道链路的拆除。
步骤4.2接入服务网关1在收到基站发送的GPS同步解除请求后停止向其转发GPS信号，然后在GPS失步基站列表中删除基站1，并在GPS源基站列表中加入该基站。
步骤4.3如果此时接入服务网关1所管理的GPS失步基站列表为空时，则清空GPS转发基站列表。若在清空前，GPS转发基站列表中含有其他接入服务网关(如接入服务网关2)下的基站(如基站2)时，执行如下步骤 1)接入服务网关1向接入服务网关2发送GPS转发停止消息，消息包含基站1的标识。作为可选方案，接入服务网关2向接入服务网关1发送GPS通道拆除指示，接入服务网关1返回GPS通道拆除确认完成GPS通道链路的拆除。
2)接入服务网关2在GPS失步基站列表中删除基站1。
3)若接入服务网关2管理的GPS失步基站列表为空，则接入服务网关2清空其GPS转发基站列表，并向基站2发送GPS转发停止消息。
作为可选方案，接入服务网关2向基站2发送GPS通道拆除指示，基站2返回GPS通道拆除确认完成GPS通道链路的拆除。
步骤4.4接入服务网关1在其GPS转发基站列表中删除基站2。
a.新增消息 根据本发明，需要在基站与接入服务网关间的R6接口加入如下新的消息 1.GPS同步建立请求
2.GPS转发指示
3.GPS转发确认
4.GPS同步解除请求
5.GPS转发停止
6.GPS通道建立指示(可选)
7.GPS通道建立确认(可选)
8.GPS通道拆除指示(可选)
9.GPS通道拆除确认(可选)
根据本发明，需要在不同接入服务网关间的R4接口加入如下新的消息 1.GPS同步建立应答
权利要求
1.一种为失去外部时钟信号源基站提供时钟的方法，包括步骤
a.当基站失去外部GPS信号源后，所述基站向接入服务网关发送GPS同步建立请求；
b.所述接入服务网关向转发基站发送GPS转发指示消息请求GPS信号；
c.所述转发基站将GPS信号通知所述接入服务网关；
d.所述接入服务网关将GPS信号发送给所述基站。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于还包括接入服务网关管理基站列表。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于所述列表包括
GPS源基站列表；
GPS转发基站列表；
GPS失步基站列表。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于所述转发基站保存在GPS转发基站列表中。
5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于
接入服务网关在所管理的GPS源基站列表中删除失步基站，并将失步基站加入GPS失步基站列表；
接入服务网关从GPS源基站列表中选择一个基站加入GPS转发基站列表并从该基站接收GPS信号；
接入服务网关向失步基站列表中新加入的基站发送GPS转发指示。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于还包括
在从失步基站列表中的基站收到同步建立请求时，接入服务网关向该失步基站发送GPS通道建立指示；
基站返回GPS通道建立确认完成GPS通道的建立。
7.根据权利要求5所述的方法，其特征在于还包括
在从转发基站列表中的基站收到转发确认消息之后，接入服务网关向该转发基站发送GPS通道建立指示；
基站返回GPS通道建立确认完成GPS通道的建立。
8.根据权利要求3所述的方法，其特征在于
接入服务网关在GPS转发基站列表中选择一个基站并向该基站发送GPS转发指示消息；
所述基站返回GPS转发确认消息。
9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于每个接入服务网关和基站安装有GPS信号收发装置，对外GPS输出与回程链路共用同一物理接口。
10.根据权利要求1所述的方法，其特征在于在回程链路上传输GPS信号时，在转发GPS信号之前在回程链路上预先建立GPS通道。
11.根据权利要求1所述的方法，其特征在于所述基站和接入服务网关分别装有GPS信号转发装置。
12.根据权利要求3所述的方法，其特征在于还包括
当接入服务网关所管理的失步基站列表中的基站恢复了外部GPS信号源，且恢复时间超过某个门限值时，该基站向接入服务网关发送GPS同步解除请求；
接入服务网关在GPS失步基站列表中删除恢复外部GPS信号源的基站，并在GPS源基站列表中加入该基站；
如果此时接入服务网关所管理的GPS失步基站列表为空时，则清空GPS转发基站列表；
接入服务网关向恢复外部GPS信号源的基站发送GPS转发停止消息。
13.根据权利要求12所述的方法，其特征在于
在收到来自基站的同步解除请求时，接入服务网关向该基站发送GPS通道拆除指示，基站返回GPS通道拆除确认完成GPS通道链路的拆除。
14.根据权利要求12所述的方法，其特征在于在向基站发送转发停止消息后，接入服务网关向该基站发送GPS通道拆除指示，基站返回GPS通道拆除确认完成GPS通道链路的拆除。
15.根据权利要求12所述的方法，其特征在于如果转发基站列表中的基站全都属于本接入服务网关，则包括步骤
接入服务网关向GPS转发基站列表中的所有基站发送GPS转发停止消息；
所有基站收到GPS转发停止消息后停止向接入服务网关转发GPS信号。
16.一种为失去外部时钟信号源基站提供时钟的方法，包括步骤
a.当基站1失去外部GPS信号源后，基站1向接入网关1发送GPS同步建立请求；
b.接入服务网关1在所管理的GPS源基站列表中删除基站1，在GPS失步基站列表中加入基站1，若基站1在GPS转发基站列表中，则在该表中删除基站1；
c.接入服务网关1在所管理的GPS转发基站列表和GPS源基站列表都为空时，向其他相邻接入服务网关组播GPS同步建立请求；
d.其他接入服务网关收到GPS同步建立请求后检查自身管理的GPS转发基站列表及GPS源基站是否为空，并将检查结果通过GPS同步建立应答消息反馈给接入服务网关1；
e.接入服务网关1根据收到的多个GPS同步建立应答消息选择一个接入服务网关2并向其发送GPS转发指示消息；
f.接入服务网关2检查当前自身的GPS转发基站列表是否为空，若非空，则直接向接入服务网关1发送GPS转发确认，并将向接入服务网关1转发GPS信号；
g.接入服务网关1将从接入服务网关2接收到的GPS信号发给基站1。
17.根据权利要求16所述的方法，其特征在于如果接入服务网关2的GPS转发基站列表为空，则还包括
a.接入服务网关2从GPS源基站列表选择一个基站2加入GPS转发基站列表，并向该基站发送GPS转发指示；
b.基站2返回GPS转发确认，并向接入服务网关2转发GPS信号；
c.接入服务网关2在GPS转发基站列表中加入基站2；
d.接入服务网关2向接入服务网关1发送GPS转发确认，并向接入服务网关1转发GPS信号；
接入服务网关1向基站1转发GPS信号。
18.根据权利要求16所述的方法，其特征在于还包括
在从失步基站列表中的基站1收到同步建立请求时，接入服务网关1向该基站发送GPS通道建立指示；
基站1返回GPS通道建立确认完成GPS通道链路的建立。
19.根据权利要求16所述的方法，其特征在于还包括
在从转发基站列表中的基站2收到GPS转发确认时，接入服务网关2向该基站发送GPS通道建立指示；
基站2返回GPS通道建立确认完成GPS通道链路的建立。
20.根据权利要求16所述的方法，其特征在于还包括
在向失步基站1所在的接入服务网关1发送转发确认后，管理转发基站的接入服务网关2向失步的接入服务网关1发送GPS通道建立指示；
失步的接入服务网关1返回GPS通道建立确认完成GPS通道链路的建立。
21.根据权利要求16所述的方法，其特征在于还包括
当接入服务网关1所管理的失步基站列表中的基站1恢复了外部GPS信号源，且恢复时间超过某个门限值时，该基站1向接入服务网关1发送GPS同步解除请求；
接入服务网关1在GPS失步基站列表中删除恢复外部GPS信号源的基站1，并在GPS源基站列表中加入基站1；
如果此时接入服务网关1所管理的GPS失步基站列表为空时，则清空GPS转发基站列表；
接入服务网关1在其GPS转发基站列表中删除基站2。
22.根据权利要求21所述的方法，其特征在于还包括如果在清空GPS转发基站列表之前，GPS转发基站列表中包含有其它接入服务网关2下的基站2，则
接入服务网关1向接入服务网关2发送GPS转发停止消息；
接入服务网关2在GPS失步基站列表中删除基站1；
如果接入服务网关2管理的GPS失步基站列表为空，则接入服务网关2清空其GPS转发基站列表，并向基站2发送GPS转发停止消息。
23.根据权利要求21所述的方法，其特征在于在从失步基站列表中的基站收到同步解除请求时，接入服务网关1向基站1发送GPS通道拆除指示，基站1返回GPS通道拆除确认完成GPS通道链路的拆除。
24.根据权利要求22所述的方法，其特征在于在从失步基站所在的接入服务网关收到GPS转发停止消息后，管理转发基站的接入服务网关2向失步的接入服务网关1发送GPS通道拆除指示，失步的接入服务网关1返回GPS通道拆除确认完成GPS通道链路的拆除。
25.根据权利要求22所述的方法，其特征在于向转发基站列表中的基站发送GPS转发停止消息后，接入服务网关2向基站2发送GPS通道拆除指示，基站2返回GPS通道拆除确认完成GPS通道链路的拆除。
26.根据权利要求16所述的方法，其特征在于每个接入服务网关和基站安装有GPS信号收发装置的对外GPS输出与回程链路共用同一物理接口。
27.根据权利要求16所述的方法，其特征在于在回程链路上传输GPS信号时，在转发GPS信号之前在回程链路上预先建立GPS通道。
28.根据权利要求16所述的方法，其特征在于所述基站和接入服务网关分别装有GPS信号转发装置。
全文摘要
一种为失去外部时钟信号源基站提供时钟的方法，包括步骤a.当基站失去外部GPS信号源后，所述基站向接入服务网关发送GPS同步建立请求；b.所述接入服务网关向转发基站发送GPS转发指示消息请求GPS信号；c.所述转发基站将GPS信号通知所述接入服务网关；d.所述接入服务网关将GPS信号发送给所述基站。本发明确保了同步永远不受损，网络能始终提供正常的服务。即使接入服务网关下所有基站都失去外部信号源，也可以通过其他接入服务网关下的转发基站列表中的基站转发GPS时钟和频率同步。最大限度的节约GPS信号转发带来的传输和处理开销。
文档编号H04W56/00GK101754350SQ20081018440
公开日2010年6月23日 申请日期2008年12月19日 优先权日2008年12月19日
发明者崔明星 申请人:三星电子株式会社, 北京三星通信技术研究有限公司