无线基站的同步的制作方法

文档序号:14422428阅读:316来源:国知局
无线基站的同步的制作方法

本公开一般涉及无线基站的同步。



背景技术:

在如今的无线网络中,使用多种不同技术,诸如长期演进(lte)、lte-高级、第三代合作伙伴计划(3gpp)、宽带码分多址(wcdma)、全球移动通信系统/gsm演进增强数据速率(gsm/edge)、全球微波接入互操作性(wimax)和超级移动宽带(umb)。无线网络包括在地理区域(通常称为小区)上提供无线覆盖的无线基站。

存在使基站的操作同步的需要。同步允许基站生成正确的rf载波频率并对无线接口上的无线信号的传输进行计时。取决于技术的类型,相邻小区可在相同频率或在不同频率操作。基站应当在所要求的频率操作,并且不应从该频率漂移。频率精度的典型要求约为十亿分之50(ppb)。当基站利用时分复用(tdm)或时分双工(tdd)时,除了频率同步之外,还存在对于基站具有到准确的时间/相位同步参考的接入的要求。要求时间/相位同步以用于在无线电接口上正确生成tdd帧,以避免由相邻小区生成的信号之间的干扰。时间/相位同步的典型要求大约是+/-1.5μs。

作为示例,室内覆盖问题与在室内和室外位置二者中对数据需求的增加是与当前的移动网络规划有关的其中两个最大问题,尤其是伴随着向4g的迁移(因为它的更高频段造成甚至更多的路径和穿透损耗以及缩短的覆盖范围)。运营商能够利用小型小区(诸如微小区或微微小区)来扩展容量并以成本高效地方式填充它们的网络中的覆盖空洞。移动网络的演进正带来协调无线电基站的增加的需求,并且因此还要求相位/时间同步参考的分发。

在一些基站实现中,将无线电单元和基带处理设备(又称为数字单元(du))进行组合。在其它实现中,无线电单元和du是分开的,并且它们能够被拆分在两个不同位置之间。在这种情况下,无线电单元称为远程无线电单元(rru)。无线电单元从基带信号创建模拟传送rf信号,并将rf信号提供给天线。无线电单元对应地将rf接收信号进行数字化。du和rru经由例如光网络被连接。所述一个或多个du可被集中化并离rru例如几千米进行远程定位。rru被靠近无线电天线进行放置,例如放置在天线杆中。这使得天线和rru之间的馈线(feeder)以及跳线(jumper)损耗最小化,这通常是大多数无线电传输网络中要解决的主要挑战,以例如增强移动服务的上行链路容量。信号处理被集中在du中,du为多个小区提供处理资源,每个小区由通过rru驱动的天线覆盖。与云计算原理一致,这允许在许多小区之间动态地共享处理资源池,从而节省能量,改善无线电链路可靠性,并减小接入站点的数量和大小。通用公共无线电接口(cpri)规定用于在du和rru之间携带数据的时分复用(tdm)协议。

无线网络可包括诸如下列的基站类型的混合:(i)具有被拆分的rru和du的一个或多个基站,以及(ii)在基站处具有rf和基带处理的一个或多个整体式基站。值得期望的是,不同类型的基站在频率和/或时间上同步。



技术实现要素:

本公开的一方面提供一种在传输网络的第一节点执行的方法。传输网络连接到第一无线基站和第二无线基站。第一无线基站包括远程无线电单元和基带处理单元。该方法包括接收携带至少在基带处理单元和远程无线电单元之间的第一通信信号的同步时分复用通信信号。该方法包括从同步时分复用通信信号确定频率同步信号。该方法包括将同步时分复用通信信号传送到远程无线电单元。该方法包括将频率同步信号传送到第二无线基站。

至少一个示例的优点是,在不需要单为第二无线基站实现单独的同步方案的情况下,能够使第一无线基站和第二无线基站同步。这能够减少设备和通过传输网络携带的信令。

至少一个示例的优点是,利用携带到第一无线基站的第一通信信号的tdm信号(例如,cpri信号)的准确物理层频率来获得频率同步。

该方法可包括接收用于第二无线基站的第二通信信号。能够将频率同步信号与第二通信信号一起传送到第二无线基站。

第二通信信号可以是以太网信号。该方法可包括将频率同步信号和第二通信信号作为同步以太网信号传送到第二无线基站。

同步时分复用通信信号可携带用于远程无线电单元的第一通信信号和用于第二无线基站的第二通信信号。可在光波长上携带同步时分复用通信信号,并且时间同步消息可与同步时分复用通信信号在相同的光波长上被携带。例如,能够将它们映射到在相同光波长上携带的数字信号的不同部分中。

该方法可包括:在第一节点处维持第一时钟;以及与第二无线基站互换同步消息,以便允许第二无线基站处的时钟与第一节点处的第一时钟实现相位同步。

同步消息可以是时间同步消息,以便允许第二无线基站处的时钟与第一节点处的第一时钟实现相位和时间同步。同步消息可以是精确时间协议ptp消息。

在第一节点处维持第一时钟可包括从传输网络的第二节点接收时间戳。该方法可包括确定在第二节点和第一节点之间由传输网络引发的延迟。该方法可包括基于时间戳和确定的延迟更新第一时钟。

第二无线基站可具有第二时钟。该方法可包括在第二无线基站和托管主时钟的节点之间携带同步消息,其中时间同步消息用于允许无线基站使第二时钟与主时钟同步。

该方法可包括补偿通过第一节点的前向路径和通过第一节点的反向路径之间的不对称。前向路径和反向路径是不同的传输方向,例如上游和下游。

补偿不对称可包括在第一节点内补偿通过第一节点的前向路径和通过第一节点的反向路径之间的不对称。

补偿不对称可包括将校正值插入到在第二无线基站和托管主时钟的节点之间的同步消息之一中,该同步消息穿过第一节点。

同步消息可以是精确时间协议ptp消息。

同步时分复用通信信号可以是通用公共无线电接口cpri信号。

第二基站可以是集成式或整体式基站。第二基站可将基站的所有功能性组合在一个位置。例如,第二基站可具有协同定位在基站处的无线电(rf)单元和基带处理单元。术语“协同定位”意指在相同小区站点处,并且包括小的物理间隔,诸如位于塔或建筑物的顶部的无线电单元和位于塔或建筑物的底部的基带处理单元。传输网络的第一节点可传送/接收到第二无线基站的回传信号。

本公开的另一个方面提供一种用于传输网络的网络节点,所述传输网络连接到第一无线基站和第二无线基站。第一无线基站包括通过传输网络连接的远程无线电单元和基带处理单元。该网络节点配置成接收携带至少在基带处理单元和远程无线电单元之间的第一通信信号的同步时分复用通信信号。该网络节点配置成从同步时分复用通信信号确定频率同步信号。该网络节点配置成将同步时分复用通信信号传送到第一无线基站的远程无线电单元。该网络节点配置成将频率同步信号传送到第二无线基站。

该网络节点可配置成执行所描述或要求权利的方法中的任何方法。

至少一个示例的优点是,在不需要单为第二无线基站实现单独的同步方案的情况下,能够使第一无线基站和第二无线基站同步。这能够减少设备和通过传输网络携带的信令。

至少一个示例的优点是,利用携带到第一无线基站的第一通信信号的tdm信号(例如,cpri信号)的准确物理层频率来获得频率同步。

本公开的另一个方面提供一种用于传输网络的网络节点,所述传输网络连接到第一无线基站和第二无线基站。第一无线基站包括通过传输网络连接的远程无线电单元和基带处理单元。网络节点包括处理器和存储器。存储器包含由处理器可执行的指令。处理器可操作以接收携带至少在第一无线基站的基带处理单元和远程无线电单元之间的第一通信信号的同步时分复用通信信号。处理器可操作以从同步时分复用通信信号确定频率同步信号。处理器可操作以将同步时分复用通信信号传送到第一无线基站的远程无线电单元。处理器可操作以将频率同步信号传送到第二无线基站。

本公开的另一个方面提供一种用于传输网络的网络节点,所述传输网络连接到第一无线基站和第二无线基站。第一无线基站包括通过传输网络连接的远程无线电单元和基带处理单元。网络节点包括输入接口,其配置成接收携带至少在基带处理单元和远程无线电单元之间的第一通信信号的同步时分复用通信信号。网络节点包括第一模块,其配置成从同步时分复用通信信号确定频率同步信号。网络节点包括第一输出接口,其配置成将同步时分复用通信信号传送到远程无线电单元。网络节点包括第二输出接口,其配置成将频率同步信号传送到第二无线基站。

本公开的另一个方面提供一种操作无线系统的方法。无线系统包括传输网络。无线系统包括第一无线基站。第一无线基站包括通过传输网络连接的远程无线电单元和基带处理单元。远程无线电单元包括时钟。第二无线基站包括时钟。该方法包括在第一节点处接收携带至少在第一无线基站的基带处理单元和远程无线电单元之间的第一通信信号的同步时分复用通信信号。该方法包括在第一节点处从同步时分复用通信信号确定频率同步信号。该方法包括在第一节点处将同步时分复用通信信号传送到第一无线基站的远程无线电单元。该方法包括在第一节点处将频率同步信号传送到第二无线基站。该方法还包括在第二无线基站处利用频率同步信号使第二无线基站处的时钟的频率与第一无线基站的远程无线电单元处的时钟的频率同步。

至少一个示例的优点是,在不需要单为第二无线基站实现单独的同步方案的情况下,能够使第一无线基站和第二无线基站同步。这能够减少设备和通过传输网络携带的信令。

至少一个示例的优点是,利用携带到第一无线基站的第一通信信号的tdm信号(例如,cpri信号)的准确物理层频率来获得频率同步。

本公开的另一个方面提供一种无线系统,它包括传输网络、第一无线基站和第二无线基站。第一无线基站包括通过传输网络连接的远程无线电单元和基带处理单元。第二无线基站包括时钟。传输网络的第一节点配置成接收携带至少在第一无线基站的基带处理单元和远程无线电单元之间的第一通信信号的同步时分复用通信信号。第一节点配置成从同步时分复用通信信号确定频率同步信号。第一节点配置成将同步时分复用通信信号传送到无线基站的远程无线电单元。第一节点配置成将频率同步信号传送到第二无线基站。第二无线基站配置成利用频率同步信号来使第二无线基站处的时钟的频率与第一无线基站的远程无线电单元处的时钟的频率同步。

至少一个示例的优点是,在不需要单为第二无线基站实现单独的同步方案的情况下,能够使第一无线基站和第二无线基站同步。这能够减少设备和通过传输网络携带的信令。

至少一个示例的优点是,利用携带到第一无线基站的第一通信信号的tdm信号(例如,cpri信号)的准确物理层频率来获得频率同步。

可通过基于同步帧的通信信号来携带相位/时间同步消息。例如,可通过以下之一携带时间同步消息:同步时分复用通信信号的开销部分;以及同步时分复用通信信号的客户端业务部分。

在示例中,能够存在连接到相同第一节点的多个第一无线基站和/或多个第二无线基站。传输网络可包括多个第一节点。

这里所描述的功能性能够用硬件、由处理设备执行的软件、或通过硬件和软件的组合来被实现。处理设备能够包括计算机、处理器、状态机、逻辑阵列或任何其它合适的处理设备。处理设备能够是通用处理器,它执行软件以便使通用处理器执行所要求的任务,或者处理设备能够专用于执行所要求的功能。本发明的另一个方面提供机器可读指令(软件),其在被处理器执行时执行任何所描述的方法。机器可读指令可被存储在电子存储器装置、硬盘、光盘或其它机器可读存储介质上。机器可读介质能够是非暂态机器可读介质。术语“非暂态机器可读介质”包括除了暂态的进行传播的信号以外的所有机器可读介质。能够经由网络连接将机器可读指令下载到存储介质。

本公开通篇使用术语“无线”来意指不具有导线的通信,并且它包括“无线电”。

附图说明

将参考附图只是作为举例来描述本发明的实施例,图中:

图1示出示例网络;

图2a和2b示出能够在图1的网络中使用的两种类型的无线基站;

图3a和3b示出在图1的网络中携带业务的两种方式;

图4示出cpri接口的格式;

图5a-5c示出对于一对节点的同步的类型;

图6示出图1的网络中的频率同步;

图7示出图1的网络中的相位/时间同步的示例;

图8示出对于基站的集群和远程交换机的相位/时间同步的示例;

图9示出对于基站的集群和远程交换机的相位/时间同步的另一个示例;

图10示出图1的网络中的相位/时间同步的另一个示例;

图11示出由节点执行的以实现同步的方法;

图12示出在图1的网络的远程交换机处的设备;

图13示出用于基于计算机的实现的设备。

具体实施方式

图1是网络1的示意概览。网络1可视为是无线接入网络或无线接入网络的部分。网络1可符合多个无线或无线电接入技术,诸如以下中的一个或多个:lte、lte-高级、wcdma、gsm/edge、wimax或umb。跨要求无线覆盖的区域部署基站3、6。在图1的网络中存在两种类型的基站。图2a和图2b中示出所述两种类型的基站。

在如图2a中所示的第一类型的基站中,基站的功能性被拆分在远程无线电单元(rru)3和数字单元(du)4之间。du4配置成在基带处执行处理并输出数字基带iq数据。rru3配置成利用从du4接收的iq数据传送rf信号。类似地,rru3配置成接收rf信号并将接收的信号的iq数据输出到du4以便进行基带处理。cpri接口携带iq数据。经由一个物理cpri链路发送若干个iq数据流。每个iq数据流反映用于一个载波的一个天线(所谓的天线-载波(axc))的数据。每个rru3可接收和发送多个axc子流。du4和rru3之间(在任一方向上)的业务称为前传业务。在一些示例中,rru3可备选地称为无线电设备(re)。在一些示例中,du4可备选地称为主单元(mu)、无线电设备控制器(rec)或基带单元(bbu)。rru3利用诸如cpri的接口标准与du4通信。对cpri的参考只是举例,并且可采用对用于在rru和du之间携带数据(例如,以数字形式)的利用tdm类格式的任何接口协议的参考对其进行替换。在rru3处维持时钟31。时钟31为rru提供频率参考(诸如在生成rf信号时)。时钟31还提供相位参考以用于计时目的,诸如rf传输的计时。

在图2b中示出的第二类型的基站6不具有无线电(rf)和基带功能性的拆分。而是,在基站6中,基站的所有功能性被组合。无线电(rf)单元和基带处理单元被协同定位。术语“协同定位”意指在相同小区站点处的无线电功能性和基带处理单元。将被理解的是,在小区站点处的无线电(rf)单元和基带处理单元之间可存在小的物理间隔。例如,无线电单元可位于塔或建筑物的顶部,并且基带处理单元可位于塔或建筑物的底部。这种类型的间隔落在术语“协同定位”内。基站接收数据,在基带处执行处理,并传送/接收rf信号。这种类型的基站是集成式或整体式基站,并且将称为无线电基站rbs6。rbs6不输出cpri信号,因为基带处理在内部实现。rbs6输出和接收采用与被rru用于无线电传输或基带处理的格式(例如,cpri)不同的格式的数据。在传输网络20上携带的到和/或来自rbs6的业务称为回传业务。rbs6与核心网络和其它基站通信。在一些示例中,rbs6使用对于至少一些传输层相同的传输协议来与核心网络和其它基站进行通信。例如,rbs6利用基于分组的数据传输。在一些示例中,rbs6利用以太网(如由ieee802.1和ieee802.3所定义)。对以太网的参考只是举例,并且可采用对用于互换到或来自无线电基站的数据的任何协议(例如分组传输)的参考对其进行替换。连接基站的传输可基于开放系统互连模型(osi)模型上的层2协议或基于层3协议。rbs6可以是提供微小区或微微小区(诸如局部室内覆盖)的基站。在rbs6处维持时钟32。时钟32为rbs提供频率参考(诸如在生成rf信号时)。时钟32还提供相位参考以用于计时目的,诸如rf传输的计时。

基站rbs6(具有基带处理)和rru3(不具有基带处理)均可视为是无线电设备。

返回到图1,du4可位于包括多个du4的du池5中。du池5可称为du云或基带旅馆。术语‘基带处理单元’可以指在其中为一个或多个rru3执行基带处理的du4或du池5。

跨其中要求无线覆盖的区域部署rru3和rbs6。传输网络20连接到rru3、rbs6和节点10。传输网络20可包括环形拓扑(如图1中所示)、中心辐射型拓扑、网状拓扑或任何其它网络拓扑。传输网络20配置成携带前传业务(即,rru3和du4之间的业务)和回传业务(即,rbs6和核心网络18之间的业务)。换句话说,用于这两种类型的基站的业务共享传输网络20。为了避免疑问,术语“前传业务”能够覆盖两个传输方向,即,从du4到rru3的前向方向和从rru3到du4的反向方向。类似地,术语“回传业务”能够覆盖两个传输方向,即,从以太网交换机14到rbs6的前向方向和从rbs6到以太网交换机14的反向方向。传输网络20还可携带控制数据以用于无线电节点之间的协调。携带前传业务和回传业务的传输网络20可称为混合前传/回传网络或xhaul网络。

传输网络20包括远程交换机16。远程交换机16连接到rru3和rbs6。远程交换机16是其中前传业务和回传业务被分开的传输网络20中的节点。

远程交换机16可连接到一个或多个rru3以及一个或多个rbs6。其它远程交换机16可只连接到rru3或只连接到rbs6。远程交换机16和它所服务的基站的组合将称为集群2。

传输网络20包括网络节点10,网络节点10可视为是中央集线器或中央部(co)。中央集线器10被连接在无线电节点(rru3和rbs6)与du4之间。中央集线器10可在地理上与rru和du分开,或与du协同定位。在图1的示例网络中,集线器10与du池5协同定位。中央集线器10可视为是传输网络的节点或无线电接入网络的节点。中央集线器10包括集线器交换机13。集线器交换机13能够是光和/或cpri交换机或交叉连接。

rru3经由传输网络20与du5连接。传输网络20配置成将所选rru3与所选du4或du池5连接。在一些示例中,传输网络20允许选择在任何一个du4和任何一个rru3之间的连接。

传输网络20可包括光传输设备。光连接21可将集线器10连接到远程交换机16。光连接21可利用多个波长。例如,光连接21可配置成携带波分复用(wdm)信号或密集wdm(dwdm)信号。

返回到图1,中央集线器10处的集线器交换机13包括光和/或cpri交叉连接。中央集线器10包括主交换机或交叉连接31。交换机13配置成在rru3和du4之间交叉连接(即,交换)数据。交换机13配置成根据例如cpri的接口标准交换在rru3和du4之间传输的数据。因此,交换机13是cpri交换机。在一些示例中,交换机13是电子交换机。cpri交换机可配置成按不同粒度执行交换,如下文将更详细地解释。

交换机13还配置成交换到或来自无线电基站6的数据。例如,交换机13配置成交换以太网数据。下文描述配置成交换到或来自基站的数据的交换机13的进一步细节。在该示例中,所述交换基于层2交换。备选地,可实现层3处的交换。

交换机13可充当λ交换机。因此,交换或交叉连接λ(光的波长)。λ交换机功能可用于交换cpri数据和/或以太网数据。在一些示例中,交换机13配置成为在多个不同粒度或层的交换提供保证。具体来说,交换机13可按不同粒度(例如低至前传业务的axc等级)进行操作。在一些示例中,电子交换机(交叉连接)能够在一个或多个等级或层处交换接收的数据,如下文更详细地描述。

在一些示例中,交换机13可视为是多层交换机。在第一层,交换机13例如通过利用波长选择性交换机(wss)交换光波长,或例如通过利用光纤交叉连接交换光灰色信道。例如,一个实现基于具有光-电-光(oeo)再生的dwdm,其中在电域中借助于应答器(transponder)转化光波长,并例如通过利用模拟交叉点交换机来电交换光波长。在第二层,交换粒度小于波长,例如采用确定的粒度交叉连接cpri或以太网子流。交换机13配置成选择性地组合波长(λ粒度)和/或组合例如在2.5g的cpri流(cpri粒度)和/或axc子流(axc粒度)。

多层交换机13能够在多个不同层或粒度等级交换数据。这为交叉连接在多个不同层将输入变为输出提供保证。例如,在交叉连接的多个不同层(例如,λ、cpri、axc)被控制的输出中包含输入;所述多个不同层中的每个层处的输出由多层交叉连接控制。所述多个不同层可以指所述层或粒度中的任何两个或更多层或粒度,例如axc、cpri(包括任何数据速率,例如2.5g、10g)、sap(如下所述)或λ(波长)粒度中的两个或更多。

中央集线器10对外出信号(朝向远程交换机16)执行电-光转化,并对进入信号(从远程交换机16被接收)执行光-电转化。

中央集线器10还包括分组交换机14。分组交换机14配置成在到回传网络17的连接和交换机14之间交换业务。分组交换机14还可配置成在回传连接和du池4之间交换业务。在一些示例中,分组交换机14利用用于回传的与rbs6或du4相同的协议进行交换。分组交换机14可以是以太网交换机。分组交换机14可备选地称为回传交换机,它配置成控制到回传17上的交换。分组交换机14在层2进行操作以将业务交换到其的目的地。备选地,交换机14可以是层3路由器。

交换机13和分组交换机14可一起被视为交换机系统或交换机布置。交换机13和分组交换机14协同定位在中央集线器10中。

如上所述,传输网络20对于每个集群2包括远程交换机16。远程交换机16配置成交换往/来rru3和中央集线器10的业务。远程交换机16配置成交换往/来rbs6和中央集线器10的业务。远程交换机16的端口和附连的rru3或rbs6之间的通信可以采用进一步的光连接或采用电连接。

远程交换机16配置成处置用于rbs(例如,以太网)和rru(例如,cpri)二者的数据业务。在一些示例中,远程交换机16是λ交换机,其配置成将一个或多个波长交换到目的地rbs或rru。在一些示例中,远程交换机16是可重构光分插复用器(roadm)。在该示例中,每个rbs或rru利用一个或多个λ。每个λ对于rbs或rru是特定的。备选地,远程交换机16配置成将来自两个或更多rbs或rru的数据(以任意组合)组合到单个λ上。在一些示例中,在相同λ上一起携带来自rbs和rru二者的数据。在这种情况下,数字单元配置成利用成帧协议以在相同光信道中一起传送rbs数据(例如,以太网帧)和rru数据(例如,cpri帧)。交换机13也实行对应的成帧。

图3a和3b示出在传输网络20的光连接21上携带前传业务和回传业务的两种可能方式。在图3a中,在分开的光波长(λ)上携带前传业务(cpri)和回传业务(以太网)。在该示例中,在λ1和λ2上携带回传业务,并在λ3和λn上携带前传业务。在图3b中,至少一个光波长能够携带前传业务(cpri)和回传业务(以太网)的组合。在该示例中,在λ3上携带前传业务(cpri)和回传业务(以太网)的组合。

在一些示例中,远程交换机16可视为是复用/交换模块。远程交换机16对于与集线器10的通信在单个光信道中分配并整饰多个cpri流。远程交换机16可视为是复用器/解复用器。复用器/解复用器配置成对往/来交换机13的光信号进行wdm复用/解复用。在一些示例中,通过远程交换机16处的光复用器/解复用器对来自多个rru和/或rbs的数据流进行波长复用/解复用。远程交换机16处的复用器/解复用器能够配置成解复用从交换机13接收的光信道,并对光信道进行wdm复用以用于到交换机13的传输。因此,远程交换机16处的复用器/解复用器和交换机13处的复用器/解复用器为交换机13和集群2之间wdm复用传输提供保证。如上所述,可由远程交换机16在单个光信道(即,单个λ)上对用于多个无线电节点(rbs或rru)的数据进行复用/解复用。在一些示例中,远程交换机16配置成在相同光信道上对与多个rru和/或rbs有关的数据流进行时分复用(tdm)。光信道可由光信号提供,例如wdm系统中的特定波长或没有严格定义其波长的光纤中的灰色光信号。

交换机13和一个或多个远程交换机16连接到控制器19。控制器19布置成配置和协调在中央集线器10处的交换机13和远程交换机16。控制器19还可控制分组交换机14。

对于背景信息,图4示出cpri接口的成帧结构。远程无线电头端(rrh)帧是具有总共150个超帧的10ms持续期。一个超帧包括256个基本rrh帧。每个rrh基本帧包括具有范围从0到15的索引w的16个字。基本cpri帧的长度是1tc,它等于260.4ns时间持续期(索引x),其中:

在cpri帧结构中,利用所述16个字中的一个字作为控制字,并利用剩余15个字来携带用户平面iq数据。通过由各个基本帧携带的控制字形成控制子信道。例如,控制子信道#0从由超帧中的基本帧的子集所携带的控制字形成,控制子信道#1从由超帧中的基本帧的下一个子集所携带的控制字形成,并依此类推。cpri接口支持各种线路速率,诸如:614.4mbps(选项1);1228.8mbps(选项2);2457.6mbps(选项3);3072.0mbps(选项4);4915.2mbps(选项5);6144.0mbps(选项6);9830.4mbps(选项7);10137.6mbps(选项8)。在一个可能示例中,从线路代码导出时钟频率。通常,cpri利用将8位符号映射到10位符号的8b/10b线路编码。这实现了dc平衡,并防止长的零字符串,以允许接收节点从线路编码的数字信号恢复时钟。

在描述在网络中提供同步的方式之前,先解释一些术语是有帮助的。图5a-5c示出三种类型的同步:频率同步(图5a);相位同步(图5b);和时间同步(图5c)。考虑两个时钟:第一节点处的时钟a和第二节点处的时钟b。每个时钟a、b的时间线显示一系列时钟“滴答(tick)”。时钟滴答能够按秒、分或某个其它时间粒度的粒度出现。

图5a示出频率同步。当两个时钟在频率上同步时,时钟a和b处的时钟滴答按相同速率出现,即,ta=1/fa,且tb=1/fb,并且fa=fb。

图5b示出相位同步。当两个时钟在相位上同步时,时钟a和b处的时钟滴答按相同速率出现,即,ta=1/fa,且tb=1/fb,并且fa=fb,并且时钟滴答还在时间上彼此对准。即,时钟a处的时钟滴答在与时钟b处的时钟滴答相同的时间点出现。

图5c示出时间同步。这与相位同步相同,其额外特征是将两个时钟设置成相同时间(例如,日时)。在该示例中,滴答在两个时钟处同时地出现,并且两个时钟知道时间=08:13:12。

图6示出提供如下两个基站的频率同步的示例:由远程交换机16服务的集群2中的rbs6和rru3。尽管示出一个rbs6和一个rru3,但是将被理解的是,多个rru3和/或多个rbs6能够连接到集群2处的远程交换机16。rru3和rbs6各自具有相应的时钟31、32。同步方案的目的是使时钟31、32进行操作所按照的频率同步。根据本公开的方面,将共同频率同步提供给rru3和rru6。

在远程交换机16处接收的cpri接口的物理层的tdm帧结构提供准确的频率参考。利用携带其中映射既cpri业务(以及还有可选的非cpri业务)的帧的物理层的固有频率在集线器交换机13和远程交换机16之间的传输网络21上分发频率同步。

在远程交换机16处,将前传业务传送或转发给rru3。在rru3处,提取cpri帧结构的频率并利用它来设置rru3处的时钟31的频率。远程交换机16将回传业务传送或转发给rbs6。可在相同波长(λ)上或在分开的λ上从集线器交换机13接收回传业务。并且,在远程交换机16处,提取cpri帧结构的频率并利用它来将频率同步信号发送给rbs6。如上文所解释,可提取cpri线路速率并利用它作为频率参考。

存在远程交换机16能够在其中将频率同步信号发送给rbs6的各种方式。在一个示例中,远程交换机16和rbs6之间的链路12能够是同步以太网链路。远程交换机16能够例如根据itu-t标准g.8262/y.1362“timingcharacteristicsofsynchronousethernetequipmentslaveclock”在同步以太网链路12上嵌入时钟。在相同同步以太网链路12上,将频率同步信号与作为以太网分组被携带的回传业务进行组合。在另一个示例中,远程交换机16和rbs6之间的链路能够是专用链路。远程交换机16能够在专用链路12上嵌入时钟。在这些示例的每个示例中,远程交换机16利用经由网络20接收的cpri信号的频率来设置在链路12上发送的时钟的频率。在rbs6处,提取在链路12上接收的时钟信号的频率并利用它来设置时钟32的频率。与cpri信号的频率相比,能够缩放在链路12上发送的时钟信号的频率。信令能够是整数缩放因子(例如,2、3、10)或小数缩放因子(例如,0.5、1.5)。即,在链路12上发送的频率同步信号的频率能够不同于cpri信号的频率。

使通过传输网络21接收的cpri信号在频率上与中央集线器10处的时钟36同步。du4还能够具有时钟37。通过诸如ptp(ieee1588)的机制使时钟36、37同步到准确的外部频率同步源、来自全球定位系统(gps)接收器的输入、从同步以太网链路恢复的时钟或另一个源。在图6中所示的示例中,du4从外部源接收输入,并然后将频率同步信息提供给集线器交换机13处的时钟36。图6示出两个时钟36、37,因为集线器交换机13通常是与du4分开的项,并且集线器交换机13和du4可远离彼此地被定位。在其它可能的示例中,诸如其中集线器交换机13和du4协同定位的示例中,集线器交换机13和du4可使用单个时钟。

通过利用在传输网络20上接收的信号作为频率参考并将它分发给rru3和rbs6,使rru3和rbs6彼此频率同步。并且,使连接到相同传输网络20的其它远程交换机16(图1)的其它无线电节点与集群2处的rru3和rbs6同步。利用cpritdm接口的频率具有如下优点:避免为rbs6提供单独的频率同步方案的需要,并减少可能的错误。

图7至10示出集群2处的rbs6和rru3的相位/时间同步的方案。

图7示出相位/时间同步的第一方案。在远程交换机16的本地维持准确时钟33。该时钟能够是例如ptp会长(ptpgm)。利用远程交换机16处的时钟33来在本地将准确相位/时间信息提供给集群2中的rbs6。时间信息能够包括相位和日时(tod)。

能够通过利用在集线器交换机13和远程交换机16之间的传输网络21上携带的同步消息来维持时钟33的精度。cpri提供用于演算跨网络的传输延迟的机制。例如,能够利用cpri帧开销中的双向时间戳来演算集线器交换机13和远程交换机16之间的传输延迟。在cpri规范v6.1的4.2.9章节描述了该机制。另外,集线器交换机13能够按定期间隔发送额外消息。新消息能够指示时间戳,从而提供日时(tod)信息。tod是在常规cpri网络中在超过du4时通常不可用(即在du4和远程交换机16之间不可用)的信息。远程交换机16利用指示日时(tod)的消息加上演算的传输延迟的组合来演算实际时间:

恢复时间=tod-(传输延迟)

远程交换机16能够通过链路12与rbs6交换时间同步消息,以便使rbs6处的时钟32与在远程交换机16处维持的准确时钟33同步。远程交换机16和rbs6之间的时间同步消息能够是ptp消息(ieee1588)。rbs6处的时钟32能够视为是从属于远程交换机16处的ptpgm的ptp。该方案能够实现高精度,诸如几十ns。这足以允许在rru3和rbs6之间的多输入多输出(mimo)无线方案。

rru3也能够利用在cpri规范v6.1的4.2.9章节处描述的机制来维持rru3之间的相位同步。

集线器交换机13能够利用诸如ptp的机制从外部时间参考获得准确的相位/时间信息。外部时间参考能够是更高阶(即,更准确)的时钟。备选地,du4可利用诸如ptp的机制从外部时间参考获取准确的相位/时间信息,并且集线器交换机13处的时钟36与du4处的时钟37同步。

在上文描述的示例中,rbs6处的时钟32与rru3处的时钟31相位同步。rbs6还知道日时,因为它与远程交换机16处的时钟33进行了ptp互换。rru3可能不知道日时,因为cpri没有在du4之外提供日时。备选地,可存在将日时发送给rru3的某种机制。

携带具有日时信息的时间戳的新消息能够作为携带cpri信号的帧的帧开销的部分被携带。示例分组速率至少是16个分组每秒(pps)。这是由itu-tg.8275.1定义的标准分组速率。但是,其它简档/分组速率可以是可适用的(例如,64pps)。能够在节点之间互换信令消息以便执行ieee1588的最佳时钟主算法(bmca)。

也可利用远程交换机16处的ptpgm来为rru3提供ptp参考。

图8示出图7的网络的部分,其中在集群2中具有多个rbs6。每个rbs6执行与远程交换机16的相位/时间同步消息(例如,ptp消息)的互换。以此方式,使每个rbs6处的时钟32与其它rbs6处的时钟以及集线器交换机13处的时钟(未示出)同步。在远程交换机16维持准确时钟的优点是,使得在跨集线器交换机13和远程交换机16之间的传输网络的部分被携带的时间同步消息的量最小化(因为每个rbs6和远程交换机16之间的ptp互换被本地化)。

各种其它方案是可能的。它们的差别在于在集线器交换机13和远程交换机16处使用的ptp时钟的类型。图9示出另一个可能的方案,其中在回传路由器40中具有ptpgm41,并且在集线器交换机13和远程交换机16二者中具有ptp边界时钟bc。ptp意味着cpri工具支持路径延迟。另一个可能的方案(未示出)在集线器交换机13处提供ptp从属时钟,并在远程交换机16(采用ptpgm)重新生成ptp。

图10示出相位/时间同步的第二方案。利用诸如ptp的时间同步协议来使rbs6处的时钟与远离rbs6定位的远程定位更高阶(即,更准确)的时钟保持同步。在图10中所示的示例中,更准确的时钟是位于回传网络17中的路由器40处的ptpgm41。路由器40是其中可定位更准确时钟的一个示例。路由器40(或备选的源)还可经由ptp将准确时间同步信息提供给du4。在另一个示例中,du池5(图1)中的du4之一可托管ptpgm时钟,并且集群2中的所有rbs6能够从该ptpgm获得准确时间同步信息。

rbs6和路由器40根据ieee1588互换ptp消息。这使得rbs6处的从属时钟32与ptpgm41时间同步。ptp消息能够作为客户端业务通过传输网络20被携带,或者作为开销数据通过网络20被携带。在其中cpri业务(前传)和以太网业务(回传)一起在共同帧中被携带的示例中,能够利用共同帧的开销部分来携带ptp消息。du4中的ptp端口直接连接到rbs6中的ptp端口,并且光传输节点保证对称连接(即,通过网络21的前向路径和通过网络21的反向路径引发相同延迟)。

ptp要求在主节点和从属节点之间双向的消息互换。演算在从属节点和主节点之间的往返延迟。然后,将该往返延迟减半以获得关于主节点的从属节点的延迟。能够将该延迟运用到从主节点接收的时间戳以确定实际时间。该方法的基本要求是,对于在往返路径的前向方向和反向方向中使用的路径要具有相同延迟,即,对称。在一些情况下,前向路径和反向路径不对称。预期不对称主要由交换机13和/或由远程交换机16贡献。补偿不对称的一种可能方式是传输网络自身补偿它引入的任何不对称。例如,节点能够测量它引入的任何不对称,并通过由该节点添加的延迟来补偿它引入的任何不对称。远程交换机16或沿ptp消息的传输路径的另一个节点能够在该节点内补偿在通过该节点的前向路径和通过该节点的反向路径之间的不对称。

补偿不对称的另一种可能的方式是节点指示已在通过该节点的路径中引发(例如,由于交换延迟引起)的任何延迟作为在ptp信令互换中使用的消息的部分。例如,ptp分组包括其中指示在节点的分组的驻留时间的校正字段。节点(例如,rbs6)有权访问在rbs6和托管ptpgm的节点之间的两个传输方向的累计驻留时间,并能够利用累计驻留时间来补偿不对称。远程交换机16或沿ptp消息的传输路径的另一个节点能够将校正值插入到在rbs6无线基站和托管主时钟的节点之间的同步消息中的至少一个同步消息中,该ptp消息穿过远程交换机16。

图11示出在远程交换机16处执行的方法。框101-104示出与频率同步有关的特征。在框101,该方法包括接收携带du4和rru3之间的至少第一通信信号的同步时分复用通信信号。在框102,该方法包括从同步时分复用通信信号提取频率同步信号。在框103,该方法包括将同步时分复用通信信号传送到rru3。在框104,该方法包括将频率同步信号传送到无线基站6。框105-108和110示出用于与相位/时间同步有关的特征的两个备选选项。考虑第一选项,在框105,该方法包括在远程交换机维持第一时钟。这能够包括:在框106,从传输网络的第二节点(例如,集线器10)接收时间戳;以及在框107,确定在第二节点和远程交换机16之间由传输网络引发的延迟。在框108,远程交换机与第二无线基站(rbs6)互换同步消息,以便允许在第二无线基站(rbs6)处的时钟与在远程交换机处的时钟实现相位同步。考虑第二选项,在框110,该方法包括在第二无线基站(rbs6)和托管主时钟的节点(例如,节点40)之间携带同步消息。时间同步消息用于允许无线基站(rbs6)来使在第二无线基站(rbs6)处的时钟与主时钟同步。

图12示出用于在网络的远程交换机16处使用的设备。远程交换机具有接口71,接口71具有用于携带往和来集线器10的通信信号的一个或多个通信链路21。接口71能够是具有光连接21的光接口。远程交换机具有接口72,接口72具有用于携带往和来rru3的通信信号的一个或多个通信链路11。远程交换机具有接口73,接口73具有用于携带往和来rbs6的通信信号的一个或多个通信链路12。接口73和链路12能够是以太网或同步以太网。远程交换机具有交换机74。在一些示例中,交换机74能够是cpri和波长(λ)交换机。交换机74连接到接口71、72、72。远程交换机可具有时钟33。频率和时间单元75维持时钟33。在远程交换机处接收的通信信号中的至少一个通信信号是同步tdm信号,诸如cpri信号。频率和时间单元75可配置成从tdm信号确定频率同步信号并可选地经由交换机74将频率同步信号输出到接口12。取决于使用哪个相位/时间同步方案,频率和时间单元75可利用经由接口71接收的信息维持准确时钟33。频率和时间单元75可参与经由接口73和交换机74与无线基站的信令互换。

图13示出可按照任何形式的计算和/或电子装置实现的并可在其中实现上文描述的系统和方法的实施例的示例性处理设备400。处理设备可实现在图11中示出的或在较早前的图中描述或示出的所有方法或其的部分。处理设备400包括一个或多个处理器401,处理器401可以是微处理器、控制器或用于执行指令以控制装置的操作的任何其它合适类型的处理器。处理器401经由一个或多个总线406连接到装置的其它组件。可利用诸如存储器402的任何计算机可读介质来提供处理器可执行指令403。处理器可执行指令303能够包括用于实现描述的方法的功能性的指令。存储器402具有任何合适的类型,诸如只读存储器(rom)、随机存取存储器(ram)、任何类型的存储装置(诸如磁或光存储装置)。能够提供额外存储器404以存储供处理器401使用的数据405。处理设备400包括用于与其它网络实体进行接口的一个或多个网络接口408。

得益于在前面的描述和关联的图中所呈现的教导的本领域技术人员将想到对公开的发明的修改和其它实施例。因此,要理解的是,本发明不限于公开的特定实施例,并且修改和其它实施例旨在被包含于此公开的范围内。尽管本文中可采用特定术语,但是它们只是在一般和描述性的意义上被使用,而不是出于限制目的。

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