一种定时同步方法、设备及基站的制作方法_3

文档序号:9474957阅读:来源:国知局
虑到定时提前量等内容,具体如图3所示的时 刻对照示意图。在图3中:
[0115] 承载SIB16的无线帧在同步源基站的发送时刻为第一时刻Τ1 ;
[0116] 小基站接收所述无线帧帧头的时刻为第二时刻Τ2,对应的计数器值为Ν2 ;
[0117] 小基站接收SIB16所携带T0D信息的时刻为第三时刻Τ3,对应的计数器值为Ν3 ;
[0118] 距离Τ3对应绝对时间最近的下一整秒为第四时刻Τ4, Τ4是小基站在本地恢复时 钟上升沿的时刻。
[0119] 其中,Τ2 - Τ1 =同步源基站到小基站的单向传输时延=小基站维护的定时提前 量ΤΑ的一半,即ΤΑ/2。
[0120] 设TSIB16为SIB16中携带的绝对时间,则应有
据此可以推算出T4。
[0121] 设T为SIB16的调度周期时长,且设N4为从T3到T4这段时间内脉冲计数器需要 产生的脉冲计数,则
[0122] 在T3时刻,小基站把T4和N4提前准备好存储在寄存器中,并配置使能本地生成 秒秒冲(lPulse per Second,简称1PPS)。Τ3时刻后再经过Ν4次脉冲计数时,当小基站发 现已配置使能本地生成1PPS时,则生成1PPS信号的上升沿,通过此上升沿把提前写在寄存 器中的时间信息Τ4生效,或直接使写在寄存器中的时间信息Τ4生效。此外,对于本地输出 的1PPS信号待时钟锁定后再输出。
[0123] 基于上述内容可知,基于上述内容可知,按照下述方式实现步骤102中的"定时同 步设备根据所述T0D信息完成与基站的时间同步":
[0124] 定时同步设备(比如小基站)是根据T0D信息(由SIB16承载)的发送位置更新 本地时间。具体是从Τ3时刻开始再经过Ν4个脉冲计数后,生成本地时钟上升沿,并利用所 述上升沿使Τ4生效;或从Τ3时刻开始再经过Ν4个脉冲计数后,直接使Τ4生效。
[0125] 其中:
为SIB16所携带的T0D信息,ΤΑ =
为定时同步设备的定时提前量,Τ为SIB16的调度周期时长,Ν为所述调度周期 时长对应的脉冲计数个数,,从Τ3到Τ4的时间段内脉冲计数器需要产生的脉冲计数为Ν4, 承载SIB16的无线帧在基站的发送时刻为第一时刻Tl,Τ1与SIB16携带的TOD信息相同, 定时同步设备接收所述无线帧帧头的时刻为第二时刻T2,定时同步设备接收SIB16所携带 T0D信息的时刻为第三时刻T3,距离T3对应绝对时间最近的下一整秒为第四时刻T4。
[0126] 通过以上处理,能实现精确的频率同步和时间同步,小基站可以输出时钟和时间 信息(比如通过1PPS+T0D串口的方式输出同步)。
[0127] 进一步地,为实现上述方法,需要小基站与同步源基站之间保证通信连接,具体实 现步骤如下。
[0128] (1)、在小基站上电且启动后,如果小基站的同步源配置成通过侦听无线空口实现 定时同步或者配置成其它模式但其同步源故障,则执行后续步骤(2),否则跳出后续步骤。
[0129] (2)、小基站工作在终端模式。具体工作方式为:主控时钟和高层协议处理模块控 制通过侦听通路搜索信号最好的小区并驻留,随后通过正常工作的射频通路中的一路(比 如射频通路2)模仿终端尝试接入信号最好小区对应的基站(即同步源基站)以获取定时 提前量TA,获取定时提前量TA的目的是为了计算小基站与同步源基站之间的传播时延。
[0130] 具体实现时,可优先选择驻留在与小基站工作频点不同、且有SIB16广播的相邻 小区。
[0131] 需要说明的是,侦听通路只有接收功能,没有发射功能,因此,为了模仿终端UE,只 能用正常工作的射频通路中的一路接入信号最好的小区。考虑到射频通路1为主通路,在 丢失同步的时候会仍然工作在基站模式,因此可优先选择射频通路2工作在终端模式。
[0132] (3)、小基站切换到正常工作模式(基站模式)。具体工作方式为:侦听通路继续 工作在驻留的频点,主控时钟和高层协议处理模块利用侦听通路经由基带模块上报的数据 (SIB16承载的T0D信息)进行定时同步操作,以便给全系统提供满足指标要求的时钟定时; 射频通路1和射频通路2工作到正常模式(基站模式),按照用户需求设定频点和建立小 区,以便用户UE能接入。
[0133] 基于上述内容可知,参见图4所示的定时同步方法的流程示意图之二,当所述定 时同步设备包括主控时钟和高层协议处理模块、至少一路射频通路和一路侦听通路时,上 述步骤101之前,还包括:
[0134] 步骤401 :所述主控时钟和高层协议处理模块控制所述侦听通路搜索信号最好的 小区,并驻留在所述信号最好的小区。其中,所述信号最好的小区是与所述定时同步设备工 作频点不同、且广播SIB16的相邻小区、信号强度和质量最优的相邻小区;或者,在无异频 邻区情况下,所述信号最好的小区是广播SIB16、信号质量最好的相邻同频小区。
[0135] 步骤402 :所述主控时钟和高层协议处理模块利用第一射频通路使定时同步设备 接入所驻留小区对应的基站,所述第一射频通路为所述至少一路射频通路中的一路。
[0136] 步骤403 :所述主控时钟和高层协议处理模块控制所述至少一路射频通路中的每 个通路工作在用于常规业务收发处理的正常模式。
[0137] 进一步地,若小基站处于正常工作模式并按照上述步骤已实现定时同步,则按照 下述方式维持定时同步:
[0138] (1)、小基站通过侦听通路持续检测驻留小区信号,一旦发现该小区故障(比如无 信号)或者无 SIB16广播,则小基站的时钟进入保持模式,并进行后续操作(2)。
[0139] 其中,所述保持模式是时钟源丢失后进入的一种状态,在该模式下,因为时钟源不 可用导致无法根据时钟源来调整本地时钟,所以,只能根据存储在本地的历史数据和当前 时钟运行环境(比如温度)调整本地时钟。
[0140] (2)、主控时钟和高层协议处理模块控制侦听通路进入扫频模式,在该模式下搜索 信号最好的小区并驻留,如果驻留成功则进行后续操作(3)。
[0141] 具体实现时,可优先选择驻留在与小基站工作频点不同、且有SIB16广播的相邻 小区。
[0142] (3)、主控时钟和高层协议处理模块对小区进行重配,只提供一路射频通路(比如 射频通路1)进行正常业务,控制另外一路射频通路(和基站上电后通过侦听实现定时同步 的射频通路保持一致)模仿终端接入到新驻留小区对应的基站(即新的同步源基站),以便 获得新的定时提前量TA。
[0143] (4)、当成功获取定时提前量TA并且满足指标要求后,主控时钟和高层协议处理 模块利用侦听通路经由基带模块上报的数据进行定时同步操作,使时钟进入正常锁定模 式;此外,射频通路1和射频通路2工作到正常模式(基站模式),按照用户需求设定频点 和建立小区,以便用户UE能接入,侦听通路则持续侦听新驻留的小区信号。
[0144] 基于上述内容,在上述步骤403之后,还包括:
[0145] 所述主控时钟和高层协议处理模块控制所述侦听通路持续检测定时同步设备所 驻留小区的信号,若检测到所驻留小区故障或所驻留小区未广播SIB16,则所述主控时钟和 高层协议处理模块控制所述侦听通路重新搜索信号最好的小区并驻留在重新搜索到的信 号最好小区,继续执行步骤402。其中,所述信号最好的小区是与所述定时同步设备工作频 点不同、且广播SIB16的相邻小区、信号强度和质量最优的相邻小区;或者,在无异频邻区 情况下,所述信号最好的小区是广播SIB16、信号质量最好的相邻同频小区。
[0146] 在本发明实施例中,射频通路和基带模块不仅支持常规业务的收发处理,还同时 支持侦听以获取定时;用于常规业务处理的每个射频通路能独立工作,也可以和侦听通路 联合,以在提供业务的情况下重新实现空口定时同步。
[0147] 参见图5,为本发明实施例提供的定时同步方法的流程示意图之三。与上述方法实 施例不同,其执行主体是基站(比如上述同步源基站),该方法包括:
[0148] 步骤501 :基站广播系统信息SI消息,所述SI消息中承载了携带日时间TOD信息 的SIB16,以便定时同步设备根据所述T0D信息完成与基站的时间同步和时钟同步、且输出 同步时间信号和同步时钟信号。
[0149] 在本发明实施例中,3GPP R11协议支持空口授时,具体是利用SIB16实现空口授 时。SIB16消息中包含GPS时间和对应的UTC时间,定时同步设备能通过SIB16消息确定 GPS时间、UTC时间和本地时间。关于SIB16的内容和具体解释参考文献3GPP R11及其更 高版本的TS 36. 331协议。
[0150] 参见图2,如果同步源基站支持SIB16,具有空口侦听功能的小基站就能通过 SIB16中的时间信息获取绝对时间并恢复出满足指标要求的时钟信号和时间值。同步源基 站可实现以下功能:
[0151] (1)、SIB16中传送的时间,从同步源基站当前正常工作的时钟源(同步源)获取。
[0152] (2)、为了便于小基站实现准确的定时同步,同步源基站需要为SIB16配置合适的 调度周期(比如不能太小),还要完成SIB16到系统信息(Systemlnformation,简称SI)消 息的映射,使SI消息中承载SIB16,通过在SI消息对应的SI窗口内,按照调度周期周期性 的发送SI消息,以便小基站在SI消息对应的SI窗内接收到系统信息且该系统信息中只有 SIB16〇
[0153] 基于上述内容,在步骤501之前,还包括:
[0154] 步骤502 :基站配置SIB16的调度周期,并将SIB16映射到一个系统信息SI消息 中。
[0155] 步骤503 :基站在所述SI消息对应的SI窗口内,按照所述调度周期周期性的发送 所述SI消息。
[0156] (3)、按照上述配置计算SIB16调度发送的时刻并在该时刻发送SIB16。注意要保 证SIB16携带的时间和它在空口真正出现的时间精确一致、SIB16携带的时间和系统帧号 (System Frame Number,简称SFN)保持精确的对应关系。
[0157] 为保证SIB16携带的时间和它在空口真正出现的时间精确一致,无线资源控制层 (Radio Resource Control,简称RRC)需要提前准备好数据发送给媒体接入控制层(Media Access Control,简称MAC),该
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