CN101075848A - 一种微蜂窝网络基站同步的方法、***和基站 - Google Patents

Abstract

本发明实施例公开了一种微蜂窝网络基站同步的方法，该方法包括：宏基站广播网络侧绝对时间；微基站获得自身与所述宏基站之间的传输延迟，利用所述传输延迟和接收到的所述网络侧绝对时间调整本地工作时间，实现时间同步。本发明公开了一种微蜂窝网络基站同步的***、一种微基站和一种宏基站。采用本发明，能够以较低的成本实现微蜂窝网络基站的时间同步。

Description

一种微蜂窝网络基站同步的方法、***和基站

技术领域

本发明涉及无线通信领域，尤其涉及一种微蜂窝网络基站同步的方法、***和基站。

背景技术

随着数据业务的不断增长，未来的网络构成，将会越来越多出现宏蜂窝和微蜂窝混合组网的分层覆盖网络。宏蜂窝实现广覆盖，提供较低速率的业务连接；微蜂窝实现微小区覆盖，提供高速、高容量的业务连接。二者使用的体制和频段可以相同，也可以不同。例如，宏蜂窝可以采用全球移动通信(GSM)、码分多址(CDMA)等2G体制，也可以采用宽带分码多工存取(WCDMA)等3G体制，微蜂窝可以采用无线局域网(WiFi)、欧洲数字无线电话(DECT)、微波接入全球互通(WiMAX)等体制。

在分层覆盖的网络中，微蜂窝网络的基站，简称微基站，数量庞大，顶层的一个宏蜂窝网络的基站，简称宏基站，可以覆盖底层的微基站的数量可能很多。对于微蜂窝网络，承载的业务适合分组业务，因此适合分组交换的回程连接。但是，分组形式的回程连接对提供小区同步和时间参考不方便。虽然目前已提出IEEE 1588和同步以太网等协议，但在实用性方面还有很多限制。微基站也可以采用全球定位***(GPS)同步，即从GPS获取全网统一的绝对时间，将本地时间调整为该绝对时间，达到微蜂窝网络的基站同步。但在这种同步机制下，微基站的基础设施成本较高，并受限于GPS的管制和覆盖。

发明内容

本发明实施例提供一种微蜂窝网络基站同步的方法、***及装置，用以解决现有技术中实现微蜂窝基站同步的成本较高、受限于GPS的管制和覆盖的问题。

本发明实施例提供一种微蜂窝网络基站同步的方法，该方法包括：

宏基站广播网络侧绝对时间；

微基站获得自身与所述宏基站之间的传输延迟，利用所述传输延迟和接收到的所述网络侧绝对时间调整本地工作时间。

本发明实施例提供一种微蜂窝网络基站同步的***，该***包括：

宏基站，用于广播网络侧绝对时间；

微基站，用于获得自身与所述宏基站之间的传输延迟，利用所述传输延迟和接收到的所述网络侧绝对时间调整本地工作时间。

本发明实施例提供一种宏基站，该宏基站包括：

第一广播单元，用于广播网络侧绝对时间；

第二广播单元，用于广播时间参考信号；

处理单元，用于接收微基站发来的随机接入请求，根据所述接收时间得到时间提前TA值，并向微基站发送该TA值信息。

本发明实施例提供一种微基站，该微基站包括：

宏蜂窝制式的以终端方式工作的无线收发单元，用于与宏基站进行通信，包括接收宏基站发来的网络侧绝对时间；

延迟单元，用于获得自身与所述宏基站之间的传输延迟；

时间同步单元，用于利用所述传输延迟和接收到的所述网络侧绝对时间调整本地工作时间。

本发明的有益效果在于：本发明实施例提供的同步方案中，微基站从宏基站获取网络侧绝对时间，利用自身与宏基站间的传输延迟和接收到的网络侧绝对时间调整本地工作时间，达到时间同步。这种通过微基站与宏基站的信息交互来实现时间同步的方法，实现成本低、并不再需要受限于GPS的管制和覆盖。

附图说明

图1为本发明实施例提供的方法所应用的***组网图；

图2为本发明实施例提供的方法流程图；

图3为本发明实施例提供的宏基站结构图；

图4A为本发明实施例提供的微基站结构图；

图4B为本发明实施例提供的微基站内部结构示意图。

具体实施方式

为了降低实现微蜂窝网络基站同步的设施成本，本发明实施例提供一种微蜂窝网络基站同步的方法，本方法中，通过微蜂窝网络的基站与宏蜂窝网络的基站之间进行通信来实现微基站的同步。

参见图1，为本发明方法所应用的***组网图，本***包括宏基站、微基站、网关(GW)和用户终端(UE)。

其中，宏基站与GW、微基站与GW、微基站与UE、宏基站与UE之间的信息通道1、2、4、5是现有技术中就有的，本发明增加了宏基站与微基站之间的信息通道3，使得宏基站和微基站可以相互通信。由于微基站地理上位于宏基站的覆盖范围之内，所以这两个基站是可以通过空中接口进行通信的。具体实现时，可以在微基站中集成一个宏蜂窝制式的无线终端，用于与宏基站进行通信，该无线终端不必是一个完整的终端，只需要具备无线收发的功能。

本发明实施例提供的一种微蜂窝网络基站同步的方法，具体过程如下：

步骤201：宏基站周期广播网络侧绝对时间；

步骤202：微基站接收到宏基站广播的网络侧绝对时间(network time)时，根据该网络侧绝对时间和微基站与宏基站之间的传输延迟(PD)，得到本地绝对时间(local time)，并将本地工作时间调整为所述本地绝对时间，完成时间同步。

本步骤中，微基站与宏基站之间的传输延迟可以通过微基站与宏基站之间的距离或宏基站测量得到的时间提前/时间调整(TA)值来得到。

其中，通过微基站与宏基站之间的距离获得传输延迟，具体方法可以有如下两种：

第一种，将人为通过地理坐标等测量得到的微基站与宏基站之间的距离信息配置在微基站，微基站根据该距离信息计算得到微基站与宏基站之间的传输延迟，比如，将微基站与宏基站之间的距离值除以自由空间电磁波传播速度，得到微基站与宏基站之间的传输延迟。

第二种，利用网络的定位业务，获取微基站与宏基站之间的距离值，从而计算出传输延迟。比如对于WCDMA***，可以利用例如小区识别号回程时间(cell-ID+RTT)的定位方式，获取微基站与宏基站之间的距离信息，然后根据该距离信息得到微基站与宏基站之间的传输延迟，比如，将微基站与宏基站之间的距离值除以自由空间电磁波传播速度，得到微基站与宏基站之间的传输延迟。

通过宏基站测量得到的时间提前/时间调整(TA)值，得到微基站与宏基站之间的传输延迟的具体方法如下，如图2所示：

步骤S1：宏基站通过广播信道周期广播时间参考信号；

步骤S2：微基站接收宏基站广播的时间参考信号，根据该时间参考信号，在网络侧允许的时刻向宏基站发送随机接入请求；

步骤S3：宏基站接收微基站发来的随机接入请求，计算TA值，并向微基站下发包含该TA值的立即指配信号；

这里，时间提前量TA的计算方法为：第一请求接收时间减去第二请求接收时间，其差值即为TA值，其中，第一请求接收时间为宏基站在随机接入信道中接收到来自微基站的随机接入请求的时间，第二请求接收时间为宏基站在随机接入信道中接收到来自与宏基站预期距离为0的终端的随机接入请求的时间，该时间根据协议来确定。

步骤S4：微基站获取该TA值后，计算出传输延迟(PD)：PD＝TA/2，并利用该PD值和接收到的宏基站广播的网络侧绝对时间得到本地绝对时间。

步骤201中，宏基站周期广播的网络侧绝对时间，可以是宏基站自身的时钟工作时间，也可以是网络侧统一的同步绝对时间。当该时间为宏基站自身的时钟工作时间时，可以实现该宏基站分层覆盖下的所有微基站的时间同步；当该时间为网络侧统一的同步绝对时间时，即全网宏基站达到了时间同步，则可以实现全网微基站的时间同步。

同时，微基站根据传输延迟和接收到的宏基站广播的network time获得local time的具体方法是：local time＝network time+PD，即本地绝对时间为微基站接收到的网络侧绝对时间，并考虑传输延迟带来的差值。

本步骤是周期性的，网络侧绝对时间广播周期由宏蜂窝网络设定。

本方法中，还可以实现微基站的频率同步，具体方法可以是：

宏基站通过广播信道周期广播时间参考信号，该信号中包含频率同步信息；微基站接收宏基站广播的时间参考信号，提取频率同步信息，并以提取的频率作为自身工作的频率时钟源，完成频率同步。

参见图3，本发明实施例还提供一种宏基站，可以应用于如图1所示的***中，该宏基站包括：第一广播单元301，用于广播网络侧绝对时间；第二广播单元302，用于广播时间参考信号；处理单元303，用于接收微基站发来的随机接入请求，根据该接收时间和所述时间参考信号的广播时间得到TA值，并向微基站发送该TA值信息。

下面对本发明实施例提供的宏基站的具体工作流程进行说明：

宏基站的第一广播单元周期广播网络侧绝对时间，该网络侧绝对时间为本基站自身的时钟工作时间，或是网络侧统一的同步绝对时间；

宏基站的第二广播单元广播时间参考信号；

宏基站的处理单元接收到微基站发来的随机接入请求时，根据该接收时间计算得到TA值，并向微基站发送该TA值信息。TA值的计算同方法部分，即将所述接收随机接入请求的时间减去与预期距离为0的终端的接入时间，得到TA值。

参见图4A和图4B，本发明实施例还提供一种微基站，可以应用于如图1所示的***中，该微基站包括：

宏蜂窝制式的以终端方式工作的无线收发单元401，用于与宏基站进行通信，包括接收来自宏基站的时间参考信号、网络侧绝对时间信号，以及为了获取传输延迟所需的信息而发送随机接入信号、接收包含TA值信息的立即指配信号、从定位业务获取位置信息等；

控制单元402，用于在获取传输延迟时，控制与宏基站的信息交互，如在接收到宏基站广播的时间参考信号时，指示向宏基站发送随机接入请求；在接收到宏基站发来的包含TA值信息的立即指配信号时，记录该TA值；在接收到宏基站广播的网络侧绝对时间信号时，计算本地绝对时间，并将本地收发信机(TRX)的工作时间调整为计算出的本地绝对时间，使得本地时间与宏基站的网络侧时间一致，达到时间同步。同时也可以实现频率同步。

控制单元402具体可以包括：延迟单元4021，用于根据微基站与所述宏基站的距离或时间提前TA值信息得到自身与所述宏基站之间的传输延迟；时间同步单元4022，用于利用所述传输延迟和接收到的所述网络侧绝对时间调整本地工作时间，即将所述网络侧绝对时间加上所述传输延迟，得到本地绝对时间，并将本地工作时间调整为所述本地绝对时间。

延迟单元4021包括：第一计算单元40211，用于将所述微基站与所述宏基站的距离除以自由空间电磁波传播速度，得到所述微基站与所述宏基站之间的传输延迟，所述微基站与所述宏基站的距离可以通过网络侧提供的定位业务获得，或者从用户配置的信息中获得；第二计算单元40212，用于将宏基站发来的TA值除以2，得到所述微基站与所述宏基站之间的传输延迟。

控制单元402还可以包括：频率同步单元4023，用于在宏基站发来的时间参考信号中包含频率同步信息时，提取该信号中的频率同步信息，并以提取的频率作为自身工作的时钟频率源，实现频率同步。

下面对本发明实施例提供的微基站的具体工作流程进行说明：

步骤S11：微基站的无线收发单元接收宏基站广播的时间参考信号；

步骤S12：微基站的控制单元指示无线收发单元在网络侧允许的时刻向宏基站发送随机接入请求；

步骤S13：微基站的无线收发单元接收宏基站发来的包含TA值信息的立即指配信号，控制单元记录下该TA值；

步骤S14：微基站的无线收发单元接收宏基站广播的网络侧绝对时间，控制单元根据该网络侧绝对时间和步骤S13中记录的TA值得到本地绝对时间并进行时间调整；

具体的，控制单元所包含的延迟单元的第二计算单元将宏基站发来的TA值除以2，得到微基站与宏基站之间的传输延迟；控制单元所包含的时间同步单元将所述网络侧绝对时间加上所述传输延迟，得到本地绝对时间，并将本地工作时间调整为所述本地绝对时间，实现时间同步。

综上，本发明的有益效果在于：

本发明实施例提供的微基站同步方案中，微基站从宏基站的广播信道获取网络侧绝对时间和TA值信息，根据该TA值信息得到微基站与宏基站之间的传输延迟，进而根据网络侧绝对时间和传输延迟得到本地绝对时间，并将本地工作时间调整为该本地绝对时间，达到时间同步。或者，微基站通过网络侧提供的定位业务或用户配置得到距离信息，根据该距离信息得到微基站与宏基站之间的传输延迟，进而根据网络侧绝对时间和传输延迟得到本地绝对时间，并将本地工作时间调整为该本地绝对时间，达到时间同步。

同时，微基站还可以从宏基站的广播信道获取频率同步信息，按照提取的频率作为自身工作的时钟频率，实现频率同步。

这种微基站通过与宏基站的信息交互来实现时间同步和频率同步的方法，实现成本低、并不再需要受限于GPS的管制和覆盖。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (20)

1、一种微蜂窝网络基站同步的方法，其特征在于，该方法包括：

宏基站广播网络侧绝对时间；

微基站获得自身与所述宏基站之间的传输延迟，利用所述传输延迟和接收到的所述网络侧绝对时间调整本地工作时间。

2、如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述微基站根据获得的自身与所述宏基站的距离或所述宏基站发送的时间提前TA值信息，得到自身与所述宏基站之间的传输延迟。

3、如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述微基站根据获得的自身与所述宏基站的距离得到自身与所述宏基站之间的传输延迟包括：

将所述微基站与所述宏基站的距离除以自由空间电磁波传播速度，得到所述微基站与所述宏基站之间的传输延迟。

4、如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述微基站通过网络侧提供的定位业务获得自身与所述宏基站的距离，或者从用户配置的信息中获得。

5、如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述宏基站发送所述TA值信息包括：

所述宏基站广播时间参考信号；

所述微基站接收所述时间参考信号，根据该时间参考信号在网络侧允许的时刻向所述宏基站发送随机接入请求；

所述宏基站接收所述随机接入请求，根据所述接收时间得到TA值，并将该TA值信息发送给所述微基站；

则所述微基站根据所述宏基站发送的TA值信息得到自身与所述宏基站之间的传输延迟包括：

所述微基站将所述TA值除以2，得到所述微基站与所述宏基站之间的传输延迟。

6、如权利要求5所述的方法，其特征在于，所述时间参考信号中还包含频率同步信息，则该方法进一步包括：

所述微基站接收所述时间参考信号，提取该信号中的频率同步信息，并以提取的频率作为自身工作的时钟频率源。

7、如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述网络侧绝对时间为所述宏基站自身的时钟工作时间，或网络侧统一的同步绝对时间。

8、如权利要求5所述的方法，其特征在于，所述宏基站周期广播网络侧绝对时间或时间参考信号。

9、一种微蜂窝网络基站同步的***，其特征在于，该***包括：

宏基站，用于广播网络侧绝对时间；

微基站，用于获得自身与所述宏基站之间的传输延迟，利用所述传输延迟和接收到的所述网络侧绝对时间调整本地工作时间。

10、如权利要求9所述的***，其特征在于，所述宏基站包括：

第一广播单元，用于周期广播网络侧绝对时间；

所述微基站包括：

宏蜂窝制式的以终端方式工作的无线收发单元，用于与所述宏基站进行通信，包括接收所述网络侧绝对时间；

延迟单元，用于获得自身与所述宏基站之间的传输延迟；

时间同步单元，用于利用所述网络侧绝对时间和所述传输延迟调整本地工作时间。

11、如权利要求10所述的***，其特征在于，所述延迟单元包括：

第一计算单元，用于将所述微基站与所述宏基站的距离除以自由空间电磁波传播速度，得到所述微基站与所述宏基站之间的传输延迟。

12、如权利要求10所述的***，其特征在于，所述宏基站进一步包括：

第二广播单元，用于周期广播时间参考信号；

处理单元，用于接收微基站发来的随机接入请求，根据所述接收时间得到TA值，并将该TA值信息发送给所述微基站；

则所述微基站中的无线收发单元进一步用于：

接收所述时间参考信号，根据该时间参考信号在网络侧允许的时刻向所述宏基站发送随机接入请求；接收所述TA值信息；

所述延迟单元包括：

第二计算单元，用于将所述TA值除以2，得到所述微基站与所述宏基站之间的传输延迟。

13、如权利要求12所述的***，其特征在于，所述微基站进一步包括：

频率同步单元，用于在所述时间参考信号中包含频率同步信息时，提取该信号中的频率同步信息，并以提取的频率作为自身工作的时钟频率源。

14、如权利要求9所述的***，其特征在于，所述网络侧绝对时间为所述宏基站自身的时钟工作时间，或网络侧统一的同步绝对时间。

15、一种宏基站，其特征在于，该宏基站包括：

第一广播单元，用于广播网络侧绝对时间；

第二广播单元，用于广播时间参考信号；

处理单元，用于接收微基站发来的随机接入请求，根据所述接收时间得到时间提前TA值，并向微基站发送该TA值信息。

16、如权利要求15所述的宏基站，其特征在于，所述第二广播单元广播的网络侧绝对时间为所述宏基站自身的时钟工作时间，或网络侧统一的同步绝对时间。

17、一种微基站，其特征在于，该微基站包括：

宏蜂窝制式的以终端方式工作的无线收发单元，用于与宏基站进行通信，包括接收宏基站发来的网络侧绝对时间；

延迟单元，用于获得微基站与所述宏基站之间的传输延迟；

时间同步单元，用于利用所述传输延迟和接收到的所述网络侧绝对时间调整本地工作时间。

18、如权利要求17所述的微基站，其特征在于，所述延迟单元包括：

第一计算单元，用于将所述微基站与所述宏基站的距离除以自由空间电磁波传播速度，得到所述微基站与所述宏基站之间的传输延迟。

19、如权利要求17所述的微基站，其特征在于，所述无线收发单元进一步用于：

接收宏基站发来的时间参考信号，根据该时间参考信号在网络侧允许的时刻向所述宏基站发送随机接入请求；接收宏基站发来的TA值信息；

所述延迟单元包括：

第二计算单元，用于将所述TA值除以2，得到所述微基站与所述宏基站之间的传输延迟。

20、如权利要求19所述的微基站，其特征在于，所述微基站进一步包括：

频率同步单元，用于在所述时间参考信号中包含频率同步信息时，提取该信号中的频率同步信息，并以提取的频率作为自身工作的时钟频率源。

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