CN102118779B - 一种基于无线方式实现时钟同步的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明旨在提供一种基于无线方式实现时钟同步的方法，所述方法包括：同步节点进行空口信号检测，检测到被测基站；根据接收到所述被测基站发送的空口信号起始标志与同步节点保存的同步参考进行比较，得出所述被测基站与同步节点的时频偏偏差；所述同步节点接入所述被测基站，将所述时频偏偏差消息上报给被测基站，所述被测基站根据所述消息与同步节点进行时钟同步；应用本发明所述的技术方案，有效规避了卫星同步信号无法覆盖室内和有线同步方式对组网层级结构要求高的缺点，提高了时钟同步的性能。

Description

一种基于无线方式实现时钟同步的方法
技术领域
本发明涉及无线通信领域，尤其涉及通信网时钟同步的方法。
背景技术
在无线通信中，基站间同步非常重要，如果基站间失同步或者误差过大会造成很多问题，例如，无法接入，无法切换，掉话等等。原先的无线通信使用FDM(Frequency Division Multiplex，频分复用)技术居多，由于频谱资源日趋紧张，无线通信逐渐向对频谱使用更加灵活的TDM(Time Division Multiplex，时分复用)技术方向发展。这就对基站间同步提出了更高的要求，在原先的频率同步要求上增加了相位同步要求，即任意两个基站间通过时钟频率直接得到的PP1S(Pulse Per one Second，每秒一次脉冲)信号也同步。
GPS(Global Position System，全球定位***)和基于精确时间同步协议的同步技术可以有效地解决同步问题，但都有很大的局限性。GPS信号易受地形影响，而且无法覆盖室内，基于精确时间同步协议的同步技术由于对网络延时的对称分布性非常敏感，所以组网层级结构要求很严格，否则无法进行同步，这使得基站间时钟同步成为一个难题。
发明内容
为了解决上述技术问题，本发明提供了一种基于无线方式实现基站间时钟同步的方法，通过空口回复报文消息，快速实现基站间同步。本发明根据现有同步技术使用范围受限的缺点，结合无线网络发展提出的新要求，提出一种利用空口进行同步的方法。其核心在于同步节点无线检测基站信号，并以无线终端的方式接入基站，将时频偏偏差值上报基站。
本发明提供了一种基于无线方式实现时钟同步的方法，所述方法包括：
同步节点进行空口信号检测，检测到被测基站；
根据接收到所述被测基站发送的空口信号起始标志与同步节点保存的同步参考进行比较，得出所述被测基站与同步节点的时频偏偏差；
所述同步节点接入所述被测基站，将所述时频偏偏差消息上报给被测基站，所述被测基站根据所述消息与同步节点进行时钟同步。
进一步地，上述的方法中，在同步节点进行空口信号检测之前，所述方法还包括：所述同步节点进行参考源选择，并与所述参考源进行时钟同步；所述参考源包括：卫星同步信号或基站信号或本地产生。
进一步地，上述的方法中，若所述参考源为基站信号，所述同步节点与所述参考源进行时钟同步具体为：同步节点向参考源基站发送测距信息；同步节点接收参考源基站发送的前导码和回复的测距响应信息，所述测距响应信息中包含所述测距信息的时偏；同步节点根据接收到前导码时间点和测距信息的时偏调整本地时钟。
进一步地，上述的方法中，若所述参考源为卫星同步信号，所述同步节点与所述参考源进行时钟同步具体为：所述同步节点接收所述卫星同步信号，根据所述卫星同步信号中的时钟对本地时钟进行调整。
进一步地，上述的方法中，所述同步节点接入所述被测基站时，在接入中得到测距消息，根据测距消息对所述时频偏偏差进行调整，同步节点将调整后的时频偏偏差上报给被测基站。
进一步地，上述的方法中，同步节点将调整后的所述时频偏偏差消息上报给被测基站，所述被测基站根据所述消息与同步节点进行时钟同步具体为：同步节点将调整时频偏数据组成符合要求的媒体接入控制层管理消息，在保留字段处填入约定的识别字段，上报至被测基站。
应用本发明所述的技术方案，有效规避了卫星同步信号无法覆盖室内和有线同步方式对组网层级结构要求高的缺点，提高了时钟同步的性能。
附图说明
图1是同步节点网络结果示意图；
图2是参考源为卫星同步信号时同步节点工作流程图；
图3时参考源为基站时同步节点工作流程图；
具体实施方式
下面结合附图对本发明的实施例详细说明。
同步节点模拟正常终端行为，并且能够正常接入一个或者多个基站，其同步参考可以是卫星同步信号，也可以是接入或未接入的其中一个或多个基站。具体参考图1所示。同步节点101，同步卫星102，基站A103，基站B104。
如图2所示，若参考源为卫星同步信号，同步节点使基站同步工作流程，包括如下步骤：
步骤201：同步节点进行参考选择，手动或自动方式配置参考卫星同步信号，同步节点与卫星同步信号进行时钟同步；
步骤202：同步节点进行空口信号检测，使用与当前使用协议相符合的技术对空口接收到的类似于导频、前导码或具有标志性的信号进行搜索，并搜索到被测基站；
步骤203：同步节点进行时偏估计，测量出导频、前导码或具有标志性的信号与GPS给出的PP1S信号的偏差，并根据当前协议规定或者预设置的偏移值估算出被测基站口空信号实际位置与预期位置的偏差值；
步骤204：同步节点进行频偏估计，测量出导频、前导码或具有标志性的信号与GPS给出的PP1S(Pulse Per one Second)信号的动态偏移值，估算出被测基站的频偏值；
步骤205：同步节点进行正常接入基站处理，进行与当前协议符合的终端行为接入被测基站；
步骤206：同步节点进行调整数据反馈，根据事先与基站约定的方式上报基站需要调整的时偏和频偏估计值；其中约定的方式可以是：在口空特殊位置发送上报数据，或使用符合当前协议格式的消息上报数据，或作为上层应用程序基于当前空口协议上报数据。
所述被测基站根据上报的所述时偏和频偏估计值与同步节点进行时钟同步。
如图3所示，在参考源为基站时，结合图1，本发明所述的基于无线方式实现基站间时钟同步的方法，包括如下步骤：
步骤301：手动配置同步节点101的参考方式为基站信号，同时选择基站A103作为参考源，扫描空口无线信号，根据设置的基站识别信息选择事先设置的参考基站A103的频段；
步骤302：同步节点101向基站A103发送IEEE 802.16协议中约定的终端初始接入的测距信息，同时同步节点101接收基站A103发送IEEE 802.16协议中约定的前导码和回复的测距响应信息，测距响应信息中包含前面发送的测距信息的时偏，同步节点101根据接收到前导码时间点和测距信息的时偏调整本地时钟进行跟踪、锁定，并定时10秒间隔重复该步骤一次；
步骤303：同步节点101再次检测空口无线信号，搜索到基站B104；
步骤304：根据基站B104下行发送的IEEE 802.16协议中约定的前导码获得数据帧的起始位置，通过比较本地保存的基站A103的数据帧起始位置，估算出基站B104与同步节点101本地的时频偏偏差值；
步骤305：同步节点101进行符合IEEE 802.16协议的终端接入行为，交互消息接入基站B104；
步骤306：同步节点101以接入过程中交互的测距信息作为参考，对之前估算的基站B104的时频偏偏差值进行微调；
步骤307：同步节点101将调整时频偏数据组成符合IEEE 802.16协议的媒体接入控制层管理消息，在保留字段处填入约定的识别字段以区分协议规定外的管理消息类型，上报至基站B104；定时10秒间隔重复步骤306。
所述基站104根据媒体接入控制层管理消息与同步节点进行时钟同步。
上述设置参考源，还可以是同步节点基于本地产生的方式。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种基于无线方式实现时钟同步的方法，其特征在于，所述方法包括：
同步节点进行空口信号检测，检测到被测基站；
根据接收到所述被测基站发送的空口信号起始标志与同步节点保存的同步参考进行比较，得出所述被测基站与同步节点的时频偏偏差；
所述同步节点接入所述被测基站，将所述时频偏偏差消息上报给被测基站，所述被测基站根据所述消息与同步节点进行时钟同步。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在同步节点进行空口信号检测之前，所述方法还包括：
所述同步节点进行参考源选择，并与所述参考源进行时钟同步。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述参考源包括：
卫星同步信号或基站信号或本地产生。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，若所述参考源为基站信号，所述同步节点与所述参考源进行时钟同步具体为：
同步节点向参考源基站发送测距信息；
同步节点接收参考源基站发送的前导码和回复的测距响应信息，所述测距响应信息中包含所述测距信息的时偏；
同步节点根据接收到前导码时间点和测距信息的时偏调整本地时钟。
5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，若所述参考源为卫星同步信号，所述同步节点与所述参考源进行时钟同步具体为：
所述同步节点接收所述卫星同步信号，根据所述卫星同步信号中的时钟对本地时钟进行调整。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述同步节点接入所述被测基站时，在接入中得到测距消息，根据测距消息对所述时频偏偏差进行调整，同步节点将调整后的时频偏偏差上报给被测基站。
7.根据权利要求1至6任一所述的方法，其特征在于，同步节点将调整后的所述时频偏偏差消息上报给被测基站，所述被测基站根据所述消息与同步节点进行时钟同步具体为：
同步节点将调整时频偏数据组成符合要求的媒体接入控制层管理消息，在保留字段处填入约定的识别字段，上报至被测基站。
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