CN116684025A - 一种帧同步误差补偿方法和*** - Google Patents

一种帧同步误差补偿方法和*** Download PDF

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李相宏
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Abstract

本发明提供了一种帧同步误差补偿处理方法及***，所述方法包括：测量出发射端发出的参考时钟信号中的PPS数据宽度，并以接收端的本地时钟发生器的时钟周期数表示；根据参考时钟信号中的PPS数据宽度分别计算接收端的帧、半帧和时隙的数据宽度对应的本地时钟周期数及误差值，并根据所述误差值分别对接收端的帧、半帧和时隙的数据宽度进行调整，从而使得接收端的PPS数据、帧数据、半帧数据与发射端中的PPS数据、帧数据、半帧数据的数据时序对齐。采用本发明的技术方案，可提高帧同步误差补偿的精度。

Description

一种帧同步误差补偿方法和***
技术领域
本发明涉及5G通信领域，具体为一种帧同步误差补偿处理方法和***。
背景技术
通信***中，同步是整个网络中非常重要因素，关系到数据是否解调和***正常运行。而帧同步是为了对齐参考时钟和本地定时器(无线帧生成器)同步，使5G(NR)数据帧能够规定发送且被测设备能正常解调。
图1为基站DU(基准分布式单元)和RU(基站远端单元)同步***示意图，其同步过程如下：首先在DU中配置GPS时钟参数并同步至***时钟，然后通过PTP协议(精确时间协议，precisiontimeprotocol)同步至RU的***时钟，然后由RU自身的本地时钟产生时钟信号。由于RU的本地时钟可能与GPS时钟存在误差，可能会导致RU与DU的时钟不同步，如图2所示，其中，DU-GPS-PPS为DU端的GPS的PPS信号，DU-1588-PPS为DU端根据PTP协议生成的DU端发送的PPS信号，RU-1588-PPS为RU端根据PTP协议根据接收到DU-1588-PPS信号解析出的PPS信号，RU-Timer-SYNC为RU端本地时钟控制器根据DU-1588-PPS信号生成的同步信号。
为解决上述问题，现有技术一般是将无线帧定时器寄存器配置成：当检测到漂移误差大于程序设定的阈值时，从无线帧定时器产生的10ms同步信号将被校正并与参考10ms同步信号重新对齐。现有技术中设定无线帧定时器寄存器阈值去检测漂移误差值的方法存在精度低、误差调整不灵敏的技术问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种帧同步误差补偿方法和***，以提高帧同步误差补偿的精度。
本发明实施例中，提供了一种帧同步误差补偿方法，其包括：
测量出发射端发出的参考时钟信号中的PPS数据宽度，并以接收端的本地时钟发生器的时钟周期数表示；
根据参考时钟信号中的PPS数据宽度分别计算接收端的帧、半帧和时隙的数据宽度对应的本地时钟周期数及误差值，并根据所述误差值分别对接收端的帧、半帧和时隙的数据宽度进行调整，从而使得接收端的PPS数据、帧数据、半帧数据与发射端中的PPS数据、帧数据、半帧数据的数据时序对齐。
本发明实施例中，计算接收端的帧数据宽度的时钟周期数及误差值，包括：
计算接收端的帧数据的宽度b＝a/100+c，其中，a为参考时钟信号中的PPS数据宽度对应的本地钟发生器的时钟周期数，c为除不尽的余数。
本发明实施例中，根据误差值对接收端的帧数据宽度进行调整，包括：
将本地一个PPS中的100帧数据中的c帧数据的宽度设置为b+1,其余帧的数据宽度设置为b，确保本地一个PPS中的100帧数据的宽度之和与参考时钟信号中的一个PPS的宽度完全相同。
本发明实施例中，计算接收端的半帧数据宽度的时钟周期数及误差值，包括：
计算接收端的半帧数据的宽度d＝a/200+e，其中，a为参考时钟信号中的PPS数据宽度对应的本地钟发生器的时钟周期数，e为除不尽的余数。
本发明实施例中，根据误差值对接收端的半帧数据宽度进行调整，包括：
将本地一个TDD数据宽度中的200个半帧数据中的e帧数据的宽度设置为d+1,其余帧的数据宽度设置为d。
本发明实施例中，计算接收端的时隙数据宽度的时钟周期数，包括：
计算每个时隙的数据宽度f＝a/2000+g，其中，a为参考时钟信号中的PPS数据宽度对应的本地钟发生器的时钟周期数，g为除不尽的余数。
本发明实施例中，根据误差值对接收端的时隙数据宽度进行调整，包括：
将本地每个时隙的宽度设置为f,每间隔十个时隙，计算一次半帧的误差，并根据所述误差值调整TDD数据的GP时隙，使得接收端与发射端的半帧数据的时序对齐。
本发明实施例中，所述参考时钟信号为GPS时钟信号。
本发明实施例中，还提供了一种帧同步误差补偿***，其包括发射端和接收端，所述接收端与所述发射端进行帧同步时，采用所述的帧同步误差补偿方法。
与现有技术相比较，采用本发明的正交误差补偿处理方法和***，首先测量出发射端发出的参考时钟信号中的PPS数据宽度，并以接收端的本地钟发生器的时钟周期数表示，然后根据参考时钟信号中的PPS数据宽度分别计算接收端的帧、半帧和时隙的数据宽度的时钟周期数及误差值，并根据所述误差值分别对接收端的帧、半帧和时隙的数据宽度进行调整，从而使得接收端的PPS数据、帧数据、半帧数据与发射端中的PPS数据、帧数据、半帧数据的数据时序对齐，本地时钟控制器不再以自己固定机制运行，而是根据每个pps的时钟周期数决定每帧的时钟周期数，同时本地时钟控制器控制的其他定时动作同步修改时钟周期数，从而实现发射端和接收端的帧同步。
附图说明
图1是基站分布式单元和基站远端单元同步***示意图。
图2是基站分布式单元和基站远端单元中出现信号不同步的信号示意图。
图3是本发明实施例的帧同步误差补偿方法的流程示意图。
图4是基站分布式单元和基站远端单元中信号同步的信号示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
以下结合具体实施例对本发明的实现进行详细描述。
如图3所示，本发明实施例中，提供了一种帧同步误差补偿方法，其包括步骤S1-S3。下面分别进行说明。
步骤S1：测量出发射端发出的参考时钟信号中的PPS数据宽度，并以接收端的本地钟发生器的时钟周期数表示。
需要说明的是，本发明实施例提供的是一种在发射端和接收端实现帧同步的方法，所述发射端和接收端可以分别是图1中的5G收发***中的基站分布式单元和基站远端单元，也可以是其它的无线收发***中的发射端和接收端，本发明对此不进行限制。
对于5G基站收发***来说，基站分布式单元是以GPS信号作为参考时钟信号，其通过与GPS信号同步后产生1588时钟信号，然后通过PTP协议同步到接收端的1588时钟信号，最后由接收端的本地时钟产生时钟周期信号，与GPS信号同步。由于晶振稳定性，时钟频率是有误差的，接收端的本地时钟时钟信号周期与GPS信号的时钟周期可能存在误差，因此导致了接收端与发射端的信号周期不一致，数据时序无法对齐，出现不同步的情况。
考虑到这种情况，本发明实施例中，测量出GPS的1个pps脉冲间隔的宽度，以本地时钟的时间周期数表示，以下记作a个时钟周期。
步骤S2：根据参考时钟信号中的PPS数据宽度分别计算接收端的帧、半帧和时隙的数据宽度的时钟周期数及误差值。
需要说明的是，需要说明的是，在5G传输协议中，DU与RU同步GPS时间后，要求在1s内完成100帧数据的传输动作，即必须在1pps时间内完成所有动作，那每帧(10ms)数据的时长，就是1pps时长的1/100。具体地，基本的数据发送周期如下:
1帧＝2半帧＝10子帧＝20时隙。
本发明实施例中，计算接收端的帧、半帧和时隙的数据宽度的时钟周期数及误差值分别计算如下：
计算接收端的帧数据的宽度b＝a/100+c，其中，a为参考时钟信号中的PPS数据宽度的本地钟发生器的时钟周期数，c为除不尽的余数；
计算接收端的半帧数据的宽度d＝a/200+e，其中，e为除不尽的余数；
计算每个时隙的数据宽度等于f＝a/2000+g，其中，g为除不尽的余数。
步骤S3：根据所述误差值分别对接收端的帧、半帧和时隙的数据宽度进行调整，从而使得接收端的PPS数据、帧数据、半帧数据与发射端中的PPS数据、帧数据、半帧数据的数据时序对齐。
基于步骤S2中计算得到的接收端的帧、半帧和时隙的数据宽度的时钟周期数及误差值，本发明实施例中，根据误差值对接收端的帧数据宽度进行调整，包括：
将本地一个PPS中的100帧数据中的c帧数据的宽度设置为b+1,其余帧的数据宽度设置为b，确保本地一个PPS中的100帧数据的宽度之和与参考时钟信号中的一个PPS的宽度完全相同，如此调整后，即可实现接收端和发送端PPS的时序同步。
本发明实施例中，根据误差值对接收端的半帧数据宽度进行调整，包括：
将本地一个TDD数据宽度中的200个半帧数据中的e帧数据的宽度设置为d+1,其余帧的数据宽度设置为d，如此调整后，即可实现接收端与发射端的帧数据的时序对齐。
本发明实施例中，根据误差值对接收端的时隙数据宽度进行调整，包括：
将本地每个时隙的宽度设置为f,每间隔十个时隙，计算一次半帧的误差，并根据所述误差值调整TDD数据的GP时隙，使得接收端与发射端的半帧数据的时序对齐。
经过上述处理后，RU和DU的信号实现帧同步，具体如图4所示。
本发明实施例中，还提供了一种帧同步误差补偿***，其包括发射端和接收端，所述接收端在与所述发送端进行帧同步时，采用上述的帧同步误差补偿方法。
综上所述，采用本发明的正交误差补偿处理方法和***，首先测量出发射端发出的参考时钟信号中的PPS数据宽度，并以接收端的本地钟发生器的时钟周期数表示，然后根据参考时钟信号中的PPS数据宽度分别计算接收端的帧、半帧和时隙的数据宽度的时钟周期数及误差值，并根据所述误差值分别对接收端的帧、半帧和时隙的数据宽度进行调整，从而使得接收端的PPS数据、帧数据、半帧数据与发射端中的PPS数据、帧数据、半帧数据的数据时序对齐，本地时钟控制器不再以自己固定机制运行，而是根据每个pps的时钟周期数决定每帧的时钟周期数，同时本地时钟控制器控制的其他定时动作同步修改时钟周期数，从而实现发射端和接收端的帧同步。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种帧同步误差补偿方法，其特征在于，包括：
测量出发射端发出的参考时钟信号中的PPS数据宽度，并以接收端的本地时钟发生器的时钟周期数表示；
根据参考时钟信号中的PPS数据宽度分别计算接收端的帧、半帧和时隙的数据宽度对应的本地时钟周期数及误差值，并根据所述误差值分别对接收端的帧、半帧和时隙的数据宽度进行调整，从而使得接收端的PPS数据、帧数据、半帧数据与发射端中的PPS数据、帧数据、半帧数据的数据时序对齐。
2.如权利要求1所述的正交误差补偿处理方法，其特征在于，计算接收端的帧数据宽度的时钟周期数及误差值，包括：
计算接收端的帧数据的宽度b＝a/100+c，其中，a为参考时钟信号中的PPS数据宽度对应的本地钟发生器的时钟周期数，c为除不尽的余数。
3.如权利要求2所述的正交误差补偿处理方法，其特征在于，根据误差值对接收端的帧数据宽度进行调整，包括：
将本地一个PPS中的100帧数据中的c帧数据的宽度设置为b+1,其余帧的数据宽度设置为b，确保本地一个PPS中的100帧数据的宽度之和与参考时钟信号中的一个PPS的宽度完全相同。
4.如权利要求1所述的正交误差补偿处理方法，其特征在于，计算接收端的半帧数据宽度的时钟周期数及误差值，包括：
计算接收端的半帧数据的宽度d＝a/200+e，其中，a为参考时钟信号中的PPS数据宽度对应的本地钟发生器的时钟周期数，e为除不尽的余数。
5.如权利要求4所述的正交误差补偿处理方法，其特征在于，根据误差值对接收端的半帧数据宽度进行调整，包括：
将本地一个TDD数据宽度中的200个半帧数据中的e帧数据的宽度设置为d+1,其余帧的数据宽度设置为d。
6.如权利要求1所述的正交误差补偿处理方法，其特征在于，计算接收端的时隙数据宽度的时钟周期数，包括：
计算每个时隙的数据宽度f＝a/2000+g，其中，a为参考时钟信号中的PPS数据宽度对应的本地钟发生器的时钟周期数，g为除不尽的余数。
7.如权利要求6所述的正交误差补偿处理方法，其特征在于，根据误差值对接收端的时隙数据宽度进行调整，包括：
将本地每个时隙的宽度设置为f,每间隔十个时隙，计算一次半帧的误差，并根据所述误差值调整TDD数据的GP时隙，使得接收端与发射端的半帧数据的时序对齐。
8.如权利要求1所述的正交误差补偿处理方法，其特征在于，所述参考时钟信号为GPS时钟信号。
9.一种帧同步误差补偿***，其特征在于，包括发射端和接收端，所述接收端与所述发射端进行帧同步时，采用如权利要求1-8任一项所述的帧同步误差补偿方法。
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