CN219780402U - 一种基于卫星授时的自组网*** - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及卫星授时技术领域，公开了一种基于卫星授时的自组网***，包括卫星基站、自组网基站、无线电台和通信设备；所述通信设备包括功放模块、射频模块、基带板、开关模块、电源接口、数据交换接口、收发天线接口；所述卫星基站通过卫星模块与自组网基站通讯进行卫星授时，所述自组网基站的收发模块与所述无线电台的收发模块通讯连接，无线电台与所述通信设备的收发天线接口通讯连接。本实用新型能够解决自组网基站间无法进行时隙同步的问题。
Description
技术领域
本实用新型涉及卫星授时技术领域，特别是涉及一种基于卫星授时的自组网***。
背景技术
TDMA是时分多址的缩写，它是一种在无线电通信中广泛使用的技术。通过将一个频带分成多个时隙，每个时隙只允许一个用户发送数据，从而实现多个用户在同一个频带上进行通信的目的。由于在一个时隙内，只能有一个用户进行发送和接收操作，如果不进行时隙同步，就会导致不同的用户同时使用相同的时隙，从而发生干扰，导致通信质量下降，因此进行时隙同步非常重要。
目前的无线电通讯设备大多使用基础通信设施进行信号中转和时隙同步。在发生地震、水灾、强烈热带风暴等灾难后，固定的通信网络设施可能被摧毁或无法正常工作，在这种分秒必争的应用场景中，可以使用快速部署的应急自组网代替基础通信设施。但是在自组网相同中存在基站与基站之间往往难以进行时隙的同步、恶劣环境对自组网设备的晶振器件产生偏移影响等问题。因此需要解决自组网基站间无法进行时隙同步的问题。
实用新型内容
本实用新型的目的是：提供一种基于卫星授时的自组网***，其能够解决自组网基站间无法进行时隙同步的问题。
为了实现上述目的，本实用新型提供了一种基于卫星授时的自组网***，包括卫星基站、自组网基站、无线电台和通信设备；所述通信设备包括功放模块、射频模块、基带板、开关模块、电源接口、数据交换接口、收发天线接口；所述卫星基站通过卫星模块与自组网基站通讯进行卫星授时，所述自组网基站的收发模块与所述无线电台的收发模块通讯连接，无线电台与所述通信设备的收发天线接口通讯连接，所述无线电台通过计算单元解码信令推测空中传输起始时刻并调整本地时钟边沿，所述开关模块包含的卫星模块，用于通信设备的同步和频率校准、时隙分割。
一些实施例中，所述自组网基站接收所述卫星基站发射的时钟信号进行时隙的校准，并下发包含同步时间信息的心跳包至所述无线电台。
一些实施例中，所述无线电台完成时间同步后通过相同频带中不同时隙对通话组进行区分。
一些实施例中，所述开关模块包含的卫星模块通过北斗/GPS双模定位，提供精确的脉冲。
一些实施例中，所述通信设备还包括压控振荡器、D/A转换器、延时器、1/10M分频器。
一些实施例中，所述开关模块包含的卫星模块接收所述卫星基站的秒脉冲经过相位检测、滤波、老化补偿、PI控制、D/A转换、调频、分频、延时的处理进行秒授时，校准所述通信设备的晶振。
本实用新型实施例一种基于卫星授时的自组网***，与现有技术相比，其有益效果在于：
基于卫星授时的自组网***通过卫星授时的方式完成基站间的同步，保证了同频同播对信号发射时间高精度要求；通信设备只需要添加相应的卫星模块即可进行时隙同步；通信设备均使用晶振来产生频率信号，晶振会随着温度、时间的变化发生偏移，使用卫星授时的方式可以校准晶振的频率偏移，与传统的通信网络设备解决晶振偏移的方式相比更有效。
附图说明
图1是本实用新型实施例的基于卫星授时的自组网***的组成连接框图；
图2是本实用新型实施例无线电台降低时延的过程；
图3是本实用新型实施例自组网基站使用卫星进行授时的过程图；
图4是本实用新型实施例基于卫星授时的通信设备进行晶振校准的原理图。
具体实施方式
为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本实用新型的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本实用新型。但是本实用新型能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本实用新型内涵的情况下做类似改进，因此本实用新型不受下面公开的具体实施例的限制。
在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
如图1所示，本实用新型优选实施例的一种基于卫星授时的自组网***，包括卫星基站1、自组网基站2、无线电台3和通信设备4；所述通信设备4包括功放模块、射频模块、基带板、开关模块、电源接口、数据交换接口、收发天线接口；所述卫星基站1通过卫星模块与自组网基站2通讯进行卫星授时，所述自组网基站2的收发模块与所述无线电台3的收发模块通讯连接，无线电台3与所述通信设备4的收发天线接口通讯连接，所述无线电台3通过计算单元解码信令推测空中传输起始时刻并调整本地时钟边沿，所述开关模块包含的卫星模块，用于通信设备的同步和频率校准、时隙分割。
具体实施例中，所述自组网基站接收所述卫星基站发射的时钟信号进行时隙的校准，并下发包含同步时间信息的心跳包至所述无线电台。
具体实施例中，所述无线电台完成时间同步后通过相同频带中不同时隙对通话组进行区分。
具体实施例中，所述开关模块包含的卫星模块通过北斗/GPS双模定位，提供精确的脉冲。
具体实施例中，所述通信设备还包括压控振荡器、D/A转换器、延时器、1/10M分频器。
具体实施例中，所述开关模块包含的卫星模块接收所述卫星基站的秒脉冲经过相位检测、滤波、老化补偿、PI控制、D/A转换、调频、分频、延时的处理进行秒授时，校准所述通信设备的晶振。
需要说明的是，每个自组网基站都需要具备接收卫星授时信号的功能：当基站接收到卫星授时信号后，需要根据授时信号来同步本地的时钟，由于使用时分多址的方式划分信道，对时间精度的要求更高，接收机收到卫星授时信号存在一定的时延，因此接收机需要极高的授时精度。接收机的授时精度主要受晶振的特性、接收机的时钟补偿特性以及定位精度特性的影响，本***采用的卫星模块具备消除卫星钟差的功能；同步本地时钟后，自组网基站需要向无线电台广播心跳包数据，心跳包数据包含了同步消息，用于通知无线电台它的当前时间；自组网基站传播心跳包的过程中存在时延，该时延无法避免，但是可以使用时延预估的方式减小时延带来的时隙上的误差：自组网基站端在空中发射的信号携带时隙标志，无线电台根据接收到的心跳包数据进行时钟校准，校准的过程分为两步：解码信令后，根据解码信令的时间推测出信号在空中传输的起始时刻，将时钟调整为与基站一致的边沿，边沿的调整保证了接收端与主发端边沿一致，消除无线电台本地时钟的细小误差；根据信令中的时隙号进行时隙标志的统一，保证使用正确的时隙进行转发逻辑服务。从而来实现发射端和接收端的时刻一致。该方式可以将误差减小到纳秒级别，满足自组网直接时分多址的通信需求。
无线电台接收到同步消息后，需要根据消息中的时钟信息来同步自己的时钟，当所有无线电台都完成了时钟同步后，就可以按照事先约定的时隙序列进行通信，从而避免时隙冲突和干扰。
当通信设备的晶振不准确时，会导致通信误差和不稳定性。为了保证通信准确、稳定，必须对晶振进行校准。利用卫星授时***进行晶振校准的过程如下：收发模块利用卫星授时信号，获取精确的时间信息；将获取到的卫星时间信息和通信设备中的实际时间进行比较，并根据比较结果调整晶振的频率，直到将其校准到更加精确的水平；由于通信设备中的晶振会随着使用时间等原因而逐渐产生漂移，因此需要定期进行校准以保证通信的可靠性。
综上，本实用新型实施例提供的一种基于卫星授时的自组网***，通过卫星授时的方式完成基站间的同步，保证了同频同播对信号发射时间高精度要求；通信设备只需要添加相应的卫星模块即可进行时隙同步；通信设备均使用晶振来产生频率信号，晶振会随着温度、时间的变化发生偏移，使用卫星授时的方式可以校准晶振的频率偏移，与传统的通信网络设备解决晶振偏移的方式相比更有效。
以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型技术原理的前提下，还可以做出若干改进和替换，这些改进和替换也应视为本实用新型的保护范围。
Claims (6)
1.一种基于卫星授时的自组网***，其特征在于，包括卫星基站、自组网基站、无线电台和通信设备；所述通信设备包括功放模块、射频模块、基带板、开关模块、电源接口、数据交换接口、收发天线接口；所述卫星基站通过卫星模块与自组网基站通讯进行卫星授时，所述自组网基站的收发模块与所述无线电台的收发模块通讯连接，无线电台与所述通信设备的收发天线接口通讯连接，所述无线电台通过计算单元解码信令推测空中传输起始时刻并调整本地时钟边沿，所述开关模块包含的卫星模块，用于通信设备的同步和频率校准、时隙分割。
2.如权利要求1所述的基于卫星授时的自组网***，其特征在于：所述自组网基站接收所述卫星基站发射的时钟信号进行时隙的校准，并下发包含同步时间信息的心跳包至所述无线电台。
3.如权利要求1或2所述的基于卫星授时的自组网***，其特征在于：所述无线电台完成时间同步后通过相同频带中不同时隙对通话组进行区分。
4.如权利要求1所述的基于卫星授时的自组网***，其特征在于，所述开关模块包含的卫星模块通过北斗/GPS双模定位，提供精确的脉冲。
5.如权利要求1所述的基于卫星授时的自组网***，其特征在于，所述通信设备还包括压控振荡器、D/A转换器、延时器、1/10M分频器。
6.如权利要求1所述的基于卫星授时的自组网***，其特征在于，所述开关模块包含的卫星模块接收所述卫星基站的秒脉冲经过相位检测、滤波、老化补偿、PI控制、D/A转换、调频、分频、延时的处理进行秒授时，校准所述通信设备的晶振。
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2023
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