CN101170754A

CN101170754A - 一种全球定位系统时钟丢失情况下的单板上电方法

Info

Publication number: CN101170754A
Application number: CNA2007101781855A
Authority: CN
Inventors: 张溪; 黄海; 李刚; 杨广德
Original assignee: ZTE Corp
Current assignee: ZTE Corp
Priority date: 2007-11-27
Filing date: 2007-11-27
Publication date: 2008-04-30
Anticipated expiration: 2027-11-27
Also published as: CN101170754B

Abstract

本发明公开了一种全球定位系统(GPS)时钟丢失情况下的单板上电方法，基站系统上电时在GPS时钟丢失的情况下，通过使用内部时钟代替GPS时钟对网络适配器进行时间配置，以及对协议栈进程上电后再通过调用网络协议建立与IP网络相连的基站监控设备的通信链路，基站主控板通过IP网络向基站监控设备发送带有上报本系统状态等内容的消息通知工作人员。基站主控板对GPS接收装置所接收的时钟信号进行定时扫描，当扫描到GPS时钟信号恢复正常时，延时一段时间后基站主控板进行自动复位，将GPS时钟切换进来代替主控板内部时钟，此时基站系统完全恢复正常工作。

Description

一种全球定位系统时钟丢失情况下的单板上电方法

技术领域

本发明涉及移动通信领域的设备检测与维修技术，尤其涉及一种全球定位系统(GPS)时钟丢失情况下的单板上电方法。

背景技术

随着无线通信技术的发展，各种新的无线通信技术不断涌现。微波接入全球互操作性(WiMAX)系统便是一种基于正交频分复用(OFDM)的先进无线通信技术。

在WiMAX系统中，基站(BS)是WiMAX网络的重要组成部分。BS主要通过基带子系统(BDS)和射频子系统(RFS)处理空中接口所收发的移动终端(MS)的业务，进而完成无线信号的收发以及无线资源管理等功能。BS是移动通信网络中最重要的网元之一，基站主控板承担将基站工作状态等信息上传给监控系统的工作，以便掌握基站设备的运营情况，同时基站主控板还通过接收上级监控系统所下发的指令对基站的软硬件进行操作，以此实现监控系统对基站的资源进行管理和维护的目的。但不论何种移动通信网络，若要正常工作均不能没有工作时钟。

图1为现有WiMAX系统的基站监控系统组成结构示意图，如图1所示，基站主控板通过时钟子系统(TFS)上的GPS接收装置获取基站工作所需的时钟信号，然后将时钟信号分发至BDS和RFS，供相关的业务使用。另外，基站监控系统中的各单板也需要通过GPS提供的时钟信号作为基准时钟，以避免接收不同基站时钟信号所造成的同频干扰现象。因此，GPS接收装置正常工作是整个无线接入系统的基站能处理正常业务不可或缺的重要条件。同时，GPS接收装置能否正常工作，还影响到整个系统能否正常启动维护以及监控的问题。

在现有的基站系统中，通用的一种上电方式是：如果系统的GPS接收装置不能获取GPS时钟，将会一直处于等待获取GPS时钟的状态，基站系统不再执行其它上电步骤，也不再提供其它业务，更不会建立与基站监控系统的通信。在这种情况下，工作人员无法通过远端监控平台对基站设备进行基本的维护和监控，造成了基站系统莫名崩溃的假象，此时除了到该基站现场进行查看检修外，别无它法，当然也无法得知基站设备的状态以及基站无法上电启动的原因。

针对基站无法获取正常GPS时钟信号的情况，现在还有另外一种上电方式：不论基站有无获得正常的GPS时钟信号，仍然让基站系统进行正常的上电启动流程，此时基站使用本系统的内部时钟或接收其它非正常的GPS时钟信号，并且仍然提供相关数据业务。使用这种上电方式表面上看起来基站能正常提供业务，但实际存在很大的隐患和危险。由于所采用的GPS时钟信号不同步，基站向移动终端设备提供如语音及数据下载业务时，基站与移动终端之间的收发时钟不一致，无法保证业务质量，因此将会直接影响数据业务的正确性和通信质量。此外，更危险的是它还会对其它正常使用GPS时钟的基站所发出的信号造成干扰，此时不仅该基站发出的信号有误，而且还会干扰其它时钟正常的基站所发出信号，影响其他基站的正常业务。

发明内容

有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种全球定位系统时钟丢失情况下的单板上电方法，能够保证基站系统正常启动和运行基站所承载的业务。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一种全球定位系统GPS时钟丢失情况下的单板上电方法，该方法包括：

a、基站上电时，对GPS信号进行检测，判断GPS信号是否正常，若正常，则使用GPS时钟作为工作时钟，执行基站正常上电方式，之后结束流程；否则执行步骤b；

b、使用内部时钟作为工作时钟，通知非业务单板上电，建立基站系统与监控系统之间的通信链路，并由基站系统向监控系统上报GPS时钟丢失告警信息；

c、对GPS时钟定时检测，判断GPS时钟信号是否恢复正常，若恢复正常，则执行步骤d；否则，返回步骤c；

d、基站系统向监控设备上报本系统状态，并对基站系统进行复位，用GPS时钟代替内部时钟配置到业务单板。

其中，步骤a所述判断GPS信号是否正常具体为：基站主控板上电后接收射频子系统TFS发送的时钟中断信号，并对该中断信号进行计数，如果计数在一定时间内达到一定数量，则认为GPS时钟工作正常；否则，认为GPS时钟不正常。

步骤b所述通知非业务单板上电及建立基站系统与监控系统之间的通信链路包括：

b1、通知基站单板驱动层加载网络协议的驱动程序，并且向协议栈及数据库发送上电通知；

b2、基站系统收到上电通知后，用基站主控板内部时钟代替GPS时钟对网络适配器进行相应的时间配置；

b3、根据基站主控板内部时钟信号的指示，基站系统对维护模块、数据库模块上电，建立基站系统与监控设备的通信链路。

步骤c所述对GPS时钟定时检测具体为：设定检测GPS时钟的定时器，基站系统向监控系统上报GPS时钟丢失告警信息之后，每隔设定的时间就启动一次对GPS时钟信号的检测。

步骤c所述判断GPS时钟信号是否恢复正常具体为：基站主控板上电后接收TFS发送的时钟中断信号，并对该中断信号进行计数，如果计数在一定时间内达到一定数量，则认为GPS时钟工作正常；否则，认为GPS时钟不正常。

所述单板上电方法应用于微波接入全球互操作性WiMAX系统中。

所述单板上电方法应用于码分多址CDMA系统中。

本发明所提供的一种全球定位系统时钟丢失情况下的单板上电方法，具有以下优点：

1)本发明方法在GPS时钟信号丢失的情况下，通过对基站的业务单板和非业务单板分类上电的方法，能够使基站系统与监控系统之间建立通信链路，使得基站能够完成上报基站系统状态的功能，从而方便维护工作人员对基站设备进行故障维修，提高了通信运营方的维护效率。

2)本发明方法中，基站在GPS时钟信号丢失的情况下启动后，通过设置定时器对GPS信号进行周期性地检测及GPS时钟信号恢复到正常时，对基站进行复位，使用GPS时钟加载与业务联系紧密的单板，从而恢复正常时钟状态基站的各项业务，避免了基站系统因为内部时钟不统一造成通信干扰。

附图说明

图1为现有WiMAX系统的基站监控系统组成结构示意图；

图2为本发明基站主控板上电过程流程图；

图3为本发明实施例在CDMA系统架构中的应用示意图。

具体实施方式

下面结合附图及本发明的实施例对本发明的方法作进一步详细的说明。

本发明的基本思想是：基站系统在GPS时钟丢失的情况下上电时，通过使用内部时钟代替GPS时钟对网络适配器进行时间配置，以及对协议栈进程上电后，再通过调用网络协议建立与IP网络相连的基站监控系统的通信链路，基站主控板通过网络向基站监控系统发送带有上报基站系统状态等内容的消息。基站主控板对GPS接收装置所接收的时钟信号进行定时扫描，当扫描到GPS时钟信号恢复正常时，延时一段时间后基站主控板进行自动复位，将GPS时钟切换进来代替基站主控板内部时钟，从而使基站系统完全恢复正常工作。

图2为本发明基站主控板上电过程流程图，如图2所示，该上电过程包括：

步骤201：在基站主控板上电时，由GPS接收装置对GPS信号进行检测。

基站系统断电后再上电或基站发生重启动时，首先对基站的主控板进行上电，由于基站主控板是基站所有电路板单板中最重要的电路板，因此，基站能否正常工作往往取决于基站主控板自身所具有的软硬件功能是否全面以及性能是否可靠、稳定。所述GPS接收装置位于基站主控板的时钟子系统中。

步骤202：判断GPS信号是否正常，若正常，则执行步骤203；否则，执行步骤204。

判断GPS信号是否正常，是指基站主控板上电后会接收TFS射频子系统发送的时钟中断信号，并对该中断信号进行计数，当计数在一定时间内达到一定数量则认为GPS时钟工作正常；否则，就认为GPS时钟不正常。

步骤203：系统使用GPS时钟作为工作时钟，并由上电进程通知业务单板及非业务单板上电，然后加载相关协议的驱动以建立基站系统与监控系统之间的通信链路，并且通过通信链路向监控系统上报基站系统的状态信息，结束上电流程。

所述上电进程，是指基站主控板软件系统中的功能程序在主控板上电时所做的一系列动态行为。

所述业务单板，是指与业务结合紧密的单板，包括提供语音及数据下载业务等的功能单板；所述非业务单板，是指除业务功能单板之外的功能单板，例如负责基站系统与监控系统之间通信的功能单板。

所述加载相关协议的驱动以建立与监控系统的通信链路，具体是指加载网络协议的驱动，并对数据库、协议栈进程上电，在上述过程完成后，由网络协议驱动建立与监控系统的通信链路。

步骤204：上电进程通知基站单板驱动层加载网络协议的驱动程序，并且上电进程向协议栈及数据库发送上电通知。

负责基站系统与监控系统之间通讯的功能模块主要有网络协议层以及数据库等，其中网络协议层提供建立网络链路等功能，数据库提供建立链路所需的基站、监控终端的数据。

步骤205：基站系统收到上电通知后，用基站主控板内部时钟代替GPS时钟对网络适配器进行相应的时间配置。

所述对网络适配器进行相应的时间配置，是指对网络适配器填入参数及配置工作所需的数据。

步骤206：根据基站主控板内部时钟信号的指示，基站系统建立与监控设备的通信链路联系。

所述基站系统建立与监控设备间通信链路联系，是指在当协议栈进程上电后，通过调用网络协议建立与监控设备的通信链路。

步骤207：基站系统对维护模块、数据库模块上电，并向监控设备上报GPS时钟丢失告警信息。

所述维护模块、数据库模块，是指基站系统中的一些负责基站系统与监控系统之间的通信以及搜集并上报基站系统状态的功能单板。

步骤208：设定检测GPS时钟的定时器，等待该计时器超时后，对GPS时钟进行检测。

每隔设定的时间就启动一次对GPS时钟的检测过程，定时器可设置的时长不定，可以为2分钟，也可设置为30分钟不等。例如：假设将定时器设置为5分钟，那么5分钟计时结束后将执行步骤209。

步骤209：判断GPS时钟信号是否恢复正常，若此时GPS时钟恢复正常，则执行步骤210；否则，返回步骤208。

所述判断GPS时钟信号是否恢复正常，是指基站主控板接收TFS射频子系统发送的时钟中断信号，并对该中断信号进行计数，当计数在一定时间内达到一定数量则认为GPS时钟工作正常；否则，就认为GPS时钟不正常。

步骤210：基站系统向监控设备上报本系统状态，并对基站系统进行复位，用GPS时钟代替基站主控板内部时钟配置到业务单板。

所述对基站系统进行复位，是指对基站系统进行低级别的重启操作，目的是为了将当前正确的GPS时钟配置到与业务有关的业务单板上，恢复基站系统承载话音、数据业务的功能。

基站被复位后再恢复时，基站的业务全部恢复到正常工作状态。此时，基站系统的单板上电全过程结束。

下面为本发明方法的两个不同实施例：

实施例一

参考图1，基站系统与监控系统通过Internet相连接。

首先，基站系统上电时检测GPS时钟是否正常，若GPS时钟正常，则执行基站系统正常的上电方式。

当检测到GPS时钟不正常时，则加载基站主控板提供的网络驱动，并配置基站主控板的以太网芯片使用该基站主控板自带的时钟，这属于低层的配置，主要用于建立网络链路，是为了保证监控系统能够监控到基站系统。

其次，通过网络与监控系统建立通信链路，在建立连接之后基站主控板向基站监控设备上报GPS时钟不正常的告警，从而达到通知维护人员的目的。同时，基站主控板通过GPS时钟检测过程定时进行GPS时钟信号扫描。

最后，当基站主控板扫描到GPS信号恢复正常后，复位基站主控板并进入正常的单板上电过程，即：采用GPS时钟信号代替基站主控板内部时钟给非业务单板和业务单板提供时钟。此时，基站系统恢复正常工作状态，开始提供各项正常的通信业务。

基站主控板使用内部时钟时，系统中接收传送的消息包括网络IP包、以及各个运转功能模块的时间状态等都有了一套统一的时间标志，因此在这样的状态下，若不对基站主控板进行复位操作，而直接以GPS时钟代替基站主控板的内部时钟，后果将是很危险的，这将会打乱所有消息包的时间标志，各功能模块的时间状态也可能由于时间标志的不统一而发生错乱，故此，本发明实施例中在GPS时钟恢复后采用自动复位基站系统的方式将GPS时钟导入基站系统。

实施例二

图3为本发明实施例在CDMA系统架构中的应用示意图，如图3所示，由于CDMA系统由基站控制器(BSC)加上基站收发信台(BTS)组成，因此在无GPS时钟的上电方式中，要使监控设备同时能监控到BSC以及BTS，相比较实施例一，需要在BSC到BTS之间建立一条Abis接口链路。下面进一步描述在CDMA构架中具体实施的过程：

首先，BSC系统启动完成后，正常运行情况下，开始BTS基站主控板初始化、内部的外部时钟初始化配置。

其次，BTS基站主控板检测外部时钟，初始化协议栈。

再次，如果获取不到GPS时钟，则进入BTS基站主控板无时钟上电方式。

具体为：BTS基站主控板下载微码，并使用内部时钟对应的一套数据配置来启动微码，使用内部时钟配置千兆以太网(GE)接口。协议栈获取BTS的媒体接入控制(MAC)、IP地址以及内部时钟流程标志后，与微码协作完成建立Abis口链路的工作。

所述微码是一种对各种报文比如网络IP报文，进行解析、解/编码的功能模块。这里之所以强调微码的上电动作，是因为微码的正常工作是需要一套顺序的时间标志的。若时间标志设置的时间前后不统一，则微码在对接收发送的报文进行处理时就会有报文错乱、顺序颠倒等危险。

最后，给数据库系统(DBS)以及监控进程上电，并通过通信链路向监控系统发送无时钟告警，同时，基站主控板通过GPS时钟检测过程定时进行GPS时钟信号扫描，当基站主控板扫描到GPS信号恢复正常后，复位基站主控板并进入正常的单板上电过程。

以上所述，仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。

Claims

1.一种全球定位系统GPS时钟丢失情况下的单板上电方法，其特征在于，该方法包括：

2.根据权利要求1所述的单板上电方法，其特征在于，步骤a所述判断GPS信号是否正常具体为：基站主控板上电后接收射频子系统TFS发送的时钟中断信号，并对该中断信号进行计数，如果计数在一定时间内达到一定数量，则认为GPS时钟工作正常；否则，认为GPS时钟不正常。

3.根据权利要求1所述的单板上电方法，其特征在于，步骤b所述通知非业务单板上电及建立基站系统与监控系统之间的通信链路包括：

4.根据权利要求1所述的单板上电方法，其特征在于，步骤c所述对GPS时钟定时检测具体为：设定检测GPS时钟的定时器，基站系统向监控系统上报GPS时钟丢失告警信息之后，每隔设定的时间就启动一次对GPS时钟信号的检测。

5.根据权利要求1所述的单板上电方法，其特征在于，步骤c所述判断GPS时钟信号是否恢复正常具体为：基站主控板上电后接收TFS发送的时钟中断信号，并对该中断信号进行计数，如果计数在一定时间内达到一定数量，则认为GPS时钟工作正常；否则，认为GPS时钟不正常。

6.根据权利要求1所述的单板上电方法，其特征在于，所述单板上电方法应用于微波接入全球互操作性WiMAX系统中。

7.根据权利要求1所述的单板上电方法，其特征在于，所述单板上电方法应用于码分多址CDMA系统中。