CN101375532A - 用于在gps变得不起作用时利用后备定时源的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种用于在GPS变得不起作用时在数字通信系统中利用后备定时源的方法。当基站无法从GPS卫星接收到预期的信号时,启动GPS故障定时器。如果基站在定时器期满之前未从GPS卫星接收到信号,则无线通信系统切换到后备定时系统,例如NTP(网络时间协议)。
Description
技术领域
本发明一般涉及通信系统,更具体来说涉及数字无线通信系统中的时间同步。
背景技术
无线通信系统已变得无处不在。无线通信基础设施依赖于精确定时来实现正确的操作。例如,码分多址(CDMA)系统需要同步定时来实现正确的操作。在没有同步定时的情况下,基站无法成功切换呼叫。
在CDMA通信系统中,基站中的振荡器参照GPS(全球定位系统)卫星来自我校准。如果基站停止从GPS卫星接收信号,则基站振荡器恢复到称为“自由运行”的模式。因为每个基站现在均在运行各自的定时操作,所以随着时间推移,基站之间的相对定时彼此偏移。一旦基站之间的时间同步偏移超过接受的程度,基站就不再能够成功地切换呼叫。在此模式中,仅在移动单元在单个基站的通信区域内保持固定的情况下,它们才能拨打或接听呼叫。
但是,通信系统依赖于GPS卫星来实现定时同步产生多个问题。首先,GPS是由美国国防部所拥有并运行的,因此不在无线服务提供商或非美国政府的直接或间接控制之下。而且GPS表示整个CDMA体系结构中的单故障点(single point of failure)。此外,用于传播GPS定时的GPS卫星和地面安装设施对于恐怖袭击来说是一个有吸引力的目标,因为GPS对于军事行动是关键,并且支持许多商业应用。
因此,需要一种在GPS不工作时允许在无线通信系统中实现可靠的通信的方法。
发明内容
本发明的示范实施例提供一种用于在GPS变得不起作用(nonfunctional)时利用后备定时源的方法。一种通信系统确定GPS定时是否起作用。如果GPS定时不起作用,则移动交换中心(MSC)启动GPS故障定时器(timer),该GPS故障定时器优选地设为大于GPS卫星与该MSC控制下的基站之间的通信的任何可预测短暂中断。
MSC确定GPS故障定时器是否期满(expire)。在GPS定时变得不起作用与启动后备定时之间的过渡期间,每个基站以自由运行模式运行。在此模式中,每个基站包括用于维持定时精确度的振荡器。
当GPS故障定时器期满时,MSC转换到NTP服务器定时。在NTP服务器定时模式中,基站优选地利用NTP和层1(stratum 1)NTP服务器作为后备定时源。在此示范实施例中,每个基站包括至NTP服务器的链路。在另一个示范实施例中,基站利用NTP和层2(stratum2)NTP服务器作为后备定时源。以此方式,提供后备定时源以提供用于通信系统的同步后备定时。这允许通信系统持续以全功能性工作,包括维持软切换和其他定时相关的服务的功能性。
本发明也提供一种用于在GPS定时重新起作用时切换回GPS定时模式的方法。通信系统在NTP服务定时模式运行,其中通过利用NTP服务器的链路来维持数字蜂窝基站之间的同步定时。
在某个点处,通信系统确定GPS系统是否变得起作用,例如,当基站在预定时间周期上从GPS卫星接收到有效的定时信号时。
如果GPS系统重新起作用,则通信系统切换到GPS定时模式。因此本发明提供数字通信系统即使在致使GPS系统不工作时仍利用GPS实现同步定时来持续地维持全特征工作的能力。
附图说明
图1图示根据本发明示范实施例的通信系统。
图2图示根据本发明示范实施例在GPS变得不起作用时利用后备定时源的方法流程图。
图3图示根据本发明示范实施例切换回GPS定时模式的方法流程图。
具体实施方式
图1图示根据本发明示范实施例的通信系统100。通信系统100包括公共交换电话网(PSTN)101、移动交换中心(MSC)103、基站105、基站106、全球定位系统(GPS)卫星107和NTP(网络时间协议)服务器109。
PSTN 101是向连接到PSTN 101的用户提供电话服务的国际电话网络。客户住宅设备(CPE)111经由PSTN 101耦合到通信系统100并为用户提供在通信系统100内拨打呼叫和接听呼叫的能力。
MSC 103将PSTN 101连接到MSC 103提供的无线通信系统服务。MSC 103优选地负责编制用于计费和将呼叫从一个小区切换到另一个小区的呼叫信息。在示范实施例中,MSC 103是CDMA MSC。MSC 103提供对基站105和106的控制。应该理解,在典型的无线通信系统中,MSC 103控制多个基站,虽然图1为了简明而仅图示了两个基站。
基站105和106负责通过天空与位于该基站覆盖的小区内的移动单元通信。基站105和106利用MSC 103完成与PSTN 101的呼叫。在图1所示的示范实施例中,基站105正在通过天空与移动单元115通信,而基站106正在通过天空与移动单元116通信。应该理解,虽然图1仅图示两个移动单元115和116,但是应该理解典型无线基站一次为多个无线单元提供服务。在示范的实施例中,基站105和106是CDMA基站,而移动单元115和116是CDMA移动单元。
GPS卫星107是美国国防部运行的基于卫星的无线电导航系统的一部分。GPS系统包括多个卫星,图1中仅图示了其中的一个GPS卫星107。在GPS系统中,来自至少四个卫星的信号可提供到地球上任何地方。来自GPS卫星的信号足够计算当前位置,纬度和经度以及海拔。GPS位置确定精确到20米内。每个GPS卫星轨道大约在地球上12,500英里,并每12小时绕地球一圈。每个卫星恒定地传送位置和一天内的时间。一天内的时间来自原子时钟。
NTP服务器109是利用NTP协议的一种服务器,该协议是为将网络上的计算机的时钟同步而设计的协议。NTP服务器按层级来分类。例如,层1 NTP服务器保持与位于华盛顿,DC和科罗拉多斯普林斯,CO的美国海军气象台主时钟的系统时间同步。世界范围内有约100个层1服务器。层2 NTP服务器优选地从层1服务器馈送信号,并且世界范围内有超过100个层2服务器。
基站105经由链路159耦合到NTP服务器109,基站106经由链路169耦合到NTP服务器109。在示范实施例中,链路159和169是有线因特网协议(IP)链路。
图2图示根据本发明示范实施例在GPS变得不起作用时利用后备定时源的方法的流程图200。
通信系统100确定(201)GSP定时是否起作用。如果GPS因技术问题、大气问题、被破坏或恐怖袭击或其他原因而停用,则GPS可能变得不起作用。在示范实施例中,基站105和106停止从GPS卫星107接收信号,并通知MSC 103它们从GPS卫星107已接收不到信号。
如果GPS定时是如步骤201所确定的不起作用,则MSC 103启动(203)GPS故障定时器。GPS故障定时器优选地设为大于GPS卫星107与基站105和106之间的通信中的任何可预测短暂中断的时间。在示范实施例中,GPS故障定时器设为一个小时。
MSC 103确定(205)GPS故障定时器是否期满。如果未期满,则MSC 103继续工作并返回到重新检查GPS故障定时器的状态。在示范实施例中,基站105和106在GPS卫星107不起作用性与利用后备定时系统之间的周期以自由运行模式运行。在自由运行模式中,每个基站包括用于维持定时精确度的振荡器。
如果MSC 103在步骤205确定GPS故障定时器已期满,则MSC103转换到(207)NTP服务器定时。在NTP服务器定时模式中,基站105和106优选地利用NTP和层1 NTP服务器作为后备定时源。在此示范实施例中,每个基站包括至NTP服务器的链路。在另一个示范实施例中,基站105和106利用NTP和层2 NTP服务器作为后备定时源。以此方式,提供后备定时源以提供用于通信系统100的同步后备定时。这允许通信系统100持续以全功能性工作,包括维持软切换和其他定时相关的服务的功能性。
图3图示根据本发明示范实施例、用于切换回GPS定时模式的方法的流程图300。
通信系统100以NTP服务定时模式运行(301)。通过例如图2所示的处理进入该模式。在此定时模式中,通过利用NTP服务器的链路保持数字蜂窝基站之间的同步定时。
通信系统100确定(303)GSP系统是否已变得起作用。在示范实施例中,当基站在预定时间周期上从GPS卫星接收到有效的定时信号时,通信系统100确定GPS系统重新起作用。预定时间周期是这样的:它确保GPS系统返回服务,并且未完全起作用则完全不发送零星信号。如果GPS系统不起作用,则过程接着以NTP服务器定时模式运行(301)。
如果如步骤303所确定的,GPS系统重新起作用,则通信系统100切换(305)到GPS定时模式。因此本发明提供数字通信系统即使在致使GPS系统不工作时仍利用GPS实现同步定时来持续地维持全特征工作的能力。
虽然本发明是依据其某些示例来描述的,但是本发明无意局限于上文的描述,而是仅限于所附权利要求中提出的范围。
Claims (10)
1.一种用于在利用GPS(全球定位系统)作为主定时源的无线通信系统中利用后备定时源的方法,所述方法包括如下步骤:
确定所述主定时源已经变得不起作用;以及
切换到后备定时源。
2.如权利要求1所述的用于利用后备定时源的方法,其中确定所述主定时源已经变得不起作用的所述步骤包括无法从所述主定时源接收到预期的信号。
3.如权利要求1所述的用于利用后备定时源的方法,其中确定所述主定时源已经变得不起作用的所述步骤包括如下步骤:
在无法从所述第一定时源接收到第一预期的定时信号时启动定时器;以及
在所述定时器期满时确定所述主定时源已经变得不起作用。
4.如权利要求3所述的用于利用后备定时源的方法,其中切换到后备定时源的所述步骤包括在所述定时器期满时切换到后备定时源。
5.如权利要求1所述的用于利用后备定时源的方法,所述方法还包括返回到所述主定时源的步骤。
6.如权利要求5所述的用于利用后备定时源的方法,其中返回到所述主定时源的所述步骤包括确定GPS已经变得起作用。
7.如权利要求1所述的用于利用后备定时源的方法,其中返回到所述主定时源的所述步骤包括确定GPS在预定的时间周期内已经变得起作用。
8.如权利要求1所述的用于利用后备定时源的方法,其中切换到后备定时源的所述步骤包括利用NTP(网络时间协议)链路。
9.如权利要求1所述的用于利用后备定时源的方法,所述方法还包括如下步骤:
确定所述主定时源何时恢复服务;以及
切换到所述主定时源。
10.如权利要求9所述的用于利用后备定时源的方法,其中确定所述主定时源何时恢复服务的所述步骤包括在预定的时间周期内从所述主定时源接收到信号。
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
C06 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
C10 | Entry into substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
C02 | Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001) | ||
WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Application publication date: 20090225 |