CN101488803B - 卫星时钟同步方法、系统和基站 - Google Patents

Abstract

本发明实施例提供了一种卫星时钟同步方法，包括获取多个同步信号，所述同步信号包括时钟信息和TOD信息；从所述多个同步信号中选择有效的同步信号；利用所述有效的同步信号中的时钟信息和TOD信息对基站进行时钟同步。本发明实施例还提供了一种卫星时钟同步系统和一种基站。本发明实施例所提供方案，可以接收多个同步信号，即便在一个同步信号失效的情况，也能选择有效的同步信号对基站进行同步，提高了系统的稳健性。

Description

卫星时钟同步方法、系统和基站

技术领域

本发明涉及通信领域，特别涉及一种卫星时钟同步方法、系统和基站。

背景技术

卫星同步系统可以包括全球定位系统(Global Positioning System，GPS)，全球导航卫星系统(Global Navigation Satellite System，GLONASS)，北斗导航系统等。在卫星同步系统中，卫星同步系统接收到的信号为卫星同步信号，可以包括GPS信号，北斗信号等，再通过通信设备将信号传输至各个基站中，以实现卫星同步信号的接收和同步。在卫星同步信号的接收过程中，各个通信设备，例如基站，都需要安装卫星接收机并和天馈设备相连以接收卫星同步信号，所述天馈设备可以包括卫星天线，避雷器、馈线等，完成传输卫星同步信号的功能。在分布式基站的应用越来越多的场景下，多个同形态的基站在同一个机房或在同一个楼宇里的情况也会越来越多，同时随着运营商技术演进(2G/3G/4G等)以及多制式(CDMA/WiMAX/LTE等)共同运营的需要，多制式基站共机房的场景也会越来越多。

在上述情况下，为了使得同一区域内的通信设备低成本地获取卫星同步信号，现有技术在每个基站增加卫星接收机和功分器，功分器和一路天馈设备相连，功分器可以将来自卫星天线的射频信号平均分成多路信号，再提供给各个通信设备中的卫星接收机，各个基站根据卫星接收机输出的卫星同步信号，同步信号中包括时钟信息和TOD(Time Of Date，时间日期)信息，进行时钟同步，从而达到多个基站可以共享卫星同步信号的目的。

从上述过程可以看出，在实现卫星同步信号的共享的过程中，采用功分器可以仅仅设置一路天馈设备，通过功分器就可以将卫星同步信号平均分为多路信号，再输出至每个基站的卫星接收机上，以实现卫星同步信号的共享目的。

发明人发现现有技术至少存在如下问题，可靠性较低，如果接收卫星信号的天馈系统出现故障，不能获取卫星同步信号，则处于同一区域的其它基站也就不能进行时钟同步。

发明内容

为了能够提高卫星时钟同步系统的稳健性，本发明实施例提供了一种卫星时钟同步方法，包括：

获取多个同步信号，所述同步信号包括时钟信息和TOD信息；

从所述多个同步信号中选择有效的同步信号；

利用所述有效的同步信号中的时钟信息和TOD信息对基站进行时钟同步。

本发明实施例还提供了一种卫星时钟同步系统，包括多个串联耦合的基站：

所述多个基站中的第一基站，用于从天馈系统或者上一级基站获取多个同步信号，从获取的多个同步信号中选择一个作为有效的同步信号，利用所述有效的同步信号中的时钟信息和TOD信息对所述第一基站进行时钟同步。

本发明实施例还提供了一种基站，包括：

卫星接收机，用于根据接收的卫星天馈信号产生同步信号，所述同步信号包括时钟信息和TOD信息；

选择模块，用于从所述卫星接收机接收同步信号，从上一级基站接收同步信号，从所接收的同步信号中选择一个作为有效的同步信号并输出；

时钟模块，用于根据所述选择模块输出的同步信号对基站同步，并将所述同步信号发送给下一级基站。

本发明实施例所提供的方法、系统以及基站，通过接收多个同步信号，并从同步信号中选择有效的同步信号对基站进行同步，即便在一路同步信号失效的情况下，也能够对基站进行同步，提高了卫星时钟同步系统的稳定性。

附图说明

图1为本发明实施例一提供的一种卫星时钟同步方法的流程示意图；

图2为本发明实施例二提供的一种卫星时钟同步系统的结构示意图；

图3为本发明实施例三提供的一种基站的结构示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明的几个实施例作进一步地详细的描述。

实施例一

如图1所示，图1为本发明实施例一提供的一种卫星时钟同步方法，包括：

S101，获取多个同步信号。

本实施例中基站和基站之间进行串联，可参见图2给出的一种基站连接的拓扑结构示例。图2以GPS系统为例进行说明，但是并不限于此，其它的卫星同步系统如全球导航卫星系统以及北斗导航系统等也同样可以用于基站进行同步。

基站201通过卫星接收机从GPS天线接收一路同步信号，从基站203接收另一路同步信号；基站203从基站204接收同步信号；基站201向基站202输出同步信号，基站202向基站204输出一路同步信号。

除上述结构之外，基站201也可以架设多个GPS天线，从GPS天线接收多路同步信号；或者从多个基站接收同步信号。

卫星接收机(也可称为星卡)可以将天馈接收到的卫星同步信号转换为同步信号，该同步信号可以包括时钟信息和时间(Time of Date，TOD)信息，如标准定位时间(uTC)，如日期(年月日)和时间(时分秒)，或者传输经纬度、地速、星象(卫星数量，状态，位置)等信息，所述时钟信息可以包括秒脉冲1PPs信号、增加信号等。

S102，从所述多个同步信号中选择一个作为有效的同步信号。

如图2所示，基站201从GPS卫星接收机接收的同步信号中，以及从基站203接收的同步信号中，选择一路有效的信号。

如当基站201接收的两个同步信号中，当同步信号的强度达到预设的阙值，或者在预设的同步周期内接收到同步信号，则该同步信号为有效的同步信号；如果同步信号的强度较弱或者在规定的时间内没有接收到同步信号，则该路同步信号为无效的同步信号。

在一种应用场景下，如果GPS天线毁损，则基站201还可以从基站203接收同步信号继续进行同步，从而提高了同步系统的可靠性。

在另一种应用场景下，基站201的上一级基站可以有多个基站，基站201从这些基站中接收同步信号。

图2虽然仅给出了基站201接收2个同步信号，但本领域发明人员可以理解的是，基站201可以扩展为接收2个或者2个以上的同步信号，并从中选择有效的同步信号。其实现方法，例如，基站201可以架设多个卫星天馈系统，用多个卫星接收机从天馈系统中接收卫星信号并产生同步信号；或者有多个基站架设天馈系统，通过卫星接收机产生同步信号，然后将这些同步信号输入到基站201，由基站201从中选择一个同步信号作为有效的同步信号。

S103，利用所述有效的同步信号中的时钟信息和TOD信息对基站进行时钟同步。

例如，如图2所示，基站201利用接收到的同步信号对基站201进行同步。

需要说明的是，基站201在同步之前，可以先进行延时补偿，例如，如果选择从基站203接收的同步信号作为同步信号，则基站201可以先从基站203获取时延信息，利用时延信息对时钟信息和TOD信息进行延时补偿，并利用补偿之后的时钟信息和TOD信息对基站201进行同步。

本实施例提供的方法，通过接收多个同步信号，并从中选择有效的同步信号，对基站进行时钟同步，在一路同步信号出现故障的情况下，可以利用其它路的同步信号对基站进行同步，提高了卫星同步系统的稳定性。进一步的，本实施例还可以包括如下步骤：

S104，将所述有效的同步信号发送给下一级基站。

基站和基站之间通过串联链路连接起来。一个基站受到同步信号之后，一方面可以利用该同步信号进行同步，另一方面通过基站和基站之间的串联链路，将该同步信号发送到下一级基站。

如图2所示，基站201将有效的同步信号，通过和基站202的串联耦合链路，发送到基站202。基站202接收到同步信号之后，可以利用该同步信号继续进行同步。

基站201可以将获得的有效的同步信号一分为二，一路用来对基站201同步，另一路发送到基站202；或者，基站201也可以根据同步信号中的时钟信息和TOD信息，产生新的同步信号，然后将该新产生的同步信号发送给下一级基站。

进一步的，基站201发送的同步信号可以是经过时延补偿之后的同步信号。如果基站201选择上一级基站的同步信号作为有效的同步信号，基站201可以从其上一级基站获取时延信息，利用时延信息对同步信号进行时延补偿。

时延补偿以及根据时钟信息和TOD信息产生同步信号，可以通过PLL(Phase Locked Loop，PLL)逻辑电路来实现。

本实施例提供的方法，可以提高卫星同步系统的稳定性；进一步的，基站与基站之间通过串联的方式共享同步信号，可以节省卫星接收机资源，同时也节省了馈线资源，降低了安装成本。

实施例二

如图2所示，图2以GPS系统为例进行说明，但是并不限于此，其它的卫星同步系统如全球导航卫星系统以及北斗导航系统等也同样可以用于基站进行同步。图2为一种卫星时钟同步系统的结构图，包括：

2个卫星接收机，4个时钟模块，以及两个选择模块。两个卫星接收机位于不同的基站，从卫星天馈系统接收卫星信号，从天馈系统中提取时钟信息和TOD信息并产生同步信号。在图2中，卫星接收机分别位于基站201和基站204。

基站201和基站204各有一个选择模块。选择模块从卫星接收机接收一路同步信号，从上一级基站也接收一路同步信号，并从接收的2个同步信号中选择出一个有效的同步信号。

每个基站都具有一个时钟模块。卫星时钟同步系统中，各个基站串联耦合，其串联耦合方式如图2所示，时钟模块接收到同步信号之后，对基站进行同步，并将同步信号通过串联链路输入到下一级基站的时钟模块，如果下一级基站有选择模块，则输入到下一级基站的选择模块。

在一种应用场景下，时钟模块之间的传输，例如，可以用RS422接口(一种串行数据接口)来传输，实现的时候可以在单板上出1路RS422口，用于连接到其他基站，进行同步信号的传输；另一路直接和板上处理接口相连，用来对基站实现同步操作。时钟模块的实现有两种方式：一种是集成在主控板上，一种是独立的时钟板。

图2的卫星时钟同步系统，以基站201为主同步设备，以基站204为备份同步设备。正常情况下，基站201以卫星接收机发送的同步信号进行同步，然后将同步信号发送给下一级基站202。而一旦在基站201的GPS天馈系统发生故障的情况下，基站201的选择模块就会判断出基站201的卫星接收机输出的同步信号已经失效，而选择上一级基站203发送的同步信号进行同步，并将该信号传递给下一级基站202；而基站203的同步信号来自于基站204的天馈系统。

在一种应用场景下，可以将基站204的天馈系统也安装在基站201之上，由选择模块从卫星接收机输出的信号中选择一路有效的信号；或者，基站204的时钟模块可以直接连接到基站201的选择模块，将基站204的卫星接收机产生的同步信号通过时钟模块直接发送到基站201。

需要说明的是，基站201的选择模块可以同时接收2个同步信号，也可以同时接收多个同步信号。

本实施例提供的系统，通过选择模块接收多个同步信号，并从中选择有效的同步信号，对基站进行时钟同步；在一路卫星天馈系统出现故障的情况下，可以利用其它卫星天馈系统产生的同步信号对基站进行同步，提高了卫星同步系统的稳定性；进一步的，基站与基站之间通过串联的方式共享同步信号，可以节省卫星接收机资源。

实施例三

如图3所示，图3为本发明实施例三提供的一种基站的结构示意图。

该基站包括卫星接收机301，选择模块302，以及时钟模块303。

卫星接收机301从卫星天线接收卫星信号，并从中提取时钟信息和TOD信息，产生同步信号，输入至选择模块302。

选择模块302用来接收多路的同步信号的输入，并选择一个作为有效的同步信号输出；例如可以接收根据多种制式的卫星信号产生的同步信号，或者从多个基站接收同步信号，或者从卫星接收机和上一级基站分别接收同步信号。本实施例中以选择模块302接收两路同步信号为例进行说明。

选择模块302可以包括一个接收模块，用来接收2路的同步信号的输入，一路接收卫星接收机301的同步信号，另一路来自于其它基站的同步信号；选择模块进一步的还可以包括一个判断模块，用来从接收模块接收的2个同步信号中，选择一个同步信号作为有效的同步信号；如果两个同步信号都有效，可以按照事先的设定选择一个同步信号作为有效的同步信号。

选择模块302将选择出来的有效的同步信号，输出至时钟模块303。时钟模块303将使用接收到的同步信号对基站进行时钟同步。

进一步的，如果时钟模块与下一级基站相连接，则时钟模块将该信号通过串联链发送给与其相串联的下一级基站。

在一种应用场景下，如果与基站相串联的下一级基站只有时钟模块，则时钟模块303将同步信号输入到下一级基站的时钟模块；在另一种应用场景下，如果与基站相串联的下一级基站也有选择模块，则时钟模块将同步信号输入到下一级基站的选择模块。

时钟模块303可以进一步的包括如下两个模块，接收模块，用来从选择模块302接收同步信号，所接收的同步信号中含有时钟信息和TOD信息；处理模块，利用接收模块输出的同步信号对基站进行同步。

进一步的，时钟模块303还可以包括转发模块，将同步信号通过该基站的串联链路发送给下一级基站。

进一步的，处理模块还可以包括，时延补偿模块，用来从与基站相串联的上一级基站处获取时延信息，根据时延信息对接收的同步信号进行时延补偿，如校正时钟信息，或者调整TOD信息，处理模块利用延时补偿后的同步信号对基站进行同步，而转发模块则将时延补偿后的同步信号转发给下一级基站。

本发明实施例所提供的基站，可以接收多个同步信号，并从这多个同步信号中选择一路有效的同步信号对其它基站进行时钟同步，从而提高了卫星同步系统的稳定性；进一步的，基站与基站之间通过串联的方式共享同步信号，也可以有效的节省卫星接收机资源。

以上所述发明实施例的部分或者全部可以通过程序或者通过程序指令相应的硬件来实现，相应的软件可以存储在计算机的可读取存储介质中，所述存储介质可以是ROM/RAM、硬盘、光盘或软盘。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，对于本技术领域的普通技术人员来说，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 (12)

1.一种卫星时钟同步方法，其特征在于，所述方法包括：

基站获取多个卫星同步信号，所述卫星同步信号包括时钟信息和时间日期TOD信息，其中，所述基站为多个串联耦合的基站群中的一个基站，所述基站群至少包括两套卫星天馈系统，并且，架设有所述天馈系统的基站具有选择模块；

所述选择模块从所述多个卫星同步信号中选择一个作为有效的同步信号；

利用所述有效的同步信号中的时钟信息和TOD信息对基站进行时钟同步。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

将所述有效的同步信号发送给下一级基站。

3.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述利用所述有效的同步信号中的时钟信息和TOD信息对基站进行时钟同步，包括：

对所述时钟信息和TOD信息进行延时补偿；

利用所述延时补偿后的时钟信息和TOD信息对所述基站进行同步。

4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述对所述时钟信息和TOD信息进行延时补偿，包括：

从上一级基站获取延时信息；

利用所述延时信息对所述时钟信息和TOD信息进行延时校正。

5.一种卫星时钟同步系统，其特征在于，所述系统包括多个串联耦合的基站，以及所述系统至少包括两套卫星天馈系统：

所述多个基站中的第一基站，用于从所述卫星天馈系统获取多个卫星同步信号或者从上一级基站获取多个卫星同步信号，从获取的多个卫星同步信号中选择一个作为有效的同步信号，利用所述有效的同步信号中的时钟信息和TOD信息对所述第一基站进行时钟同步。

6.如权利要求5所述的系统，其特征在于：

所述第一基站包括卫星接收机、选择模块和时钟模块，所述多个基站中的其它基站各包括一个时钟模块；

所述卫星接收机，用于根据接收的卫星天馈信号产生卫星同步信号，所述卫星同步信号包括时钟信息和时间日期TOD信息；

所述选择模块，用于接收来自所述卫星接收机的卫星同步信号，以及从上一级基站接收其它卫星同步信号，从所接收的卫星同步信号中选择一个作为有效的同步信号，输入给所述选择模块所在的基站的时钟模块；

所述时钟模块，用于接收所述有效的同步信号，利用所述有效的同步信号中的时钟信息和TOD信息对所述时钟模块所在的基站同步。

7.如权利要求6所述的系统，其特征在于，所述时钟模块包括：

接收模块，用于从选择模块接收所述有效的同步信号或者从上一级基站接收有效的同步信号；

处理模块，用于根据所述接收模块接收的所述有效的同步信号对基站同步。

8.如权利要求7所述的系统，其特征在于，所述时钟模块还包括：

转发模块，用于将所述接收模块接收的所述有效的同步信号转发给下一级基站。

9.如权利要求7或8所述的系统，其特征在于，所述处理模块包括：

时延补偿模块，用于对所述接收模块接收的所述有效的同步信号进行时延补偿，并输出延时补偿后的同步信号；

同步模块，用于根据时延补偿模块输出的同步信号中的时钟信息和TOD信息对基站进行同步。

10.一种基站，其特征在于，所述基站包括：

卫星接收机，用于根据接收的卫星天馈信号产生卫星同步信号，所述卫星同步信号包括时钟信息和TOD信息；

选择模块，用于从所述卫星接收机接收卫星同步信号，从上一级基站接收卫星同步信号，从所接收的卫星同步信号中选择一个作为有效的同步信号并输出； 

时钟模块，用于根据所述选择模块输出的所述有效的同步信号对基站同步。

11.如权利要求10所述的基站，其特征在于，所述时钟模块包括：

接收模块，用于从所述选择模块接收所述有效的同步信号；

处理模块，用于根据所述接收模块接收的所述有效的同步信号，对基站进行同步。

12.如权利要求11所述的基站，其特征在于，所述时钟模块还包括：

转发模块，用于将所述接收模块接收的所述有效同步信号转发给下一级基站。 

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