CN102573046B - 可以对带内和带外时间同步接口分别进行时延补偿的移动通信系统及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种可以对带内和带外时间同步接口分别进行时延补偿的移动通信系统及方法，该方法中，根据带内时间同步调整信号，调整主时间处理模块的时间域，并通过带内时间同步接口输出；主时间处理模块的实时时间常数信号TOD输出至带外时间同步接口，主时间处理模块的1PPS信号输出接口经1588精确时间协议收发器连接至带外时间同步接口，1588精确时间协议收发器根据带外时间同步调整信号调整1PPS信号的时延，并输出至带外时间同步接口。本发明，使用1588精确时间协议收发器将分组传送网设备的带外同步时间接口与主时间同步处理模块的1PPS时钟信号进行隔离，使带外同步时间接口和带内时间接口的时延补偿调整互不影响，提高了基站同步时间的精度。
Description
技术领域
本发明涉及移动通信网的时间同步，具体涉及可以对带内和带外时间同步接口分别进行时延补偿的移动通信系统及方法。
背景技术
时间同步是移动通信网的一个重要指标，是保证移动通信网性能质量的关键，所以现有的移动通信网，对基站的时间同步要求时间精度小于3μs，频率准确度满足+/-50PPb。
移动通信网的时间同步传递主要有无线和有线两种方式。无线方式采用卫星定位系统进行授时，如美国的GPS、俄罗斯的GLONASS、中国的北斗系统等。卫星授时的优点是时间同步的精度高、无需组建网络，获取方便，但是缺点是造价高、施工难度大高，并且GPS还存在政治和安全风险。
为了提高整个TD-SCDMA网络的安全性和可靠性，为TD-SCDMA基站提供精确时钟和时间同步传送，中国移动提出了结合同步以太、1588v2等分组传输网同步技术（有线方式），利用IEEE1588V2协议报文实现时间同步，为此，分组传输网设备必须具备带内模式的PTP接口和带外模式的1PPS+TOD接口两种接口。带内接口是指支持PTP同步的以太网接口，包括百兆和千兆以太网，这种模式可传较远的距离，但基站需要运行PTP协议，需要对基站接口进行改造。带外接口是指支持TOD+1PPS的RJ45接口，这种接口对基站设备没要求，不需基站运行PTP协议，但只适合近距离传输，需人工补偿固定延时。
这两种接口必须能够进行时延补偿，目前大多数分组传输网设备的带内接口和带外接口时间同步处理模块是相同的，通过对同一个时间域进行调整实现带内或带外接口时延补偿。由于在实际的应用中，带内模式和带外模式的时延补偿值并不相等，甚至会出现一个需要正补偿，一个需要负补偿的情况，因此，当带内接口模式和带外接口模式都需要进行时延补偿时会相互影响，从而导致某一种接口模式输出的高精度同步时钟存在过大偏差，甚至会使某种接口模式输出的同步时间不能满足基站同步要求的情况。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是解决移动通信网中基站的带内和带外时间同步接口不能分别进行时延补偿的问题。
为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是提供一种可以对带内和带外时间同步接口分别进行时延补偿的移动通信系统，包括分组传送网设备和多个基站，所述基站连接至所述分组传送网设备上的带内时间同步接口或带外时间同步接口，所述分组传送网设备上设有由主时间处理模块、1588精确时间协议收发器、现场可编程门阵列FPGA和时延补偿模块组成的时间同步补偿模块，所述主时间处理模块根据所述时延补偿模块发出的带内时间同步调整信号调整时间域，并通过所述带内时间同步接口输出，其特征在于，所述时间同步补偿模块还包括1588精确时间协议收发器，所述带主时间处理模块的实时时间常数信号TOD输出至所述FPGA，所述1588精确时间协议收发器根据所述时延补偿模块发出的带外时间同步调整信号，将收到的所述主时间处理模块发出的1PPS信号进行时延调整后输出至所述FPGA。
在上述系统中，所述1588精确时间协议收发器的型号为DP83640。
本发明还提供了一种带内和带外时间同步接口分别进行时延补偿的方法，包括以下步骤：
根据带内时间同步调整信号，调整主时间处理模块的时间域，并通过所述带内时间同步接口输出；
主时间处理模块的实时时间常数信号TOD输出至带外时间同步接口，主时间处理模块的1PPS信号输出接口经1588精确时间协议收发器连接至带外时间同步接口，所述1588精确时间协议收发器根据带外时间同步调整信号调整所述1PPS信号的时延，并输出至所述带外时间同步接口。
在上述方法中，所述1588精确时间协议收发器的型号为DP83640。
本发明，使用1588精确时间协议收发器将分组传送网设备的带外同步时间接口与主时间同步处理模块的1PPS时钟信号进行隔离，使带外同步时间接口和带内时间接口的时延补偿调整互不影响，提高了基站同步时间的精度。
附图说明
图1为本发明提供的移动通信系统示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作出详细的说明。
如图1所示，本发明提供的可以对带内和带外时间同步接口分别进行时延补偿的移动通信系统，包括分组传送网设备和多个基站（本实施例中以基站1和基站2两个基站为例进行说明）。
各基站都具备带内和带外时间同步接口两种模式，带内时间同步接口是FE/GE以太网接口，时间同步信息和业务一起进行传输，带外时间同步接口是支持TOD+1PPS的RJ45接口。根据具体的应用场景，各基站选择不同的接口方式，分别连接至分组传送网设备上的带内时间同步接口或带外时间同步接口，从而实现与分组传送网设备的时间同步。
分组传送网设备上设有由主时间处理模块、1588精确时间协议收发器、现场可编程门阵列FPGA和时延补偿模块组成的时间同步补偿模块。1588精确时间协议收发器选用DP83640芯片，DP83640有12个GPIO管脚，每个GPIO管脚都可以配置为产生脉冲的输出管脚或捕获脉冲的输入管脚，因此，每个GPIO管脚能在任意时刻捕获事件脉冲，同时能对输出脉冲的相位进行8ns精度的调整，从而实现一定的时间延迟。
分组传送网设备上的主时间处理模块根据时延补偿模块发出的带内时间同步调整信号调整时间域，并通过带内时间同步接口输出，以实现带内时间同步方式。
FPGA与带外时间同步接口连接，以实现带外时间同步方式。主时间处理模块的实时时间常数信号TOD接口直接连接到FPGA，主时间处理模块的1PPS信号接口通过信号线PPS1连接到DP83640芯片的任一个GPIO管脚，DP83640芯片的另一个GPIO管脚通过信号线PPS2连接到FPGA。由于1PPS信号和TOD信号是同步的，所以主时间处理模块的TOD接口信号与FPGA相连接之后与1PPS信号进行同步。当分组传送网设备的带外时间同步接口作为输出接口时，PPS2为1PPS信号输出管脚，此时作时延补偿只需对与PPS2相连接的DP83640的GPIO管脚的脉冲触发做相应的补偿即可；当对带内时间同步接口进行时延补偿时，与PPS2相连接的DP83640的GPIO管脚不做任何调整，在其它情况下，PPS1和PPS2相连接的DP83640管脚的信号做同步调整。
具体地说，当需要进行带内时间同步接口时延调整时，主时间处理模块根据时延补偿模块发出的带内时间同步调整信号调整其时间域，并输出至带内时间同步接口。由于当带内时间同步接口进行时延补偿后，主时间同步处理模块的1PPS和TOD信号接口也进行了相应的调整，因此从PPS1输入的信号的相位也进行调整，但这时从PPS2输出的信号由于DP83640的隔离作用，不会随之产生偏移。
当需要进行带外时间同步接口时延调整时，1588精确时间协议收发器根据所述时延补偿模块发出的带外时间同步调整信号，将从PPS1收到的主时间处理模块发出的1PPS信号进行时延调整后经PPS2输出至所述FPGA。由于只需对PPS2的信号做相应的调整，因此，不会对PPS1的信号有任何影响。
带外时间同步接口还可以作为输入接口与时钟源相连接，作为输入接口时分组传送网设备从时间源（如：基站控制器）获取1PPS+TOD信息去同步时钟源，然后再通过分组传输网设备网络将同步信息传递到网内的各个基站。分组传送网设备的外时间同步接口一般可以配置为输入或者输出模式，特别是在开通工程时用一个仪表作为源接到一个带外时间同步输入接口进行同步后在一个设备段进行测试和查找问题是很方便的。当分组传送网设备的带外时间同步接口作为输入接口时，与PPS2相连接的DP83640的GPIO管脚为事件信号，此时作为DP83640芯片输出信号的PPS1对PPS2进行跟随操作，PPS1和PPS2信号做同步调整，使分组传送网设备的带内时间同步接口和外时间同步接口信号进行精度为16ns的同步。
本发明还提供了一种带内和带外时间同步接口分别进行时延补偿的方法，包括以下步骤：
根据带内时间同步调整信号，调整主时间处理模块的时间域，并通过所述带内时间同步接口输出；
主时间处理模块的实时时间常数信号TOD输出至带外时间同步接口，主时间处理模块的1PPS信号输出接口经1588精确时间协议收发器连接至带外时间同步接口，所述1588精确时间协议收发器根据带外时间同步调整信号调整所述1PPS信号的时延，并输出至所述带外时间同步接口。
本发明不局限于上述最佳实施方式，任何人应该得知在本发明的启示下作出的结构变化，凡是与本发明具有相同或相近的技术方案，均落入本发明的保护范围之内。
Claims (2)
1.一种对带内和带外时间同步接口分别进行时延补偿的移动通信系统，包括分组传送网设备和多个基站，所述基站连接至所述分组传送网设备上的带内时间同步接口或带外时间同步接口，所述分组传送网设备上设有由主时间处理模块、现场可编程门阵列FPGA和时延补偿模块组成的时间同步补偿模块，所述主时间处理模块根据所述时延补偿模块发出的带内时间同步调整信号调整时间域，并通过所述带内时间同步接口输出，其特征在于，所述时间同步补偿模块还包括1588精确时间协议收发器，所述主时间处理模块的1PPS信号接口通过第一信号线PPS1连接到所述1588精确时间协议收发器的任一个GPIO管脚，所述1588精确时间协议收发器的另一个GPIO管脚通过第二信号线PPS2连接到FPGA，所以主时间处理模块的TOD接口信号与FPGA相连接之后与1PPS信号进行同步，所述1588精确时间协议收发器的型号为DP83640，当分组传送网设备的带外时间同步接口作为输出接口时，第二信号线PPS2为1PPS信号输出管脚，此时作时延补偿只需对与第二信号线PPS2相连接的所述DP83640的GPIO管脚的脉冲触发做相应的补偿即可；当对带内时间同步接口进行时延补偿时，与第二信号线PPS2相连接的所述DP83640的GPIO管脚不做任何调整，在其它情况下，与第一信号线PPS1和第二信号线PPS2相连接的所述DP83640的管脚的信号做同步调整。
2.一种对带内和带外时间同步接口分别进行时延补偿的方法，其特征在于，包括以下步骤：
根据带内时间同步调整信号，调整主时间处理模块的时间域，并通过所述带内时间同步接口输出；
主时间处理模块的实时时间常数信号TOD输出至带外时间同步接口，主时间处理模块的1PPS信号输出接口经1588精确时间协议收发器连接至带外时间同步接口，所述1588精确时间协议收发器根据带外时间同步调整信号调整所述1PPS信号的时延，并输出至所述带外时间同步接口；
所述主时间处理模块的1PPS信号接口通过第一信号线PPS1连接到所述1588精确时间协议收发器的任一个GPIO管脚，所述1588精确时间协议收发器的另一个GPIO管脚通过第二信号线PPS2连接到FPGA，所以主时间处理模块的TOD接口信号与FPGA相连接之后与1PPS信号进行同步，所述1588精确时间协议收发器的型号为DP83640，当分组传送网设备的带外时间同步接口作为输出接口时，第二信号线PPS2为1PPS信号输出管脚，此时作时延补偿只需对与第二信号线PPS2相连接的所述DP83640的GPIO管脚的脉冲触发做相应的补偿即可；当对带内时间同步接口进行时延补偿时，与第二信号线PPS2相连接的所述DP83640的GPIO管脚不做任何调整，在其它情况下，与第一信号线PPS1和第二信号线PPS2相连接的所述DP83640的管脚的信号做同步调整。
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