CN102595588B - 无线通信系统、空中接口同步方法、基站及其控制装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种无线通信系统、空中接口同步方法、基站及其控制装置。所述无线通信系统包括至少两个基站和基站控制装置，所述至少两个基站用于分别接收终端发送的同一信号，并且分别记录收到所述信号的时间，并上报给基站控制装置，所述终端可以发送同一信号到所述两个基站；基站控制装置，用于获得所述两个基站记录的所述信号接收时间，根据所述接收时间获得所述两个基站空中接口的偏移量，并下发所述偏移量给所述两个基站；其中，所述两个基站进一步用于根据所述偏移量同步所述两个基站的空中接口。本发明可以利用现有无线网络的资源简单有效地实现基站空中接口同步，达到方便经济的技术效果。

Description

无线通信系统、空中接口同步方法、基站及其控制装置

技术领域

本发明涉及无线通信领域，特别是涉及无线通信系统、空中接口同步方法、基站及其控制装置。

背景技术

通信领域的空中接口(简称空口，通常也称之为无线接口)是指终端和接入网之间的接口，其通常主要由物理层、数据链路层和网络层组成。物理层是空中接口的最底层，支持比特流在物理介质上的传输。物理层与数据链路层的介质访问控制(MAC，Medium Access Control)子层及网络层的无线资源控制(RRC，Radio Resource Control)子层相连。

在不采取任何同步技术的情况下，无线网络中不同基站的空口一般来说是不同步的，而很多提升网络容量的技术需要基于一个空口同步的网络。比如在一个空口同步的网络下：各小区覆盖区域频点碰撞概率可控；DFCA(Dynamic Frequency and Channel Allocation，动态的频率和信道分配)等技术得以实施，可紧密复用场景下可提升40％以上容量。因此空口同步技术对网络性能的提升有重要作用。

参阅图1，一种现有技术空口同步的方法采用GPS技术，其主要原理是在每个BS(Base Station，基站)101上安装一个GPS接收同步装置103，采用所述GPS接收同步装置103来将基站101同步到相同的卫星105，进而可以使得两两基站的空口同步，最终产生全网同步的技术效果。其中，GPS同步的目的是对无线帧相位的修正，使得系统中所有的基站都有统一的帧相位，即做到系统中所有的无线帧都有一个统一的同步起点。这种利用GPS的空口同步技术可以称为硬同步技术。

在进行本发明创造过程中，发明人发现上述现有空口同步技术中至少存在以下问题：

1)建设成本高。同步系统中每个基站都需要安装一套GPS接收同步装置，建设周期长，成本高；

2)维护成本高。使用过程中一旦某个GPS接收同步装置出现故障，比如GPS接收同步装置本身、馈线、基站单板等，则需要人工进行维护。而进行人工维护一需要时间成本；二需要人工成本；三需要材料成本，导致维护成本高。

发明内容

本发明实施方式要解决的技术问题是提供一种方便经济地实现基站空中接口同步的无线通信系统以及空中接口同步方法。

本发明实施方式要解决的技术问题是提供一种能方便经济地帮助实现基站空中接口同步的基站及其控制装置。

为解决上述技术问题，本发明的一种实施方式提供了一种无线通信系统，包括两个基站和基站控制装置，所述两个基站用于分别接收可以发送同一信号给所述两个基站的终端所发送的同一信号，并且分别记录收到所述信号的时间，并上报给基站控制装置，所述终端可以发送同一信号到所述两个基站；

所述基站控制装置，用于获得所述两个基站记录的所述信号接收时间，根据所述接收时间获得所述两个基站空中接口的偏移量，并下发所述偏移量给所述两个基站；

其中，所述两个基站进一步用于根据所述偏移量同步所述两个基站的空中接口。

为解决上述技术问题，本发明的另一种实施方式提供了一种空中接口同步方法，包括：

选择可以发送同一信号到两个基站的终端；

所述两个基站接收所述终端发送的同一信号；

所述两个基站记录接收到所述信号的时间，上报给基站控制装置；

根据所述时间，获得所述两个基站空中接口的偏移量；

根据所述偏移量同步所述两个基站的空中接口。

为解决上述技术问题，本发明的另一种实施方式提供了一种基站，包括。

信号接收单元，用于接收可以发送同一信号给不同基站的终端所发送的信号；

记时单元，用于记录接收到所述信号的时间；

时间上报单元，用于将所述记时单元记录的时间上报给基站控制装置；

偏移量获取单元，用于获取该基站与另一个基站的空中接口偏移量，所述偏移量由所述基站控制装置根据所述记时单元记录的时间计算得到；

偏移单元，用于根据所述偏移量对基站的空中接口进行偏移。

为解决上述技术问题，本发明的另一实施方式提供了一种基站控制装置，包括：时间接收单元，用于接收第一基站和第二基站分别记录可以发送同一信号给所述第一基站和第二基站的终端发送的同一信号的信号接收时间；

偏移量计算单元，用于根据所述时间接收单元的信号接收时间，计算得到所述第一基站和第二基站空中接口的偏移量；

偏移量下发单元，用于下发所述偏移量到所述第一基站或第二基站。

从以上实施例描述可以看出，本发明实施方式可以采用现有硬件结合加载在现有硬件上的软件来实现两基站的空口同步，不需要采用昂贵的同步设备，减少了相关维护。相对于现有技术采用GPS硬同步技术同步空中接口而导致建设成本和维护成本昂贵的技术缺陷，本发明利用现有无线网络的资源简单有效地实现基站空中接口同步的目的，达到方便经济的技术效果。

附图说明

图1是现有技术采用GPS技术的空口同步系统示意图；

图2是本发明空中接口同步方法一个实施方式的流程图；

图3是利用图2所示方法实现全网同步的系统示意图；

图4是本发明无线通信系统实施方式的示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案、及优点更加清楚明白，以下参照附图并举实施方式，对本发明作进一步详细说明。

本发明实施方式主要以GSM中的情况为例予以说明，其它制式，例如：CDMA、WCDMA、TD-CDMA等等可以类推。为描述方便，以下的基站控制装置和基站均分别以GSM中的BSC与BS为例，在其他实施方式中，所述基站控制装置和基站可以分别是WCDMA中的RNC和NodeB等等。同理，本文出现的一些具有特定名称的实体/设备/装置/单元同样可以用具有相同或类似功能的实体/设备/装置/单元代替，不再赘叙。

在本发明的一个实施例中，为了同步两个基站(比如说：BS1和BS2)的空中接口，可以借助两基站覆盖区域内的终端为桥梁，来同步BS1和BS2的空中接口。比如说：首先选择一个终端，该终端可以发送同一信号到BS1和BS2；终端发送同一信号给上述两个基站，两个基站上报接收到所述信号的时间信息给基站控制装置，基站控制装置根据两个基站上报的时间信息，得到所述两个基站在空中接口的偏移量，根据这个偏移量即可同步BS1和BS2的空中接口。

在本发明的另一个实施例中，可以采用同步两个基站空口的方法，同步多个基站的空口，直至实现全网空口同步。

参阅图2，本发明空中接口同步方法的实施方式包括步骤：

步骤201：选择终端MS，该终端可以发送同一信号到BS1和BS2；

终端的选择可以如下操作：基站控制装置对Cell_1(BS1覆盖的小区)和Cell_2(BS2覆盖的小区)中的呼叫进行测量判决，接收包含Cell_1和Cell_2的下行信号强度的测量报告。如果某个呼叫在Cell_1和Cell_2的下行信号强度差不超过预先设置的“信号强度差门限”，则对此情况进行记录。如果某个呼叫在连续N次判决中有P次的下行信号强度差满足预先设定的要求，比如说：某个呼叫在连续10次判决中有5次的下行信号强度差满足预先设定的要求，则可以选择该呼叫对应的终端作为本步骤要确定的终端。其中：N表示“信号强度差观测次数”，P表示“信号强度差持续次数”，N、P均取大于零的整数。

选出的可以发送同一信号到BS1和BS2的终端，可能位于BS1的某个小区或BS2的某个小区内，也可能是位于靠近两个基站的物理中点的位置，也可能是位于两基站的信号覆盖重叠区域。

步骤202：设置所述两个基站处于都能接收到所述终端信号的状态；

本步骤中，可以预先通过下发内部命令以设置所述两个基站处于都能接收到所述终端信号的状态。具体可以为：预先通过基站控制装置下发内部命令以设置基站BS1的载频T1和BS2的载频T2具有相同的频点和色码。例如，其中BS2的载频T2用于监听BS1的载频T1，并使基站BS2处于接入突发(Access Burst，简称AB)解调信号状态。这样，所述两个基站都能接收到终端发送的同一信号。当然，以可以用BS1的载频T1用于监听BS2的载频T2，并使基站BS2处于AB解调信号状态。以下以BS1作为被监听基站为例进行说明。

步骤203：所述两个基站接收所选出的终端发送的同一信号；

本步骤中，可以是基站控制装置下发信令触发所述终端发送信号。比如，基站控制装置下发信令给被监听的基站BS1，通过BS1触发所述终端发送信号。所述基站控制装置下发的信令可以是切换命令。

所述终端收到基站控制装置下发的信令(比如说：切换命令)后，发送同一信号(比如：AB接入信号)，被监听的基站BS1可以接收到这个信号；同时，由于在步骤202中，通过设置使得两个基站处于都能接收到终端信号的状态，基站BS2可以接收到终端发送的信号。

步骤204：所述两个基站记录接收到所述终端发送的同一信号的时间，并上报给基站控制装置；

比如说：所述两基站分别接收到所述AB接入信号，并且分别记录接收到所述信号的时间。可以是记录以无线帧的帧号和bit偏移为内容的所述信号的空中接口接收时间，或者是以无线帧的帧号和bit偏移，以及时间提前量TA为内容的所述信号的空中接口接收时间。然后，将两个基站接收到所述信号的时间信息上报给基站控制装置。

步骤205：根据所述两个基站接收到所述终端发送的同一信号的时间，获得所述两个基站空中接口的偏移量；

该偏移量可以直接以无线帧的帧号和bit偏移两个参数来表示，或者直接以无线帧的帧号和bit偏移，以及时间提前量TA三个参数来表示。

该偏移量也可以是根据参数计算，然后以计算结果的形式来表示。比如说：基站控制装置接收到来自所述两基站各自记录的AB接入信号接收时间后，经过一定的滤波算法得到所述两基站空中接口的偏移量。

比如说：以fn代表无线帧的帧号，bit代表bit偏移，基站接收信号的接收时间可以表示为(fn_x，bit_x)。比如说：来自基站BS1的接收时间是：(fn_1、bit_1)，来自基站BS2的接收时间是：(fn_2、bit_2)。那么偏移量的计算方法可以是：取所述两个基站记录到的帧号之差(fn_1-fn_2)与1250的乘积，并且取所述两个基站记录到的bit偏移(bit_1-bit_2)，将所述乘积与所述bit偏移之和作为所述偏移量。

即：偏移量＝(fn_1-fn_2)×1250+(bit_1-bit_2)。

在其他实施方式中，还可以进一步地使用时间提前量ta进行调整，从而增加精度。假设MS与BS1的ta是ta_1，与BS2的ta是ta_2(这两个ta从现有接口消息，比如测量报告中即可获取)，那么可以采用计算方法来计算偏移量：

偏移量＝(fn_1-fn_2)×1250+(bit_1-bit_2)+(ta_1-ta_2)/2。

在其他实施方式中，还可以参考终端与两个基站的距离差来计算偏移量，可以进一步增加精度。

步骤206：根据所述偏移量同步所述两个基站的空中接口。

基站控制装置下发计算好的偏移量给基站BS2，然后基站BS2根据所述偏移量调整帧中断时机，将其空中接口偏移到与所述基站BS1的空中接口同步。或者，基站控制装置也可以下发计算好的偏移量给基站BS1，然后基站BS1根据所述偏移量调整帧中断时机，将其空中接口偏移到与所述基站BS2的空中接口同步。

在其他实施方式中，还可以是基站控制装置将以fn、bit两个参数或者fn、bit、ta三个参数表示的偏移量发给各基站。基站根据fn，直接更改帧号，以实现帧号同步；基站根据sn，通过屏蔽若干时隙中断而改变收发信机TRX的时隙号，以实现时隙同步。或者，进一步地基站根据ta，通过时隙中断时机的微调(控制bit计数)完成同步。

以上对同步两个基站的空中接口的实施方式进行了描述。

在其他实施方式中，同步两个基站的空中接口还可以进一步采用下面的技术。

A、在所述获得两个基站空中接口的偏移量之前可以包括步骤：重复执行发送同一信号到所述至少两个基站的步骤，和记录接收到所述同一信号的时间的步骤，获得多个时间记录，并进行处理，比如进行滤波或平均；和/或

B、重复获得多个所述两个基站空中接口的偏移量，对获得的多个偏移量进行处理，比如进行滤波或平均。

上述A、B方案的实现，可以是在步骤203中，由基站控制装置下发信令要求终端切入所述被监听基站BS1的目标信道，并且所述被监听基站BS1延迟下发所述切入动作的响应消息给所述终端，触发所述终端继续发送所述同一信号，即发送多个信号，则所述两基站BS1和BS2可以接收到多个信号。这样，就可以获得多个时间记录。可以对多个时间记录进行处理，比如进行滤波或平均，最后得到空中接口的偏移量。

也可以是一个时间记录得到一个偏移量，多个时间记录可以获得多个空中接口的偏移量中间值，然后进行滤波或平均，得到一个最终的偏移量。比如：如果基站BS1和基站BS2上报了若干成对的接收时间，则计算出若干个偏移量后，去除最大、最小的偏移量，然后进行平均得到利用此终端最终计算得到的偏移量；也可以采用这些偏移量中所占比例最高的那个值(比如得到10个偏移值，5个是3230，2个是3231，1个是3233，1个是3229，1个是3228，那么直接用3230这个偏移值)。

采用取多个记录的时间或偏移量的平均值、或采用对多个记录的时间或偏移量进行滤波的方法，可以进一步提高偏移量的精确度，空中接口同步的效果更好。

在其他实施方式中，可以将收集基站空口偏移量的工作和调整基站空口同步的工作分开进行。比如说：获取两个基站的空口偏移量的工作可以选择在白天通信系统非忙时进行，调整两个基站空口同步及调整全网基站空口同步的工作可以选择在夜晚通信系统最闲时进行，每隔一段时间还可以进行微调。这样可以最大程度地减少对正常通信业务的影响。

在其他实施方式中，可以选择多个MS，重复上述步骤202至205，获得多个空口偏移量进行滤波平均来计算拟调整的基站的空口偏移量，再下发给基站。

以上实施方式中举两个基站的例子说明，在其他实施方式中，可以有三个、四个等多个基站一起进行空中接口同步的方案。比如三个基站的方案中，可以选择此三个基站覆盖区域的终端，以其中一个基站作为中心和基准，获得此中心基站和另外两个基站的空口偏移量，将偏移量下发到另外两个基站，然后调整此两个基站的空中接口使其都与中心基站同步，可以实现三个基站的空中接口同步。

在上述同步两个基站的空中接口的实施方式的基础上，可以继续同步其他基站的空中接口，完成此BSC下所有基站的空中接口同步。可以参阅图3的系统示意图。

本发明空中接口全网同步方法的实施方式，在上述同步两个基站的空中接口的实施方式的基础上，进一步包括步骤：

步骤207：以上述两个基站中的一个基站为中心和基准，同步其周围的基站的空中接口；

其周围的基站中已同步的基站可以不用再同步。比如说：以基站1(BS1)为中心和基准，分别采用上述步骤201至206同步BS1周围的基站的空中接口，已同步基站(比如说：BS2)可以不用再同步。所述BS1周围的基站是指基站的覆盖区域与BS1的覆盖区域直接相邻的周围基站。可以结合参阅图3示意，以基站x表示BSx，则基站1表示BS1，BS1周围的其它基站即：基站2、基站3、基站4、基站5、基站6、基站7，即BS2、BS3、BS4、BS5、BS6、BS7。

步骤208：分别以所述周围的基站中的一个已同步的基站为中心和基准，同步此中心基站周围的基站的空中接口。

此中心基站周围的基站中已同步的基站可以不用再同步。比如说：分别以周围的基站中的一个已同步的基站(比如BS2)为中心和基准，分别采用上述步骤201至206同步所述中心基站(比如BS2)周围一圈中未同步的基站。比如BS 8、BS 9，BS 10。

如此迭代处理，逐步扩展，最终即可完成全网同步。

从以上实施例描述可以看出，本发明空中接口同步方法实施方式可以采用现有硬件结合加载在现有硬件上的软件来实现两个基站的空口同步以及全网空口同步，不需要采用昂贵的同步设备，减少了相关维护。相对于现有技术采用GPS硬同步技术同步空中接口而导致建设成本和维护成本昂贵的技术缺陷，本发明利用现有无线网络的资源简单有效地实现基站空中接口同步的目的，达到方便经济的技术效果。

本领域普通技术人员可以理解实现上述方法实施方式中的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件来完成，所述的程序可以存储于计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，可以包括如下步骤：两个基站接收同一信号，所述信号由位于两个基站的覆盖区域的终端发送；所述终端发送同一信号到所述两个基站；所述两个基站记录收到所述同一信号的时间；根据所述两个基站收到所述信号的时间，获得所述两个基站空中接口的偏移量；根据所述偏移量调整所述两个基站的空中接口，使其同步。这里所称得的存储介质，如：ROM/RAM、磁碟、光盘等。

参阅图4，本发明无线通信系统实施方式包括基站控制装置410及其下辖的两个基站420，430。

所述基站之一420包括触发单元421，基站之二430包括状态设置单元431。所述基站控制装置410包括时间统计单元411。

所述两个基站420，430用于分别接收其覆盖区域内终端发送的同一信号，并且分别记录收到所述信号的时间，并上报给基站控制装置，该终端可以发送同一信号到两个基站420，430。

所述触发单元421用于下发信令触发所述终端发送所述同一信号，该信号可以是AB接入信号；所述状态设置单元431用于设置所述基站二430处于能接收到所述AB接入信号的状态。

所述基站控制装置410用于获得所述两个基站420，430记录的所述信号接收时间，根据所述接收时间获得所述两个基站420，430空中接口的偏移量，并下发给所述基站二430。所述时间统计单元411用于获得多个时间记录、并进行平均或滤波，平均或滤波后的时间纪录用于所述偏移量的获取。

其中，所述基站二430根据所述偏移量调整其空中接口，使其与基站一420同步。

基站二430中也可以包括所述触发单元421。基站一420中也可以包括所述状态设置单元431。

在另一个实施方式中，所述时间统计单元可以换为偏移量统计单元，用于获得多个所述偏移量并求其平均值，也可以时间统计单元和偏移量统计单元并存使用。

在又一个实施方式中，基站控制装置410可以将偏移量并下发给所述基站一420。所述基站一420根据所述偏移量调整其空中接口，使其与基站二430同步。

在又一个实施方式中，基站控制装置410可以进一步包括：终端选择单元，用于监测在所述两个基站中一个基站的小区和所述两个基站中另一个基站的小区的下行信号强度差；如果呼叫在连续N次判决中有P次的下行信号强度差满足预先设定的要求，则选择所述呼叫对应的终端；其中：N表示“信号强度差观测次数”，P表示“信号强度差持续次数”，N、P均取大于零的整数。

本发明基站实施方式包括信号接收单元，用于接收终端发送的同一信号；可以发送同一信号到BS1和BS2的终端，可能位于BS1的某个小区或BS2的某个小区内，也可能是位于靠近两个基站的物理中点的位置，也可能是位于两基站的信号覆盖重叠区域。

记时单元，用于记录接收到所述信号的时间；

时间上报单元，用于将所述记时单元记录的时间上报给基站控制装置；

偏移量获取单元，用于获取该基站与另一个基站的空中接口偏移量，所述偏移量由所述基站控制装置根据所述记时单元记录的时间计算得到；

偏移单元，用于根据所述偏移量对基站的空中接口进行偏移。

基站可以进一步包括：

状态设置单元，用于设置所述基站处于能接收到所述终端信号的状态。

基站可以进一步包括触发单元，用于下发信令触发所述终端发送所述同一信号。

本发明基站控制装置实施方式，包括：

时间接收单元，用于接收第一基站和第二基站分别记录终端发送的同一信号的信号接收时间，所述终端可以发送同一信号到所述第一基站和第二基站；

可以发送同一信号到BS1和BS2的终端，可能位于BS1的某个小区或BS2的某个小区内，也可能是位于靠近两个基站的物理中点的位置，也可能是位于两基站的信号覆盖重叠区域；

偏移量计算单元，用于根据所述时间接收单元的信号接收时间，计算得到所述第一基站和第二基站空中接口的偏移量；

偏移量下发单元，用于下发所述偏移量到所述第一基站或第二基站。

基站控制装置实施方式可以进一步包括触发单元，用于经所述第一基站或第二基站下发信令触发所述终端发送所述同一信号。

基站控制装置实施方式还可以进一步包括：

时间统计单元，用于分别对来自所述第一基站和第二基站的多个时间记录进行平均或滤波，输入所述偏移量计算单元；和/或

偏移量统计单元，用于对来自所述偏移量计算单元的多个偏移量进行平均或滤波，输入所述偏移量下发单元。

从以上实施例描述可以看出，本发明实施方式可以采用现有硬件结合加载在现有硬件上的软件来实现两基站的空口同步，不需要采用昂贵的同步设备，减少了相关维护。相对于现有技术采用GPS硬同步技术同步空中接口而导致建设成本和维护成本昂贵的技术缺陷，本发明利用现有无线网络的资源简单有效地实现基站空中接口同步的目的，达到方便经济的技术效果。

值得说明的是，在本发明基站、基站控制装置实施方式中的各单元可以集成在一个处理模块中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个模块中。上述集成的模块既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能模块的形式实现。所述集成的模块既可以作为独立的产品销售或使用时，也可以作为存储在一个计算机可读取存储介质中。

以上对本发明所提供的一种无线通信系统、空中接口同步方法、基站及其控制装置通过具体实施例进行了详细介绍，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (4)

1.一种空中接口同步方法，其特征在于，包括：

基站接收终端所发送的信号；

所述基站记录接收到所述信号的时间；

所述基站将记录的时间上报给基站控制装置；

所述基站获取所述基站与另一个基站的空中接口偏移量，其中，所述另一个基站用于接收所述终端发送的所述信号，记录接收到所述信号的时间，并将记录的时间上报给所述基站控制器，所述偏移量由所述基站控制装置根据所述两个基站上报的记录的时间计算得到；

所述基站根据所述偏移量对所述基站的空中接口进行偏移，以实现与所述另一个基站的空口同步。

2.一种空中接口同步方法，其特征在于，包括：

基站控制装置接收第一基站和第二基站分别记录的可以发送同一信号给所述第一基站和第二基站的终端发送的同一信号的信号接收时间；

所述基站控制装置根据所述信号接收时间，计算得到所述第一基站和第二基站空中接口的偏移量；

所述基站控制装置下发所述偏移量到所述第一基站或第二基站，以便所述第一基站和第二基站实现空口同步。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述方法进一步包括：

所述基站控制装置分别对来自所述第一基站和第二基站的多个时间记录进行平均或滤波；或者，

所述基站控制装置对多个偏移量进行平均或滤波。

4.根据权利要求2或3所述的方法，其特征在于，所述方法进一步包括：

所述基站控制装置监测在所述第一基站和第二基站中的一个基站的小区和所述第一基站和第二基站中另一个基站的小区的下行信号强度差；

如果呼叫在连续N次判决中有P次的下行信号强度差满足预先设定的要求，则选择所述呼叫对应的终端；

其中：N表示“信号强度差观测次数”，P表示“信号强度差持续次数”，N、P均取大于零的整数。