CN103889044B - 一种空口同步的方法和装置 - Google Patents

Abstract

本发明适用于移动通信领域，提供了一种空口同步的方法和装置，所述方法包括下述步骤：从空口中接收的各基站的主辅同步信号中解析获取空口中各基站同步时刻；建立前窗和后窗，并获取窗内所述同步时刻最多的区域；选取所述同步时刻最多的区域内同步时刻最靠前的基站作为本基站的同步对象。本发明利用空口时延远小于主辅同步信号发送间隔的特点，通过对同步信号的分析，从而找到空口时延最小的最优同步时刻，降低了空口同步的实现成本，提高了通信设备的组网效率。

Description

一种空口同步的方法和装置

技术领域

本发明适用于移动通信领域，尤其涉及一种空口同步的方法和装置。

背景技术

目前，长期演进系统(Long Term Evolution，LTE)为保证临近基站间同步误差不大于的协议值，最常使用的技术为全球定位系统(GPS)，时钟同步协议标准(IEEE 1588)，以及空口同步技术。

空口同步技术即利用其他基站的同步信号进行时间同步的一种技术。由于小型基站和微型基站所引用的场景，可能会出现基站间覆盖比较复杂，且由于同步信号有着空口传输所导致的时延，如图1所示，在多跳的情况下，空口时延将会累加，而导致基站间同步误差过大，导致系统容量的极具下降。

现有技术中，为了避免多跳情况下空口时延的累加，就需要同步到最低层级的基站。为找到最低层级的基站，常见的同步方法是利用与其他基站间的交互或者第三方的交互来获取层级来保证同步的可靠性，或者利用于同步源之间的交互来补偿空口时延。

现有技术中，空口同步方法存在如下问题：

(1)现有的同步方法往往需要基站间或者第三方的交互来避免多跳导致的空口时延累加，而不同供应商的设备或同一供应商不同型号的设备，可能使用不同的方案来保证同步，导致了组网困难。

(2)与其他时间源配合，可能需要额外的设备功能和频谱资源，导致资源浪费以及实现和设备安装配置变的复杂。

发明内容

本发明实施例提供了一种空口同步的方法，旨在解决现有同步技术中存在资源浪费和实现复杂的问题。

本发明实施例是这样实现的，一种空口同步的方法，所述方法包括下述步骤：

从空口中接收的各基站的主辅同步信号中解析获取空口中各基站的同步时刻；

建立前窗和后窗，并获取窗内所述同步时刻最多的区域；

选取所述同步时刻最多的区域内的同步时刻最靠前的基站作为本基站的同步对象。

本发明实施例还提供一种空口同步的装置，所述装置包括：

同步时刻获取单元，用于从空口中接收的各基站的主辅同步信号中解析获取空口中各基站的同步时刻；

区域配置单元，用于建立前窗和后窗，并获取窗内所述同步时刻最多的区域；

同步处理单元，用于选取所述同步时刻最多的区域内的同步时刻最靠前的基站作为本基站的同步对象。

在本发明实施例中，利用空口时延远小于主辅同步信号发送间隔的特点，通过对同步信号的分析，从而找到空口时延最小的最优同步时刻，降低了空口同步的实现成本，提高了通信设备的组网效率。

附图说明

图1表示现有空口同步时的基站间多跳示意图；

图2表示本发明实施例提供的空口同步方法的实现流程图；

图3表示本发明实施例提供的空口同步信号解析后的同步时刻图；

图4表示本发明实施例提供的空口同步信号解析后的同步时刻图；

图5表示本发明实施例提供的获取不同周期同步时刻示意图；

图6表示本发明实施例提供的最优同步时刻选取示意图；

图7表示本发明实施例提供的最优同步时刻选取示意图；

图8表示本发明实施例提供的空口同步装置的结构图。

具体实施方式

在本发明实施例中，通过对主辅同步信号的解析，利用空口时延远小于主辅同步信号发送间隔的特点，从而找到空口时延最小的最优同步时刻。

图2示出了本发明实施例提供的空口同步方法的实现流程，详述如下：

在步骤S201中，从空口中接收的各基站的主辅同步信号中解析获取空口中各基站的同步时刻；

在本发明实施例中，在空口同步中使用GPS的宏站为标准同步时刻，由于空口时延，其它同步基站空口时间均为标准时刻加上空口时延，同步层级越大的基站，空口时延越就大。

在本发明实施例中，接收空口中各基站的下行主辅同步信号的时长不小于设定阈值。本发明实施例中，由于LTE协议中基站以5ms为间隔发送空口同步信号，这个时间远大于空口时延的累加值，因此阈值可以设定为5ms。

本发明实施例通过对空口中各基站的下行主辅同步信号的解析获取空口中各基站同步时刻。

在本发明实施例中，获取空口各基站同步时刻间隔均小于3us的情况，如图3所示：

在本发明实施例中，图3中横坐标为捕获数据的时间轴，左端点为捕获数据起点0ms时刻，右端点为捕获数据终点5ms时刻，箭头为捕获到的不同基站的空口数据的同步时刻。假设其中基站1和基站4的空口同步时刻间隔小于3us。

在本发明实施例中，获取各基站同步时刻出现间隔大于3us的情况，如图4所示：

在本发明实施例中，图4中横坐标为捕获数据的时间轴，左端点为捕获数据起点0ms时刻，右端点为捕获数据终点5ms时刻，箭头为捕获到的不同基站的空口数据的同步时刻。假设其中基站1和基站3的时刻间隔为4997us，根据LTE协议规定发送同步信号以5ms为周期发送，可知捕获到的基站3同步时刻为周期N发送，而捕获到的基站1与2的同步时刻为周期N+1发送。

在步骤S202中，建立前窗和后窗，并获取窗内同步时刻最多的区域；

在本发明实施例中，由于分时长期演进系统(Time Division Long TermEvolution，TD-LTE)空中接口需要高精度时间同步，LTE协议要求不同小区间的空口时间偏差不大于3us，发起同步前，若网络中所有的基站的空口时间是正常而且稳定的，则网络中各基站的空口时间差不会大于3us。因此本发明实施例建立前窗和后窗的窗长预设值取3us为最佳，可以小于3us，但不能大于3us。

本发明实施例中建立前后窗是为解决5ms接收同步信号的起点，刚好在可用的同步时间区间范围内的情况。

在本发明实施例中，建立前窗和后窗，并获取窗内同步时刻最多的区域，通过以下两种方式实现，详述如下：

1.以所获取的第一个空口中基站的同步时刻为起点建窗，循环进行滑窗，获取窗内空口中各基站同步时刻最多的区域；

本发明实施例发送同步信号以5ms为周期发送，若其中基站1和基站3的时刻间隔为4997us，可知获取到的基站3同步时刻为周期N发送，而获取到的基站1与2的同步时刻为周期N+1发送。实际上在同一周期N，基站1的同步时刻才是最靠前的同步时刻，如图5所示：

在本发明实施例中，以所捕获的第一个基站同步时刻为起点建窗，再以捕获的同步时刻轮流为起点进行循环滑窗，计算窗内的同步时刻个数。

当接收的同步信号均为第N个周期发送时，后窗获取同步时刻最多的时间区间。

当接收的部分同步信号是第N个周期发送，部分同步信号是第N+1个周期发送时，则周期N的信号的前窗可能获取同步时刻最多的时间区间。

其中N取正整数。

2.以所获取的空口中各基站同步时刻为起点分别建窗，获取窗内空口中各基站同步时刻最多的区域。

在步骤S203中，选取同步时刻最多的区域内的同步时刻最靠前的基站作为本基站的同步对象进行同步。

在本发明实施例中，对于获取的窗内空口各基站同步时刻最多的区域，选取区域内同步时刻最靠前的基站作为本基站的同步对象。

在本发明实施例中，最优同步时刻的选取如图6所示：

本发明实施例以窗长均为3us建立前后窗，分别以捕获到的基站同步时刻1，2，3，4为起点，进行滑窗，统计不同起点位置，窗内的同步时刻个数，可知捕获得基站1的同步时刻的后窗内出现最大的同步时刻个数，则以此窗为最优同步区间，取最靠前的同步时刻作为最优同步时刻。

在本发明实施例中，最优同步时刻的选取如图7所示：

本发明实施例以窗长均为3us建立前后窗，分别以捕获到的基站同步时刻1，2，3，4为起点，进行滑窗，统计不同起点位置，窗内的同步时刻个数，可知捕获得基站3的同步时刻的前窗内出现最大的同步时刻个数，则以此窗为最优同步区间，取最靠前的同步时刻作为最优同步时刻。

图8示出了本发明实施例提供的空口同步的装置结构，为了便于说明，仅示出了与本发明实施例相关的部分。

同步时刻获取单元81从空口中接收的各基站的主辅同步信号中解析获取空口中各基站的同步时刻。

在本发明实施例中，接收空口中各基站的下行主辅同步信号的时长不小于设定阈值。本发明实施例中，由于LTE协议中基站以5ms为间隔发送空口同步信号，这个时间远大于空口时延的累加值，因此阈值可以设定为5ms。

区域配置单元82建立前窗和后窗，并获取窗内同步时刻获取单元81获取的同步时刻最多的区域。

在本发明实施例中，由于TD-LTE空中接口需要高精度时间同步，协议要求不同小区间的空口时间偏差不大于3us，发起同步前，若网络中所有的基站的空口时间是正常而且稳定的，则网络中各基站的空口时间差不会大于3us。因此本发明实施例建立前窗和后窗的窗长预设值取3us为最佳，可以小于3us，但不能大于3us。

区域配置单元82包括第一区域配置模块821及第二区域配置模块822。其中：

第一区域配置模块821以所获取的第一个基站的同步时刻为起点建窗，循环进行滑窗，获取窗内空口中个基站同步时刻最多的区域。

第一区域配置模块821包括窗内同步时刻计算子模块8211、周期同步信号配置子模块8212及非周期同步信号配置子模块8213。其中：

窗内同步时刻计算子模块8211以所捕获的第一个基站同步时刻为起点建窗，再以捕获的同步时刻轮流为起点进行循环滑窗，计算窗内的同步时刻个数。

周期同步信号配置子模块8212当接收的同步信号均为第N个周期发送时，后窗获取同步时刻最多的时间区间。

非周期同步信号配置子模块8213当接收的部分同步信号是第N个周期发送，部分同步信号是第N+1个周期发送时，则周期N的信号的前窗可能获取同步时刻最多的时间区间。

在本发明实施例中，N取正整数。

第二区域配置模块822以所获取的同步时刻为起点分别建窗，获取窗内空口中各基站同步时刻最多的区域。

同步处理单元83选取区域配置单元82获取的同步时刻最多的区域内的同步时刻最靠前的基站作为本基站的同步对象。

在本发明实施例中，对于获取的窗内空口各基站同步时刻最多的区域，选取区域内同步时刻最靠前的基站作为本基站的同步对象，设置本站时间，完成空口同步。

本发明实施例利用空口时延远小于主辅同步信号发送间隔的特点，通过对同步信号的分析，从而找到空口时延最小的最优同步时刻，降低了空口同步的实现成本，提高了通信设备的组网效率。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种空口同步的方法，其特征在于，所述方法包括：

从空口中接收的各基站的主辅同步信号中解析获取空口中各基站的同步时刻；

建立前窗和后窗，并获取窗内所述同步时刻最多的区域，其中，所述区域为前窗或后窗，所述建立前窗和后窗的窗长不大于预设值，所述预设值为3us；

选取所述同步时刻最多的区域内的同步时刻最靠前的基站作为本基站的同步对象进行同步。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述建立前窗和后窗，并获取窗内所述同步时刻最多的区域的步骤包括：

以所获取的第一个基站的同步时刻为起点建窗，循环进行滑窗，获取窗内所述空口中各基站同步时刻最多的区域。

3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述以所获取的第一个基站的同步时刻为起点建窗，循环进行滑窗，获取窗内所述同步时刻最多的区域的步骤具体为：

以所捕获的第一个基站同步时刻为起点建窗，再以捕获的同步时刻轮流为起点进行循环滑窗，计算窗内的同步时刻个数；

当接收的同步信号均为第N个周期发送时，后窗获取同步时刻最多的时间区间；

当接收的部分同步信号是第N个周期发送，部分同步信号是第N+1个周期发送时，则周期N的信号的前窗获取同步时刻最多的时间区间。

4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述同步时刻最多的区域通过以下方式获取：

以所获取的空口中各基站同步时刻为起点分别建窗，获取窗内所述空口中各基站同步时刻最多的区域。

5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述接收空口中各基站的主辅同步信号的时长不小于设定阈值。

6.一种空口同步的装置，其特征在于，所述装置包括：

同步时刻获取单元，用于从空口中接收的各基站的主辅同步信号中解析获取空口中各基站的同步时刻；

区域配置单元，用于建立前窗和后窗，并获取窗内所述同步时刻最多的区域，其中，所述区域为前窗或后窗，所述建立前窗和后窗的窗长不大于预设值，所述预设值为3us；

同步处理单元，用于选取所述同步时刻最多的区域内的同步时刻最靠前的基站作为本基站的同步对象进行同步。

7.如权利要求6所述的装置，其特征在于，所述区域配置单元包括：

第一区域配置模块，用于以所获取的第一个基站的同步时刻为起点建窗，循环进行滑窗，获取窗内所述空口中各基站同步时刻最多的区域；

第二区域配置模块，用于以所获取的空口中各基站同步时刻为起点分别建窗，获取窗内所述空口中各基站同步时刻最多的区域。

8.如权利要求7所述的装置，其特征在于，所述第一区域配置模块包括：

窗内同步时刻计算子模块，用于以所捕获的第一个基站同步时刻为起点建窗，再以捕获的同步时刻轮流为起点进行循环滑窗，计算窗内的同步时刻个数；

周期同步信号配置子模块，用于当接收的同步信号均为第N个周期发送时，后窗获取同步时刻最多的时间区间；

非周期同步信号配置子模块，用于当接收的部分同步信号是第N个周期发送，部分同步信号是第N+1个周期发送时，则周期N的信号的前窗获取同步时刻最多的时间区间。

9.如权利要求6所述的装置，其特征在于，所述接收空口中各基站的主辅同步信号的时长不小于设定阈值。