CN104581927B - 一种基站时间同步的方法和装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种基站时间同步的方法和装置，其中，所述方法包括：判断基站是否移动；当基站移动且移动距离大于等于第一距离时，重新定位基站位置；当连续第一时间接收到的时间数据TOD中的位置测量标示无效时，将基站时间同步于外部真实时钟。本发明大大地改善了整个移动过程中基站时钟的漂移恶化，提高了移动状态下基站的时间同步性能。

Description

一种基站时间同步的方法和装置
技术领域
本发明涉及通信技术领域，特别是涉及一种基站时间同步的方法和装置。
背景技术
基站时间同步是指将基站设备同步于协调世界时的标准时间，其工作原理是利用卫星信号接收机接收全球定位系统(Global Positioning System，GPS)传送的卫星定位、定时信号，并从中提取出所需的定时信号。考虑到传输上的时延问题，需要对提取出的定时信号进行相位延迟补偿，再将补偿后的信号进行格式转换，最终输出的是特定格式的精确时间同步信号，该精确时间同步信号与协调世界时的标准时间保持同步。基站收到该精确时间同步信号，完成时间信息解析以及本地晶体振荡器和该精确时间同步信号的调频调相严格对齐，将被校准的晶体振荡器输出信号分频作为基站进行时间同步的标准。
对于固定式基站来说，时间同步可以利用GPS接收机硬件输出的秒脉冲信号和绝对时间信息为整个基站系统授时并输出时间同步信号。但对于行业应用中的移动式基站来说，当基站处于持续移动过程中，GPS接收机硬件输出的秒脉冲信号抖动较大，本地晶体振荡器又不断的尝试与之对齐，这样就使得输出的时间信号无法稳定，从而影响到语音业务，业务时通时断，信号时好时坏。
发明内容
本发明提供一种基站时间同步的方法和装置，以解决基站在移动过程中，基站时钟漂移恶化，基站时间无法准确同步的问题。
为了解决上述问题，本发明公开了一种基站时间同步的方法，包括：
判断基站是否移动；
当基站移动且移动距离大于等于第一距离时，重新定位基站位置；
当连续第一时间接收到的时间数据TOD中的位置测量标示无效时，将基站时间同步于外部真实时钟。
优选地，所述基站移动且移动距离大于等于第一距离通过以下方式判断：
根据接收到的TOD中的位置测量标志实时判断所述基站是否移动以及所述基站的移动距离是否大于等于第一距离。
优选地，所述方法还包括：
在所述重新定位基站位置的同时，将基站时间保持在所述重新定位基站位置之前的平均相位历史记录。
优选地，所述将基站时间保持在所述重新定位基站位置之前的平均相位历史记录之后，所述方法还包括：
当所述将基站时间保持在所述重新定位基站位置之前的平均相位历史记录的时间大于第二时间时，将基站时间切换至依靠内部晶体振荡器维持的时间。
优选地，所述重新定位基站位置之后，所述方法还包括：
当接收到的TOD中的位置测量标示在连续第三时间内无变化时，将基站时间同步于外部真实时钟。
相应地，本发明还公开了一种基站时间同步的装置，包括：
移动判断模块，用于判断基站是否移动；
位置定位模块，用于当基站移动且移动距离大于等于第一距离时，重新定位基站位置；
第一时间同步模块，用于当连续第一时间接收到的时间数据TOD中的位置测量标示无效时，将基站时间同步于外部真实时钟。
优选地，还包括：距离判断模块，用于根据接收到的TOD中的位置测量标志实时判断所述基站是否移动以及所述基站的移动距离是否大于等于第一距离。
优选地，还包括：时间保持模块，用于在所述位置定位模块重新定位基站位置的同时，将基站时间保持在所述重新定位基站位置之前的平均相位历史记录。
优选地，还包括：时间切换模块，用于在所述时间保持模块将基站时间保持在所述重新定位基站位置之前的平均相位历史记录之后，当所述将基站时间保持在所述重新定位基站位置之前的平均相位历史记录的时间大于第二时间时，将基站时间切换至依靠内部晶体振荡器维持的时间。
优选地，还包括：第三时间同步模块，用于在所述位置定位模块重新定位基站位置之后，当接收到的TOD中的位置测量标示在连续第三时间内无变化时，将基站时间同步于外部真实时钟。
与背景技术相比，本发明包括以下优点：
本发明实施例提供的基站时间同步方案中，判断基站是否移动，当基站移动且移动距离满足一定条件时，重新定位基站位置，不完全依赖抖动过大的秒脉冲信号和内部晶体振荡器，并且在接收到的时间数据中的位置测量标示满足一定条件时，将基站时间同步于外部真实时钟，在整个过程中，适当的利用自保持时钟和无时钟授时，大大地改善了整个移动过程中基站时钟的漂移恶化，提高了移动状态下基站的时间同步性能。
附图说明
图1是本发明实施例中GPS/格洛纳斯卫星信号接收板TOD功能示意图；
图2是本发明实施例中一种基站时间同步的方法流程图；
图3是本发明实施例中另一种基站时间同步的方法流程图；
图4是本发明实施例中再一种基站时间同步的方法流程图；
图5是本发明实施例中一种基站时间同步的装置结构图；
图6是本发明实施例中另一种基站时间同步的装置结构图。
具体实施方式
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
针对通信行业对基站的特殊需求，本发明实现了基站在移动模式下不完全依赖GPS接收机硬件模块，提出一种可以在静止和移动状态下平滑切换并稳定时间同步的授时方案。
对于静止的基站，其时间同步技术的基础是基于基站硬件GPS模块的支持，基站提取GPS模块的授时脉冲沿和时间数据(Time of Data，TOD)来做到时间上的同步。
GPS/格洛纳斯(GLOBAL NAVIGATION SATELLITE SYSTEM，GLONASS)卫星信号接收板TOD功能示意图如图1所示。
对GPS/GLONASS的卫星信号进行接收处理，一个分支将定时、定位信息通过RS422或者RS232串口输出；另一个分支提取出定时信号，再对其中的TOD相位进行补偿与格式转换，输出TOD信号，并且对定时信号进行驱动输出，得到秒脉冲信号。
下面通过列举几个具体的实施例详细介绍本发明提供的一种基站时间同步的方法和装置。
实施例一
详细介绍本发明实施例提供的一种基站时间同步的方法。
参照图2，示出了本发明实施例中一种基站时间同步的方法流程图。
步骤100，判断基站是否移动。
当基站未移动，即基站静止时，可以按照提取GPS授时模块的授时脉冲沿和TOD的方法来做到时间上的同步。
步骤102，当基站移动且移动距离大于等于第一距离时，重新定位基站位置。
其中，上述第一距离可以选定为400米或者500米等等，具体可以根据实际情况确定。
步骤104，当连续第一时间接收到的时间数据TOD中的位置测量标示无效时，将基站时间同步于外部真实时钟。
其中，上述第一时间可以选定为10分钟或者其他时间，具体可以根据实际情况确定。位置测量标示代表正在重新定位与否，如果目标位置未改变，该位置测量标示无效。
综上所述，本实施例中，判断基站是否移动，当基站移动且移动距离满足一定条件时，重新定位基站位置，不完全依赖抖动过大的秒脉冲信号和内部晶体振荡器，并且在接收到的TOD中的位置测量标示满足一定条件时，将基站时间同步于外部真实时钟，在整个过程中，适当的利用自保持时钟和无时钟授时，大大的改善了整个移动过程中基站时钟的漂移恶化，提高了移动状态下基站的时间同步性能。
实施例二
详细介绍本发明实施例提供的一种基站时间同步的方法。
参照图3，示出了本发明实施例中一种基站时间同步的方法流程图。
步骤200，选取N个基站位置测量点进行基站在公网中的首次时间锁定操作。
其中，N为正整数，N＜2000。
通常情况下，由于基站内GPS接收机内部的卫星捕获和接收机位置测量定位环节，基站在公网中首次锁定时间一直为40分钟以上。上述步骤200从影响首次锁定时间的根本因素出发，结合理论分析，理论上位置测量采集点数越多，参与平均后位置误差越小。保存坐标与实际坐标误差1米，将带入3.3纳秒的时间误差。基站间时间差要求小于1500纳秒。GPS接收机每秒中输出一个位置，通过观察静止状态位置采集情况发现前100个位置误差在5米以上，随着测量点数的增大位置差逐渐缩小。100到200之间的位置坐标误差小于2米。鉴于基站的应用场景，将原有GPS接收机默认选取的2000个位置测量点数缩小到N个点，N＜2000，例如N＝200，则首次锁定时间由公网的40min，缩短为5min内。
步骤202，判断基站是否移动，若未移动或者基站移动距离小于第一距离时，执行步骤204；否则，执行步骤206。
优选地，所述步骤202可以为根据接收到的TOD中的位置测量标志实时判断所述基站是否移动。
步骤204，当基站未移动或者基站移动距离小于第一距离时，将基站时间同步于外部真实时钟，结束本流程。
步骤206，当基站移动且移动距离大于等于第一距离时，重新定位基站位置。
其中，上述第一距离可以选定为400米或者500米等等，具体可以根据实际情况确定。
当基站移动且移动距离大于等于第一距离时，重新定位基站位置并更新TOD中位置测量标示。下面，第一距离以400米为例进行说明，基站在位置移动的400米内，时间误差仍然符合基站间时间差小于1500纳秒的标准。当重新定位基站位置时，基站时间调整至失锁状态，即外部真实时钟锁定丢失。
优选地，所述步骤206中的基站移动且移动距离大于等于第一距离通过以下方式判断：
根据接收到的TOD中的位置测量标志实时判断所述基站是否移动以及所述基站的移动距离是否大于等于第一距离。
在执行完本步骤后，再分三个分支执行后续步骤，分别是：执行步骤208-210，执行步骤212，和执行步骤214。这三个分支可先后或同时执行，为便于描述，本实施例中采用步骤序号的形式对其进行描述，但在实际应用中，并非按照序号顺序依次执行。
步骤208，在所述重新定位基站位置的同时，将基站时间保持在所述重新定位基站位置之前的平均相位历史记录。
需要说明的是，所述步骤208可以与上述步骤206同时进行。
步骤210，当所述将基站时间保持在所述重新定位基站位置之前的平均相位历史记录的时间大于第二时间时，将基站时间切换至依靠内部晶体振荡器维持的时间，结束本次流程。
上述第二时间可以为3小时，也可以为其他时间，视具体情况而定。当所述将基站时间保持在所述重新定位基站位置之前的平均相位历史记录的时间大于第二时间时，基站自动启动无GPS模式。
步骤212，当连续第一时间接收到的时间数据TOD中的位置测量标示无效时，将基站时间同步于外部真实时钟，结束本次流程。
位置测量标示代表正在重新定位与否，如果目标位置未改变，该位置测量标示无效。
基站时间由失锁状态到再次恢复到于外部真实时钟同步，除外部因素(开短路检测等)确认标示满足外，同时需符合连续第一时间(如10分钟)收到的TOD中位置测量标志无效。10分钟判决门限在覆盖静止状态位置测量所需时间基础上，也能够兼顾在前一次位置测量过程中再次发生位移超过500米的情形带来的短暂跟踪，造成的两次临界状态间锁相环不必要调整，而导致的整个时钟系统抖动。
步骤214，当接收到的TOD中的位置测量标示在连续第三时间内无变化时，将基站时间同步于外部真实时钟，结束本次流程。
当接收到的TOD中位置测量标示在连续第三时间(如10分钟)内无变化时，认为基站位置不再发生变化，基站时间自动平滑切换锁定至外部真实时钟。
上述步骤的具体执行顺序可参照图3所示。
综上所述，本实施例中：
首先，减少基站位置测量采集点的数量，缩短了基站在静止状态下首次锁定时钟的时间。
其次，判断基站是否移动，当基站移动且移动距离满足一定条件时，重新定位基站位置，不完全依赖抖动过大的秒脉冲信号和内部晶体振荡器，并且在接收到的TOD中的位置测量标示满足一定条件时，将基站时间同步于外部真实时钟，在整个过程中，适当的利用自保持时钟和无时钟授时，大大的改善了整个移动过程中基站时钟的漂移恶化，提高了移动状态下基站的时间同步性能。
再次，对基站处于静止状态和移动状态时均可以进行时间同步，实现基站在静止和移动两个状态下的时间同步无缝切换。
实施例三
详细介绍本发明实施例提供的一种基站时间同步的方法。
参照图4，示出了本发明实施例中一种基站时间同步的方法流程图。
步骤300，基站静止模式下快速锁定时间。
步骤302，循环判断基站是否移动。
当基站不移动时，执行步骤304；当基站移动时，执行步骤306。
步骤304，基站时间维持真实时钟，结束本次流程。
步骤306，判断基站移动距离是否小于500米。
当基站移动距离小于500米时，执行步骤304；当基站移动距离大于等于500米时，执行步骤308。
步骤308，基站时间调整至失锁状态。
步骤310，基站时间依稳定锁定时记录的相差自保持。
步骤312，判断自保持时间是否大于3小时。
当自保持时间大于3小时时，执行步骤314。
步骤314，基站时间切换至依靠内部晶体振荡器维持的时间。
综上所述，本实施例中，判断基站是否移动，当基站移动且移动距离满足一定条件时，重新定位基站位置，不完全依赖抖动过大的秒脉冲信号和内部晶体振荡器，并且在接收到的TOD中的位置测量标示满足一定条件时，将基站时间同步于外部真实时钟，在整个过程中，适当的利用自保持时钟和无时钟授时，大大的改善了整个移动过程中基站时钟的漂移恶化，提高了移动状态下基站的时间同步性能。
实施例四
详细介绍本发明实施例提供的一种基站时间同步的装置。
参照图5，示出了本发明实施例中一种基站时间同步的装置结构图。
所述装置可以包括移动判断模块500，位置定位模块502，以及，第一时间同步模块504。
下面分别详细介绍各模块的功能以及各模块之间的关系。
移动判断模块500，用于判断基站是否移动。
位置定位模块502，用于当基站移动且移动距离大于等于第一距离时，重新定位基站位置。
第一时间同步模块504，用于当连续第一时间接收到的时间数据TOD中的位置测量标示无效时，将基站时间同步于外部真实时钟。位置测量标示代表正在重新定位与否，如果目标位置未改变，该位置测量标示无效。
综上所述，本实施例中，判断基站是否移动，当基站移动且移动距离满足一定条件时，重新定位基站位置，不完全依赖抖动过大的秒脉冲信号和内部晶体振荡器，并且在接收到的TOD中的位置测量标示满足一定条件时，将基站时间同步于外部真实时钟，在整个过程中，适当的利用自保持时钟和无时钟授时，大大的改善了整个移动过程中基站时钟的漂移恶化，提高了移动状态下基站的时间同步性能。
实施例五
详细介绍本发明实施例提供的一种基站时间同步的装置。
参照图6，示出了本发明实施例中一种基站时间同步的装置结构图。
所述装置可以包括移动判断模块600，位置定位模块602，第一时间同步模块604，第二时间同步模块606，距离判断模块608，时间保持模块610，时间切换模块612，第三时间同步模块614，以及，时间锁定模块616。
下面分别详细介绍各模块的功能以及各模块之间的关系。
移动判断模块600，用于判断基站是否移动。
位置定位模块602，用于当基站移动且移动距离大于等于第一距离时，重新定位基站位置。
第一时间同步模块604，用于当连续第一时间接收到的时间数据TOD中的位置测量标示无效时，将基站时间同步于外部真实时钟。
第二时间同步模块606，用于在所述移动判断模块600判断基站是否移动之后，当基站未移动或者基站移动距离小于第一距离时，将基站时间同步于外部真实时钟。
距离判断模块608，用于根据接收到的TOD中的位置测量标志实时判断所述基站是否移动以及所述基站的移动距离是否大于等于第一距离。
时间保持模块610，用于在所述位置定位模块602重新定位基站位置的同时，将基站时间保持在所述重新定位基站位置之前的平均相位历史记录。
时间切换模块612，用于在所述时间保持模块610将基站时间保持在所述重新定位基站位置之前的平均相位历史记录之后，当所述将基站时间保持在所述重新定位基站位置之前的平均相位历史记录的时间大于第二时间时，将基站时间切换至依靠内部晶体振荡器维持的时间。
第三时间同步模块614，用于在所述位置定位模块602重新定位基站位置之后，当接收到的TOD中的位置测量标示在连续第三时间内无变化时，将基站时间同步于外部真实时钟。
时间锁定模块616，用于在所述移动判断模块600判断基站是否移动之前，选取N个基站位置测量点进行基站在公网中的首次时间锁定操作；其中，N为正整数，N＜2000。
综上所述，本实施例中：
首先，减少基站位置测量采集点的数量，缩短了基站在静止状态下首次锁定时钟的时间。
其次，判断基站是否移动，当基站移动且移动距离满足一定条件时，重新定位基站位置，不完全依赖抖动过大的秒脉冲信号和内部晶体振荡器，并且在接收到的TOD中的位置测量标示满足一定条件时，将基站时间同步于外部真实时钟，在整个过程中，适当的利用自保持时钟和无时钟授时，大大的改善了整个移动过程中基站时钟的漂移恶化，提高了移动状态下基站的时间同步性能。
再次，对基站处于静止状态和移动状态时均可以进行时间同步，实现基站在静止和移动两个状态下的时间同步无缝切换。
对于装置实施例而言，由于其与方法实施例基本相似，所以描述的比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。
本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可。
以上对本发明实施例所提供的一种基站时间同步的方法和装置，进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；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 (10)

1.一种基站时间同步的方法，其特征在于，包括：
判断基站是否移动；
当基站移动且移动距离大于等于第一距离时，重新定位基站位置；
当连续第一时间接收到的时间数据TOD中的位置测量标示无效时，将基站时间同步于外部真实时钟；
其中，当所述重新定位基站位置时，所述基站时间调整至失锁状态；
所述位置测量标示代表正在重新定位与否，如果目标位置未改变，该位置测量标示无效。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基站移动且移动距离大于等于第一距离通过以下方式判断：
根据接收到的TOD中的位置测量标志实时判断所述基站是否移动以及所述基站的移动距离是否大于等于第一距离。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
在所述重新定位基站位置的同时，将基站时间保持在所述重新定位基站位置之前的平均相位历史记录。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述将基站时间保持在所述重新定位基站位置之前的平均相位历史记录之后，所述方法还包括：
当所述将基站时间保持在所述重新定位基站位置之前的平均相位历史记录的时间大于第二时间时，将基站时间切换至依靠内部晶体振荡器维持的时间。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述重新定位基站位置之后，所述方法还包括：
当接收到的TOD中的位置测量标示在连续第三时间内无变化时，将基站时间同步于外部真实时钟。
6.一种基站时间同步的装置，其特征在于，包括：
移动判断模块，用于判断基站是否移动；
位置定位模块，用于当基站移动且移动距离大于等于第一距离时，重新定位基站位置；
第一时间同步模块，用于当连续第一时间接收到的时间数据TOD中的位置测量标示无效时，将基站时间同步于外部真实时钟；
其中，当所述重新定位基站位置时，所述基站时间调整至失锁状态；
所述位置测量标示代表正在重新定位与否，如果目标位置未改变，该位置测量标示无效。
7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，还包括：
距离判断模块，用于根据接收到的TOD中的位置测量标志实时判断所述基站是否移动以及所述基站的移动距离是否大于等于第一距离。
8.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，还包括：
时间保持模块，用于在所述位置定位模块重新定位基站位置的同时，将基站时间保持在所述重新定位基站位置之前的平均相位历史记录。
9.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，还包括：
时间切换模块，用于在所述时间保持模块将基站时间保持在所述重新定位基站位置之前的平均相位历史记录之后，当所述将基站时间保持在所述重新定位基站位置之前的平均相位历史记录的时间大于第二时间时，将基站时间切换至依靠内部晶体振荡器维持的时间。
10.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，还包括：
第三时间同步模块，用于在所述位置定位模块重新定位基站位置之后，当接收到的TOD中的位置测量标示在连续第三时间内无变化时，将基站时间同步于外部真实时钟。
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