CN110430614B - 基于gps信号的基站信号同步方法、装置、设备及存储介质 - Google Patents

Abstract

本发明实施例公开了一种基于GPS信号的基站信号同步方法、装置、基站设备以及存储介质。该方法包括：接收GPS信号并确认GPS信号的缺失时间；根据GPS信号计算帧偏调整值；根据帧偏调整值计算调整平均值和平均调整间隔；判断缺失时间是否大于预设时间阈值；若缺失时间小于等于预设时间阈值，则根据调整平均值、平均调整间隔和缺失时间进行帧偏调整；若缺失时间大于预设时间阈值，则循环使用帧偏调整值进行调整。本发明提供的基于GPS信号的基站信号同步方法能够在弱GPS信号下，长时间稳定的进行GPS同步，并且同步精度高。

Description

基于GPS信号的基站信号同步方法、装置、设备及存储介质

技术领域

本发明涉及基站通信领域，尤其涉及一种基于GPS信号的基站信号同步方法、装置、基站设备以及存储介质。

背景技术

随着移动通讯技术的迅猛发展，通讯设备的更新换代日新月异,其中LTE作为4G网络的无线标准，是一种分时长期演进的技术，其频谱带宽为20MHz，可以提供峰值速率为下行100Mbps、上行50Mbps，为了增加频谱效率和传输速率，LTE协议引入了OFDM、MIMO等关键技术，极大程度上满足了人们对移动数据传输速率的日益增长的需求。

所以随着人们对4G网络的使用越来越多，也随着4G LTE基站的部署越来越密集，以此同时不同基站之间的覆盖范围存在是重叠和交叉的部分，不同运营商之间的基站也存在着重叠和交叉。TDD是LTE的一种制式，属于时分复用，为了避免不同小区之间的干扰，在同一区域同一频段的TDD小区需要取得时序上的同步，目前采用的同步方式有两种一种是空口同步，一种是GPS同步，针对运营商的基站多采用GPS同步方式，由于部署基站的位置可能有遮挡或阴雨天气，这时GPS信号会变弱或时断时续，在这种情况下会影响GPS同步性能，为了解决这个问题，提出惯性校正的优化算法，最终达到使GPS同步在弱信号下还能进行稳定的同步。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种基于GPS信号的基站信号同步方法、装置、基站设备以及存储介质，能够在GPS信号较弱的情况下，长时间、稳定的进行GPS同步。

为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：

第一方面，本发明提供了一种基于GPS信号的基站信号同步方法，该方法包括：

接收GPS信号并确认所述GPS信号的缺失时间；

根据所述GPS信号计算帧偏调整值；

根据所述帧偏调整值计算调整平均值和平均调整间隔；

判断所述缺失时间是否大于预设时间阈值；

若所述缺失时间小于等于所述预设时间阈值，则根据所述调整平均值、平均调整间隔和缺失时间进行帧偏调整；

若所述缺失时间大于所述预设时间阈值，则循环使用所述帧偏调整值进行帧偏调整。

第二方面，本发明提供了一种基于GPS信号的基站信号同步装置，该装置包括：

接收模块，接收GPS信号并确认所述GPS信号的缺失时间；

第一计算模块，用于根据所述GPS信号计算帧偏调整值；

第二计算模块，用于根据所述帧偏调整值计算调整平均值和平均调整间隔；

判断模块，判断所述缺失时间是否大于预设时间阈值；

第一调整模块，用于若所述缺失时间小于等于所述预设时间阈值，则根据所述调整平均值、平均调整间隔和缺失时间进行帧偏调整；

第二调整模块，用于若所述缺失时间大于所述预设时间阈值，则循环使用所述帧偏调整值进行调整。

第三方面，本发明提供了一种基站设备，包括存储器和处理器，所述存储器上存储有可在处理器运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现如第一方面所述的基于GPS信号的基站信号同步方法。

第四方面，本发明提供了一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序包括程序指令，所述程序指令当被执行时实现如第一方面所述的基于GPS信号的基站信号同步方法。

本发明提供的基于GPS信号的基站信号同步方法通过未缺失的GPS信号确定帧偏调整值，根据信号缺失时间利用帧偏调整值有选择地进行帧偏调整，能够在GPS信号弱时，长时间稳定的进行同步，并且同步精度高，避免了因恶劣天气等因素造成的GPS同步失败和同步精度低的情况。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见的，下面描述中的附图仅仅是本申请的部分实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例一提供的一种基于GPS信号的基站信号同步方法的流程图；

图2是本发明实施例一提供的一种基于GPS信号的基站信号同步方法的子流程图；

图3是本发明实施例二提供的一种基于GPS信号的基站信号同步装置结构示意图；

图4是本发明实施例二提供的第二计算模块的结构示意图；

图5为本发明实施例三提供的一种基站设备的结构示意图。

具体实施方式

下面结合本申请实施例中的附图，对本申请实施中的技术方案进行清楚、完整的描述。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例，仅用于解释本申请，而非对本申请的限定。另外还需要说明的是，基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

此外，术语“第一”、“第二”等可在本文中用于描述各种方向、动作、步骤或元件等，但这些方向、动作、步骤或元件不受这些术语限制。这些术语仅用于将第一个方向、动作、步骤或元件与另一个方向、动作、步骤或元件区分。举例来说，在不脱离本发明的范围的情况下，可以将第一速度差值为第二速度差值，且类似地，可将第二速度差值称为第一速度差值。第一速度差值和第二速度差值两者都是速度差值，但其不是同一速度差值。术语“第一”、“第二”等而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。需要说明的是，当部被称为“固定于”另一个部，它可以直接在另一个部上也可以存在居中的部。当一个部被认为是“连接”到另一个部，它可以是直接连接到另一个部或者可能同时存在居中部。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述，只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。

在更加详细地讨论示例性实施例之前应当提到的是，一些示例性实施例被描述成作为流程图描绘的处理或方法。虽然流程图将各步骤描述成顺序的处理，但是其中的许多步骤可以被并行地、并发地或者同时实施。此外，各步骤的顺序可以被重新安排。当其操作完成时处理可以被终止，但是还可以具有未包括在附图中的附加步骤。处理可以对应于方法、函数、规程、子例程、子程序等等。

实施例一

参见图1，本实施例提供了一种基于GPS信号的基站信号同步方法，应用于多种时间对接场景，该方法包括以下步骤：

S110、接收GPS信号并确认GPS信号的缺失时间。

以基站设备参与的时间对接场景为例，基站支持通过1PPS(秒脉冲)信号和数据信息进行授时，接收方从接受的信息中回复1PPS时间基准信号和数据信息，实现与发送方的时间同步。当GPS信号较弱时容易出现缺失，考虑到其传输过程中有多种信号，1PPS信号作为时间基准信号一旦缺失同步便无法进行，因此此处选择以1PPS信号缺失时间作为GPS信号缺失时间。

S120、根据GPS信号计算帧偏调整值。

在GPS信号未缺失的时间内，通过进行同步的两个设备间传输的GPS信号可以判断是否同步，若不同步则可以根据GPS信号计算出帧偏调整值，根据该帧偏调整值可以调整相应设备的时序实现同步。

S130、根据帧偏调整值计算调整平均值和平均调整间隔。

步骤S120已经计算出GPS信号未缺失时的帧偏调整值，但是由于存在恶劣天气等情况影响，当GPS信号缺失时无法获取相应的帧偏调整值，因此会造成部分时间无法进行帧偏调整以实现同步，为了解决该问题，本实施例选择利用已经得到的相关数据得到调整平均值和平均调整间隔用于帧偏调整。

更具体的，在一些实施例中，如图2所示，步骤S130包括步骤S131-S132，具体如下：

S131、根据多个帧偏调整值，确认调整平均值。

示例性的，假设步骤S120获得了n个需新的帧偏调整值，n为正整数，表示帧偏调整值的个数，调整平均值计算过程符合下述公式：

其中，m表示调整平均值，a_i表示第i个帧偏调整值，0＜i≤n，n的具体数值可以根据实际需求设置。

S132、根据多个帧偏调整值，确认平均调整间隔。

在GPS同步过程中，步骤S120所得到的帧偏调整值中并不是所有值都是有效的，此处所说的有效指的是值不为0，示例性的，假设一批帧偏调整值有17个，为了区分将有效帧偏调整值用ai表示，将无效帧偏调整值用bi表示，分别为：a₁＝4，b₂＝0，b₃＝0，b₄＝0，a₅＝4，b₆＝0，b₇＝0，b₈＝0，a₉＝4，b₁₀＝0，b₁₁＝0，b₁₂＝0，a₁₃＝4，b₁₄＝0，b₁₅＝0，b₁₆＝0，a₁₇＝4。

统计上述无效帧偏调整值总数l_b和有效帧偏调整值总数l_a，计算平均调整间隔t：

本实施例中l_b＝12，l_a＝5，t＝3。

S140、判断缺失时间是否大于预设时间阈值。

根据实际情况分析，1PPS信号缺失的时间是不同的，在1PPS信号缺失时间较短时和1PPS信号缺失时间较长时能够利用的帧偏调整值数量是不同的，因此本实施例设置了预设时间阈值用于判断缺失时间是否过长，预设时间阈值可以根据不同问题情况进行调整。

S150、若缺失时间小于等于预设时间阈值，则根据调整平均值、平均调整间隔和缺失时间进行帧偏调整。

示例性的，假设预设时间阈值为k，1PPS缺失时间为T，当T≤k时，用于帧偏调整的帧偏调整值确定过程符合下式：

其中，m为调整平均值，t为平均调整间隔，T为缺失时间，A_T为当前帧偏调整值。

即在T≤k的情况下，当缺失时间T为平均调整间隔t的整数倍时，帧偏调整值取0，其他情况下帧偏调整值取调整平均值m。

S160、若缺失时间大于所述预设时间阈值，则循环使用帧偏调整值进行帧偏调整。

当T>k时，用于帧偏调整的帧偏调整值确定过程符合下式：

A_T＝a_x

x＝(T-k)％n

其中，a_x为步骤S120确定的帧偏调整值，n为帧偏调整值个数，x为大于等于零小于n的整数，k为平均调整间隔，T为缺失时间，A_T为当前帧偏调整值。

即在T>k的情况下，循环使用步骤S120获得的帧偏调整值进行帧偏调整，n秒为一个循环：在第k+1秒的调整值为a₁,第k+2秒的调整值为a₂…第k+n秒的调整值为a_n(此时由x＝(T-k)％n计算得到的为a₀，即a₀＝a_n)；第k+(n+1)秒的调整值为a₁,第k+(n+2)秒的调整值为a₂…第k+(n+n)秒的调整值为a_n，此方法可以称为惯性校正。

本实施例提供的基于GPS信号的基站信号同步方法通过未缺失的GPS信号确定帧偏调整值，根据信号缺失时间利用帧偏调整值有选择地进行帧偏调整，能够在GPS信号弱时，长时间稳定的进行同步，并且同步精度高，避免了因恶劣天气等因素造成的GPS同步失败和同步精度低的情况。

实施例二

如图3所示，本实施例提供了一种基于GPS信号的基站信号同步装置200，包括：

接收模块210，接收GPS信号并确认所述GPS信号的缺失时间。

具体的，GPS信号中包括1PPS信号，缺失信号可以通过计算1PPS信号的缺失时间得到。

第一计算模块220，用于根据所述GPS信号计算帧偏调整值。

具体的，在GPS信号未缺失的时间内，通过进行同步的两个设备间传输的GPS信号可以判断是否同步，若不同步则可以根据GPS信号计算出帧偏调整值，根据该帧偏调整值可以调整相应设备的时序实现同步。

第二计算模块230，用于根据所述帧偏调整值计算调整平均值和平均调整间隔。

进一步的，如图4所示，第二计算模块230包括调整平均值计算单元231和平均调整间隔单元232。

调整平均值计算单元231用于根据多个帧偏调整值确认调整平均值，具体的，确认调整平均值符合下述公式：

其中，n为正整数，表示帧偏调整值的个数，ai表示第i个帧偏调整值，0＜i≤n，m表示调整平均值。

平均调整间隔单元232用于根据无效帧偏调整值个数和有效帧偏调整值个数，确认平均调整间隔，其计算过程符合下述公式：

其中，lb为无效帧偏调整值个数，la为有效帧偏调整值，t为平均调整间隔。

判断模块240，判断所述缺失时间是否大于预设时间阈值。

第一调整模块250，用于若所述缺失时间小于等于所述预设时间阈值，则根据所述调整平均值、平均调整间隔和缺失时间进行帧偏调整。

具体的，调整过程符合下述公式：

其中，m为调整平均值，t为平均调整间隔，T为缺失时间，AT为当前帧偏调整值。

第二调整模块260，用于若所述缺失时间大于所述预设时间阈值，则循环使用所述帧偏调整值进行帧偏调整。

具体的，调整过程符合下述公式：

A_T＝a_x

x＝(T-k)％n

其中，a_x为帧偏调整值，n为帧偏调整值个数，x为大于等于零小于n的正整数，k为平均调整间隔，T为缺失时间，A_T为当前帧偏调整值。

本实施例所提供的一种基于GPS信号的基站信号同步装置可执行本发明前述实施例所提供的一种基于GPS信号的基站信号同步方法，具备执行方法相应的功能模块和有益效果。

实施例三

图5为本发明实施例三提供的一种基站设备600的结构示意图，如图5所示，该种基站设备包括存储器610、处理器620，基站设备中处理器620的数量可以是一个或多个，图5中以一个处理器620为例；基站设备中的存储器610、处理器620可以通过总线或其他方式连接，图5中以通过总线连接为例。

存储器610作为一种计算机可读存储介质，可用于存储软件程序、计算机可执行程序以及模块，如本发明实施例中的基于GPS信号的基站信号同步方法对应的程序指令/模块(例如，基于GPS信号的基站信号同步装置中的接收模块210、第一计算模块220、第二计算模块230、判断模块240、第一调整模块250、第二调整模块260)。处理器620通过运行存储在存储器610中的软件程序、指令以及模块，从而执行基站设备的各种功能应用以及数据处理，即实现上述的基于GPS信号的基站信号同步方法。

其中，所述处理器620用于运行存储在存储器610中的计算机可执行程序，以实现如下步骤：步骤S110、接收GPS信号并确认所述GPS信号的缺失时间；步骤S120、根据所述GPS信号计算帧偏调整值；步骤S130、根据所述帧偏调整值计算调整平均值和平均调整间隔；S140、判断所述缺失时间是否大于所述平均调整间隔；S150、若所述缺失时间小于等于所述平均调整间隔，则根据所述调整平均值、平均调整间隔和缺失时间进行帧偏调整；S160、若所述缺失时间大于所述平均调整间隔，则循环使用所述帧偏调整值进行调整。

当然,本发明实施例所提供的一种基站设备,该基站设备不限于如上所述的方法操作,还可以执行本发明实施例任意实施例所提供的基于GPS信号的基站信号同步方法中的相关操作。

存储器610可主要包括存储程序区和存储数据区，其中，存储程序区可存储操作系统、至少一个功能所需的应用程序；存储数据区可存储根据终端的使用所创建的数据等。此外，存储器610可以包括高速随机存取存储器，还可以包括非易失性存储器，例如至少一个磁盘存储器件、闪存器件、或其他非易失性固态存储器件。在一些实例中，存储器610可进一步包括相对于处理器620远程设置的存储器，这些远程存储器可以通过网络连接至基站设备。上述网络的实例包括但不限于互联网、企业内部网、局域网、移动通信网及其组合。

本实施例提供了一种基站设备，能够在GPS信号弱时，长时间稳定的进行同步，并且同步精度高，避免了因恶劣天气等因素造成的GPS同步失败和同步精度低的情况。

实施例四

本发明实施例四还提供一种包含计算机可执行指令的存储介质，所述计算机可执行指令在由计算机处理器执行时用于执行一种基于GPS信号的基站信号同步方法，该基于GPS信号的基站信号同步方法包括：

接收GPS信号并确认所述GPS信号的缺失时间；

根据所述GPS信号计算帧偏调整值；

根据所述帧偏调整值计算调整平均值和平均调整间隔；

判断所述缺失时间是否大于所述平均调整间隔；

若所述缺失时间小于等于所述平均调整间隔，则根据所述调整平均值、平均调整间隔和缺失时间进行帧偏调整；

若所述缺失时间大于所述平均调整间隔，则循环使用所述帧偏调整值进行调整。

当然，本发明实施例所提供的一种包含计算机可执行指令的存储介质,其计算机可执行指令不限于如上所述的方法操作，还可以执行本发明任意实施例所提供的基于GPS信号的基站信号同步方法中的相关操作。

通过以上关于实施方式的描述，所属领域的技术人员可以清楚地了解到，本发明可借助软件及必需的通用硬件来实现，当然也可以通过硬件实现，但很多情况下前者是更佳的实施方式。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在计算机可读存储介质中，如计算机的软盘、只读存储器(Read-Only Memory,ROM)、随机存取存储器(RandomAccess Memory,RAM)、闪存(FLASH)、硬盘或光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，基站设备，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述的方法。

值得注意的是，上述基于GPS信号的基站信号同步装置的实施例中，所包括的各个单元和模块只是按照功能逻辑进行划分的，但并不局限于上述的划分，只要能够实现相应的功能即可；另外，各功能单元的具体名称也只是为了便于相互区分，并不用于限制本发明的保护范围。

注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。

Claims (9)

1.一种基于GPS信号的基站信号同步方法，其特征在于，包括：

接收GPS信号并确认所述GPS信号的缺失时间；

根据所述GPS信号计算帧偏调整值；

根据所述帧偏调整值计算调整平均值和平均调整间隔；

判断所述缺失时间是否大于预设时间阈值；

若所述缺失时间小于等于所述预设时间阈值，则根据所述调整平均值、平均调整间隔和缺失时间进行帧偏调整；

若所述缺失时间大于所述预设时间阈值，则循环使用所述帧偏调整值进行帧偏调整；

所述根据所述帧偏调整值计算调整平均值和平均调整间隔，包括：

将为0的帧偏调整值划分无效帧偏调整值，将不为0的帧偏调整值划分有效帧偏调整值，根据无效帧偏调整值个数和有效帧偏调整值个数，确认平均调整间隔；

所述根据无效帧偏调整值个数和有效帧偏调整值个数，确认平均调整间隔，符合下述公式：

其中，l_b为无效帧偏调整值个数，l_a为有效帧偏调整值个数，t为平均调整间隔。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述GPS信号包括1PPS信号，所述缺失时间为1PPS信号缺失时间。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述帧偏调整值计算调整平均值和平均调整间隔，包括：

根据多个所述帧偏调整值，确认调整平均值。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述根据多个所述帧偏调整值，确认调整平均值符合下述公式：

其中，n为正整数，表示帧偏调整值的个数，a_i表示第i个帧偏调整值，0＜i≤n，m表示调整平均值。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述调整平均值、平均调整间隔和缺失时间进行帧偏调整，符合下述公式：

其中，m为调整平均值，t为平均调整间隔，T为缺失时间，A_T为当前帧偏调整值。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述循环使用所述帧偏调整值进行调整，符合下述公式：

A_T＝a_x

x＝(T-k)％n

其中，a_x为帧偏调整值，n为帧偏调整值个数，x为大于等于零小于n的正整数，k为平均调整间隔，T为缺失时间，A_T为当前帧偏调整值。

7.一种基于GPS信号的基站信号同步装置，其特征在于，包括：

接收模块，接收GPS信号并确认所述GPS信号的缺失时间；

第一计算模块，用于根据所述GPS信号计算帧偏调整值；

第二计算模块，用于根据所述帧偏调整值计算调整平均值和平均调整间隔；

判断模块，判断所述缺失时间是否大于预设时间阈值；

第一调整模块，用于若所述缺失时间小于等于所述预设时间阈值，则根据所述调整平均值、平均调整间隔和缺失时间进行帧偏调整；

第二调整模块，用于若所述缺失时间大于所述预设时间阈值，则循环使用所述帧偏调整值进行帧偏调整；

所述根据所述帧偏调整值计算调整平均值和平均调整间隔，包括：

将为0的帧偏调整值划分无效帧偏调整值，将不为0的帧偏调整值划分有效帧偏调整值，根据无效帧偏调整值个数和有效帧偏调整值个数，确认平均调整间隔；

所述根据无效帧偏调整值个数和有效帧偏调整值个数，确认平均调整间隔，符合下述公式：

其中，l_b为无效帧偏调整值个数，l_a为有效帧偏调整值，t为平均调整间隔。

8.一种基站设备，其特征在于，包括存储器和处理器，所述存储器上存储有可在处理器运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现如权利要求1-6任意一项所述的基于GPS信号的基站信号同步方法。

9.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序包括程序指令，所述程序指令当被执行时实现如权利要求1-6任意一项所述的基于GPS信号的基站信号同步方法。

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