CN111162862A - 分布式多网元时钟传输系统 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种分布式多网元时钟传输系统，主站单元通过时钟源恢复模块获取1pps信号，并根据1pps信号进行主站频率同步，且可用于时延计算。从站单元在主站单元传输的CPRI信号中获取从站随路时钟，进行从站频率同步及时延计算。扩展单元在主站单元传输的CPRI信号中或从站单元传输的CPRI信号中获取扩展随路时钟，进行扩展单元频率同步。远端单元在扩展单元传输的CPRI信号或网络数据信号中获取末端随路时钟，进行远端单元频率同步，且可用于根据主站单元或接入的从站单元传输的时延计算结果进行时延同步。由主站单元获取1pps信号进行频率同步，后级网元根据主站单元传输的信号实现频率同步和时延同步，减少时钟源布线施工难度和建设成本，提高时钟传递稳定性。

Description

分布式多网元时钟传输系统

技术领域

本申请涉及无线通信技术领域，特别是涉及一种分布式多网元时钟传输系统。

背景技术

随着城市里移动用户的飞速增加以及高层建筑越来越多，话务密度和覆盖要求也不断上升。由于建筑物规模大，对移动电话信号有很强的屏蔽作用。分布式基站为上述问题提供了较佳的解决方案。其原理是利用分布系统将移动通信基站的信号均匀分布在室内每个角落，从而保证室内区域拥有理想的信号覆盖。分布式基站具有低成本、环境适应性强、工程建设方便的优势，尤其是在未来的移动网络中，分布式基站将得到非常广泛的应用。

在实现过程中，发明人发现传统技术中至少存在如下问题：目前分布式基站一般由基带单元、扩展单元和远端射频单元组成；在网络部署时，基带单元和扩展单元通过光纤相连，扩展单元和远端射频单元通过网线或者光纤相连；而在高层建筑中，一般由多个小区覆盖完成，需要部署多台基带单元，如果每台基带单元部署一个时钟源同步模块，则大大增加施工难度和建设成本。

发明内容

基于此，有必要针对传统分布式基站存在时钟源布线施工难度大和建设成本高的问题，提供一种分布式多网元时钟传输系统。

为了实现上述目的，一方面，本申请实施例提供了一种分布式多网元时钟传输系统，包括：

主站单元，用于通过时钟源恢复模块获取1pps信号，并根据1pps信号进行主站频率同步，且用于时延计算。

从站单元，通过光纤连接主站单元；从站单元用于在主站单元传输的CPRI信号中获取从站随路时钟，并根据从站随路时钟进行从站频率同步，且用于时延计算。

扩展单元，通过光纤连接主站单元或从站单元；扩展单元用于在主站单元传输的CPRI信号中或从站单元传输的CPRI信号中获取扩展随路时钟，并根据扩展随路时钟进行扩展单元频率同步。

远端单元，通过光纤或网线连接扩展单元；远端单元用于在扩展单元传输的CPRI信号或网络数据信号中获取末端随路时钟，并根据末端随路时钟进行远端单元频率同步，且用于根据主站单元或接入的从站单元传输的时延计算结果进行时延同步。

在其中一个实施例中，主站单元包括主站时钟源同步模块、主站处理模块和主站传输模块；主站时钟源同步模块分别连接主站处理模块和主站传输模块，主站处理模块连接主站传输模块。

主站时钟源同步模块用于获取1pps信号，并根据1pps信号进行主站频率同步。

主站处理模块用于进行时延计算。

主站传输模块用于通过光纤连接从站单元和/或扩展单元。

在其中一个实施例中，主站时钟源同步模块包括用于获取1pps信号的主站时钟源检测单元，以及主站鉴相单元、主站控制单元、主站数模压控转换单元、主站环路滤波器、主站晶振单元、主站定时产生器、主站锁相环和主站计数器。

主站时钟源检测单元通过主站鉴相单元连接主站控制单元；主站控制单元分别连接主站数模压控转换单元和主站定时产生器；主站数模压控转换单元依次通过主站环路滤波器和主站晶振单元连接主站锁相环；主站锁相环通过主站计数器连接主站鉴相单元。

在其中一个实施例中，主站处理模块用于：

根据获取到的目标网元的链路处理时延、下行数据处理时延和上行数据处理时延，以及目标网元的上一级网元的上行链路时延和下行链路时延，计算得到目标网元的上行链路时延和下行链路时延；目标网元为接入主站单元的扩展单元或远端单元；

将目标网元的上行链路时延和下行链路时延发送给目标网元；

向最后一级的目标网元发送上行提前量和下行提前量，以使最后一级的目标网元获取上行时延缓存值与下行时延缓存值。

在其中一个实施例中，主站处理模块还用于：

根据获取到的从站单元的链路处理时延、下行数据处理时延和上行数据处理时延，以及从站单元的上一级基带网元的上行链路时延和下行链路时延，计算得到从站单元的上行链路时延和下行链路时延；

将从站单元的上行链路时延和下行链路时延，以及上行提前量和下行提前量发送给从站单元，以使从站单元获取从站下行提前量和从站上行提前量。

在其中一个实施例中，从站单元包括从站时钟源同步模块、从站处理模块和从站传输模块。从站时钟源同步模块分别连接从站处理模块和从站传输模块，从站处理模块连接从站传输模块，从站传输模块通过光纤连接主站单元。

从站传输模块用于获取主站单元传输的CPRI信号。

从站时钟源同步模块用于在主站单元传输的CPRI信号中获取从站随路时钟，并根据从站随路时钟进行从站频率同步。

从站处理模块用于进行时延计算。

在其中一个实施例中，从站时钟源同步模块包括用于获取从站随路时钟的从站时钟源检测单元，以及从站鉴相单元、从站控制单元、从站数模压控转换单元、从站环路滤波器、从站晶振单元、从站定时产生器、从站锁相环和从站计数器。

从站时钟源检测单元通过从站鉴相单元连接从站控制单元；从站控制单元分别连接从站数模压控转换单元和从站定时产生器；从站数模压控转换单元依次通过从站环路滤波器和从站晶振单元连接从站锁相环；从站锁相环通过从站计数器连接从站鉴相单元。

在其中一个实施例中，扩展单元包括光路同步模块、扩展处理模块和扩展传输模块。

光路同步模块分别连接扩展处理模块和扩展传输模块，扩展处理模块连接扩展传输模块，扩展传输模块通过光纤连接主站单元或从站单元。

光路同步模块用于获取扩展随路时钟，并根据扩展随路时钟进行扩展单元频率同步。

扩展处理模块用于时延计算。

在其中一个实施例中，光路同步模块包括用于获取扩展随路时钟的serdes时钟恢复单元、第一级时钟单元、第二级时钟单元、第一本地时钟和第二本地时钟。

serdes时钟恢复单元分别连接第一级时钟单元和第二级时钟单元；第一级时钟单元分别连接第一本地时钟和第二级时钟单元；第二级时钟单元连接第二本地时钟。

在其中一个实施例中，远端单元包括末端同步模块、末端处理模块和末端传输模块。末端同步模块分别连接末端处理模块和末端传输模块，末端处理模块连接末端传输模块，末端传输模块通过光纤或网线连接扩展单元。

末端同步模块用于获取末端随路时钟，并根据末端随路时钟进行远端单元频率同步。

末端处理模块用于进行时延计算和时延同步。

在其中一个实施例中，末端同步模块包括用于获取末端随路时钟的随路时钟恢复单元，以及末端鉴相单元、末端控制单元、末端数模转换单元、末端环路滤波器、末端晶振单元、末端锁相环和末端计数器。

随路时钟恢复单元通过末端鉴相单元连接末端控制单元；末端控制单元通过末端数模转换单元连接末端环路滤波器；末端环路滤波器通过末端晶振单元连接末端锁相环；末端锁相环通过末端计数器连接末端鉴相单元。

在其中一个实施例中，末端处理模块用于根据主站单元或接入的从站单元传输的上行链路时延、下行链路时延、上行提前量和下行提前量，计算得到上行时延缓存值与下行时延缓存值并配置于寄存器中。

上述技术方案中的一个技术方案具有如下优点和有益效果：

分布式多网元时钟传输系统中，由主站单元获取1pps信号进行频率同步，后级的从站单元、扩展单元和远端单元根据主站单元传输的信号获取随路时钟，进而可实现各单元的频率同步；并且，作为主机的主站单元和从站单元可进行时延计算，并将时延计算结果传输给对应的远端单元，以完成系统的时延同步。基于此，本申请实施例可减少时钟源布线施工难度和建设成本、提高时钟传递稳定性。

附图说明

通过阅读参照以下附图所作的对非限制性实施例所作的详细描述，本申请的其它特征、目的和优点将会变得更明显：

图1为一个实施例中分布式多网元时钟传输系统的第一示意性结构图；

图2为一个实施例中时钟源同步帧头对齐示意图；

图3为一个实施例中帧头配置示意图；

图4为一个实施例中分布式多网元时钟传输系统的第二示意性结构图；

图5为一个实施例中主站时钟源同步模块的结构示意图；

图6为一个实施例中从站时钟源同步模块的结构示意图；

图7为一个实施例中光路同步模块的结构示意图；

图8为一个实施例中末端同步模块的结构示意图；

图9为一个实施例中分布式多网元时钟传输系统的时延测量示意图；

图10为一个实施例中分布式多网元时钟传输系统的第三示意性结构图。

具体实施方式

为了便于理解本申请，下面将参照相关附图对本申请进行更全面的描述。附图中给出了本申请的首选实施例。但是，本申请可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本申请的公开内容更加透彻全面。

需要说明的是，当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件并与之结合为一体，或者可能同时存在居中元件。

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申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本申请的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本申请。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。

分布式多网元架构，例如分布式基站，包括主机单元、扩展单元和远端单元三级网元。主机单元可分为主站单元和从站单元，均属于基带单元；主站单元与从站单元、从站单元与从站单元、扩展单元与扩展单元间均采用光纤连接，扩展单元与远端单元间采用光纤或者网线连接。本申请实施例只需要通过主站单元获取1pps信号，即可实现系统中其它单元的频率同步和时延同步。

在一个实施例中，提供了一种分布式多网元时钟传输系统，如图1所示，包括：

主站单元，用于通过时钟源恢复模块获取1pps(Pulse Per Second，秒脉冲)信号，并根据1pps信号进行主站频率同步，且用于时延计算。

从站单元，通过光纤连接主站单元；从站单元用于在主站单元传输的CPRI(CommonPublic Radio Interface，通用公共无线电接口)信号中获取从站随路时钟，并根据从站随路时钟进行从站频率同步，且用于时延计算。

扩展单元，通过光纤连接主站单元或从站单元；扩展单元用于在主站单元传输的CPRI信号中或从站单元传输的CPRI信号中获取扩展随路时钟，并根据扩展随路时钟进行扩展单元频率同步。

远端单元，通过光纤或网线连接扩展单元；远端单元用于在扩展单元传输的CPRI信号或网络数据信号中获取末端随路时钟，并根据末端随路时钟进行远端单元频率同步，且用于根据主站单元或接入的从站单元传输的时延计算结果进行时延同步。

具体而言，主站单元可通过光纤级联多个从站单元，也可与多个从站单元星型连接。并且，主站单元连接对应的扩展单元；具体地，主站单元可与各扩展单元级联连接或星型连接。同样地，从站单元也连接对应的扩展单元；具体地，从站单元可与各扩展单元级联连接或星型连接。扩展单元可连接对应的远端单元；具体地，扩展单元可与各远端单元星型连接。即，主站单元后级包括至少一个扩展单元；扩展单元后级包括至少一个远端单元；主站单元还可扩展连接多个从站单元；从站单元后级包括至少一个扩展单元，基于此，可完成网元的分布式架构，实现信号的全方位覆盖。

主站单元可设有时钟源恢复模块，或连接时钟源恢复模块。在一个示例中，时钟源为1588网络时钟，则主站单元设有1588网络时钟恢复模块，可基于IEEE1588V2协议，解析ptp数据包，恢复得到1pps信号。在另一个示例中，时钟源为GPS时钟源，则主站单元连接GPS(Global Positioning System，全球定位系统)模块，获取1pps信号。主站单元根据1pps信号进行主站频率同步；进一步地，主站单元可生成信号并传输给后级网元。

从站单元通过光纤获取主站单元传输的CPRI信号，并基于该CPRI信号恢复从站随路时钟，进行时钟同步；进一步地，根据从站随路时钟，从站单元可进行从站频率同步，保证与主站单元的频率一致。同样地，接入主站单元或从站单元的扩展单元可通过光纤获取其接入的基带单元传输的CPRI信号，并基于该CPRI信号恢复扩展随路时钟，进行时钟同步，且可根据扩展随路时钟进行扩展单元频率同步，保证与接入的基带单元的频率一致。远端单元通过光纤获取扩展单元传输的CPRI信号，或通过网线获取扩展单元传输的网络数据信号，并基于该CPRI信号或网络数据信号恢复末端随路时钟，进行时钟同步，且可根据末端随路时钟进行远端单元频率同步，保证与接入的扩展单元的频率一致。

此外，作为基带单元的主站单元和从站单元可分别计算其后级的网元的时延，并将计算得到的时延结果发送给对应的远端单元，以进行时延同步。示例性地，如图2所示，基带单元可由GPS、IEEE 1588V2或者其他同步源同步确定一个空口10ms(毫秒)帧头，并保持CPRI的10ms帧头与LTE(Long Term Evolution，长期演进)数据帧头对齐；进一步地，基带单元可通过计算各级光纤时延，并根据内部时延，配置每一级远端单元时延缓存区大小，以达到每一级远端单元下行数据同时到达空口，上行数据同时到达基带单元。具体地，如图3所示，在收到GPS同步指示后，主站单元可从GPS模块读取时戳信息，并换算成子帧号写入FPGA(Field Programmable Gate Array，现场可编程逻辑门阵列)寄存器，FPGA在下一秒脉冲到来前更新帧号，同时FPGA维护本地帧号，并通过CPRI控制字，将帧号分发到各网元。并且，主站单元还可计算得到后级的从站单元的时延，以使从站单元计算得到对应的上下行提前量。需要说明的是，频率同步可基于现有的结构或方法来实现，此处不做具体限定；同理，时延计算与时延同步可采用现有的方法来实现，此处不做具体限定。

本申请实施例仅需在主站单元中部署时钟源恢复模块即可，并通过通信设置的光纤或网线来传输随路时钟，以使后级网元完成频率同步和时延同步，基于此，可减少时钟源布线施工难度和建设成本，同时，基于通信线路的传输需求，能够有效提高时钟传递稳定性。

在一个实施例中，如图4所示，主站单元包括主站时钟源同步模块、主站处理模块和主站传输模块。

主站时钟源同步模块分别连接主站处理模块和主站传输模块，主站处理模块连接主站传输模块。

主站时钟源同步模块用于获取1pps信号，并根据1pps信号进行主站频率同步。

主站处理模块用于进行时延计算。

主站传输模块用于通过光纤连接从站单元和/或扩展单元。

具体而言，主站单元中的主站时钟源同步模块可用于通过时钟源恢复模块获取1pps信号，且根据1pps信号进行主站与时钟源的频率同步。可选地，主站时钟源同步模块可设置于主站单元的基带电路中，例如FPGA等。进一步地，主站时钟源同步模块可通过主站传输模块将时钟信号发送给后级网元。此外，主站时钟源同步模块还可用于时延测量，测量与相邻网元间的时延。

主站处理模块可通过主站传输模块向后级网元发送查询信息，以使后级网元反馈时延数据；主站处理模块可基于反馈的时延数据进行计算，得到后级网元的时延计算结果并通过主站传输模块传输给对应的后级网元，以完成时延同步。可选地，主站时延计算模块可设置于主站单元的处理器中，例如微控制器等。

本申请实施例可基于主站单元中的基带电路和处理器，以及通信链路上的传输线路来完成频率同步和时延计算等，减少时钟源布线的施工难度和建设成本，提高稳定性。

在一个实施例中，如图5所示，主站时钟源同步模块包括用于获取1pps信号的主站时钟源检测单元，以及主站鉴相单元、主站控制单元、主站数模压控转换单元、主站环路滤波器、主站晶振单元、主站定时产生器、主站锁相环和主站计数器。

主站时钟源检测单元通过主站鉴相单元连接主站控制单元；主站控制单元分别连接主站数模压控转换单元和主站定时产生器；主站数模压控转换单元依次通过主站环路滤波器和主站晶振单元连接主站锁相环；主站锁相环通过主站计数器连接主站鉴相单元。

具体而言，主站时钟源检测单元用于实现1pps脉冲检测、给出1pps信号存在指示。主站鉴相单元用于相位误差检测，得出本地时钟与输入参考信号相位差。主站控制单元用于时钟源初始同步，例如频偏补偿等，还可用于与主站定时产生器配合，实现10ms帧头同步和SFN(Single Frequency Network，单频网)同步(与1pps边界对齐)等；并且，主站控制单元还可用于根据PID算法计算主站数模压控转换单元的配置值。

主站数模压控转换单元用于精准电压值输出；主站环路滤波器用于环路滤波；主站晶振单元用于精准频率的输出；主站锁相环用于频率的锁定；主站计数器用于精准的频率分频，输出对应的频率给主站鉴相单元，以使主站鉴相单元将该频率与主站时钟源检测单元输出的频率进行比较，得到相位差。

基于上述结构，主站时钟源同步模块可快速根据1pps信号完成频率同步。

在一个实施例中，主站处理模块用于：

根据获取到的目标网元的链路处理时延、下行数据处理时延和上行数据处理时延，以及目标网元的上一级网元的上行链路时延和下行链路时延，计算得到目标网元的上行链路时延和下行链路时延；目标网元为接入主站单元的扩展单元或远端单元。

将目标网元的上行链路时延和下行链路时延发送给目标网元。

向最后一级的目标网元发送上行提前量和下行提前量，以使最后一级的目标网元获取上行时延缓存值与下行时延缓存值。

具体而言，主站处理模块在实现时延计算时，可先向目标网元发送查询信息，以使目标网元向主站处理模块传输链路处理时延、下行数据处理时延和上行数据处理时延等数据，进一步地，主站处理模块向目标网元的上一级网元发送查询信息，以使上一级网元向主站处理模块传输对应的上行链路时延和下行链路时延。主站处理模块基于获取到的数据，计算得到目标网元的上行链路时延和下行链路时延并发送给目标网元。基于此，主站单元可计算得到主站单元与接入该主站的目标网元之间的时延。并且，主站单元还需向最后一级的目标网元发送上行提前量和下行提前量，最后一级的目标网元可处理时延计算结果、主站单元的上行提前量和下行提前量，得到上行时延缓存值与下行时延缓存值，进而可配置寄存器，完成上下行帧同步。基于此，时延计算可集中设置于主站单元等基带单元上，简化后级网元的数据处理过程，且提高时延处理的稳定性。

在一个实施例中，主站处理模块还用于：

根据获取到的从站单元的链路处理时延、下行数据处理时延和上行数据处理时延，以及从站单元的上一级基带网元的上行链路时延和下行链路时延，计算得到从站单元的上行链路时延和下行链路时延。

将从站单元的上行链路时延和下行链路时延，以及上行提前量和下行提前量发送给从站单元，以使从站单元获取从站下行提前量和从站上行提前量。

具体而言，主站处理模块在实现从站单元的时延计算时，可先向从站单元发送查询信息，以使从站单元向主站处理模块传输链路处理时延、下行数据处理时延和上行数据处理时延等数据，进一步地，主站处理模块向从站单元的上一级基带网元发送查询信息，以使上一级基带网元向主站处理模块传输对应的上行链路时延和下行链路时延。主站处理模块基于获取到的数据，计算得到从站单元的上行链路时延和下行链路时延并发送给从站单元。基于此，主站单元可计算得到主站单元与从站单元之间的时延。并且，主站单元还向从站单元发送上行提前量和下行提前量；从站单元可处理时延计算结果、主站单元的上行提前量和下行提前量，得到从站单元的从站上行提前量和下行提前量，进而可实现该从站单元的后级网元的时延计算。

本申请实施例中，从站单元无需设置时钟源恢复模块即可实现对后级网元的时延计算和同步，减少时钟源布线的施工难度和建设成本，提高稳定性。

在一个实施例中，如图4所示，从站单元包括从站时钟源同步模块、从站处理模块和从站传输模块。

从站时钟源同步模块分别连接从站处理模块和从站传输模块，从站处理模块连接从站传输模块，从站传输模块通过光纤连接主站单元。

从站传输模块用于获取主站单元传输的CPRI信号。

从站时钟源同步模块用于在主站单元传输的CPRI信号中获取从站随路时钟，并根据从站随路时钟进行从站频率同步。

从站处理模块用于进行时延计算。

具体而言，从站单元中的从站时钟源同步模块可用于通过从站传输模块获取主站单元传输的CPRI信号，并从中恢复从站的随路时钟、进行时钟同步以及从站与主站的频率同步。可选地，从站时钟源同步模块可设置于从站单元的基带电路中，例如FPGA等。进一步地，从站时钟源同步模块可通过从站传输模块将时钟信号发送给后级网元。此外，从站时钟源同步模块还可用于时延测量，测量与相邻网元间的时延。

从站处理模块可通过从站传输模块向后级网元发送查询信息，以使后级网元反馈时延数据；从站处理模块可基于时延数据进行计算，得到后级网元的时延计算结果并通过从站传输模块传输给对应的后级网元，以完成时延同步。可选地，从站时延计算模块可设置于从站单元的处理器中，例如微控制器等。

本申请实施例可基于从站单元中的基带电路和处理器，以及通信链路上的传输线路来完成频率同步和时延计算等，减少时钟源布线的施工难度和建设成本，提高稳定性。

在一个实施例中，如图6所示，从站时钟源同步模块包括用于获取从站随路时钟的从站时钟源检测单元，以及从站鉴相单元、从站控制单元、从站数模压控转换单元、从站环路滤波器、从站晶振单元、从站定时产生器、从站锁相环和从站计数器。

从站时钟源检测单元通过从站鉴相单元连接从站控制单元；从站控制单元分别连接从站数模压控转换单元和从站定时产生器；从站数模压控转换单元依次通过从站环路滤波器和从站晶振单元连接从站锁相环；从站锁相环通过从站计数器连接从站鉴相单元。

具体而言，从站时钟源检测单元用于CPRI随路时钟检测和提取。从站鉴相单元用于相位误差检测，得出本地时钟与输入参考信号相位差。从站控制单元用于时钟源初始同步，例如频偏补偿等，还可用于与从站定时产生器配合，实现10ms帧头同步和SFN同步(与1pps边界对齐)等；并且，从站控制单元还可用于根据PID算法计算从站数模压控转换单元的配置值。

从站数模压控转换单元用于精准电压值输出；从站环路滤波器用于环路滤波；从站晶振单元用于精准频率的输出；从站锁相环用于频率的锁定；从站计数器用于精准的频率分频，输出与从站时钟源检测单元输出的对应频率。基于上述结构，从站时钟源同步模块可快速根据CPRI信号中的随路时钟完成频率同步。

在一个实施例中，从站处理模块用于：

根据获取到的目标网元的链路处理时延、下行数据处理时延和上行数据处理时延，以及目标网元的上一级网元的上行链路时延和下行链路时延，计算得到目标网元的上行链路时延和下行链路时延；目标网元为接入从站单元的扩展单元或远端单元。

将目标网元的上行链路时延和下行链路时延发送给目标网元。

向最后一级的目标网元发送上行提前量和下行提前量，以使最后一级的目标网元获取上行时延缓存值与下行时延缓存值。

具体而言，从站处理模块在实现时延计算时，可先向目标网元发送查询信息，以使目标网元向从站处理模块传输链路处理时延、下行数据处理时延和上行数据处理时延等数据，进一步地，从站处理模块向目标网元的上一级网元发送查询信息，以使上一级网元向从站处理模块传输对应的上行链路时延和下行链路时延。从站处理模块基于获取到的数据，计算得到目标网元的上行链路时延和下行链路时延并发送给目标网元。基于此，从站单元可计算得到从站单元与接入该从站的目标网元之间的时延。并且，从站单元还需向最后一级的目标网元发送上行提前量和下行提前量，最后一级的目标网元可处理时延计算结果、从站单元的上行提前量和下行提前量，得到上行时延缓存值与下行时延缓存值，进而可配置寄存器，完成上下行帧同步。基于此，时延计算可集中设置于从站单元等基带单元上，简化后级网元的数据处理过程，且提高时延处理的稳定性。

在一个实施例中，如图4所示，扩展单元包括光路同步模块、扩展处理模块和扩展传输模块。

光路同步模块分别连接扩展处理模块和扩展传输模块，扩展处理模块连接扩展传输模块，扩展传输模块通过光纤连接主站单元或从站单元。

光路同步模块用于获取扩展随路时钟，并根据扩展随路时钟进行扩展单元频率同步。

扩展处理模块用于时延计算。

具体而言，光路同步模块用于光路同步；具体地，光路同步模块从扩展传输模块传输的CPRI信号中恢复随路时钟，进而实现扩展单元与基带单元的频率同步。扩展处理模块可用于计算与相邻网元的时延。示例性地，光路同步模块可设于扩展单元的基带电路中，扩展处理模块可设置与扩展单元的处理器中，此处不做具体限定。扩展传输模块用于实现扩展单元之间级联，还可用于连接远端单元；扩展传输模块可包括用于与级联扩展单元进行信号传输的第一传输单元，和用于与远端单元进行信号传输的第二传输单元。基于此，本申请实施例中，分布式基站中的扩展单元无需设置时钟源恢复模块即可实现频率同步，减少时钟源布线的施工难度和建设成本，提高稳定性。

在一个实施例中，如图7所示，光路同步模块包括用于获取扩展随路时钟的serdes时钟恢复单元、第一级时钟单元、第二级时钟单元、第一本地时钟和第二本地时钟。

serdes时钟恢复单元分别连接第一级时钟单元和第二级时钟单元；第一级时钟单元分别连接第一本地时钟和第二级时钟单元；第二级时钟单元连接第二本地时钟。

具体而言，serdes时钟恢复单元从CPRI信号中恢复随路时钟，并实现第二级时钟单元输出频率与CPRI随路时钟的鉴相和控制，输出稳定的随路时钟。serdes恢复的随路时钟作为第一级时钟单元的参考时钟；第一级时钟单元实现随路时钟与第一本地时钟的鉴相和控制，输出稳定的第一路时钟，并作为参考信号给到第二级时钟单元。第一路时钟作为第二级时钟单元的参考时钟，第二级时钟单元实现第一路时钟与第二本地时钟的鉴相和控制，输出稳定的本地随路时钟，并传输给到serdes恢复时钟单元。进一步地，第二级时钟单元还可输出其他时钟。基于此，本申请实施例可通过简单的结构实现扩展单元的光路同步。

在一个实施例中，如图4所示，远端单元包括末端同步模块、末端处理模块和末端传输模块。

末端同步模块分别连接末端处理模块和末端传输模块，末端处理模块连接末端传输模块，末端传输模块通过光纤或网线连接扩展单元。

末端同步模块用于获取末端随路时钟，并根据末端随路时钟进行远端单元频率同步。

末端处理模块用于进行时延计算和时延同步。

具体而言，末端同步模块可从末端传输模块传输的CPRI信号或网络数据信号中恢复随路时钟，并实现远端单元与扩展单元的频率同步；末端处理模块可用于根据基带单元传输的链路时延和上下行提前量，计算得到上下行时延缓存值并配置相应的寄存器，以完成时延同步。

在一个实施例中，如图8所示，末端同步模块包括用于获取末端随路时钟的随路时钟恢复单元，以及末端鉴相单元、末端控制单元、末端数模转换单元、末端环路滤波器、末端晶振单元、末端锁相环和末端计数器。

随路时钟恢复单元通过末端鉴相单元连接末端控制单元；末端控制单元通过末端数模转换单元连接末端环路滤波器；末端环路滤波器通过末端晶振单元连接末端锁相环；末端锁相环通过末端计数器连接末端鉴相单元。

具体而言，随路时钟恢复单元用于根据CPRI信号或者网络数据信号恢复出随路时钟信号，并把恢复的随路时钟信号给到末端鉴相单元。末端鉴相单元用于相位误差检测，得出本地参考时钟与随路时钟的相位差。末端数模转换单元用于根据数模转换，输出电压值。末端环路滤波器单元用于环路滤波。末端晶振单元用于输出特定频率。末端锁相环用于频率锁定。末端计数器用于精准地频率分频，输出对应的频率给末端鉴相单元，以使末端鉴相单元将该频率与随路时钟恢复单元输出的频率进行比较，得到相位差。

在一个实施例中，末端处理模块用于根据主站单元或接入的从站单元传输的上行链路时延、下行链路时延、上行提前量和下行提前量，计算得到上行时延缓存值与下行时延缓存值并配置于寄存器中。

具体而言，在远端单元中，末端处理模块可通过末端传输模块获取基带单元的查询信息，并根据查询信息反馈相应的时延数据给基带单元；进一步地，末端处理模块通过末端传输模块获取基带单元的时延计算结果和上下行提前量，进而计算得到上下行时延缓存值并配置于寄存器中，完成上下行帧同步。

在一个实施例中，如图9所示，T_advance_DL为下行提前量，T_advance_UL为上行提前量，T1_14为第一级网元到第二级网元的链路时延，T2_14为第二级网元到第三级网元的链路时延，Tn-1_14为第n-1级网元到第n级网元的链路时延，T1_23为第一级网元到第二级网元两端口间的链路处理时延，T2_23为第二级网元到第三级网元两端口间的链路处理时延，Tn-1_23为第n-1级网元到第n级网元两端口间的链路处理时延，Td2为第二级网元下行数据处理时延，Tu2为第二级网元上行数据处理时延，Td3为第三级网元下行数据处理时延，Tu3为第三级网元上行数据处理时延，Tdn为第n级网元下行数据处理时延，Tun为第n级网元上行数据处理时延。

第二级网元接入第一级网元后，第一级网元时延计算模块发送查询消息到第二级网元，第二级网元时延测量模块把链路处理时延T1_23、下行数据处理时延Td2、上行数据处理时延Tu2通过CPRI C&M通道发送给第一级网元，由第一级网元时延计算模块计算两网元间的链路时延(T1_14-T1_23)/2，时延计算模块再分别计算上行时延(T1_14-T1_23)/2+Tu2和下行时延(T1_14-T1_23)/2+Td2，并把计算结果发回给第二级网元。

第三级网元接入第一级网元后，第一级网元时延计算模块发送查询消息到第三级网元，第三级网元时延测量模块把链路处理时延T2_23、下行数据处理时延Td3、上行数据处理时延Tu3通过CPRI C&M通道发送给第一级网元，第一级网元时延计算模块发送查询消息到第二级网元，第二级网元时延测量模块把链路时延T2_14发送给第一级网元，由第一级网元时延计算模块计算两网元间的链路时延：(T1_14-T1_23)/2+(T2_14-T2_23)/2，时延计算模块再分别计算上行时延(T1_14-T1_23)/2+Tu2+(T2_14-T2_23)/2+Tu3和下行时延(T1_14-T1_23)/2+Td2+(T2_14-T2_23)/2+Td3，并把计算结果发回给第三级网元。

以此类推，当第n级网元接入第一级网元后，第一级网元时延计算模块发送查询消息到第n级网元，第n级网元时延测量模块把链路处理时延Tn-1_23、下行数据处理时延Tdn、上行数据处理时延Tun通过CPRI C&M通道发送给第一级网元，第一级网元时延计算模块发送查询消息到第n-1级网元，第n-1级网元时延测量模块把链路时延Tn-1_14发送给第一级网元，由第一级网元时延计算模块计算两网元间的链路时延：(T1_14-T1_23)/2+(T2_14-T2_23)/2+……+(Tn-1_14-Tn-1_23)/2，时延计算模块再分别计算上行时延(T1_14-T1_23)/2+Tu2+(T2_14-T2_23)/2+Tu3+……+(Tn-1_14-Tn-1_23)/2+Tun和下行时延(T1_14-T1_23)/2+Td2+(T2_14-T2_23)/2+Td3+……+(Tn-1_14-Tn-1_23)/2+Tdn，并把计算结果发回给第n级网元。

若第n级网元为最后一级网元，则第n级时延计算模块计算上行时延缓存值为：

Tu_buf＝T_advance_UL–{(T1_14-T1_23)/2+Tu2+(T2_14-T2_23)/2+Tu3+……+(Tn-1_14-Tn-1_23)/2+Tun}。

下行时延缓存值为：

Td_buf＝T_advance_DL–{(T1_14-T1_23)/2+Td2+(T2_14-T2_23)/2+Td3+……+(Tn-1_14-Tn-1_23)/2+Tdn}。

最后一级网元配置相应的FPGA寄存器即完成上下行帧同步。应该注意的是，时延测量模块可属于时钟源同步模块，设于基带电路中；时延计算模块可属于处理模块，设于基带单元的处理器中。

在一个实施例中，如图10所示，所有从站单元需接入主站单元并维持心跳；每级基带单元下扩展单元和远端单元接入该基带单元即可；基带单元根据各网元上报的型号和级数判断网元类型和拓扑关系，并保存相关信息。

T_advance_DL为基带单元下行提前量，T_advance_UL为基带单元下行提前量。在主站下的扩展单元接入主站后，主站时延计算模块发送查询消息到该扩展单元，扩展单元上传链路处理时延(Tau-cp1、Tcp1-cp2……Tcp(n-1)-cp(n))、下行数据处理时延(Tdcp1、Tdcp2……Tdcpn)和上行数据处理时延(Tucp1、Tucp2……Tucpn)，主站发送查询消息到其上一级级联扩展单元，上一级级联扩展单元时延测量模块上报链路时延，由主站时延计算模块计算主站到扩展单元N间的下行链路时延：

Tau-cp1+Tdcp1+……+Tcp(n-1)-cp(n)+Tdcpn；

上行链路时延：

Tau-cp1+Tucp1+……+Tcp(n-1)-cp(n)+Tucpn。

该扩展单元下的远端接入主站后，主站时延计算模块发送查询消息到该远端单元，远端单元上传链路处理时延、下行数据处理时延和上行数据处理时延，主站发送查询消息到其上一级扩展单元，上一级扩展单元时延测量模块上报链路时延，由主站单元计算模块计算主站到远端单元M间的下行链路时延：

Tau-cp1+Tdcp1+……+Tcp(n-1)-cp(n)+Tdcpn+Tcp(n)-dp(m)+Tddpm；

上行链路时延：

Tau-cp1+Tucp1+……+Tcp(n-1)-cp(n)+Tucpn+Tcp(n)-dp(m)+Tudpm。

并把时延计算结果、连同T_advance_DL和T_advance_UL发回给远端单元M，则远端单元时延计算模块计算上行时延缓存值为：

Tu_buf＝T_advance_UL–{Tau-cp1+Tdcp1+……+Tcp(n-1)-cp(n)+Tdcpn+Tcp(n)-dp(m)+Tddpm}；

下行时延缓存值为：

Td_buf＝T_advance_DL–{Tau-cp1+Tucp1+……+Tcp(n-1)-cp(n)+Tucpn+Tcp(n)-dp(m)+Tudpm}。

远端单元M配置相应的FPGA寄存器即完成上下行帧同步。

在一个实施例中，如图10所示，从站接入主站后，主站时延计算模块发送查询消息到该从站，从站上传链路处理时延(Tmau-sau1……Tsau(y-1)-sau(y))、下行数据处理时延(Tdau1……Tdauy)和上行数据处理时延(Tuau1……Tuauy)；主站发送查询消息到其上一级级联基带单元，上一级级联基带单元时延测量模块上报链路时延，由主站单元计算模块计算主站到从站N间的下行链路时延：

Tmau-sau1+Tdau1+Tsau(y-1)-sau(y)+Tdauy；

上行链路时延：

Tmau-sau1+Tuau1+Tsau(y-1)-sau(y)+Tuauy。

并把时延计算结果、连同T_advance_DL、T_advance_UL发回给从站Y，则从站计算从站的下行提前量‘T_advance_DL：

‘T_advance_DL＝T_advance_DL–{Tau-cp1+Tdcp1+…+Tcp(n-1)-cp(n)+Tdcpn+Tcp(n)-dp(m)+Tddpm}；

从站的下行提前量‘T_advance_UL：

‘T_advance_UL＝T_advance_UL–{Tmau-sau1+Tuau1+Tsau(y-1)-sau(y)+Tuauy}，作为从站的上行提前量。

则从站下扩展单元、远端单元与主站下的扩展单元、远端单元时延配置流程完全相同，只是系统提前量T_advance_DL、T_advance_UL与’T_advance_DL、’T_advance_UL的区别，此处不再赘述。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本申请范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (12)

1.一种分布式多网元时钟传输系统，其特征在于，包括：

主站单元，用于通过时钟源恢复模块获取1pps信号，并根据所述1pps信号进行主站频率同步，且用于时延计算；

从站单元，通过光纤连接所述主站单元；所述从站单元用于在所述主站单元传输的CPRI信号中获取从站随路时钟，并根据所述从站随路时钟进行从站频率同步，且用于时延计算；

扩展单元，通过光纤连接所述主站单元或所述从站单元；所述扩展单元用于在所述主站单元传输的CPRI信号中或所述从站单元传输的CPRI信号中获取扩展随路时钟，并根据所述扩展随路时钟进行扩展单元频率同步；

远端单元，通过光纤或网线连接所述扩展单元；所述远端单元用于在所述扩展单元传输的CPRI信号或网络数据信号中获取末端随路时钟，并根据所述末端随路时钟进行远端单元频率同步，且用于根据所述主站单元或接入的所述从站单元传输的时延计算结果进行时延同步。

2.根据权利要求1所述的分布式多网元时钟传输系统，其特征在于，

所述主站单元包括主站时钟源同步模块、主站处理模块和主站传输模块；

所述主站时钟源同步模块分别连接所述主站处理模块和所述主站传输模块，所述主站处理模块连接所述主站传输模块；

所述主站时钟源同步模块用于获取所述1pps信号，并根据所述1pps信号进行所述主站频率同步；

所述主站处理模块用于进行时延计算；

所述主站传输模块用于通过光纤连接所述从站单元和/或所述扩展单元。

3.根据权利要求2所述的分布式多网元时钟传输系统，其特征在于，所述主站时钟源同步模块包括用于获取所述1pps信号的主站时钟源检测单元，以及主站鉴相单元、主站控制单元、主站数模压控转换单元、主站环路滤波器、主站晶振单元、主站定时产生器、主站锁相环和主站计数器；

所述主站时钟源检测单元通过所述主站鉴相单元连接所述主站控制单元；所述主站控制单元分别连接所述主站数模压控转换单元和所述主站定时产生器；所述主站数模压控转换单元依次通过所述主站环路滤波器和所述主站晶振单元连接所述主站锁相环；所述主站锁相环通过所述主站计数器连接所述主站鉴相单元。

4.根据权利要求2所述的分布式多网元时钟传输系统，其特征在于，

所述主站处理模块用于：

根据获取到的目标网元的链路处理时延、下行数据处理时延和上行数据处理时延，以及所述目标网元的上一级网元的上行链路时延和下行链路时延，计算得到所述目标网元的上行链路时延和下行链路时延；所述目标网元为接入所述主站单元的所述扩展单元或所述远端单元；

将所述目标网元的上行链路时延和下行链路时延发送给所述目标网元；

向最后一级的目标网元发送上行提前量和下行提前量，以使所述最后一级的目标网元获取上行时延缓存值与下行时延缓存值。

5.根据权利要求2所述的分布式多网元时钟传输系统，其特征在于，

所述主站处理模块还用于：

根据获取到的所述从站单元的链路处理时延、下行数据处理时延和上行数据处理时延，以及所述从站单元的上一级基带网元的上行链路时延和下行链路时延，计算得到所述从站单元的上行链路时延和下行链路时延；

将所述从站单元的上行链路时延和下行链路时延，以及上行提前量和下行提前量发送给所述从站单元，以使所述从站单元获取从站下行提前量和从站上行提前量。

6.根据权利要求1所述的分布式多网元时钟传输系统，其特征在于，

所述从站单元包括从站时钟源同步模块、从站处理模块和从站传输模块；

所述从站时钟源同步模块分别连接所述从站处理模块和所述从站传输模块，所述从站处理模块连接所述从站传输模块，所述从站传输模块通过光纤连接所述主站单元；

所述从站传输模块用于获取所述主站单元传输的CPRI信号；

所述从站时钟源同步模块用于在所述主站单元传输的CPRI信号中获取所述从站随路时钟，并根据所述从站随路时钟进行所述从站频率同步；

所述从站处理模块用于进行时延计算。

7.根据权利要求6所述的分布式多网元时钟传输系统，其特征在于，所述从站时钟源同步模块包括用于获取所述从站随路时钟的从站时钟源检测单元，以及从站鉴相单元、从站控制单元、从站数模压控转换单元、从站环路滤波器、从站晶振单元、从站定时产生器、从站锁相环和从站计数器；

所述从站时钟源检测单元通过所述从站鉴相单元连接所述从站控制单元；所述从站控制单元分别连接所述从站数模压控转换单元和所述从站定时产生器；所述从站数模压控转换单元依次通过所述从站环路滤波器和所述从站晶振单元连接所述从站锁相环；所述从站锁相环通过所述从站计数器连接所述从站鉴相单元。

8.根据权利要求1所述的分布式多网元时钟传输系统，其特征在于，所述扩展单元包括光路同步模块、扩展处理模块和扩展传输模块；

所述光路同步模块分别连接所述扩展处理模块和所述扩展传输模块，所述扩展处理模块连接所述扩展传输模块，所述扩展传输模块通过光纤连接所述主站单元或所述从站单元；

所述光路同步模块用于获取扩展随路时钟，并根据所述扩展随路时钟进行所述扩展单元频率同步；

所述扩展处理模块用于时延计算。

9.根据权利要求8所述的分布式多网元时钟传输系统，其特征在于，所述光路同步模块包括用于获取所述扩展随路时钟的serdes时钟恢复单元、第一级时钟单元、第二级时钟单元、第一本地时钟和第二本地时钟；

所述serdes时钟恢复单元分别连接所述第一级时钟单元和所述第二级时钟单元；所述第一级时钟单元分别连接所述第一本地时钟和所述第二级时钟单元；所述第二级时钟单元连接所述第二本地时钟。

10.根据权利要求1所述的分布式多网元时钟传输系统，其特征在于，所述远端单元包括末端同步模块、末端处理模块和末端传输模块；

所述末端同步模块分别连接所述末端处理模块和所述末端传输模块，所述末端处理模块连接所述末端传输模块，所述末端传输模块通过光纤或网线连接所述扩展单元；

所述末端同步模块用于获取末端随路时钟，并根据所述末端随路时钟进行所述远端单元频率同步；

所述末端处理模块用于进行时延计算和时延同步。

11.根据权利要求10所述的分布式多网元时钟传输系统，其特征在于，所述末端同步模块包括用于获取所述末端随路时钟的随路时钟恢复单元，以及末端鉴相单元、末端控制单元、末端数模转换单元、末端环路滤波器、末端晶振单元、末端锁相环和末端计数器；

所述随路时钟恢复单元通过所述末端鉴相单元连接所述末端控制单元；所述末端控制单元通过所述末端数模转换单元连接所述末端环路滤波器；所述末端环路滤波器通过所述末端晶振单元连接所述末端锁相环；所述末端锁相环通过所述末端计数器连接所述末端鉴相单元。

12.根据权利要求10所述的分布式多网元时钟传输系统，其特征在于，

所述末端处理模块用于根据所述主站单元或接入的所述从站单元传输的上行链路时延、下行链路时延、上行提前量和下行提前量，计算得到上行时延缓存值与下行时延缓存值并配置于寄存器中。

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