CN112055407A - 一种5g小基站同步授时方法及装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种5G小基站同步授时方法及装置，接收卫星信号，根据所述卫星信号获取第一同步信号；获取网络信号，根据网络信号获取第二同步信号；根据第一同步信号对第二同步信号进行分频，生成并保存备份同步信号；判断是否接收到所述卫星信号，若是，则发送第一同步信号至多个5G小基站；根据所保存的备份同步信号转换实时接收到的第二同步信号，将转换后的第二同步信号发送至多个5G小基站；本发明集中设置5G小基站同步授时装置，通过RJ45接口与多个5G小基站连接，无需在多个5G小基站上分别设置接收卫星信号的模块，大大节约了成本，且设置网络信号作为备用信号，增强了系统的稳定性。
Description
技术领域
本发明涉及5G通信领域，尤其涉及一种5G小基站同步授时方法及装置。
背景技术
随着5G网络的迅速发展，5G小基站的需求也越来越多；5G小基站的TDD模式要求基站与基站之间进行同步，基站与终端之间也需要进行同步；在TDD系统中，若基站间时间性不同步，会导致上下行交叉时隙干扰，严重影响网络的性能，因此5G小基站间必须同步；为了在不同的基站之间实现同步，需要提供一个基准同步信号，5G小基站根据这个基准同步信号进行时钟调整，达到各基站之间的同步。
通过接受GNSS卫星的1pps脉冲信号进行同步的方式是目前5G小基站常用的同步方式之一，由于5G小基站数量是4G小基站的数量倍数关系，5G小基站需求数量非常庞大，带有授时功能的GNSS模块价格相对昂贵，如果每个5G小基站配套一个GNSS卫星接收机的话，需要增加较多成本。同时GNSS接收机的馈线采用同轴电缆线，而5G小基站基本都是安装在室内，同轴电缆线需要用较长的长度，同轴线走线相对于普通线材走线要求高，也极大的增加了设备安装时的施工成本。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是：提供一种5G小基站同步授时方法及装置，节约对5G小基站进行同步的成本。
为了解决上述技术问题，本发明采用的一种技术方案为：
一种5G小基站同步授时方法，包括步骤：
S1、接收卫星信号，根据所述卫星信号获取第一同步信号；
S2、获取网络信号，根据所述网络信号获取第二同步信号；
S3、根据所述第一同步信号对所述第二同步信号进行分频，生成并保存备份同步信号；
S4、判断是否接收到所述卫星信号，若是，则发送所述第一同步信号至多个5G小基站；
否则，根据所保存的所述备份同步信号转换实时接收到的所述第二同步信号，将转换后的所述第二同步信号发送至多个所述5G小基站。
为了解决上述技术问题，本发明采用的另一种技术方案为：
一种5G小基站同步授时装置，包括GNSS接收机、TD-LTE基带同步模块、同步分频器、选择器及多个RJ45接口；
所述GNSS接收机接收卫星信号，根据所述卫星信号获取第一同步信号；
所述TD-LTE基带同步模块获取网络信号，根据所述网络信号获取第二同步信号；
所述同步分频器根据所述第一同步信号对所述第二同步信号进行分频，生成并保存备份同步信号；根据所述备份同步信号转换所述第二同步信号；
所述选择器判断是否接收到所述卫星信号，若是，则通过多个所述RJ45接口发送所述第一同步信号至多个5G小基站；
否则，将转换后的所述第二同步信号通过多个所述RJ45接口发送至多个所述5G小基站。
本发明的有益效果在于：集中设置5G小基站同步授时装置，通过RJ45接口与多个5G小基站连接，接收卫星信号并获取第一同步信号，接收4G信号并获取第二同步信号，以第一同步信号为基准对第二同步信号进行分频，生成并保存备份同步信号，在能够正常接收到卫星信号时直接使用第一同步信号进行5G小基站的同步，在不能正常获取卫星信号时，根据备份同步信号对第二同步信号变换，获取变换后的第二同步信号进行5G小基站的同步，保证了授时的鲁棒性，并且无需在多个5G小基站上分别设置接收卫星信号的模块，大大节约了成本。
附图说明
图1为本发明实施例的一种5G小基站同步授时方法的步骤流程图；
图2为本发明实施例的一种5G小基站同步授时装置的结构示意图；
标号说明：
1、第一引脚；2、第二引脚；3、第三引脚；6、第六引脚。
具体实施方式
为详细说明本发明的技术内容、所实现目的及效果，以下结合实施方式并配合附图予以说明。
请参照图1，一种5G小基站同步授时方法，包括步骤：
S1、接收卫星信号，根据所述卫星信号获取第一同步信号；
S2、获取网络信号，根据所述网络信号获取第二同步信号；
S3、根据所述第一同步信号对所述第二同步信号进行分频，生成并保存备份同步信号；
S4、判断是否接收到所述卫星信号，若是，则发送所述第一同步信号至多个5G小基站；
否则，根据所保存的所述备份同步信号转换实时接收到的所述第二同步信号，将转换后的所述第二同步信号发送至多个所述5G小基站。
从上述描述可知，本发明的有益效果在于：集中设置5G小基站同步授时装置，通过RJ45接口与多个5G小基站连接，接收卫星信号并获取第一同步信号，接收4G信号并获取第二同步信号，以第一同步信号为基准对第二同步信号进行分频，生成并保存备份同步信号，在能够正常接收到卫星信号时直接使用第一同步信号进行5G小基站的同步，在不能正常获取卫星信号时，根据备份同步信号对第二同步信号变换，获取变换后的第二同步信号进行5G小基站的同步，保证了授时的鲁棒性，并且无需在多个5G小基站上分别设置接收卫星信号的模块，大大节约了成本。
进一步的，所述S1具体为：通过GNSS接收机接收所述卫星信号，所述卫星信号满足NMEA通信协议；
解析所述卫星信号获取所述第一同步信号。
由上述描述可知，接收满足NMEA通信协议的卫星信号，能够容易根据协议的内容获取所需的信息，提高了解析卫星信号的效率，加快了第一同步信号的获取。
进一步的，所述S2具体为：
通过TD-LTE基带同步模块获取4G信号，根据所述4G信号获取所述第二同步信号。
由上述描述可知，获取4G信号作为网络信号，4G信号传输速度快、覆盖范围广且稳定，能够提供持续的网络信号输入，保证同步授时持续、稳定地进行。
进一步的，所述S1中所述第一同步信号为1pps信号；
所述S2中所述第二同步信号为10ms帧同步信号；
所述S3具体为：
将所述10ms帧同步信号与所述1pps信号对齐，以所述1pps信号作为参考信号，对所述10ms帧同步信号进行分频，生成并保存1HZ的同步信号。
由上述描述可知，通过将从网络信号中获取的10ms帧同步信号与从卫星信号中获取的1pps信号进行对其，得到二者之间的转换关系并保存，在卫星信号出现故障时，能够直接根据所保存的对应关系将网络信号中获取的10ms帧同步信号转换为1HZ信号进行同步授时，实现在卫星信号接收故障时也能够持续根据卫星信号所提供的同步信息进行同步授时。
进一步的，所述S1具体为：
判断是否接收到所述卫星信号，若未接收到所述卫星信号，则发送告警消息；
若接收到所述卫星信号，则对所述卫星信号进行故障分析，得到分析结果：
若分析结果为无故障，则根据所述卫星信号获取第一同步信号；
若分析结果为故障，则发送告警信息并重新接收所述卫星信号。
由上述描述可知，首先判断是否接收到卫星信号，若未接收到卫星信号则发送告警消息，若接收到卫星信号，再判断所接收到的卫星信号是否出现故障，如卫星信号是否能够被成功解析从而获取第一同步信号，若所接收到的卫星信号出现故障，也进行告警，能够及时通知到维修人员进行检修，还可为不同的故障类型匹配不同的标识，提高维修效率。
请参照图2，一种5G小基站同步授时装置，包括GNSS接收机、TD-LTE基带同步模块、同步分频器、选择器及多个RJ45接口；
所述GNSS接收机接收卫星信号，根据所述卫星信号获取第一同步信号；
所述TD-LTE基带同步模块获取网络信号，根据所述网络信号获取第二同步信号；
所述同步分频器根据所述第一同步信号对所述第二同步信号进行分频，生成并保存备份同步信号；根据所述备份同步信号转换所述第二同步信号；
所述选择器判断是否接收到所述卫星信号，若是，则通过多个所述RJ45接口发送所述第一同步信号至多个5G小基站；
否则，将转换后的所述第二同步信号通过多个所述RJ45接口发送至多个所述5G小基站。
由上述描述可知，本发明的有益效果在于：集中设置5G小基站同步授时装置，通过RJ45接口与多个5G小基站连接，接收卫星信号并获取第一同步信号，接收4G信号并获取第二同步信号，以第一同步信号为基准对第二同步信号进行分频，生成并保存备份同步信号，在能够正常接收到卫星信号时直接使用第一同步信号进行5G小基站的同步，在不能正常获取卫星信号时，根据备份同步信号对第二同步信号变换，获取变换后的第二同步信号进行5G小基站的同步，保证了授时的鲁棒性，并且无需在多个5G小基站上分别设置接收卫星信号的模块，大大节约了成本。
进一步的，所述GNSS接收机所接收的所述卫星信号满足NMEA通信协议，解析所述卫星信号获取所述第一同步信号。
由上述描述可知，接收满足NMEA通信协议的卫星信号，能够容易根据协议的内容获取所需的信息，提高了解析卫星信号的效率，加快了第一同步信号的获取。
进一步的，所述TD-LTE基带同步模块获取4G信号，根据所述4G喜好获取所述第二同步信号。
由上述描述可知，获取4G信号作为网络信号，4G信号传输速度快、覆盖范围广且稳定，能够提供持续的网络信号输入，保证同步授时持续、稳定地进行。
进一步的，所述GNSS接收机所获取的第一同步信号为1pps信号；
所述TD-LTE基带同步模块所获取的第二同步信号为10ms帧同步信号；
所述同步分频器将所述10ms帧同步信号与所述1pps信号对齐，以所述1pps信号作为参考信号，对所述10ms帧同步信号进行分频，生成并保存1HZ的同步信号。
由上述描述可知，通过将从网络信号中获取的10ms帧同步信号与从卫星信号中获取的1pps信号进行对其，得到二者之间的转换关系并保存，在卫星信号出现故障时，能够直接根据所保存的对应关系将网络信号中获取的10ms帧同步信号转换为1HZ信号进行同步授时，实现在卫星信号接收故障时也能够持续根据卫星信号所提供的同步信息进行同步授时。
进一步的，还包括单片机；
所述单片机判断是否接收到所述卫星信号，若未接收到所述卫星信号，则发送告警消息；
若接收到所述卫星信号，则对所述卫星信号进行故障分析，得到分析结果：
若分析结果为故障，则发送告警信息。
由上述描述可知，首先判断是否接收到卫星信号，若未接收到卫星信号则发送告警消息，若接收到卫星信号，再判断所接收到的卫星信号是否出现故障，如卫星信号是否能够被成功解析从而获取第一同步信号，若所接收到的卫星信号出现故障，也进行告警，能够及时通知到维修人员进行检修，还可为不同的故障类型匹配不同的标识，提高维修效率。
请参照图1，本发明的实施例一为：
一种5G小基站同步授时方法，包括步骤：
S1、接收卫星信号，根据所述卫星信号获取第一同步信号；
具体为：判断是否接收到所述卫星信号，若未接收到所述卫星信号，则发送告警消息；
若接收到所述卫星信号，则对所述卫星信号进行故障分析，得到分析结果：
若分析结果为无故障，则根据所述卫星信号获取第一同步信号；具体的，通过GNSS接收机接收所述卫星信号，所述卫星信号满足NMEA通信协议；解析所述卫星信号获取所述第一同步信号，其中，第一同步信号为1pps信号；
若分析结果为故障，则发送告警信息并重新接收所述卫星信号；
S2、获取网络信号，根据所述网络信号获取第二同步信号；
具体为：通过TD-LTE基带同步模块获取4G信号，根据所述4G信号获取所述第二同步信号，其中，第二同步信号为10ms帧同步信号；
S3、根据所述第一同步信号对所述第二同步信号进行分频，生成并保存备份同步信号；
具体为：将所述10ms帧同步信号与所述1pps信号对齐，以所述1pps信号作为参考信号，对所述10ms帧同步信号进行分频，生成并保存1HZ的同步信号；
S4、判断是否接收到所述卫星信号，若是，则发送所述第一同步信号至多个5G小基站；
否则，根据所保存的所述备份同步信号转换实时接收到的所述第二同步信号，将转换后的所述第二同步信号发送至多个所述5G小基站。
请参照图2，本发明的实施例二为：
一种5G小基站同步授时装置，包括GNSS(Global Navigation Satellite System，全球导航卫星系统)天线、GNSS接收机、TD-LTE基带同步模块、同步分频器、选择器、单片机、告警平台、多个485芯片及多个RJ45接口，所述GNSS天线与所述GNSS接收器的输入端连接；
所述GNSS接收机的第一输出端与所述选择器的第一输入端连接；所述GNSS接收机的第一输出端还与所述同步分频器的第一输入端连接；
所述TD-LTE基带同步模块的输出端与所述同步分频器的第二输入端连接；
所述同步分频器的输出端与所述选择器的第二输入端连接；
所述选择器有多个输出端，多个所述输出端分别与多个所述485芯片的输入端连接；
多个所述485芯片的输出端分别与多个所述RJ45接口连接；具体的，485芯片的485A信号连接到RJ45的第一引脚1，485B信号连接到RJ45接口的第二引脚2，RJ45接口的第三引脚3和第六引脚6接地，能够保证485电平传输到5G小基站之后，发送和接收二者有相同的参考地平面；
多个所述RJ45接口可通过直连双绞网线一一对应连接有多个5G小基站；
所述单片机的输入端与所述GNSS接收机的第二输出端连接；
所述单片机的双向通信端与所述TD-LTE基带同步模块的第一双向通信端连接；
在所述单片机内，所述单片机的输入端与第一UART连接，所述单片机的双向通信端与第二UART连接；
所述TD-LTE基带同步模块的第二双向通信端与所述告警平台连接；
在一种可选的实施方式中，所述TD-LTE基带同步模块的型号为HR-TD-03A；
在一种可选的实施方式中，GNSS包括GPS或北斗卫星导航系统；
在一种可选的实施方式中，同步分频器及选择器都为CPLD(Complex Programminglogic device，复杂可编程逻辑器件)，CPLD具有多个可编程IO，能够根据实际需要连接多个485芯片；
其具体的工作方式为：GNSS天线接收卫星信号后，传递给GNSS接收机，GNSS接收机能够根据卫星信号稳定地输出1pps的脉冲信号作为同步脉冲信号至选择器及同步分频器，同时TD-LTE基带同步模块获取网络信号，根据网络信号输出10ms帧同步信号至同步分频器；同步分频器将10ms帧同步信号与1pps信号对齐，并以1pps信号为参考信号，对10ms帧同步信号进行分频，生成1HZ同步信号并在选择器中保存；当选择器接收到GNSS接收机发送的1pps信号时，直接输出1pps信号至多个485芯片；若CPU(单片机)检测到GNSS信号丢失，则通过IO告警信号通知选择器，选择器切换到使用1HZ同步信号进行输出，切换动作可在1s内完成，1s为发送同步信号的周期时间，能够保证授时的准确性和连续性；GNSS信号恢复正常后，选择器重新切换到1pps信号进行输出；485芯片接收选择器的输出信号，转换为485差分电平，通过RJ45接口输出到与其一一对应的5G小基站；
GNSS接收机接收卫星信号后，还将卫星信号发送到单片机，单片机通过其中的第一UART(Universal Asynchronous Receiver/Transmitter，通用异步收发传输器)进行数据解析，若解析到的卫星信号有故障，则通过第二UART发送给TD-LTD基带同步模块，通过网络信号(如4G/3G的无线信号)向告警平台传输故障告警信息，故障解除后向告警平台发送解除告警信息。
综上所述，本发明提供了一种5G小基站同步授时方法及装置，其中设置GNSS天线及GNSS接收机接收卫星信号，通过多个485芯片及与其连接的多个RJ45接口，为与RJ45接口一一对应的多个5G小基站进行同步授时，实现设置一个同步授时装置为多个5G小基站进行授时，免除了每个小基站都需要设置GNSS接收同步模块的开销，节约了成本；并且还设置TD-LTE基带同步模块同时获取网络信号，根据接收到的卫星信号对网络信号进行分频，在卫星信号出现故障时，也能根据保存的分频后的信号持续进行授时，保证了授时的持续性和稳定性。
以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等同变换，或直接或间接运用在相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。
Claims (10)
1.一种5G小基站同步授时方法，其特征在于，包括步骤：
S1、接收卫星信号，根据所述卫星信号获取第一同步信号；
S2、获取网络信号，根据所述网络信号获取第二同步信号；
S3、根据所述第一同步信号对所述第二同步信号进行分频，生成并保存备份同步信号；
S4、判断是否接收到所述卫星信号，若是，则发送所述第一同步信号至多个5G小基站；
否则，根据所保存的所述备份同步信号转换实时接收到的所述第二同步信号，将转换后的所述第二同步信号发送至多个所述5G小基站。
2.根据权利要求1所述的一种5G小基站同步授时方法，其特征在于，所述S1具体为：通过GNSS接收机接收所述卫星信号，所述卫星信号满足NMEA通信协议；
解析所述卫星信号获取所述第一同步信号。
3.根据权利要求1所述的一种5G小基站同步授时方法，其特征在于，所述S2具体为：
通过TD-LTE基带同步模块获取4G信号，根据所述4G信号获取所述第二同步信号。
4.根据权利要求1所述的一种5G小基站同步授时方法，其特征在于，所述S1中所述第一同步信号为1pps信号；
所述S2中所述第二同步信号为10ms帧同步信号；
所述S3具体为：
将所述10ms帧同步信号与所述1pps信号对齐，以所述1pps信号作为参考信号，对所述10ms帧同步信号进行分频，生成并保存1HZ的同步信号。
5.根据权利要求1所述的一种5G小基站同步授时方法，其特征在于，所述S1具体为：
判断是否接收到所述卫星信号，若未接收到所述卫星信号，则发送告警消息；
若接收到所述卫星信号，则对所述卫星信号进行故障分析，得到分析结果：
若分析结果为无故障，则根据所述卫星信号获取第一同步信号；
若分析结果为故障，则发送告警信息并重新接收所述卫星信号。
6.一种5G小基站同步授时装置，其特征在于，包括GNSS接收机、TD-LTE基带同步模块、同步分频器、选择器及多个RJ45接口；
所述GNSS接收机接收卫星信号，根据所述卫星信号获取第一同步信号；
所述TD-LTE基带同步模块获取网络信号，根据所述网络信号获取第二同步信号；
所述同步分频器根据所述第一同步信号对所述第二同步信号进行分频，生成并保存备份同步信号；根据所述备份同步信号转换所述第二同步信号；
所述选择器判断是否接收到所述卫星信号，若是，则通过多个所述RJ45接口发送所述第一同步信号至多个5G小基站；
否则，将转换后的所述第二同步信号通过多个所述RJ45接口发送至多个所述5G小基站。
7.根据权利要求6所述的一种5G小基站同步授时装置，其特征在于，所述GNSS接收机所接收的所述卫星信号满足NMEA通信协议，解析所述卫星信号获取所述第一同步信号。
8.根据权利要求6所述的一种5G小基站同步授时装置，其特征在于，所述TD-LTE基带同步模块获取4G信号，根据所述4G喜好获取所述第二同步信号。
9.根据权利要求6所述的一种5G小基站同步授时装置，其特征在于，所述GNSS接收机所获取的第一同步信号为1pps信号；
所述TD-LTE基带同步模块所获取的第二同步信号为10ms帧同步信号；
所述同步分频器将所述10ms帧同步信号与所述1pps信号对齐，以所述1pps信号作为参考信号，对所述10ms帧同步信号进行分频，生成并保存1HZ的同步信号。
10.根据权利要求6所述的一种5G小基站同步授时装置，其特征在于，还包括单片机；
所述单片机判断是否接收到所述卫星信号，若未接收到所述卫星信号，则发送告警消息；
若接收到所述卫星信号，则对所述卫星信号进行故障分析，得到分析结果：
若分析结果为故障，则发送告警信息。
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