CN112910596B - 一种td-lte专网系统时钟周期同步校准方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种TD‑LTE专网系统时钟周期同步校准方法，属于无线通信技术领域。包括以下步骤：基站正常启动，L1处于运行态，设置内部状态变量为0；基站检测终端不在线，L2向L1发送校准指示消息；L1收到校准指示消息后设置内部状态变量为1；L1在检测到内部状态为1时主动从运行态变为配置态并向L2发送看门狗停止消息；L1在配置态时检测到内部状态变量为1则主动从配置态变为运行态；L1正常运行后向L2发送看门狗启动消息并将内部状态变量设为0完成校准过程。该方法不会影响系统正常业务传输，实现过程复杂度低、耗时较短；保证了基站与外部参考信号的周期同步，极大降低了TD‑LTE专网组网系统中基站间时间不同步的风险，实验室及现场测试系统性能稳定。

Description

一种TD-LTE专网系统时钟周期同步校准方法

技术领域

本发明属于无线通信技术领域，特别是指一种TD-LTE专网系统时钟周期同步校准方法。

背景技术

无线通信系统中，基站设备和终端设备之间需要保持时间同步以便完成上下行数据的传输与交互，随着通信技术的发展和通信制式的升级，时间同步的重要性尤为如此。TD-LTE系统中基站设备作为主控单元，需要为终端设备提供稳定可靠的时间基准从而保证上下行数据速率的稳定传输。同样在TD-LTE系统组网时，所有基站设备之间需要保持同步从而保证终端移动过程中可以维持当前业务不会发生掉线。

单TD-LTE系统时，基站只需要自身具备稳定的时钟晶振即可保证终端的业务持续稳定，若基站发生时间偏移，其覆盖范围内终端时间会随之偏移，基本不影响数据传输业务；而在TD-LTE系统组网时，若基站发生时间偏移，多个基站的时间偏移方向不一致会造成基站间的时间不同步，导致其覆盖范围内终端的时间紊乱影响数据传输甚至掉线，所以基站需要使用统一的外部参考信号(GPS/1588等)保持时钟同步，但实际应用时，基站通常会在系统启动时才会与外部参考信号同步一次，正常运行时不再进行同步，这为系统长时间的稳定运行带来很大风险隐患。

发明内容

有鉴于此，本发明所要解决的技术问题在于避免背景技术中存在的缺陷提出一种TD-LTE专网系统时钟周期同步校准方法，该方法通过周期检测当前系统是否存在接入终端，在检测到没有终端时触发快速校准过程保证基站与外部参考信号同步，从而降低系统长时间运行时基站时钟偏移带来不确定性，保证组网系统间的时间同步。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种TD-LTE专网系统时钟周期同步校准方法，该方法包括以下步骤：

(1)基站启动，物理层进入配置态，MAC层启动后向物理层发送启动消息，物理层启动后与外部参考时钟进行同步并进入运行态，此时基站启动完成，物理层设置内部状态变量为0；

(2)基站的无线资源控制层间隔设定时间周期性检测系统中终端在线与否，终端不在线时由MAC层向物理层发送校准指示消息；

(3)物理层收到校准指示后，将内部状态变量设置为1；

(4)物理层在运行态时周期检测内部状态变量状态，若为0则正常运行，若为1则从运行态变为配置态；

(5)物理层转为配置态后向MAC层发送看门狗停止指示消息；

(6)物理层在配置态中周期检测内部状态变量，若为0则正常运行，若为1，则物理层与外部参考时钟进行同步，并从配置态变为运行态；

(7)物理层转为运行态后向MAC层发送看门狗启动指示消息，同时将内部状态变量设为0，返回步骤(2)。

进一步的，所述的内部状态变量是为校准操作服务的，用于指导物理层的状态改变。

进一步的，所述步骤(2)中间隔时间是由TD-LTE专网部署的场景决定的。

进一步的，所述的看门狗是MAC层用于监测物理层正常运行时的1ms中断是否按时上报的。

与现有技术相比，本发明所取得的有益效果在于：

1、本发明方法中的校准过程由于无终端在线所以不会影响正常业务传输，实现过程复杂度低、耗时较短(约为30～40ms)，基本不会影响在校准过程中突然出现的终端入网过程。

2、本发明方法通过低成本的周期校准方案保证了基站与外部参考信号的周期同步，极大降低了TD-LTE专网组网系统中基站间时间不同步的风险，实验室及现场测试系统性能稳定。

附图说明

图1是本发明实施例中时钟周期同步校准的流程图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步的详细描述。

如图1所示，一种TD-LTE专网系统时钟周期同步校准方法，包括以下步骤：

(1)基站启动，L1进入配置态，L2启动后向L1发送启动消息，L1与外部参考时钟完成同步后进入运行态，基站启动完成，终端能够搜索到基站信号并可以发起接入，此时L1的内部全局状态变量self_state值设置为0；

其中，所述的L1、L2均为TD-LTE系统基站的标准模块，分别代表PHY和MAC；所述的内部状态变量是为校准操作服务的，用于指导L1的状态改变。

(2)基站的无线资源控制层在固定时间内通过终端上下文检测系统中的终端是否在线，若在线，则间隔10分钟之后再检测直到监测到没有终端在线，终端不在线时由L2通过IPC通道向L1发送校准指示消息；

其中，所述的固定时间是由TD-LTE专网部署的场景决定的，因为在专网系统中终端数量较少且并非时时在线，所以固定时间一般确定在凌晨附近；

其中，IPC通道中消息的传输是通过数据在共享内存中存储/读取完成的。

(3)L1运行态时会不断轮询IPC通道，在检测到校准指示消息后，将内部状态变量self_state设置为1；

(4)L1运行态时会周期检测内部状态变量状态self_state的值，若self_state为0则继续正常运行，若self_state为1则从运行态主动变为配置态；

(5)L1变为配置态后通过IPC通道向L2发送看门狗停止指示消息；

其中，所述的看门狗是L2用于监测L1正常运行时的1ms中断是否按时上报的；

其中1ms中断很关键，是L1产生且保证的，用于L2和L1直接的时间同步。

(6)L1在配置态中会周期检测内部状态变量self_state的值，若self_state为0则继续正常运行，若self_state为1，则L1与外部参考时钟进行同步，并从配置态变为运行态；由于此时无需L2向L1发送启动消息所以L1与外部参考时钟的同步耗时较短(最长20ms)；

(7)L1在运行态运行正常后，通过IPC通道向L2发送看门狗启动指示消息，同时将内部状态变量self_state设为0；

重复步骤(2)至步骤(7)。

其中，整个校准过程耗时极短，通过该方案实际应用测试，L2在检测到系统中没有终端在线向L1下发校准指示消息开始到收到L2收到L1发送的看门狗启动指示消息正常运行后的时间约为38ms。

本发明通过采用周期时钟校准方案，在不影响整个无线链路的正常通信基础上保证了基站与外部参考信号的周期同步，极大降低了TD-LTE专网组网系统中时间失步导致通信异常的风险，进一步的，通过内部全局状态变量的按需改变的策略降低了校准方案实现的复杂度，以很低的成本保证了系统的同步状态。

需要说明的是，以上仅为本发明的较佳应用示例，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种TD-LTE专网系统时钟周期同步校准方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)基站启动，物理层进入配置态，MAC层启动后向物理层发送启动消息，物理层启动后与外部参考时钟进行同步并进入运行态，此时基站启动完成，物理层设置内部状态变量为0；

(2)基站的无线资源控制层间隔设定时间周期性检测系统中终端在线与否，终端不在线时由MAC层向物理层发送校准指示消息；

(3)物理层收到校准指示后，将内部状态变量设置为1；

(4)物理层在运行态时周期检测内部状态变量状态，若为0则正常运行，若为1则从运行态变为配置态；

(5)物理层转为配置态后向MAC层发送看门狗停止指示消息；

(6)物理层在配置态中周期检测内部状态变量，若为0则正常运行，若为1，则物理层与外部参考时钟进行同步，并从配置态变为运行态；

(7)物理层转为运行态后向MAC层发送看门狗启动指示消息，同时将内部状态变量设为0，返回步骤(2)。

2.根据权利要求1所述的一种TD-LTE专网系统时钟周期同步校准方法，其特征在于，所述的内部状态变量是为校准操作服务的，用于指导物理层的状态改变。

3.根据权利要求1所述的一种TD-LTE专网系统时钟周期同步校准方法，其特征在于，所述步骤(2)中间隔时间是由TD-LTE专网部署的场景决定的。

4.根据权利要求1所述的一种TD-LTE专网系统时钟周期同步校准方法，其特征在于，所述的看门狗是MAC层用于监测物理层正常运行时的1ms中断是否按时上报的。

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