CN1878054B - Ip网络传送基站用时钟参考的装置和方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种IP网络传送基站用时钟参考的装置和方法。该装置连在发送端和基站系统时钟模块之间，该装置至少包括自适应处理模块，用于接收发送端发送的经过IP网络传输的基站用同步时钟信号，同时对该时钟信号进行跟踪和处理，并将处理好的同步时钟信号输入到基站系统时钟模块，调整基站的系统时钟。该方法包括基站接收IP网络传送的同步时钟信号；对同步时钟信号进行跟踪和处理，产生调节基站系统时钟的时钟频率。本发明提供的装置和方法能够低成本快速地实现基站的时钟同步。

Description

IP网络传送基站用时钟参考的装置和方法

技术领域

本发明涉及无线网络的时钟同步技术，尤其涉及在网际协议(IP，InternetProtocol)传输网络上为无线基站设备传送同步时钟参考的装置和方法。

背景技术

在无线网络中，网络同步问题尤为重要，网络的同步性能不好往往会带来一系列的问题，例如语音质量差、掉话率高、切换成功率低、无法接入等。

从实际组网来看，一般核心网和无线网络控制器(RNC，Radio NetworkController)由于数量较少，可以采用成本相对较高的全球定位系统(GPS，Global Position System)或综合楼定时供给系统(BITS，Building IntegratedTiming Supply System)等时钟参考源作为同步参考源，从而比较容易获得良好的时钟同步参考，而无线基站设备处于无线网络的末端，具体的接入方式千差万别，加上基站的数量相对较多，所以考虑到实现同步的成本限制，不宜采用GPS或BITS作为时钟参考源，然而根据协议的规定，无线基站设备的空口载波对于时钟的稳定度要求较高，需要达到0.05ppm的精度，所以相对来说，基站的时钟同步是整个无线网络同步系统中最不容易解决的部分。另外，随着3G标准的不断演进，其对应的传输网络方式也在不断的演进，最初可以采用时分复用(TDM，Timing Division Multiples)模式和异步传输模式(ATM，Asynchronous Transfer Mode)通过物理承载从业务码流中为基站提取同步时钟信号，如今传输网络的方式已经逐渐向IP网络发展，IP网络最初用来解决计算机之间的相互通信，保证数据的可靠性传输，并不关心传输时的网络时延和抖动，各个网元之间没有公共的时钟同步关系。所以原来在TDM和ATM传输模式下的低成本解决方案，在利用以太网承载的IP传输模式下变得越来越困难。

目前，理论上可以基于TDMoIP(TDM over IP)技术的解决方案，以RNC的时钟作为无线基站设备的时钟参考源为无线基站设备传送同步时钟参考，然而这种技术主要用于TDM业务的传送，所以要求RNC和基站都必须是基于TDM业务的，这对于目前发展越来越快的IP业务来说，显然是不适用的。另外，采用这种技术为无线基站设备传送同步时钟参考时还需要在RNC侧和基站侧增加TDMoIP的处理接口，实现起来比较复杂，成本也比较高，不适于基站应用。

此外，在数据通信网中，比较常用的是通过网络时间协议(NTP，NetworkTime Protocol)来获取准确的时间信息。这种时间同步信息精度要求不高，主要用于计费、告警等时间问题的定位。采用NTP方法为基站提取优于0.05ppm精度的时钟需求，需要较长时间才能滤除IP网络传输引入的时延和抖动，收敛较慢；另外对于参考源的异常反应也很慢，甚至无法判断参考源的异常。

综上所述可知，当前没有较好的方法在IP网络传输模式下为无线基站设备传送能达到基站所需时钟精度要求的同步时钟参考。

发明内容

有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种在IP网络传输模式下为无线基站设备传送同步时钟参考的装置，利用本发明提供的装置可以低成本、快速地实现基站的时钟同步。

本发明另一目的在于提供一种在IP网络传输模式下为无线基站设备传送同步时钟参考的方法，使用该方法可以低成本、快速地实现基站的时钟同步。

为了实现上述发明目的，本发明提供的一种IP网络传送基站用时钟参考的装置，连在发送端和基站系统时钟模块之间，该装置至少包括：

包含突发包流量控制模块和丢包补偿模块的异常处理模块、鉴相器、滤波器和数控振荡器；

所述突发包流量控制模块，用于将接收到的专用同步包存储在先入先出缓存器中；对输入的参考时钟进行分频，得到大于发送端时钟频率的分频时钟，对分频时钟进行计数产生用于控制流量的值，判断控制流量的值是否为零，如果不是，则输出所述先入先出缓存器中的专用同步包，并且将控制流量的值减一；否则，停止输出所述先入先出缓存器中的专用同步包；其中，所述专用同步包是在发送端的系统时钟控制下以固定的时间间隔发送来的带有循环序列号的同步包；

所述丢包补偿模块，用于利用输入的参考时钟对所述接收到的专用同步包的序列号的突变进行检测，未收到设定范围内对应序列号的专用同步包时，生成补偿的专用同步包并写入所述先入先出缓存器；

所述鉴相器，用于对所述突发包流量控制模块输出的专用同步包和数控振荡器输出的时钟频率进行比较，获得发送端时钟与本地时钟的偏差，并将偏差发送到所述滤波器；

所述滤波器，用于对所述鉴相器输出的偏差进行滤波，并产生用于控制数控振荡器的控制信号；

所述数控振荡器，用于产生调节基站系统时钟的时钟频率。

所述装置进一步包括预判断处理模块，用于接收发送端发送的IP网络传输的定时包，确定IP网络的时延抖动情况，将结果输出给基站系统时钟模块。

所述预判断处理模块包括定时包提取模块和网络性能判断模块，其中：

定时包提取模块，用于提取定时包，比较定时包与输入的参考时钟，并输出比较结果至网络性能判断模块；

网络性能判断模块，用于判断网络性能，并将判断结果通知基站系统时钟模块。

所述预判断处理模块在定时包提取模块和网络性能判断模块之间进一步包括滤波处理模块，用于对定时包提取模块输出的比较结果进行滤波，并将滤波结果输出给网络性能判断模块。

所述基站系统时钟模块用于根据网络性能判断模块的输出结果，在网络性能满足预定条件时向发送端请求发送所述专用同步包；在网络性能不满足预定条件时，利用本地晶振保持时钟频率。

所述异常处理模块进一步包括异常监测模块，用于监测所述接收到的专用同步包的丢包和超出抖动设定范围的大抖动包的频度，并将监测结果输出给基站系统时钟模块。

所述发送端为无线网络控制器RNC。

RNC在媒体接入控制MAC层和物理层之间进一步包括定时包处理模块，用于当RNC在系统时钟控制下发送定时包时缓存MAC层处理的相关信息，在定时包处理完之后再将MAC层处理的相关信息发送到物理层处理。

一种IP网络传送基站用时钟参考的方法，包括：

A、基站接收IP网络传送的专用同步包，所述专用同步包是发送端的系统时钟控制下以固定的时间间隔发送来的带有循环序列号的同步包；

B1、将接收到的专用同步包存储在先入先出缓存器中，利用输入的参考时钟对所述接收到的所述专用同步包进行突发流量控制和丢包补偿；

B2、对突发流量控制和丢包补偿后的数据进行鉴相处理；

B3、对鉴相处理的结果进行滤波；

B4、利用数控振荡器产生调节基站系统时钟的时钟频率；

其中，所述突发流量控制具体包括：对输入的参考时钟进行分频，得到大于发送端时钟频率的分频时钟，对分频时钟进行计数产生用于控制流量的值，判断控制流量的值是否为零，如果不是，则输出所述先入先出缓存器中的专用同步包，并且将控制流量的值减一；否则，停止输出所述先入先出缓存器中的专用同步包；

所述丢包补偿具体包括：利用输入的参考时钟对所述接收到的专用同步包的序列号的突变进行检测，未收到设定范围内对应序列号的专用同步包时，本地生成补偿的专用同步包并写入所述先入先出缓存器。

在所述步骤A之前，该方法进一步包括：

基站接收IP网络传送的定时包，根据定时包确定的网络性能和/或基站业务的忙闲情况判断是否向发送端请求发送所述专用同步包。

所述步骤B4包括：数控振荡器根据以下公式产生调节基站系统时钟的时钟频率：

$\frac{\mathrm{Fo}}{\mathrm{Fr}}=\frac{N}{2^M}$

其中，Fo为产生的调节基站系统时钟的时钟频率；Fr为输入的参考时钟；M为数控振荡器所使用的加法器的位数；N为滤波产生的控制量。

步骤A中所述专用同步包由发送端RNC发送，并且在发送端RNC侧，所述步骤A之前，该方法进一步包括：RNC在系统时钟的控制下发送专用同步包时缓存MAC层处理的相关信息，专用同步包处理完之后再处理MAC层处理的相关信息。

从以上技术方案可以看到，本发明提供的一种IP网络传送基站用时钟参考的装置和方法具有以下有益效果：

1、实时监测IP传输网络的性能，在网络负载轻时利用专用同步包快速实现基站的时钟跟踪，在网络性能不佳时，基站利用自身的本地晶振保持时钟同步，所以基本上不占用业务的带宽资源；

2、相对于在基站侧采用GPS或BITS等时钟参考源的设计方法，本发明通过采用简单且易于获得的处理器和处理模块低成本地实现无线基站设备对于时钟的高精度要求；

3、本发明是基于端对端的解决方案，只考虑发送时钟同步信号的发送端RNC和接收时钟同步信号的接收端基站，对于中间的传输设备无需特殊要求；

4、本发明由于提供异常处理模块可以及时判断参考源的异常，实现快速的时钟收敛；

5、本发明提供的装置和方法还可以用于室内型低成本基站的时钟需求。

附图说明

图1是根据本发明实施例一的基站时钟同步系统的原理框图；

图2是根据本发明实施例二的基站时钟同步的实现原理图；

图3是根据本发明实施例二的基站时钟同步系统的原理框图；

图4是根据本发明实施例三的发送端RNC的时延抖动抑制处理系统的原理框图。

具体实施方式

为了使本发明的特征和优点更加清楚明白，下面参照附图结合具体实施例对本发明作进一步的描述。

从上述的背景技术可以知道，RNC一般比较容易获得良好的时钟同步参考源，因此本发明采用RNC发送的时钟同步信息作为基站时钟的参考源，然而RNC发送的时钟同步信息在IP网络的传输过程中容易引入时延和抖动，基站需要克服这种时延和抖动才能保证与RNC的时钟同步。于是本发明在基站侧采用自适应时钟恢复方法(ACM，Adaptive Clock Method)快速跟踪RNC的时钟同步信息。

ACM是通过在数据接收端设计一个数据缓存器来吸收抖动的，即将接收到的数据包写入到缓存器中，由本地锁相环跟踪时钟来读取缓存器中的数据，当发送端的时钟快于接收端的读时钟时，缓存器中的数据填充度会增加，这时通过锁相环路调整本地时钟，使读时钟加快；当发送端的时钟慢于本地时钟时，通过锁相环路使本地时钟变慢，使缓存器中的数据始终在一个合理的范围内，从而使接收端的时钟能够跟踪发送端的时钟变化。

实施例一

在本实施例中，发送端RNC按照固定的时间间隔发送带有循环序列号的专用于基站时钟同步的同步包，同步包在经过IP网络传输的过程中可能引入时延和抖动，于是在接收端基站利用ACM跟踪RNC的时钟同步信息，从而保证基站与RNC的时钟同步。

RNC侧的发送处理相对简单，可以在RNC设备的系统时钟控制下以固定的时间间隔发送带有循环序列号的同步包，序列号的目的是标识各同步包的发送顺序，序列号可以由12位构成，从0到4095周期循环。RNC发送同步包的速率要兼顾所占用的带宽情况及基站滤波时间长短这两个主要因素，发包过快虽然可以加快基站的时钟跟踪速度，但是需要占用过多的带宽资源；发包过慢则会明显增加基站的滤波处理时间，无法达到利用ACM快速跟踪RNC时钟的目的。

基站侧接收到RNC发送的通过IP网络传输的专用同步包后，就会采用ACM跟踪RNC的时钟同步信息。具体地，参见图1，图1是根据本发明实施例一的基站时钟同步系统的原理框图。

图1所示的基站时钟同步系统包括自适应处理模块和基站系统时钟模块。

自适应处理模块用于跟踪和处理RNC的时钟同步信息，包括异常处理模块、鉴相器、滤波器和数控振荡器(DCO，Digital Control Oscillator)。

异常处理模块用于将接收到的RNC发送的专用同步包存储在本地先进先出(FIFO，First In First Out)缓存器(未示出)中，并对所接收数据的异常情况进行处理，至少包括突发包流量控制模块和丢包补偿模块。

突发包流量控制模块主要用于解决FIFO缓存器接收的数据包的突发性问题，避免经过自适应处理模块后的输出抖动过大。突发包流量控制模块对输入的本地参考时钟进行分频得到一个略大于RNC时钟频率的时钟频率，对该时钟频率进行计数，产生用于流量控制的值M。另外，可以通过对参考时钟分频后的分频时钟进行调整适当地对用于流量控制的值M进行配置。具体地，突发包流量控制过程如下：来自RNC的数据首先写入FIFO缓存器中缓存，判断此时流量控制值M是否为零，如果不为零，FIFO缓存器就发送出一个数据至后级的鉴相器，FIFO缓存器每发送一个数据，M值就减一；如果M为零，则停止发送数据。于是FIFO缓存器就可以以相对均匀的速度将接收到的突发数据发送到后级的鉴相器中，从而在一定程度上克服经过IP传输网络的数据包的突发性对基站时钟同步系统后续操作的影响。这里，本地参考时钟可以是外部输入的时钟信号，也可以是基站系统本身的时钟信号。

除了发生突发包问题，还可能发生丢包问题。根据无线业务性能的需要，一般对于IP传输网络的最大丢包率要求控制在1％内，如果发生丢包，则写入FIFO缓存器中的数据减少，会导致基站系统的本地时钟频率降低，哪怕是万分之一的丢包率如果没有补偿措施，对于基站系统时钟所要求的0.05ppm也是无法容忍的。于是在丢包或包抖动过大时需要采用丢包补偿，丢包补偿模块就是用于降低由于丢包引入的时钟频率偏差同时有效控制抖动过大包引入的时钟抖动问题。由于RNC侧发送的数据是带有循环序列号的同步包，丢包补偿模块可以根据网络的情况和实际应用状况等预先设定一个序列号的变动范围，在输入的本地参考时钟的参考下，对FIFO缓存器中接收到的同步包的序列号进行判断，如果未收到设定的范围内的对应序号的同步包，则可以认为接收到的同步包的序列号发生了突变，于是可以判断发生突变的中间数据包丢失或者超出最大的设计抖动范围，这时，丢包补偿模块可以本地生成数据包补偿其中丢失或抖动过大没有收到的数据包，将相应的补偿数据包写入FIFO缓存器中。对于已经补偿的数据包，即使再次出现，丢包补偿模块也会将其丢弃。

异常处理模块处理后输出的数据信号输入到鉴相器的FIFO缓存器(未示出)中，鉴相器主要用于对异常处理模块输出的代表发送端RNC时钟信号的数据与经过处理的DCO输出的代表本地时钟信号的数据进行比较，从而反映本地时钟与数据包所代表的RNC时钟的偏差情况，并定时将鉴相结果发送到后级的滤波器中进行滤波处理。

滤波器用于对鉴相器输出的数据进行滤波，并产生用于控制DCO的控制信号.滤波处理采用粗调加微调的方式，由于IP网络传输数据存在突发性，在接收端较长时间的数据平均流量要比短时间内的数据流量更能真实地反映发送端发送数据的速率.所以粗调的方式就是在较长的一段时间内计算到达基站的专用定时包的速率，并和先前计算的速率进行加权平均，这相当于增加了计算平均速率的时间，使平均速率的计算结果与RNC的发送速率更加接近以抑制数据包突发导致的基站时钟抖动.微调是在粗调基础上进行的，是根据FIFO缓存器中缓存的数据多少小范围地调节FIFO缓存器发送数据的速率.微调的响应速度较快，如果接收端FIFO缓存数据超过FIFO缓存器中的一半时，加大FIFO的发送速率；如果接收端FIFO缓存数据小于FIFO缓存器中的一半时，减小FIFO的发送速率.为了保证FIFO缓存器不会溢出或取空，具体的调节大小还可以根据FIFO缓存器内部缓存盈亏状况来做调整.滤波器的处理结果输入到DCO中，作为控制DCO的信号.

DCO主要采用加减脉冲的方式实现对本地时钟的控制，基本原理如下：

$\frac{\mathrm{Fo}}{\mathrm{Fr}}=\frac{N}{2^M}$

其中：Fo为锁相后DCO输出的读时钟频率；Fr为本地输入的参考时钟，参考时钟可以是外部输入的高频时钟，也可以是来自于基站系统时钟模块的时钟；M为DCO设计时采用的加法器的位数；N为滤波器输入的控制量。

从这个原理可以看到，DCO主要通过调节N值实现对输出的读时钟频率Fo的调节。由于参考时钟Fr和加法器位数M是固定值，所以N变大，输出的读时钟频率Fo增加；N减小，输出的读时钟频率Fo降低。

DCO输出的读时钟频率Fo输入到基站系统时钟模块，基站系统时钟模块主要包括鉴相器、软件滤波模块和恒温晶振(OCXO，Oven Control CrystalOscillator)，用于对IP网络传输的时钟信息进行二次滤波，以产生基站设备所需的优于0.05ppm的高稳定系统时钟。首先基站系统时钟模块的鉴相器对DCO输出的时钟与本地时钟进行鉴相处理，然后由软件滤波模块对鉴相结果进行滤波，实现极窄带宽的锁相环路设计，并输出相应的控制值以调节本地OXCO产生基站所需的高稳时钟。

以上参见图1详细描述了基站克服IP传输网络的时延和抖动保持与RNC时钟同步的过程。从以上描述可以看到本发明可以低成本地实现无线基站设备对于时钟的高精度要求，并且只考虑RNC和基站，对于中间的传输设备没有特殊要求。

实施例二

在本实施例中，充分考虑数据网络的实际业务特征，实时监测网络运行情况，网络负载轻时在基站侧采用自适应时钟恢复方法ACM快速跟踪RNC的时钟同步信息，具体方法与实施例一类似；在网络性能不佳，不适于基站跟踪RNC的时钟同步信息时，基站利用自身的OXCO处于保持状态。

下面参见图2具体描述本实施例，图2是根据本发明实施例二的基站时钟同步实现原理图。

通常情况下，RNC通过发送定时包的方式实现与基站的预同步过程，基站对收到的定时包做分析，确定网络的时延抖动情况。

当接收到的定时包的抖动性能在一定时间内满足所要求的判断标准，则基站向RNC发起请求命令，请求RNC发送专用同步包，如果基站三秒内仍接收不到RNC的响应信息，则根据新的预同步判断情况来确定是否重新发起同步请求。

RNC接收到请求后，根据相应基站的业务流程确定是否发送专用同步包，并发送相应的响应信息到基站，在RNC确定发送专用同步包并且基站接受响应时，RNC在系统时钟的控制下以固定的时间间隔发送带有循环序列号的专用同步包，序列号用来标识各专用同步包的发送顺序，序列号由12位构成，从0到4095周期循环。发送专用同步包的速率要兼顾所占用的带宽情况及基站滤波时间长短这两个主要因素，发包过快虽然可以加快基站的时钟跟踪过程，但是需要占用过多的带宽资源；发包过慢则需要明显加大基站的滤波处理时间，无法达到利用ACM快速跟踪的目的。

当基站接收专用同步包一定时间后，则可以认为基站已经取得时钟同步，则基站向RNC报告同步完成。RNC收到同步完成的消息后停止发送专用同步包。如果基站在上报同步完成消息后，一秒内仍接收到专用同步包，则再次上报同步完成信息。以上基站接收专用同步包的处理装置和方法与实施例一类似。

下面，参见图3，具体描述根据上述原理的基站时钟同步系统的组成以及基站的时钟同步过程。

本实施例中的基站时钟同步系统主要包括三个部分：预判断处理模块、自适应处理模块和基站系统时钟模块。

预判断处理模块用于根据RNC发送的定时包和/或基站业务的忙闲情况确定IP网络的时延抖动情况。预判断处理模块包括定时包提取模块和网络性能判断模块。

定时包提取模块用于提取RNC发送的定时包，并与本地参考时钟进行比较，确定IP网络的时延抖动情况，并将比较的结果输入到网络性能判断模块。网络性能判断模块用于根据比较的结果以及预先设定的值判断IP网络的时延抖动情况，判断过程还可以结合基站本地的业务忙闲情况，例如在午夜等业务量较小的时间段时，可以认为IP网络的性能较好，时延抖动较小。网络性能判断模块将判断结果输入到基站系统时钟模块中，基站系统时钟模块根据判断结果确定是否向RNC请求发送专用同步包。当网络性能模块判断出定时包偏差比较稳定地处于预先设定的一个较小范围内或者基站的本地业务处于轻闲情况的时间段内时，基站可以向RNC请求发送专用同步包。

另外，由于RNC发送的定时包经过IP网络的传输可能引入时延和抖动，为了使网络性能模块可以更精确地判断出IP网络的性能，可以对定时包提取模块输出的比较结果先进行滤波，用较长时间的数据平均流量反映发送端RNC的发送速率。于是，预判断处理模块还可以在定时包提取模块之后和网络性能判断模块之前进一步包括滤波处理模块，滤波处理模块用于对定时包提取模块比较的结果进行滤波处理，以相对平滑地将滤波处理的结果输入到网络性能判断模块。

经过预判断处理模块的判断，网络性能较好，基站向RNC请求发送专用同步包，并且RNC接受该请求后，RNC在其系统时钟的控制下以固定的时间间隔向基站发送带有循环序列号的专用同步包，基站侧利用自适应处理模块和基站系统时钟模块对专用同步包跟踪和处理，自适应处理模块和基站系统时钟模块与实施例一所示的类似，这里不再赘述。唯一不同的是本实施例中自适应处理模块的异常处理模块还可以包括异常监测模块。异常监测模块用于监测丢包及超出抖动设定范围的大抖动包频度，并将监测结果送到基站系统时钟模块，基站系统时钟模块的软件滤波模块根据监测结果调整软件锁相环路的环路带宽，优化锁相算法。另外，异常监测模块的监测结果还可以用于辅助基站系统时钟模块用于确定是否继续跟踪还是上报RNC网络性能不佳，取消发送专用同步包。

在网络性能不佳，基站系统时钟模块不跟踪RNC的时钟时，基站可以利用系统时钟模块中的OXCO保持与RNC的时钟同步信号一致。

以上参见图2和图3描述了根据本发明实施例二的基站时钟同步实现原理图和系统原理框图，从以上描述可以看到本实施例可以实时监测IP传输网络的性能，在网络轻载时利用专用同步包快速实现基站时钟跟踪，在网络性能不佳时，基站利用自身的OXCO保持时钟同步，所以基本上不占用业务的带宽资源；另外，本实施例提供的异常处理模块可以及时判断参考源的异常，实现快速的时钟收敛.

实施例三

以上两个实施例详细描述了基站克服IP传输网络的时延和抖动保持与RNC的时钟同步的过程。然而，IP网络引入的时延和抖动主要包括两部分：一是由IP传输网络引入的时延和抖动；二是收发两端在IP层与媒体接入控制(MAC，Media Access Control)层调度处理时引入的时延和抖动。实施例一和实施例二主要描述了针对IP传输网络引入的时延和抖动的解决方案，为了获得更好的时钟同步特性，降低时钟同步两端协议栈及操作系统造成的时延和抖动可以尽可能让定时包/同步包的收发处理接近物理层。例如，上述的基站时钟恢复方法就可以直接在物理层进行处理。另外，在上述基站侧的处理基础上还可以对发送端RNC进行进一步的优化处理以降低发送端RNC在进行IP/MAC调度处理时引入的时延和抖动。

具体地，参见图4，图4是根据本发明实施例三的发送端RNC的时延抖动抑制处理的系统原理框图。

由于RNC在进行IP/MAC调度处理时是利用CPU进行的，CPU处理定时包/专用包的同时还会处理其它的MAC层的相关信息，这时很有可能引入抖动，于是本实施例在发送端RNC侧的MAC层处理和物理层处理之间，增加一个定时包处理模块，定时包处理模块中加入缓冲区，缓冲区用于当发送端RNC在系统时钟的控制下以固定的速率插入IP/MAC层配置好的同步包时缓存MAC层处理的相关信息，在同步包处理完之后，再将MAC层处理的相关信息送到物理层处理，于是可以降低CPU处理定时包/同步包的同时处理其它MAC层相关信息引入的时延抖动。

本实施例在基站侧采用ACM跟踪RNC时钟信息的基础上通过在RNC的物理层处理之前提供定时包处理模块以缓冲处理正常的MAC层相关信息，从而实现对发送端RNC进一步的优化处理，降低了发送端引入的时延。

以上三个实施例描述了基站跟踪RNC发送的时钟同步信号的原理和过程，然而本发明提供的装置和方法同样适用于以其它时钟同步信号作为基站同步时钟参考源的情况。

以上所述，仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。

Claims (12)

1.一种网际协议IP网络传送基站用时钟参考的装置，连在发送端和基站系统时钟模块之间，其特征在于，该装置至少包括：包含突发包流量控制模块和丢包补偿模块的异常处理模块、鉴相器、滤波器和数控振荡器；

所述突发包流量控制模块，用于将接收到的专用同步包存储在先入先出缓存器中；对输入的参考时钟进行分频，得到大于发送端时钟频率的分频时钟，对分频时钟进行计数产生用于控制流量的值，判断控制流量的值是否为零，如果不是，则输出所述先入先出缓存器中的专用同步包，并且将控制流量的值减一；否则，停止输出所述先入先出缓存器中的专用同步包；其中，所述专用同步包是在发送端的系统时钟控制下以固定的时间间隔发送来的带有循环序列号的同步包；

所述丢包补偿模块，用于利用输入的参考时钟对所述接收到的专用同步包的序列号的突变进行检测，未收到设定范围内对应序列号的专用同步包时，生成补偿的专用同步包并写入所述先入先出缓存器；

所述鉴相器，用于对所述突发包流量控制模块输出的专用同步包和数控振荡器输出的时钟频率进行比较，获得发送端时钟与本地时钟的偏差，并将偏差发送到所述滤波器；

所述滤波器，用于对所述鉴相器输出的偏差进行滤波，并产生用于控制数控振荡器的控制信号；

所述数控振荡器，用于产生调节基站系统时钟的时钟频率。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述装置进一步包括预判断处理模块，用于接收发送端发送的IP网络传输的定时包，确定IP网络的时延抖动情况，将结果输出给基站系统时钟模块。

3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述预判断处理模块包括定时包提取模块和网络性能判断模块，其中，

定时包提取模块，用于提取定时包，比较定时包与输入的参考时钟，并输出比较结果至网络性能判断模块；

网络性能判断模块，用于判断网络性能，并将判断结果通知基站系统时钟模块。

4.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，所述预判断处理模块在定时包提取模块和网络性能判断模块之间进一步包括滤波处理模块，用于对定时包提取模块输出的比较结果进行滤波，并将滤波结果输出给网络性能判断模块。

5.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述基站系统时钟模块用于根据网络性能判断模块的输出结果，在网络性能满足预定条件时向发送端请求发送所述专用同步包；在网络性能不满足预定条件时，利用本地晶振保持时钟频率。

6.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述异常处理模块进一步包括异常监测模块，用于监测所述接收到的专用同步包的丢包和超出抖动设定范围的大抖动包的频度，并将监测结果输出给基站系统时钟模块。

7.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述发送端为无线网络控制器RNC。

8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，RNC在媒体接入控制MAC层和物理层之间进一步包括定时包处理模块，用于当RNC在系统时钟控制下发送定时包时缓存MAC层处理的相关信息，在定时包处理完之后再将MAC层处理的相关信息发送到物理层处理。

9.一种IP网络传送基站用时钟参考的方法，其特征在于，该方法包括：

A、基站接收IP网络传送的专用同步包，所述专用同步包是在发送端的系统时钟控制下以固定的时间间隔发送来的带有循环序列号的同步包；

B1、将接收到的专用同步包存储在先入先出缓存器中，利用输入的参考时钟对所述接收到的所述专用同步包进行突发流量控制和丢包补偿；

B2、对突发流量控制和丢包补偿后的数据进行鉴相处理；

B3、对鉴相处理的结果进行滤波；

B4、利用数控振荡器产生调节基站系统时钟的时钟频率；

其中，所述突发流量控制具体包括：对输入的参考时钟进行分频，得到大于发送端时钟频率的分频时钟，对分频时钟进行计数产生用于控制流量的值，判断控制流量的值是否为零，如果不是，则输出所述先入先出缓存器中的专用同步包，并且将控制流量的值减一；否则，停止输出所述先入先出缓存器中的专用同步包；

所述丢包补偿具体包括：利用输入的参考时钟对所述接收到的专用同步包的序列号的突变进行检测，未收到设定范围内对应序列号的专用同步包时，本地生成补偿的专用同步包并写入所述先入先出缓存器。

10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，在所述步骤A之前，该方法进一步包括：

基站接收IP网络传送的定时包，根据定时包确定的网络性能和/或基站业务的忙闲情况判断是否向发送端请求发送所述专用同步包。

11.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述步骤B4包括：数控振荡器根据以下公式产生调节基站系统时钟的时钟频率：

$\frac{\mathrm{Fo}}{\mathrm{Fr}}=\frac{N}{2^M}$

其中，Fo为产生的调节基站系统时钟的时钟频率；Fr为输入的参考时钟；M为数控振荡器所使用的加法器的位数；N为滤波产生的控制量。

12.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，步骤A中所述专用同步包由发送端RNC发送，并且在发送端RNC侧，所述步骤A之前，该方法进一步包括：

RNC在系统时钟的控制下发送专用同步包时缓存MAC层处理的相关信息，专用同步包处理完之后再处理MAC层处理的相关信息。

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