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CN104469929A - 同步基站组件的方法 - Google Patents

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H.博马斯
A.施普勒特
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Abstract

本发明涉及同步基站组件的方法。公开了一种按照基准时钟信号同步基站组件的方法。由第一组件形成本地时钟信号和帧。通过具有可预测延迟时间的同步传输将本地时钟信号和帧传送至第二组件。在第二组件接收基准时钟信号，并且确定在一方面为传送的时钟信号与另一方面为基准时钟信号之间的时间差和相位差。经由不具有可预测延迟时间的连接将相位差和时间差从第二组件传送至第一组件。由第一组件采用相位差和时间差，用以确定调整参量，所述调整参量控制本地时钟信号的形成，以使得第一组件和第二组件按照时间进行同步。

Description

同步基站组件的方法
本申请是申请日为2007年3月30日、申请号为200780014977.7、国际申请号为PCT/EP2007/053127、发明名称为“同步基站组件的方法”的专利申请的分案申请。
技术领域
本发明涉及一种按照基准时钟信号同步基站组件(Baugruppen)的方法。
背景技术
众所周知的是：采用所谓的“主振荡器”来同步远程单元以及基站组件，所述主振荡器必须具有很高的绝对频率精度。在此，该振荡器通过锁相回路以便基于基准信号校准，所述基准信号通常来自外置的基准源。
例如，可以将GPS信号(GPS：Global Positioning System全球定位系统)用作为绝对时间精度以及相位精度的基准，GPS信号是通过GPS天线接收的。这里，GPS天线通常设置在基站的收发天线附近。当然，接收到的GPS信号通常还必须通过采用专门为此设置的传输连接或者导线经由较长的路径传送至主振荡器。通常由于导线长度而会出现显著的信号衰减。此外，导线长度并且导线安装开销将会导致高昂的费用。
尤其是在空间上间隔开的基站组件(其被设计为“Tower-Mounted-Radio”塔式安装无线电系统)情况下，这种缺点是尤为显著的。在这里，被称为“无线端部”(Radio Head)的第一组件设置在天线附近，而其他组件被设置得远离天线。相应地，远程的第一组件和其余的组件借助基准信号高精度地在时间上同步是十分必要的。
发明内容
因而本发明的技术问题在于：给出一种高精度时间同步基站的分布式组件的方法，该方法能够以尽可能小的开销以费用低廉的方式来实现。
该技术问题通过权利要求1的特征得到解决。在从属权利要求中给出了有利的改进方案。
在根据本发明的方法中，由第一组件形成本地的时钟信号和帧。利用具有可预测延迟时间的同步传输将该时钟信号和帧传送至第二组件。在第二组件接收基准时钟信号，并且确定所传送的时钟信号为一方面与基准时钟信号为另一方面之间的时间差和相位差。
经由不具有可预测延迟时间的连接将所述相位差和所述时间差从第二组件传送至第一组件。由第一组件采用相位差和时间差来确定调整参量，在这里，调整参量如此控制本地时钟信号的形成以使得第一组件和第二组件按照时间进行同步。
借助根据本发明的方法可以省略仅用于传输高精度的基准信号的传输线路。
在一种有利的改进方案中，时间同步是通过采用CPRI接口或者说CPRI网络而实现的，CPRI接口或者说CPRI网络无论如何都位于这些组件之间，用于传输数据及控制信号。
借助CPRI接口能够以最大10km的距离实现桥接。
附图说明
下面将结合附图对本发明进行进一步阐述。附图中：
图1：根据本发明的方法的第一实施例；以及
图2：根据本发明的方法的第二实施例。
具体实施方式
在图1中示出了根据本发明的方法的第一实施例。
基站BTS的第一组件REC和第二组件RE最好通过网络CPRI相互连接。CPRI网络使得能够在组件RE和REC之间以可预定的延迟时间同步传输信号。
第一组件REC包括振荡器VCXO和帧发生器RG，其中，借助振荡器VCXO形成本地时钟信号CLK，借助帧发生器RG形成帧Frame。
利用具有可预测延迟时间的同步传输将该本地时钟信号CLK和帧Frame传送至第二组件RE。
对于传输时钟信号CLK和帧Frame而言，最好采用CPRI网络的第一层协议(Layer1-Protokoll)。
在第二组件RE，通过GPS接收器接收基准时钟信号GPS。
第二组件RE包括相位指示器PD和时间指示器TD，借助它们来确定所传送的时钟信号CLK为一方面与基准时钟信号GPS为另一方面之间的相位差PDIF和时间差TDIF。
经由不具有可预测延迟时间的连接将相位差PDIF和时间差TDIF从第二组件RE传送至第一组件REC。
该传输最好通过采用因特网协议作为分组数据传输来实现。
该连接最好被设计为CPRI网络的不具有可预测延迟时间的控制及管理信道(C&M：Control&Management-Kanal)。
由第一组件REC采用相位差PDIF和时间差TDIF来确定调整参量SG，借助调整参量SG控制本地时钟信号CLK的形成。所述控制是如此实现的：使第一组件REC与第二组件RE在时间上进行同步。
最好确定时间上的频繁程度，由第一组件REC以所述时间上的频繁程度接收相位差PDIF和时间差TDIF的测量结果。在确定调整参量时会附加地考虑该频繁程度。
在一个优选的改进方案中，相位差PDIF和时间差TDIF的测量时间点将按照帧编号来进行标识，并被传送到第一组件REC，以便能够在确定振荡器VCXO的调整参量时考虑这些测量时间点。
例如，从GPS接收器将时间信号GPS以每秒钟一个脉冲的形式传送至第二组件RE。作为可选的方案，可以将被标识为“GPStimeofweekt1”的时间信号作为星期时间t1传送至第二组件RE。
在第一组件REC中，可以在振荡器VCXO之前设置环路滤波器LF用于形成调整参量SG，时间差TDIF和相位差PDIF到达环路滤波器LF。
振荡器VCXO例如可以被设计为高精度石英钟(Ofenquarz)。
主振荡器VCXO在输出端与计数单元“frame counter and t0”连接，计数器单元“frame counter and t0”首先在一帧“frame”内对主振荡器VCXO的振荡周期进行计数。
例如，在UMTS无线通信系统中，一个UMTS帧“frame”的时间长度为10毫秒。在振荡频率为38.4MHz时，计数单元“frame counter and t0”将在第一部分中从“0”一直计数到“383999”，并且随后重新从“0”开始计数。出于此目的，计数单元“frame counter and t0”具有第一计数器Z1。
在第二部分中，通过计数单元“frame counter andt0”对帧“frame”进行计数，在这里计数单元“frame counter and t0”的第二计数器Z2将被增加。仅当第一计数器Z1从上述的值“383999”跃迁至“0”时，才会出现这种增加。
在示例性的UMTS无线通信系统中，第二计数器Z2将从值“0”一直计数至值“4095”，进而为“Node B frame number，BFN”标识索引，“Node B frame number，BFN”是在3GPP TS 25.402中定义的并且被应用在CPRI标准中。
在计数单元“frame counter and t0”的第三部分中，将对时间变量t0进行管理。在示例性的UMTS无线通信系统中，当第二计数器Z2从值“4095”跃迁至值“0”时，时间变量t0总是以“40.96秒”的值被增大。
第一计数器Z1，其从值“0”一直计数至值“383999”，第二计数器Z2，其从值“0”一直计数至“4095”，并且时间变量t0表现为时间系统(Uhrzeitsystem)。
时间变量t0被传输至时间指示器TD，其中，这种传输最好通过CPRI控制及管理信道“C&M”完成。
该时间系统可以基于星期时间“GPS time of week”t1或者可以基于GPS时间t1或者说可以基于协调世界时(UTC)。下面进一步描述两个示例性的可能方案：
在根据图2的第一实施方式中，对于第一计数器Z1＝“0”和第二计数器Z2＝“0”的计数来说，向各个时间变量t0分配一个GPS时间t1，GPS时间t1是由时间指示器TD确定的。
出于此目的，通过根据标准CPRI(版本V2.0)的CPRI帧信息BFN向时间指示器TD传输第一计数器Z1和第二计数器Z2的计数。此外，还向时间指示器TD传输时间变量t0，其中，这些传输最好是经由CPRI控制及管理信道“C&M”完成的。
在第二实施方式中，基于时间指示器TD的信息，计数单元“frame counter andt0”被有针对性地复位。
这种复位可以利用时间差“TDIF”来实现。
例如，第一计数器的计数被设置为值“0”，而针对BFN＝Z2＝“0”的情况，第二计数器的计数将被设置为值“0”。
通过有针对性地将CPRI帧“frame”以星期时间t1复位将如此实现同步：在星期时间t1的每一秒开始时精确地启动一个CPRI帧“frame”。在该示例中这将会在第一计数器从值“383999”跃迁至“0”时出现。
此外，对于各个GPS时间t1能够明确地限定第一计数器Z1和第二计数器Z2的计数，其中，第二计数器的计数是通过“Node B frame number，BFN”限定的。
通过第一计数器Z1和第二计数器Z2的计数能够同步多个基站。在这里，有针对性的复位是如此实现的，即，在一个向所有基站相同地限定的时间，将第一计数器和第二计数器的计数以限定方式设置为值“0”。
例如，为此选择时间点“星期一，2007年1月1日，0:00' 00″”。复位不能在“星期一，2007年1月1日，0:00' 00″”进行，但是可以在“星期一，0:00' 00″”之后的任意整数倍的40.96秒处执行该复位。

Claims (11)

1.按照基准时钟信号(GPS)对基站(BTS)的组件(REC，RE)进行同步的方法，
其中，由第一组件(REC)形成本地时钟信号(CLK)和帧(Frame)；
其中，利用具有可预测延迟时间的同步传输将所述本地时钟信号(CLK)和所述帧(Frame)传送至第二组件(RE)；
其中，由所述第二组件(RE)接收所述基准时钟信号(GPS)，
其特征在于，
此外由所述第二组件(RE)确定所传输的时钟信号(CLK)及帧(Frame)为一方面与所述基准时钟信号(GPS)为另一方面之间的相位差(PDIF)以及时间差(TDIF)；
其中，经由不具有可预测延迟时间的连接将所述相位差(PDIF)和所述时间差(TDIF)从所述第二组件(RE)传送至所述第一组件(REC)；以及
其中，由所述第一组件(REC)采用所述相位差(PDIF)和所述时间差(TDIF)来确定调整参量(SG)，所述调整参量(SG)控制所述本地时钟信号(CLK)的形成，以使得所述第一组件(REC)和所述第二组件(RE)按照时间进行同步。
2.根据权利要求1所述的方法，
其中，由所述第二组件(RE)采用相位指示器(PD)和时间指示器(TD)来确定所述相位差(PDIF)和所述时间差(TDIF)；和/或
其中，由所述第一组件(REC)采用振荡器(VCXO)和帧发生器(RG)来形成所述本地时钟信号(CLK)和所述帧(Frame)。
3.根据权利要求1或2所述的方法，
其中，由所述第二组件(RE)接收GPS信号(GPS)作为基准时钟信号(GPS)。
4.根据权利要求1所述的方法，
其中，采用CPRI网络来以可预测的延迟时间进行同步传输。
5.根据权利要求4所述的方法，
其中，采用所述CPRI网络的第一层协议来传输所述时钟信号(CLK)和所述帧(Frame)。
6.根据权利要求1或2所述的方法，
其中，经由不具有可预测延迟时间的连接来传输分组数据。
7.根据权利要求6所述的方法，
其中，采用因特网协议来传输分组数据。
8.根据权利要求6或7所述的方法，
其中，采用所述CPRI网络的控制及管理信道(C&M)来传输分组数据。
9.根据前述权利要求之一所述的方法，
其中，确定时间上的频繁程度，由所述第一组件(REC)以所述时间上的频繁程度接收相位差(PDIF)和时间差(TDIF)的测量结果，并且在确定所述调整参量(SG)时考虑所述频繁程度。
10.根据前述权利要求之一所述的方法，
其中，测量时间点利用帧编号进行标识，并且在确定所述振荡器(VCXO)的调整参量(SG)时考虑所述测量时间点。
11.基站组件(RE)，所述基站组件(RE)包括相位指示器(PD)及时间指示器(TD)，用以接收时钟信号(CLK)和帧(Frame)以及基准时钟信号(GPS)，用以确定在所述时钟信号(CLK)及帧(Frame)为一方面与所述基准时钟信号(GPS)为另一方面之间的相位差(PDIF)和时间差(TDIF)，以便为了同步而传送所述相位差(PDIF)及所述时间差(TDIF)。
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