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CN102725994B - 一种实现时间同步的方法和装置 - Google Patents

一种实现时间同步的方法和装置 Download PDF

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CN102725994B CN201180001697.9A CN201180001697A CN102725994B CN 102725994 B CN102725994 B CN 102725994B CN 201180001697 A CN201180001697 A CN 201180001697A CN 102725994 B CN102725994 B CN 102725994B
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Abstract

本发明公开了一种时间同步的方法和基站系统，包括：主单元，至少一个射频单元以及用于在主单元和所述至少一个射频单元之间传输信息的光纤，所述基站系统还包括：配置在靠近所述至少一个射频单元的一端或者与所述至少一个射频单元集成在一起的时钟同步服务器，所属时钟同步服务器用于通过所述光纤与主单元之间传输同步数据以使得所述主单元根据所述同步数据进行配置处理实现与时钟同步服务器的时间同步。通过本发明提供的方案，可以使得主单元与时钟同步服务器的时间同步，从而使得系统的主单元站点的选择更加灵活方便，设备简单且成本低廉。

Description

一种实现时间同步的方法和装置
技术领域
本发明涉及通信领域，尤其涉及一种通信系统中实现时间同步的方法和装置。
背景技术
在移动通信系统中，基站是移动通信网络中重要的组成部分，用于收发无线信号，使用户终端(userequipment，UE)接入无线网络。
现有通信网络的基站系统有不同的组网解决方案，例如，基站可以设置在单个位置上，也可以将基站的基带部分和射频部分分设在不同位置(分布式架构基站)。对于分布式架构基站，即基站的基带部分和射频部分分开，基带电路和射频电路之间的距离可以相对较短；也可以是主-远程设计架构，将射频单元部分相对于主单元的基带部分拉远设置。主单元(MU)执行基带信号的处理，主单元可以包括一个或多个基带控制单元(basebandcontrolunit，BBU)，而一个或多个射频单元(remoteradiounit，RRU)在基带和射频之间执行转换，并在一个或多个天线上发送和接收信号。每个RRU服务某个地理区域或小区，通过接口单元与BBU传输上行/下行基带数据和主控状态信息。对于时分同步(TimeDivisionDuplex，TDD)系统，因为基站发送和接收使用相同的频段，为避免基站间相互干扰，需保持基站间的时间同步。
现有技术中对于传统的基站是通过卫星定位系统(例如globalpositioningsystem，GPS系统，北斗卫星系统或伽俐略系统等)实现时间同步的。但是对于分布式架构基站来讲，BBU和RRU是分离配置，如果在BBU和RRU都安装卫星定位系统，不仅系统架构复杂，也大大增加了系统成本。
发明内容
本发明实施例提供一种简单的可实现时间同步的方法和基站系统。
本发明实施例中的技术方案是这样实现的：
本发明一方面提供一种基站系统，包括：主单元MU，至少一个射频单元以及用于在MU和所述至少一个射频单元之间传输信息的光纤，所述基站系统还包括：
时钟同步服务器，用于通过所述光纤与MU之间传输同步数据以使得所述MU根据所述同步数据进行配置处理实现与时钟同步服务器的时间同步，所述时钟同步服务器配置在靠近所述至少一个射频单元的一端或者与所述至少一个射频单元集成在一起。
本发明另一方面提供一种分布式架构基站系统中的时间同步方法，所述系统包括主单元MU，至少一个射频单元以及用于在MU和所述至少一个射频单元之间传输信息的光纤，其特征在于：
在靠近所述至少一个射频单元一端配置时间同步服务器，所述时间同步服务器通过所述光纤与所述MU之间传输同步数据；
所述MU根据所述同步数据进行配置处理实现与时钟同步服务器的时间同步。
本发明实施例提供的方案，通过在靠近射频单元的一端或者在射频单元中集成时钟同步服务器，并通过光纤实现时钟同步器与MU间的同步数据的传输，从而使得MU与时钟同步服务器的时间同步，使得系统的MU站点的选择更加灵活方便，设备简单且成本低廉。
附图说明
图1A-1C为基站系统的不同配置的结构示意图；
图2为本发明第一实施例的基站系统网络结构示意图；
图3为本发明第二实施例的基站系统网络结构示意图；
图4为本发明第三实施例的基站系统网络结构示意图。
具体实施方式
下面将结合附图详细介绍本发明实施例。在如下描述中，为了说明而非限制本发明的目的，提出了一些具体细节，如特定的实施例，操作过程，技术等等，以便对本发明有透彻理解。但是对本领域的技术人员而言，本发明显然还可以不拘泥于这些特定细节的其他实施例来实施。例如，虽然本发明是基于分布式架构的基站系统为示例描述的，射频单元均以主-远程设计的分布式架构基站的远端射频单元RRU为例说明的，但本发明并不限定于实施例中描述的主-远程设计的分布式架构基站，可以适用于任何的分布式架构基站，例如基站的射频单元也可以是近端射频单元，又如，基站的射频单元可以一部分是近端射频单元，一部分是远端射频单元的混合型架构。本发明的射频单元与主单元之间的数据传输以光纤为例进行说明的，但本发明并不限于此，当射频单元和主单元之间也可以通过线缆等其他传输介质相连进行数据传输。基站系统结构具有任何数量可以配置在任何可以光纤回路耦合至少一个RRU的网络拓扑中的远程单元。本发明还可以用在任何采用混合型基站的系统中。虽然如下示例中的一些采用单个光纤回路，但本发明还可以采用多根光纤的耦合配置中。
在某些实施例中，对于熟知的方法、接口、设备信令技术未进行具体描述，以免因不必要的细节使得本发明模糊。再者，某些附图中显示了各单独的功能模块。本领域的技术人员可以理解，这些功能可以采用如下方式实现：单独的硬件电路，配合适当编程的数字微处理器或通用计算机运行的软件、专用集成电路(ASIC)和/或一个或多个数字信号处理器(DSP)。
图1A至1C示出了基站系统的不同配置的结构。基站可以包括主单元MU和至少一个远端射频单元RRU，主单元MU中包含至少一个基带单元BBU。例如图1A中所示为星型连接的配置结构，主单元与多个远端射频单元RRU分别通过光纤相连。又如图1B中所示，MU与多个RRU之间通过链型连接，相邻的RRU串联在一起。再如图1C所示，MU和多个RRU之间通过环型的方式。本领域的技术人员可知基站系统的MU及RRU还有其他的配置方式，例如MU和RRU通过电缆等传输媒质进行相连在此不再一一列举。对于基站系统的MU可以包括一个或多个BBU。BBU之间通过线缆或光纤直接连接，组成各种形式的网络拓扑结构；也可以是多个BBU通过增加设置的交换BB盒互连，组成各种形式的网络拓扑结构，比如：星型、链型、环型等等，组网形式灵活多样，这里不再一一详述。
本发明第一实施例提供一种基站系统及时间同步的方法，如图2所示，所述基站系统包括：主单元MU21，至少一个远端射频单元RRU22以及用于在MU21和所述至少一个RRU22之间传输信息的光纤，所述基站系统还包括：时钟同步服务器23，用于通过所述光纤与MU21之间传输同步数据以使得所述MU21根据所述同步数据进行配置处理实现与时钟同步服务器23的时间同步，所述时钟同步服务器23，配置在靠近所述至少一个RRU22的一端或者与所述至少一个RRU集成在一起。
本实施例中，MU21通过与时钟同步服务器23传输同步数据，从而使得MU21根据同步数据进行配置处理实现与时钟同步服务器23的时间同步。基站系统的MU一侧无需安装提供GPS系统，成本低廉，MU站点的选择也更加灵活方便。而RRU也无需都支持连接GPS功能，降低了RRU成本。MU与RRU之间也无需配置同步传输线路，降低了布网成本。此外，时钟同步服务器可以选择的范围广，例如可采用支持IEEE1588协议的服务器，也可以采用某个时钟接收模块等等，设备简单，成本低廉，体积也易于安装。
本实施例中，所述MU21可以包括一个或多个BBU211，如上所述对于BBU211之间的连接方式可以是本领域人员所熟知的各种方式，在此不再赘述。所述MU21与时钟同步服务器23之间的同步数据的传输可以通过单独的光纤或传输介质实现，也可以利用MU与RRU之间的光纤共享来实现。
作为一个示例，所述时钟同步服务器包括接收模块，可以接收卫星系统的同步参考信号，从而实现时间的校准，进而实现基站系统的时间同步，提高时间同步的精准度。所述卫星系统包括GPS系统，北斗卫星系统，伽俐略系统，或者全球导航卫星系统(GlobalNavigationSatelliteSystem，GLONASS)等。
作为一个示例，所述时钟同步服务器可以是采用IEEE1588协议的服务器，或者是采用其他同步协议的服务器，又或者是其他的时钟同步服务器。
作为一个示例，所述时钟同步服务器可以是采用IEEE1588V2版本协议的服务器。所述IEEE1588V2版本协议的服务器包括卫接收模块可以接收卫星系统的同步参考信号。IEEE1588V2版本协议的服务器还包括IEEE1588V2协议处理和通信电路，用于对从卫星系统接收的同步参考信号进行同步处理，并通过以太网口输出同步数据。
在本发明实施例的方案中，所述时钟同步服务器可以为一个，也可以为多个。例如，可以是MU单元中的所有BBU共享一个时钟同步服务器，使得系统的设备简单，成本低廉；也可以在靠近不同的RRU站点附近或者不同RRU中均配置时钟同步服务器，或者是一部分的RRU站点或者RRU中配置时钟同步服务器，从而实现同步数据的备份功能。
作为一个示例，所述MU21一端或MU21内部可设置一个或多个转换开关。所述转换开关用于将来自所述时钟同步服务器23的同步数据。所述转换开关，可以是交换机，如LANswitch等。例如，如果MU21包含两个或者是多个BBU11，时，可以通过转换开关实现多个BBU与时钟同步服务器之间的同步数据的传输。
本发明第二实施例提供一种基站系统和时间同步方法，如图3所示，所述基站系统可以是主-远程设计的分布式架构，也可以是射频单元在近端设计的架构，也可以是一部分射频单元在近端，一部分射频单元在远端拉远的混合型架构。本实施例仅以主-远程架构为例进行说明。所述基站系统包括主单元MU31，至少一个远端射频单元RRU32以及用于在MU31和所述至少一个RRU32之间传输信息的光纤。关于各个远程单元RRU32与主单元MU31的网络结构可以是如上述描述的不同配置结构，也可以是本领域所熟知其他配置结构。为清楚起见，图3仅仅示出了一个RRU32与MU31之间的连接关系。
所述MU31可以包括一个或多个基带单元BBU311可以集中安装在机房中。所述BBU311可以包括主控及时钟同步单元，基带信号处理单元，传输单元，接口单元等。关于BBU的具体结构及功能为本领域的所知道，在此不做详细描述。
所述RRU32在室外靠近天线安装，BBU和多个RRU通过基带射频接口相连从而传输信号。例如，所述基带射频接口可以是通用无线接口CPRI，或者其他标准接口或者自定义接口等。本发明所说的相连并不仅仅限于物理相连，还可以指逻辑相连。
所述基站系统还包括时钟同步服务器33，配置在靠近安装RRU的站点一端或者与RRU集成在一起，例如可在RRU中集成时钟同步服务器的功能模块。所述时钟同步服务器33用于从全球定位系统GPS接收同步参考信号，并通过光纤与MU31之间传输同步数据。所述时钟同步服务器33可以包括：GPS接收模块，以及同步协议处理和通信电路等。所述时钟同步服务器33通过GPS接收模块从GPS接收同步参考信号，进行同步处理并通过以太网口(FE口)输出同步数据。
所述基站系统还包括第一光转接模块34和第二光转接模块312。所述第一光转接模块34与第二光转接模块312分配配置在靠近RRU32和MU31的一端，或者分别配置在RRU32和MU31中，并通过光纤相连。所述第一光转接模块34，用于将时钟同步服务器33输出的同步数据，RRU32输出的业务数据进行分插复用处理。所述第一光转接模块设有第一光纤接口(附图未示出)，所述第一光转接模块33通过共享的第一光纤接口将来自时钟同步服务器33的同步数据与来自RRU32的业务数据会聚到同一光纤，并通过所述光纤传输至MU端的第二光转接模块312。所述第二光线转接模块312分离出所述同步数据和业务数据，并传输至MU31。
所述MU31接收所述同步数据和业务数据，并根据所述同步数据进行相应的配置处理实现MU与时钟同步步服务器33的时间同步。本领域的技术人员可知，MU获取到同步数据及以业务数据后，具体如何配置处理实现MU与RRU的时间同步时本领域的技术人员所了解，例如延时处理，定时补偿等等方式，这里不再进行详述。
上述描述仅仅从RRU至MU的方向的通路描述，在相反的通路上也类似。MU31输出业务数据和同步数据，并通过第二光转接模块312将同步数据和业务数据会聚到同一光纤传输至RRU端的第一光转接模块34，第一光转接模块分离出同步数据和业务数据，分别传输至时钟同步服务器33和RRU32。所述MU31输出的同步数据可以是基于时钟同步服务器的同步数据的同步响应数据。
作为一个示例，所述第二光转接模块312分离出时钟同步服务器33的同步数据和RRU32的业务数据后，分别传输至MU31的BBU311的同步接口和基带射频接口。所述基带射频接口可以是通用无线接口CPRI，或者其他标准接口或者自定义接口等。所述BBU311根据接收的时钟同步数据进行配置处理并输出同步响应信号和业务数据。BBU311输出的同步响应信号和业务数据分别通过BBU311的同步接口和基带射频接口传输至第二光转接模块，并通过光纤传输至第一光转接模块34，并经过第一光转接模块分插复用处理后传输至时钟同步服务器33和RRU32。所述BBU311与RRU32之间通过基带射频接口的数据传输实现BBU31与RRU32的时间同步。MU31的至少一个BBU311与时钟同步服务器之间进行同步协议通信，使得所述至少一个BBU311与时钟同步服务器之间的时间同步，进而使得BBU311之间的时间同步。
作为一个示例，所述时钟同步服务器可以是采用IEEE1588协议的服务器，或者是采用其他同步协议的服务器，又或者是其他的时钟同步服务器。通过采用同步协议的服务器，例如IEEE1588V2版本协议的服务器，使得MU可以容易和时钟同步器进行同步协议通信，从而无需传输网支持同步协议，降低了网络配置要求及成本。
作为一个示例，在MU和RRU之间的上下行传输通路，可以通过共享的同一根光纤实现，也可以通过不同根光纤实现。
作为一个示例，所述第一、第二光转接模块34，312可以是光分插复用器(OpticalAdd-DropMultiplexer，OADM)，也可以是其他的光电模块。
作为一个示例，所述时钟同步服务器包括GPS接收模块或者GLONASS接收模块，可以接收卫星定位系统或者GLONASS的同步参考信号，从而实现时间的校准，进而实现基站系统的时间同步。所述卫星定位系统，可以是GPS系统，北斗卫星系统或伽俐略系统等。
作为一个示例，所述时钟同步服务器33可以为一个，也可以为多个。例如，可以是MU31单元中的所有BBU311共享一个时钟同步服务器，使得系统的设备简单，成本低廉；也可以在靠近不同的RRU站点附近或者不同RRU中均配置时钟同步服务器，或者是一部分的RRU站点或者RRU中配置时钟同步服务器，从而实现同步数据的备份功能。
本发明实施例提供的基站系统，MU机房无需提供GPS信号也可以实现基站系统的时间同步，对于MU站点的选择要求降低了，使得MU机房的设置更加灵活。RRU也无需支持链接GPS功能，RRU的成本得以降低。本发明实施例通过设置光转接模块可以使得同步数据及业务数据共享同一光纤，从而无需单独的配置光纤传输同步数据，降低了布网成本。此外，对于通过设置时钟服务器以及光转接模块的使得基站系统实现时间同步，无需改变原有BBU和RRU的接口配置，可以使得基站系统的设备简单，成本低廉。
本发明第三实施例提供的基站系统及时间同步的方法，如图4所示，所述基站系统包括主单元MU41，至少一个远端射频单元42，时钟同步服务器43，以及分别设置在RRU和MU端的第一光转接模块44和第二光转接模块412。本实施例提供的基站系统与第二实施例所述的基站系统相类似。相同之处参照对第二实施例的描述，在此不再赘述。下面主要针对不同之处加以描述。
所述MU41一端或MU41内部设有一个或多个转换开关413。所述转换开关413与第二光转接模块412相连。第二光转接模块分离出接收到所述时钟同步服务器43的同步数据和所述RRU42的业务数据后，将所述时钟同步服务器43的同步数据传输至所述转换开关413，例如可以通过以太网接口传输。所述转换开关将接收到的同步数据进行转接并输出至BBU211。所述转换开关，可以是交换机，如Lanswitch等。通过在MU41端设置转换开关，可以使得MU的设置更加灵活，尤其是当MU41包含两个或者是多个BBU411时，可以通过转换开关413实现多个BBU与时钟同步服务器之间的同步数据的传输，也利于对于基站系统扩容。例如，即使对基站系统扩容增加了多个BBU，也可以很方便的使得各个BBU与时钟同步服务器间的同步数据的传输，从而实现BBU之间的时间同步。
本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的程序可存储于一计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，所述的存储介质可为磁碟、光盘、只读存储记忆体(Read-OnlyMemory，ROM)或随机存储记忆体(RandomAccessMemory，RAM)等。
以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，本领域技术人员在不付出创造性劳动的基础上，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 (29)

1.一种基站系统，包括：主单元，至少一个射频单元以及用于在主单元和所述至少一个射频单元之间传输信息的光纤，其特征在于，所述主单元包括至少一个基带控制单元BBU，所述基站系统还包括：
时钟同步服务器，用于通过所述光纤与主单元之间传输同步数据以使得所述主单元根据所述同步数据进行配置处理实现与所述时钟同步服务器的时间同步，所述时钟同步服务器，配置在所述至少一个射频单元的站点附近或者与所述至少一个射频单元集成在一起。
2.如权利要求1所述的基站系统，其特征在于，所述基站系统还包括第一光转接模块，用于分插复用时钟同步服务器的同步数据和所述至少一个射频单元的业务数据，所述第一光转接模块配置在所述至少一个射频单元的站点附近或者与所述至少一个射频单元集成在一起。
3.如权利要求2所述的基站系统，其特征在于，所述第一光转接模块包括第一光纤接口，所述同步数据与业务数据共享所述第一光纤接口。
4.如权利要求2或3所述的基站系统，其特征在于所述第一光转接模块为光分插复用器OADM。
5.如权利要求1至3任一项所述的基站系统，其特征在于所述基站系统还包括第二光转接模块，用于分插复用主单元的同步数据和业务数据，所述第二光转接模块配置在主单元的站点附近或者与主单元集成在一起。
6.如权利要求5所述的基站系统，其特征在于，所述第二光转接模块包括第二光纤接口，所述第二光纤接口与第一光转接模块的第一光纤接口通过光纤相连。
7.如权利要求5所述的基站系统，其特征在于，所述第二光转接模块为光分插复用器OADM。
8.如权利要求1至3任一项所述的基站系统，其特征在于，所述主单元包括至少一个基带单元BBU，所述至少一个BBU包括基带射频接口和同步接口，所述基带射频接口用于与所述至少一个射频单元上的基带射频接口之间传输业务数据，所述同步接口用于与所述时钟同步服务器之间传输同步数据。
9.如权利要求1所述的基站系统，其特征在于，所述主单元包括至少两个BBU和至少一个转换开关，所述至少一个转换开关用于在所述至少两个BBU和所述时钟同步服务器之间传输同步数据。
10.如权利要求9所述的基站系统，其特征在于，所述转换开关为交换机。
11.如权利要求9或10所述的基站系统，其特征在于，所述基站系统还包括第一光转接模块和第二光转接模块，所述第一光转接模块配置在所述至少一个射频单元的站点附近或者与所述至少一个射频单元集成在一起，用于分插复用所述时钟同步服务器的同步数据与所述至少一个射频单元的业务数据；所述第二光转接模块配置在所述主单元的站点附近或者与所述主单元集成在一起，用于分插复用所述至少两个BBU的同步数据与业务数据。
12.如权利要求11所述的基站系统，其特征在于，所述第一光转接模块和第二光转接模块为光分插复用器OADM。
13.如权利要求1至3，9至10任一项所述的基站系统，其特征在于，所述时钟同步服务器为采用IEEE1588协议的服务器。
14.如权利要求1-3，9-10任一项所述的基站系统，其特征在于，所述时钟同步服务器为采用IEEE1588V2版本协议的服务器。
15.如权利要求1-3，9-10任一项所述的基站系统，其特征在于，所述基站系统包括一个或多个时钟同步服务器。
16.如权利要求1-3，9-10任一项所述的基站系统，其特征在于，所述时钟同步服务器包括接收模块，用于从卫星系统接收同步参考信号。
17.如权利要求1-3，9-10任一项所述的基站系统，其特征在于，所述至少一个射频单元，包括至少一个远端射频单元。
18.如权利要求1-3，9-10任一项所述的基站系统，其特征在于，所述至少一个射频单元包括至少一个近端射频单元。
19.如权利要求1-3，9-10任一项所述的基站系统，其特征在于，所述至少一个射频单元包括至少一个远端射频单元和至少一个近端射频单元。
20.一种基站系统中时间同步的方法，系统包括主单元，至少一个射频单元以及用于在主单元和所述至少一个射频单元之间传输信息的光纤，其特征在于：所述主单元包括至少一个基带控制单元BBU，
在所述至少一个射频单元的站点附近配置时钟同步服务器或者在所述至少一个射频单元中集成时钟同步服务器，所述时钟同步服务器通过所述光纤与所述主单元之间传输同步数据；
所述主单元根据所述同步数据进行配置处理实现与时钟同步服务器的时间同步。
21.如权利要求20所述的方法，其特征在于，在所述至少一个射频单元的站点附近或者在所述至少一个射频单元内部配置第一光转接模块；
所述第一光转接模块分插复用时钟同步服务器的同步数据和所述至少一个射频单元的业务数据。
22.如权利要求21所述的方法，其特征在于，在主单元的站点附近或者在主单元内部配置第二光转接模块；所述第二光转接模块分插复用主单元的同步数据和业务数据，并通过光纤与所述第一光转接模块相连。
23.如权利要求22所述的方法，其特征在于，所述主单元包括至少一个基带单元BBU，所述时钟同步服务器通过所述光纤与所述主单元的至少一个BBU之间传输同步数据。
24.如权利要求20所述的方法，其特征在于，所述主单元包括至少两个BBU和至少一个转换开关，所述至少两个BBU和所述时钟同步服务器之间传输的同步数据通过所述转换开关转接。
25.如权利要求20至24项任一项所述的方法，其特征在于，所述主单元与时钟同步服务器之间的同步数据，以及主单元与射频单元之间的业务数据共享同一光纤。
26.如权利要求20至24任一项所述的方法，其特征在于所述时钟同步服务器包括接收模块，用于从卫星系统接收同步参考信号实现与卫星系统的时间同步。
27.如权利要求20至24任一项所述的方法，其特征在于，所述至少一个射频单元包括至少一个远端射频单元。
28.如权利要求20至24任一项所述的方法，其特征在于，所述至少一个射频单元包括至少一个近端射频单元。
29.如权利要求20至24任一项所述的方法，其特征在于，所述至少一个射频单元包括至少一个远端射频单元和至少一个近端射频单元。
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