[发明专利]一种家庭基站系统中可靠的时频同步方法及系统

说明书

技术领域

本发明涉及微蜂窝基站通信系统，尤其涉及的是一种家庭基站系统中可靠的时频同步方法及系统。

背景技术

随着3G移动通信系统在全球各主要移动通信市场的建设逐渐完善，移动通信的用户数不断地快速增长，同时基于移动通信系统的各种应用业务也越来越丰富，不断增长的数据业务对移动宽带服务的要求呈爆发式增长，进而对移动通信系统带宽的要求越来越高。另一方面，由于移动通信的快速增长导致可利用频段越来越高，无线信号的穿透能力、绕射能力越来越弱，这与绝大部分的数据业务发生在室内环境是相矛盾的，传统的利用室外大功率基站进行大范围覆盖的方式对解决室内数据业务的成本逐渐变得越来越高，而且不能满足数据业务的高容量需求。

由于可以即插即用，自动选择频率扰码，自动优化功率设置，功率小，既可满足大容量的需求，又可满足覆盖的优点，家庭基站或称Femtocell基站越来越广泛地被认为是解决上述矛盾的一个重要的手段。但是如何解决Femtocell基站严格的空口同步要求一直是一个困扰Femtocell基站大量应用的难题，特别是时分双工（TDD）的Femtocell基站通讯系统，如TDD-SCDMA系统、TDD-LTE系统，不仅需要严格的频率准确度，还要满足全网严格的时间同步，该问题更为突出。

在现在的TDD Femtocell基站系统中，业界广泛使用的时频同步方式有通过空口侦听同步，通过GPS接收同步，通过传输网络利用精确时钟协议（IEEE1588）同步。每一种同步方式都有自己的优缺点，通过空口同步基本不增加硬件成本，但是有时宏网信号不稳会导致同步失败；通过GPS同步很准确，但是在室内信号强度弱的环境中，GPS锁定的时间久，甚至难以锁定；利用精确时间协议同步不担心无线信号的不稳定及干扰问题，但是在家庭环境，由于传输的不确定性，很难保证上下行时间标签的对称传输，从而导致较大的同步误差。

因此，针对上述缺点，现有技术还有待于改进和发展。 

发明内容

本发明的目的在于提供一种家庭基站系统中可靠的时频同步方法及系统，旨在解决现有的Femtocell基站系统，特别是TDD Femtocell系统中，进行时频同步的方式不能准确快速的实现时频同步的目的的问题。

本发明的技术方案如下：一种家庭基站系统中可靠的时频同步系统，其中，包括控制器、GPS接收模块、接收单元和时钟同步单元，

所述接收单元用于对家庭基站所在环境的无线信号进行侦听；

所述GPS接收模块用于接收GPS信号，还用于向控制器报告GPS的同步状态及同步质量；

所述时钟同步单元用于根据控制器的指令选择同步参考源，并依据控制器的指令实现在多种同步参考源之间的实时切换；

所述控制器用于根据GPS的同步状态及同步质量决定是否使用GPS输出作为同步参考，控制所述时钟同步单元在多种同步参考源之间的实时切换；

所述控制器与接收单元和时钟同步单元连接；所述接收单元连接GPS接收模块和时钟同步单元；所述GPS接收模块连接控制器和时钟同步单元，所述时钟同步单元设置同步输出和时钟输出。

所述的家庭基站系统中可靠的时频同步系统，其中，所述GPS接收模块设置有温度补偿型石英晶体谐振器，用于为时钟同步单元输出时钟信号。

所述的家庭基站系统中可靠的时频同步系统，其中，所述系统还包括本地振荡器，用于为所述系统提供时钟信号，所述本地振荡器连接时钟同步单元。

一种家庭基站系统中可靠的时频同步方法，其中，包括以下步骤：

S1：对周围环境的无线信号进行侦听，将干扰最小的频点选定为本家庭基站的工作频率，将信号最强的载频频率作为本家庭基站的空口同步参考源；

S2：判断GPS是否锁定，是则执行步骤S4，否则执行步骤S3；

S3：GPS接收模块参考空口同步的输出来加速GPS的入锁，当控制器收到GPS接收模块的入锁消息后，基站从空口同步状态切换到GPS同步状态；

S4：基站进入GPS同步状态；

S5：判断GPS是否出现失步，是则执行步骤S6，否则执行步骤S4；

S6：进入GPS保持状态，并上报同步质量给控制器，并由控制器判断同步质量是否超限，若是则执行步骤S7；否则执行GPS保持状态；

S7：基站从GPS同步状态切换到空口同步状态，然后执行步骤S3。

所述的家庭基站系统中可靠的时频同步方法，其中，当基站从空口同步状态切换到GPS同步状态后，GPS接收模块则无需再参考空口同步的输出。