[发明专利]一种无线通信网时钟同步方法、装置及网元

说明书

技术领域

本发明涉及无线通信技术领域，尤其涉及一种无线通信网时钟同步方法、装置及网元。

背景技术

网络同步与定时是无线通信系统的重要技术，要保证网络质量，必须使系统的时钟质量达到规定的标准。由于无线通信网通常要依赖传送网来实现定时传送，在传统TDM传输组网情况下，基站可以从TDM的E1/T1链路中恢复同步时钟信号（也可以从STM-N线路时钟提取定时），满足基站参考时钟的要求，构成无线通信网的业务通道及同步定时链路；随着无线网络的传输部分由TDM向基于分组的IP架构发展，对网络时钟同步也提出新的要求。

如图1所示，GSM网的移动交换机（MSC）-基站控制器（BSC）-基站（BTS）网络结构一般是星型结构。MSC时钟一般来自于大楼综合定时(供给)系统（Building Integrated Timing(Supply)System，BITS）。GSM系统时钟方向是从MSC→BSC→BTS→MS。除了BTS与MS之间采用无线信道传递时钟外，其余部分均采用有线方式传递时钟。MSC到BSC的时钟传递规划比较简单，即从上游到下游。但BSC至BTS之间的网络结构不完全是星型，例如为了网络的安全性，经常采用环网的结构，即多个BTS串联之后与BSC形成环形网，这种方式增加了业务的安全性，但给定时规划增加了难度。

GSM系统各级网元之间连接，一般需要通过同步数字体系（Synchronous Digital Hierarchy，SDH）传输系统来实现，同时将上游的同步定时信号传递到下游网元，并实现网同步。

为了保证基站和基站控制器的时钟质量，目前采用的技术手段主要是集中在BSS（包括BSC、BTS等）的时钟模块，该模块一般包括鉴频鉴相器、模数转换器、数字滤波器、数控振荡器、分频器等单元或电路。一般处理步骤是：首先由鉴频鉴相器检测出参考时钟和分频时钟的相位差，通过模数转化器将该偏差转换为数字量，再经由数字滤波器过滤高频扰动等形成控制字，并用控制字来调控数控振荡器的信号频率，进而分频形成负反馈，并再一次检测相位差------通过这种不断的循环往复，测量出其与参考时钟的频率偏差，换算为基站晶振时钟偏差，并通过基站晶振偏置电压修正，使基站晶振的输出时钟、载波频率频偏与参考时钟一致。对于符合设计要求的时钟信号进行锁定跟踪，达到同步的目的；而对于偏离设计要求的时钟参考源则予以舍弃，改用内部时钟（改为时钟的保持或自由振荡状态）。

按照目前通用的无线通信系统时钟处理机理，要求在每个无线通信网节点设备上都要具有高精度的时钟检测功能和装置。以时钟频率精度为例，标准规定要优于0.05ppm，实际该值在0.001ppm以上，要求检测手段的精度要达到更高的精度水平，远远超出一般通信仪表的测试精度（0.1ppm）。要达到如此高的精度要求，各制造厂家通常采用的设计方案是基于默认内部时钟为基准，并通过检测该基准与输入时钟的偏差，来判断参考时钟的质量。这种机制与基站应该经常性跟踪锁定参考时钟，且参考时钟精度通常要高于基站内部时钟精度（高出数个数量级）的现实是明显相悖的。

更为重要的是，仅仅靠检测参考时钟的质量，不能全面了解时钟信号的更多信息，如上游时钟的编号、质量等级，可用状态等。由于在每个重要无线网络节点设备上，一般都设有多个时钟源可供选择，如GPS、线路时钟、内部时钟等。每个网元时钟源倒换的依据和顺序是根据本网元预先配置好的优先级进行的，与其他网元的配置无关。因为倒换的信息不能传递给其他相关网元，因此不能控制整个系统的时钟状态协调变化，考虑不周便会引起整个系统的混乱。

目前的无线通信网络时钟处理机制，存在一定的局限或不足:

1、可能出现本地的时钟被外部的低级时钟同步的情况

2、难以实现多个线路时钟的自动保护功能；

3、无线通信网不能设计自动切换的备用线路时钟，其可靠性和可用性受到较大影响。

发明内容

为了解决现有技术中无线通信网时钟同步机制不准确，避免出现本地的高级时钟被外部的低级时钟同步的现象，本发明提出一种无线通信网时钟同步方法、装置及系统。

本发明的一个方面，提供一种无线通信网时钟同步方法，包括：接收上游网元发送的包含定时质量标记的时钟信号；根据所述包含定时质量标记的时钟信号对所述上游网元的时钟质量进行检测；当所述上游网元的时钟质量符合预先设定的要求时，将本网元的时钟与所述上游网元的时钟进行同步。