[发明专利]在通信系统中用以提供基站同步化的装置和方法

说明书

本发明涉及通信系统，具体涉及在通信系统中基站的同步化。

一些通信系统，特别是码分多址(CDMA)数字蜂窝无线电话系统要求全功能的基站在±3μs的全球定位系统(GPS)时间内同步化。在GPS故障情况下，允许一个±10μs的同步窗口。本方法提供所要求的同步化是通过使用GPS卫星网络和一个GPS接收机实现的。在GPS故障情况下，目前的解决方法是用铷振荡器提供冗余。

使用铷振荡器作为冗余对于有限数量的故障保护是一种昂贵的可选择的方法。典型的铷振荡器将保持先前同步的基站工作最少19小时，假定如下：同步化时间_(最小)=(10μs-3μs)/振荡器精度

            =7μs/l×10^-10

            =19小时这个最短时间是以极高的费用得到的，约每个振荡器需4000美元。为了保持CDMA基站之间所要求的同步化，中央时钟源必须分配到该网络中的所有基站。使用“自由振荡”振荡器将使基站由于公差而漂移从而失去同步。使用中央时钟源的最大困难是在整个网络中分配具有一个恒定的和可预计的传播延迟的信号。

因此需要在更长的时间期间提供可靠的冗余并同时保持经济的系统设计的装置和方法。

根据本发明，提供了一种对通信系统中的基站提供同步化的装置，其特征在于该装置包括：一个第一时钟接收器，用于从一个基站外部的源接收第一时钟信号，该第一时钟信号具有一个具有第一稳定度的第一频率并在能获得时用于同步；一个第二时钟提供器，用于提供一个具有第二稳定度的第二频率的第二时钟信号，其中第二稳定度比第一稳定度低；一个时钟表征器，用于利用第一时钟信号来表征第二时钟信号的第二稳定度以产生表征信息；以及一个同产信号发生器，与时钟表征器相连，用于当第一时钟信号不存在时采用第二时钟信号和表征信息来产生一个同步信号。

根据本发明，还提供了在使用一个提供同步化的装置的通信系统中的基站，包括一个第一时钟接收器，用于从该基站外部的源接收第一时钟信号，该第一时钟信号具有一个具有第一稳定度的时钟速率；一个第二时钟接收器，用于接收一个具有第二稳定度的第二时钟速率的第二时钟信号，其中第二稳定度比第一稳定度差；一个时钟稳定度增强器，通过在一段时间内比较第一时钟速率和第二时钟速率，产生表征信息，利用第一时钟速率来提高第二时钟信号的时钟速率的稳定度；以及一个同步信号发生器，当第一时钟信号不存在时，通过采用第二时钟信号和表征信息一来产生同步信号。

根据本发明，还提供了一种在基站之间要求同步化的蜂窝无线电话系统，这些基站利用具有一个已知时钟速率的全球定位系统(GPS)信号互相起始同步化，该蜂窝无线电话系统包括：一个第一基站，使用用以接收GPS信号的GPS接收器和用以接收由LF发射机发送的低频(LF)信号的低频信号接收装置，所述LF信号具有比所述GPS信号的所述已知时钟速率低的一个时钟速率；一个第二基站，使用用以接收GPS信号的第二GPS接收器和用以接收由所述LF发射机发送的所述LF信号的第二低频信号接收器；一个LF信号表征器，在每个基站，利用每个接收的GPS信号产生一个具有时间变换的时钟速率信号来表征每个接收的LF信号；一个基站同步器，应用具有时间变换的时钟速率的所述信号来提供在所述基站之间的所要求的同步化。

根据本发明，还提供了一种提供同步的装置，包括一个接收器，用于从该装置外部的源接收第一时钟信号；一个本地振荡器，用以提供第二时钟信号；一个微处理器，用于对第一时钟信号进行数字滤波以去除第一时钟信号的误差以及用于确定第二时钟信号相对第一时钟信号随时间的变化；以及一个时钟调节器，用于，当第一时钟信号不存在时，基于所确定出的随时间变化来调节第二时钟信号。

图1概括地描绘可有利地采用本发明的一个CDMA数字蜂窝无线电话系统。

图2以方框图的形式概括地描绘了本发明的一个CDMA同步控制器。

图3更详细地概括描绘了根据本发明的GPS时间寄存器。