專利名稱：基站同步方法及其裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及移動通信網(wǎng)絡(luò)中的基站同步技術(shù)，尤其是涉及一種基站同步方法及其
裝置。
背景技術(shù)：
在移動通信系統(tǒng)中，基站之間有嚴(yán)格的時間同步要求和頻率同步要求，例如3GPP 規(guī)定在TD-SCDMA系統(tǒng)中，基站之間空口的時間同步要小于3us，頻率同步要小于0. 05卯m。
目前在TD-SCDMA系統(tǒng)中，基站之間的同步主要依靠的是衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)(例如GPS 系統(tǒng)和北斗系統(tǒng)等)。如圖1所示，為現(xiàn)有技術(shù)中基于衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)進(jìn)行基站同步的處理過 程示意圖，其中基站側(cè)的衛(wèi)星導(dǎo)航接收機(jī)(即圖中的GPS)接收衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的衛(wèi)星信號并 且輸出的精確秒脈沖(PPS，Pulse PerSeconds)，基站內(nèi)后級的鎖相環(huán)對經(jīng)過鑒相處理后的 PPS信號進(jìn)行濾波處理，并基于濾波處理后的PPS信號調(diào)整本地的高穩(wěn)晶振(OCXO)，以提供 精準(zhǔn)的時間信息和頻率信息。 由于衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)比較容易受到外界環(huán)境的干擾，而且基于此方案需要基站側(cè)設(shè) 置額外的衛(wèi)星導(dǎo)航接收機(jī)和天線，成本較高，而且給基站架設(shè)也帶來了較大困難。
為了解決上述問題，現(xiàn)有技術(shù)提出可以基于實現(xiàn)以太網(wǎng)時間同步的IEEE1588協(xié) 議來實現(xiàn)TD-SCDMA系統(tǒng)中各基站之間的時間同步和頻率同步，其中IEEE1588協(xié)議是一種 利用以太網(wǎng)提供精確時間的協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)。 如圖2所示，為現(xiàn)有技術(shù)中利用IEEE1588協(xié)議實現(xiàn)TD-SCDMA系統(tǒng)中各基站之間 同步的處理過程示意圖，其中基站側(cè)包括DP83640物理層芯片、高穩(wěn)晶振0CX0、鎖相環(huán)等， DP83640物理層芯片為支持IEEE1588協(xié)議的物理芯片，其基于以太網(wǎng)方式實現(xiàn)精確的時鐘 恢復(fù)，從而生成PPS信號，DP83640物理層芯片在生成精準(zhǔn)的PPS信號時需要一個OCXO的 輔助調(diào)節(jié)作用，其OCXO的穩(wěn)定性越高，生成的PPS信號精度越高；鑒相處理部分使用本地時 鐘恢復(fù)處理得到的PPS信號對DP83640物理層芯片生成的PPS信號進(jìn)行時鐘鑒相，鑒相后 的PPS信號送入基站后級的鎖相環(huán)處理部分，鎖相環(huán)處理部分首先對鑒相后的PPS信號進(jìn) 行本地濾波處理，然后使用本地濾波后的PPS信號調(diào)整本地的OCXO，以提供精準(zhǔn)的時間信 息和頻率信息。 但是從圖2可以看出，基于實現(xiàn)以太網(wǎng)時間同步的IEEE1588協(xié)議來實現(xiàn)TD-SCDMA 系統(tǒng)中各基站之間的時間同步和頻率同步，基站前端的DP83640物理層芯片在生成精準(zhǔn)的 PPS信號時需要一個OCXO的輔助調(diào)節(jié)作用，同時基站后端的鎖相環(huán)處理部分也需要使用本 地濾波后的PPS信號調(diào)整另一個OCXO，才能得到精準(zhǔn)的時間信息和頻率信息，由于OCXO的 成本相對較高且體積較大，這樣就使得基站設(shè)備本身的成本提高且設(shè)備體積較大。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明實施例提供一種基站同步方法及其裝置，以降低基站設(shè)備的成本，且使得 基站設(shè)備的體積小型化。
本發(fā)明實施例提供一種基站同步系統(tǒng)，包括以太網(wǎng)物理層設(shè)備，用于在每個消息 交互周期內(nèi)，基于本地時鐘記錄與主時鐘交互消息的時刻，以及接收主時鐘發(fā)來的承載有 主時鐘與自身交互消息的時刻的消息；微控制器，用于根據(jù)以太網(wǎng)物理層設(shè)備記錄的時刻， 以及以太網(wǎng)物理層設(shè)備接收到的消息中承載的時刻，計算本地時鐘和主時鐘之間的頻率調(diào) 整量；電壓值確定裝置，用于根據(jù)微控制器計算得到的頻率調(diào)整量，確定對應(yīng)的電壓值；晶 振，用于根據(jù)電壓值確定裝置確定的電壓值，調(diào)整自身的頻率，并將調(diào)整后的頻率作為同步 頻率輸出，以及將調(diào)整后的頻率發(fā)送給所述本地時鐘，驅(qū)動本地時鐘按照接收到的頻率來 記錄后續(xù)的時刻；時間恢復(fù)裝置，用于根據(jù)晶振調(diào)整后的頻率進(jìn)行時間恢復(fù)，并將恢復(fù)后的 時間作為同步時間輸出。 本發(fā)明實施例還提供一種微控制器，包括時間偏差值確定單元，用于根據(jù)以太網(wǎng) 物理層設(shè)備記錄的第一時刻和第二時刻，以及以太網(wǎng)物理層設(shè)備接收到的同步跟隨消息中 承載的第三時刻和延時響應(yīng)消息中承載的第四時刻，計算每個消息交互周期內(nèi)本地時鐘和 主時鐘之間的時間偏差值；頻率差確定單元，用于根據(jù)時間偏差值確定單元計算得到的在 每個消息交互周期內(nèi)本地時鐘和主時鐘之間的時間偏差值，計算每個消息交互周期內(nèi)本地 時鐘和主時鐘之間的頻率差；頻率調(diào)整量確定單元，用于根據(jù)時間偏差值確定單元計算得 到的在每個消息交互周期內(nèi)本地時鐘和主時鐘之間的時間偏差值，和頻率差確定單元計算 得到的在每個消息交互周期內(nèi)本地時鐘和主時鐘之間的頻率差，計算每個消息交互周期內(nèi) 本地時鐘相對主時鐘的頻率調(diào)整量。 本發(fā)明實施例還提供一種頻率調(diào)整量的確定方法，包括根據(jù)基于本地時鐘記錄的 第一時刻和第二時刻，以及同步跟隨消息中承載的第三時刻和延時響應(yīng)消息中承載的第四 時刻，計算每個消息交互周期內(nèi)本地時鐘和主時鐘之間的時間偏差值；根據(jù)計算得到的在
每個消息交互周期內(nèi)本地時鐘和主時鐘之間的時間偏差值，計算每個消息交互周期內(nèi)本地 時鐘和主時鐘之間的頻率差；根據(jù)計算得到的在每個消息交互周期內(nèi)本地時鐘和主時鐘之 間的時間偏差值，和計算得到的在每個消息交互周期內(nèi)本地時鐘和主時鐘之間的頻率差， 計算每個消息交互周期內(nèi)本地時鐘相對主時鐘的頻率調(diào)整量。 本發(fā)明實施例提出的基于以太網(wǎng)同步方式來實現(xiàn)TD-SCDMA移動通信系統(tǒng)中各基 站之間的時間同步和頻率同步的方案，僅需要一個0CX0來調(diào)整本地頻率以達(dá)到頻率同步 和調(diào)整本地時鐘，從而避免了現(xiàn)有技術(shù)中需要使用兩個0CX0才能得到精確的時間信息和 頻率信息的弊端，從而使得基站設(shè)備本身的體積變小，并節(jié)約了硬件資源，降低了基站設(shè)備 的成本。


下面將結(jié)合各個附圖對本發(fā)明實施例的具體實施過程進(jìn)行詳盡的闡述，其中在各 個附圖中 圖1為現(xiàn)有技術(shù)中基于衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)進(jìn)行基站同步的處理過程示意圖； 圖2為現(xiàn)有技術(shù)中利用IEEE1588協(xié)議實現(xiàn)TD-SCDMA系統(tǒng)中各基站之間同步的處
理過程示意圖； 圖3為本發(fā)明實施例提出的基站同步系統(tǒng)的具體組成結(jié)構(gòu)示意圖； 圖4為基于IEEE1588協(xié)議主時鐘和從時鐘之間在每個用于同步處理的消息交互
6周期內(nèi)交互消息的處理過程示意圖； 圖5為本發(fā)明實施例中微控制器的具體組成結(jié)構(gòu)示意圖； 圖6為本發(fā)明實施例中微控制器MCU確定頻率調(diào)整量的處理流程圖。
具體實施例方式
本發(fā)明實施例的設(shè)計思想是在利用以太網(wǎng)IEEE1588協(xié)議來實現(xiàn)TD-SCDMA移動 通信系統(tǒng)中各基站之間的同步處理過程中，給出了一種新的同步系統(tǒng)架構(gòu)，將時鐘同步和 頻率同步兩個方面融合在一個鎖相環(huán)控制中，把本地時鐘的調(diào)整和后級鎖相環(huán)路統(tǒng)一在一 起，調(diào)整本地時鐘時，不是去控制DP83640芯片的內(nèi)部時鐘，而是控制為DP83640芯片提供 基準(zhǔn)頻率的外部0CX0，這樣時間同步和頻率同步即可以共用一個0CX0，因此降低了基站設(shè) 備的成本，且使得基站設(shè)備的體積小型化。 本發(fā)明實施例提出的基站同步系統(tǒng)，包括以太網(wǎng)物理層設(shè)備，其中該以太網(wǎng)物理 層設(shè)備通?？梢詾榛贗EEE1588協(xié)議的DP83640芯片，用于在每個用于同步處理的消息交 互周期內(nèi)，基于該芯片內(nèi)部的本地時鐘記錄與主時鐘交互消息的時刻，以及接收主時鐘發(fā) 來的承載有主時鐘與該芯片交互消息的時刻的消息；微控制器(MCU)，用于根據(jù)上述以太 網(wǎng)物理層設(shè)備記錄的相關(guān)時刻，以及以太網(wǎng)物理層設(shè)備接收到的消息中承載的相關(guān)時刻， 計算每個用于同步處理的消息交互周期內(nèi)本地時鐘和主時鐘之間的時間偏差值，以及根據(jù)
相鄰兩個消息交互周期內(nèi)得到的時間偏差值計算本地時鐘和主時鐘之間的頻率調(diào)整量；電 壓值確定裝置，其中該電壓值確定裝置通?？梢詾閿?shù)字/模擬轉(zhuǎn)換器(D/A轉(zhuǎn)換器)，用于 根據(jù)上述MCU計算得到的頻率調(diào)整量，確定對應(yīng)的電壓值；晶振，這里較優(yōu)的選用高穩(wěn)晶振 (OCXO)，和現(xiàn)有技術(shù)不同的是僅需要一個OCXO，用于根據(jù)電壓值確定裝置確定出的電壓值， 調(diào)整自身的頻率，并將調(diào)整后的頻率作為同步頻率輸出，以及將調(diào)整后的頻率發(fā)送給以太 網(wǎng)物理層設(shè)備內(nèi)部的本地時鐘，以驅(qū)動本地時鐘按照接收到的頻率來記錄后續(xù)的時刻；時 間恢復(fù)裝置，用于根據(jù)OCXO調(diào)整后的頻率進(jìn)行時間恢復(fù)處理，并將恢復(fù)后的時間作為同步 時間來輸出。 如圖3所示，為本發(fā)明實施例提出的基站同步系統(tǒng)的具體組成結(jié)構(gòu)示意圖，其中 DP83640芯片30中包括IEEE 1588處理部件301和本地時鐘302，按照IEEE 1588標(biāo)準(zhǔn)協(xié) 議， 一般遠(yuǎn)端的主時鐘和作為從時鐘的DP83640芯片30之間在每個用于同步處理的消息 交互周期內(nèi)交互消息的過程具體如圖4所示，在每個消息交互周期內(nèi)是將用于同步處理的 IEEE1588消息承載在以太網(wǎng)數(shù)據(jù)包中，通過對IEEE1588協(xié)議消息的處理，可以得到從時鐘 相對主時鐘的時間偏差offset。首先，主時鐘向從時鐘發(fā)送同步(Sync)消息，主時鐘在發(fā) 送Sync消息時記錄當(dāng)前時刻tl ;從時鐘收到Sync消息，從時鐘記錄接收到Sync消息的 時刻t2。然后，主時鐘向從時鐘發(fā)送同步跟隨(FollOW_Up)消息，F(xiàn)ollOW_Up消息中承載 有tl值，從時鐘收到FollOW_Up消息時獲得tl值。接著，從時鐘向主時鐘發(fā)送延時請求 (Delay_Req)消息，從時鐘在發(fā)送Delay_Req消息時記錄當(dāng)前時刻t3 ;主時鐘收到Delay_ Req消息時，記錄主時鐘的當(dāng)前時刻t4。主時鐘再向從時鐘發(fā)送延時響應(yīng)(Delay—Resp)消 息，Delay—Resp消息中承載有t4值，從時鐘收到Delay—Resp消息也就得到了 t4值。最終， 從時鐘就可以獲得tl， t2， t3， t4。基于上述消息交互原理，DP83640芯片30與以太網(wǎng)連接 進(jìn)行收發(fā)數(shù)據(jù)，與以太網(wǎng)收發(fā)的數(shù)據(jù)先經(jīng)過自身內(nèi)部的IEEE1588處理部件301進(jìn)行處理，
7IEEE 1588處理部件301具體包括下述部分 第一記錄單元，用于在每個消息交互周期內(nèi)，一旦檢測到主時鐘發(fā)送的Sync消 息，則從本地時鐘302中讀取當(dāng)前時刻，并將讀取到時刻作為接收到Sync消息的第一時刻 t2上報給MCU 31 ;第二記錄單元，用于在每個消息交互周期內(nèi)，一旦檢測到向主時鐘發(fā)送 的Delay_Req消息，則從本地時鐘302中讀取當(dāng)前時刻，并將讀取到時刻作為向主時鐘發(fā)送 Delay_Req消息的第二時刻t3上報給MCU31 ;消息接收單元，用于分別接收主時鐘發(fā)來的 Follow_Up消息和Delay_Resp消息，其中Follow_Up消息中承載有主時鐘發(fā)送Sync消息的 第三時刻tl，Delay_ReSp消息中承載有主時鐘接收到Delay_Req消息的第四時刻t4，并將 接收到的Follow_Up消息和Delay_Resp消息上報給MCU 31。 MCU 31根據(jù)在每個消息交互周期內(nèi)，DP83640芯片30上報的時刻t2和t3，以及
上報的FollOW_Up消息中承載的時刻tl和Delay—Resp消息中承載的時刻t4，計算每個消
息交互周期內(nèi)基站與主時鐘之間的時間偏差值Offset，也就實現(xiàn)了基站與主時鐘之間時間
相位的鑒相，然后根據(jù)相鄰兩個消息交互周期內(nèi)得到的時間偏差值Offset計算本地時鐘
與主時鐘之間的頻率調(diào)整量。具體如圖5所示，MCU 31可以包括下述組成部分， 時間偏差值確定單元310，用于根據(jù)DP83640芯片30上報的時刻t2和t3，以及上
報的Sync消息中承載的時刻tl和Delay—Resp消息中承載的時刻t4，計算每個消息交互周
期內(nèi)本地時鐘和主時鐘之間的時間偏差值Offset ;其中時間偏差值確定單元310可以基于
下述計算公式計算每個消息交互周期內(nèi)本地時鐘和主時鐘之間的時間偏差值Offset : Offset = ((t2-tl)-(t4-t3))/2 ; 式中t2、 t3分別為DP83640芯片30上報的時刻； tl為DP83640芯片30上報的Follow_Up消息中承載的時刻； t4為DP83640芯片30上報的Delay_Resp消息中承載的時刻。 頻率差確定單元311，用于根據(jù)時間偏差值確定單元310計算得到的在每個消息
交互周期內(nèi)本地時鐘和主時鐘之間的時間偏差值Offset，計算每個消息交互周期內(nèi)本地時
鐘和主時鐘之間的頻率差A(yù)f ;其中頻率差確定單元311基于下述計算公式計算每個消息
交互周期內(nèi)本地時鐘和主時鐘之間的頻率差A(yù)f : A f = (offset [n] -offset [n_l]) /At; 式中offset[n-l] 、 offset[n]分別為相鄰兩個消息交互周期內(nèi)得到的本地時鐘 和主時鐘之間的時間偏差值； A t為得到offset [n-1]的時刻和得到offset [n]的時刻之間的時間差。 頻率調(diào)整量確定單元312，用于根據(jù)時間偏差值確定單元310計算得到的在每個
消息交互周期內(nèi)本地時鐘和主時鐘之間的時間偏差值Offset，和頻率差確定單元311計算
得到的在每個消息交互周期內(nèi)本地時鐘和主時鐘之間的頻率差A(yù)f，計算每個消息交互周
期內(nèi)本地時鐘相對主時鐘的頻率調(diào)整量R[n]。其中頻率調(diào)整量確定單元312基于下述計算
公式計算每個消息交互周期內(nèi)本地時鐘相對主時鐘的頻率調(diào)整量R[n]: R[n] = AX (a X Af+P X off set [n] / A t); 式中A為根據(jù)D/A轉(zhuǎn)換器32與OCXO 33的壓控比確定的一個增益值；
a ， |3分別為頻差分量和相差分量的增益系數(shù)；
其他參數(shù)參照上述說明，這里不再贅述。
其中圖5所示的微控制器也是本發(fā)明實施例單獨要求保護(hù)的裝置，即本發(fā)明這里 也要求保護(hù)具有上述處理功能的MCU。 D/A轉(zhuǎn)換器32，用于根據(jù)上述MCU 31計算得到的頻率調(diào)整量R[n]，確定出對應(yīng)的 電壓值；高穩(wěn)晶振0CX0 33，用于根據(jù)D/A轉(zhuǎn)換器32確定的電壓值，調(diào)整自身的頻率，并將 調(diào)整后的頻率作為同步頻率f輸出，以及將調(diào)整后的頻率發(fā)送給DP83640芯片30內(nèi)的本地 時鐘302，以驅(qū)動本地時鐘302按照接收到的頻率來記錄后續(xù)的時刻；時間恢復(fù)裝置34，用 于根據(jù)OCXO 33調(diào)整后的頻率進(jìn)行本地時間恢復(fù)，并將恢復(fù)后的時間t作為同步時間輸出。
通過上述系統(tǒng)的工作過程可以看出，MCU 31在計算出每個消息交互周期內(nèi)本地時 鐘相對主時鐘的時間偏差值off set后，將該offset經(jīng)過鎖相環(huán)濾波算法進(jìn)行濾波處理后， 根據(jù)最終處理得到的頻率調(diào)整量通過控制D/A轉(zhuǎn)換器32的輸出來控制OCXO 33的輸出頻 率。如果本地時鐘超前主時鐘的offset值時，通過計算會控制D/A轉(zhuǎn)換器32的輸出使0CX0 33的輸出頻率值變小，這樣DP83640芯片30內(nèi)的本地時鐘302就會變慢，從而逐漸的逼近 主時鐘，以達(dá)到同步的目的。反之，如果本地時鐘302滯后主時鐘，通過計算會控制D/A轉(zhuǎn) 換器32的輸出使0CX0 33的輸出頻率值變小，這樣DP83640芯片30內(nèi)的本地時鐘302就 會變快，從而逐漸的逼近主時鐘，以達(dá)到同步的目的。 具體地，如圖6所示，為本發(fā)明實施例中微控制器MCU根據(jù)DP83640芯片上報的時 刻信息和相關(guān)消息中承載的時刻信息，確定頻率調(diào)整量的處理流程圖，其中這里將MCU根 據(jù)DP83640芯片在第n次消息交互周期內(nèi)上報的時刻信息和相關(guān)消息中承載的時刻信息計 算出的時間偏差值記為Offset [n] ，n具體指得到時間偏差值Offset的次數(shù)，具體處理過程 如下 步驟610，MCU可以但不限于基于下述方式計算相鄰兩次消息交互周期內(nèi)(例如第 (n-l)次和第n次)，本地時鐘與主時鐘之間的時間偏差值Offset[n-l]和0ffset[n]:
Offset[n-l] = ((t2-tl)-(t4-t3))/2 ; 該式中的t2、 t3分別為DP83640芯片在上次消息交互周期內(nèi)上報的時刻；tl為 DP83640芯片在上次消息交互周期內(nèi)上報的FollOW_Up消息中承載的時刻；t4為DP83640 芯片在上次消息交互周期內(nèi)上報的Delay—Resp消息中承載的時刻；
Offset[n] = ((t2-tl)-(t4-t3))/2 ; 該式中的t2、 t3分別為DP83640芯片在本次消息交互周期內(nèi)上報的時刻；tl為 DP83640芯片在本次消息交互周期內(nèi)上報的FollOW_Up消息中承載的時刻；t4為DP83640 芯片在本次消息交互周期內(nèi)上報的Delay—Resp消息中承載的時刻。 步驟620，MCU根據(jù)相鄰兩個消息交互周期內(nèi)分別得到的時間偏差值Offset[n-l] 和Offset[n]，可以但不限于基于下述方式計算每次消息交互周期內(nèi)本地時鐘和主時鐘之 間的頻率差A(yù)f : A f = (offset [n] -offset [n_l]) /At; 該式中A t為得到offset [n-1]的時刻與得到offset [n]的時刻之間的時間差。
步驟630， MCU根據(jù)上述計算得到的在每次消息交互周期內(nèi)本地時鐘和主時鐘之 間的時間偏移值offset[n]和頻率差A(yù)f，可以但不限于基于下述方式計算每個消息交互 周期內(nèi)本地時鐘相對主時鐘的頻率調(diào)整量R[n]:
R[n] = AX (a X Af+P X off set [n] / A t);
該式中A為一個根據(jù)D/A轉(zhuǎn)換器與0CX0的壓控比確定的增益值；a ， P分別為頻 差分量和相差分量的增益系數(shù)。 上述所給出的MCU計算時間偏移值offset、計算頻率差A(yù) f和計算頻率調(diào)整量 R[n]的計算方式僅是以實現(xiàn)本發(fā)明目的的實施例給出的，當(dāng)然為達(dá)到本發(fā)明的目的，也可 以以其他計算方式來計算上述的各個數(shù)值。 如果采用現(xiàn)有技術(shù)的基于IEEE1588協(xié)議來實現(xiàn)基站同步的方案，由于后級鎖相 環(huán)是根據(jù)前級輸出的PPS來鑒相的，所以每秒鐘只能鑒相一次，對OCXO的控制也只能每Is 進(jìn)行控制一次。而采用本發(fā)明實施提出的基于IEEE1588協(xié)議來實現(xiàn)基站同步的方案，鑒相 值由DP83640芯片上報的時間信息計算得到，也就是DP83640與MCU之間傳遞的IEEE1588 協(xié)議消息周期決定了鑒相的頻度， 一般而言DP83640與MCU之間傳遞的IEEE1588協(xié)議消息 的周期可以達(dá)到lOOms，這就意味著每秒鐘MCU可以計算出IO次本地時鐘與主時鐘的相差， 從而達(dá)到了每秒鑒相10次的效果。所以采用本發(fā)明實施例方案，可以對OCXO進(jìn)行每秒10 次以上的頻率控制。由于基站設(shè)備從啟動到時間和頻率達(dá)到同步狀態(tài)，需要鎖相環(huán)工作一 段時間，這樣由于本實施例提高了對OCXO的控制頻度，因此可以更快的到達(dá)入鎖狀態(tài)。而 基站設(shè)備的初始化時間包括進(jìn)入同步狀態(tài)之前的時間，因此提高入鎖時間也就相應(yīng)提高了 基站設(shè)備的初始化時間。 顯然，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以對本發(fā)明進(jìn)行各種改動和變型而不脫離本發(fā)明的精 神和范圍。這樣，倘若本發(fā)明的這些修改和變型屬于本發(fā)明權(quán)利要求及其等同技術(shù)的范圍 之內(nèi)，則本發(fā)明也意圖包含這些改動和變型在內(nèi)。
權(quán)利要求
一種基站同步系統(tǒng)，其特征在于，包括以太網(wǎng)物理層設(shè)備，用于在每個消息交互周期內(nèi)，基于本地時鐘記錄與主時鐘交互消息的時刻，以及接收主時鐘發(fā)來的承載有主時鐘與自身交互消息的時刻的消息；微控制器，用于根據(jù)以太網(wǎng)物理層設(shè)備記錄的時刻，以及以太網(wǎng)物理層設(shè)備接收到的消息中承載的時刻，計算每個消息交互周期內(nèi)本地時鐘和主時鐘之間的頻率調(diào)整量；電壓值確定裝置，用于根據(jù)微控制器計算得到的頻率調(diào)整量，確定對應(yīng)的電壓值；晶振，用于根據(jù)電壓值確定裝置確定的電壓值，調(diào)整自身的頻率，并將調(diào)整后的頻率作為同步頻率輸出，以及將調(diào)整后的頻率發(fā)送給所述本地時鐘，驅(qū)動本地時鐘按照接收到的頻率來記錄后續(xù)的時刻；時間恢復(fù)裝置，用于根據(jù)晶振調(diào)整后的頻率進(jìn)行時間恢復(fù)，并將恢復(fù)后的時間作為同步時間輸出。
2. 如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述以太網(wǎng)物理層設(shè)備具體包括 第一記錄單元，用于在每個消息交互周期內(nèi)，基于該設(shè)備內(nèi)部的本地時鐘記錄該設(shè)備接收到主時鐘發(fā)送的同步消息的第一時刻，以及第二記錄單元，用于在每個消息交互周期內(nèi)，基于該設(shè)備內(nèi)部的本地時鐘記錄該設(shè)備 向主時鐘發(fā)送延時請求消息的第二時刻；消息接收單元，用于接收主時鐘發(fā)來的同步跟隨消息和延時響應(yīng)消息，所述同步跟隨 消息中承載有主時鐘發(fā)送所述同步消息的第三時刻，所述延時響應(yīng)消息中承載有主時鐘接 收到所述延時請求消息的第四時刻。
3. 如權(quán)利要求1或2所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述以太網(wǎng)物理層設(shè)備為基于 IEEE1588協(xié)議的DP83640芯片。
4. 如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述電壓值確定裝置為數(shù)字/模擬轉(zhuǎn)換器。
5. —種微控制器，其特征在于，包括時間偏差值確定單元，用于根據(jù)以太網(wǎng)物理層設(shè)備記錄的第一時刻和第二時刻，以及 以太網(wǎng)物理層設(shè)備接收到的同步跟隨消息中承載的第三時刻和延時響應(yīng)消息中承載的第 四時刻，計算每個消息交互周期內(nèi)本地時鐘和主時鐘之間的時間偏差值；頻率差確定單元，用于根據(jù)時間偏差值確定單元計算得到的在每個消息交互周期內(nèi)本 地時鐘和主時鐘之間的時間偏差值，計算每個消息交互周期內(nèi)本地時鐘和主時鐘之間的頻 率差；頻率調(diào)整量確定單元，用于根據(jù)時間偏差值確定單元計算得到的在每個消息交互周期 內(nèi)本地時鐘和主時鐘之間的時間偏差值，和頻率差確定單元計算得到的在每個消息交互周 期內(nèi)本地時鐘和主時鐘之間的頻率差，計算每個消息交互周期內(nèi)本地時鐘相對主時鐘的頻率調(diào)整量。
6. 如權(quán)利要求5所述的微控制器，其特征在于，所述時間偏差值確定單元基于Offset =((t2-tl)-(t4-t3))/2計算每個消息交互周期內(nèi)本地時鐘和主時鐘之間的時間偏差值， 其中Offset為每個消息交互周期內(nèi)本地時鐘和主時鐘之間的時間偏差值，t2、t3分別為以 太網(wǎng)物理層設(shè)備記錄的第一時刻和第二時刻，tl為以太網(wǎng)物理層設(shè)備接收到的同步跟隨消 息中承載的第三時刻，t4為以太網(wǎng)物理層設(shè)備接收到的延時響應(yīng)消息中承載的第四時刻。
7. 如權(quán)利要求5所述的微控制器，其特征在于，所述頻率差確定單元基于Af =(offset [n] -offset [n-1 ]) / A t計算每個消息交互周期內(nèi)本地時鐘和主時鐘之間的頻 率差，其中Af為每個消息交互周期內(nèi)本地時鐘和主時鐘之間的頻率差，offset[n-l]、 offset[n]分別為相鄰兩個消息交互周期內(nèi)得到的本地時鐘和主時鐘之間的時間偏差值， A t為得到offset [n-1]的時刻和得到off set [n]的時刻之間的時間差。
8. 如權(quán)利要求5所述的微控制器，其特征在于，所述頻率調(diào)整量確定單元基于R[n]= AX (a X Af+|3 X offset [n]/At)計算每個消息交互周期內(nèi)本地時鐘相對主時鐘的頻率 調(diào)整量，其中R[n]為每個消息交互周期內(nèi)本地時鐘相對主時鐘的頻率調(diào)整量，A為根據(jù)電 壓值確定裝置與晶振的壓控比確定的一個增益值，a ， |3分別為頻差分量和相差分量的增 益系數(shù)，Af為每個消息交互周期內(nèi)本地時鐘和主時鐘之間的頻率差，offset[n]為每個消 息交互周期內(nèi)本地時鐘和主時鐘之間的時間偏差值，At為得到相鄰兩個消息交互周期內(nèi) 本地時鐘和主時鐘之間的時間偏差值的時間差。
9. 一種頻率調(diào)整量的確定方法，其特征在于，包括根據(jù)基于本地時鐘記錄的第一時刻和第二時刻，以及同步跟隨消息中承載的第三時刻 和延時響應(yīng)消息中承載的第四時刻，計算每個消息交互周期內(nèi)本地時鐘和主時鐘之間的時 間偏差值；根據(jù)計算得到的在每個消息交互周期內(nèi)本地時鐘和主時鐘之間的時間偏差值，計算每 個消息交互周期內(nèi)本地時鐘和主時鐘之間的頻率差；根據(jù)計算得到的在每個消息交互周期內(nèi)本地時鐘和主時鐘之間的時間偏差值，和計算 得到的在每個消息交互周期內(nèi)本地時鐘和主時鐘之間的頻率差，計算每個消息交互周期內(nèi) 本地時鐘相對主時鐘的頻率調(diào)整量。
10. 如權(quán)利要求9所述的方法，其特征在于，基于下述方式計算每個消息交互周期內(nèi)本 地時鐘和主時鐘之間的時間偏差值Offset = ((t2-tl)-(t4-t3))/2 ;其中Offset為每個消息交互周期內(nèi)本地時鐘和主時鐘之間的時間偏差值； t2、t3分別為基于本地時鐘記錄的第一時刻和第二時刻； tl為同步跟隨消息中承載的第三時刻； t4為延時響應(yīng)消息中承載的第四時刻。
11. 如權(quán)利要求9所述的方法，其特征在于，基于下述方式計算每個消息交互周期內(nèi)本地時鐘和主時鐘之間的頻率差A(yù) f = (offset [n] -offset [n_l]) /At;其中Af為每個消息交互周期內(nèi)本地時鐘和主時鐘之間的頻率差； offset [n-1] 、offset[n]分別為相鄰兩個消息交互周期內(nèi)得到的本地時鐘和主時鐘之 間的時間偏差值；At為得到offset [n-1]的時刻和得到off set [n]的時刻之間的時間差。
12. 如權(quán)利要求9所述的方法，其特征在于，基于下述方式計算每個消息交互周期內(nèi)本 地時鐘相對主時鐘的頻率調(diào)整量R[n] = AX (a X Af+P X off set [n] / A t);其中R[n]為每個消息交互周期內(nèi)本地時鐘相對主時鐘的頻率調(diào)整量； A為一個增益值；a ， 13分別為頻差分量和相差分量的增益系數(shù)；Af為每個消息交互周期內(nèi)本地時鐘和主時鐘之間的頻率差；offset [n]為每個消息交互周期內(nèi)本地時鐘和主時鐘之間的時間偏差值；At為得到相鄰兩個消息交互周期內(nèi)本地時鐘和主時鐘之間的時間偏差值的時間差。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種基站同步系統(tǒng)及方法和對應(yīng)裝置，其中系統(tǒng)包括以太網(wǎng)物理層設(shè)備，在消息交互周期內(nèi)，基于本地時鐘記錄與主時鐘交互消息的時刻，及接收主時鐘發(fā)來的承載有主時鐘與自身交互消息的時刻的消息；微控制器，根據(jù)記錄的時刻，以及接收消息中承載的時刻，計算本地時鐘和主時鐘之間的頻率調(diào)整量；電壓值確定裝置，根據(jù)計算得到的頻率調(diào)整量，確定對應(yīng)的電壓值；晶振，根據(jù)確定的電壓值，調(diào)整自身的頻率，并將調(diào)整后的頻率作為同步頻率輸出，及使用調(diào)整后的頻率驅(qū)動本地時鐘按照該頻率來記錄后續(xù)時刻；時間恢復(fù)裝置，根據(jù)調(diào)整后的頻率進(jìn)行時間恢復(fù)，并將恢復(fù)后的時間作為同步時間輸出。
文檔編號H04B7/26GK101778468SQ20091007658
公開日2010年7月14日 申請日期2009年1月9日 優(yōu)先權(quán)日2009年1月9日
發(fā)明者張連棟, 翟宇坤, 高峰 申請人:大唐移動通信設(shè)備有限公司