全球定位系统锁定失效判定及同步保持的方法及装置

摘要

本发明公开了一种全球定位系统GPS锁定失效判定及同步保持的方法，预先将各个基站通过X2口进行连接，形成GPS时钟网络，则所述方法包括：每个GPS站点按周期或者按需要给所有GPS邻区站点发送测试帧；对于每个GPS站点，通过测试帧的发送时间、接收时间以及测试响应帧的到达时间，判断该GPS站点是否与每个GPS邻区站点同步；判断是否有一半以上的GPS邻区站点与该GPS站点都同步：如果是，则判定GPS站点为锁定站点，否则判定该GPS站点为失锁站点；本发明可以在可以在TDD LTE无线通信中判定基站是否真正锁定GPS，或者在某些GPS站点出现问题后保持基站不退服。

说明书

技术领域

本发明涉及通信技术领域，尤其涉及一种全球定位系统锁定失效判定及同 步保持的方法及装置。

背景技术

TDD(Time Division Duplexing，时分双工)LTE(Long Term Evolution， 长期演进)是一种无线通信系统，在该系统中，同步是一个非常重要的步骤， 没有同步，TDD LTE就根本无法组网，没有同步，会带来各个小区的严重的相 互干扰，导致切换失败，流量下降等等问题，也就是说，同步是TDD LTE系统 的一个重要的技术基础。

在实际中，会发现GPS(全球定位系统)的锁定情况并不能从网管后台完 全准确的反馈出来，有时候GPS处在一个开路的状态，或者连接并不完全好的 情况下，设备也能锁定GPS，后台网管没有GPS告警显示，但实际上该GPS连 接基站是有比较严重的定时偏差。另外一种情况就是当GPS频点存在干扰情况， 导致部分站点的GPS信号出现波动，也会导致这些站点并不完全和其它站点同 步。

由于GPS设置一般安装在室外，受各种条件的影响，安装，干扰，老化等 众多因素影响，有一定的故障概率，且由于站点众多大大增加故障发生概率。

对于这种GPS本身出现的问题，站点自己有可能无法判断，一旦出现这种 现象，那么后台网管由于没有告警指示，基本上是一个盲状态，如何从几千个 站中把这个有问题的站找出来呢？另外后台网管即便有告警指示，在没有解决 GPS同步问题之前，对于GPS出现问题的基站，如何能让其保持同其它基站的 同步，不影响整个网络的性能呢？目前，对于这两个问题尚未有很好的解决办 法。

发明内容

鉴于上述的分析，本发明旨在提供一种全球定位系统锁定失效判定及同步 保持的方法及装置，用以解决现有技术中存在的不能判断基站是否真正锁定 GPS站点以及在GPS出现问题后可能会退服的的问题。

本发明的目的主要是通过以下技术方案实现的：

本发明提供了一种全球定位系统GPS锁定失效判定及同步保持的方法，预 先将各个基站通过X2口进行连接，形成GPS时钟网络，则所述方法包括：

每个GPS站点按周期或者按需要给所有GPS邻区站点发送测试帧；

对于每个GPS站点，通过测试帧的发送时间、接收时间以及测试响应帧的 到达时间，判断该GPS站点是否与每个GPS邻区站点同步；

判断是否有一半以上的GPS邻区站点与该GPS站点都同步：如果是，则判 定该GPS站点为锁定站点，否则判定该GPS站点为失锁站点。

进一步地，对于与该GPS不同步的GPS邻区站点，进一步判断该GPS邻 区站点是否与它的GPS邻区站点同步，以确定该GPS邻区站点是否为失锁站点。

进一步地，还包括：

对于一个失锁站点，通过GPS邻区站点或者预定GPS令牌站点提供的时间 戳来判定自己时钟的漂移情况。具体包括：根据该GPS站点的发送时间、GPS 邻区站点或预定GPS令牌站点反馈测试响应帧的达到时间，计算得到GPS邻区 站点或预定GPS令牌站点的理论接收时间；

计算GPS邻区站点的理论接收时间和实际接收时间的差，或者，预定GPS 令牌站点的理论接收时间和实际接收时间的差，得到该GPS站点和GPS邻区站 点或和预定GPS令牌站点的的时钟差；

根据该时钟差对该失锁站点的时间进行校正，与GPS邻区站点或预定GPS 令牌站点达到同步。

进一步地，判断GPS站点与每个GPS邻区站点是否同步具体包括：

对于每次发送测试帧，根据该GPS站点的发送时间、该GPS邻区站定反馈 测试响应帧的达到时间，计算得到该GPS邻区站点的理论接收时间；

计算该GPS邻区站点的理论接收时间和实际接收时间的差，得到该GPS站 点与该GPS邻区站点的时钟差；

当该时钟差连续多次大于预定阀值时，判定该GPS站点与该GPS邻区站点 不同步。

进一步地，还包括：

如果恰好有一半的GPS邻区站点与该GPS站点都同步，则进一步判断预定 预定GPS令牌站点是否与该GPS站点同步，如果是，则判定GPS站点为锁定 站点，否则判定该GPS站点为失锁站点。

本发明还提供了一种全球定位系统GPS锁定失效判定及同步保持的系统， 预先将各个基站通过X2口进行连接，形成GPS时钟网络，则所述系统包括： 测试发起模块以及测试判断模块，其中，

发起模块，用于触发每个GPS站点按周期或者按需要给所有GPS邻区站点 发送测试帧；

测试判断模块，用于对于每个GPS站点，通过测试帧的发送时间、接收时 间以及测试响应帧的到达时间，判断该GPS站点是否与每个GPS邻区站点同步； 以及判断是否有一半以上的GPS邻区站点与该GPS站点都同步：如果是，则判 定该GPS站点为锁定站点，否则判定该GPS站点为失锁站点。

进一步地，所述测试判断模块还用于， 对于与该GPS不同步的GPS邻区站点，进一步判断该GPS邻区站点是否与它 的GPS邻区站点同步，以确定该GPS邻区站点是否为失锁站点。

进一步地，所述测试判断模块还用于，对于一个失锁站点，通过GPS邻区 站点或者预定GPS令牌站点提供的时间戳来判定自己时钟的漂移情况。

本发明有益效果如下：

本发明可以解决在TDD LTE无线通信中如何判断GPS是否真正处于锁定 状态，以及在某些GPS出现问题后如何保持基站不退服的问题。

本发明的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分的从说明 书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可 通过在所写的说明书、权利要求书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获 得。

附图说明

图1为本发明实施例所述方法的流程示意图；

图2为本发明实施例所述系统的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图来具体描述本发明的优选实施例，其中，附图构成本申请一 部分，并与本发明的实施例一起用于阐释本发明的原理。为了清楚和简化目的， 当其可能使本发明的主题模糊不清时，将省略本文所描述的器件中已知功能和 结构的详细具体说明。

由于现有LTE的结构设计成为一个扁平式的网络，每个eNodeB(演进型 Node B，LTE中基站的名称)直接通过X2口接口相连，邻区之间又有X2口的 切换，必须要保持X2的同步。本发明实施例需要将各个eNodeB通过X2口进 行连接，根据X2网络形成一个多GPS的时钟网络。

首先，结合附图1对本发明实施例所述方法进行详细说明。

如图1所示，图1为本发明实施例所述方法的流程示意图，具体可以包括 如下步骤：

步骤101：为了便于实施，首先设定一个同步站点集和一个失步站点集，其 中，同步站点集用于记录正常的锁定站点，失步站点集用于记录失锁站点；并 且，同步站点集初始状态可以是将所有GPS站点都加进去，并假定这些GPS站 定都为锁定站点，后续判断过程中再逐步淘汰不是真正锁定的站点即失锁站点， 将失锁站点加入到失步站点集中；同步站点集初始状态也可以是一个GPS站点 也没有加入，后续判断过程中逐步加入正常锁定的站点；还可以是先挑选几个 正常锁定的GPS站点加入到同步站点集中，然后再后续判断过程中不断的加入 其他正常锁定的GPS站点；本发明实施例中采用最后一种方式来设定同步站点 集的初始状态，挑选3个正常锁定的站点并将其加入到同步站点集中；

步骤102：作为本发明的一个优选实施例，从同步站点集中随机选择一个 GPS站点作为GPS令牌站点；当然也可以省略该步骤，即根据所有GPS邻区站 点进行同步测试；

步骤103：每个GPS站点(包括初始加入同步站点集的以及没有加入的) 分别按周期或者按需要来向自己的所有GPS邻区站点以及GPS令牌站点发送测 试帧；

步骤104：根据以太网发送镜像关系，GPS站点可以通过时间戳来以同步判 断来判断该GPS站点是否与GPS邻区站点同步？如果不同步，执行步骤105， 否则执行步骤106；

判断GPS站点与每个GPS邻区站点是否同步的过程具体包括：以某一个 GPS站点发送测试帧为例(假定GPS站点A)，如果设定GPS站点A的发送时 间为T1，GPS邻区站点B的接收时间为T2，GPS邻区站点B反馈测试响应帧 的到达时间T3(即测试响应帧到达GPS站点A的时间)，理论上GPS邻区站点 B的接收时间为T2’，理论接收时间与实际接收的时钟差为Δt，则T2’＝ T1+(T1-T3)/2，Δt＝|T2-T2’|；如果Δt连续n次(例如3次)大于预定阀值T， 则认为该GPS邻区站点出现失锁，即该GPS邻区站点与GPS站点A不同步， 反之，该GPS邻区站点与GPS站点A同步；对于GPS站点A与其他GPS邻区 站点以及GPS令牌是否同步的判断，与前面例子过程相同；

其中，同步判断原则为：少数服从多数原则，即，如果有一半以上GPS邻 区站点与该GPS站点都同步，则可以判定该GPS站点同步，即认为该GPS站 点是锁定站点并将其加入到同步站点集中，否则，判定该GPS站点为失锁站点 并将其加入到失步站点集中。对于恰好有一半以上的GPS邻区站点与该GPS站 点同步的情况，这时候还需要判断该GPS令牌站点是否与该GPS站点也同步， 如果是，则可以判定该GPS站点同步，即认为该GPS站点是锁定站点并将其加 入到同步站点集中，否则，判定该GPS站点为失锁站点并将其加入到失步站点 集中。

步骤105：如果该GPS站点原来属于同步站点集，则将该GPS站点从同步 站点集中去掉，放入到失步站点集，并且其状态改为依靠其他GPS邻区站点或 者GPS令牌站点同步，如果该GPS站点没有在同步站点集中，则直接将该GPS 站点放入失步站点集；将该GPS站点放入失步站点集后执行步骤108，即当该 GPS站点恢复后(偏差小于预定阀值后)，从失步站点集回归到同步站点集；

需要说明的是，对于放入失步站点集的GPS站点，即失锁站点，可以通过 GPS邻区站点或者预定GPS令牌站点提供的时间戳来判定自己时钟的漂移情 况，使之在失锁状态下也可以同步；具体包括：根据该GPS站点的发送时间、 GPS邻区站点或预定GPS令牌站点反馈测试响应帧的达到时间，计算得到GPS 邻区站点或预定GPS令牌站点的理论接收时间；然后计算GPS邻区站点或预定 GPS令牌站点的理论接收时间和GPS邻区站点或预定GPS令牌站点的实际接收 时间的差，得到该GPS站点和GPS邻区站点或预定GPS令牌站点的的时钟差 (时钟差计算参见步骤104)；进而根据该时钟差对该失锁站点的时间进行校正， 使之在失锁状态下与GPS邻区站点或预定GPS令牌站点达到同步。

步骤106：对于与该GPS站点不同步的GPS邻区站点(例如GPS站点B)， 确认GPS站点B是否跟它的GPS邻区站点同步，如果是，执行步骤107；否则 执行步骤108；

步骤107：将GPS站点B加入到同步站点集中；

步骤108：重新发起同步测试，即转到步骤104。

接下来结合附图2对本发明实施例所述装置进行详细说明。

如图2所示，图2为本发明实施例所述装置的结构示意图，具体可以包括： 测试发起模块以及测试判断模块，其中，

(一)发起模块，用于触发每个GPS站点按周期或者按需要给所有GPS邻 区站点发送测试帧；

(二)测试判断模块，用于对于每个GPS站点，通过测试帧的发送时间、 接收时间以及测试响应帧的到达时间，判断该GPS站点是否与每个GPS邻区站 点同步；以及判断是否有一半以上的GPS邻区站点与该GPS站点都同步：如果 是，则判定GPS站点为锁定站点，否则判定该GPS站点为失锁站点。

其中，判断GPS站点与每个GPS邻区站点是否同步的过程具体包括：以某 一个GPS站点发送测试帧为例(假定GPS站点A)，如果设定GPS站点A的发 送时间为T1，GPS邻区站点B的接收时间为T2，GPS邻区站点B反馈测试响 应帧的到达时间T3(即测试响应帧到达GPS站点A的时间)，理论上GPS邻区 站点B的接收时间为T2’，理论接收时间与实际接收的时钟差为Δt，则T2’＝ T1+(T1-T3)/2，Δt＝|T2-T2’|；如果Δt连续n次(例如3次)大于预定阀值T， 则认为该GPS邻区站点出现失锁，即该GPS邻区站点与GPS站点A不同步， 反之，该GPS邻区站点与GPS站点A同步；对于GPS站点A与其他GPS邻区 站点以及GPS令牌是否同步的判断，与前面例子过程相同；

其中，同步判断原则为：少数服从多数原则，即，如果有一半以上GPS邻 区站点与该GPS站点都同步，则可以判定该GPS站点同步，即认为该GPS站 点是锁定站点并将其加入到同步站点集中，否则，判定该GPS站点为失锁站点 并将其加入到失步站点集中。对于恰好有一半以上的GPS邻区站点与该GPS站 点同步的情况，这时候还需要判断该GPS令牌站点是否与该GPS站点也同步， 如果是，则可以判定该GPS站点同步，即认为该GPS站点是锁定站点并将其加 入到同步站点集中，否则，判定该GPS站点为失锁站点并将其加入到失步站点 集中。

对于与该GPS不同步的GPS邻区站点，测试判断模块要进一步判断该GPS 邻区站点是否与它的GPS邻区站点同步，以确定该GPS邻区站点是否为失锁站 点。

对于一个失锁站点，测试判断模块还要通过GPS邻区站点或者预定GPS令 牌站点提供的时间戳来判定自己时钟的漂移情况，即根据该GPS站点的发送时 间、GPS邻区站点或预定GPS令牌站点反馈测试响应帧的达到时间，计算得到 GPS邻区站点或预定GPS令牌站点的理论接收时间；然后计算GPS邻区站点或 预定GPS令牌站点的理论接收时间和GPS邻区站点或预定GPS令牌站点的实 际接收时间的差，得到该GPS站点和GPS邻区站点或预定GPS令牌站点的的 时钟差；进而根据该时钟差对该失锁站点的时间进行校正，使之在失锁状态下 与GPS邻区站点或预定GPS令牌站点达到同步。。

对于本发明实施例所述系统的具体实现过程，由于上述方法中已有详细说 明故此处不再赘述。

综上所述，本发明实施例提供了一种全球定位系统锁定失效判定及同步保 持的方法及装置，利用了LTE中X2的扁平化网络的特性形成了GPS时钟资源 池；每个GPS站点通过测试帧的发送时间、接收时间以及测试响应帧的到达时 间，判断该GPS站点是否与GPS邻区站点同步，即GPS是否真处于锁定状态； 如果在GPS站点处于失锁状态，也就是基站没有正确锁定GPS，通过利用GPS 邻区站点或者GPS令牌站点提供的时间戳来进行同步保持，达到不退服的目的。 在某些GPS站点安装密集地方，还可以起到对某些未安装GSP的站点进行同步 的功能。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局 限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易 想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护 范围应该以权利要求书的保护范围为准。