一種個人便攜電話系統中全球定位系統基站的同步方式的製作方法
2023-10-04 03:10:04
專利名稱：一種個人便攜電話系統中全球定位系統基站的同步方式的製作方法
技術領域：
本發明涉及在無線通信領域使用TDMA(時分復用)、TDD(時分雙工)工作模式的數字通信系統，主要涉及PHS(個人便攜電話系統)系統中全網GPS(全球定位系統)基站的同步方式。更具體的說，本發明涉及一種通過改進GPS基站的同步方式，從而提高整個PHS網絡中基站同步等級和同步質量的方法。
背景技術：
目前，PHS系統已不僅僅是固定電話的無線延伸，而成為了一種與GSM、CDMA相抗衡的無線移動通信系統，面對目前激增用戶數量，運營商對設備供應商提出了更高的網絡質量和服務質量要求，而由於PHS網絡的體制，必須要求PHS網絡的空中同步達到要求，否則全網將產生大量的無線幹擾，致使呼通率和通話質量大大下降。因此全網的同步狀態是網絡營運商對網絡考核的一項重要指標，而目前PHS網絡的該項指標隨著容量的擴充常常惡化，是運營商和設備提供商比較頭痛的問題。
如圖1，PHS作為無線接入方式，採用多載波4ch TDMA/TDD方式。它是在同一頻率下發送和接收交互進行，同時又是時分多址傳送方式。以4時隙發送[TX從CS(基站)向PS(手機)]、4時隙接收(RX從PS向CS)，合計8時隙為1個幀進行周期性發送和接收。如果沒有建立起幀同步，在不同的CS之間會產生時隙幹擾、造成通話有雜音、切換或者難以通話等問題。
如圖2當CS之間的幀同步為非同步時，由於其特殊的時分體制，相互間要受到嚴重幹擾。在這種情況下，時隙利用效率(頻率利用率)大約降低到70％。
如圖3所示，目前PHS系統的同步方法是採用GPS同步技術，將全網的一些帶GPS的基站(以後簡稱GPS基站)作為全網基站同步的基準基站，而GPS基站同時在凌晨2:00與GPS衛星校時，其它基站根據各自的同步等級分別從2:05、3:05、4:05開始隨機與GPS基站進行空中同步修正，見表一。
在一個PHS網絡中，所有基站均進行每天一次的同步校時，為了不發生衝突，將全網的基站分級別，不同時進行同步校時，首先載有GPS的基站先與衛星進行同步，並作為全網的基準，然後一級基站搜索GPS基站信號，選擇RSSI高的與之同步，再下來為二級基站與載有GPS的基或一級基站同步，(優先選擇級別高的在級別相同時選擇RSSI電平高的基站)……以此類推，直到全網基站均進行過同步校時。
表一
PHS基站為了保持幀同步，需要精確度非常高的線路時鐘。但是線路時鐘精確度隨著每套傳輸系統的不同而不同，並且由於線路的瞬間斷開，隨著時間的推移也會發生誤差。如果就這樣長期積累的話，相對的幀同步就會偏移，所以，必須要定期地修正誤差。目前，時鐘誤差修正時間是在1次/1天的呼叫量少的時間段(凌晨2:00)開始自動進行的。
目前應用的PHS網絡的同步方案，在同步校時的流程上初看很合理，仔細分析發現該方案只考慮了其它1到3級同步的基站與GPS基站的同步校時的時刻錯開，而沒有考慮GPS基站與GPS衛星校準時間的流程是否合理。
由於全網的GPS基站同時與GPS衛星進行校準時(2:00開始)，這樣在一個大網中，當GPS基站較多時，或者說在我們的ANU(接入網絡單元)改為(集成基站控制器)後，將有大量的取自同一系統時鐘的GPS基站在2:00完成與衛星校時後進行空中搜索，然後再進行CCH(控制信道)重置，它們與衛星校時只有幾秒，而他們完成整個空中搜索及BCCH(廣播控制信道)重置這一過程要用十多秒，這樣他們在進行空中搜索時會認為同一絕對時隙滿足他們進行CCH信道分配要求，從而佔用同一絕對CCH時隙，由於大家用的是同一控制頻點，這樣這兩個基站便會相互成為幹擾源(同步幹擾)，更為嚴重的是該GPS基站周圍的其它基站要與此GPS基站進行同步，由於GPS基站時隙衝突，便有大量的基站找不到GPS基站(解不出相應的CCH幀)，而只能與其它一或二級同步的基站同步變為二級或三級同步基站，從而使網絡同步質量惡化。
發明內容
本發明要解決的技術方案是對GPS基站的同步流程進行改進，克服目前方案中存在的問題，來改善PHS全網的同步質量，從而提高網絡的整體質量水平。
本發明的技術方案為在預定的同步時間，所有運行正常的GPS基站退出營運，然後1.1所有GPS基站同時與GPS時鐘同步校時；1.2為每個GPS基站的CCH偵測時刻加上一個隨機時延；每個GPS基站按自己的時間進行CCH監視；所述每個基站自己的時間為預定的同步時間加上該基站的隨機時延；1.3每個GPS基站按自己的時間選擇幹擾最小的CCH時隙；1.4每個GPS基站按自己的時間投入營運。
所述每個基站的隨機時延根據它的識別碼確定，更具體地，每個基站的隨機時延根據它的識別碼中的它所在的呼叫區信息和在呼叫區中的序號信息確定。
本發明從影響PHS網絡性能中的諸多矛盾中的主要矛盾——網絡同步入手，考慮到其中的關鍵因素——GPS基站同步流程，可以解決由於PHS網絡不斷擴容後，出現的全網同步性能惡化，基站間互相干擾嚴重的問題。可以使PHS網絡一級同步率從70％左右，提升到了90％以上，大大提高了PHS網絡的整體性能指標。
圖1是PHS系統中基站側空中基本幀結構圖；圖2是幀不同步時CS間互相干擾示意圖；圖3是PHS基站空中幀同步體系示意圖；圖4現有技術中GPS基站同步的流程圖；圖5是本發明改進後的GPS基站同步流程圖。
具體實施例方式本發明的關鍵內容是，錯開各GPS基站的空中搜索時間，根據GPS基站在網絡側的身份是由其CSID唯一確定的特性，即CSID中包含了它所在呼叫區信息和在呼叫區中的序號信息，通過其CSID的差別，不僅將呼叫區內各GPS基站的GPS空中搜索時間錯開一定時間(如15S)，同時又將相鄰呼叫區的GPS基站空中搜索時間錯開(如60秒)，從而保證了GPS基站間的「互相可視」，確保後啟動的GPS基站不會佔用前面GPS基站的CCH空中時隙。
圖4是現有技術中的GPS基站同步流程圖。在現有的GPS基站的同步方案中，由於GPS在同一時刻進行空中CCH搜索監視，由於各個GPS基站之間不知互相的CCH時隙佔用，可能會出現兩個或幾個GPS基站佔用同一個絕對時隙發送CCH(都認為此時隙幹擾最小)，這樣這兩個基站便互相成為了幹擾源，使該兩GPS區域及附近的其它基站在進行空中同步時不能解出相應的GPS基站的CCH幀信息，無法實現一級同步，而變為二級同步，從而影響整個網絡的同步性能。
本發明充分考慮到了這些因素，在現有技術方案的基礎上進行了改進，參考圖5，即本發明的GPS基站同步流程圖。
在預定的同步時間，所有運行正常的GPS基站退出營運。因本發明為每個基站插入一個隨機時延，將現有的GPS基站同步處理時間略為提前。現有技術中，同步基準時間是2:00，本發明的一個實施例將其提前到1:55。在同步時間，所有GPS基站同時與GPS時鐘同步校時；為每個GPS基站的CCH偵測插入一個隨機時延；每個GPS基站按自己的時間進行CCH監視，所述每個基站自己的時間為預定的同步時間加上該基站的隨機時延；每個GPS基站按自己的時間選擇幹擾最小的CCH時隙；每個GPS基站按自己的時間投入營運。在本發明的一個實施例中，使全網GPS基站在同時與GPS衛星校時後，在5分鐘內根據自己的CSID，通過相應的算法依次進行空中搜索，投入運營。
下面描述對每個基站的隨機時延，以及CCH偵測時間的確定。
設GPS基站的同步時間為時刻T0(如01:55)；每個GPS基站的CCH偵測時刻為T0+random wait time(S)上式中，random wait time是每個基站的隨機時延，按以下方式確定random wait time＝60*MOD_M(CSID的10-25位)+(60/N-1)*MOD_N(CSID的27-40位)(秒)式中，CSID的10-25位為PA號，即呼叫區號；CSID的27-40位為該基站在PA內的序號。
對CSID中的相關位分別按M和N取模運算，可以保證GPS基站空中搜索時間錯開，其中相鄰呼叫區間錯60秒，PA內部錯開60/(N-1)S。
由於GPS基站完成一次CCH monitor在13S以下，考慮時鐘誤差2S，同時兼顧為呼叫區擴大留下餘量，一個呼叫區中布放4個GPS基站已相當充足，上述式中M可取5，N也取5，最後得到如下時間函數random wait time＝60S*MOD_5(CSID的10-25位)+15S*MOD_5(CSID的27-40位)。
權利要求
1.一種PHS系統中GPS基站的同步方式，在預定的同步時間，所有運行正常的GPS基站退出營運，然後1.1所有GPS基站同時與GPS時鐘同步校時；1.2為每個GPS基站的CCH偵測時刻加上一個隨機時延；每個GPS基站按自己的時間進行CCH監視；所述每個基站自己的時間為預定的同步時間加上該基站的隨機時延；1.3每個GPS基站按自己的時間選擇幹擾最小的CCH時隙；1.4每個GPS基站按自己的時間投入營運。
2.權利要求1所述的PHS系統中GPS基站的同步方式，其特徵在於，所述每個基站的隨機時延根據它的識別碼確定。
3.權利要求2所述的PHS系統中GPS基站的同步方式，其特徵在於，每個基站的隨機時延根據它的識別碼中的它所在的呼叫區信息和在呼叫區中的序號信息確定。
4.權利要求3所述的PHS系統中GPS基站的同步方式，其特徵在於，每個基站的隨機時延為60*MOD_M(CSID的10-25位)+(60/N-1)*MOD_N(CSID的27-40位)(秒)其中CSID的10-25位PA(呼叫區)號；CSID的27-40位此基站在PA內的序號。
5.權利要求3所述的PHS系統中GPS基站的同步方式，其特徵在於，取M＝5，N＝5。
全文摘要
一種PHS系統中GPS基站的同步方式，在預定的同步時間，所有運行正常的GPS基站退出營運，所有GPS基站同時與GPS時鐘同步校時；為每個GPS基站的CCH偵測時刻加上一個隨機時延；每個GPS基站按自己的時間進行CCH監視；所述每個基站自己的時間為預定的同步時間加上該基站的隨機時延；每個GPS基站按自己的時間選擇幹擾最小的CCH時隙；每個GPS基站按自己的時間投入營運。本發明從網絡同步入手，考慮到其中的關鍵因素GPS基站同步流程，可以解決由於PHS網絡不斷擴容後，出現的全網同步性能惡化，基站間互相干擾嚴重的問題，從而提高PHS網絡的整體性能指標。
文檔編號H04B7/26GK1734974SQ200410041700
公開日2006年2月15日 申請日期2004年8月10日 優先權日2004年8月10日
發明者孟朝華, 楊志鵬, 蘇麗君 申請人:中興通訊股份有限公司