[发明专利]基站同步的方法和设备

说明书

技术领域

本发明涉及无线通信领域，尤其涉及一种基站同步的方法和设备。

背景技术

为了满足用户日益增长的数据业务需求，一种基于长期演进（Long Term Evolve，LTE）系统的基站本地IP接入系统应运而生。基站本地IP接入系统通过构建本地无线网络，由基站（Access Point，又称为接入点基站）设备为用户提供网络覆盖和无线接入服务。由于基站本地IP接入系统采用了扁平化的网络架构，它能够简单而低成本地实现用户设备（User Equipment，UE）对外部网络的访问，如图1所示。这种架构是完全基于接入网的架构，取消了LTE系统的核心网，简化了数据传输路径和网络复杂度。这种基站本地IP接入架构又称为LTE-Hi系统。

基站本地IP接入系统基于时分同步码分多址－长期演进（TD-SCDMA Long Term Evolution，TD-LTE）技术，沿袭了TD-LTE系统对于基站间同步的要求。这是因为在上下行采用相同频点的时分双工（TDD Time Division Duplex，TDD）系统中，如果各基站间不同步，相邻小区终端发送的上行传输会给本小区下行传输接收带来干扰，只有严格的同步才能避免严重的干扰。

与基站本地IP接入系统较为相似的是LTE Femto，即LTE家庭基站（Home eNodeB，HeNB）。

LTE家庭基站主要采用以下三种同步技术：

第一、全球定位系统（Global Positioning Systems，GPS）；

如果HeNB安装了GPS接收机，能够获得GPS卫星同步信号，GPS就能够为其提供精准的同步授时（100ns），然而GPS的使用受限于环境，尤其是在室内环境几乎无法工作，而且成本较高。

第二、电气和电子工程师学会（IEEE Institute of Electrical and Electronics Engineers，IEEE）1588v2；

在良好的回程链路网络支撑下（可以是运营商铺设的光纤以太网），1588v2也能够提供微秒级的同步精度，但是并不是所有的场景下都会有高质量的回程链路支持，而且电缆和x数字用户线路（X digital subscriber line，XDSL）也都存在着时延不稳定的问题，会对同步精度产生较大影响。

第三、网络监听；

网络监听方案可以在GPS和1588v2方案无法使用的条件下工作，因此对于TD-LTE HeNB来说这是一种必不可少的同步机制。网络监听机制指的是通过接收已经同步的网络节点（同步源）的信号来获取同步的方法。HeNB启动后但没有获得同步之前是严禁发射的，HeNB必须先通过监听已同步节点的信号进行网络同步之后才能进行正常发射，而且后续还要对同步进行周期性的维护。对于HeNB，其同步源可以选择已经同步的宏基站（MeNB），HeNB通过接收MeNB的同步信号或者参考符号来获得定时，如图2a所示。但是当宏小区网络覆盖不理想，或者HeNB位于建筑物深处时，获取宏基站的同步信号会受到一定的影响，此时HeNB的同步可以通过多跳的方式来实现，即通过和已经同步的HeNB进行同步，如图2b所示。

对于多跳同步，需要引入同步层的的概念，同步层可以定义为需要同步的HeNB与GPS源之间经过的跳数，某个HeNB的同步层等级比其获得同步的上一级源大1。例如，图2a和图2b中的MeNB的同步层等级为0，HeNB1的同步层等级为1，HeNB2的同步层等级为2。

3GPP讨论了以下三种网络监听机制：

第一，基于主同步信号（Primary Synchronized Signal，PSS）/辅同步信号（Secondary Synchronization Signal，SSS）的监听。这种机制下HeNB是通过接收同步节点的PSS/SSS进行同步的，静默期间跟踪HeNB的PSS/SSS不能进行正常发射。

第二，基于多媒体广播多播业务单频网络（Multimedia Broadcast multicast service Single Frequency Network，MBSFN）子帧的监听。HeNB通过把静默子帧声明为MBSFN子帧，UE则在接收时忽略该子帧。该方法对于单跳和多跳同步机制都适用，在多跳情况下，每一层的HeNB都可以以一定的周期将某些子帧声明为MBSFN子帧，不同层的HeNB声明的MBSFN子帧位置是不同的。受限于最大MBSFN子帧配置，最大支持4跳。