一种个人便携电话系统中全球定位系统基站的同步方式

摘要

一种PHS系统中GPS基站的同步方式，在预定的同步时间，所有运行正常的GPS基站退出营运，所有GPS基站同时与GPS时钟同步校时；为每个GPS基站的CCH侦测时刻加上一个随机时延；每个GPS基站按自己的时间进行CCH监视；所述每个基站自己的时间为预定的同步时间加上该基站的随机时延；每个GPS基站按自己的时间选择干扰最小的CCH时隙；每个GPS基站按自己的时间投入营运。本发明从网络同步入手，考虑到其中的关键因素GPS基站同步流程，可以解决由于PHS网络不断扩容后，出现的全网同步性能恶化，基站间互相干扰严重的问题，从而提高PHS网络的整体性能指标。

说明书

技术领域

本发明涉及在无线通信领域使用TDMA(时分复用)、TDD(时分双工)工作模式的数字通信系统，主要涉及PHS(个人便携电话系统)系统中全网GPS(全球定位系统)基站的同步方式。更具体的说，本发明涉及一种通过改进GPS基站的同步方式，从而提高整个PHS网络中基站同步等级和同步质量的方法。

背景技术：

目前，PHS系统已不仅仅是固定电话的无线延伸，而成为了一种与GSM、CDMA相抗衡的无线移动通信系统，面对目前激增用户数量，运营商对设备供应商提出了更高的网络质量和服务质量要求，而由于PHS网络的体制，必须要求PHS网络的空中同步达到要求，否则全网将产生大量的无线干扰，致使呼通率和通话质量大大下降。因此全网的同步状态是网络营运商对网络考核的一项重要指标，而目前PHS网络的该项指标随着容量的扩充常常恶化，是运营商和设备提供商比较头痛的问题。

如图1，PHS作为无线接入方式，采用多载波4ch TDMA/TDD方式。它是在同一频率下发送和接收交互进行，同时又是时分多址传送方式。以4时隙发送[TX：从CS(基站)向PS(手机)]、4时隙接收(RX：从PS向CS)，合计8时隙为1个帧进行周期性发送和接收。如果没有建立起帧同步，在不同的CS之间会产生时隙干扰、造成通话有杂音、切换或者难以通话等问题。

如图2当CS之间的帧同步为非同步时，由于其特殊的时分体制，相互间要受到严重干扰。在这种情况下，时隙利用效率(频率利用率)大约降低到70％。

如图3所示，目前PHS系统的同步方法是采用GPS同步技术，将全网的一些带GPS的基站(以后简称GPS基站)作为全网基站同步的基准基站，而GPS基站同时在凌晨2:00与GPS卫星校时，其它基站根据各自的同步等级分别从2:05、3:05、4:05开始随机与GPS基站进行空中同步修正，见表一。

在一个PHS网络中，所有基站均进行每天一次的同步校时，为了不发生冲突，将全网的基站分级别，不同时进行同步校时，首先载有GPS的基站先与卫星进行同步，并作为全网的基准，然后一级基站搜索GPS基站信号，选择RSSI高的与之同步，再下来为二级基站与载有GPS的基或一级基站同步，(优先选择级别高的在级别相同时选择RSSI电平高的基站)……以此类推，直到全网基站均进行过同步校时。

表一：

  优先顺  序 GPS同步状态  多数检测出的情况  下优先顺序  补充  同步  状态  *1  同步状  态*2  第1号 载有GPS站  RSSI选择高的基站  1  0  0  第2号 1级站  RSSI选择高的基站  1  0  1  第3号 2级站  RSSI选择高的基站  1  1  0  第4号 3级站  RSSI选择高的基站  1  1  1  第5号 4级站  RSSI选择高的基站  同步次数  在3时，  本站的  CSID作为  GPS异步  站设定  0  1  1  对象外 GPS非同步站  0  0  0

PHS基站为了保持帧同步，需要精确度非常高的线路时钟。但是线路时钟精确度随着每套传输系统的不同而不同，并且由于线路的瞬间断开，随着时间的推移也会发生误差。如果就这样长期积累的话，相对的帧同步就会偏移，所以，必须要定期地修正误差。目前，时钟误差修正时间是在1次/1天的呼叫量少的时间段(凌晨2:00)开始自动进行的。

目前应用的PHS网络的同步方案，在同步校时的流程上初看很合理，仔细分析发现该方案只考虑了其它1到3级同步的基站与GPS基站的同步校时的时刻错开，而没有考虑GPS基站与GPS卫星校准时间的流程是否合理。

由于全网的GPS基站同时与GPS卫星进行校准时(2:00开始)，这样在一个大网中，当GPS基站较多时，或者说在我们的ANU(接入网络单元)改为(集成基站控制器)后，将有大量的取自同一系统时钟的GPS基站在2:00完成与卫星校时后进行空中搜索，然后再进行CCH(控制信道)重置，它们与卫星校时只有几秒，而他们完成整个空中搜索及BCCH(广播控制信道)重置这一过程要用十多秒，这样他们在进行空中搜索时会认为同一绝对时隙满足他们进行CCH信道分配要求，从而占用同一绝对CCH时隙，由于大家用的是同一控制频点，这样这两个基站便会相互成为干扰源(同步干扰)，更为严重的是该GPS基站周围的其它基站要与此GPS基站进行同步，由于GPS基站时隙冲突，便有大量的基站找不到GPS基站(解不出相应的CCH帧)，而只能与其它一或二级同步的基站同步变为二级或三级同步基站，从而使网络同步质量恶化。

发明内容：

本发明要解决的技术方案是对GPS基站的同步流程进行改进，克服目前方案中存在的问题，来改善PHS全网的同步质量，从而提高网络的整体质量水平。

本发明的技术方案为：在预定的同步时间，所有运行正常的GPS基站退出营运，然后：

1.1所有GPS基站同时与GPS时钟同步校时；

1.2为每个GPS基站的CCH侦测时刻加上一个随机时延；每个GPS基站按自己的时间进行CCH监视；所述每个基站自己的时间为预定的同步时间加上该基站的随机时延；

1.3每个GPS基站按自己的时间选择干扰最小的CCH时隙；

1.4每个GPS基站按自己的时间投入营运。

所述每个基站的随机时延根据它的识别码确定，更具体地，每个基站的随机时延根据它的识别码中的它所在的呼叫区信息和在呼叫区中的序号信息确定。

本发明从影响PHS网络性能中的诸多矛盾中的主要矛盾——网络同步入手，考虑到其中的关键因素——GPS基站同步流程，可以解决由于PHS网络不断扩容后，出现的全网同步性能恶化，基站间互相干扰严重的问题。可以使PHS网络一级同步率从70％左右，提升到了90％以上，大大提高了PHS网络的整体性能指标。

附图说明：

图1是PHS系统中基站侧空中基本帧结构图；

图2是帧不同步时CS间互相干扰示意图；

图3是PHS基站空中帧同步体系示意图；

图4现有技术中GPS基站同步的流程图；

图5是本发明改进后的GPS基站同步流程图。

具体实施方式：

本发明的关键内容是，错开各GPS基站的空中搜索时间，根据GPS基站在网络侧的身份是由其CSID唯一确定的特性，即CSID中包含了它所在呼叫区信息和在呼叫区中的序号信息，通过其CSID的差别，不仅将呼叫区内各GPS基站的GPS空中搜索时间错开一定时间(如15S)，同时又将相邻呼叫区的GPS基站空中搜索时间错开(如60秒)，从而保证了GPS基站间的“互相可视”，确保后启动的GPS基站不会占用前面GPS基站的CCH空中时隙。

图4是现有技术中的GPS基站同步流程图。在现有的GPS基站的同步方案中，由于GPS在同一时刻进行空中CCH搜索监视，由于各个GPS基站之间不知互相的CCH时隙占用，可能会出现两个或几个GPS基站占用同一个绝对时隙发送CCH(都认为此时隙干扰最小)，这样这两个基站便互相成为了干扰源，使该两GPS区域及附近的其它基站在进行空中同步时不能解出相应的GPS基站的CCH帧信息，无法实现一级同步，而变为二级同步，从而影响整个网络的同步性能。

本发明充分考虑到了这些因素，在现有技术方案的基础上进行了改进，参考图5，即本发明的GPS基站同步流程图。

在预定的同步时间，所有运行正常的GPS基站退出营运。因本发明为每个基站插入一个随机时延，将现有的GPS基站同步处理时间略为提前。现有技术中，同步基准时间是2:00，本发明的一个实施例将其提前到1:55。在同步时间，所有GPS基站同时与GPS时钟同步校时；为每个GPS基站的CCH侦测插入一个随机时延；每个GPS基站按自己的时间进行CCH监视，所述每个基站自己的时间为预定的同步时间加上该基站的随机时延；每个GPS基站按自己的时间选择干扰最小的CCH时隙；每个GPS基站按自己的时间投入营运。在本发明的一个实施例中，使全网GPS基站在同时与GPS卫星校时后，在5分钟内根据自己的CSID，通过相应的算法依次进行空中搜索，投入运营。

下面描述对每个基站的随机时延，以及CCH侦测时间的确定。

设GPS基站的同步时间为时刻T0(如01:55)；每个GPS基站的CCH侦测时刻为

                      T0+random wait time(S)

上式中，random wait time是每个基站的随机时延，按以下方式确定：

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位为PA号，即呼叫区号；CSID的27-40位为该基站在PA内的序号。

对CSID中的相关位分别按M和N取模运算，可以保证GPS基站空中搜索时间错开，其中相邻呼叫区间错60秒，PA内部错开60/(N-1)S。

由于GPS基站完成一次CCH monitor在13S以下，考虑时钟误差2S，同时兼顾为呼叫区扩大留下余量，一个呼叫区中布放4个GPS基站已相当充足，上述式中M可取5，N也取5，最后得到如下时间函数：

random wait time＝60S*MOD_5(CSID的10-25位)+15S*MOD_5(CSID的27-40位)。