一种GPS备份系统及方法技术方案

技术编号:20224451 阅读:27 留言:0更新日期:2019-01-28 22:29
本发明专利技术公开了一种GPS备份系统及方法,包括主用GPS接收模块、备用GPS接收模块、备份切换单元、GPS授时分配单元、网管中心等,所述GPS接收模块通过射频电缆与备份切换单元相连、备份切换单元通过射频电缆与GPS授时分配单元相连;本发明专利技术还公开了一种GPS备份方法,包括以下步骤:(1)备份系统;(2)对GPS时钟源信号进行相位和频率测量识别GPS接收模块状态及接收卫星状态;(3)选定GPS接收模块切换方式,根据测量结果和预先选定的备份切换方式选择主用GPS接收模块或备用GPS接收模块的时钟源信号做为GPS输出信号;(4)向网管中心上报GPS模块切换状态及切换告警。

A GPS Backup System and Method

The invention discloses a GPS backup system and method, including main GPS receiving module, standby GPS receiving module, backup switching unit, GPS time allocation unit, network management center, etc. The GPS receiving module is connected with backup switching unit through radio frequency cable, backup switching unit is connected with GPS time allocation unit through radio frequency cable; the invention also discloses a GPS backup method. It includes the following steps: (1) backup system; (2) phase and frequency measurement of GPS clock source signal to identify the status of GPS receiving module and receiving satellite; (3) selection of switching mode of GPS receiving module, and selection of clock source signal of main GPS receiving module or standby GPS receiving module as GPS output signal according to measurement results and pre-selected switching mode of backup; (4) to network management center. Report switching status and alarm of GPS module.

【技术实现步骤摘要】
一种GPS备份系统及方法
本专利技术涉及移动通信领域,特别是涉及一种GPS备份系统及方法。
技术介绍
随着LTE(LongTermEvolution,长期演进)网络建设的不断深入和LTE网络规模的形成,网络建设逐渐进入后LTE时代。LTE无线网络具有使用频段较高、宏微协同、异构网络等特点,网络中站点密集,站间协同困难、干扰大,频谱效率降低,建站成本越来越高,同时,频谱资源日益紧张,站址、天面、传输资源获取难度日益增加,网络干扰环境日趋复杂,网络建设面临诸多新的挑战。C-RAN是一种“绿色节能”的无线接入网络构架,主要基于BBU集中放置,具有“集中化、协作化、云计算化”等特征,可有效解决LTE网络建设中存在的建站难、建站成本高、能耗高等问题与挑战,为节省网络建设成本、加快建设进度,越来越多的LTE网络建设基于C-RAN部署,C-RAN建设将是后LTE时代移动网络建设的重要方式。5G技术的低时延高可靠性技术特点,5G网络对前传网络时延提出了更高要求,超低时延使小规模部署成为5GC-RAN首选;5G技术的NFV(网络功能虚拟化)、多RAT(无线接入技术)资源协调等技术特点,5GC-RAN部署要求基于虚拟化及云化架构。随着5G技术的不断发展及其建设提上日程,LTE网络C-RAN建设需要考虑5GC-RAN的特点,特别是小规模部署LTEC-RAN将更利于5G演进。C-RAN是以BBU(BaseBandUnit,基带单元格)集中化为基础的网络架构,采用RRU(RadioRemoteUnit,射频拉远单元)拉远、BBU小规模集中的BBU池架构组网,每个BBU池只负责其辖区内的RRU;与传统D-RAN(分布式无线接入网)无线网络组网方式相比,C-RAN网络架构特点鲜明,(1)BBU集中化:BBU集中放置,通过站间协同技术减少干扰,提升容量,提供频谱效率;(2)BBU协作化:通过引入实时高速的内部互联架构,BBU池内的不同BBU之间可实现快速高效地交换调度信息、信道信息和用户数据,更好地实现跨BBU的协作。C-RAN架构下的BBU集中化也带来了GPS同步的集中化,对GPS同步方案提出了新的要求及挑战,传统的C-RAN建设下的同步方案主要包括多GPS同步方案、GPS功分同步方案、1588v2同步方案等。(1)传统的多GPS同步方案采用每台BBU一个GPS天线,与现有D-RAN的GPS方案一致,可靠性高,其缺点是需要的GPS天线数量多,要求布放空间大,干扰难控制,各站点不能共享,建设成本高,资源浪费严重。(2)传统GPS天线方案,采用1/2馈线+二功分、三功分、四功分,可以接入多台BBU,一般最多支持单级4路分路,但方案插损大,容易导致卫星信号弱、BBU卫星接收机锁星不正常、发生时钟失步告警等问题,尤其在雷雨雪等恶劣天气容易告警频发。适用于一般超小规模BBU集中场景。(3)1588v2同步方案,需要额外的1588时钟服务,如基于远端GPS授时系统等,同步时钟精度高,需要现网所有传输网络节点(路由器、交换机等)都支持IEEE1588v2协议,实施较困难。
技术实现思路
专利技术目的:当前C-RAN网络建设的同步方案面临的诸多挑战,制约着C-RAN建设的发展,研究一种GPS备份系统及方法实现GPS时钟源信号的备份及无缝切换,可以大幅提升C-RAN架构下网络可靠性、控制干扰、减低建设成本。该系统及方法具有实现简单、使用方便、成本低、稳定性高、抗干扰性强等优点,有效解决GPS布放天面受限、干扰受限等问题。本专利技术的目的旨在克服现有LTE网络C-RAN同步方案存在的缺点和不足,提供一种GPS(GlobalPositioningSystem)备份系统及方法,所述方法运行在LTE网络GPS备份系统上。所述系统包括主用GPS接收模块、备用GPS接收模块、备份切换单元、GPS授时分配单元和网管中心,所述主用GPS接收模块、备用GPS接收模块分别通过射频电缆与备份切换单元相连,所述备份切换单元通过射频电缆与GPS授时分配单元相连;所述主用GPS接收模块和备用GPS接收模块均包括蘑菇头、避雷器和馈线;所述备份切换单元包括切换逻辑单元和控制单元,所述控制单元用于检测GPS时钟源信号的相位和频率,并根据检测结果控制切换逻辑单元选择主用GPS接收模块或备用GPS接收模块的时钟源信号做为GPS时钟源信号输出;所述GPS授时分配单元包括信号放大单元、信号分配单元及信号输出单元,所述信号放大单元用于对GPS时钟源信号放大及滤波,信号分配单元用于将放大后的GPS时钟源信号按输出端口个数进行功率平均分配,信号输出单元负责将经功率分配后的GPS时钟源信号在GPS授时分配单元各个GPS时钟源信号输出端口输出;所述网管中心用于对设备进行远程参数查询、参数设置操作及设备管理,包括设置设备的系统参数、对主用GPS接收模块、备用GPS接收模块和备份切换单元的工作状态及告警状态进行远程查询,所述设备包括主用GPS接收模块、备用GPS接收模块和备份切换单元。设置设备的系统参数主要包括:设置GPS接收模块异常时长阈值、备份切换方式等;现场操作维护终端,用于在设备现场对设备进行本地参数查询、参数设置操作及向设备下达主/备GPS时钟源信号切换指令,通过以太网或USB或RS232/RS485串口与备份切换单元等设备现场连接,除完成与网管中心相同的参数查询、参数设置功能外,还可以对备份切换单元现场控制进行GPS时钟信号源本地手动切换,切换备用GPS接收模块的时钟源信号作为备份切换单元的GPS时钟源信号输出。所述GPS授时分配单元为n个,n≥1;通过射频电缆与备份切换单元相连的GPS授时分配单元为第一级;第i个GPS授时分配单元通过射频电缆与第一级的GPS授时分配单元的输出端口相连,1<i≤n。本专利技术还提供了一种GPS备份方法,包括以下步骤:步骤1,备份系统:设立主用GPS接收模块和备用GPS接收模块;将主用GPS接收模块和备用GPS接收模块分别通过射频电缆连接到备份切换单元;步骤2,备份切换单元对主用GPS接收模块的GPS时钟源信号和备用GPS接收模块的GPS时钟源信号分别进行相位和频率测量,识别主用GPS接收模块和备用GPS接收模块的状态及它们接收卫星的状态。当备份切换单元测得接收到的GPS时钟源信号的频率和相位正常(如:频率在1575.42MHz及其误差范围内),则判定该GPS接收模块正常且能正确收星,否则判定该GPS接收模块故障或无法正确收星。步骤3,初始化异常时长阈值及GPS时钟源信号时钟源备份切换方式等参数;这些参数由网管中心远程设置或本地操作维护终端现场设置并存储在备份切换单元的本地非易失性寄存器中。步骤4,备份切换单元按照预先选定的备份切换方式,根据相位和频率测量结果选择主用GPS接收模块或备用GPS接收模块的GPS时钟源信号做为GPS时钟源信号输出。步骤3中所述备份切换方式包括自动模式,此时步骤4具体包括如下步骤:步骤4-1,备份切换单元默认选择主用GPS接收模块的时钟源信号作为GPS时钟源信号输出;步骤4-2,备份切换单元检测与其连接的主用GPS接收模块和备用GPS接收模块的GPS时钟源信号相位和频率,识别主用GPS接收模块和备用GPS接收模块的接收卫星状本文档来自技高网
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【技术保护点】
1.一种GPS备份系统,其特征在于,包括主用GPS接收模块、备用GPS接收模块、备份切换单元、GPS授时分配单元和网管中心,所述主用GPS接收模块、备用GPS接收模块分别通过射频电缆与备份切换单元相连,所述备份切换单元通过射频电缆与GPS授时分配单元相连;所述主用GPS接收模块和备用GPS接收模块均包括蘑菇头、避雷器和馈线;所述备份切换单元包括切换逻辑单元和控制单元,所述控制单元用于检测GPS时钟源信号的相位和频率,并根据检测结果控制切换逻辑单元选择主用GPS接收模块或备用GPS接收模块的时钟源信号做为GPS时钟源信号输出;所述GPS授时分配单元包括信号放大单元、信号分配单元及信号输出单元,所述信号放大单元用于对GPS时钟源信号放大及滤波,信号分配单元用于将放大后的GPS时钟源信号按输出端口个数进行功率平均分配,信号输出单元负责将经功率分配后的GPS时钟源信号在GPS授时分配单元各个GPS时钟源信号输出端口输出;所述网管中心用于对设备进行远程参数查询、参数设置操作及设备管理,包括设置设备的系统参数、对主用GPS接收模块、备用GPS接收模块和备份切换单元的工作状态及告警状态进行远程查询,所述设备包括主用GPS接收模块、备用GPS接收模块和备份切换单元。...

【技术特征摘要】
1.一种GPS备份系统,其特征在于,包括主用GPS接收模块、备用GPS接收模块、备份切换单元、GPS授时分配单元和网管中心,所述主用GPS接收模块、备用GPS接收模块分别通过射频电缆与备份切换单元相连,所述备份切换单元通过射频电缆与GPS授时分配单元相连;所述主用GPS接收模块和备用GPS接收模块均包括蘑菇头、避雷器和馈线;所述备份切换单元包括切换逻辑单元和控制单元,所述控制单元用于检测GPS时钟源信号的相位和频率,并根据检测结果控制切换逻辑单元选择主用GPS接收模块或备用GPS接收模块的时钟源信号做为GPS时钟源信号输出;所述GPS授时分配单元包括信号放大单元、信号分配单元及信号输出单元,所述信号放大单元用于对GPS时钟源信号放大及滤波,信号分配单元用于将放大后的GPS时钟源信号按输出端口个数进行功率平均分配,信号输出单元负责将经功率分配后的GPS时钟源信号在GPS授时分配单元各个GPS时钟源信号输出端口输出;所述网管中心用于对设备进行远程参数查询、参数设置操作及设备管理,包括设置设备的系统参数、对主用GPS接收模块、备用GPS接收模块和备份切换单元的工作状态及告警状态进行远程查询,所述设备包括主用GPS接收模块、备用GPS接收模块和备份切换单元。2.根据权利要求1所述的一种GPS备份系统,其特征在于,所述GPS授时分配单元为n个,n≥1;通过射频电缆与备份切换单元相连的GPS授时分配单元为第一级;第i个GPS授时分配单元通过射频电缆与第一级的GPS授时分配单元的输出端口相连,1<i≤n。3.一种GPS备份方法,其特征在于,包括以下步骤:步骤1,备份系统:设立主用GPS接收模块和备用GPS接收模块;将主用GPS接收模块和备用GPS接收模块分别通过射频电缆连接到备份切换单元;步骤2,备份切换单元对主用GPS接收模块的GPS时钟源信号和备用GPS接收模块的GPS时钟源信号分别进行相位和频率测量,识别主用GPS接收模块和备用GPS接收模块的状态及它们接收卫星的状态;步骤3,初始化异常时长阈值及GPS时钟源信号时钟源备份切换方式;步骤4,备份切换单元按照预先选定的备份切换方式,根据相位和频率测量结果选择主用GPS接收模块或备用GPS接收模块的GPS时钟源...

【专利技术属性】
技术研发人员:罗新军王楚锋罗京
申请(专利权)人:中通服咨询设计研究院有限公司
类型:发明
国别省市:江苏,32

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