专利名称：通信设备中的时钟备份系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及移动通信技术，特别涉及移动通信网络中的时钟备份技术。
背景技术：
近20年来，移动通信技术的发展经历了两代，完成了从第一代的模拟蜂窝通信技术向第二代以全球移动通信系统(Global System for MobileCommunications，简称“GSM”)为代表的数字通信技术的过渡。现正在向第三代移动通信系统(Third Generation Mobile Communications System，简称“3G”)发展。
在通信技术发展过程中，通信系统中对基站的工作时钟的可靠性不断提出更高的要求。目前通常采用配置主、备时钟板的方式提高可靠性。同时，考虑到基站的时钟精度要求很高，一般主用和备用时钟均采用铷钟或者高等级的恒温晶体振荡器(Oven Controlled Crystal Oscillator，简称“OCXO”)。
在实际应用中，上述方案存在以下问题铷钟和OCXO的价格很高，导致通信系统时钟备份成本过高。
发明内容
有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种通信设备中的时钟备份系统，使得在满足时钟可靠性要求的前提下，降低基站时钟备份成本。
为实现上述目的，本发明提供了一种通信设备中的时钟备份系统，包含主用时钟和备用时钟，所述备用时钟采用温度补偿电压控制晶体振荡器实现。
其中，所述主用时钟和备用时钟在同一块单板上，该单板中包含一个时钟检测选择模块和第一、第二锁相环，其中，第一锁相环中包含所述主用时钟，该第一锁相环用于将该主用时钟与参考时钟源锁定；第二锁相环中包含所述备用时钟，该第二锁相环用于将该备用时钟与所述参考时钟源锁定；所述时钟检测选择模块用于检测所述主用时钟是否工作正常，如果不正常则切换到所述备用时钟。
此外在所述系统中，所述锁相环可以采用软件或硬件锁相方式。
此外在所述系统中，所述参考源可以是以下之一全球定位系统、E1时钟、或通信楼综合定时供给系统。
此外在所述系统中，所述时钟检测选择模块还用于在所述主用时钟工作不正常时上报告警信息。
此外在所述系统中，所述主用时钟和备用时钟分别在两块单板内，当主用时钟工作不正常时切换到备用时钟所在的单板。
此外在所述系统中，所述主用时钟可以使用以下器件之一实现恒温晶体振荡器、铷钟或铯钟。
此外在所述系统中，所述通信设备可以是移动通信网络中的基站。
通过比较可以发现，本发明的技术方案与现有技术的主要区别在于，以温度补偿电压控制晶体振荡器(Temperature Compensated Voltage ControlledCrystal Oscillator，简称“TCVCXO”)作为通信设备(如基站)的备用时钟。
主、备用时钟设计在同一单板的两个锁相环中，通过两个锁相环与参考源锁定，通过时钟检测选择进行主备切换。
这种技术方案上的区别，带来了较为明显的有益效果，即降低了成本。相对于使用高等级时钟的现有技术，本发明使用的TCVCXO的成本只是OCXO的五分之一左右，和铷钟、铯钟相比则成本更低，所以可以有效地降低系统时钟备份成本。
此外，简化了配置。因为本发明将主、备用时钟设计在一块单板内，所以只要一块单板就可以实现系统时钟的备份，相对于现有技术中使用两块单板的方式，配置得到简化。
可以说，本发明不但克服了目前由于TCVCXO稳定性不够而不采用其作为系统时钟的技术偏见，并且可以满足基站系统的时钟可靠性要求。具体的说，现有技术不采用TCVCXO作为系统时钟的主要原因是因为TCVCXO的稳定性不够好，如果发生温度突变会有超过通信标准的误差产生。但是，本发明认为TCVCXO足以胜任备用时钟。这是因为，TCVCXO在正常工作时的精度其实是可以满足要求的，发生主备切换时系统一般已处于稳定工作状态，温度也早已稳定，极少有温度突变的情况，所以TCVCXO此时是可以满足要求的。此外，系统大部分时间还是使用主用时钟的，备用时钟使用的机会少、时间短，所以遇到温度突变的概率就更小了。
图1是根据本发明原理的通信设备中时钟备份系统的结构示意图。
具体实施例方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步地详细描述。
总的来说，本发明的时钟备份系统的原理在于，采用温度补偿电压控制晶体振荡器(Temperature Compensated Voltage Controlled Crystal Oscillator，简称“TCVCXO”)代替OCXO作为备用时钟，在满足基站系统可靠性要求同时，将备用时钟的成本降低到采用OCXO时的五分之一左右，并且，本发明中可以采用单配置时钟板的方案，简化配置。
提出本发明之前的一般观念认为，虽然TCVCXO的精度能够满足备份时钟的可靠性要求，但是由于振动频率会随温度变化而变化，因此稳定性不太好，如果发生温度的突变，会导致超过通信标准的误差产生，不适合应用于通信设备的时钟备份系统中。
但是本发明的发明人通过研究得出不同的结论TCVCXO完全可以作为时钟备份系统的备用时钟。原因在于，发生主备时钟切换时，系统一般已处于稳定工作状态，温度也早已稳定，极少有温度突变的情况，所以TCVCXO此时是可以满足要求的。此外，系统大部分时间还是使用主用时钟的，被用时钟使用的机会少，时间短，所以遇到温度突变的概率就更少。同时，TCVCXO的成本与OCXO的成本相比大为降低，十分有利于降低时钟备份系统的成本。
下面参照图1，描述根据本发明的第一实施例的通信设备中的时钟备份系统，其中，通信设备是移动通信网络中的基站。
如图所示，时钟备份系统包含作为主用时钟的OCXO、作为备用时钟的TCVCXO、第一和第二软件鉴相器、第一和第二滤波及控制锁相算法模块、第一和第二数模转换器、时钟检测选择模块。
其中，第一软件鉴相器、第一滤波及控制锁相算法模块、第一数模转换器以及OCXO依次连接，构成了第一锁相环，它用于将OCXO与参考时钟源锁定。
第二软件鉴相器、第二滤波及控制锁相算法模块、第二数模转换器以及TCVCXO依次连接，构成第二锁相环，它用于将TCVCXO与参考时钟锁定。
时钟检测选择模块用于检测作为主用时钟的OCXO是否工作正常，如果不正常则切换到备用时钟TCVCXO，同时上报告警信息，例如，上报给通信设备中用于起控制作用的单板。并且，第一和第二锁相环输出到时钟检测选择模块。
在本实施例中，第一和第二锁相环以及时钟检测选择模块都设置在同一块单板上。
下面简要说明OCXO和TCVCXO。
石英晶体的振荡频率是会随温度的变化而变化的，可以作出一根频率对温度的变化曲线，在不同的温度下该变化曲线的斜率是不同的。OCXO中有一个加热器，通过负反馈机制使石英晶体的温度保持在一个较小范围，而在该范围中振荡频率对温度不敏感，或者说变化曲线比较平坦。TCVCXO中有一个温度传感器，可以根据不同的温度设定不同的控制电压进行频率补偿。TCVCXO和OCXO相比成本较低。
需要指出的是，除了OCXO，在根据本发明的其他实施例中，主用时钟也可以由恒温晶体振荡器、铷钟或铯钟实现。
第一和第二锁相环的输入都是参考源，在本发明中，参考源可以是以下之一全球定位系统(Global Position System，简称“GPS”)、E1时钟、或通信楼综合定时供给系统(Building Integrated Timing Supply system，简称“BITS”)。
本实施例中，第一和第二锁相环采用软件锁相方式实现。本领域的普通技术人员可以理解，在其他实施例中，第一和第二锁相环也可以采用硬件锁相方式实现。锁相环技术是本领域普通技术人员所公知的现有技术，在此不做赘述。
以上对本实施例的时钟备份系统构成进行了说明，下面描述该时钟备份系统的动态工作过程。
在通信设备启动时，第一和第二锁相环通过对参考源的锁相，校准主用和备用时钟。在正常工作时，时钟检测选择模块判定来自第一锁相环的OCXO正常，并将主用时钟信号作为基站基准时钟输出。如果主用时钟发生故障，时钟检测选择模块检测到主用时钟信号异常，此时，如果来自第二锁相环的TCVCXO信号正常，则将备用时钟信号作为基站基准时钟输出，并上报告警信息。
在根据本发明的第二实施例的时钟备份系统中，作为主用时钟的OCXO所在的第一锁相环和作为备用时钟的TCVCXO所在的第二锁相环分别在两块单板内，当OCXO工作不正常时，切换到TCVCXO所在的单板。其工作原理和第一实施例相似，在此不做赘述。
由此可见，本发明在满足基站系统的时钟可靠性要求的同时，降低了基站时钟备份成本。
虽然通过参照本发明的某些优选实施例，已经对本发明进行了图示和描述，但本领域的普通技术人员应该明白，可以在形式上和细节上对其作各种改变，而不偏离本发明的精神和范围。
权利要求
1.一种通信设备中的时钟备份系统，包含主用时钟和备用时钟，其特征在于，所述备用时钟采用温度补偿电压控制晶体振荡器实现。
2.根据权利要求1所述的通信设备中的时钟备份系统，其特征在于，所述主用时钟和备用时钟在同一块单板上，该单板中包含一个时钟检测选择模块和第一、第二锁相环，其中，第一锁相环中包含所述主用时钟，该第一锁相环用于将该主用时钟与参考时钟源锁定；第二锁相环中包含所述备用时钟，该第二锁相环用于将该备用时钟与所述参考时钟源锁定；所述时钟检测选择模块用于检测所述主用时钟是否工作正常，如果不正常则切换到所述备用时钟。
3.根据权利要求2所述的通信设备中的时钟备份系统，其特征在于，所述锁相环可以采用软件或硬件锁相方式。
4.根据权利要求2所述的通信设备中的时钟备份系统，其特征在于，所述参考源可以是以下之一全球定位系统、E1时钟、或通信楼综合定时供给系统。
5.根据权利要求2所述的通信设备中的时钟备份系统，其特征在于，所述时钟检测选择模块还用于在所述主用时钟工作不正常时上报告警信息。
6.根据权利要求1所述的通信设备中的时钟备份系统，其特征在于，所述主用时钟和备用时钟分别在两块单板内，当主用时钟工作不正常时切换到备用时钟所在的单板。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的通信设备中的时钟备份系统，其特征在于，所述主用时钟可以使用以下器件之一实现恒温晶体振荡器、铷钟或铯钟。
8.根据权利要求7所述的通信设备中的时钟备份系统，其特征在于，所述通信设备可以是移动通信网络中的基站。
全文摘要
本发明涉及移动通信技术，公开了一种通信设备中的时钟备份系统，使得在满足时钟可靠性要求的前提下，降低基站时钟备份成本。本发明中，以TCVCXO作为通信设备(如基站)的备用时钟。主、备用时钟设计在同一单板的两个锁相环中，通过两个锁相环与参考源锁定，通过时钟检测选择进行主备切换。
文档编号H04Q7/30GK1859005SQ200510111110
公开日2006年11月8日 申请日期2005年12月2日 优先权日2005年12月2日
发明者屈涛 申请人:上海华为技术有限公司