信号转换装置、方法、终端设备及基站与流程

本申请实施例属于通信技术领域，特别是涉及一种信号转换装置、方法、终端设备及基站。

背景技术：

为了保证通信网络的正常运行，基站设备间需要保持时间同步。目前，基站设备间的时间同步可以采用gnss(globalnavigationsatellitesystem，全球导航卫星系统)和/或ptp(precisiontimeprotocol，高精度时间同步协议)两种方式实现。其中，gnss采用接收卫星星历信号提取时钟进行同步，包括有中国的北斗卫星导航系统bds、美国的全球卫星导航系统gps、俄罗斯的glonass系统、欧洲的galileo系统等；ptp通过网络主从同步授时，包括1588v2时钟等。

通常，依靠定位卫星进行同步的精度能够达到20纳秒(ns)级别，且不受无线设备间传输跳数的影响，采用ptp方式进行同步，则由于报文需要经过数据网络传输，传输经过一定跳数后，受网络抖动和非对称性等不可控因素的影响，同步精度及稳定性不如采用卫星同步。一般而言，传输每经过一跳，将会增加20ns的同步误差。并且，采用ptp方式进行同步也无法提供地理位置信息。因此，现网中部署的基站设备大多采用定位卫星同步作为主同步方式，ptp方式作为备用方式。

目前，5g基站设备均支持多种类型的gnss同步方式以及1588v2的网络同步方式。例如，同时支持北斗/gps双模的gnss同步方式及1588v2的网络同步方式。其中gnss为主用同步方式，1588v2为备用同步方式。但是，部分设备由于建设年代较早等原因，可能仅支持一种类型的gnss同步方式。例如，2g/3g基站设备以及部分4g基站设备仅支持gps同步方式，不支持北斗同步方式。在gps服务故障或因某些原因导致不可用时，大量通过gps卫星授时进行同步的网络设备将无法继续使用，将会导致大量的在网设备瘫痪。

现有技术中，可以通过对设备进行升级或更换实现对北斗或其他卫星系统的适配。在此过程中，需要更换或增加相应板卡以及gnss天线，成本巨大。

技术实现要素：

有鉴于此，本申请实施例提供了一种信号转换装置、方法、终端设备及基站，可以解决现有技术中部分基站设备仅支持单一卫星系统的同步方式的问题，使得基站设备能够适配其他卫星系统。

本申请实施例的第一方面提供了一种信号转换装置，包括天线，以及与所述天线连接的伪信号发生设备；其中：

所述天线，用于接收第一卫星系统的卫星信号；

所述伪信号发生设备，用于接收所述天线传输的所述卫星信号，并对所述卫星信号进行处理，生成伪信号，所述伪信号为伪第二卫星系统的信号。

本申请实施例的第二方面提供了一种基站，包括如上述第一方面所述的信号转换装置以及与所述信号转换装置连接的基站设备。

本申请实施例的第三方面提供了一种信号转换方法，包括：

接收第一卫星系统的卫星信号；

对所述卫星信号进行处理，生成伪信号，所述伪信号为伪第二卫星系统的信号；

将所述伪信号传输至基站设备，所述基站设备用于根据所述伪信号进行时间同步。

本申请实施例的第四方面提供了一种信号转换装置，包括：

卫星信号接收模块，用于接收第一卫星系统的卫星信号；

伪信号生成模块，用于对所述卫星信号进行处理，生成伪信号，所述伪信号为伪第二卫星系统的信号；

伪信号传输模块，用于将所述伪信号传输至基站设备，所述基站设备用于根据所述伪信号进行时间同步。

本申请实施例的第五方面提供了一种终端设备，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现如上述第三方面所述的信号转换方法。

本申请实施例的第六方面提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如上述第三方面所述的信号转换方法。

本申请实施例的第七方面提供了一种计算机程序产品，当所述计算机程序产品在终端设备上运行时，使得所述终端设备执行上述第三方面所述的信号转换方法。

本申请实施例的第八方面提供了一种芯片，所述芯片包括存储器和处理器，所述处理器执行所述存储器中存储的计算机程序，以实现上述第三方面所述的信号转换方法。

与现有技术相比，本申请实施例包括以下优点：

本申请实施例，通过增加一信号转换装置，可以将第一卫星系统的信号转换为第二卫星系统的伪信号，从而使得仅支持使用第二卫星系统的信号进行时间同步的设备也能够支持第一卫星系统的信号。以第一卫星系统为北斗系统，第二卫星系统为gps系统为例，通过使用信号转换装置将北斗信号转换伪gps信号，使得仅支持使用gps信号的基站设备也能够使用北斗信号进行时间同步，而无需对基站和网络进行任何改动，实现改造的最小化，极大地减少基站改造所需的成本。此外，由于基站设备集中部署的规模越来越大，若按照现有技术基站中每台设备均单独安装gnss接收天线，天面空间资源将严重影响接收天线的可安装数量和可安装位置，楼面到机房的走线架和穿墙孔也无法承载日益增多的馈线布放。本申请实施例通过集中授时，可使用一个信号转换装置同时为多个基站设备提供时间参考。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单的介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是现有技术中的一种基站设备进行时间同步的示意图；

图2是本申请实施例提供的一种基站设备进行时间同步的示意图；

图3是本申请实施例提供的一种信号转换装置的示意图；

图4是本申请实施例提供的另一种信号转换装置的示意图；

图5是本申请实施例提供的一种多路时间参考基准信息处理示意图；

图6是本申请实施例提供的一种信号转换方法的步骤示意图；

图7是本申请实施例提供的又一种信号转换装置的示意图；

图8是本申请一个实施例的一种终端设备的示意图。

具体实施方式

以下描述中，为了说明而不是为了限定，提出了诸如特定系统结构、技术之类的具体细节，以便透彻理解本申请实施例。然而，本领域技术人员应当清楚，在没有这些具体细节的其他实施例中也可以实现本申请。在其他情况中，省略对众所周知的系统、装置、电路以及方法的详细说明，以免不必要的细节妨碍本申请的描述。

如图1所示，是现有技术中的一种基站设备进行时间同步的示意图。按照现有的时间同步方式，安装在天面的授时型天线101在接收到gps卫星102发射的gpsl1c/a信号后，可通过馈线103传输至基站设备104。基站设备104可以通过gps接收机(图中未示出)接收上述gpsl1c/a信号，并经过内部处理后，输出高精度的时间参考信息。

但是，若基站设备104仅支持通过gps卫星102的方式进行时间同步，那么在gps卫星102因故障或其他原因无法提供服务时，基站设备104无法正常工作。

为了解决上述问题，本申请实施例提供了一种信号转换装置、方法、终端设备及基站，通过使用伪信号发生设备，可将其他卫星系统发射的信号转换为基站设备所支持的卫星系统的伪信号，从而提高基站设备对多种卫星系统的适配能力。

如图2所示，是本申请实施例提供的一种基站设备进行时间同步的示意图。在图2中，安装在天面的授时型天线201可在接收到北斗卫星202发射的bdsb1i信号后，通过馈线203传输至伪信号发生设备204，bdsb1i信号经伪信号发生设备204处理后，可输出相应的伪信号并传输至基站设备205。在图2中，若基站设备205为仅支持通过gps卫星的方式进行时间同步的设备，那么，伪信号发生设备204可将bdsb1i信号处理成伪gps信号，然后将伪gps信号传输至基站设备205，使得仅支持通过gps卫星的方式进行时间同步的基站设备205也能够获得可满足移动通信基站设备需要的高精度时间参考信息。

在本申请实施例中，为了提高系统可靠性，与伪信号发生设备204连接的天线201可以包括多个。伪信号发生设备204可以对多个天线接收到的多路信号进行判断，从中选择数据正常或精度最高的那一路信号进行处理，输出伪信号，本申请实施例对此不作限定

需要说明的是，上述对基站设备205仅支持通过gps卫星的方式进行时间同步的介绍仅仅是一种示例，若基站设备205仅支持通过北斗卫星的方式进行时间同步，采用本申请实施例提供的技术方案也可以通过伪信号发生设备204将授时型天线201接收到的其他卫星信号(如gpsl1c/a信号)转换为伪北斗信号，从而使得仅支持通过北斗卫星的方式进行时间同步的基站设备也可以利用其他类型的卫星系统发射的信号进行时间同步，本申请实施例对此不作限定。

下面通过具体实施例来说明本申请实施例的技术方案。

参照图3，示出了本申请实施例提供的一种信号转换装置的示意图，该装置包括天线301以及与天线301连接的伪信号发生设备302。

其中，天线301可以用于接收第一卫星系统的卫星信号；伪信号发生设备302可以在接收到天线301传输的卫星信号后，对该卫星信号进行处理，生成伪信号，该伪信号可以为伪第二卫星系统的信号。

示例性地，若第一卫星系统为北斗卫星导航系统bds，第二卫星系统为全球卫星导航系统gps，则第一卫星系统的卫星信号可以是bdsb1i信号，上述伪信号可以为伪gps信号。或者，若第一卫星系统为gps系统，第二卫星系统为北斗系统，则第一卫星系统的卫星信号可以是gpsl1c/a信号，上述伪信号可以为伪北斗信号，本申请实施例对此不作限定。

如图3所示，伪信号发生设备302可以包括第一卫星系统接收机3021和伪第二卫星系统信号发生器3022。

其中，第一卫星系统接收机3021可以用于接收天线301传输的第一卫星系统的卫星信号，并根据该卫星信号输出时间参考基准信息。伪第二卫星系统信号发生器3022可以用于接收第一卫星系统接收机3021输出的时间参考基准信息，并根据上述时间参考基准信息生成伪信号。

示例性地，若第一卫星系统为北斗系统，第二卫星系统为gps系统，则第一卫星系统接收机3021为北斗卫星接收机。例如，北斗高精度授时型接收机。伪第二卫星系统信号发生器3022为伪gps信号发生器。

在本申请实施例中，北斗高精度授时型接收机通过接收bdsb1i信号形成高精度时间参考基准(相对utc(coordinateduniversaltime，世界协调时)时间误差小于30ns)。伪gps信号发生器使用北斗高精度授时型接收机输出的时间参考基准，输出伪gps信号，并且确保现有移动通信基站设备中(不同厂家)的gps信号接收机可得到满足移动通信基站设备需要的高精度时间参考(相对utc时间误差小于300ns)。由于根据3gpp(3rdgenerationpartnershipproject，第三代合作伙伴计划)协议，移动通信基站设备对时间精度要求通常只需要1微秒(us)，因此，上述伪gps信号发生器能够完全满足基站设备进行时间同步的精度要求。

原理上，本申请实施例提供的信号转换装置只需使用一个授时型天线(图3中的天线301)和一个第一卫星系统接收机3021即可。例如，可以采用一个北斗高精度授时接收机，得到高精度的时间参考基准、闰秒参数、经纬度位置等可用于生成伪gps信号的信息，而伪gps信号发生器直接利用该信息生成简约型的gpsl1c/a信号(例如，只包含m颗gps卫星，确保后续的gps高精度授时接收机能得到满足移动通信基站设备需要的高精度时间参考，即相对utc时间误差小于300ns的时间参考)。

但是，由于串接了伪第二卫星系统信号发生器3022，对伪信号发生设备302的可靠性要求比较高。因此，可以考虑在信号转换装置中配置多个天线和多个第一卫星系统接收机，将每个天线分别与一个第一卫星系统接收机连接，形成冗余设计，尽量避免可靠性指标的下降。

如图4所示，示出了本申请实施例提供的另一种信号转换装置的示意图，该装置包括两个天线401a和401b，天线401a与第一卫星系统接收机4021a连接，天线401b与第一卫星系统接收机4021b连接。上述一卫星系统接收机4021a和第一卫星系统接收机4021b可以分别输出一路时间参考基准信息。例如，如图4中所示的时间参考基准1和时间参考基准2。

因此，图4中的伪第二卫星系统信号发生器4022可以从多个第一卫星系统接收机(4021a和4021b)输出的多路时间参考基准信息(时间参考基准1和时间参考基准2)中确定一路目标时间参考基准信息，并根据该路目标时间参考基准信息生成伪信号。

示例性地，可以采用量个北斗高精度授时接收机，得到两路高精度时间参考基准，伪gps信号发生器可根据这量路高精度时间参考急转及本地时钟综合判断，得到一个可信的高精度时间参考，作为后续使用的目标时间参考基准信息。

在本申请实施例的一种可能的实现方式中，可以通过判断各路时间参考基准信息是否正常来选定目标时间参考基准信息。示例性地，若判断某一路的北斗高精度授时接收机工作异常，则可以使用工作正常的那一路北斗高精度授时接收机所输出的信息作为目标时间参考基准信息；若两路北斗高精度授时接收机均正常工作，则可以根据接收机的优先级或者按照其他方式(如随意选择)选择其中一路输出的信息作为目标时间参考基准信息；如果两路接收机都工作异常，则进行故障提示。

如图5所示，是本申请实施例提供的一种多路时间参考基准信息处理示意图。针对多个接收机输出的多路时间参考基准信息，可以通过多源融合判决的方式，从多个时间源中决断出当前的时间值及时间精度。参照图5，多个时间源包括时间参考基准1和时间参考基准2等上游时间源，以及本地晶振等。当然，根据实际需要，还可以扩展其他类型的外部时间源，本申请实施例对此不作限定。

在进行多源融合判决时，可以以某一接收机(例如，接收机1)输出高精度时间参考(时间参考基准1)为主，默认使用接收机1对本地晶振驯服，得到目标时间参考基准信息。当判断接收机1输出异常时，使用接收机2输出的时间参考(时间参考基准1)。若两个接收机均异常，则可使用本地晶振输出时间参考。

然后，伪gps信号发生器可以利用该目标时间参考基准信息生成简约型的gpsl1c/a信号。

在本申请实施例中，伪信号发生设备402可以将伪信号传输至基站设备，这些基站设备可以利用上述伪信号进行时间同步。若伪信号发生设备402需要输出多路伪信号，则需要使用到功分电路。

如图4所示，伪信号发生设备402还包括与伪第二卫星系统信号发生器4022的功分器4023，功分器4023可以与多个基站设备403连接。上述功分器4023可以接收伪第二卫星系统信号发生器4022输出的伪信号，将伪信号分为多路信号，并将多路信号传输至多个基站设备403。

在本申请实施例中，通过增加一信号转换装置，可以将第一卫星系统的信号转换为第二卫星系统的伪信号，从而使得仅支持使用第二卫星系统的信号进行时间同步的设备也能够支持第一卫星系统的信号。以第一卫星系统为北斗系统，第二卫星系统为gps系统为例，通过使用信号转换装置将北斗信号转换伪gps信号，使得仅支持使用gps信号的基站设备也能够使用北斗信号进行时间同步，而无需对基站和网络进行任何改动，实现改造的最小化，极大地减少基站改造所需的成本。此外，由于基站设备集中部署的规模越来越大，若按照图1中每台设备均单独安装gnss接收天线，天面空间资源将严重影响接收天线的可安装数量和可安装位置，楼面到机房的走线架和穿墙孔也无法承载日益增多的馈线布放。按照图2所示的集中授时方式支持使用一个信号转换装置同时为多个基站设备提供时间参考就显得尤为重要。

参照图6，示出了本申请实施例提供的一种信号转换方法的步骤示意图，具体可以包括如下步骤：

s601、接收第一卫星系统的卫星信号。

需要说明的是，本方法可以应用于终端设备，该终端设备可以是前述实施例中的信号转换装置，或者能够实现前述信号转换装置各个功能的其他设备，本申请实施例对此不作限定。

在本申请实施例中，第一卫星系统可以是北斗系统。因此，第一卫星系统的卫星信号可以是北斗卫星发射的bdsb1i信号。终端设备可以通过天线接收到上述bdsb1i信号。

s602、对所述卫星信号进行处理，生成伪信号，所述伪信号为伪第二卫星系统的信号。

在本申请实施例中，第二卫星系统可以是gps系统。终端设备对上述卫星信号进行处理后，可以生成伪gps信号。

在具体实现中，终端设备中可以包括北斗卫星接收机和伪gps信号发生器。终端设备的天线在接收到bdsb1i信号后，可以通过馈线传输至北斗卫星接收机，由北斗卫星接收机对上述bdsb1i信号进行处理，形成高精度的时间参考基准信息。然后，伪gps信号发生器可以根据北斗卫星接收机输出的时间参考基准信息，输出伪gps信号。

在本申请实施例的一种可能的实现方式中，终端设备中配置的天线和北斗卫星接收机可以包括多个，每个天线分别与一个北斗卫星接收机连接。因此，终端设备可以根据多个天线分别接收到的卫星信号，由多个北斗卫星接收机输出多路时间参考基准信息。gps信号发生器可以从多路时间参考基准信息中确定目标时间参考基准信息，并根据目标时间参考基准信息生成上述伪信号。

示例性地，gps信号发生器在从多路时间参考基准信息中确定目标时间参考基准信息时，可以根据每个北斗卫星接收机的工作状况判定选择哪一路接收机输出的时间参考基准信息作为目标时间参考基准信息。

s603、将所述伪信号传输至基站设备，所述基站设备用于根据所述伪信号进行时间同步。

终端设备生成的伪信号可以通过馈线传输至基站设备，用于时间同步。

需要说明的是，由于方法实施例中终端设备的各个处理步骤与前述实施例中信号转换装置的处理过程类似，本实施例对此介绍得比较简单，相关细节可以参见前述信号转换装置实施例中的介绍。

在本申请实施例中，在接收到第一卫星系统的卫星信号后，通过对该卫星信号进行处理，生成伪第二卫星系统的信号，并将伪信号传输至基站设备，可使基站设备根据该伪信号进行时间同步。本申请实施例通过将第一卫星系统的信号转换为第二卫星系统的伪信号，从而使得仅支持使用第二卫星系统的信号进行时间同步的设备也能够支持第一卫星系统的信号。

参照图7，示出了本申请实施例提供的又一种信号转换装置的示意图，具体可以包括卫星信号接收模块701、伪信号生成模块702、伪信号传输模块703，其中：

卫星信号接收模块，用于接收第一卫星系统的卫星信号；

伪信号生成模块，用于对所述卫星信号进行处理，生成伪信号，所述伪信号为伪第二卫星系统的信号；

伪信号传输模块，用于将所述伪信号传输至基站设备，所述基站设备用于根据所述伪信号进行时间同步。

在本申请实施例中，所述伪信号生成模块具体用于：根据所述卫星信号输出多路时间参考基准信息；从所述多路时间参考基准信息中确定目标时间参考基准信息；根据所述目标时间参考基准信息生成所述伪信号。

参照图8，示出了本申请一个实施例的一种终端设备的示意图。如图8所示，本实施例的终端设备800包括：处理器810、存储器820以及存储在所述存储器820中并可在所述处理器810上运行的计算机程序821。所述处理器810执行所述计算机程序821时实现上述信号转换方法实施例中的步骤，例如图6所示的步骤s601至s603。或者，所述处理器810执行所述计算机程序821时实现上述各装置实施例中各模块/单元的功能，例如图7所示模块701至703的功能。

示例性的，所述计算机程序821可以被分割成一个或多个模块/单元，所述一个或者多个模块/单元被存储在所述存储器820中，并由所述处理器810执行，以完成本申请。所述一个或多个模块/单元可以是能够完成特定功能的一系列计算机程序指令段，该指令段可以用于描述所述计算机程序821在所述终端设备800中的执行过程。例如，所述计算机程序821可以被分割成卫星信号接收模块、伪信号生成模块、伪信号传输模块，各模块具体功能如下：

卫星信号接收模块，用于接收第一卫星系统的卫星信号；

伪信号生成模块，用于对所述卫星信号进行处理，生成伪信号，所述伪信号为伪第二卫星系统的信号；

伪信号传输模块，用于将所述伪信号传输至基站设备，所述基站设备用于根据所述伪信号进行时间同步。

所述终端设备800可包括但不仅限于，处理器810、存储器820。本领域技术人员可以理解，图8仅仅是终端设备800的一种示例，并不构成对终端设备800的限定，可以包括比图示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者不同的部件，例如所述终端设备800还可以包括输入输出设备、网络接入设备、总线等。

所述处理器810可以是中央处理单元(centralprocessingunit，cpu)，还可以是其他通用处理器、数字信号处理器(digitalsignalprocessor，dsp)、专用集成电路(applicationspecificintegratedcircuit，asic)、现成可编程门阵列(field-programmablegatearray，fpga)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等。

所述存储器820可以是所述终端设备800的内部存储单元，例如终端设备800的硬盘或内存。所述存储器820也可以是所述终端设备800的外部存储设备，例如所述终端设备800上配备的插接式硬盘，智能存储卡(smartmediacard，smc)，安全数字(securedigital，sd)卡，闪存卡(flashcard)等等。进一步地，所述存储器820还可以既包括所述终端设备800的内部存储单元也包括外部存储设备。所述存储器820用于存储所述计算机程序821以及所述终端设备800所需的其他程序和数据。所述存储器820还可以用于暂时地存储已经输出或者将要输出的数据。

本申请实施例还公开了一种基站，包括前述实施例中所述的信号转换装置以及与所述信号转换装置连接的基站设备。

本申请实施例还公开了一种终端设备，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现如前述方法实施例所述的信号转换方法。

本申请实施例还公开了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如前述方法实施例所述的信号转换方法。

本申请实施例还公开了一种计算机程序产品，当所述计算机程序产品在终端设备上运行时，使得所述终端设备执行前述各个实施例所述的信号转换方法。

本申请实施例还公开了一种芯片，所述芯片包括存储器和处理器，所述处理器执行所述存储器中存储的计算机程序，以实现如前述各个实施例所述的信号转换方法。

以上所述实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制。尽管参照前述实施例对本申请进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的精神和范围，均应包含在本申请的保护范围之内。