專利名稱：一種第三代移動通訊系統(tǒng)中時間同步方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及移動通訊系統(tǒng)中時間同步問題，尤其涉及寬帶碼分多址(WCDMA)系統(tǒng)、TD-SCDMA通訊系統(tǒng)以及CDMA2000系統(tǒng)中網(wǎng)元之間、網(wǎng)元與網(wǎng)元管理系統(tǒng)之間以及其他網(wǎng)絡(luò)節(jié)點之間時間同步的方法。
背景技術(shù)：
隨著無線通信技術(shù)的發(fā)展，通信網(wǎng)絡(luò)越來越復(fù)雜和龐大，進一步對網(wǎng)絡(luò)中各個節(jié)點如何獲得準(zhǔn)確的時間增大了困難。第三代移動通訊網(wǎng)絡(luò)中準(zhǔn)確的時間信息對于網(wǎng)絡(luò)所提供的業(yè)務(wù)有重大的作用。主要的時間同步需求來自幾個方面1)網(wǎng)管系統(tǒng)的告警和日志需要準(zhǔn)確記錄事件和告警的準(zhǔn)確時間，以便進行故障和性能分析。譬如，網(wǎng)管中心或者網(wǎng)元管理系統(tǒng)記錄的產(chǎn)生告警時間，可能不是網(wǎng)元實際產(chǎn)生告警的準(zhǔn)確時間，這樣可能帶來告警相關(guān)性處理以及告警發(fā)生后的智能處理出錯，因為時間值不準(zhǔn)確會導(dǎo)致這些處理的順序發(fā)生錯位。另外，當(dāng)網(wǎng)管中心采用多點日志記錄時，如果網(wǎng)絡(luò)各個節(jié)點時間不同步，將造成日志記錄的混亂。若需要這些信息快速準(zhǔn)確進行故障定位，準(zhǔn)確的時間是必不可少的。
2)CDMA2000基站需要UTC(協(xié)調(diào)世界時)信息依賴GPS(全球定位系統(tǒng))衛(wèi)星時間同步的CDMA系統(tǒng)，基站之間的時間同步均以公共CDMA時標(biāo)為基準(zhǔn)，該時標(biāo)通過接收GPS定時，同步于UTC時間。BTS(基站收發(fā)信臺)需要絕對時間以獲取從MS(移動臺)發(fā)送的CDMA信號。在軟切換中，可能在選擇器中發(fā)生郵件指令不匹配，這是由于BTS消息路徑隊列延遲造成的。為防止這種不匹配，所有BTS和BSC(基站控制器)必須時間同步。
3)時間同步用于電信網(wǎng)絡(luò)的計費系統(tǒng)可減小計費信息的錯誤，為不同運營商的網(wǎng)間結(jié)算提供可靠依據(jù)由于多運營商的出現(xiàn)和分時段費率的存在，存在網(wǎng)間計費不一致造成的話單損失的情況。采用時間同步可改善和解決這個問題。比如，電信和聯(lián)通互通時，是通過關(guān)口局計費，假如電信側(cè)計費起點為20:58(半費時段前)，而聯(lián)通側(cè)計費起點為21:01(半費時段后)，則電信、聯(lián)通計費話單會出現(xiàn)誤差，通常的做法是丟棄話單，損失由雙方運營商承擔(dān)。如果在雙方的交換機上可以精確的絕對時間，則雙方的計費誤差可以控制在毫秒級，從根本上避免話單差異。即使只有一方的設(shè)備可和獲得精確的絕對時間，在話單決策上，該方可占據(jù)裁決地位，為對方消除損失。
第三代無線通信網(wǎng)的國際規(guī)范3gpp和3gpp2中尚未定義系統(tǒng)內(nèi)各個節(jié)點之間的時間同步方式，因此可能會導(dǎo)致RNC(無線網(wǎng)絡(luò)控制器)與NodB間、不同的NodeB間、BTS與BSC之間以及其他網(wǎng)絡(luò)節(jié)點之間或網(wǎng)元與網(wǎng)元管理系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)之間時間不同步的情況發(fā)生。對于網(wǎng)絡(luò)中的時間同步過程，國內(nèi)的行業(yè)規(guī)范中已經(jīng)提出了通過SNTP和NTP協(xié)議的方式來進行同步，但具體的時間服務(wù)的層次結(jié)構(gòu)以及對各個網(wǎng)元的要求并沒有做出統(tǒng)一的說明，在實施的過程中仍然需要進行大量的規(guī)范之外的溝通工作才能保證SNTP或者NTP的時間同步能夠正常進行。
雖然部分基站設(shè)備可能自帶GPS，并且在Internet上有大量精確時間服務(wù)器可以提供時間服務(wù)。但是無論在無線信息的同步還是小區(qū)定位上都有使用GPS之外的方案，系統(tǒng)并不要求基站一定要帶有GPS接收設(shè)備，因此不能期望基站設(shè)備一定可以通過GPS獲取精確時間。并且基站設(shè)備之間缺乏IP通道，尤其是跨廠商的NodeB、BTS之間，NodeB到RNC、BTS到RNC、NodeB到BSC之間基本不可能基于IP通道相互提供NTP服務(wù)。并且NodeB、BTS、RNC、BSC以及CN(核心網(wǎng))側(cè)的設(shè)備所在的機房環(huán)境一般都是與Internet隔開的，并且為了安全的考慮不應(yīng)提供設(shè)備直接可以被Internet訪問的能力，由于時間信息會影響計費的基準(zhǔn)并可能影響網(wǎng)上競拍等時間敏感性的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，因此在設(shè)備所在的局域網(wǎng)和Internet之間也一般會有防火墻來隔離123端口的消息來避免Internet上未授權(quán)的時間服務(wù)器來直接惡意修改設(shè)備上的系統(tǒng)時間信息。即便是可以開放123端口，然后通過NTP的鑒權(quán)機制來保證安全性，但是如果完全由設(shè)備直接和Internet上的時間服務(wù)器自行完成同步，大量設(shè)備的密鑰管理也會形成新的管理困境。并且Internet上的NTPServer是NTP V3與NTP V4共存的，NTP V3密鑰管理使用對稱密鑰的私鑰機制，加密采用DES算法，而NTP V4采用公鑰機制，加密采用MD5算法，這個差異更進一步加劇了密鑰管理的復(fù)雜程度和工作量。因此仍然需要一種機制來保證時間同步的正常完成。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明解決的技術(shù)問題是提供一種第三代移動通訊系統(tǒng)中的時間同步方法，有效解決WCDMA/TD-SCDMA/CDMA2000系統(tǒng)內(nèi)部各個節(jié)點RNC、NodeB等設(shè)備獲得精確的時間值并保持時間同步的問題。
為了達到以上目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案建立NTP服務(wù)器作為系統(tǒng)內(nèi)的基準(zhǔn)時間服務(wù)器，向其他有時間同步需求的節(jié)點設(shè)備或者網(wǎng)元設(shè)備提供時間服務(wù)并將系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)中各個節(jié)點設(shè)備或者網(wǎng)元設(shè)備設(shè)為可配置時間同步方式的。
系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)中各個節(jié)點設(shè)備或者網(wǎng)元設(shè)備通過配置管理來設(shè)定它所依賴的NTP服務(wù)器的IP地址和端口號，從NTP服務(wù)器獲得時間同步服務(wù)。
該同步方法包括以下步驟步驟1，建立NTP服務(wù)器作為系統(tǒng)內(nèi)的基準(zhǔn)時間服務(wù)器，配置NTP時間同步參數(shù)；步驟2，啟動時間服務(wù)器；步驟3，時間服務(wù)器獲取精確時間；步驟4，系統(tǒng)中節(jié)點設(shè)備或者網(wǎng)元設(shè)備主動向NTP服務(wù)器查詢時間信息；步驟5，NTP服務(wù)器對時間查詢做出應(yīng)答；步驟6，系統(tǒng)中節(jié)點設(shè)備或者網(wǎng)元設(shè)備根據(jù)應(yīng)答完成時間同步。
上述方法中NTP服務(wù)器可以如下方式之一獲取精確時間1)在NTP服務(wù)器所在的IP網(wǎng)絡(luò)中安裝原子鐘或者GPS接收機設(shè)備，NTP服務(wù)器從原子鐘或者GPS接收機獲取精確時間；2)由系統(tǒng)中帶有GPS接收裝置的基站設(shè)備提供精確時間；3)由Internet上指定的網(wǎng)站提供時間服務(wù)。當(dāng)系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)中存在多個精確時間源的時候，NTP服務(wù)器采用NTP的時間源過濾、選擇機制來選擇精確時間源。
基站設(shè)備上如果攜帶了GPS接收裝置，不由系統(tǒng)內(nèi)NTP服務(wù)器進行時間同步。
采用本發(fā)明方法，可達到以下有益效果1.3G全系統(tǒng)網(wǎng)元和時間同步可配置，對于設(shè)備的要求是開放時間同步的設(shè)置接口，運營商可以非常容易的完成系統(tǒng)內(nèi)部整個時間同步網(wǎng)絡(luò)配置和運行。
2.把3G系統(tǒng)內(nèi)部網(wǎng)元、計費系統(tǒng)之間的時間同步協(xié)議統(tǒng)一為NTP協(xié)議，并且NTP服務(wù)器可以向系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)中有時間同步需求的設(shè)備提供時間服務(wù)，如果某個設(shè)備上提供NTP Server(NTP服務(wù)器)時，它可以向其他廠商的設(shè)備提供NTP服務(wù)，可以增強多廠商互聯(lián)的便捷性。
3.一般NTP Server是需要單獨購買設(shè)備的，如果每個設(shè)備商都需要向運營商提供單獨的時間服務(wù)器，顯然會增加投資成本，本方法強調(diào)多廠商NTPServer的互聯(lián)，可以由運營商指定系統(tǒng)內(nèi)具備通訊能力和NTP服務(wù)能力的設(shè)備來承擔(dān)這個功能，實現(xiàn)NTP服務(wù)的多廠商設(shè)備共享。
4.進一步細分3G系統(tǒng)內(nèi)時間同步網(wǎng)的密鑰管理，在系統(tǒng)內(nèi)部可以不打開鑒權(quán)功能，僅在NTP Server與外部連接上需要通過鑒權(quán)機制保證安全。


圖1是本發(fā)明方法的時間源及時間服務(wù)器部署圖；圖2是本發(fā)明方法的流程圖。
具體實施例方式
以下結(jié)合附圖對本發(fā)明的具體實施方式
做進一步詳細說明。
圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)圖，本發(fā)明所述的方案可以應(yīng)用于第三代移動通訊系統(tǒng)中，主要基于以下前提一是通過NTP Server可以獲得精確的時間信息；二是NTP Server所在的設(shè)備與其他設(shè)備如RNC、NodeB、BTS等之間有直接的以太網(wǎng)聯(lián)接或者是IPOA(IPOver ATM)聯(lián)接。
建立NTP Server作為系統(tǒng)內(nèi)的基準(zhǔn)時間服務(wù)器，向其他有時間同步需求的節(jié)點設(shè)備或者網(wǎng)元設(shè)備提供時間服務(wù)并將系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)中各個節(jié)點設(shè)備或者網(wǎng)元設(shè)備設(shè)為可配置時間同步方式的。
時間服務(wù)器可以是通過單獨的硬件設(shè)備提供，也可以是在系統(tǒng)機房中的某臺計算機上加載時間服務(wù)器軟件來提供，例如往往可以在部署設(shè)備OMC-R(基站子系統(tǒng)操作維護中心)的計算機上通過加載NTP Server軟件的方式來提供。
NTP Server的工作方式，時間源設(shè)置等參數(shù)可以通過單獨的配置完成，也可以把NTP Server抽象為一個管理對象而由OMC(運行維護中心)集成管理。當(dāng)某廠商在設(shè)備提供了NTP server時，其他廠商的設(shè)備可以通過配置自己的網(wǎng)元設(shè)備NTP服務(wù)參數(shù)直接使用這個NTP Server提供的服務(wù)。
在WCDMA、TD-SCDMA或者CDMA2000的基站設(shè)備上如果攜帶了GPS接口裝置，可以認為它們通過GSP的UTC接口已經(jīng)可以獲取非常精確的絕對時間，雖然可能在絕對時間值上仍然可能與系統(tǒng)內(nèi)部的NTPServer存在差異，但可以認為偏差很小，不會影響上述三個時間同步需求的正常提供，因此對這些設(shè)備可不由系統(tǒng)內(nèi)NTP Server進行同步。
在系統(tǒng)內(nèi)的NTP Server獲取精確時間方法可以采用以下所述幾種方式中的一種來實現(xiàn)可以在NTP Server所在的IP網(wǎng)絡(luò)中安裝原子鐘或者GPS接收機等設(shè)備，NTP server從這些設(shè)備獲取精確時間；可以由帶有GPS接收裝置的基站設(shè)備如BTS、NodeB提供精確時間，然后NTP Server可以利用OMC和NodeB、BTS之間的IPOA通道或直接的IP通道獲得精確時間；可以由Internet上指定的網(wǎng)站提供時間服務(wù)，僅僅允許時間服務(wù)器所在的計算機通過防火墻獲得時間服務(wù)；當(dāng)系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)中存在多個可能的精確時間源的時候，NTP Server采用NTP的時間源過濾、選擇機制來選定精確時間源。
作為系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)中各個節(jié)點的RNC、NodeB等設(shè)備通過配置管理來設(shè)定它所依賴的NTP Server的IP地址和端口號，通過直接的IP通道或者是IPOA通道來獲得時間同步服務(wù)。
在NTP Server和精確時間源之間如果也采用NTP協(xié)議，必須打開鑒權(quán)機制保證時間信息的安全性具體采用NTP V3或NTP V4的機制都可以，鑒于NTP V4還沒有最后發(fā)布和取代NTP V3建議現(xiàn)階段統(tǒng)一采用NTP V3的機制，當(dāng)NTP V4在RFC中徹底取代NTP V3后統(tǒng)一升級NTP Server的版本采用NTP V4以利用其對IPV6的支持等優(yōu)越性。而在NTP Server和使用NTP Server的時間服務(wù)的設(shè)備之間可以不打開鑒權(quán)機制，以簡化鑒權(quán)信息管理的復(fù)雜性。
圖2是本發(fā)明方法的流程圖。
步驟1，通過OMC的配置界面設(shè)置時間NTP參數(shù)，參數(shù)項包括獲取精確時間的方式(本實施例中有2種方式即可以通過Internet獲得精確時間或者通過內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)上的某個網(wǎng)元獲取)，如果通過防火墻從Internet獲取時間信息還包括密鑰、端口映射以及NTP Server向其他設(shè)備提供時間同步的端口號；步驟2，啟動時間服務(wù)器；步驟3、4，作為時間服務(wù)器的NTP Server通過Internet或者是內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)設(shè)備獲取精確時間；步驟5，RNC和NodeB等設(shè)備主動向NTP Server查詢時間信息；步驟6，NTP Server對時間查詢做出應(yīng)答；步驟7，RNC和NodeB設(shè)備根據(jù)應(yīng)答調(diào)整時間。
應(yīng)當(dāng)理解的是，對本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來說，可以根據(jù)本發(fā)明的技術(shù)構(gòu)思進行等同改變或替換，而所有這種無需額外創(chuàng)造性勞動的改變或替換方案都應(yīng)屬于本發(fā)明所附權(quán)利要求的保護范圍。
權(quán)利要求
1.一種第三代移動通訊系統(tǒng)中時間同步方法，其特征在于建立NTP服務(wù)器作為系統(tǒng)內(nèi)的基準(zhǔn)時間服務(wù)器，向其他有時間同步需求的節(jié)點設(shè)備或者網(wǎng)元設(shè)備提供時間服務(wù)并將系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)中各個節(jié)點設(shè)備或者網(wǎng)元設(shè)備設(shè)為可配置時間同步方式的。
2.如權(quán)利要求2所述的一種第三代移動通訊系統(tǒng)中時間同步方法，其特征在于系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)中各個節(jié)點設(shè)備或者網(wǎng)元設(shè)備通過配置管理來設(shè)定它所依賴的NTP服務(wù)器的IP地址和端口號，從NTP服務(wù)器獲得時間同步服務(wù)。
3.一種第三代移動通訊系統(tǒng)中時間同步方法，包括以下步驟步驟1，建立NTP服務(wù)器作為系統(tǒng)內(nèi)的基準(zhǔn)時間服務(wù)器，配置NTP時間同步參數(shù)；步驟2，啟動時間服務(wù)器；步驟3，時間服務(wù)器獲取精確時間；步驟4，系統(tǒng)中節(jié)點設(shè)備或者網(wǎng)元設(shè)備主動向NTP服務(wù)器查詢時間信息；步驟5，NTP服務(wù)器對時間查詢做出應(yīng)答；步驟6，系統(tǒng)中節(jié)點設(shè)備或者網(wǎng)元設(shè)備根據(jù)應(yīng)答完成時間同步。
4.如權(quán)利要求1或2或3所述的一種第三代移動通訊系統(tǒng)中時間同步方法，其特征在于所述的NTP服務(wù)器可以如下方式之一獲取精確時間1)在NTP服務(wù)器所在的IP網(wǎng)絡(luò)中安裝原子鐘或者GPS接收機設(shè)備，NTP服務(wù)器從原子鐘或者GPS接收機獲取精確時間；2)由系統(tǒng)中帶有GPS接收裝置的基站設(shè)備提供精確時間；3)由Internet上指定的網(wǎng)站提供時間服務(wù)。
5.如權(quán)利要求4所述的一種第三代移動通訊系統(tǒng)中時間同步方法，其特征在于當(dāng)系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)中存在多個精確時間源的時候，NTP服務(wù)器采用NTP的時間源過濾、選擇機制來選擇精確時間源。
6.如權(quán)利要求1或2或3所述的一種第三代移動通訊系統(tǒng)中時間同步方法，其特征在于基站設(shè)備上如果攜帶了GPS接收裝置，不由系統(tǒng)內(nèi)NTP服務(wù)器進行時間同步。
7.如權(quán)利要求1或2或3所述的一種第三代移動通訊系統(tǒng)中時間同步方法，其特征在于NTP服務(wù)器的時間同步參數(shù)可通過單獨的配置完成，或者把NTP服務(wù)器抽象為一個管理對象而由運行維護中心集成管理。
8.如權(quán)利要求7所述的一種第三代移動通訊系統(tǒng)中時間同步方法，其特征在于所述配置參數(shù)至少應(yīng)包括獲取精確時間的方式；如果是通過防火墻從Internet獲取時間信息還包括密鑰、端口映射以及NTP服務(wù)器向其他設(shè)備提供時間同步的端口號。
9.如權(quán)利要求1或2或3所述的一種第三代移動通訊系統(tǒng)中時間同步方法，其特征在于所述的NTP服務(wù)器是單獨的硬件設(shè)備或者是在系統(tǒng)中的某臺計算機上加載時間服務(wù)器軟件來實現(xiàn)。
全文摘要
本發(fā)明公開一種第三代移動通訊系統(tǒng)中時間同步方法，建立NTP服務(wù)器作為系統(tǒng)內(nèi)的基準(zhǔn)時間服務(wù)器，向其他有時間同步需求的節(jié)點設(shè)備或者網(wǎng)元設(shè)備提供時間服務(wù)并將系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)中各個節(jié)點設(shè)備或者網(wǎng)元設(shè)備設(shè)為可配置時間同步方式的。系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)中各個節(jié)點設(shè)備或者網(wǎng)元設(shè)備通過配置管理來設(shè)定它所依賴的NTP服務(wù)器的IP地址和端口號，從NTP服務(wù)器獲得時間同步服務(wù)。本方法可以實現(xiàn)3G系統(tǒng)內(nèi)部整個時間同步網(wǎng)絡(luò)配置和運行，并且可以實現(xiàn)NTP服務(wù)的多廠商設(shè)備共享，增強多廠商互聯(lián)的便捷性。
文檔編號H04L12/00GK1731703SQ20041005102
公開日2006年2月8日 申請日期2004年8月5日 優(yōu)先權(quán)日2004年8月5日
發(fā)明者沈毅, 王之曦, 董嘉 申請人:中興通訊股份有限公司