專利名稱：一種校正電信設(shè)備時鐘老化的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電信設(shè)備時鐘中的OCXO(Oven Control Crystal Oscillator，恒溫晶體振蕩器)老化的自動校正方法，尤其是涉及電信領(lǐng)域的電信網(wǎng)同步和電信網(wǎng)元設(shè)備時鐘子系統(tǒng)。
本發(fā)明的技術(shù)方案如下，首先，在網(wǎng)元設(shè)備初始安裝時，通過以下步驟對其時鐘初始頻率定標(biāo)用頻率計測量CKU(Clock Unit，時鐘板)輸出的主頻率；將所測得的輸出主頻率與標(biāo)稱頻率進(jìn)行比對，計算兩者之間的頻率偏差；如果所計算出的頻率偏差大于預(yù)定值，則通過LMT(LocalMaintain Terminals，本地操作維護(hù)終端)向OMU(Operation and MaintainUnit，操作維護(hù)單元板)發(fā)出調(diào)節(jié)LSB(Less Significant Bit，8位字節(jié)的低4位)的命令；操作維護(hù)單元板將收到的命令轉(zhuǎn)發(fā)給時鐘板；時鐘板根據(jù)所述命令調(diào)節(jié)振蕩器中D/A器件的LSB；振蕩器根據(jù)D/A器件的輸出電壓調(diào)節(jié)輸出頻率，直到網(wǎng)元設(shè)備的時鐘頻率與標(biāo)稱頻率之間的偏差小于或等于預(yù)定值；時鐘板將定標(biāo)后的LSB保存在非易失性存儲器中。
在長期運(yùn)行后，按以下步驟對網(wǎng)元設(shè)備的時鐘頻率進(jìn)行老化校正定期通過網(wǎng)絡(luò)控制或維護(hù)中心OMC(Operation and Maintain Center)向網(wǎng)元設(shè)備廣播GPS(Global Positioning Systems，全球定位系統(tǒng))標(biāo)準(zhǔn)時間；將網(wǎng)元設(shè)備本地時鐘的時間與接收到的所述標(biāo)準(zhǔn)時間進(jìn)行比對，計算出兩者之間的時間差；根據(jù)所述時間差計算出網(wǎng)元設(shè)備的時鐘頻率與標(biāo)稱頻率之間的偏差；如果所計算出的頻率偏差大于預(yù)定值，則對網(wǎng)元設(shè)備的時鐘頻率進(jìn)行調(diào)整，直到頻率偏差小于或等于所述預(yù)定值。
在上述校正過程中，對網(wǎng)元設(shè)備的時鐘頻率進(jìn)行調(diào)整的方法，與對網(wǎng)元設(shè)備時鐘的初始頻率定標(biāo)過程中所有用的調(diào)整方法相同。
采用本發(fā)明所述方法，與現(xiàn)有技術(shù)相比，使各種邊際網(wǎng)絡(luò)毋須網(wǎng)同步就能長期保證網(wǎng)元設(shè)備時鐘一定的準(zhǔn)確度，達(dá)到了準(zhǔn)同步工作的效果，避免了上述實現(xiàn)邊際網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)同步的困難和帶來的問題。同時OCXO老化校正毋須人工到各個網(wǎng)元設(shè)備現(xiàn)場操作，大大減少了維護(hù)工作量和成本，而且具有校正精度高，操作簡單，不影響系統(tǒng)運(yùn)行等特點(diǎn)。
具體實施例本發(fā)明是一種使邊際網(wǎng)絡(luò)工作在準(zhǔn)同步方式的方法，首先利用LMT對網(wǎng)元設(shè)備時鐘進(jìn)行定標(biāo)，然后利用操作維護(hù)信令對其老化進(jìn)行遠(yuǎn)端自動校正。
如

圖1和圖2所示，一般地，每個電信設(shè)備都有一個操作維護(hù)單元板OMU，它與本系統(tǒng)中的所有單板通信，采集各單板的工作狀態(tài)、告警及其它一些信息。一方面可通過串口傳到LMT，另一方面可通過網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)鏈路傳到操作維護(hù)中心OMC。這樣一來，可以用LMT通過OMU對網(wǎng)元設(shè)備時鐘的初始頻率進(jìn)行定標(biāo)以及OMC通過OMU對網(wǎng)元設(shè)備時鐘的老化進(jìn)行校正。
網(wǎng)元設(shè)備時鐘初始頻率定標(biāo)流程圖如圖3所示，在網(wǎng)元設(shè)備初始安裝時，在現(xiàn)場用高精度和高準(zhǔn)確度的頻率計測量OCXO的輸出頻率；當(dāng)設(shè)備上電后，CKU與OMU進(jìn)行通信，上報工作狀態(tài)；當(dāng)發(fā)現(xiàn)輸出頻率偏離了標(biāo)稱頻率時，可通過LMT的操作維護(hù)界面，利用串口向OMU發(fā)命令，增減LSB，OMU收到命令后向CKU轉(zhuǎn)發(fā)；CKU則依此命令調(diào)節(jié)控制OCXO的D/A器件的LSB，D/A器件的輸出電壓再去控制晶振的電調(diào)端，從而調(diào)整了輸出的頻率。重復(fù)上述步驟，直到輸出頻率滿足一定的準(zhǔn)確度，例如準(zhǔn)確度達(dá)到或優(yōu)于1×10-8后，CKU可根據(jù)OMU的命令將定標(biāo)后的LSB保存在非易失性存儲器中(如E2ROM或Flash)，以便CKU上電運(yùn)行后調(diào)用。此方法調(diào)校的精度很高，可以達(dá)到或優(yōu)于0.01ppm。
OCXO在運(yùn)行后隨著時間的推移頻率都會發(fā)生老化偏移，例如二級鐘的年老化率一般為1×10-7，而三級鐘達(dá)1×10-6，且老化有正偏移，也有負(fù)偏移，不同OCXO差異性很大。為了保證網(wǎng)絡(luò)長期保持在準(zhǔn)同步狀態(tài)，必須對網(wǎng)元設(shè)備時鐘進(jìn)行老化校正。本發(fā)明老化校正方法的核心是時間比對法，即定期通過網(wǎng)絡(luò)控制或維護(hù)中心OMC向各個網(wǎng)元設(shè)備廣播GPS標(biāo)準(zhǔn)時間，然后各網(wǎng)元設(shè)備本地時鐘所計得的時間與GPS標(biāo)準(zhǔn)時間進(jìn)行比對。
如圖5和圖6所示，OMC-R(Operation and Maintain Center-Radio，無線操作維護(hù)中心)通過操作維護(hù)鏈路向BTS發(fā)送T0時刻，一般地，當(dāng)BTS與BSC(Base Station Controller，基站控制器)的位置固定不變時，則傳輸延時基本上是固定的，由于傳輸及處理時延，經(jīng)過時間t，才被CKU接收。此時的時刻為T0+t。CKU以T0時刻為標(biāo)準(zhǔn)開始計時。經(jīng)過一定時間運(yùn)行后，OMC-R發(fā)送的標(biāo)準(zhǔn)時刻為T1，則到達(dá)CKU的時刻則為T1+t。則兩次發(fā)布的間隔時間為K0＝T1-T0。而此時CKU本地所計的時刻為T2，它的兩次間隔時間為K1＝T2-T0。由于OCXO的老化，K1不等于K0。其老化引起的時間偏移為K1-K0，此差可正可負(fù)，分別反映頻率正向或負(fù)向漂移。
根據(jù)比對得到的時間差可由下式計算得到本地OCXO老化后與標(biāo)稱頻率的頻差，Δf/f0＝(K1-K0)/K0(1)其中，Δf為OCXO老化后與標(biāo)稱頻率的頻差，f0為標(biāo)稱頻率，K0為GPS標(biāo)準(zhǔn)時間，K1為網(wǎng)元設(shè)備本地時鐘所計得的時間。由于GPS接收機(jī)給出的秒脈沖精度一般在40-300納秒，因此為了保證網(wǎng)元設(shè)備時鐘老化校正的精度，要求網(wǎng)絡(luò)控制或維護(hù)中心向各個網(wǎng)元設(shè)備廣播的GPS標(biāo)準(zhǔn)時間精確到毫秒。最后，本地OCXO老化后與標(biāo)稱頻率的頻差得到后，網(wǎng)元設(shè)備根據(jù)OCXO的壓控增益G和D/A器件的轉(zhuǎn)換增益g由式LSB＝(K1-K0)/gK0G(2)得到調(diào)節(jié)OCXO的D/A器件的LSB，并保存在網(wǎng)元設(shè)備時鐘上的非易失性存儲器中。即使有斷電，開電后仍能保證時鐘輸出的精度。
本發(fā)明中，CKU根據(jù)頻差和OCXO壓控增益確定調(diào)節(jié)控制OCXO的D/A器件的LSB，這樣各個BTS就可根據(jù)各自所得到的LSB對本地的OCXO進(jìn)行老化校正。為了防止傳輸上抖動帶來的誤差，BTS可以在OCXO老化可以忽略不計的很短的時間間隔內(nèi)對K1-K0多次采樣平均。
如圖4所示為網(wǎng)元設(shè)備時鐘老化自動校準(zhǔn)安排圖，以GSM網(wǎng)絡(luò)為例，由于每個站點(diǎn)的BTS在正常工作后，都會通過傳輸設(shè)備與BSC以及OMC-R通信，實現(xiàn)傳輸業(yè)務(wù)、信令和操作維護(hù)信息等功能。故BSC可通過操作維護(hù)時隙每隔一段時間向各BTS廣播當(dāng)前GPS標(biāo)準(zhǔn)時間。GPS標(biāo)準(zhǔn)時間作為消息字節(jié)，通過BSC與BTS之間的操作維護(hù)鏈路向BTS發(fā)送。設(shè)備開始運(yùn)行時，BTS的CKU在接收到GPS標(biāo)準(zhǔn)時間后，則以此時間為標(biāo)準(zhǔn)開始計時。經(jīng)過較長一段時間運(yùn)行后，BTS的CKU頻率由于老化發(fā)生變化，其所計得的時間則與OMC-R送來的GPS標(biāo)準(zhǔn)時間不符。根據(jù)這個時間差可由上述方法實現(xiàn)對BTS本地OCXO的老化校正。
由于校正時鐘是從后臺OMC發(fā)出的命令，從OMC廣播的GPS時鐘要經(jīng)過傳輸延時及軟件處理延時，才到達(dá)時鐘板。其中傳輸延時是固定的，而軟件處理延時則差別較大，為了確保調(diào)節(jié)的精度，一方面可以在軟件處理上將此任務(wù)作為優(yōu)先級最高的，則每次的處理延時是固定的。另外一方面在時鐘板上對廣播來的時鐘進(jìn)行多次采樣平均，也可以濾去異常延時。校正后，時鐘板可以將目前OCXO輸出頻率所對應(yīng)的晶振壓控端的D/A數(shù)字值，上報給后臺，操作人員比較各個站點(diǎn)上報的D/A值，看其是否有異常。
可見，本發(fā)明實現(xiàn)了邊際網(wǎng)絡(luò)毋須網(wǎng)同步就能長期保證網(wǎng)元設(shè)備時鐘一定的準(zhǔn)確度，達(dá)到了準(zhǔn)同步工作的效果，避免了上述實現(xiàn)邊際網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)同步的困難和帶來的問題。同時網(wǎng)元設(shè)備時鐘的OCXO老化校正毋須人工到各個網(wǎng)元設(shè)備現(xiàn)場操作，大大減少了維護(hù)工作量和成本，而且具有校正精度高，操作簡單，不影響系統(tǒng)運(yùn)行等特點(diǎn)。
權(quán)利要求
1.一種校正電信設(shè)備時鐘老化的方法，其特征在于，按以下步驟對網(wǎng)元設(shè)備的時鐘頻率進(jìn)行老化校正定期通過網(wǎng)絡(luò)控制或維護(hù)中心(OMC)向網(wǎng)元設(shè)備廣播全球定位系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)時間；將網(wǎng)元設(shè)備本地時鐘的時間與接收到的所述標(biāo)準(zhǔn)時間進(jìn)行比對，計算出兩者之間的時間差；根據(jù)所述時間差計算出網(wǎng)元設(shè)備的時鐘頻率與標(biāo)稱頻率之間的偏差；如果所計算出的頻率偏差大于預(yù)定值，則對網(wǎng)元設(shè)備的時鐘頻率進(jìn)行調(diào)整，直到頻率偏差小于或等于所述預(yù)定值。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的校正電信設(shè)備時鐘老化的方法，其特征在于，按以下步驟對網(wǎng)元設(shè)備的時鐘頻率進(jìn)行調(diào)整通過本地操作維護(hù)終端(LMT)向操作維護(hù)單元板(OMU)發(fā)出調(diào)節(jié)LSB的命令；操作維護(hù)單元板(OMU)將收到的命令轉(zhuǎn)發(fā)給時鐘板(CKU)；時鐘板(CKU)根據(jù)所述命令調(diào)節(jié)振蕩器中D/A器件的LSB；振蕩器根據(jù)D/A器件的輸出電壓調(diào)節(jié)輸出頻率，直到網(wǎng)元設(shè)備的時鐘頻率與標(biāo)稱頻率之間的偏差小于或等于預(yù)定值；時鐘板(CKU)將定標(biāo)后的LSB保存在非易失性存儲器中。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的校正電信設(shè)備時鐘老化的方法，其特征在于，還包括以下在網(wǎng)元設(shè)備初始安裝時對其時鐘初始頻率定標(biāo)的步驟用頻率計測量時鐘板(CKU)輸出的主頻率；將所測得的輸出主頻率與標(biāo)稱頻率進(jìn)行比對，計算兩者之間的頻率偏差；如果所計算出的頻率偏差大于預(yù)定值，則通過本地操作維護(hù)終端(LMT)向操作維護(hù)單元板(OMU)發(fā)出調(diào)節(jié)LSB的命令；操作維護(hù)單元板(OMU)將收到的命令轉(zhuǎn)發(fā)給時鐘板(CKU)；時鐘板(CKU)根據(jù)所述命令調(diào)節(jié)振蕩器中D/A器件的LSB；振蕩器根據(jù)D/A器件的輸出電壓調(diào)節(jié)輸出頻率，直到網(wǎng)元設(shè)備的時鐘頻率與標(biāo)稱頻率之間的偏差小于或等于預(yù)定值；時鐘板(CKU)將定標(biāo)后的LSB保存在非易失性存儲器中。
4.根據(jù)權(quán)利要求1-3中任一項所述的校正電信設(shè)備時鐘老化的方法，其特征在于，所述頻率偏差的預(yù)定值可設(shè)為1×10-8。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種校正電信設(shè)備時鐘老化的方法，在網(wǎng)元設(shè)備初始安裝時，用頻率計測量時鐘板輸出的主頻率，如果輸出主頻率與標(biāo)稱頻率之間的頻率偏差大于預(yù)定值，則通過LMT發(fā)出命令調(diào)節(jié)振蕩器中D/A器件的LSB，振蕩器根據(jù)D/A器件的輸出電壓調(diào)節(jié)輸出頻率，直到頻率偏差小于或等于預(yù)定值。在長期運(yùn)行后，定期通過網(wǎng)絡(luò)控制或維護(hù)中心向網(wǎng)元設(shè)備廣播GPS標(biāo)準(zhǔn)時間；根據(jù)網(wǎng)元設(shè)備本地時鐘的時間與標(biāo)準(zhǔn)時間之間的時間差計算出網(wǎng)元設(shè)備的時鐘頻率與標(biāo)稱頻率之間的偏差；如果所計算出的頻率偏差大于預(yù)定值，則按上述過程對網(wǎng)元設(shè)備的時鐘頻率進(jìn)行調(diào)整，直到頻率偏差小于或等于所述預(yù)定值。
文檔編號H04L7/02GK1428965SQ0114557
公開日2003年7月9日 申請日期2001年12月25日 優(yōu)先權(quán)日2001年12月25日
發(fā)明者鐘爽莉, 宗柏青 申請人:深圳市中興通訊股份有限公司上海第二研究所