專利名稱：一種校正電信設(shè)備時(shí)鐘老化的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電信設(shè)備時(shí)鐘中的OCXO(Oven Control Crystal Oscillator，恒溫晶體振蕩器)老化的自動(dòng)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(shí)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(shí)，通過以下步驟對(duì)其時(shí)鐘初始頻率定標(biāo)用頻率計(jì)測(cè)量CKU(Clock Unit，時(shí)鐘板)輸出的主頻率；將所測(cè)得的輸出主頻率與標(biāo)稱頻率進(jìn)行比對(duì)，計(jì)算兩者之間的頻率偏差；如果所計(jì)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(shí)鐘板；時(shí)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(shí)鐘頻率與標(biāo)稱頻率之間的偏差小于或等于預(yù)定值；時(shí)鐘板將定標(biāo)后的LSB保存在非易失性存儲(chǔ)器中。
在長(zhǎng)期運(yùn)行后，按以下步驟對(duì)網(wǎng)元設(shè)備的時(shí)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(shí)間；將網(wǎng)元設(shè)備本地時(shí)鐘的時(shí)間與接收到的所述標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間進(jìn)行比對(duì)，計(jì)算出兩者之間的時(shí)間差；根據(jù)所述時(shí)間差計(jì)算出網(wǎng)元設(shè)備的時(shí)鐘頻率與標(biāo)稱頻率之間的偏差；如果所計(jì)算出的頻率偏差大于預(yù)定值，則對(duì)網(wǎng)元設(shè)備的時(shí)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(duì)網(wǎng)元設(shè)備的時(shí)鐘頻率進(jìn)行調(diào)整的方法，與對(duì)網(wǎng)元設(shè)備時(shí)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(zhǎng)期保證網(wǎng)元設(shè)備時(shí)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(shí)現(xiàn)邊際網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)同步的困難和帶來(lái)的問題。同時(shí)OCXO老化校正毋須人工到各個(gè)網(wǎng)元設(shè)備現(xiàn)場(chǎng)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(jiǎn)單，不影響系統(tǒng)運(yùn)行等特點(diǎn)。
具體實(shí)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(duì)網(wǎng)元設(shè)備時(shí)鐘進(jìn)行定標(biāo)，然后利用操作維護(hù)信令對(duì)其老化進(jìn)行遠(yuǎn)端自動(dòng)校正。
如

圖1和圖2所示，一般地，每個(gè)電信設(shè)備都有一個(gè)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(lái)，可以用LMT通過OMU對(duì)網(wǎng)元設(shè)備時(shí)鐘的初始頻率進(jìn)行定標(biāo)以及OMC通過OMU對(duì)網(wǎng)元設(shè)備時(shí)鐘的老化進(jìn)行校正。
網(wǎng)元設(shè)備時(shí)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(shí)，在現(xiàn)場(chǎng)用高精度和高準(zhǔn)確度的頻率計(jì)測(cè)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(bào)工作狀態(tài)；當(dāng)發(fā)現(xiàn)輸出頻率偏離了標(biāo)稱頻率時(shí)，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(chǔ)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(shí)間的推移頻率都會(huì)發(fā)生老化偏移，例如二級(jí)鐘的年老化率一般為1×10-7，而三級(jí)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(zhǎng)期保持在準(zhǔn)同步狀態(tài)，必須對(duì)網(wǎng)元設(shè)備時(shí)鐘進(jìn)行老化校正。本發(fā)明老化校正方法的核心是時(shí)間比對(duì)法，即定期通過網(wǎng)絡(luò)控制或維護(hù)中心OMC向各個(gè)網(wǎng)元設(shè)備廣播GPS標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間，然后各網(wǎng)元設(shè)備本地時(shí)鐘所計(jì)得的時(shí)間與GPS標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間進(jìn)行比對(duì)。
如圖5和圖6所示，OMC-R(Operation and Maintain Center-Radio，無(wú)線操作維護(hù)中心)通過操作維護(hù)鏈路向BTS發(fā)送T0時(shí)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(shí)，則傳輸延時(shí)基本上是固定的，由于傳輸及處理時(shí)延，經(jīng)過時(shí)間t，才被CKU接收。此時(shí)的時(shí)刻為T0+t。CKU以T0時(shí)刻為標(biāo)準(zhǔn)開始計(jì)時(shí)。經(jīng)過一定時(shí)間運(yùn)行后，OMC-R發(fā)送的標(biāo)準(zhǔn)時(shí)刻為T1，則到達(dá)CKU的時(shí)刻則為T1+t。則兩次發(fā)布的間隔時(shí)間為K0＝T1-T0。而此時(shí)CKU本地所計(jì)的時(shí)刻為T2，它的兩次間隔時(shí)間為K1＝T2-T0。由于OCXO的老化，K1不等于K0。其老化引起的時(shí)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(duì)得到的時(shí)間差可由下式計(jì)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(shí)間，K1為網(wǎng)元設(shè)備本地時(shí)鐘所計(jì)得的時(shí)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(shí)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(gè)網(wǎng)元設(shè)備廣播的GPS標(biāo)準(zhǔn)時(shí)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(shí)鐘上的非易失性存儲(chǔ)器中。即使有斷電，開電后仍能保證時(shí)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(gè)BTS就可根據(jù)各自所得到的LSB對(duì)本地的OCXO進(jìn)行老化校正。為了防止傳輸上抖動(dòng)帶來(lái)的誤差，BTS可以在OCXO老化可以忽略不計(jì)的很短的時(shí)間間隔內(nèi)對(duì)K1-K0多次采樣平均。
如圖4所示為網(wǎng)元設(shè)備時(shí)鐘老化自動(dòng)校準(zhǔn)安排圖，以GSM網(wǎng)絡(luò)為例，由于每個(gè)站點(diǎn)的BTS在正常工作后，都會(huì)通過傳輸設(shè)備與BSC以及OMC-R通信，實(shí)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(shí)隙每隔一段時(shí)間向各BTS廣播當(dāng)前GPS標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間。GPS標(biāo)準(zhǔn)時(shí)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(shí)，BTS的CKU在接收到GPS標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間后，則以此時(shí)間為標(biāo)準(zhǔn)開始計(jì)時(shí)。經(jīng)過較長(zhǎng)一段時(shí)間運(yùn)行后，BTS的CKU頻率由于老化發(fā)生變化，其所計(jì)得的時(shí)間則與OMC-R送來(lái)的GPS標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間不符。根據(jù)這個(gè)時(shí)間差可由上述方法實(shí)現(xiàn)對(duì)BTS本地OCXO的老化校正。
由于校正時(shí)鐘是從后臺(tái)OMC發(fā)出的命令，從OMC廣播的GPS時(shí)鐘要經(jīng)過傳輸延時(shí)及軟件處理延時(shí)，才到達(dá)時(shí)鐘板。其中傳輸延時(shí)是固定的，而軟件處理延時(shí)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(jí)最高的，則每次的處理延時(shí)是固定的。另外一方面在時(shí)鐘板上對(duì)廣播來(lái)的時(shí)鐘進(jìn)行多次采樣平均，也可以濾去異常延時(shí)。校正后，時(shí)鐘板可以將目前OCXO輸出頻率所對(duì)應(yīng)的晶振壓控端的D/A數(shù)字值，上報(bào)給后臺(tái)，操作人員比較各個(gè)站點(diǎn)上報(bào)的D/A值，看其是否有異常。
可見，本發(fā)明實(shí)現(xiàn)了邊際網(wǎng)絡(luò)毋須網(wǎng)同步就能長(zhǎng)期保證網(wǎng)元設(shè)備時(shí)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(shí)現(xiàn)邊際網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)同步的困難和帶來(lái)的問題。同時(shí)網(wǎng)元設(shè)備時(shí)鐘的OCXO老化校正毋須人工到各個(gè)網(wǎng)元設(shè)備現(xiàn)場(chǎng)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(jiǎn)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(shí)鐘老化的方法，其特征在于，按以下步驟對(duì)網(wǎng)元設(shè)備的時(shí)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(shí)間；將網(wǎng)元設(shè)備本地時(shí)鐘的時(shí)間與接收到的所述標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間進(jìn)行比對(duì)，計(jì)算出兩者之間的時(shí)間差；根據(jù)所述時(shí)間差計(jì)算出網(wǎng)元設(shè)備的時(shí)鐘頻率與標(biāo)稱頻率之間的偏差；如果所計(jì)算出的頻率偏差大于預(yù)定值，則對(duì)網(wǎng)元設(shè)備的時(shí)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(shí)鐘老化的方法，其特征在于，按以下步驟對(duì)網(wǎng)元設(shè)備的時(shí)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(shí)鐘板(CKU)；時(shí)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(shí)鐘頻率與標(biāo)稱頻率之間的偏差小于或等于預(yù)定值；時(shí)鐘板(CKU)將定標(biāo)后的LSB保存在非易失性存儲(chǔ)器中。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的校正電信設(shè)備時(shí)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(shí)對(duì)其時(shí)鐘初始頻率定標(biāo)的步驟用頻率計(jì)測(cè)量時(shí)鐘板(CKU)輸出的主頻率；將所測(cè)得的輸出主頻率與標(biāo)稱頻率進(jìn)行比對(duì)，計(jì)算兩者之間的頻率偏差；如果所計(jì)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(shí)鐘板(CKU)；時(shí)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(shí)鐘頻率與標(biāo)稱頻率之間的偏差小于或等于預(yù)定值；時(shí)鐘板(CKU)將定標(biāo)后的LSB保存在非易失性存儲(chǔ)器中。
4.根據(jù)權(quán)利要求1-3中任一項(xiàng)所述的校正電信設(shè)備時(shí)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(shí)鐘老化的方法，在網(wǎng)元設(shè)備初始安裝時(shí)，用頻率計(jì)測(cè)量時(shí)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(zhǎng)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(shí)間；根據(jù)網(wǎng)元設(shè)備本地時(shí)鐘的時(shí)間與標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間之間的時(shí)間差計(jì)算出網(wǎng)元設(shè)備的時(shí)鐘頻率與標(biāo)稱頻率之間的偏差；如果所計(jì)算出的頻率偏差大于預(yù)定值，則按上述過程對(duì)網(wǎng)元設(shè)備的時(shí)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(hào)H04L7/02GK1428965SQ0114557
公開日2003年7月9日 申請(qǐng)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(qǐng)人:深圳市中興通訊股份有限公司上海第二研究所