cdmaBSC 新时钟方案使用指导书0406B14文档格式.docx
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翟志新
2003-12-18
1.1
WXDD00970
1.3.1
增加《GCKP单板操作注意须知》部分
蔡成宇
同上
3
在附录中附GCKP单板操作注意须知
2004-03-01
1.2
2.2.1
修改AIE的时钟配置方法
王昊
2004-03-26
1.3
2.1
更新UTCP与MUX,UTCP与CLKC的连线关系
2004-04-06
1.4
WXDD01269
3.4.3
新增GCKP单板的复位操作指导
DistributionList分发记录
CopyNo.
Holder'
sName&
Role
持有者和角色
IssueDate
分发日期
1
<
RDPDTPDT开发代表>
2
ProjectManager项目经理>
Teammembers项目组成员>
4
CustomerRepresentative客户代表>
5
Others其它>
Catalog目录
TableList表目录
FigureList图目录
Keywords关键词:
配置、GPS、GLONASS、卫星接收机、锁相环、GCKP、UTCP
Abstract摘要:
本文简单的介绍了CBSC各时钟方案,并分别针对各时钟方案的配置进行了详细的描述。
Listofabbreviations缩略语清单:
Abbreviations缩略语
Fullspelling英文全名
Chineseexplanation中文解释
3G
ThirdGeneration
第三代移动通信系统
1PPS
OnePulsePercentSecond
每秒一次脉冲信号
BCKM
BTSClocKModule
CDMA2000基站主控时钟模块
CLKC
ClockC
ESR8850时钟板
GPS
GlobalPositioningSystem
全球定位系统
GLONASS
GlobalNAvigationSatelliteSystem
全球导航卫星系统
GCKP
GPS/GLONASS&
ClocKProcessingboard
时钟处理板
UTCP
CoordinatedUniversalTimeProvide
UTC(协调世界时)时间提供板
1
GCKP单板时钟方案使用指导书
1.1时钟模块-CLKM简介
在CDMA系统中,空中无线接口的帧号必须同步于卫星时间,因此BSC不但要满足传输时钟同步的要求,同时也要满足时间同步的要求。
时钟系统负责实现整个BSC的传输同步和时间同步。
BSCGCKP时钟方案基于CLKM时钟模块(该模块以两块主备用关系的GCKP单板作为主功能板,配以GCKB背板和1U结构插框,形成一个独立的时钟处理框),为系统提供时间同步所需的系统时间信息和传输同步所需同步时钟信号(8KHz时钟)。
该时钟模块接收和处理GPS/GLONASS卫星信号,为BSC系统提供系统时间,以保证BSC系统的时间同步。
同时,根据外部接口输入时钟信号或板内卫星时钟信号,经锁相处理后,为系统提供高精度、高可靠性的8KHz时钟信号。
使用GCKP时钟方案相对UTCP方案特点:
1.具有良好的保持性能(UTCP不具备保持功能);
2.UTCP不具有时钟锁相功能,无法提供高精度、高可靠性的8KHz时钟信号,无法适应精简配置环境要求(没有8850/8750提供传输时钟);
3.GCKP相对UTCP跟踪卫星速度较快(单板重启后,不再进行清星历操作);
4.提供功能丰富的维护命令(MUX单板通过面板串口实现对GCKP单板的维护);
5.支持5种类型星卡(UTCP仅能支持两种星卡)。
6.支持在线加载(加载方式和其他单板类似,但一重大不同之处在于加载请求失败后,会从FLASH加载程序并启动)
1.2GCKP时钟方案应用
1.2.1小容量配置时钟方案
1.介绍
图1
小容量配置时钟结构图
CLKM通过对GPS/GLONASS卫星信号、参考时钟源信号的处理,输出同步时钟信号和系统时间信息到CRPS框,CRPS框完成对同步时钟信号和系统时间信息的处理,产生RFN信元,通过预先建立的PVC分发RFN信元(携带系统时间信息)到各CIPS框以实现CBSC系统时间的同步,同时通过框间传输线路传输同步时钟以达到整个CBSC系统传输时钟同步的要求。
小容量配置模式最多配置4个CIPS框。
2.精简配置时钟系统方案之一(CXIE互联方式)
该配置方式下CRPS和CIPS框间通过CXIE单板互联(注:
图示仅包括一个IP框配置),连线方式为E1电缆,具体参见下图:
图2
CBSC小容量配置时钟系统方案一
传输同步
CIPS框的CAIE/CSTU板从A接口提取2048kHz的线路时钟,通过配线送给CLKM作为GCKP单板的参考时钟源。
CLKM也可以从其它可用的时钟参考源(BITS、GPS)中选择一路作为时钟参考源,锁相处理后向CBSC系统输出8KHz同步时钟,通过配线把该同步时钟送到CRPS框的CMUX板面板,CMUX板再把该同步时钟分发给本框的CXIE板,再通过CXIE板的E1链路分发给各CIPS框。
CIPS框的CXIE从与CRPS框互联的E1链路中提取8KHz时钟,通过背板的8KHz总线送给CMUX,经CMUX锁相处理后,再分发给本框的所有单板。
系统时间同步
CLKM从GPS/GLONASS天线接收的信号中提取定位、授时信息,经过内部处理后输出PP16S脉冲信号和系统时间信息到CRPS框中的CMUX板,CMUX板处理后,每间隔320mS产生一个周期同步信元(RFN信元),通过CXIE分发给各个CIPS框的CMUX板。
参考接收到RFN信元的时刻,CIPS框的CMUX板产生一个RFN脉冲,通过背板总线送给本框的CFMR和CSPU,并转发RFN信元到CFMR和CSPU。
CFMR和CSPU利用RFN脉冲和RFN信元校准本地的RFN计数器,使RFN计数器实时同步于系统时间。
这样保证CBSC和BTS的系统时间的同步。
3.精简配置时钟系统方案之二(CLIU互联方式)
该配置方式下CRPS和CIPS框间通过CRPS框中的CLIU单板及CIPS框中的CMUX单板互联(注:
图示仅包括一个IP框配置),连线方式为光纤,具体参见下图。
图3
CBSC小容量配置时钟系统方案二
CIPS框的CAIE/CSTU板从A接口提取2048kHz的线路时钟,通过配线送给CLKM模块作为GCKP单板的时钟参考源。
CLKM也可以从其它可用的时钟参考源(BITS、GPS)中选择一路作为时钟参考源,锁相处理后向CBSC系统输出同步8KHz时钟,通过配线把该同步时钟送到CRPS框CMUX板面板。
CRPS框CMUX板通过背板将该时钟分发给本框的CLIU板,CLIU板再通过光口把该时钟分发给各CIPS框的CMUX板。
经CIPS框CMUX锁相处理后,再分发给本框的所有单板。
时间同步
CLKM从GPS/GLONASS天线接收的信号中提取定位、授时信息,经过内部处理后输出PP16S脉冲信号和系统时间信息到CRPS框中的CMUX板,CMUX板处理后,每隔320ms产生一个周期同步信元(RFN信元),通过CLIU板的光口广播给各个CIPS框的CMUX板。
这样保证CBSC和CBTS的系统时间的同步。
1.2.2大容量配置时钟方案
图4大容量配置时钟结构图
大容量配置以CSWS框为核心实现框间交换,最大可以配置40个CIPS框和5个CPMS框。
2.大容量配置时钟系统方案
图5CBSC大容量配置时钟系统方案
与小容量配置相比,大容量配置在CLKM/CRPS的时钟处理过程都是完全一样的,不同之处在于后续的时钟分发处理。
大容量配置的时钟由CSWS框进行分发,小容量配置的时钟由CRPS框直接分发。
CLKM也可以从其它可用的时钟参考源(BITS、GPS)中选择一个作为时钟参考源,锁相后向CBSC系统输出同步8KHz时钟,通过配线把该同步时钟送到CRPS框CMUX板面板。
CRPS框CMUX单板选择CLKM输出时钟作为时钟参考源,输出同步时钟到本框,同时通过光接口把该同步时钟分发到CSWS框的CLPU,CSWS框从同CRPS框CMUX互联的CLPU光口提取线路时钟,作为CSWS框CLKC时钟板的时钟参考源,经过锁相处理后,分发时钟到各CSWS光接口。
各框的CMUX单板从CLPU光接口提取8KHz时钟,经过锁相处理后,分发给本框的所有单板。
CLKM从GPS/GLONASS天线接收的信号中提取定位、授时信息,经过内部处理后输出PP16S脉冲信号和系统时间信息到CRPS框中的CMUX板,CMUX板处理后,每隔320mS产生一个周期同步信元,通过光口发送的交换模块,交换模块处理后再通过CLPU光口广播给各个CIPS框的CMUX板。
参考接收到RFN信元的时刻,CIPS框的CMUX板产生一个RFN脉冲,通过背板总线送给本框的CFMR和CSPU,并转发RFN信元给CFMR和CSPU。
1.3GCKP单板使用
1.3.1《GCKP单板操作注意须知》
GCKP操作的简要描述参加见附录
1.3.2板位图
图6GCKP单板板位图
1.3.3软件加载说明
GCKP单板软件支持在线升级,CLKM框背板网口(ETH_A和ETH_B)通过HUB连接到BAM实现软件的加载,连接关系如下图所示:
图7GCKP单板加载控制线连接示意图
注意:
GCKP单板支持在线加载,但当加载请求失败后,会从FLASH加载程序并启动。
可通过后台加载记录确认GCKP是否成功从后台加载。
1.3.4卫星卡说明
1.卫星卡类型说明
支持五种类型星卡:
UTOncore、M12+(UTOncore升级版本)、JGG20、JGG80(JGG20升级版本)、K161T。
UTOncore和M12+卫星卡为单星卡,仅跟踪GPS系统;
JGG20、JGG80、K161T为双星卡,可同时跟踪GPS系统和GLONASS系统。
单星卡仅能工作在“GPS模式”;
双星卡可有三种工作模式供选择,分别是:
“GPS模式”、“GLONAAS模式”、“GPS/GLONASS混合模式”。
GCKP单板可以通过配置维护命令设置双星卡的工作模式。
GPS模式:
卫星卡仅跟踪GPS卫星,向GCKP单板提供授时、定位信息。
GLONASS模式:
卫星卡仅跟踪GLONASS卫星,向GCKP单板提供授时、定位信息。
GPS/GLONASS混合模式:
卫星卡同时跟踪GPS和GLONASS卫星,向GCKP单板提供授时、定位信息。
GCKP单板处理卫星卡提供的授时、定位信息,输出供CDMA系统使用的GPS绝对时间信息。
2.双星卡模式初始设定
另提供一种通过调试串口对卫星卡的工作模式进行选择的功能。
GCKP单板启动后,如判断所插星卡类型为双星卡,则串口打印提示请求输入选择星卡的工作模式,如果用户不进行修改(等待5S,如用户没有输入,则认为用户不进行模式的修改),则默认为GPS/GLONASS模式。
设置界面如下:
VxWorks
Copyright1984-1998WindRiverSystems,Inc.
CPU:
HuaWeiGCKP-PowerPC860
VxWorks:
5.4
BSPversion:
1.2/4
Creationdate:
Jun272003
WDB:
Ready.
************************************************************
SetStarCardModeorClearClockConfigurationData:
1:
2:
GLONASS
3:
BOTH
C:
CLEAR
@:
EXIT
?
:
HELP
Pleaseinputthekey'
ENTER'
tostopautosetting...
5
Pleaseinputthechoice:
SetWorkModuleSucceeded.
3.星卡识别
单板硬件逻辑自动识别卡类型,单板发货时已确定了星卡类型。
具体识别参见如下文档:
1.3.5硬件接口说明
CLKM模块面板时钟接口说明
接口标识
用途
说明
面板接口
IN0
2MHz/2Mbps/8KHz输入端
主用时钟参考源输入
IN1
2MHz/2Mbps输入端
备用时钟参考源输入
OUT
2MHz时钟输出口
测试用
ANT
GPS/GLONASS天线接入端
输入GPS/GLONASS天线信号
COM
调试串口
背板接口
CLKA
PP16S/8KHz输出口
接7槽MUX板
COMA
GPS绝对时间信息输出/时钟模块维护串口
接7槽MUX板
ETHA
加载网口
0槽GCKP单板加载网口
CLKB
接8槽MUX板
COMB
接8槽MUX板
ETHB
1槽GCKP单板加载网口
1.3.6指示灯
指示灯状态列表
指示灯
颜色
位置
意义
闪烁频率
状态说明
RUN
绿色
D31
运行灯
常亮
有电源输入,单板存在问题。
常灭
无电源输入,或单板工作在故障状态。
1Hz
正常工作运行态。
ALM
红色
D29
告警灯
无故障。
告警状态,单板存在故障。
ACT
D30
主用灯
指示单板为主用状态。
指示单板为备用状态。
1.3.7物理连接
在GCKP方案中,CBSC时钟系统的物理连接(由CAIE板提取A接口时钟)如下图所示。
图8CBSC时钟系统的物理连接示意图(GCKP方案由CAIE板提取A接口时钟)
在GCKP方案中,CBSC时钟系统的物理连接(由CSTU板提取A接口时钟)如下图所示。
图9BSC时钟系统的物理连接示意图(GCKP方案由CSTU板提取A接口时钟)
时钟系统的物理连接由三部分组成:
第一部分:
当系统从CAIE提取A接口时钟时,0、1槽位GCKP板上的IN0分别连接到主CAIE板的CLK1和CLK2,0、1槽位GCKP板上的IN1分别连接到备CAIE板的CLK1和CLK2。
当系统从CSTU提取A接口时钟时,0、1槽位GCKP板上的IN0分别连接到主CSTU板的CLK(通过1分2的连接线进行连接,从CSTU单板CLK引出的单根时钟配线被分成两个并联端口,分别连接到时钟框主备GCKP单板IN0端),0、1槽位GCKP板上的IN1分别连接到备CSTU板的CLK(通过1分2的连接线进行连接,从CSTU单板CLK引出的单根时钟配线被分成两个并联端口,分别连接到时钟框主备GCKP单板IN1端)。
从CAIE/CSTU板提取2MHz线路时钟,通过连线送给GCKP作为BSC系统的传输同步时钟参考源。
当要求选择BITS时钟源作为BSC系统的传输同步时钟参考源时,GCKP板上的IN0和IN1端口也可直接连接BITS时钟源。
主备CAIE/CSTU单板没有严格的定义,可任选定其中一块接口板为主板,另任选一块为备板。
当存在多个CIPS/CTCS模块时,建议选择位于不同CIPS/CTCS模块的CAIE/CSTU板用于提取线路时钟。
当然,当系统仅存在一块A接口板时,这块单板即被默认定义为主板。
第二部分是CRPS框7、8槽位CMUX板的1PPS端口分别连至时钟框背板(GCKB)的CLK_A、CLK_B端口,接收GCKB板输出的PP16S脉冲信号和8kHz的系统时钟。
第三部分是CRPS框7、8槽位CMUX板的COM1端口分别连至GCKB板的COM_A、COM_B端口,接收GCKB板输出的绝对时间信息。
1.3.8GCKP单板配置维护操作
1.基本知识
锁项环
采用数字鉴相、软件滤波和PID控制算法,实现软件锁相功能。
跟踪选择的参考源,输出高精度、高可靠性的8KHz时钟信号。
锁相环共有四种状态,分别是自由(自由振荡)、快捕(快速跟踪)、跟踪、保持。
时钟管理
GCKP单板根据配置的内部时钟参考源表,进行时钟参考源的选择。
GCKP依据时钟参考源表和时钟参考源选择策略(人工切换策略、自动切换策略)选择时钟参考源表中的一项为系统的参考时钟源。
自动切换策略:
GCKP依据时钟参考源表,进行时钟参考源的自动切换。
优先选择高优先级参考源,当高优先级参考源故障时,则自动寻找源表中其他可用的参考源,找出一个级别最高的源,向它切换。
当级别高的参考源恢复可用时,自动向该高优先级源切换。
人工切换策略:
在人工策略下,依靠命令选择时钟参考源表中的某项作为系统的参考时钟。
人工切换策略仅作为自动切换策略的补充,一般不允许配置为人工切换策略。
GCKP单板默认配置为自动切换策略。
卫星接收机工作模式
卫星接收机共有三种工作模式,分别是:
“GPS模式”、“GLONAAS模式”、“GPS/GLONASS模式”。
当接收机工作在前两种方式时,只有相应的卫星系统接收到的卫星才有效,而在第三种工作方式时,跟踪到的卫星数是两个系统的卫星数之和。
双星卫星接收机的缺省工作模式为“GPS/GLONASS模式”。
单星卫星接收机仅能工作在“GPS模式”。
卫星接收机掩角
与地平线的夹角,卫星接收机不跟踪掩角以下的卫星。
掩角示意图如下:
图10掩角示意图
2.配置维护命令介绍
主备GCKP单板的配置和维护完全是独立的,配置和维护在后台需要指定GCKP单板在时钟框的槽位号。
命令名称:
ADDCLKSRC
功能描述:
增加一条配置记录到时钟参考源表中。
[槽号]:
要配置GCKP单板所处的槽位号。
[时钟参考源优先级]:
所配置时钟参考源在时钟参考源表中的优先级。
[时钟参考源类型]:
SMB0端口输入2MHz、SMB1端口输入2MHz、SMB0端口输入2MBPS、SMB1端口输入2MBPS、SMB0端口输入8KHz、卫星时钟(从星卡输入的1PPS信号)。
举例说明:
ADDCLKSRC:
SN=SN0,CLKPRI=GRD1,CLKTYP=SMB02M;
配置时钟参考源表:
优先级为1,时钟参考源为SMB0接口2MHz类型。
注意事项:
1、同一时钟参考源优先级不能被重复配置;
2、同一时钟参考源类型不能被重复配置;
3、时钟参考源的同一输入口不能被重复配置;
RMVCLKSRC
删除时钟参考源表中的一条配置记录。
[槽号]:
RMVCLKSRC:
SN=SN0,CLKPRI=GRD2;
删除时钟参考源表中优先级为2的配置表项。
当前正在使用的源(包括当前跟踪的源和当前保持的源)不能被删除;
MODCLKSRC
选择时钟参考源表中的一个源进行跟踪。
SMB0端口输入2MHz、SMB1端口输入2MHz、SMB0端口输入2MBPS、SMB1端口输入2MBPS、SMB0端口输入8KHz、卫星时钟(从星卡输入的1PPS信号)。
MODCLKSRC:
SN=SN0,CLKTYP=GPS1PPS;
选择时钟参考源表中卫星时钟作为锁相环当前时钟参考源。
该操作只能在人工选源策略下进行;
MODGCKPPARA
修改GCKP工作参数,包括:
时钟参考源切换策略、卫星接收机的工作模式、卫星接收机掩角。
[时钟参考源切换策略]:
自动模式,手动模式。
[卫星机工作模式]:
GPS模式、GLONASS模式、GPS&
GLONASS混合模式。
[卫星机掩角]:
掩角大小,0~90度。
MODGCKPPARA:
SN=SN0,CLKSWPLC=AUTO,SATCRDMD=GLONAAS,SATMSKANGL=10;
配置时钟参考源切换策略为自动模式、卫星接收机工作在GLONAAS模式,卫星接收机掩角设置为10度。
单星卡不能设置为:
(GLONAAS模式)和(GPS_GLONASS模式);
DSPCLKSRC
查询GCKP时钟信息:
包括参
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