1pps+TOD接口物理电器特性及TOD协议格式规范.doc

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关于TD无线系统高精度时间同步
的功能、性能和时间接口技术规

〔修订稿〕

1.1 TD无线系统的同步功能要求
1.1.1 时间同步总体要求
Ø 不同基站间空口同步信号相对时间误差小于3us。
Ø 基站空口载波频率偏差优于+/-0.05ppm。
Ø 基站输入抖动容限不小于±200ns(3s情况下)。
Ø BBU+多级RRU串连级联时空口相对传输输出接口的时间偏差小于±300ns(3s情况下)。
Ø 基站应提供1PPS＋TOD输入/输出时间接口和1588 v2 FE输入端口。
Ø 在时间输入接口应具备时延补偿功能，补偿围10ns～10us，补偿步长不高于10ns；输出口补偿功能可选。
Ø 基站能够支持通过1pps＋TOD时间接口、1588 v2 FE端口以及置卫星接收机模块等多种方式获取时间同步，不同方式间能够相互备份，实现基站时间源的冗余保护。
1.1.2 基于1PPS+TOD方式的时间同步功能要求
Ø 基站能够支持通过1PPS信号和TOD信息输入，获得同步定时信息，使基站与传输网络上游时间效劳器之间实现满足空口时间和频率精度要求的同步。
Ø TOD信息波特率默认为9600，无奇偶校验，1个停顿位，8个数据位，应在1PPS上升沿1ms后开场传送TOD信息，并在500ms传完，此TOD消息标示当前1PPS上升沿时间。TOD协议报文发送频率为每秒1次。

Ø 对于1PPS秒脉冲，采用上升沿作为准时沿，上升时间应小于50ns，脉宽应为20ms～200ms。
Ø 1PPS和TOD信息传送采用422电平方式，物理接头采用RJ45或DB9，其电气特性满足相应标准要求，线序要求如下：

PIN
信号定义
说明
1
NC
默认态为悬空〔高阻〕
2

NC
默认态为悬空〔高阻〕
3
422_1_N
1PPS
4
GND
RS422电平GND
5
GND
RS422电平GND
6
422_1_P
1PPS
7
422_2_N
TOD时间信息
8
422_2_P
TOD时间信息
1.1.3 基于以太网接口的时间同步功能要求
Ø 基站应支持1588V2时间解析功能，能够通过以太网接口恢复出时间同步定时信息，使基站与传输网络上游时间效劳器之间实现满足空口时间和频率精度要求的同步。
Ø 对于NODE B的1588v2同步功能应至少支持Slave状态。
Ø 对于NODE B的1588v2同步功能支持边界时钟〔Boundary〕模式。
Ø 从Iub接口获取的时间同步信号精度在不同的传输网络负荷下应能够得到保证，特别是采用IP包进展同步消息传递时。
Ø 应支持1588V2以太网接口FE或GE，其应符合IEEE802.3。
1.2 1PPS+TOD接口中TOD的协议规
TOD协议应采用二进制方式进展编码，具体帧定义和消息定义见1.2.1节和1.2.2节。
1.2.1 TOD帧定义
TOD帧构造如下列图所示：
TOD消息使用完整的8bit一个字节的数据进展传输，采用校验和保护，使用消息类型和消息ID两级的方式对消息进展分类。对于超过一个字节的域，需遵循Big Endian规，bit0代表最高位。TOD帧解释：
（1） 帧头
由SYNC CHAR 1和SYNC CHAR 2 两个字节组成。
SYNC CHAR 1 ：一个字节固定数值0x43表示，表示ASCII码中“C〞字符。
SYNC CHAR 2 ：一个字节固定数值0x4D表示，表示ASCII码中“M〞字符。
（2） 消息头
由消息类和消息ID两个字节组成。
CLASS ：消息类规定了TOD消息的根本分类，一字节长度。
ID ：消息ID定义了具体TOD消息的编号，一字节长度。
（3） 消息长度域
由两个字节组成。
消息长度字域计算的有效围只包括消息的净载荷〔payload〕，不包含帧头消息头，消息长度本身和校验和域。
（4） 载荷域
消息容，由假设干字节组成。
（5） 循环冗余检验〔FCS〕域
循环冗余检验码的生成多项式为：

1.2.2 TOD消息定义
1.2.2.1 时间信息消息
消息名称
时间信息消息
描述
时间信息
类型
每秒周期上报
注视
-
消息构造
类型
编号
长度
载荷
校验和
0x01
0x20
14
14Bytes
FCS
载荷容：
字节
偏移量
数据
类型
缩放比
名称
单位
注释
0
U4
-
周秒
TOW
s
GPS Second time of Week
GPS时间周秒
4
I4
-
Reserved
-
保存
8
U2
-
周数
week
-
GPS week (GPS time)
GPS时间周数
10
I1
-
LeapS
s
Leap Seconds (GPS-UTC)
GPS时与UTC时偏移量
11
U1
-
秒脉冲状态
-
0x00 =正常
0x01 =降质
0x02 =不可用
其它保存
12
U1
-
TAcc
-
PPS抖动量级〔0-255〕：
0 – 0ns
1-15ns
2-30ns
…
255-无意义
注：传输设备固定设置为255
13
U1
-
Reserve
-
保存
14
U1
-
Reserve
-
保存

1.2.2.2 时间状态消息
消息名称
时间状态消息
描述
表示当前发出的时间信息的状态
类型
每秒周期上报
注释
适用于卫星接收机
消息构造
类型
编号
长度
载荷
校验和
0x01
0x03
15
15 Bytes
FCS
载荷容：
字节
偏移量
数据
类型
缩放比
名称
单位
注释
0
U1
-
时钟源
类型
-
0x00 ：北斗
0x01 ：GPS
0x02 ：1588
1
U2
-
时钟源工作状态太
-
GPSfix Type, range 0..3
0x00 = no fix
0x01 = dead reckoning only
0x02 = 2D-fix
0x03 = 3D-fix
0x04 = GPS + dead reckoning bined
0x05 = Time only fix
0x06..0xff = reserved
3
U2
-
监控告警
Monitor
Alarm
-
时钟源状态告警：
Bit 0: not used
Bit 1: Antenna open
Bit 2: Antenna shorted
Bit 3: Not tracking satellites
Bit 4: not used
Bit 5: Survey-in progress
Bit 6: no stored position
Bit 7: Leap second pending
Bit 8: In test mode
Bit 9: Position is questionable
Bit 10: not used
Bit 11: Almanac not plete
Bit 12: PPS was generated
5
U1
-
Reserved
-
-
6
U1
-
Reserved
-
-
7
U4
-
Reserved
-
-
11
U4
-
Reserved
-
-

1.2.2.3 数据类型定义
以上数据类型定义如下：
Short
Type
Size (Bytes)
ment
Min/Max
Res
U1
Unsigned Char
1

0..255
1
I1
Signed Char
1
2's plement
-128..127
1
U2
Unsigned Short
2

0..65535
1
I2
Signed Short
2
2's plement
-32768..32767
1
U4
Unsigned Long
4

0..4'294'967'295
1
I4
Signed Long
4
2's plement
-2'147'483'648..2'147'483'647
1
R4
IEEE 754 Single Precision
4

-1*2^+127 .. 2^+127
~ Value * 2^-24
R8
IEEE 754 Double Precision
8

-1*2^+1023 .. 2^+1023
~ Value * 2^-53
CH
ASCII / ISO 8859.1 Encoding
1

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