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1、中国移动通信企业标准QB-X-XXX-XXXX中国移动高精度时间同步1PPSTOD时间接口规范版本号：1.0.0-实施-发布中国移动通信有限公司 发布目录1范围12引用标准13符号及缩略语14概述15基于1PPS+TOD方式的时间同步功能要求261PPS+TOD接口中TOD的协议规范36.1TOD帧定义36.2TOD消息定义46.2.1时间信息消息46.2.2时间状态消息56.2.3数据类型定义67编制历史7中国移动通信有限公司 发布前 言本标准的目的: 随着TD-SCDMA、TD-LTE系统高精度时间地面传送需求的出现，要求网络设备和基站设备等提供各种类型的高精度时间同步接口。此标准提供了1
2、PPSTOD高精度时间同步接口的技术要求。本标准主要包括以下几方面内容： 通过1PPSTOD时间接口互通时的基本功能要求、TOD协议格式。对于通过1PPSTOD时间接口互通的性能要求和网管要求参见中国移动TD无线系统高精度时间同步总体技术要求分册。本标准是中国移动高精度时间同步系列标准之一，该系列标准的结构、名称或预计的名称如下：序号标准编号标准名称1QB-X-XXX-XXXX中国移动TD无线系统高精度时间同步总体技术要求2QB-X-XXX-XXXX中国移动高精度时间同步1PPSTOD时间接口规范3QB-X-XXX-XXXX中国移动高精度时间同步1588v2时间接口规范4QB-X-XXX-XX
3、XX中国移动高精度时间同步设备技术规范本标准由中移号文件印发。本标准由中国移动通信有限公司技术部提出并归口。本标准由标准提出并归口部门负责解释。本标准起草单位：中国移动通信有限公司研究院、中国移动通信有限公司计划部、中国移动通信有限公司网络部、中国移动通信集团设计院有限公司。本标准主要起草人：徐荣、韩柳燕1 范围TD-SCDMA是一个精确时间同步系统，现有的基于NTP/SNTP的同步机制（毫秒级），无法保证TD的同步精度要求。目前TD基站的同步通过在每个基站安装GPS接收设备来解决。增加了工程施工难度，并且单一的同步方式会带来安全和可靠性方面的问题，因此必须研究和规范多种（卫星、地面）时钟同步
4、方式，尤其需要规范通过传输网进行时间同步传递来替代基站内直接使用GPS同步的情况下，对TDSCDMA系统设备的相关同步功能和接口要求，以保证整网的稳定、可靠工作。本规范规定了中国移动TD无线系统时间同步的1PPSTOD时间接口规范。供中国移动内部和厂商共同使用。2 引用标准下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。凡是注日期的引用文件，其随后所有的修改单（不包括勘误的内容）或修订版均不适用于本标准，然而，鼓励根据本标准达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本标准。序号标准编号标准名称发布单位1IEEE 1588-2008网络测量和控制
5、系统的精密时钟同步协议IEEE23GPP TR 25.836NodeB同步（TDD）要求3GPP3 符号及缩略语下列术语、定义和缩略语适用于本标准：词语解释1PPS1 Pulse per Second秒脉冲FCSFame Check Sequence 帧校验序列TODTime of Day 日时间4 概述在TD无线系统高精度时间同步方案中，在不同类型或不同厂家设备之间可能存在以下5种时间对接场景，如图1所示：(1) 卫星定位系统与时间同步设备之间；(2) 时间同步设备与承载设备之间；(3) 不同厂家的承载设备之间；(4) 承载设备与基站设备之间；(5) 卫星定位系统与基站设备。以上5种应用场景
6、均有可能会涉及到1PPSTOD时间接口的互通。图 1 TD无线系统高精度时间同步解决方案架构示意图5 基于1PPS+TOD方式的时间同步功能要求 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服务器之间实现满足空口时间和频率精度要求的同步。 TOD信息波特率默认为9600，无奇偶校验，1个起始位（用低电平表示），1个停止位（用高电平表示），空闲帧为高电平，8个数据位，应在1PPS上升沿1ms后开始传送TOD信息，并在500ms内传完，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。 对于1PPS秒脉冲，采用上升沿作为准时沿，上
7、升时间应小于50ns，脉宽应为20ms200ms。 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1NC默认态为悬空（高阻）2NC默认态为悬空（高阻）3422_1_N1PPS 4GNDRS422电平GND5GNDRS422电平GND6422_1_P1PPS 7422_2_NTOD时间信息8422_2_PTOD时间信息6 1PPS+TOD接口中TOD的协议规范TOD协议应采用二进制方式进行编码，具体帧定义和消息定义见5.1节和5.2节。6.1 TOD帧定义TOD帧结构如下图所示：TOD消息使用完整的8bit一
8、个字节的数据进行传输，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行分类。对于超过一个字节的域，需遵循Big Endian规范，bit0代表字节中的最低有效位（LSB），每个字节发送时，bit0最先发送。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消息的基本分类，一字节长度。 ID ：消
9、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范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） 载荷域消息内容，由若干字节组成。（5） 帧校验序列（FCS）域帧校验序列的生成多项式为： 注：检验码初始值设置为0xFF，输入数据无需取反。校验算法采用右移算法。输出校验数据无需取反。校验字节发送时，最低有效位bit0最先发送，与数据字节一致。TOD帧举例：43 4D 01 20 00 10 00 02 FF 45 00 00 00 00 06 16 0F 00 FF 00 00 00 17其中：0x
10、43 0x4D: 帧头SYNC CHAR1，SYNC CHAR20x010x20: 消息头，此组合代表时间信息消息0x00 0x10: 消息长度域，代表消息长度为16byte0x00 0x02 0xFF 0x450x00 0x00 0x00 0x000x06 0x160x0F 0x00 0xFF 0x00 0x00 0x00: 载荷域，消息内容0x17: CRC校验值。6.2 TOD消息定义6.2.1 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-消息结构类型编号长度载荷校验和0x01 0x20 16 16 Bytes FCS载荷内容： 字节偏移量数据类型缩放比名称单位 注
11、释0 U4 - 周内秒TOWsGPS Second time of Week GPS时间周内秒4 I4 - Reserved-保留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 =时间同步设备（原子钟）保持0x02 =不可用0x03 =时间同步设备（高稳晶振）保持0x04 =传输承载设备保持其它保留12 U1 - TAcc - PPS抖动量级（0-255）： 00ns 1-15ns 2-30ns 25
12、5-无意义注：传输和基站设备固定设置为25513 U1 - Reserve- 保留14U1 - Reserve- 保留15U1 - Reserve- 保留6.2.2 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结构类型编号长度载荷校验和 0x01 0x03 16 16 Bytes FCS载荷内容： 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 ：GPS0x02 ：15880x03 ：其它1 U2 - 时钟源工作状态- GPSfix Type, range 0.3 0x00 = no
13、fix0x01 = dead reckoning only0x02 = 2D-fix0x03 = 3D-fix0x04 = GPS + dead reckoning combined0x05 = Time only fix0x06.0xff = reserved3 U2- 监控告警MonitorAlarm - 时钟源状态告警：Bit 0: not usedBit 1: Antenna openBit 2: Antenna shortedBit 3: Not tracking satellitesBit 4: not usedBit 5: Survey-in progressBit 6: no
14、stored positionBit 7: Leap second pendingBit 8: In test modeBit 9: Position is questionableBit 10: not usedBit 11: Almanac not completeBit 12: PPS was generated5 U1 - Reserved - -6 U1 - Reserved- -7 U1 - Reserved- -8 U4 - Reserved- -12 U4 - Reserved- -6.2.3 数据类型定义以上数据类型定义如下：ShortTypeSize (Bytes)Comm
15、entMin/MaxResU1 Unsigned Char 1 0.255 1I1 Signed Char 1 2s complement-128.1271U2 Unsigned Short 2 0.65535 1I2 Signed Short 2 2s complement-32768.327671U4 Unsigned Long 4 0.42949672951I4 Signed Long 4 2s complement-2147483648.21474836471R4 IEEE 754 Single Precision 4-1*2+127 . 2+127 Value * 2-24R8 IEEE 754 Double Precision 8-1*2+1023 . 2+1023 Value * 2-53CH ASCII / ISO 8859.1 Encoding17 编制历史版本号更新时间主要内容或重大修改1.0.02009-12-23本规范规定了1PPSTOD时间接口的基本功能要求、TOD协议格式。
