孫健時鍇秦康

(1.中國聯(lián)通青島市分公司網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化中心，山東 青島 266071；2.中國聯(lián)通青島市分公司網(wǎng)絡(luò)維護(hù)中心，山東 青島 266071)

1 概述

隨著GSM網(wǎng)絡(luò)的不斷發(fā)展，基站時鐘故障，出現(xiàn)的頻次越來越多。在實(shí)際運(yùn)行中，因傳輸時鐘狀態(tài)改變引發(fā)的時鐘參考源異常故障一直是影響用戶感受的重要原因之一?；诂F(xiàn)有的組網(wǎng)模式，對GSM網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行了大量理論分析與數(shù)據(jù)測試，特制定出GSM網(wǎng)絡(luò)華為BTS設(shè)備時鐘參考源異常的解決方案，針對不同情況制定不同的解決方案，最終實(shí)現(xiàn)了時鐘故障的成功解決。

2 工作原理

2.1 E1線路時鐘的傳輸原理

E1線路中傳輸?shù)臄?shù)據(jù)碼流有如下幾種制式：HDB3、AMI、B8ZS與AMI ZCS，華為設(shè)備使用的是業(yè)界通用的HDB3。

HDB3制式的數(shù)據(jù)碼流包含了2MHz時鐘信息，當(dāng)設(shè)備從E1線上接收數(shù)據(jù)時，可以提取出2M時鐘，在向外發(fā)送信息時，設(shè)備也可將自身的2M時鐘信號按照HDB3的格式編輯到碼流中。

具體過程如下圖所示。

圖中的RCLK就是從E1線路中恢復(fù)出來的2M時鐘，SCLK就是發(fā)送E1數(shù)據(jù)時需要編碼的2M時鐘。

如果SCLK和RCLK相等或偏差很小，就可以認(rèn)為此設(shè)備對時鐘傳輸沒有影響，下級收到的時鐘就是從源頭提供的時鐘。否則發(fā)送到下級的時鐘就不是從源頭傳過來的時鐘，而是這個E1設(shè)備使用的SCLK。

2.2 基站時鐘狀態(tài)的含義

1、自由振蕩：不對基站的晶振進(jìn)行調(diào)節(jié)，主要應(yīng)用于上電復(fù)位后晶振的預(yù)熱，或開局時鐘調(diào)節(jié)。

2、快捕：在外同步時鐘源正常的情況下，基站會根據(jù)參考時鐘對本地晶振進(jìn)行較大步長的調(diào)節(jié)，以使基站盡快進(jìn)入慢捕范圍。在快捕模式下，對頻率差值采用差多少補(bǔ)償多少的方式進(jìn)行一步補(bǔ)償。

3、慢捕：外同步時鐘源正常的前提下，且參考時鐘與基站晶振的中心頻率差值在± 0.4Hz以內(nèi)，基站以較小調(diào)節(jié)步長對本地晶振進(jìn)行調(diào)節(jié)，以便穩(wěn)定地進(jìn)入鎖定狀態(tài)。經(jīng)過快捕的差多少調(diào)多少調(diào)節(jié)后，實(shí)際頻差已很小，仍然采用差多少調(diào)多少的方式進(jìn)行。

4、鎖定：外同步時鐘源正常的前提下，且參考時鐘與基站晶振的中心頻率差值在± 0.2Hz以內(nèi)，系統(tǒng)進(jìn)入鎖定模式。在此狀態(tài)下，基站基本不對晶振進(jìn)行調(diào)節(jié)，可保證本地晶振與上級時鐘參考源的同步誤差小于±0.02ppm，遠(yuǎn)高于3GPP中要求的±0.05ppm。

5、保持：若在鎖定時參考時鐘發(fā)生故障，如丟失或偏差過大等情況，基站進(jìn)入保持模式。該模式下，基站以保持前的頻率繼續(xù)工作，直到參考時鐘恢復(fù)正常再次進(jìn)入捕捉狀態(tài)。在此模式下，如果參考源在幾天內(nèi)恢復(fù)正常，則基站進(jìn)入快捕狀態(tài)進(jìn)行微調(diào)，盡量避免出現(xiàn)頻率突變。

2.3 GSM基站時鐘的鎖定時長

基站時鐘的失鎖是有一定時間的，基站時鐘從鎖定到失鎖的時間要根據(jù)傳輸線路情況而定。

基站時鐘進(jìn)入鎖定后，如果從E1線路中提取的時鐘與基站自身產(chǎn)生的13MHz時鐘之間的偏差大于0.3Hz，則被基站判定為一個異常值，進(jìn)行累積計數(shù)。計數(shù)采用加一減二的方式進(jìn)行：當(dāng)出現(xiàn)一個異常值時，計數(shù)器加一，當(dāng)出現(xiàn)一個偏差小于0.3Hz的正常值時，計數(shù)器減二。當(dāng)累積計數(shù)器的值達(dá)到100時，時鐘狀態(tài)會由鎖定立刻轉(zhuǎn)入捕捉。

以下幾種情況將導(dǎo)致基站時鐘狀態(tài)變?yōu)樽杂烧鹗帲?/p>

1、基站主控板的的MCK單元每260秒采集一次線路時鐘，采集8次取一次平均數(shù)據(jù)，若8次的中的最大最小值相差大于5Hz，則記為無效數(shù)據(jù)。鎖定狀態(tài)下，產(chǎn)生10次無效數(shù)據(jù)后，進(jìn)入自由振蕩狀態(tài)。

2、E1芯片從傳輸線路提取時鐘信號，若在0.2ms內(nèi)未提取到時鐘信號，則認(rèn)為參考源丟失，并在3.6秒后進(jìn)入自由振蕩狀態(tài)。

3、若基站時鐘設(shè)置為存在跟蹤范圍限制，則當(dāng)傳輸線提取的時鐘與基站自身產(chǎn)生的時鐘相差超過2Hz時，立即進(jìn)入自由振蕩狀態(tài)。

3 解決方案

3.1 傳輸問題處理方法

根據(jù)GSM無線接入網(wǎng)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，BSC與BTS的傳輸一般經(jīng)歷如下環(huán)節(jié)：

BSC接口板（GOIUB/GEIUB）-DDF（BSC機(jī)房）-傳輸網(wǎng)-DDF（基站機(jī)房）-基站設(shè)備主控板。

可以按照以下思路排查傳輸問題：

（1）在基站機(jī)房的DDF架上進(jìn)行雙端環(huán)回，判斷BTS與BSC的狀態(tài)是否正常。

（2）在BSC機(jī)房的DDF架上進(jìn)行雙端環(huán)回，判斷BSC與BTS狀態(tài)是否正常。

（3）在基站機(jī)房與BSC機(jī)房的DDF架上進(jìn)行對向環(huán)回，并使用誤碼測試儀等工具判斷中間的傳輸網(wǎng)狀態(tài)是否正常。

（4）是否存在傳輸光端機(jī)故障。

3.2 BTS主控板故障處理方法

基站運(yùn)行所需的時鐘由主控板的MCK模塊從E1線路中提取，MCK模塊中的分頻器將輸入的時鐘分頻為8KHz的信號，該信號作為參考時鐘基準(zhǔn)信號，形成一個閉環(huán)時鐘系統(tǒng)，為基站提供高性能的13MHz基準(zhǔn)時鐘。

由于BTS主控板提取時鐘的MCK模塊為主備配置，在主MCK模塊故障情況下能實(shí)現(xiàn)MCK模塊自動倒換。

當(dāng)BTS主控板的MCK模塊發(fā)生故障時，會上報相應(yīng)的硬件故障告警，此時可通過更換故障硬件解決。

3.3 設(shè)置時鐘校準(zhǔn)值處理方法

由于傳輸時鐘狀態(tài)的輕微變化即可引起基站無法正確調(diào)整校準(zhǔn)值，從而導(dǎo)致時鐘參考源異常，此時可通過調(diào)整校準(zhǔn)值的方法進(jìn)行處理，設(shè)置校準(zhǔn)值時，可在原值基礎(chǔ)上增加400，觀察在1分鐘內(nèi)時鐘是否進(jìn)入捕捉狀態(tài)，如果時鐘進(jìn)入捕捉狀態(tài)，那么等待20分鐘左右，基站時鐘就會進(jìn)入鎖定狀態(tài)。否則，將校準(zhǔn)值再增加400，繼續(xù)觀察1分鐘內(nèi)時鐘是否進(jìn)入捕捉狀態(tài)，如果時鐘進(jìn)入捕捉狀態(tài)，那么等待20分鐘左右，基站時鐘就會進(jìn)入鎖定狀態(tài)。如此反復(fù)設(shè)置調(diào)節(jié)，但校準(zhǔn)值最大不能超過4095。

如果增加校準(zhǔn)值的方法無效，可嘗試減少校準(zhǔn)值。在原值基礎(chǔ)上減少400，觀察在1分鐘內(nèi)時鐘是否進(jìn)入捕捉狀態(tài)，如果時鐘進(jìn)入捕捉狀態(tài)，那么等待20分鐘左右，基站時鐘就會進(jìn)入鎖定狀態(tài)。否則，將校準(zhǔn)值再減少400，繼續(xù)觀察1分鐘內(nèi)時鐘是否進(jìn)入捕捉狀態(tài)，如果時鐘進(jìn)入捕捉狀態(tài)，那么等待20分鐘左右，基站時鐘就會進(jìn)入鎖定狀態(tài)，如此反復(fù)設(shè)置調(diào)節(jié)。

當(dāng)基站時鐘狀態(tài)鎖定后，為保證即使單板復(fù)位，使用的仍然是修改的校準(zhǔn)值值，需要將校準(zhǔn)值保存到主控板的flash中，在輸入正確的校準(zhǔn)值后，點(diǎn)擊"設(shè)置"即可將其保存到flash中。需注意，調(diào)整校準(zhǔn)值后，一般不會立即進(jìn)入鎖定狀態(tài)，需要觀察2小時以上。

結(jié)論

通過對GSM網(wǎng)絡(luò)中存在時鐘參考源異常告警的基站，實(shí)施了以上的一系列處理方法，成功的消除了GSM網(wǎng)絡(luò)中的時鐘參考源異常故障，保證了業(yè)務(wù)切換質(zhì)量，提升了用戶感受。

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