GSM基站時鐘頻率調(diào)整和測試淺談

在ＧＳＭ ０５．１０條款的“無線子系統(tǒng)同步”中規(guī)定：“基站應該使用絕對精度優(yōu)于０．０５ｐｐｍ（５×１０－８）的單一頻率源作為時間基準以及ＲＦ的產(chǎn)生源，該頻率也用于基站的全部載波源”。
　　一、ＧＳＭ基站時鐘頻率對通信的影響　　基站系統(tǒng)時鐘信號本身是由一個高精度的石英振蕩器產(chǎn)生，通常該信號同步于中樞系統(tǒng)的主時鐘，在主時鐘同步失敗時，基站本身系統(tǒng)的時鐘也要求必須能夠維持網(wǎng)絡(luò)的同步。
然而即使是最穩(wěn)定的石英振蕩器，經(jīng)過一定的時間或由于其它環(huán)境因素（如溫度、濕度等）的影響也會出現(xiàn)老化、衰減現(xiàn)象，直至超出ＧＳＭ的基準頻率精度指標要求（５×１０－８）。
這里我們舉個例子，如ＮＯＫＩＡ基站時鐘板的基準頻率為１３ＭＨｚ，按照標準ＮＯＫＩＡ基站時鐘板的中心頻率偏差不得超過±０．６５Ｈｚ。
　　如果中心頻率偏差超過±０．６５Ｈｚ，就會影響到基站其他部件的工作，特別是會造成載波頻率的偏移，很容易造成用戶通話質(zhì)量下降，甚至出現(xiàn)單通、掉話等故障。
因此在基站工作一段時間后，都要對時鐘板的基準時鐘進行測試，如有偏差須及時調(diào)整。
在ＧＳＭ的維護規(guī)程中規(guī)定：每隔半年需要對基站時鐘頻率校準一次。
許多移動運營商對于網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化非常重視，但是都把注意力集中在基站分布及天線俯仰角的調(diào)整上，而忽視了對基站時鐘的校準或者忽視了對校準基站時鐘所使用的頻率計的性能要求，這是造成網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化始終不理想的一個重要原因。
　　二、石英晶振時基與銣時基技術(shù)的差異　　要判斷時鐘板的基準時鐘是否偏移，就要采用頻率計來測試。
市面上的頻率計有很多，但是能夠滿足基站頻率測試要求的卻不多。
首先我們來計算一下ＧＳＭ基站時鐘校準時使用的頻率計的精度要求是：　?。保鶕?jù)ＥＳＴＩ規(guī)定，最大允許的ＧＳＭ基準時鐘的偏離是０．０５ｐｐｍ?５×１０－８　；　?。玻畷r間和其它環(huán)境因素的影響要允許留有３到６倍的基本精度，最大調(diào)整偏離在校準以后將為５×１０－８??３…６　＝１．５…０．７５×１０－８（即兩次校準期間允許的偏差）。
　　３．根據(jù)計量標準規(guī)定：ＴＵＲ＞４倍，即校準用儀器的精度必須高于被測設(shè)備精度４倍，這就意味著頻率計的最大誤差應該為１．５…０．７５×１０－８?４＝４…２×１０－９。
　　普通的石英晶振時基為了達到４×１０－９的精度要求，理論上要每１０天校準一次并用內(nèi)部電池長期保持連續(xù)工作才可以實現(xiàn)，一般情況下只能達到１０－８級的精度，即使這樣的精度要求還需要每個月校準一次以及３０分鐘以上的預熱時間才可以達到，而實際用于ＧＳＭ基站時鐘的測試時間不到１分鐘，在以前因為沒有更方便更準確的時鐘頻率計，不得不使用普通的石英晶振頻率計，它實際上不能滿足現(xiàn)場測試的要求。
因為對大多數(shù)工程師來說，到達現(xiàn)場后將儀器的電源接通，需要等待半小時或一小時以上才能開始檢測，而且儀器需每月送檢，很不方便。
　　三、銣時基的計時計頻器的優(yōu)點　　目前最快速和最準確的頻率計是采用銣原子作為時基，ＭＯＴＯＲＯＬＡ公司和ＮＯＫＩＡ公司就推薦采用美國ＦＬＵＫＥ公司的ＰＭ６６８５Ｒ計時計頻器作為ＧＳＭ基站基準時鐘頻率測試的頻率計，它不需要電池保持也不需要頻繁的校準，校準周期可達２－３年，年衰減只有０．０００５ｐｐｍ，所以它在很寬的范圍上可滿足ＧＳＭ基準的校準要求。
　?。疲蹋眨耍殴镜模校停叮叮福担矣嫊r計頻器，是ＧＳＭ基站時鐘頻率測試最理想的測試工具，它采用銣時基，具有以下特點：　　· 高精度、高穩(wěn)定性　　銣原子時基的穩(wěn)定性是充分預熱的石英晶振的１００倍?高于１ｘ１０－１０　。
　　· 預熱時間短　　銣原子時基，開機６分鐘精度即可達?１ｘ１０－９　，即已滿足基站校準要求。
　　· 顯示精度高　　高分辨率，以近乎４ＧＨｚ的時鐘頻率，提供２５０ｐｓ的分辨率，１秒內(nèi)即可給出１０位（加２位溢出位共１２位）的可靠顯示。
　　· 操作簡單，易學易用　?。校停叮叮福担业牟僮魇趾唵危恍枰粌蓚€按鍵就可完成基站時鐘的檢測。
　　· 多種頻率模塊供選擇　?。校停叮叮福担业臉藴逝渲媚K為３００ＭＨｚ。
用戶可以根據(jù)需要選擇１．３ＧＨｚ，２．７ＧＨｚ，４．２ＧＨｚ以及４．５ＧＨｚ模塊，滿足不同的測試要求。
　　由于具有以上特點，使得測試過程非常簡單方便。
　　四、基站時鐘頻率的測試方法　　以ＮＯＫＩＡ基站為例：將ＰＭ６６８５Ｒ接上電源，將專用的測試線接到時鐘板的測試端口。
打開電源，預熱６分鐘?或等儀器瑣定指示燈暗　。
調(diào)試基站時鐘頻率，直至儀器顯示在１３．００００００００±０．６５Ｈｚ之間即完成維護工作，整個過程只須１０分鐘。
　　目前國內(nèi)許多移動運營商都廣泛采用ＦＬＵＫＥ公司的ＰＭ６６８５Ｒ計時計頻器作為ＧＳＭ基站基準時鐘頻率測試的頻率計，如福建、浙江、陜西、吉林、江西、江蘇、四川、河南、云南等移動公司，以及福建、湖南、內(nèi)蒙、山西、廣西、江西等聯(lián)通公司。