GSM基站時(shí)鐘頻率調(diào)整和測(cè)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(yīng)該使用絕對(duì)精度優(yōu)于０．０５ｐｐｍ（５×１０－８）的單一頻率源作為時(shí)間基準(zhǔn)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(shí)鐘頻率對(duì)通信的影響　　基站系統(tǒng)時(shí)鐘信號(hào)本身是由一個(gè)高精度的石英振蕩器產(chǎn)生，通常該信號(hào)同步于中樞系統(tǒng)的主時(shí)鐘，在主時(shí)鐘同步失敗時(shí)，基站本身系統(tǒng)的時(shí)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(shí)間或由于其它環(huán)境因素（如溫度、濕度等）的影響也會(huì)出現(xiàn)老化、衰減現(xiàn)象，直至超出ＧＳＭ的基準(zhǔn)頻率精度指標(biāo)要求（５×１０－８）。
這里我們舉個(gè)例子，如ＮＯＫＩＡ基站時(shí)鐘板的基準(zhǔn)頻率為１３ＭＨｚ，按照標(biāo)準(zhǔn)ＮＯＫＩＡ基站時(shí)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(huì)影響到基站其他部件的工作，特別是會(huì)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(shí)間后，都要對(duì)時(shí)鐘板的基準(zhǔn)時(shí)鐘進(jìn)行測(cè)試，如有偏差須及時(shí)調(diào)整。
在ＧＳＭ的維護(hù)規(guī)程中規(guī)定：每隔半年需要對(duì)基站時(shí)鐘頻率校準(zhǔn)一次。
許多移動(dòng)運(yùn)營(yíng)商對(duì)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(duì)基站時(shí)鐘的校準(zhǔn)或者忽視了對(duì)校準(zhǔn)基站時(shí)鐘所使用的頻率計(jì)的性能要求，這是造成網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化始終不理想的一個(gè)重要原因。
　　二、石英晶振時(shí)基與銣時(shí)基技術(shù)的差異　　要判斷時(shí)鐘板的基準(zhǔn)時(shí)鐘是否偏移，就要采用頻率計(jì)來測(cè)試。
市面上的頻率計(jì)有很多，但是能夠滿足基站頻率測(cè)試要求的卻不多。
首先我們來計(jì)算一下ＧＳＭ基站時(shí)鐘校準(zhǔn)時(shí)使用的頻率計(jì)的精度要求是：　?。保鶕?jù)ＥＳＴＩ規(guī)定，最大允許的ＧＳＭ基準(zhǔn)時(shí)鐘的偏離是０．０５ｐｐｍ５×１０－８?。弧　。玻畷r(shí)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(zhǔn)以后將為５×１０－８３…６　＝１．５…０．７５×１０－８（即兩次校準(zhǔn)期間允許的偏差）。
　?。常鶕?jù)計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定：ＴＵＲ＞４倍，即校準(zhǔn)用儀器的精度必須高于被測(cè)設(shè)備精度４倍，這就意味著頻率計(jì)的最大誤差應(yīng)該為１．５…０．７５×１０－８４＝４…２×１０－９。
　　普通的石英晶振時(shí)基為了達(dá)到４×１０－９的精度要求，理論上要每１０天校準(zhǔn)一次并用內(nèi)部電池長(zhǎng)期保持連續(xù)工作才可以實(shí)現(xiàn)，一般情況下只能達(dá)到１０－８級(jí)的精度，即使這樣的精度要求還需要每個(gè)月校準(zhǔn)一次以及３０分鐘以上的預(yù)熱時(shí)間才可以達(dá)到，而實(shí)際用于ＧＳＭ基站時(shí)鐘的測(cè)試時(shí)間不到１分鐘，在以前因?yàn)闆]有更方便更準(zhǔn)確的時(shí)鐘頻率計(jì)，不得不使用普通的石英晶振頻率計(jì)，它實(shí)際上不能滿足現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試的要求。
因?yàn)閷?duì)大多數(shù)工程師來說，到達(dá)現(xiàn)場(chǎng)后將儀器的電源接通，需要等待半小時(shí)或一小時(shí)以上才能開始檢測(cè)，而且儀器需每月送檢，很不方便。
　　三、銣時(shí)基的計(jì)時(shí)計(jì)頻器的優(yōu)點(diǎn)　　目前最快速和最準(zhǔn)確的頻率計(jì)是采用銣原子作為時(shí)基，ＭＯＴＯＲＯＬＡ公司和ＮＯＫＩＡ公司就推薦采用美國(guó)ＦＬＵＫＥ公司的ＰＭ６６８５Ｒ計(jì)時(shí)計(jì)頻器作為ＧＳＭ基站基準(zhǔn)時(shí)鐘頻率測(cè)試的頻率計(jì)，它不需要電池保持也不需要頻繁的校準(zhǔn)，校準(zhǔn)周期可達(dá)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(zhǔn)的校準(zhǔn)要求。
　?。疲蹋眨耍殴镜模校停叮叮福担矣?jì)時(shí)計(jì)頻器，是ＧＳＭ基站時(shí)鐘頻率測(cè)試最理想的測(cè)試工具，它采用銣時(shí)基，具有以下特點(diǎn)：　　· 高精度、高穩(wěn)定性　　銣原子時(shí)基的穩(wěn)定性是充分預(yù)熱的石英晶振的１００倍高于１ｘ１０－１０　。
　　· 預(yù)熱時(shí)間短　　銣原子時(shí)基，開機(jī)６分鐘精度即可達(dá)１ｘ１０－９　，即已滿足基站校準(zhǔn)要求。
　　· 顯示精度高　　高分辨率，以近乎４ＧＨｚ的時(shí)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(jiǎn)單，易學(xué)易用　?。校停叮叮福担业牟僮魇趾?jiǎn)單，只需一兩個(gè)按鍵就可完成基站時(shí)鐘的檢測(cè)。
　　· 多種頻率模塊供選擇　?。校停叮叮福担业臉?biāo)準(zhǔn)配置模塊為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(cè)試要求。
　　由于具有以上特點(diǎn)，使得測(cè)試過程非常簡(jiǎn)單方便。
　　四、基站時(shí)鐘頻率的測(cè)試方法　　以ＮＯＫＩＡ基站為例：將ＰＭ６６８５Ｒ接上電源，將專用的測(cè)試線接到時(shí)鐘板的測(cè)試端口。
打開電源，預(yù)熱６分鐘或等儀器瑣定指示燈暗　。
調(diào)試基站時(shí)鐘頻率，直至儀器顯示在１３．００００００００±０．６５Ｈｚ之間即完成維護(hù)工作，整個(gè)過程只須１０分鐘。
　　目前國(guó)內(nèi)許多移動(dòng)運(yùn)營(yíng)商都廣泛采用ＦＬＵＫＥ公司的ＰＭ６６８５Ｒ計(jì)時(shí)計(jì)頻器作為ＧＳＭ基站基準(zhǔn)時(shí)鐘頻率測(cè)試的頻率計(jì)，如福建、浙江、陜西、吉林、江西、江蘇、四川、河南、云南等移動(dòng)公司，以及福建、湖南、內(nèi)蒙、山西、廣西、江西等聯(lián)通公司。