GSM基站時鐘頻率調制及測試

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”。
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)絡優(yōu)化始終不理想的一個重要原因。
石英晶振時基與銣時基技術的差異
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：
　　
１．根據(jù)ＥＳＴＩ規(guī)定，最大允許的ＧＳＭ基準時鐘的偏離是０．０５ｐｐｍ５×１０－８??；
　　
２．時間和其它環(huán)境因素的影響要允許留有３到６倍的基本精度，最大調整偏離在校準以后將為５×１０－８３…６?。剑保?hellip;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。
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HJ5414 銣原子頻率標作為時基，配合CNT-90能夠作為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，所以它在很寬的范圍上可滿足ＧＳＭ基準的校準要求。

瑞典Pendulum公司最新推出的CNT-90時間/頻率計數(shù)器/分析儀引發(fā)了一場技術革命：
***更快的測量速度和更高的分辨率
***多參數(shù)與直方圖、趨勢圖和調制圖形顯示
***智能化操作易學易用
　
CNT-90以普通計數(shù)器的價格向用戶提供超乎想象的技術特性。在頻率、時間間隔、相位的測量、校準和調制、域分析等領域成為R/D實驗室、校準實驗室和工業(yè)現(xiàn)場不可缺少的強力工具。
主要功能和特點：
1、超高分辨力：頻率測量--12位/秒；時間間隔測量--100ps；相位--0.001度 .
2、超快測量速率：250000次/秒----內部存儲器 2000次/秒----GPIB接口
3、超長位數(shù)顯示：14位
4、超寬頻率范圍：標準配置：0.001Hz--300MHz；加選件可分別擴展到：3、8、14GHz
5、超級多功能顯示：多參數(shù)數(shù)字顯示和直方圖、趨勢圖、調制圖形顯示
6、超友好界面：全功能GPIB和USB接口
7、采用銣鐘內時基選件時，年老化率小于2×10-10
8、當使用GPIB接口時，編碼與安捷倫53131系列完全兼容
9、增加了20 GHz 擴展頻率選件。
HJ5414銣原子頻標是一款便攜式、經(jīng)濟型、高精度銣原子頻標產(chǎn)品。采用進口優(yōu)質銣振蕩器和精密控頻電路設計，具有鎖定快、輸出信號豐富等優(yōu)點，能夠為計量、通信、國防等部門提供高精度頻率標準信號。若增加GPS接收機選件，能夠使HJ5414銣振蕩器自動馴服在GPS系統(tǒng)上，輸出頻率信號的準確度和長期穩(wěn)定性大大提高。HJ5414支持外部1pps信號同步觸發(fā)本時鐘1pps分頻信號，具有優(yōu)良的同步精度和守時性能。HJ5414B銣原子頻率標準輸出高精度的方波信號,是提高頻率計數(shù)器等儀器測試精度的高性價比參考信號信號源。
應用領域：二級時鐘，通信時鐘
特 點：經(jīng)濟型、便攜式、1pps外同步