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北京中新創科技有限公司
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閱讀：6028發布時間：2012-1-10
中國移動建設運營的第三代移動通信TD-SCDMA-SCDMA網絡是嚴格要求同步的TD-SCDMAD系統，目前基站的時間同步由單一GPS授時系統實現。傳統GPS授時系統，由于拉遠距離、工程施工和抗*力等受限因素，限制了TD-SCDMA系統采用BBU+RRU光纖拉遠分布式基站的優勢發揮，在TD-SCDMA站址選擇日益困難的現狀下，進一步加劇基站選址的難度，已經成為TD-SCDMA站址選址的瓶頸。
在TD-SCDMA網絡工程建設中，TD-SCDMA站址選擇成為基站建設的重點問題，需主要克服以下幾點：首先，GPS天線與基站BBU側的接收機通過射頻饋線連接，射頻饋線較粗而且韌性差不易彎曲，其工程施工的難度限制了BBU與天面的拉遠距離，極大地降低了BBU機房選址的靈活性；其次，射頻饋線的信號衰減性限制了GPS射頻信號的傳輸距離，拉遠距離為百米之外就需要增加線路補償放大器，加裝放大器既增加了故障維護點又加大了施工難度，進一步加大新增站址的BBU機房選址靈活性；另外，GPS衛星系統屬于美國*，將使TD-SCDMA系統的正常運行受制于人，非常情況下，衛星系統一旦關閉或受干擾，TD-SCDMA系統將工作紊亂和癱瘓，整網安全存在很大隱患。
在TD-SCDMA網絡建設過程中，GPS授時系統的替代解決方案一直是中國移動研究的課題之一，大唐移動與中國移動持續加強創新合作，面對網絡工程建設中的實際問題，推出了GPS/北斗雙模一體化光纖拉遠授時系統解決方案。該方案采用GPS/北斗雙模一體化設計，相比傳統GPS授時系統在拉遠距離、工程實施、抗*力、美化天面外觀、安裝維護便捷性等方面有明顯的優勢，可實現TD-SCDMA系統天線和GPS/北斗天線的共抱桿安裝，給GPS/北斗天線布放及基站選址提供了極大的靈活性，有效解決了網絡建設中的基站選址難題，滿足運營商快速建網的需求。
GPS/北斗光纖拉遠授時系統解決工程施工難題
針對傳統GPS單一授時系統普遍存在的傳輸距離受限、施工困難、易受干擾及安全隱患的問題，為適應更廣泛的布站場景，本方案采用GPS/北斗雙模一體化設計，并且采用光纖拉遠的方法有效解決工程施工中傳輸距離受限和施工困難的難題。一體化GPS/北斗光纖拉遠授時系統方案，就是在天面部分將GPS/北斗天線與接收機進行一體化設計，接收機輸出的PPS與TOD信息通過光纖拉遠的方法傳輸給基站機房內的BBU，BBU時鐘恢復模塊恢復PPS和TOD信息，并且傳送到BBU需要同步的模塊。基站設計不再需要考慮接收機的類型（GPS/北斗）、型號、廠家、尺寸等一系列問題，只需要基站和拉遠接收機有相同的標準接口和時間傳輸機制（如圖1所示）。
圖1 GPS/北斗光纖拉遠拉遠授時示意圖
另外，為了解決TD-SCDMA網絡共址建設中的干擾問題，該系統還采用頻域濾波和空域濾波的方案，頻域濾波采用在天線低噪放內部加裝高選擇性濾波器抑制帶外干擾，而空域濾波則采用螺旋天線為基本技術的天線，有效抑制帶內干擾。螺旋天線的特點是方向性好，增益高，頻帶寬，尤其是頻帶寬這點對GPS和北斗共用一組天線提供了條件，各種參數容易控制（如：波束寬度、增益、阻抗、軸比），器件的一致性好，便于生產調試等。圖2為普通GPS天線與螺旋GPS天線的波瓣對比圖，螺旋天線對帶內干擾有很強的抑制作用。
圖2 普通GPS天線和圈數為4的螺旋天線波瓣對比圖
系統方案優勢突出
工程實施便利，解決了傳輸距離受限問題
傳統GPS授時系統傳輸距離非常有限，在工程勘察設計中往往由于需要考慮天線與基站之間的距離，給基站選址及GPS天線布放選址都提出了很大的限制條件，一體化GPS/北斗光纖拉遠授時系統采用光電混合纜進行傳輸，zui少可以傳輸1公里，如采用就近取電的方式可使光纖拉遠至10公里，這從根本上解決了傳統GPS因傳輸距離受限影響基站選址的難題。另外，GPS拉遠光纖可與RRU拉遠光纖同時鋪設，給工程施工提供了極大的便利性，大大節約了施工時間和成本，尤其適合于高層建筑、地鐵隧道以及大型場館、機場等機房與GPS天線距離較遠的覆蓋場景。
抗*力增強，增加了共址建設的可操作性
一體化GPS/北斗光纖拉遠授時系統綜合采用頻域濾波和空域濾波的天線設計方案，可以極大地提高TD-SCDMA系統的授時精度以及抗干擾性能。試驗表明，在GPS工作頻點1575.42MHz附近，一體化授時系統接收機比傳統GPS授時系統的抗*力zui大能提高28dB以上，可實現與TD-SCDMA天線的共抱桿安裝，大大增加共址建設的比例。而我國自主研發的北斗衛星授時系統目前的工作頻段為2492MHz，極易受到工作在2.4GHz頻段的WIFI系統的干擾，經現網測試驗證，一體化授時系統可有效抑制北斗系統接收機的帶外及帶內干擾，這給北斗授時系統替代GPS授時系統起到了極大的推動作用。
圖3 使用一體化北斗授時系統的輸出噪聲頻譜圖
可以作為傳統GPS授時系統的重要替代方案之一
傳統GPS授時系統的替代方案一直以來都是中國移動TD-SCDMA系統改進的重點研究方向。當前可以采用的GPS替代方案主要包括我國自主研發的北斗衛星系統授時方案以及1588V2有線網絡同步組網方案。兩種GPS授時替代方案都可以解決目前TD-SCDMA授時系統存在的工程施工問題及基站選址問題，考慮到1588V2同步組網方案需要手動對時鐘偏差進行非對稱性補償設置，這將大大增加后期的維護工作量，且現網未大規模實施驗證，在商用進程上尚不確定。而一體化GPS/北斗光纖拉遠授時系統是目前可以有效解決TD-SCDMA基站選址及工程施工問題的切實可行方案，該方案可加大北斗替代GPS系統的推進力度，也可作為1588V2同步組網方案的授時時鐘源或授時備份系統，將在TD-SCDMA建網中發揮著重要的作用。
穩定的大范圍現網應用
大唐移動在業內*推出了GPS/北斗光纖拉遠授時系統解決方案，該系統解決方案自2009年提出以來，已在現網進行了充分的驗證測試及試商用。2009年，該系統在江蘇南京進行了20個基站站點的規模組網驗證測試及應用，完成了在現網*個實現TD-SCDMA天線與GPS/北斗天線共抱桿安裝的測試與應用，以及現網*個北斗授時基站的應用，所有基站至今運行穩定，性能良好。2010年，大唐移動為江蘇某市移動提供了2套商用產品的應用服務，并在中移動研究院的主導下，完成了商用產品的全部測試用例，有效解決了該移動公司基站選址難、尤其是室內分布系統勘察設計選址難的問題。
圖5 現網共抱桿安裝應用實例
結束語
在TD- SCDMA網絡建設中，基站站址是否具備安裝條件已經成為很突出的矛盾，如何有效解決基站選址難題，是運營商普遍關注的問題。隨著中國移動2010年TD-SCDMA網絡擴容工程建設在全國的展開，大唐移動提出的一體化GPS/北斗光纖拉遠授時系統產品解決方案將借助*的設計理念、*的技術優勢、便捷的施工方式、良好的網絡性能，解決中國移動基站選址的難題，從而實現TD-SCDMA網絡快速建網的目標。
：王
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