TDD網絡是一個時分網絡，各基站之間需要嚴格同步，外場TDD基站采用了GPS作為同步時鐘。基站同步到GPS的功能通過基站中的主控板上的時鐘模塊來實現，時鐘模塊接收并解析GPS天線信號，獲取GPS衛星時間作為基站的同步時間，同時向基站提供作為基準信號。

在GPS系統中，GPS接收機的靈敏度是影響GPS應用范圍的非常關鍵指標，是指GPS接收機可以正常工作所需的輸入最小信號強度，GPS接收機冷啟動靈敏度受信號捕獲、比特同步、導航電文解調靈敏度限制，一般GPS接收機的冷啟動靈敏度要求在-147dBm以上。

在實際的TDD基站GPS的工程應用條件下，對外接饋線的長度，中繼放大器的數量，使用的功分器的數量等有一個量化的限制，使單站BBU或者多網元BBU共享GPS信號。

在基站中與同步GPS相關的部分主要包括：GPS天線、避雷器、GPS饋線和時鐘模塊中的GPS接收機、功率放大器（選配）。時鐘模塊上的GPS接收機負責接收GPS天線傳輸的射頻信號，然后進行變頻解調等信號處理，向基站提供1pps信號，進行同步。

由于GPS天線安裝在室外，容易遭受到雷擊，所以安裝時GPS天線安裝抱桿和天線外面的金屬圓筒和天線LNA的地分開，避免引雷上身，但同時考慮到還有一些感應雷，為了保護室內的設備，一般在饋線穿墻之后在室內增加一個避雷器，如圖1所示。

為了保證衛星同步，進入GPS接收機的接收電平必須滿足接收機靈敏度的要求。廠家提出了用接收機外部增益這個指標來量化鏈路中的衰減，指導安裝，其定義就是從GPS天線到GPS接收機輸入端的增益，即GPS天線增益減去鏈路中的衰減。目前使用的GPS接收機是U-BLOX??LEA-6T，GPS接收機處于激活狀態接收的最低增益按照15dB計算，用于補償射頻線纜、連接器、避雷器和功分器損耗。

圖1? ?GPS系統框圖

GPS天線有兩種功能：接收、放大衛星信號；由它主要由無源微帶天線、濾波器、低噪聲放大器等組成。

內嵌的陶瓷介質天線接收空中傳播來的衛星信號，這個信號非常微弱；低噪聲放大器LNA將之放大到能適應電纜的傳輸；GPS天線的特殊之處在于輸出口N型母座同時也是天線+5V/+3V電源的輸入口，故為有源天線，GPS天線原理框圖如圖2所示。

圖2.GPS天線結構示意圖

圖3??GPS天線示意圖

主要電氣性能指標：

頻率:1575.42±5MHz ;

增益:38±2dBi;

極化方向：右旋圓極化;

方向圖3db波束寬度:110+/-10度;

軸比:< 5 dB max;前后比:>10dB;

帶外抑制f0=1575.42MHz±30MHz ; 12db min

f0=1575.42MHz±50MHz??35db min

f0=1575.42MHz±100MHz??70db min;

輸出阻抗:50 歐;

供電電壓 4~5.5v;

供電電流<45mA;

噪聲系數:≤2.7dB

在外場安裝GPS饋線長度很長時，GPS射頻信號衰減到無法滿足時鐘模塊解析GPS射頻信號時需要在GPS饋線上加功率放大器來增強信號強度，

中繼放大器關鍵指標如下：

頻率范圍1575.42±5MHz，增益20±1 dB，噪聲系數 Noise Figure 2.0dB max（全溫度范圍），工作電壓4－5.5V，DC工作電流15mA max。外形尺寸是98mm×58mm×30mm，重量小于260克。

圖4 GPS線路中繼放大器

GPS+BD系統饋線可根據需求選擇，目前常用HCAAY-50-12（1/2”饋線）和HCAHY-50-9（1/4”饋線）系列，其中HCAAY-50-12在性能方面優于后者，該饋線護套采用低煙無鹵阻燃聚烯烴，外導體采用螺旋環形皺紋銅管方式。

常見通用線纜指標如下：

表一： 常用饋線衰減值對應表

圖5??GPS安裝示意圖

GPS天線安裝環境與位置應符合以下要求：

GPS天線應安裝在南向，較開闊的位置上，并保證天線上方凈空至少45°無遮擋；

GPS天線宜遠離微波天線、高壓線等發射或接收設備，避免發射天線的輻射方向對準GPS天線。

在滿足工程施工要求的情況下塔體安裝時，GPS天線的安裝位置與塔體的距離≥1m；

GPS天線安裝位置不在智能天線主瓣強輻射之下；

GPS天線應盡量避開微波天線輻射方向；

GPS天線不能安裝在強電流設備周圍；

GPS天線不能安裝在帶有強磁場設備周圍；

GPS天線應該在避雷針的保護范圍之內，如果無法達到要求，則應該單獨安裝避雷針；

如果安裝兩套GPS天饋系統，應保證兩個GPS天線間距≥1m；

為了減少饋線損耗GPS饋線應盡量短；

安裝位置保證GPS能夠同時接收到4顆衛星。

GPS安裝組件可支持抱桿安裝，安裝要求：

用于GPS天線固定用的抱桿推薦選用鍍鋅鋼管，直徑在30-60mm，壁厚＞3.5mm；

天線外罩表面清潔，不能有凹陷變形、磕碰開裂；

安裝掛件規格、數量完整齊套，螺母、平墊和彈墊安裝順序和位置正確；

天線掛高與設計一致（相對高度誤差≤10%）；

天線垂直角度誤差≤1°。

GPS防雷器安裝在饋線進入饋線窗后1m范圍內，接地線連接至饋線窗處的室外地排，接地線線徑為16mm2，兩端配銅鼻子，現場壓接；

GPS防雷器不應與室內走線架直接接觸。

當GPS天饋系統線路損耗大于15dB時需要更換饋線或使用GPS線路放大器，目前選用的放大器增益為20dB。饋線最大長度的計算公式為：

L=（15-0.2*S-0.2*C-3.5* Sp1-6.5*Sp2）/A

L:饋線長度；

S：防雷器個數；

C：線路中N型和SMA連接器個數的和；

Sp1： 1/2功分器個數；

Sp2：1/4功分器個數；

A：為饋線單位長度損耗，對于HCAAY-50-12(1/2”)饋線,損耗為0.0961dB/m,對于HCAAY-50-9(1/4”)饋線,損耗為0.172 dB/m。

對于時鐘線過長區域，采用線放相結合的原則，一級線放＋GPS可以滿足300米，二級級線放＋GPS可以滿足500米，線放的數量不要超過2個。

表二：線纜種類對應表