TDD網(wǎng)絡(luò)是一個(gè)時(shí)分網(wǎng)絡(luò)，各基站之間需要嚴(yán)格同步，外場(chǎng)TDD基站采用了GPS作為同步時(shí)鐘?；就降?span style="font-family:Times New Roman">GPS的功能通過(guò)基站中的主控板上的時(shí)鐘模塊來(lái)實(shí)現(xiàn)，時(shí)鐘模塊接收并解析GPS天線信號(hào)，獲取GPS衛(wèi)星時(shí)間作為基站的同步時(shí)間，同時(shí)向基站提供作為基準(zhǔn)信號(hào)。

在GPS系統(tǒng)中，GPS接收機(jī)的靈敏度是影響GPS應(yīng)用范圍的非常關(guān)鍵指標(biāo)，是指GPS接收機(jī)可以正常工作所需的輸入最小信號(hào)強(qiáng)度，GPS接收機(jī)冷啟動(dòng)靈敏度受信號(hào)捕獲、比特同步、導(dǎo)航電文解調(diào)靈敏度限制，一般GPS接收機(jī)的冷啟動(dòng)靈敏度要求在-147dBm以上。

在實(shí)際的TDD基站GPS的工程應(yīng)用條件下，對(duì)外接饋線的長(zhǎng)度，中繼放大器的數(shù)量，使用的功分器的數(shù)量等有一個(gè)量化的限制，使單站BBU或者多網(wǎng)元BBU共享GPS信號(hào)。

在基站中與同步GPS相關(guān)的部分主要包括：GPS天線、避雷器、GPS饋線和時(shí)鐘模塊中的GPS接收機(jī)、功率放大器（選配）。時(shí)鐘模塊上的GPS接收機(jī)負(fù)責(zé)接收GPS天線傳輸?shù)纳漕l信號(hào)，然后進(jìn)行變頻解調(diào)等信號(hào)處理，向基站提供1pps信號(hào)，進(jìn)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(shí)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(kāi)，避免引雷上身，但同時(shí)考慮到還有一些感應(yīng)雷，為了保護(hù)室內(nèi)的設(shè)備，一般在饋線穿墻之后在室內(nèi)增加一個(gè)避雷器，如圖1所示。

為了保證衛(wèi)星同步，進(jìn)入GPS接收機(jī)的接收電平必須滿足接收機(jī)靈敏度的要求。廠家提出了用接收機(jī)外部增益這個(gè)指標(biāo)來(lái)量化鏈路中的衰減，指導(dǎo)安裝，其定義就是從GPS天線到GPS接收機(jī)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(jī)是U-BLOX??LEA-6T，GPS接收機(jī)處于激活狀態(tài)接收的最低增益按照15dB計(jì)算，用于補(bǔ)償射頻線纜、連接器、避雷器和功分器損耗。

圖1? ?GPS系統(tǒng)框圖

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

內(nèi)嵌的陶瓷介質(zhì)天線接收空中傳播來(lái)的衛(wèi)星信號(hào)，這個(gè)信號(hào)非常微弱；低噪聲放大器LNA將之放大到能適應(yīng)電纜的傳輸；GPS天線的特殊之處在于輸出口N型母座同時(shí)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(jié)構(gòu)示意圖

圖3??GPS天線示意圖

主要電氣性能指標(biāo)：

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(shù):≤2.7dB

在外場(chǎng)安裝GPS饋線長(zhǎng)度很長(zhǎng)時(shí)，GPS射頻信號(hào)衰減到無(wú)法滿足時(shí)鐘模塊解析GPS射頻信號(hào)時(shí)需要在GPS饋線上加功率放大器來(lái)增強(qiáng)信號(hào)強(qiáng)度，

中繼放大器關(guān)鍵指標(biāo)如下：

頻率范圍1575.42±5MHz，增益20±1 dB，噪聲系數(shù) 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(tǒng)饋線可根據(jù)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(yōu)于后者，該饋線護(hù)套采用低煙無(wú)鹵阻燃聚烯烴，外導(dǎo)體采用螺旋環(huán)形皺紋銅管方式。

常見(jiàn)通用線纜指標(biāo)如下：

表一： 常用饋線衰減值對(duì)應(yīng)表

圖5??GPS安裝示意圖

GPS天線安裝環(huán)境與位置應(yīng)符合以下要求：

GPS天線應(yīng)安裝在南向，較開(kāi)闊的位置上，并保證天線上方凈空至少45°無(wú)遮擋；

GPS天線宜遠(yuǎn)離微波天線、高壓線等發(fā)射或接收設(shè)備，避免發(fā)射天線的輻射方向?qū)?zhǔn)GPS天線。

在滿足工程施工要求的情況下塔體安裝時(shí)，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(qiáng)輻射之下；

GPS天線應(yīng)盡量避開(kāi)微波天線輻射方向；

GPS天線不能安裝在強(qiáng)電流設(shè)備周圍；

GPS天線不能安裝在帶有強(qiáng)磁場(chǎng)設(shè)備周圍；

GPS天線應(yīng)該在避雷針的保護(hù)范圍之內(nèi)，如果無(wú)法達(dá)到要求，則應(yīng)該單獨(dú)安裝避雷針；

如果安裝兩套GPS天饋系統(tǒng)，應(yīng)保證兩個(gè)GPS天線間距≥1m；

為了減少饋線損耗GPS饋線應(yīng)盡量短；

安裝位置保證GPS能夠同時(shí)接收到4顆衛(wèi)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(kāi)裂；

安裝掛件規(guī)格、數(shù)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(shè)計(jì)一致（相對(duì)高度誤差≤10%）；

天線垂直角度誤差≤1°。

GPS防雷器安裝在饋線進(jìn)入饋線窗后1m范圍內(nèi)，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(xiàn)場(chǎng)壓接；

GPS防雷器不應(yīng)與室內(nèi)走線架直接接觸。

當(dāng)GPS天饋系統(tǒng)線路損耗大于15dB時(shí)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(zhǎng)度的計(jì)算公式為：

L=（15-0.2*S-0.2*C-3.5* Sp1-6.5*Sp2）/A

L:饋線長(zhǎng)度；

S：防雷器個(gè)數(shù)；

C：線路中N型和SMA連接器個(gè)數(shù)的和；

Sp1： 1/2功分器個(gè)數(shù)；

Sp2：1/4功分器個(gè)數(shù)；

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

對(duì)于時(shí)鐘線過(guò)長(zhǎng)區(qū)域，采用線放相結(jié)合的原則，一級(jí)線放＋GPS可以滿足300米，二級(jí)級(jí)線放＋GPS可以滿足500米，線放的數(shù)量不要超過(guò)2個(gè)。

表二：線纜種類對(duì)應(yīng)表