孔德坤

摘 要：对目前传统的GPS系统组网以及存在的缺点进行介绍，针对传统GPS系统的不足描述了新型的智能双星授时系统的组网以及优点，对2种方案进行了对比，并举例论证了其应用的可行性。

关键词：基站同步;GPS系统;智能双星授时

1  前言

授时，是指通信网络中的设备，通过获取统一的时钟源信号，来实现网络设备之间的同步，当前移动通信网络普遍采用卫星的星载钟作为时钟源。无线通信系统属于基站同步系统，基站间无线信道的帧同步以及基站间切换、漫游等都需要精确的时间控制，因此同步信号质量在无线通信网络中特别重要，它将直接影响基站的正常运行和网络质量。

现网运行的基站绝大多数还都在采用传统GPS授时天线获取时钟信号并通过馈线传送给基站的BBU。

北斗卫星导航系统是中国着眼于国家安全和经济社会发展需要，自主建设、独立运行的卫星导航系统，是为全球用户提供全天候、全天时、高精度的定位、导航和授时服务的国家重要空间基础设施。

智能双星授时系统是一套单天线支持多设备的时钟同步系统，通过以北斗为主GPS为辅的双时钟授时系统。

以下章节分别对传统GPS系统以及双星授时系统进行介绍。

2  传统GPS系统

2.1  组网

传统GPS系统包括GPS天线、馈线、避雷器、接收机等。GPS天线接收到同步信号以后通过馈线并经避雷器后把信号传送至BBU里的信号接收机，由接收机完成信号的解析。网络拓扑结构如图所示：

2.2  技术劣势

（1）GPS天线布放困难

在城市基站建设中，会遇到大量的室分基站建设，每个基站机房会有多个BBU基站设备，需要安装多个GPS天线，布放多路馈线。工程实施困难，强行安装易造成信号干扰，影响基站正常使用。

（2）馈线架设困扰、路由长度限制

GPS天线和基站之间需要架设馈线，部分站点会出现馈线长需要放大器补偿，路由长度受限。而且馈线施工涉及到的工程范围大，往往需要业主及物业同意，协调及租赁费用增加;现场交付，包括打孔时间，50m的馈线，时间超过4小时/点。

（3）通信系统安全隐患

依赖卫星系统的不安全性：如2010年1月份，因美国GPS系统升级，中国电信CDMA网络出现GPS告警，涉及绝大多数省份，每12分钟有1秒丢星现象。

3、双星授时系统

3.1 组网

双星授时系统包括授时天线、馈线、防雷系统、分配单元及接收机，分配单元可以级联，级联扩展后可以接入更多的BBU，最多可以级联8个分配单元接入64個BBU。根据不同的场景组网不同。

（1）单BBU场景

双星授时天线接收到同步信号以后通过馈线并经避雷器后把信号传送至BBU里的信号接收机，由接收机完成信号的解析，此种场景可以不使用分配单元。

（2）一般密集站点（BBU为2-8个）

组网方案：双星授时天线接收到同步信号以后通过馈线、分配单元并经避雷器后把信号传送至BBU里的信号接收机，由接收机完成信号的解析，此种场景需要配置1个分配单元。

场景特点： 1.GPS天线和基站设备距离较远，传统方案需要布放馈线+GPS放大器设备，路由限制，成本高，设备稳定性差。 2.例如隧道、古镇、人防商场等GPS选址布放困难站点。

方案优势： 授时天线高增益，可支持路由拉远。

（3）基带池（BBU大于8个）

组网方案：双星授时天线接收到同步信号以后通过馈线、分配单元并经避雷器后把信号传送至BBU里的信号接收机，由接收机完成信号的解析，此种场景需要使用多个分配单元，最多可以配置8个分配单元。

场景特点：枢纽楼核心机房、机场、地铁、大型办公、商业区等BBU集中站点，GPS天线和馈线部署困难。

方案优势：

① 单天线支持多路BBU设备同步授时;

② 可根据路由特点进行设备型号匹配，选择组网方案，支持级联，充分实现资源优势最大化，提升性价比。

③ 有源设备可进行功率补偿，支持远距离路由。

3.2 技术优势

（1）单天线支持多路同步

即一个天线可以接多路BBU，代替了多个单一天线，避免天线间的干扰，减少天线数量、GPS馈线，减少施工量。

（2）天线高增益，支持远距离拉远

避免距离过长导致信号接收不稳，解决传统方案路由长度难题。

（3）支持北斗、兼容GPS，双时钟授时

符合国家通信安全考虑，满足后续“北斗”转移演进要求。

4、双星授时系统与传统GPS系统投资对比分析

综上所述，同步基站设备越多成本优势越明显，成本主要节省在天线馈线设备成本和施工上。

5  案例应用

由上图可见，用双星授时替换传统GPS后大大减少了GPS天线的数量，可以有效地控制系统之间的干扰问题。

6  小结

基站同步是网络正常运行很重要的一个因素，基站之间的同步精准问题会影响KPI指标，导致通话质量差，导致误码率、丢包率增大，影响终端的计费鉴权。综上所述，建议在核心机房、交通枢纽、大型商业广场等BBU集中站点，以及GPS馈线过远站点使用双星授时系统，可以解决GPS天线布放困难、馈线架设困扰、路由长度限制、通信系统安全隐患等问题。