丁國梁 江西省郵電規(guī)劃設(shè)計(jì)院有限公司 南昌市 330000

0 背景

隨著3G網(wǎng)絡(luò)的大量商用及4G網(wǎng)絡(luò)大規(guī)模投入商用，機(jī)房內(nèi)需新增大量設(shè)備，原本狹窄的機(jī)房空間越顯得珍貴，需充分考慮利舊原有設(shè)備或共享原有設(shè)備來節(jié)約空間和成本。

中國移動(dòng)2013年LTE工程的全面推動(dòng)，將建設(shè)大量的LTE基站，并且建設(shè)方式多為與TD-SCDMA基站共址建設(shè)，如果考慮LTE基站建設(shè)共享TD-SCDMA基站GPS天饋系統(tǒng)，將會(huì)降低LTE建設(shè)工程量及建設(shè)成本。

本文主要從GPS天饋系統(tǒng)在不同通信制式之間的共享，從GPS天饋系統(tǒng)組成、GPS天饋系統(tǒng)共享可行性、GPS天饋系統(tǒng)共享方案及優(yōu)缺點(diǎn)三方面介紹。

1 GPS天饋系統(tǒng)簡介

GPS天饋系統(tǒng)的功能是接受GPS衛(wèi)星的導(dǎo)航定位信號(hào)，并解調(diào)出頻率和時(shí)鐘信號(hào)，以供給基站各相關(guān)單元。GPS天饋系統(tǒng)一般由GPS天線、GPS饋線、GPS避雷器、GPS饋線接頭、GPS饋線接地卡組成，具體結(jié)構(gòu)圖如下：

圖1 GPS天饋系統(tǒng)示意圖

（1）G P S室外天線的作用主要是接收衛(wèi)星的1575.42MHz信號(hào)，并經(jīng)饋線傳輸給設(shè)備內(nèi)部的接收機(jī)，經(jīng)處理后輸出1PPS和TOD信號(hào)，同時(shí)還有經(jīng)緯度，衛(wèi)星數(shù)量等信息，再經(jīng)后級(jí)電路處理，可以輸出時(shí)間信號(hào)（如IRIG-B, TOD, NTP,PTP,1PPS，1PPM等等）、頻率基準(zhǔn)（10MHz,5MHz等等）。室外天線一般是無源的，需要接收機(jī)送上去一個(gè)直流電源，接收機(jī)不同，電壓也有區(qū)別，一般有3.3V, 5V, 12V等。

（2）GPS饋線的功能是連接GPS天線和GPS接收機(jī)，將GPS天線接收的信號(hào)送給GPS接收機(jī)處理，同時(shí)將GPS接收機(jī)提供的直流電源轉(zhuǎn)給GPS天線作為工作電壓。 GPS避雷器用于基站設(shè)備的防護(hù)，安裝在與GPS天線相聯(lián)的同軸饋線和基站內(nèi)部單板的天饋射頻電纜之間，防止因雷電感應(yīng)形成的暫態(tài)過電壓對(duì)基站單板產(chǎn)生損害。

（3）G P S饋線接頭為N型1/4"直式電纜插頭(針)，是具有螺紋連接結(jié)構(gòu)的中大功率連接器，具有抗震性強(qiáng)、可靠性高、機(jī)械和電氣性能優(yōu)良等特點(diǎn),廣泛用于有振動(dòng)條件下的無線電設(shè)備和儀器中連接射頻同軸電纜用（使用1/4饋線）

（4）GPS饋線接地卡采用1/4"免膠型接地卡，適用于1/4"饋線的室外防雷接地（使用1/4饋線）。

2 不同通信制式GPS天饋系統(tǒng)共享可行性

（1）從GPS天饋系統(tǒng)組成部分來看，GPS避雷器、接地卡、饋線、饋線接頭都是用于安全傳遞GPS信號(hào)的無源器件，跟基站是CDMA2000、TD-SCDMA、LTE模式無直接關(guān)系，因此研究的重點(diǎn)是GPS天線和BBU與BTS基帶部分，GPS天線技術(shù)參數(shù)如下：

以CBB_E52_C3型號(hào)為準(zhǔn)

（2）G P S天線有五個(gè)重要參數(shù)：頻率（Frequency）、增益（Gain）、駐波（VSWR）、噪聲系數(shù)（Noise figure）、軸比（Axial ratio）。在此重點(diǎn)強(qiáng)調(diào)頻率，GPS天線工作是在1.57542GHz±5MHz，GPS天線工作頻段只和衛(wèi)星有關(guān)系，跟通信設(shè)備工作在什么頻段是無關(guān)系。因此從GPS天線工作頻段角度考慮天饋系統(tǒng)共享是可能的。

（3）GPS天饋系統(tǒng)下連接到BBU，BTS基帶部分；考慮共享GPS天饋系統(tǒng)，則需要研究BBU與GPS天線信號(hào)強(qiáng)度要求。BBU-GPS信號(hào)強(qiáng)度要求15dB，BBU的接受范圍是15dB--35dB，我們需要核查兩套BBU共享GPS天饋系統(tǒng)后GPS信號(hào)到達(dá)BBU后是否可以達(dá)到15dB。目前GPS天線分為40dB和26dB兩種，1/2跳線損耗是7dB/100米，7/8饋線損耗是4.03dB/100米，5/4饋線損耗是2.98dB/100米（連接GPS天線使用1/2饋線），連接接頭損耗是0.05dB/個(gè)接頭，避雷器損耗約0.5dB，使用功分器后通過功率再降半。假設(shè)GPS饋線長度是30米，使用一個(gè)避雷器、一個(gè)兩等功分器（損耗3dB）和使用40dB的GPS天線，則達(dá)到BBU信號(hào)強(qiáng)度是：1/2*（40-0.3*7-0.5-3）-0.05*2=22.1dB，BBU是可以接收到門限范圍內(nèi)信號(hào)。因此在一定的條件（GPS天線40dB，GPS饋線長度50米）下GPS天饋系統(tǒng)是可以共享。

3 TD-SCDMA及LTE系統(tǒng) GPS共享方案

TD-SCDMA及LTE系統(tǒng)以GPS提供的標(biāo)準(zhǔn)時(shí)刻信號(hào)作為同步定時(shí)基準(zhǔn)。系統(tǒng)中NODE-B均各自獨(dú)立地接收GPS衛(wèi)星信號(hào)，提取出定時(shí)時(shí)刻基準(zhǔn)和頻率基準(zhǔn)信號(hào)。

當(dāng)前FDD-LTE有兩種組網(wǎng)頻段， F頻段和D頻段。

·F頻段方案

目前移動(dòng)F頻段建設(shè)方案是原有的TD-SCDMA系統(tǒng)BBU直接升級(jí)，GPS天饋系統(tǒng)也可以直接利舊，本方案不涉及到GPS新增。

·D頻段方案

目前移動(dòng)D頻段建設(shè)方案中現(xiàn)網(wǎng)TD-SCDMA中BBU不能直接升級(jí)，故新建BBU與RRU，異廠家在建設(shè)中，可以考慮GPS天饋系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)共享。

具體方案：GPS天線接受到的衛(wèi)星信號(hào)，通過GPS饋線傳輸，GPS饋線通過饋線接地卡接地，再通過避雷器，最后通過二等功分器信號(hào)分別到達(dá)TD-SCDMA系統(tǒng)中BBU與LTE系統(tǒng)中BBU。

優(yōu)缺點(diǎn)：這種GPS共享方式可以很好的利用資源，節(jié)約成本，產(chǎn)生很好的經(jīng)濟(jì)價(jià)值，同時(shí)后期維護(hù)也比較方便，但由于增加二等功分器，會(huì)有一個(gè)二等功分器器件3DB的衰減，同時(shí)信號(hào)通過二等功分器后出現(xiàn)對(duì)半衰減，因此后期也需要重點(diǎn)核查達(dá)到BBU的信號(hào)強(qiáng)度。

4 GPS共享技術(shù)關(guān)鍵點(diǎn)

（1）衛(wèi)星信號(hào)強(qiáng)度

GPS天饋系統(tǒng)在不同通信模式下理論上完成可以共享，但共享中因加入了二等功分器，造成GPS天線接受到信號(hào)強(qiáng)度發(fā)生衰減，BBU能否接受到衛(wèi)星信號(hào)，則實(shí)際操作中需重點(diǎn)關(guān)注。

（2）施工工藝水平

在工程實(shí)施共享GPS天饋系統(tǒng)中， GPS天線接受衛(wèi)星信號(hào)的測(cè)試工作、饋線的損耗測(cè)試、接收機(jī)接受衛(wèi)星信號(hào)同步信號(hào)的測(cè)試需要重點(diǎn)關(guān)注。

在實(shí)際安裝操作中安裝二等功分器時(shí)，二等功分器和原有的饋線的安裝方式，對(duì)饋線的保護(hù)、損耗是確保成功性的關(guān)鍵要素。

5 GPS共享技術(shù)可推廣研究

（1）導(dǎo)向性

目前LTE建設(shè)是工程建設(shè)的熱點(diǎn)，站點(diǎn)共址建設(shè)是主要建設(shè)模式，共享GPS天饋系統(tǒng)可以節(jié)約LTE建設(shè)時(shí)間，降低工程量及建設(shè)成本，可引導(dǎo)LTE工程建設(shè)快速推進(jìn)。

（2）效益性

共享GPS天饋系統(tǒng)技術(shù)，充分節(jié)省了設(shè)備及安裝材料，共享GPS系統(tǒng)后，原新增GPS天饋系統(tǒng)所需GPS天線、1/2饋線均可節(jié)省，只需新增二等功分器；兩者相比材料實(shí)現(xiàn)了節(jié)約，可形成較好的經(jīng)濟(jì)效益。

基于GPS共享技術(shù)實(shí)施簡單，可快速推進(jìn)工程實(shí)施，并可產(chǎn)生良好的經(jīng)濟(jì)效益，為此該技術(shù)推廣性是可行的。