無線接入網同步性能測試技術

目　錄

第1章　無線通信接入網及同步技術要求　1
1.1　2G無線接入網技術　1
1.1.1　GSM技術簡介　1
1.1.2　GSM技術發(fā)展歷史　2
1.1.3　GSM移動通信技術　2
1.2　3G無線接入網技術　4
1.2.1　WCDMA　4
1.2.2　cdma2000　5
1.2.3　TD-SCDMA　5
1.2.4　WiMax　5
1.3　4G無線接入網技術　6
1.3.1　LTE性能概述　6
1.3.2　LTE傳輸及調制方案　7
1.3.3　LTE物理層技術　8
1.3.4　LTE的網絡結構和核心技術　9
1.3.5　TD-LTE的技術特點　9
1.3.6　GSM向FDD LTE的演進　10
1.3.7　LTE/LTEA業(yè)務　11
1.3.8　分布式基站和BBU集中化需求　12
1.3.9　移動承載網功能需求　13
1.4　WLAN　14
1.4.1　IEEE 802.11系列標準　14
1.4.2　無線局域網拓撲結構概述　14
1.4.3　無線局域網的特點　15
1.4.4　主要技術要求　16
1.5　典型無線接入設備的時鐘處理單元　16
1.5.1　同步設備定時發(fā)生器　16
1.5.2　模擬鎖相環(huán)的基本結構　17
1.5.3　全數字鎖相環(huán)　18
1.5.4　基站時鐘單元實例　19

第2章　同步技術及主要指標　22
2.1　同步基礎知識　22
2.1.1　基本術語和概念　22
2.1.2　同步方式簡介　23
2.1.3　頻率同步時鐘等級　24
2.2　時間同步　25
2.2.1　時間同步常用術語　25
2.2.2　時間同步方法　25
2.2.3　秒、閏秒的定義　26
2.2.4　時間同步原理　27
2.2.5　時間同步網　28
2.2.6　時間同步主要指標　28
2.2.7　時間同步設備和其他業(yè)務網的關系　28
2.3　頻率同步主要術語　28
2.3.1　頻率準確度　28
2.3.2　頻率穩(wěn)定度　29
2.3.3　抖動　29
2.3.4　漂移　30
2.3.5　時間間隔誤差　30
2.3.6　最大時間間隔誤差　31
2.3.7　抖動的描述方法　31
2.3.8　相位噪聲　31
2.4　主從同步網中從時鐘的工作模式　31
2.4.1　正常工作模式——跟蹤鎖定上級時鐘模式　31
2.4.2　保持模式　31
2.4.3　自由運行模式——自由振蕩模式　32
2.5　常用的誤碼性能指標　32
2.5.1　64kbit/s數字連接的誤碼性能參數　32
2.5.2　高比特率通道誤碼性能參數　32
2.5.3　可用時間和不可用時間　33
2.5.4　誤碼性能指標　33
2.6　數字連接滑動性能指標及其分配　34
2.6.1　滑動　34
2.6.2　國際數字連接滑動性能指標及其分配　34
2.6.3　電信運營商同步網滑動性能指標及其分配　35
2.7　漂移指標　36
2.7.1　漂移和抖動　36
2.7.2　漂移產生　36
2.7.3　漂移指標要求　37
2.7.4　同步網極長定時基準參考鏈模型　37
2.7.5　電信運營商同步網漂移性能指標及其分配　37
2.8　抖動指標　38
2.8.1　無輸入抖動時輸出抖動　38
2.8.2　容許的最大輸入抖動　38
2.8.3　抖動轉移特性　39
2.8.4　抖動的定量評估方法　40
2.8.5　映射抖動　40
2.8.6　結合抖動　41
2.8.7　相位噪聲　42
2.9　時間間隔誤差　42
2.9.1　時間間隔誤差　42
2.9.2　時間間隔測量　42
2.9.3　時間間隔測量的擴展應用　43
2.9.4　最大時間間隔誤差　43
2.10　時間偏差TDEV　44
2.10.1　時間偏差　44
2.10.2　時間偏差TDEV的計算　44
2.11　固有頻偏計算　44
2.11.1　振蕩器噪聲模型　44
2.11.2　對PRC 的測量結果的處理　45
2.11.3　對LPR測量結果的處理　45
2.12　多普勒效應　46

第3章　同步技術標準　47
3.1　時鐘等級規(guī)定　47
3.1.1　一級基準時鐘　48
3.1.2　二級節(jié)點時鐘　49
3.1.3　三級節(jié)點時鐘　49
3.1.4　網元內時鐘　49
3.2　同步時鐘設備的主要性能指標　50
3.2.1　一級基準時鐘性能指標　50
3.2.2　二級節(jié)點時鐘性能指標　51
3.2.3　三級節(jié)點時鐘性能指標　56
3.3　通信樓綜合定時供給系統(tǒng)　57
3.3.1　產品適應場合　57
3.3.2　設備結構、功能及配置　57
3.3.3　系統(tǒng)邏輯結構　58
3.4　時間同步　59
3.4.1　時間同步設備組網方式　59
3.4.2　時間同步設備的構成　60
3.4.3　衛(wèi)星接收機　60
3.5　時間同步設備時間輸入功能　61
3.5.1　時間輸入信號的類型　61
3.5.2　時鐘功能　61
3.6　時間同步設備時間輸出功能　61
3.6.1　時間輸出信號的類型　61
3.6.2　時間調控功能　61
3.7　時間同步設備監(jiān)控管理功能　62
3.7.1　通信功能　62
3.7.2　輸入監(jiān)測功能　62
3.7.3　安全管理　62
3.7.4　告警分類　62
3.8　時間同步設備的性能要求　63
3.9　時間同步設備組網　64
3.9.1　時間同步設備組網原則　64
3.9.2　節(jié)點時間同步設備設置原則　64
3.9.3　時間傳送方法　65
3.9.4　各種業(yè)務網元的時間同步解決原則　66
3.10　時間基準的局內分配　66
3.10.1　分配方式　66
3.10.2　時間同步服務的接入　67
3.11　時間傳遞的幾種方法　68
3.11.1　IRIG-B　68
3.11.2　DCLS　68
3.11.3　NTP　69
3.11.4　ACTS　70
3.11.5　1PPS　70
3.11.6　串行口ASCII字符串　70
3.12　通信業(yè)務對時間同步的要求　70
3.13　SSM功能簡介　71
3.13.1　標示時鐘質量等級　72
3.13.2　避免形成定時環(huán)路　73
3.13.3　實現時鐘自動倒換　73
3.13.4　我國通信行業(yè)標準的相應規(guī)定　73
3.14　相關國際標準簡介　74
3.14.1　標準體系　74
3.14.2　頻率和時間同步標準進展　74
3.14.3　常用標準　75
3.15　同步以太網標準　76
3.15.1　頻率準確度　76
3.15.2　牽引入/牽引出范圍　77
3.15.3　抖動和漂移　77
3.15.4　抖動測試　80
3.15.5　漂移測試　82
3.15.6　相位瞬變　83
3.16　1588　84
3.16.1　G.8261　85
3.16.2　G.8261.1　87
3.16.3　G.8263　89
3.16.4　G.8265和G.8265.1　90
3.17　電路仿真業(yè)務CES　90
3.17.1　自適應時鐘模式　91
3.17.2　差分時鐘模式　92
3.18　時間同步　94
3.18.1　G.8271　94
3.18.2　邊界時鐘(T-BC)和透明時鐘(T-TC)　97

第4章　常用儀表及其使用方法　100
4.1　設備輸入口允許頻偏測試　100
4.1.1　SDH設備時鐘輸入口允許頻偏指標定義　100
4.1.2　技術標準　100
4.1.3　測試要求　101
4.1.4　測試儀表　101
4.1.5　測試裝置　101
4.1.6　MP1590B測試方法　101
4.1.7　MP1570A測試方法　102
4.1.8　Agilent 37718A/B/C測試方法　103
4.1.9　ANT-20/20E/20SE測試方法　104
4.2　輸出抖動測試　104
4.2.1　指標定義　104
4.2.2　業(yè)務接口的網絡抖動指標　105
4.2.3　測試方法　105
4.2.4　測試儀表　106
4.2.5　測試連接　106
4.2.6　MP1550A/1552B測試步驟　106
4.2.7　Agilent 37717C/37718A/B/C測試步驟　107
4.2.8　ANT-20/20E/20SE測試步驟　107
4.3　輸出漂移測試　108
4.3.1　技術指標要求　108
4.3.2　測試標準　110
4.3.3　測試儀表及測試步驟　112
4.3.4　測試步驟　113
4.4　抖動容限　115
4.4.1　ONT500抖動容限測試(Jitter Mode選擇MTJ)　116
4.4.2　快速抖動容限測試(Jitter Mode選擇Fast MTJ)　117
4.5　漂移容限　117
4.5.1　漂移容限測試連接　118
4.5.2　測試設置　118
4.6　BTS空口頻偏　120
4.7　BTS空口相位偏差　120
4.8　誤碼檢測(傳輸、空口)　120
4.9　利用漂移測試間接測試頻率偏差　120
4.10　時間測試　121
4.11　ONT-5xx抖動漂移測試指南　121
4.11.1　ONT-5xx抖動和漂移測試特點　121
4.11.2　ONT-5xx Jitter抖動和漂移測試項目　121
4.11.3　抖動測試步驟　122
4.11.4　輸出抖動測試步驟(Jitter Mode選擇Manual)　124
4.11.5　SDH/OTN漂移測試步驟　126
4.11.6　基站同步測試時鐘端口E1漂移測試(舉例)　129

第5章　無線接入網頻率同步性能綜合測試方案　132
5.1　概述　132
5.2　測試目的　132
5.3　測試項目　133
5.4　主要測試技術要求　134
5.5　實驗室測試環(huán)境　135
5.6　現網測試環(huán)境　136
5.7　實驗室內的主要測試項目和方法　136
5.7.1　跟蹤外時鐘的頻率特性　136
5.7.2　基站時鐘牽引范圍　136
5.7.3　基站時鐘加擾性能　137
5.7.4　時鐘質量檢測閾值測定　137
5.7.5　與同步有關的告警功能測定　137
5.7.6　再跟蹤功能測定　137
5.7.7　參考時鐘選擇機制測定　137
5.7.8　基站時鐘(保持)性能　137
5.7.9　主要測試內容列表　137
5.8　在實驗室內的主要測試步驟　139
5.9　被測設備及型號　139
5.10　同步定時傳送鏈路　140
5.10.1　SDH低速率支路E1　140
5.10.2　FE網絡　141
5.11　基站同步性能測試用例　141
5.11.1　頻率準確度測試　141
5.11.2　基站時鐘保持性能測試　141
5.11.3　保持切換功能測試　142
5.11.4　漂移產生　143
5.11.5　抖動產生　143
5.11.6　牽引入范圍　144
5.11.7　頻率牽引出范圍　144
5.11.8　基站空口頻率測試　145

第6章　無線基站子系統(tǒng)頻率同步性能測試　146
6.1　無線同步系統(tǒng)的主要技術要求　146
6.1.1　無線接入系統(tǒng)對同步定時的要求　146
6.1.2　GSM無線接入系統(tǒng)射頻的主要技術指標　147
6.2　BTS時鐘狀態(tài)及其轉換　147
6.3　參考時鐘質量與GSM射頻指標的函數關系　148
6.4　時鐘頻偏對于基站射頻指標影響的測試　151
6.4.1　時鐘頻偏對于基站射頻頻偏影響測試　151
6.4.2　時鐘頻偏對基站射頻相位偏差影響的測試　152
6.4.3　時鐘頻偏對于基站射頻鄰信道干擾的測試　152
6.4.4　時鐘頻偏對于基站射頻EDV指標的影響的測試　152
6.4.5　時鐘頻偏對于越區(qū)切換等性能影響的測試　152
6.5　BTS E1時鐘輸入抖動容限性能測試　153
6.6　基站時鐘保持時間測定　155
6.6.1　實驗室測定　155
6.6.2　現網實測　157
6.7　時鐘牽引范圍測試　157
6.7.1　基站控制器時鐘牽引范圍測試測試結果　157
6.7.2　基站時鐘牽引范圍測試測試　158
6.7.3　不同廠商設備的牽引范圍對比　161
6.7.4　關于時鐘參考源頻偏鎖定門限值　163
6.7.5　結論　164
6.8　基站其他功能和性能測試　164
6.8.1　告警門限可設置功能測試　164
6.8.2　自由振蕩態(tài)1h頻率準確度測試　165
6.8.3　鎖定態(tài)24h性能監(jiān)控測試　165
6.9　異常測試　168
6.9.1　抖動漂移容限測試　168
6.9.2　加入抖動和頻偏異常測試　170
6.9.3　瞬斷測試　170
6.9.4　頻偏、加抖動、瞬斷測試　172
6.10　測試中發(fā)現的其他問題　172
6.10.1　功能方面　172
6.10.2　性能方面　172
6.11　測試結果及分析　173
6.12　典型無線基站系統(tǒng)時鐘同步機制　175
6.12.1　時鐘鎖相單元的DA值　175
6.12.2　參考源異常告警觸發(fā)條件　176
6.12.3　時鐘鎖定檢測確認時間　177
6.12.4　保持到鎖定性能　177
6.12.5　相位重建　178
6.12.6　結語　179

第7章　SDH業(yè)務碼流傳送同步定時性能測試　180
7.1　測試環(huán)境　180
7.2　測試項目　180
7.3　測試方法　180
7.4　測試結果　181
7.5　SDH的E1對無線接入網時鐘頻偏的影響測試　186
7.6　結論　186
7.7　SDH網絡正常時的時鐘傳送測試實例　187
7.7.1　傳送質量合格　187
7.7.2　時鐘傳送質量很高　187
7.8　SDH傳輸系統(tǒng)異常對于無線基站同步定時的影響　188
7.8.1　網元設備時鐘處于自由振蕩狀態(tài)時　188
7.8.2　時鐘降質對于業(yè)務的影響　189
7.9　SDH正常保護倒換時的影響　190
7.10　同步定時鏈路對BTS業(yè)務的影響　191
7.11　GSM組網及同步定時鏈路　192
7.11.1　核心網　192
7.11.2　某系統(tǒng)設備組網圖　192
7.11.3　無線設備時鐘同步拓撲　193
7.11.4　頻率同步異?；虿环€(wěn)定問題現象　194

第8章　同步以太網測試儀表及其使用方法　199
8.1　XG7210 SyncE時鐘分析儀　199
8.1.1　基本功能　199
8.1.2　主要技術指標　200
8.1.3　XG7210 SyncE時鐘分析儀測試接口　200
8.1.4　測試應用　201
8.2　同步以太網測試用例(Paragon-X)　203
8.2.1　輸出抖動測試　203
8.2.2　抖動容限測試　206
8.2.3　輸出漂移測試　209
8.2.4　漂移容限測試　212
8.2.5　漂移傳函測試　214
8.2.6　相位瞬變測試　216
8.2.7　時鐘保持測試　219
8.2.8　ESMC測試　221
8.2.9　頻率準確度測試　224
8.2.10　牽引入范圍測試　225
8.2.11　牽引出范圍測試　227

第9章　時間同步測試儀表及測試方法　230
9.1　XG7010 IEEE1588時間分析儀　230
9.1.1　基本功能　230
9.1.2　主要特點　231
9.1.3　技術指標　231
9.2　XG7050精密時間綜合分析儀　232
9.2.1　XG7050基本功能　233
9.2.2　XG7050主要特點　233
9.2.3　技術指標　234
9.3　XG7010 應用介紹　235
9.3.1　時間服務器輸出精度測試　235
9.3.2　傳輸設備的時間同步精度測試　236
9.3.3　基站時間同步精度測試　236
9.3.4　非對稱性補償測試　237
9.3.5　線纜延時精密測試　238
9.3.6　時鐘輸出頻率精度　238
9.3.7　同步以太網時鐘頻率精度　239
9.3.8　基站時鐘頻率精度測試　240
9.3.9　便攜BITS和時間源　240
9.3.10　時間長期漂移特性　240
9.3.11　時鐘同步長期漂移特性　241
9.4　Paragon-X PTP測試用例　242
9.4.1　PTP GM測試　242
9.4.2　PTP Slave測試　243
9.4.3　TSC時間瞬變測試　244
9.4.4　T-TC(透明時鐘)測試　245
9.4.5　T-BC(邊界時鐘)測試　246
9.5　時間設備測試實例　257
9.5.1　跟蹤衛(wèi)星時間的精度和穩(wěn)定性測試連接　257
9.5.2　待測設備跟蹤GPS信號后的輸出測試　257
9.5.3　待測設備跟蹤北斗信號的輸出測試　258
9.5.4　測試中所遇問題　258
9.5.5　NTP性能測試　260

縮略語 　262

引用標準和參考文獻　265

主要的儀表生產企業(yè)簡介　266
　Calnex公司及產品介紹　266
　JDSU企業(yè)簡介　269
　深圳市夏光通信測量技術有限公司簡介　269