无线接入网同步性能测试技术

无线接入网同步性能测试技术
作　者： 于佳亮 程华 于天泽 编著
出版时间： 2013
内容简介
　　针对当代主流无线通信接入网的同步性能测试技术，《无线接入网同步性能测试技术》在简要介绍相关的频率同步和时间同步的技术标准，具体介绍适用的测试仪表的基础上，针对如何考核评价无线接入网的同步性能，系统阐述了具体的测试项目、测试方法和测试步骤；并分别介绍在实验室和现网环境下，针对2G、3G和4G基站子系统同步性能的测试用例，特别是结合有关的课题研究、设备检测、工程验收和网络运行维护实践，列举了大量的典型测试图表，结合关键技术指标进行了具体深入的分析及阐述。《无线接入网同步性能测试技术》适合从事无线接入网及相关设备研制开发、规划设计、施工建设和运行维护的工程技术人员和管理人员阅读，可作为通信测试专业的培训教材，也可作为通信院校的专业参考书。
目　录

第1章　无线通信接入网及同步技术要求　1
1.1　2G无线接入网技术　1
1.1.1　GSM技术简介　1
1.1.2　GSM技术发展历史　2
1.1.3　GSM移动通信技术　2
1.2　3G无线接入网技术　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无线接入网技术　6
1.3.1　LTE性能概述　6
1.3.2　LTE传输及调制方案　7
1.3.3　LTE物理层技术　8
1.3.4　LTE的网络结构和核心技术　9
1.3.5　TD-LTE的技术特点　9
1.3.6　GSM向FDD LTE的演进　10
1.3.7　LTE/LTEA业务　11
1.3.8　分布式基站和BBU集中化需求　12
1.3.9　移动承载网功能需求　13
1.4　WLAN　14
1.4.1　IEEE 802.11系列标准　14
1.4.2　无线局域网拓扑结构概述　14
1.4.3　无线局域网的特点　15
1.4.4　主要技术要求　16
1.5　典型无线接入设备的时钟处理单元　16
1.5.1　同步设备定时发生器　16
1.5.2　模拟锁相环的基本结构　17
1.5.3　全数字锁相环　18
1.5.4　基站时钟单元实例　19

第2章　同步技术及主要指标　22
2.1　同步基础知识　22
2.1.1　基本术语和概念　22
2.1.2　同步方式简介　23
2.1.3　频率同步时钟等级　24
2.2　时间同步　25
2.2.1　时间同步常用术语　25
2.2.2　时间同步方法　25
2.2.3　秒、闰秒的定义　26
2.2.4　时间同步原理　27
2.2.5　时间同步网　28
2.2.6　时间同步主要指标　28
2.2.7　时间同步设备和其他业务网的关系　28
2.3　频率同步主要术语　28
2.3.1　频率准确度　28
2.3.2　频率稳定度　29
2.3.3　抖动　29
2.3.4　漂移　30
2.3.5　时间间隔误差　30
2.3.6　最大时间间隔误差　31
2.3.7　抖动的描述方法　31
2.3.8　相位噪声　31
2.4　主从同步网中从时钟的工作模式　31
2.4.1　正常工作模式——跟踪锁定上级时钟模式　31
2.4.2　保持模式　31
2.4.3　自由运行模式——自由振荡模式　32
2.5　常用的误码性能指标　32
2.5.1　64kbit/s数字连接的误码性能参数　32
2.5.2　高比特率通道误码性能参数　32
2.5.3　可用时间和不可用时间　33
2.5.4　误码性能指标　33
2.6　数字连接滑动性能指标及其分配　34
2.6.1　滑动　34
2.6.2　国际数字连接滑动性能指标及其分配　34
2.6.3　电信运营商同步网滑动性能指标及其分配　35
2.7　漂移指标　36
2.7.1　漂移和抖动　36
2.7.2　漂移产生　36
2.7.3　漂移指标要求　37
2.7.4　同步网极长定时基准参考链模型　37
2.7.5　电信运营商同步网漂移性能指标及其分配　37
2.8　抖动指标　38
2.8.1　无输入抖动时输出抖动　38
2.8.2　容许的最大输入抖动　38
2.8.3　抖动转移特性　39
2.8.4　抖动的定量评估方法　40
2.8.5　映射抖动　40
2.8.6　结合抖动　41
2.8.7　相位噪声　42
2.9　时间间隔误差　42
2.9.1　时间间隔误差　42
2.9.2　时间间隔测量　42
2.9.3　时间间隔测量的扩展应用　43
2.9.4　最大时间间隔误差　43
2.10　时间偏差TDEV　44
2.10.1　时间偏差　44
2.10.2　时间偏差TDEV的计算　44
2.11　固有频偏计算　44
2.11.1　振荡器噪声模型　44
2.11.2　对PRC 的测量结果的处理　45
2.11.3　对LPR测量结果的处理　45
2.12　多普勒效应　46

第3章　同步技术标准　47
3.1　时钟等级规定　47
3.1.1　一级基准时钟　48
3.1.2　二级节点时钟　49
3.1.3　三级节点时钟　49
3.1.4　网元内时钟　49
3.2　同步时钟设备的主要性能指标　50
3.2.1　一级基准时钟性能指标　50
3.2.2　二级节点时钟性能指标　51
3.2.3　三级节点时钟性能指标　56
3.3　通信楼综合定时供给系统　57
3.3.1　产品适应场合　57
3.3.2　设备结构、功能及配置　57
3.3.3　系统逻辑结构　58
3.4　时间同步　59
3.4.1　时间同步设备组网方式　59
3.4.2　时间同步设备的构成　60
3.4.3　卫星接收机　60
3.5　时间同步设备时间输入功能　61
3.5.1　时间输入信号的类型　61
3.5.2　时钟功能　61
3.6　时间同步设备时间输出功能　61
3.6.1　时间输出信号的类型　61
3.6.2　时间调控功能　61
3.7　时间同步设备监控管理功能　62
3.7.1　通信功能　62
3.7.2　输入监测功能　62
3.7.3　安全管理　62
3.7.4　告警分类　62
3.8　时间同步设备的性能要求　63
3.9　时间同步设备组网　64
3.9.1　时间同步设备组网原则　64
3.9.2　节点时间同步设备设置原则　64
3.9.3　时间传送方法　65
3.9.4　各种业务网元的时间同步解决原则　66
3.10　时间基准的局内分配　66
3.10.1　分配方式　66
3.10.2　时间同步服务的接入　67
3.11　时间传递的几种方法　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　通信业务对时间同步的要求　70
3.13　SSM功能简介　71
3.13.1　标示时钟质量等级　72
3.13.2　避免形成定时环路　73
3.13.3　实现时钟自动倒换　73
3.13.4　我国通信行业标准的相应规定　73
3.14　相关国际标准简介　74
3.14.1　标准体系　74
3.14.2　频率和时间同步标准进展　74
3.14.3　常用标准　75
3.15　同步以太网标准　76
3.15.1　频率准确度　76
3.15.2　牵引入/牵引出范围　77
3.15.3　抖动和漂移　77
3.15.4　抖动测试　80
3.15.5　漂移测试　82
3.15.6　相位瞬变　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　电路仿真业务CES　90
3.17.1　自适应时钟模式　91
3.17.2　差分时钟模式　92
3.18　时间同步　94
3.18.1　G.8271　94
3.18.2　边界时钟(T-BC)和透明时钟(T-TC)　97

第4章　常用仪表及其使用方法　100
4.1　设备输入口允许频偏测试　100
4.1.1　SDH设备时钟输入口允许频偏指标定义　100
4.1.2　技术标准　100
4.1.3　测试要求　101
4.1.4　测试仪表　101
4.1.5　测试装置　101
4.1.6　MP1590B测试方法　101
4.1.7　MP1570A测试方法　102
4.1.8　Agilent 37718A/B/C测试方法　103
4.1.9　ANT-20/20E/20SE测试方法　104
4.2　输出抖动测试　104
4.2.1　指标定义　104
4.2.2　业务接口的网络抖动指标　105
4.2.3　测试方法　105
4.2.4　测试仪表　106
4.2.5　测试连接　106
4.2.6　MP1550A/1552B测试步骤　106
4.2.7　Agilent 37717C/37718A/B/C测试步骤　107
4.2.8　ANT-20/20E/20SE测试步骤　107
4.3　输出漂移测试　108
4.3.1　技术指标要求　108
4.3.2　测试标准　110
4.3.3　测试仪表及测试步骤　112
4.3.4　测试步骤　113
4.4　抖动容限　115
4.4.1　ONT500抖动容限测试(Jitter Mode选择MTJ)　116
4.4.2　快速抖动容限测试(Jitter Mode选择Fast MTJ)　117
4.5　漂移容限　117
4.5.1　漂移容限测试连接　118
4.5.2　测试设置　118
4.6　BTS空口频偏　120
4.7　BTS空口相位偏差　120
4.8　误码检测(传输、空口)　120
4.9　利用漂移测试间接测试频率偏差　120
4.10　时间测试　121
4.11　ONT-5xx抖动漂移测试指南　121
4.11.1　ONT-5xx抖动和漂移测试特点　121
4.11.2　ONT-5xx Jitter抖动和漂移测试项目　121
4.11.3　抖动测试步骤　122
4.11.4　输出抖动测试步骤(Jitter Mode选择Manual)　124
4.11.5　SDH/OTN漂移测试步骤　126
4.11.6　基站同步测试时钟端口E1漂移测试(举例)　129

第5章　无线接入网频率同步性能综合测试方案　132
5.1　概述　132
5.2　测试目的　132
5.3　测试项目　133
5.4　主要测试技术要求　134
5.5　实验室测试环境　135
5.6　现网测试环境　136
5.7　实验室内的主要测试项目和方法　136
5.7.1　跟踪外时钟的频率特性　136
5.7.2　基站时钟牵引范围　136
5.7.3　基站时钟加扰性能　137
5.7.4　时钟质量检测阈值测定　137
5.7.5　与同步有关的告警功能测定　137
5.7.6　再跟踪功能测定　137
5.7.7　参考时钟选择机制测定　137
5.7.8　基站时钟(保持)性能　137
5.7.9　主要测试内容列表　137
5.8　在实验室内的主要测试步骤　139
5.9　被测设备及型号　139
5.10　同步定时传送链路　140
5.10.1　SDH低速率支路E1　140
5.10.2　FE网络　141
5.11　基站同步性能测试用例　141
5.11.1　频率准确度测试　141
5.11.2　基站时钟保持性能测试　141
5.11.3　保持切换功能测试　142
5.11.4　漂移产生　143
5.11.5　抖动产生　143
5.11.6　牵引入范围　144
5.11.7　频率牵引出范围　144
5.11.8　基站空口频率测试　145

第6章　无线基站子系统频率同步性能测试　146
6.1　无线同步系统的主要技术要求　146
6.1.1　无线接入系统对同步定时的要求　146
6.1.2　GSM无线接入系统射频的主要技术指标　147
6.2　BTS时钟状态及其转换　147
6.3　参考时钟质量与GSM射频指标的函数关系　148
6.4　时钟频偏对于基站射频指标影响的测试　151
6.4.1　时钟频偏对于基站射频频偏影响测试　151
6.4.2　时钟频偏对基站射频相位偏差影响的测试　152
6.4.3　时钟频偏对于基站射频邻信道干扰的测试　152