GB/T34995-2017
单频网授时接收设备技术要求和测量方法
Technicalrequirementsandmeasurementmethodsofreceivingequipmentsfortimeserviceinsinglefrequencynetwork
- 中国标准分类号（CCS）M74
- 国际标准分类号（ICS）33.160
- 实施日期2018-02-01
- 文件格式PDF
- 文本页数16页
- 文件大小1.01M
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单频网授时接收设备技术要求和测量方法
国家标准 GB/T34995一2017 单频网授时接收设备技术要求和测量方法 Technicealrequirementsand Imeaurementmeth0dsof eeeiingequipmentstortimeserieeinsinglefrequeneynetwork 2017-11-01发布 2018-02-01实施 国家质量监督检验检疫总局 发布 国家标准化管理委员会国家标准
GB/34995一2017 目 次 前言 范围 2 规范性引用文件 术语、定义和缩略语 3.1术语和定义 3.2缩略语 系统概述 5 技术要求 -- 5,l -般要求 5.2功能要求 5.3性能指标 测量设备要求和测量方法 调斌设备要求 6l 6.2测量方法 附录A规范性附录单频网授时接收设备状态监测信号物理接口及通讯协议 13 参考文献
GB/34995一2017 前 言 本标准按照GB/T1.1一2009给出的规则起草
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本文件的发布机构不承担识别这些专利的责任
本标准由国家新闻出版广电总局提出
本标准由全国广播电影电视标准化技术委员会(SAC/TC239)归口
本标准起草单位:国家新闻出版广电总局广播电视规划院、航天科工集团二院二0三所、国家新闻 出版广电总局无线电台管理局、广西壮族自治区新闻出版广电局、广西广播电视技术中心、北京广电天 地科技有限公司、上海交通大学、北京伍研力通科技有限公司
本标准主要起草人:刘骏、曹志、冯景锋、代明、李国松、王亮、杨曦、柳丹、张荣建、张旭明、李楠、 赵敏、吕百灵、黄基刚、梁永忠、黄智恒、常江、,高杨、樊刚何大治、杨浴光
GB/34995一2017 单频网授时接收设备技术要求和测量方法 范围 本标准规定了符合GB206002006的地面数字电视广播单频网授时接收设备的技术要求和测量 方法
对于能够确保同样测量精度的任何等效测量方法也可以采用,有争议时应以本标准为准
本标准适用于地面数字电视广播单频网授时接收设备(简称授时接收设备)的开发、生产,、验收、使 用运行和维护 规范性引用文件 下列文件对于本文件的应用是必不可少的
凡是注日期的引用文件,仅注日期的版本适用于本文 件
凡是不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件
GB20600一2006数字电视地面广播传输系统帧结构、信道编码和调制 术语、定义和缩略语 3.1术语和定义 下列术语和定义适用于本文件
3.1.1 授时timeservice 通过某种特定方式传递标准时间的过程
3.1.2 单频网singlefrequeneynetwork;SFN 由多个位于不同地点,处于同步状态的发射机组成的数字电视覆盖网络,网络中的各个发射机以相 同的频率、在相同的时刻发射相同的节目,以实现对特定服务区的可靠覆盖
3.1.3 频率驯服frequeneydiscipline 将本地振荡器频率锁定在标准频率上的过程
3.1.4 频率准确度fregueneaceuraey 频率偏差的最大范围,表明频率实际值对其标称值的相对偏离值
3.1.5 频率稳定度freguencystability 频率源经过一定时间的预热后,其频率达到某一实际值,并且在一定的时间间隔内能够保持这个值 的能力,用阿伦标准偏差来表征
3.1.6 定时准确度timingaccuraey 授时接收设备输出1pp信号与标准lpps信号的偏差
注lpps是指授时接收设备每秒输出一个秒脉冲
GB/T34995一2017 3.1.7 定时稳定度timingstability 授时接收设备输出1pps信号自身的一致程度
3.1.8 守时time-keeping 把经过对时或定时后建立的时间尺度,长期连续地保持下去,使同步偏差保持在一定的允许偏差限 度之内 3.1.9 守时误差time-keepingerror pps信号在规定时间内相对初始时刻的变化量
3.2缩略语 下列缩略语适用于本文件
BCD用二进制表示的十进制编码(BinaryCodedDeeimal BDs北斗导航系统(BeiDouNavigationsystem BNC同轴电缆接插件(BayonetNeillConcelman GPS全球定位系统(GlobalPositionSystem) OCxO恒温晶体振荡器(OvenControledCrystalOscilator) SIP秒帧初始化包(SecondFramelnitializationPacket) Ts传送流(TransportStream 晶体管-晶体管逻辑(Transistor-TransistorIogie) T'TI UTc协调世界时(CoordnatedUniversalTime) 系统概述 地面数字电视广播单频网(SFN)是由多个位于不同地点、处于同步状态的发射机组成的数字电视 覆盖网络,网络中的各个发射机以相同频率、在相同时刻发射相同节目,以实现对特定服务区的可靠覆 盖
在地面数字电视广播单频网中,来自复用器的TS码流首先送人到单频网适配器进行适配,然后通 过节目分配网络传送到各个发射台，经过同步处理后变换成射频(RF)信号进行发射
地面数字电视广 播单频网网络结构示意图见图1
GB/34995一2017 Ts(SIP) RF信号输出 传输网络 地面数字电视 话配器 播激励器 lpps l0MIHz 单频网授时接收设备 Ts(SiP) TS RF信号输出 单频网Ts流 传输网络 地面数字电视 单频网 传输网络 们号分E网络 广播激励器 适配器 适配器 适配器 1pp 10MH2 1pps 10MHz Ts(SP 单频网授时接收设备 单颊网授时接收设备 Rr信号输出 传输刚络 地面数字电视 适配器 播激励器 1pps l0Mtz Ts(SIP 单频网授时接收设备 地面数字电视广播单频网结构示意图 授时接收设备接收GPS或BDS信号,为符合GB20600一2006规定的地面数字电视广播单频网提 供10MHz频率参考信号和lpps时间参考信号
典型的授时接收设备结构示意图见图2. 拨收天线 lpps 1pps信号输出 1Pps 相位比较模块 授时接收模块 分频器 0MHH2z 10Mlz信号输出 频率驯服模块 本地振荡器 监测信号输出 中心控制模块 图2典型的授时接收设备结构示意图 授时接收设备主要包括授时接收模块、相位比较模块、频率驯服模块,本地振荡器分频器以及中心
GB/T34995一2017 控制模块等
授时接收设备通过天线接收来自GPS或BDS的信号,由授时接收模块生成1pps,并且 与本地振荡器经过分频后得到的1pps同时送人相位比较模块,根据比对结果,频率驯服模块实时修正 本地振荡器的输出频率及其相位,最终将本地振荡器锁定在GPS或BDs信号上,即完成了本地振荡器 的频率驯服
本地振荡器一般采用高稳OcxO
经过驯服的本地振荡器输出10MHz信号以及通过 分频输出1pps信号
中心控制模块通过监测接口输出设备监控信号
技术要求 5 般要求 5.1 5.1.1环境条件 环境条件要求如下 a 环境温度 正常工作:5C45C; 允许工作:0C50C
b 相对湿度 正常工作:<90%(20C):; 允许工作;<95%无结露 大气压力 正常工作:86kPa106kPa
5.1.2工作电压 工作电压要求如下 电压幅度:交流电源电压176V一264V; a) b电压频率:交流电源频率50Hz士1Hz
5.1.3接口 授时接收设备应具备GPS和(或)BDS信号接收天线输人接口、10MHz频率参考信号输出接口、 1pps时间参考信号输出接口以及监控信号输出接口,要求如下 GPS和(或)BDs信号接收天线输人接口,采用N型接头,阴型,输人阻抗50Q,提供5V直流 a 馈电 0MHz频率参考信号输出接口,提供至少4路10MHz频率参考信号输出,采用BNC接头" b 阴型,输出信号为正弦波,输出阻抗50Q 1pps时间参考信号输出接口,提供至少4路1pps时间参考信号输出,采用BNC接头,阴型 输出信号为TTL电平,输出阻抗50Q: 状态监测信号输出接口,提供状态监测信号输出,采用RS232串口,DB9接头,阴型,状态监 d 测信号数据顿格式见附录A 5.2功能要求 5.2.1支持同时接收GPs信号和BDS信号 授时接收设备应能同时接收GPS信号和BDS信号,支持GPS授时或BDS授时,具备在GPS授时 和BDS授时之间的自动和手动切换功能
GB/34995一2017 5.2.2免配置免维护 安装、断电重启时,在接收GPs信号和(或)BDs信号正常情况下,授时接收设备无需进行任何设置 即可正常工作
5.2.3守时功能 授时接收设备正常工作后,当G;PS和BDs信号丢失时,授时接收设备应能在一定时间内将时间频 率信号保持在一定允许偏差范围之内
5.2.4液晶显示和指示灯显示功能 授时接收设备应具备液晶显示和指示灯显示功能
其中,液晶可显示授时接收设备工作状态,锁定 卫星数量以及UTC时间等信息;指示灯可显示授时接收设备工作状态等信息 5.2.5状态监测信号输出功能 授时接收设备应具备状态监测信号输出功能,应包括工作状态和UTc时间等信息,见附录A
5.3性能指标 授时接收设备性能指标要求见表1
表1授时接收设备性能指标要求 序号 项目 指标要求 幅度 800mV1V(峰-峰值 <1E-12(锁定GPs或BDs信号 频率准确度 <5E-10(GPS和S信号失锁 二5E-11(采样时间1001 ms 频率稳定度 5E-12(采用时间1s 0MHz频率 s1E-11(采样时间10s 参考信号 -80dBc/Hz在1Hz处 -120dBc/Hz(在10Hz处 相位噪声 135dBc/Hz在100Hz处 -140dBe/Hz在1kHz处 dBc/Ha(在10kH处 l50 上升时间 S10ns 脉冲宽度 500ms 1pps信号定时准确度 100ns 定时稳定度 二30ns 守时误差 <44s(GPs和Ds信号断开24)
GB/T34995一2017 测量设备要求和测量方法 6.1测量设备要求 测量设备要求如下: a 时间频率标准设备频率准确度优于被测设备一个数量级; b 时间频率标准设备频率稳定度优于被测设备3倍; c 时间频率标准设备1lPps信号不确定度优于被测设备20 ns; d 相位噪声参考源相位噪声优于被测设备10dB 时间间隔计数器测量不确定度优于被测设备1！ e ns; f 相位噪声分析仪噪声底部优于被测设备10dB
6.2测量方法 6.2.110MHlz信号幅度 6.2.1.1 测量框图 10MH信号幅度的测量设备为示波器,测量框图见图3. 10MH 被测设备 示波器 图310MHlz信号幅度测量框图 6.2.1.2测量步骤 测量步骤如下: 如图3所示连接测量系统,被测设备正常工作; a b用示波器测量10MHz信号的幅度值,记为10MHz信号幅度
6.2.210MHz信号频率准确度 6.2.2.1 测量框图 频率准确度的测量设备包括时问间隔计数器,时间频率标准设备和计算机.渊量框图见图4 1Pps 计算机 被测设备 时间间隔计数器 10MHz Ipps 时间频半标难设备 图4频率准确度、定时准确度、定时稳定度、守时误差测量框图
GB/34995一2017 6.2.2.2测量步骤 6.2.2.2.1 锁定GPS,BDs状态下频率准确度 测量步骤如下: 如图4所示连接测量系统,被测设备正常工作
a b)将被测设备和时间频率标准设备的输出信号分别连接至时间间隔计数器的起始和终止输人 端,按式(1)计算得到一个相对频率偏差值y() T一T y()= 式中 采样时间 采样时刻1; 采样时刻2; te T -测得的时间间隔; -
测得的时间间隔 连续测量7天,采样时间下为1天,测量得到7个相对频率偏差值,按式(2)给出锁定状态下频 率准确度
A=y(r) |max 式中: A 频率准确度
6.2.2.2.2保持状态下频率准确度 测量步骤如下 完成6.2.2.2.l测量后,断开被测设备接收天线; a 将被测设备和时间频率标准设备的输出信号分别连接至时间间隔计数器的起始和终止输人 b 端,按照式)计算得到一个相对频率偏差值y(F) 连续测量24h,采样时间为1h,测量得到24个相对频率偏差,按式(2)给出保持状态下频率 准确度
10M信号频率稳定度 6.2.3 6.2.3.1测量框图 频率稳定度的测量设备包括频稳测试仪和时间频率标准设备,测量框图见图5
0MHz 被测设备 频稳测试仪 10MIHz 时间频率标准设备 图5频率稳定度测量框图
GB/T34995一2017 6.2.3.2测量步骤 测量步骤如下 如图5所示连接测量系统,被测设备正常工作; a b)分别设置频稳测试仪的采样时间为100ms,采样组数大于或等于100;采样时间为ls,采样组 数大于或等于100以及采样时间为10s采样组数大于或等于50,从频稳测试仪上读取频率稳 定度测量结果
6.2.410Mz信号相位噪声 6.2.4.1 测量框图 相位噪声的测量设备包括相位噪声分析仪和相位噪声参考源,测量框图见图6
10MHz 相位噪声参考x 相仪噪声分析仪 被测设备 图6相位噪声测量框图 6.2.4.2测量步骤 测量步骤如下 a 如图6所示连接测量系统,被测设备正常工作; 用相位噪声分析仪测量载频10MH&在傅立叶频偏1Hz一10kH2的相位噪声
b 6.2.51pps信号上升时间 6.2.5.1测量框图 pp信号上升时间的测量设备为示波器,测量框图见图7.
1Pps 示波器 被测设备 图71pps信号上升时间、脉冲宽度测量框图 6.2.5.2测量步骤 测量步骤如下 如图7所示连接测量系统,被测设备正常工作; a 用示波器上测量1pps上升时间
b) 6.2.61pps信号脉冲宽度 6.2.6.1测量框图 lpps信号脉冲宽度的测量设备为示波器,测量框图见图7
GB/34995一2017 6.2.6.2测量步骤 测量步骤如下: 如图7所示连接测量系统,被测设备正常工作; a b)用示波器上测量1Pps信号脉冲宽度 6.2.71pps信号定时准确度 6.2.7.1测量框图 pps信号定时准确度的测量设备包括时间间隔计数器,时间频率标准设备和计算机,测量框图见 图4
6.2.7.2测量步骤 测量步骤如下: 如图4所示连接测量系统,被测设备正常工作; aa 时间间隔计数器测量被测设备lpps与时间频率标准设备1p的时间问隔,采样时间1,连 b 续测量24h,计算得到平均值,即为1pps信号定时准确度
6.2.81pps信号定时稳定度 6.2.8.1测量框图 1pps信号定时稳定度的测量设备包括时间间隔计数器、时间频率标准设备和计算机,测量框图见 图4
6.2.8.2测量步骤 测量步骤如下 如图4所示连接测量系统,被测设备正常工作; aa b 时间间隔计数器测量被测设备1pps与时间频率标准设备1pps的时间间隔,采样时间1s,连 续测量24h,计算实验标准偏差,即为lPpps信号定时稳定度
6.2.91pps信号守时误差 测量框图 6.2.9.1 1pps信号守时误差的测量设备包括时间间隔计数器,时间频率标淮设备和计算机,测量框图见 图4
6.2.9.2测量步骤 测量步骤如下 如图4所示连接测量系统 a b 断开G;Ps信号和BDS信号,用时间间隔计数器测量被测设备1pps与时间频率标准设备 pps的时间间隔,读取断开天线时的时间间隔值T,和断开天线24h的时间间隔值T,按式 (3)计算保持24h的1pps信号守时误差
AT=T一T
GB/T34995一2017 式中 断开天线24h的时间间隔值 T 断开天线时的时间间隔值; T -守时误差
6.2.10状态监测信号 6.2.10.1 测量框图 状态监测信号的测量设备为计算机,测量框图见图8
被测设备 计算机 图8监测信号测量框图 6.2.10.2测量步骤 测量步骤如下 如图8所示连接测量系统,被测设备正常工作 a 启动串口通信协议软件,软件通信协议参数设置为波特率9600bps.8位数据、无校验位、 b 1个停止位,观测授时接收设备输出的状态监测信号数据的格式和内容,并与附录A进行 对比
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GB/34995一2017 附 录 A 规范性附录 单频网授时接收设备状态监测信号物理接口及通讯协议 A.1物理接口 授时接收设备状态监测信号接口采用RS232串口,DB9接头,阴型,引脚定义见表A.1
表A.1接口引脚定义 引脚 功能描述 信号地 TXD仅监测用 预留 信号地 A.2通讯协议 授时接收设备监测接口采用BCD码,通信协议参数如下 波特率9600bps; b 数据位8位; 停止位1位; c d 无奇偶校验位
授时接收设备状态监测接口输出两种数据,两种数据格式具体定义如下 dlass&.ID=00时,授时接收设备输出工作状态等信息 数据格式具体定义见表A.2. 表A.2工作状态等信息数据格式 satellitd satelite GPsSatOCxo BDSat syne class p0sition end syne reserVed charl1 char" 8.ID ype status number status byte num num 8bit 8bit 8bit 4bit 4bit 8it 8bit 8bit 4bit 8bit 8bit 同步字节1,0x47 syncchar syncchar2 同步字节2,0x42 1
GB/T34995一2017 class&.ID 类和标识,各4bit,取值0x00代表0类0D,表示输出工作状态等信息 定位类型:0为混合，1为北斗,2为G;PS positiontype satellitestatus 卫星状态:0为未定位，1为已定位 satellitenumber 可用卫星个数 BDSatnum 北斗卫星数量 GPSSatnum" G;Ps卫星数量 OCXOstatus 恒温晶振状态;0为加电;1为预热;2为卫星已经锁定,晶振处于调整状 态;3为卫星失锁,晶振处于自由振荡状态;4为卫星、晶振均已经锁定,系 统正常状态;5为卫星曾经锁定,现失锁,晶振处于保持状态;6为晶振初 始化状态 reserved 保留 endbyte 结束,0x45 b Class8.ID=01时,授时接收设备输出UTC信息 数据格式具体定义见表A.3
表A.3UTC等信息数据格式 elass end Sync sync year leap month day hour minute second &.ID char1 char2 -2000 second byte 8bit 8bit 8bit 8it 8bit 8bit 8bit 8bit 8bit 8bit 8bit 同步字节1,0x47 syncchar1 同步字节2,0x42 syncchar2 dlass&.ID 类和标识,各4bit,取值0x01代表0类1D,表示输出UTc信息 年 year一2000 -2000 月 month day 时 hour 分 minute 秒 second 闺秒 leapsecond 结束,0x45 endbyte 12
GB/34995一2017 考文 参 献 G;JB1707A一2005相位噪声测量方法 [2]GJB/J2762一1996频率长期特性测量方法 [3]GJB/J3073一1997 全球定位系统(GPS)时间频率接收机检定规程 [4]GB6782-2009时域短期频率稳定度检定规程 [5]JJG181一2005石英晶体频率标准 [[6]JJFl1802007时间频率计量名词术语及定义 [7]JJF1403一2013全球导航卫星系统(GNss)接收机(时间测量型)校准规范
单频网授时接收设备技术要求和测量方法GB/T34995-2017
单频网是指使用同一频率带宽进行信息传输的无线通信网络。为了保证单频网系统的精确定时，需要使用授时接收设备。GB/T34995-2017是中国国家标准化管理委员会发布的关于单频网授时接收设备技术要求和测量方法的标准。
1. 授时接收设备技术要求
授时接收设备是单频网系统中非常关键的组成部分，其精度和稳定性直接影响着整个系统的正常运行。根据GB/T34995-2017标准，授时接收设备应当具备以下技术要求：
- 支持GPS全球卫星定位系统或北斗卫星导航系统；
- 具备良好的信号接收能力和解调能力；
- 具有较高的钟差精度和稳定性；
- 支持多种授时协议，如1PPS、NMEA等。
2. 授时接收设备测量方法
为了保证授时接收设备的精度和稳定性，需要对其进行准确的测试和校准。GB/T34995-2017标准对授时接收设备的测量方法进行了详细的规定，主要包括以下方面：
- 时差测量方法：通过与标准时钟进行比较，计算出授时接收设备的时间偏差；
- 频偏测量方法：通过接收到的信号进行频率分析，计算出授时接收设备的频偏量；
- 时钟稳定性测试方法：通过长时间观察授时接收设备输出时钟的波动情况，评估其时钟稳定性。
总之，单频网授时接收设备技术要求和测量方法GB/T34995-2017为单频网系统的设计、生产和使用提供了明确的规范，对于保障系统的运行和提高其精度具有重要的作用。
单频网授时接收设备技术要求和测量方法的相关资料
- 地面数字电视广播单频网适配器技术要求和测量方法GB/T28434-2012
- 地面数字电视广播单频网技术要求GB/T28433-2012
- 地面数字电视广播单频网规划准则GB/T28432-2012
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