TD-SCDMA系统要求基站间定时同步。目前TD建网的同步方案是通过在每个基站上安装GPS来进行同步。但是在基站上安装GPS天线接收卫星信号，容易受到干扰，可能会被遮挡，导致GPS不能接收到卫星，进而引起基站失步，失步后可能会造成网络质量下降。
在此前的研究中，基站失步后会对网络质量造成什么样的影响没有定论，因此也无法从网络现状排查故障原因。此外，3GPP规范对TD的同步精度有定义，该同步精度是否合适，更高的同步精度是否能提高网络质量也是需要探讨的问题。
GPS失步对TD网络的影响
3GPP25.402[3]定义了同步要求，其中TDD系统特别要求基站间时间同步。现网TD-SCDMA基站都采用GPS进行同步，所有的基站都锁定在GPS时间上，不同的基站能够保证定时一致。
但由于基站只是把GPS作为本地高精度时钟的参考源，并不直接使用GPS时钟，具有一定的时钟保持能力，短时间内的GPS异常并不会影响基站的正常工作。当GPS长时间出现异常，基站晶振长时间处于自由振荡状态，将导致基站间定时偏差逐渐增加而不能保持同步。基站不同步会对网络质量带来影响，主要表现为对邻区搜索、切换的影响以及干扰抬升。
下面分别阐述对网络质量造成影响的研究结果。
切换
现网测试结果表明，随着基站定时偏差的的变大，切换成功率和呼通率下降，掉话率抬升，影响到网络KPI指标。
GPS偏移4chip内的切换成功率在98%以上，为保证切换成功条件的临界值，GPS偏移在5chip以上，切换成功率和呼通率下降，掉话率明显抬升，GPS偏移会导致终端的重选效率降低，从而造成呼通率的下降。
邻区搜索
UE在进行邻区搜索时以当前小区的定时来搜索邻区主导频的RSCP，由于定时偏差存在，会导致邻区主导频信号超出UE搜索窗。
现网测试结果表明，随着GPS偏移值的设定，参考小区的RSCP值随着偏移值的增大都呈现从大到小的变化过程。参考小区RSCP变化如图1所示。
在向后偏移10chip时，信号衰减明显增大，并与偏移14chip、16chip时的RSCP值大小相近，可以判断10chip为向后偏移影响手机搜索邻区时的临界值；在向前偏移12chip时，信号衰减明显增大，可以粗略判断12chip为向前偏移影响手机搜索邻区时的临界值。
UP干扰抬升
基站定时存在偏差时，会导致干扰源更靠近受影响的基站，会造成受影响的基站UP干扰抬升。实验基站定时偏移会导致相邻基站都干扰试验基站。试验基站定时向后偏移会导致某一圈邻区基站干扰抬升。
GPS向前和向后偏移测试的UP干扰的平均值如图2和图3所示。从两张图中可以得到以下结论：GPS偏移16chip内，UP干扰对所选测试地点的呼通率的影响不大；但随GPS偏移的增大UP的干扰值会有上升趋势；GPS向前偏移，受所有周围正常小区影响，在24chip时平均值到达-101.3dBm，超过-103dBm，但不会影响终端的呼叫成功率(-85dBm的场强下)。
业务时隙干扰抬升
TD是一个时分双工系统，上下行业务必须严格定时，如果定时不准，出现基站之间收发干扰。
对于业务时隙干扰角度的失步容限，研究的方法是首先通过仿真，确定业务时隙的抗失步能力，然后结合理论分析和现网测试，确定组网时的容限指标。
仿真结果表明，定时偏差小于14chip时，链路仿真表明目标SIR提高2dB，系统仿真表明在其他条件不变情况下，中断率不超过5%，可认为此时对网络KPI没有显著影响；定时偏差小于7chip时，链路仿真表明目标SIR基本不变，可以认为此时对网络KPI基本没有影响。前面得到的仿真结果表明，下行末尾7chip(5.47μs)污染了另一个基站的上行时，此时的干扰很小，可以忽略不计。
总体来说：假设NodeB2定时比NodeB1延迟了Sync_Error，只要GP+Tr+TD-Sync_Error>DS+Tx_On+TA_Error，NodeB1就不会干扰NodeB2。
计算可得可容忍定时偏差约为10.59μs(约13.55chip)。在实际测试中，测试小区周围邻区进行75%码道、27dBm加载，业务时隙的干扰影响不明显，在终端搜索邻区的临界值12chip，-85dBm的场强下，全部呼通，不影响业务质量。
结论
如果GPS问题导致短期基站失去同步，由于基站自身晶振具备一定保持能力，对网络没有影响。如果GPS问题持续时间比较长，导致基站之间定时误差过大，则会影响切换、UE对邻小区的搜索、UP干扰抬升、业务时隙干扰抬升。其中GPS失步导致的基站定时偏差对切换的影响最为明显，当基站定时偏差大于4chip(约3μs)时，网络KPI有明显下降(切换失败或者切换掉话)，可以作为GPS失步的一个判断基础。如果某个基站(若干个扇区)和邻区出现突发的切换失败大幅度攀升，在排除了其他因素外，可以认定是GPS失步导致。
定时偏差小于3μs的情况下，网络质量没有变化，和协议定义的3μs指标是一致的，提高同步精度并不会带来额外的网络质量的提高。
基站同步高可靠性方案
GPS故障定位分为以下几类：
存在天线短路、开路告警并伴随丢星告警
由于天线短路、开路告警是GPS卡根据天馈系统5V电源的电流判断的，出现告警时天线很可能工作不正常，需要检查天线、线缆接头等部分。
频繁出现丢星告警
频繁出现丢星告警一般是存在干扰或遮挡。
某段时间集中出现丢星告警
如果故障只在一段时间内出现，后续又不再出现，很可能是临时性的干扰或遮挡，只要不影响基站正常工作，建议以观察为主。
偶尔出现丢星告警
对于每月出现三次以下，持续时间又很短的告警，只要不影响基站正常工作，建议以观察为主。
没有任何GPS告警，系统出现大面积区域KPI指标恶化
对于没有任何GPS告警，系统又出现大面积区域KPI指标恶化情况，在排除其他原因之后，可以考虑是GPS失步引起的干扰。
对于有天线短路、开路的站点，建议检查工程情况；对于有丢星的站点，可以通过后台软件记录站点实际跟踪GPS卫星的数量。一般来说如果可用卫星数长时间都比较少(比如5-6颗)，那么需要考虑是否存在遮挡；如果卫星数目有突然的减少和跳变，那么很可能是存在干扰。对于干扰可以通过扫频仪来定位和处理。
通过GPS失步仿真和测试，一方面证实了GPS失步对网络运营造成的影响，说明了迅速处理GPS问题的重要性；另外获得了网络可以容忍的GPS偏差值。根据这一偏差值，可以方便我们确认GPS故障的类型和严重程度。通过及时、全面地GPS故障诊断，从而快速地对GPS故障进行维护、修复，极大地缩短了工作人员的处理过程，使网络运营更加可靠，提高用户感知。
