USRP: Kalibrasi ClockTamer

WARNING: Proses Kalibrasi Ini harus di lakukan secara periodik, beberapa bulan sekali tampaknya.

Kalibrasi adalah prosedur yang dapat menolong kita untuk menjaga agar stabilitas frekuensi output dari ClockTamer terjaga untuk batasan tertentu. Hal ini dilakukan dengan cara mengukur frekuensi sebenernya dari internal TCXO ClockTamer dan men-set-kan di settingan ClockTamer.

Contoh, internal TCXO di spesifikasi 20 MHz pada kenyataannya mempunyai frekuensi 20'000'005 Hz. Offset 5 Hz di 20 MHz adalah 5/20e6=0.25 ppm (parts per million) dan di terjemahkan menjadi (5Hz/20MHz)*900MHz = 225Hz di 900 MHz (low GSM band).

Standard GSM menspesifikasi ketepatan frekuensi 50ppb = 0.05ppm di clock referensi macro-BTS dan 100ppb = 0.1ppm untuk femtocells. Menurut pengalaman kami, offset sampai dengan 500 Hz di 900MHz adalah OK untuk 90% dari telepon untuk dapat bekerja tanpa masalah. Kami menyarankan untuk mengkalibrasi ClockTamer sampai 100ppb untuk menjamin semua berjalan dengan lancar.

Catatan, ClockTamer perlu di kalibrasi ulang karena perubahan temperatur setiap beberapa bulan. Kami juga menyarankan untuk mengkalibrasinya sebelum digunakan.

Download

wget http://thre.at/kalibrate/kal-v0.4.1.tar.bz2
cp kal-v0.4.1.tar.bz2 /usr/local/src/

atau

cd /usr/local/src
git clone https://github.com/ttsou/kalibrate-uhd kalibrate-uhd

Compile

cp kal-v0.4.1.tar.bz2 /usr/local/src/
cd /usr/local/src
tar jxvf kal-v0.4.1.tar.bz2 
cd /usr/local/src/kal-v0.4.1
./bootstrap && CXXFLAGS='-W -Wall -O3' ./configure && make

Hasilnya akan ada di

/usr/local/bin/kal

Scan Frekuensi BTS GSM yang ada

Scan menggunakan

# kal -s GSM900

Perhatikan yang mempunyai power besar

kal: Scanning for GSM-900 base stations.
GSM-900:
	chan: 11 (937.2MHz - 22.543kHz)	power: 11354.52
	chan: 35 (942.0MHz + 193Hz)	power: 79092.28
	chan: 36 (942.2MHz + 191Hz)	power: 23625.61
	chan: 37 (942.4MHz + 279Hz)	power: 16993.69
	chan: 39 (942.8MHz + 267Hz)	power: 7778.37
	chan: 42 (943.4MHz + 151Hz)	power: 30391.26
	chan: 43 (943.6MHz + 195Hz)	power: 8378.83
	chan: 46 (944.2MHz + 192Hz)	power: 30373.41
	chan: 47 (944.4MHz + 177Hz)	power: 30528.78
	chan: 49 (944.8MHz + 268Hz)	power: 134025.76  <--- Power Besar
	chan: 50 (945.0MHz + 264Hz)	power: 34178.98
	chan: 55 (946.0MHz + 346Hz)	power: 15541.07
	chan: 57 (946.4MHz + 311Hz)	power: 5875.14
	chan: 58 (946.6MHz + 336Hz)	power: 17667.53
	chan: 61 (947.2MHz + 327Hz)	power: 41976.42
	chan: 62 (947.4MHz + 313Hz)	power: 11380.20
	chan: 64 (947.8MHz + 349Hz)	power: 29067.78
	chan: 65 (948.0MHz + 320Hz)	power: 7887.69
	chan: 68 (948.6MHz + 272Hz)	power: 7755.14
	chan: 112 (957.4MHz + 268Hz)	power: 25759.81
	chan: 113 (957.6MHz + 289Hz)	power: 23109.27
	chan: 114 (957.8MHz + 352Hz)	power: 15901.12
	chan: 119 (958.8MHz + 238Hz)	power: 18331.28
	chan: 123 (959.6MHz + 266Hz)	power: 17558.38

Kalibrasi Menggunakan Kal

Gunakan Kalibrate atau Kalibrate-UHD untuk mengukur offset frekuensi. Lakukan kal pada frekuensi BTS yang terdeteksi mempunyai power paling besar yang ad di dekat kita.

/usr/local/bin/kal -f 944800000

Misalnya hasilnya adalah

Using GSM-900 channel 49 (944.8MHz)
average		[min, max]	(range, stddev)
+ 258Hz		[239, 283]	(43, 14.534289)
overruns: 0
not found: 0

Nilai frekuensi oscilator (MHz) dari oscilator yang ada di ClockTamer tertera di nilai FOSC di output HWI. Kita bisa mencek menggunakan GUI:

atau secara manual menggunakan perintah `HWI`:

LMX=2080 LMK=1010 OSC=20

Beberapa yang perlu di perhatikan untuk perhitungan kalibrasi

Frekuensi oscillator adalah 20MHz
Offest hasil scanning bernilai +
Perhitungan kalibrasi harus di balik, jadi nilainya - untuk kompensasi

maka kita dapat memasukan offset kalibrasi sekitar

-258Hz/944.8MHz*20MHz= -5.46 Hz

20000006 Hz tampaknya approksimasi yang baik ke frekuensi oscillator yang sebenernya. Set menggunakan GUI pada kolom Fosc input:

Setelah di set, masukan di burn ke EEPROM menggunakan tombol "Set" di GUI:

Lakukan Menggunakan CLI

Cara ini lumayan ampuh. Pertama-tama, install screen

sudo apt-get install screen

sebelum melakukan proses

Matikan USRP1
Buka USRP1
Sambungkan kabel USB dari PC ke ClockTamer
Pastikan lampu kuning di ClockTamer nyala.

Hubungkan PC / laptop ke ClockTamer menggunakan

screen /dev/ttyACM0 115200,cs8,-ixon,-ixoff

kemudian menggunakan perintah `SET,,OSC` :

SET,,OSC,19999990

ClockTamer harus meresponds

OK

Jangan lupa untuk menyimpan nilai kalibrasi ke EEPROM jika kita sudah selesai. Secara manual menggunakan perintah

STE

ClockTamer harus meresponds

OK

Nyalakan USRP1 Cek offset frekuensi menggunakan Kalibrate lagi, misalnya menggunakan perintah

/usr/local/bin/kal -s GSM900

Hasil offset rata-rata tidak boleh lebih dari 20-30Hz sekarang.

Cara Kalibrasi CLI yang lebih brutal

Siapkan peralatan

Sambungkan USB PC ke USB ClockTamer
Nyalakan USRP1

Cek offset menggunakan perintah

/usr/local/bin/kal -s GSM900

Di Screen yang lain masuk ke ClockTamer

screen /dev/ttyACM0 115200,cs8,-ixon,-ixoff

kemudian menggunakan perintah `SET,,OSC` :

SET,,OSC,19999989

Lakukan iterasi.

Cek offset lagi menggunakan kal.
Kalau masih tinggi, ubah angka SET-nya
Lakukan terus sampai offset paling minimal

Setelah offset minimal tercapai, beri perintah

STE

Referensi

Pranala Menarik

OpenBTS

Persiapan

Ettus E110

Power Amplifier

Lain Lain

Catatan Legal dan Pendukung

Catatan Sejarah

Dokumentasi Video