时钟系统是LTE基站的关键部件之一，时钟系统的失效会导致整个基站失效。本论文研究和设计了一种基于GPS的LTE基站时钟保持技术，该技术能够使得LTE基站使用低成本的恒温晶体振荡器在GPS接收器保持状态期间仍然能够输出符合基站需要的时钟信号，满足运营商对基站可靠性的要求。基站时钟控制系统传统上使用频率-时间的老化模型来调节恒温晶体振荡器的频率输出。现代的恒温晶体振荡器的老化系数很小，由此产生的频率漂移相比基站要求的精度而言不足以产生严重的影响。由于基站工作环境差异比较大，温度变化对恒温晶体振荡器的频率稳定度产生的影响反而比较明显。因此本论文设计建立恒温晶体振荡器的温度-频率线性模型，利用递归最小二乘法得到参数估计值。在GPS接收器处于保持状态的时候，系统利用线性模型得出恒温晶体振荡器的压控数据，持续对恒温晶体振荡器进行校准。本论文介绍了基站时钟系统的设计方案和芯片选型，采用单片FPGA设计和实现时钟的频率校准单元。时钟系统的关键模块包括GPS接收器、时钟误差测量模块、控制算法模块、DAC模块、恒温晶体振荡器等。本论文实现了基站时钟系统样机，并进行了大量的测试和数据收集工作。通过对实验结果进行了分析，证明本论文的设计能够在GPS保持状态继续有效的校准恒温晶体振荡器，输出符合要求的时钟信号。