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西安同步电子科技有限公司
   Xi'an Synchronization of Electronic Technology Co., Ltd.
全球领先的时间频率同步系统供应商

5G信号技术用到的时间频率技术

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发表时间:2019-12-02 10:04作者:syn029来源:西安同步原创

现在5G主要是对时间同步的要求比4G有所提升,主要是看时间同步这一块。4G要求3微秒,3微妙相当于UTC是正负1.5,一个向左偏,一个向右偏,最大的偏差不超过3微妙就行。知道TE和TAE的定义。65NR是特殊的场景,我们分几个点,把距离精确算好,补偿算好,满足自动化机械的运营是没有问题的,和传输承载率不大。包括130在内的连续窄波,影响也不大。我们最终考虑的就是260纳秒的指标需求和3微秒。在5G的初级阶段,跟4G的要求是一样的,也是3微秒,关键是260,260也是一个理论推算的结果。

eCPRI接口的同步功能,有三个功能模块分别控制管理面和同步面,是很重要的一块。它虽然是一个逻辑的连接,但是对eCPRI来讲,它是从CPRI发展过来,已经考虑到了同步的传递。同步信息可以不采用eCPRI的专用协议传送,eCPRI是自己的传递协议。中间是eCPRI和1588的关系,还有一个新的功能,eCPRI可以用PTP1588协议里的报文来进行单项测量。

1588v2协议的授时技术原理都很清楚,以太网从10兆到100兆提升以后发现定时能力不足就做了NTP,我们电脑里的时间都是通过NTP协议来获取的。2008年做了点的版本,目前在推新的版本

PTP1588协议2002年就出来了,到现在已经2019年了,时间很长了,主要是基站要求时间同步,GPS可能有一定的风险,包括它的故障率,成本很高。所以才驱动了PTP1588对时协议用起来。用的时候它主要是在本地应用,所以中国联通没有把它做三级架构。

5G来了以后,也分了三种业务,一个是基本业务,就是刚才提到的三微秒那个需求。还有协同业务和新业务,需求有的会更高。中国联通现在的方案应该是属于一种过渡的方案,因为在4G时代的时候我们已经把核心的时间服务器都买过了,4G的网络还会在,通过核心接入逐条传下去,满足5G初期的1.5us是没啥大问题。未来如果有窄波聚合的需求,聚合不是主网的聚合,只是部分区域的,针对部分区域可以用NTP时间服务器,现在新的双频接收技术,通过卫星的两个频点去接收,这样来算对流层更精确一些,恢复的时间更精准一些。共视法目前有厂商在做设备,精度还是很高的,可以达到亚纳秒级,但是应用还有一些问题。


北斗授时,联通在雄安发布了一个5G+北斗以及智研院成立的发布仪式。北斗也是国家战略层面的东西 ,后续我们再去提同步的时候,提GNSS的时候,还是以提BTS为主。北斗三代发的卫星数量基本覆盖全球是没有问题的,但是北斗基站的性能到底怎么样,去年8月份在武汉也对华为的LTE的基站,跟踪北斗的性能做了一个长期的测试。可以看到北斗的性能比GPS略微好一些。

这个是5G的基站,雄安当时布了一些5G的基站,中国联通也是想配合5月10号的发布会,也做了一些华为的5G基站跟踪北斗的测试情况。右下角上面是时间,下面是频率,56个小时,可以看到也是很稳定。时间信号基本上它的均值平均在负的100纳秒左右。将来130的指标也能满足,但是单纯的用于卫星可能还会存在一些问题。左下角是保持,把GPS和北斗全拔掉,用基站来保持,保持的时间大概5万秒。当它保持的时候,只有6分钟就会突破130纳秒。到1微秒的时候,大概能够维持14个小时左右。将来如果全靠卫星的话,可能卫星一天撑不了就会出问题。CA用起来以后,6分钟就保证不了精度要求了。

SYN2401型PTP时钟是基于IEEE1588 v2协议的高精度主时钟设备,同时支持北斗和GPS双模时钟同步。在使用双模卫星作为参考时钟时,SYN2401型PTP精密主时钟跟踪UTC的精度优于100ns,可通过以太网提供百纳秒级的时间信号源。 

随着无线技术的发展,同步肯定是越来越重要的。从最初我们只是要求频率同步,现在要求项目上更精准,这是一个趋势。如果不能保证这种严格的同步,可能会对行业应用带来很大的影响,因为现在还没有真正去试,影响到底怎么样还没有数据,比如车联网、智能驾驶。单纯依赖GPS存在潜在的政治安全风险,同时针对5G超高精度的时间同步需求,当卫星失效时,基站的守时性能并不乐观,需考虑基于地面链路传递的1588V2技术,还有一些新的技术我们也要跟踪。一个是北斗,另外一个是1588要真正用起来。担心的是网络出现故障的时候不知道怎么定位,但目前来看基本上问题不大,所以还得把这件事情推动起来,用起来,以满足将来5G的需求。

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