《電子技術(shù)應(yīng)用》
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5G家庭一體化小基站時(shí)鐘同步研究
2020年電子技術(shù)應(yīng)用第7期
朱紅綠,孫麗楠
中國(guó)電信股份有限公司研究院,上海200122
摘要: 為促進(jìn)5G家庭一體化小基站部署應(yīng)用,解決家庭場(chǎng)景下小基站的時(shí)鐘同步問(wèn)題,對(duì)4G家庭一體化小基站時(shí)鐘同步方案進(jìn)行了研究,提出了5G基于PON的時(shí)鐘同步方案,并進(jìn)行了現(xiàn)有方案對(duì)比,展示了基于PON同步方案的實(shí)驗(yàn)室測(cè)試結(jié)果,給出家庭小基站時(shí)鐘同步部署方案建議。
中圖分類號(hào): TN929.5
文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼: A
DOI:10.16157/j.issn.0258-7998.200504
中文引用格式: 朱紅綠,孫麗楠. 5G家庭一體化小基站時(shí)鐘同步研究[J].電子技術(shù)應(yīng)用,2020,46(7):19-23,28.
英文引用格式: Zhu Honglv,Sun Linan. Research on clock synchronization schemes of 5G home cell[J]. Application of Electronic Technique,2020,46(7):19-23,28.
Research on clock synchronization schemes of 5G home cell
Zhu Honglv,Sun Linan
China Telecom Research Institute,Shanghai 200122,China
Abstract: In order to promote the deployment and application of 5G home cell, and solve the clock synchronization problem in family scenarios, clock synchronization schemes of 4G home cell are studied, and the 5G PON-based(Passive Optical Network) clock synchronization scheme is proposed. Current schemes are compared with each other, and laboratory test results based on the PON synchronization scheme are illustrated. Finally, development recommendations for the clock synchronization scheme of the 5G home cell are summarized.
Key words : home cell;PON;clock synchronization;5G

0 引言

    由于5G信號(hào)頻率較高,衰減較大,穿透能力較差,導(dǎo)致室外宏站無(wú)法完全解決室內(nèi)覆蓋問(wèn)題,而采用小基站方式可以更好地解決室內(nèi)覆蓋問(wèn)題。目前小基站的部署已經(jīng)到了關(guān)鍵時(shí)期,小基站的部署進(jìn)度是決定5G能否全面規(guī)模商用的關(guān)鍵因素之一。當(dāng)前已經(jīng)涉足小基站的有主流電信設(shè)備商以及中小型設(shè)備廠商,如華為、中興、愛(ài)立信、諾基亞、大唐移動(dòng)、京信通信、三維通信等。

    在小基站解決方案中存在分布式小基站、擴(kuò)展型小基站、一體化小基站等細(xì)分方案,而對(duì)于家庭場(chǎng)景或者小型商業(yè)空間場(chǎng)景的室內(nèi)覆蓋,因?yàn)椴渴瓠h(huán)境、接入數(shù)量、回傳網(wǎng)絡(luò)等方面的原因,較難采用分布式小基站或擴(kuò)展型小基站,因此可隨寬帶部署的一體化小基站成為家庭5G覆蓋的一種可行的解決方案。

    未來(lái)隨著5G業(yè)務(wù)的發(fā)展,在家庭場(chǎng)景可能會(huì)出現(xiàn)更多的5G需求,而家庭一體化5G小基站可以有效地解決家庭室內(nèi)覆蓋不足的問(wèn)題,但是也引入了一系列新技術(shù)和運(yùn)營(yíng)管理挑戰(zhàn),時(shí)鐘同步就是其中之一。同步就是要求本地時(shí)鐘與標(biāo)準(zhǔn)時(shí)鐘偏差不超過(guò)一定范圍,如果不能保證精準(zhǔn)的時(shí)鐘同步,將導(dǎo)致嚴(yán)重的互干擾,甚至影響全系統(tǒng)正常工作[1]。時(shí)鐘同步分為頻率同步和時(shí)間同步。頻率同步要求網(wǎng)絡(luò)中各基站以同一時(shí)鐘頻率運(yùn)行,如GSM和WCDMA網(wǎng)絡(luò);時(shí)間同步要求相位同步,如TD-LTE網(wǎng)絡(luò)[2]。目前eMBB的5G網(wǎng)絡(luò)是TDD系統(tǒng),采用時(shí)分復(fù)用技術(shù),是嚴(yán)格的時(shí)鐘同步系統(tǒng):基站和標(biāo)準(zhǔn)時(shí)鐘之間的偏差不超過(guò)正負(fù)1.5 μs,基站之間時(shí)間偏差不能超過(guò)3 μs,頻率偏差(上下行)不能超過(guò)0.1 ppm(小基站系統(tǒng)),詳細(xì)參見(jiàn)3GPP標(biāo)準(zhǔn)[3]。宏基站可以通過(guò)加裝一套GPS系統(tǒng)解決時(shí)鐘同步問(wèn)題,但是家庭環(huán)境下,安裝GPS設(shè)備不方便,并且家庭小基站潛在數(shù)量巨大,配套設(shè)備和工程建設(shè)成本高,導(dǎo)致該方案較難實(shí)施。

    4G時(shí)代中國(guó)電信LTE網(wǎng)絡(luò)為FDD系統(tǒng),只需進(jìn)行頻率同步,所以采用了1588ACR的方式。該機(jī)制不需要對(duì)承載網(wǎng)設(shè)備進(jìn)行改造,易于現(xiàn)網(wǎng)實(shí)現(xiàn)。5G系統(tǒng)在時(shí)間、頻率上均要求同步,因此需要根據(jù)家庭小基站的應(yīng)用場(chǎng)景、部署位置、PON承載能力等分析時(shí)鐘同步解決方案。根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)條件,實(shí)現(xiàn)家庭一體化小基站同步有內(nèi)置GPS方案、空口同步方案、PON時(shí)鐘方案、1588v2方案等。本文通過(guò)對(duì)上述方案的研究與對(duì)比,探索5G家庭一體化小基站切實(shí)可行的時(shí)鐘同步方案。




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作者信息:

朱紅綠,孫麗楠

(中國(guó)電信股份有限公司研究院,上海200122)

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