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怎么同步LTE-TDD和LTE-A网络一起简化小型蜂窝布置(上)

定 时 和 同 步 曾 经 是 常 规 的 网 络 功 能 , 但 随 着 移 动 络 和 回 程 技 术 的 演 进 , 其 需 求 发 生 了 速 变 化 。 运 营 商 采 用IEEE 15

     定 时 和 同 步 曾 经 是 常 规 的 网 络 功 能 , 但 随 着 移 动 络 和 回 程 技 术 的 演 进 , 其 需 求 发 生 了 速 变 化 。 运 营 商 采 用IEEE 1588v2准确守时协议(IEEE 1588v2 Precision  Timing Protocol (PTP))或同步以太网(Synchronous Ethernet, SyncE), 成 功 地 通 过 异 步 以 太 网 回 程 网 络 解 决 了 分 配 频 率 同 步 的 挑 战 。 然 而 , LT E 时 分 双 工 (LT E -T D D) 和 LT E -A dvan ced (LTE-A)带来了新的十分苛刻的时刻和相位同步信号要求。 此外,多项新的回程技能也跟着小型蜂窝的呈现得到选用。 另一方面,守时(特别是根据GPS的守时)是这个职业的要害 性网络安全元素,由于影响GPS守时的缝隙能够有多种形 式,包含歹意进犯。
苛刻的相位守时、新的回程技能和安全要求,将蜂窝 站点同步问题推到了风口浪尖。每个网络的最佳解决计划取 决于若干根底要素,而且充分利用同级最佳的准确时刻协议 (PTP)主时钟技能。高层建筑中的小型蜂窝网络,还需求考

图1  频率、相位和时刻同步
虑多个特别的要素,因而直到现在仍是仅仅依托运用在房顶
装置的守时接收器和天线,且天线与小型蜂窝的衔接往往要 通过长长的多层楼板布线,因而装置困难且本钱贵重。现 在,这些小型蜂窝能够运用新式GNSS主时钟解决计划将天 线集成进具有高性价比的单个的解决计划中,以完成占用面 积小和即插即用的装置特性。

1 要求和应战
守时和同步是数字网络运作的根底,在曩昔,只需相 对简洁的频率同步便可满意一切要求。但是,LTE-TDDLTE-A技能增加了相位和时刻同步要求,图1所示为三者之 间的差异。准确和准确也十分重要,运营商根据十分准确和准确 的基准参阅来完成这两个要求。在简直一切情况下,这个 参阅都是来自GNSS卫星体系(GPS、GLONASS或斗极)传输 的信号。高质量GNSS接收器从卫星信号导出频率并核算时 间,然后,同步设备将它用作网络守时的基准。最佳守时和 同步设备还运用其它频率输入,比方同步以太网或E1/T1信 号,使得解决计划在准确和准确的时刻上快速收敛,而且在 GNSS信号受影响或只能断续供给时更好的坚持功能。
LTE-TDDT和LTE-A网络中的时刻和相位参阅有必要可追溯至世界和谐时刻(UTC)。ITU-T G.8272 界说要求如下:
• 主基准参阅时钟(PRTC);
• 比较用于基准参阅时钟(PRC)的长时刻老练标准,具有 时刻和相位改善,以及用于频率同步的基准参阅源(PRS);
若没有一起的UTC时刻基准,蜂窝基站便无法按预期

图2  部分途径支撑和/或鸿沟主时钟布置场景
运作。必需着重的是SyncE仅仅频率参阅,无法被PTP时钟 (比方鸿沟时钟)用作基准时刻参阅。关于守时要求十分苛刻的无线通信运用来说,假使GPS守时接收器无法处理卫星数据,蜂窝基站也可运用早已部 署了的原子钟振荡器。在新的LTE网络布置中,还运用高成 本效益的PTP/IEEE 1588技能。在注重本钱但不必定需求保 持24小时低于1.5μs的苛刻守时精度等级的基站/eNodeBs场 合,会选用这项技能来代替原子钟振荡器来坚持和保护时 间和相位。PTP是第二级或第三级时刻戳协议,它分配来 自主时钟的准确守时,而且作为GNSS守时源的备份分配至 LTE eNodeBs,或许在无法获取GNSS的信号场所用作基准定 时源。GNSS接收器和PTP是相得益彰的,PTP能够用于承认 GNSS接收器供给的准确守时,相同,GNSS接收器也能够验 证PTP供给准确的守时。

2  用于苛刻的时刻和相位同步的解决计划
现有三种已验证的首要技能能够满意LTE-TDD和LTE-A网络苛刻的相位和时刻同步要求:“无处不在的GNSS”、带有“全途径支撑”的PTP,以及具有“部分途径支撑和/或鸿沟主时钟”的PTP。每种解决计划各有其优缺陷。
• 无处不在的GNSS:GNSS接收器布置于每个移动基 站,而且能够作为独自的设备或嵌入在基站中。它还能够 集成在并置或邻近的蜂窝基站路由器(CSR)或网络接口设备 (NID)中, 假如它们也支撑至基站的同步分配, 一般运用 PTP技能。这种办法尽管简略,但是并非在每个场点均是经 济或技能可行的,特别用于公共接入小型蜂窝,它还将使得 eNodeBs易于遭到GNSS信号的搅扰。GNSS信号的易损性是 一个日益严重的问题,由于信号在地球表面是十分弱小的, 易于遭到搅扰。挑选“无处不在的GNSS”计划的运营商, 需求一个在这种技能不可行的情况下的代替解决计划,并 且,最好的实践也要求运营商具有一个后备守时源。运营商 需求运用其它解决计划作为基准守时解决计划,或许作为无 法布置GNSS的场所的代替源,或作为GNSS信号受损场所的 后备守时源。
• 具有全途径支撑的PTP标准(G.8275.1):IEEE 1588-2008准确时刻协议是一项通过验证的技能,在根据数据包的 回程网络上分配同步信号至需求频率同步的移动网络。一般 运用集中式PTP主时钟(具有满意G.8272 PRTC要求的GNSS 基准参阅)来布置,然后,在移动网络组件中与从时钟软件 或客户时钟软件进行互操作,使得客户能够确认频率并核算 时刻。全途径支撑合适用于一切地址现已布置新回程设备的 站点(比方新建布置(greenfield deployments)),但若用在其它 网络场景中,便具有实践缺陷。(未完待续)

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