文献标识码:A
DOI:10.16157/j.issn.0258-7998.200504
中文引用格式:朱红绿,孙丽楠. 5G家庭一体化小基站时钟同步研究[J].电子技术应用,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.
0 引言
由于5G信号频率较高,衰减较大,穿透能力较差,导致室外宏站无法完全解决室内覆盖问题,而采用小基站方式可以更好地解决室内覆盖问题。目前小基站的部署已经到了关键时期,小基站的部署进度是决定5G能否全面规模商用的关键因素之一。当前已经涉足小基站的有主流电信设备商以及中小型设备厂商,如华为、中兴、爱立信、诺基亚、大唐移动、京信通信、三维通信等。
在小基站解决方案中存在分布式小基站、扩展型小基站、一体化小基站等细分方案,而对于家庭场景或者小型商业空间场景的室内覆盖,因为部署环境、接入数量、回传网络等方面的原因,较难采用分布式小基站或扩展型小基站,因此可随宽带部署的一体化小基站成为家庭5G覆盖的一种可行的解决方案。
未来随着5G业务的发展,在家庭场景可能会出现更多的5G需求,而家庭一体化5G小基站可以有效地解决家庭室内覆盖不足的问题,但是也引入了一系列新技术和运营管理挑战,时钟同步就是其中之一。同步就是要求本地时钟与标准时钟偏差不超过一定范围,如果不能保证精准的时钟同步,将导致严重的互干扰,甚至影响全系统正常工作[1]。时钟同步分为频率同步和时间同步。频率同步要求网络中各基站以同一时钟频率运行,如GSM和WCDMA网络;时间同步要求相位同步,如TD-LTE网络[2]。目前eMBB的5G网络是TDD系统,采用时分复用技术,是严格的时钟同步系统:基站和标准时钟之间的偏差不超过正负1.5 μs,基站之间时间偏差不能超过3 μs,频率偏差(上下行)不能超过0.1 ppm(小基站系统),详细参见3GPP标准[3]。宏基站可以通过加装一套GPS系统解决时钟同步问题,但是家庭环境下,安装GPS设备不方便,并且家庭小基站潜在数量巨大,配套设备和工程建设成本高,导致该方案较难实施。
4G时代中国电信LTE网络为FDD系统,只需进行频率同步,所以采用了1588ACR的方式。该机制不需要对承载网设备进行改造,易于现网实现。5G系统在时间、频率上均要求同步,因此需要根据家庭小基站的应用场景、部署位置、PON承载能力等分析时钟同步解决方案。根据现有技术条件,实现家庭一体化小基站同步有内置GPS方案、空口同步方案、PON时钟方案、1588v2方案等。本文通过对上述方案的研究与对比,探索5G家庭一体化小基站切实可行的时钟同步方案。
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作者信息:
朱红绿,孙丽楠
(中国电信股份有限公司研究院,上海200122)