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5G家庭一体化小基站时钟同步研究
2020年电子技术应用第7期
朱红绿,孙丽楠
中国电信股份有限公司研究院,上海200122
摘要:为促进5G家庭一体化小基站部署应用,解决家庭场景下小基站的时钟同步问题,对4G家庭一体化小基站时钟同步方案进行了研究,提出了5G基于PON的时钟同步方案,并进行了现有方案对比,展示了基于PON同步方案的实验室测试结果,给出家庭小基站时钟同步部署方案建议。
中图分类号:TN929.5
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.
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)

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