LTE-TDD和LTE-Advanced移動(dòng)網(wǎng)絡(luò )的定時(shí)和同步(上)

　　1 同步和UTC可追溯性

　　定時(shí)和同步是數字網(wǎng)絡(luò )運行的根本。在以往，只有相對容易的頻率同步就可以了?，F在，LTE-TDD和LTE-A技術(shù)增加了對相位和時(shí)間的要求。圖1幫助理解其中的不同。

　　有關(guān)定時(shí)和同步的討論經(jīng)常會(huì )提到準確性和精確度。在許多情況下，在上下文中的不同并不重要，然而，為了更完整的理解，圖2作了一個(gè)“擊中目標中心”的比喻。

　　運營(yíng)商網(wǎng)絡(luò )基于非常精確和準確的主用基準時(shí)鐘的性能，實(shí)現了必要的精確度和準確性。在幾乎所有情況下，該基準來(lái)自GNSS衛星系統 (GPS、GLONASS或北斗(Beidou)) 傳送的信號。高品質(zhì)GNSS接收器獲取頻率并根據衛星信號計算時(shí)間，然后同步設備把這些數據作為網(wǎng)絡(luò )定時(shí)的基準參考。最佳的定時(shí)和同步設備還將使用額外的頻率輸入比如同步以太網(wǎng)(Synchronous Ethernet)或E1/T1信號，使解決方案能夠更快地集中到精確和準確的時(shí)間上，并在GNSS信號受損或短暫中斷時(shí)改善保持性能。

　　在LTE-TDD和LTE-A網(wǎng)絡(luò )中，時(shí)間和相位基準必須可追溯至協(xié)調世界時(shí) (Coordinated Universal Time, UTC)。ITU-T G.8272定義了基準主時(shí)鐘(Primary Reference Time Clock, PRTC) 的要求;就是與建立已久的主基準時(shí)鐘(Primary Reference Clocks, PRC)標準和用于頻率同步的主基準源(Primary Reference Sources, PRS) 相比的時(shí)間和相位發(fā)展。沒(méi)有共同的UTC時(shí)間基準，蜂窩基站 (cell site)無(wú)法按預期運行。這里需要強調的是，SyncE僅僅是一個(gè)頻率基準，不能被PTP時(shí)鐘 (如邊界時(shí)鐘) 作為主時(shí)間基準使用。

　　2 LTE的定時(shí)和同步要求

　　2G，3G和LTE頻分雙工(LTE-Frequency Division Duplex) 移動(dòng)技術(shù)只要求頻率同步的準確度在無(wú)線(xiàn)電接口上應在十億分之五十(50 parts per billion)以?xún)?。為滿(mǎn)足該要求，在基站接口至回程網(wǎng)絡(luò )上規定頻率同步準確度應為16 ppb。LTE時(shí)分雙工(LTE-Time Division Duplex)和LTE-Advanced業(yè)務(wù)有著(zhù)與前幾代同樣的頻率準確度要求，但也規定了相位和時(shí)間要求。圖3提供了同步要求的總結。

　　LTE-Advanced標準要求仍然在討論制定中。雖然在2013年中并沒(méi)有達到共識，但當時(shí)該要求很可能視乎不同應用而為±1.5 µs或±5 µs;而有些討論則顯示對于某些應用情況可能需要500 ns (±.5 µs)。LTE-A涵蓋了多種技術(shù)而非單一技術(shù)。由于并不是所有特性都會(huì )在任何地方部署，因此在現實(shí)世界的要求會(huì )有所不同。圖4提出了當標準完成時(shí)它們可能是什么。

　　住宅和企業(yè)小型蜂窩 (也稱(chēng)為微型基站 (femtocell)) 的不同之處，是使用寬帶互聯(lián)網(wǎng)接入服務(wù)作為它們的回程。正因如此，它們沒(méi)有包括在本文描述的解決方案中，而本文主要是針對在移動(dòng)回程網(wǎng)絡(luò )上的分布同步。這些蜂窩通常使用精確度要求不太高的網(wǎng)絡(luò )時(shí)間協(xié)議(Network Time Protocol, NTP)，空口的頻率準確度要求為100-250 ppb。