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高精度、安全、成本重壓下，5G亟需高精度同步地面組網(wǎng)
| 發(fā)表于:2019-07-26 瀏覽606次 |
在近日舉行的2019年IMT-2020（5G）峰會上，IMT-2020(5G)推進組5G承載工作組專家胡昌軍發(fā)布了《5G同步組網(wǎng)架構(gòu)及關(guān)鍵技術(shù)白皮書》。
胡昌軍表示，5G牌照已經(jīng)發(fā)放，5G商用蓄勢待發(fā)。目前5G網(wǎng)絡(luò)正處于標準完善和產(chǎn)業(yè)化培育應(yīng)用的關(guān)鍵時期，5G同步網(wǎng)作為必不可少的基礎(chǔ)支撐網(wǎng)絡(luò)，急需在技術(shù)和產(chǎn)業(yè)發(fā)展方面盡快推動，有力支撐5G商用。
5G時間同步的必要性
白皮書指出，5G同步用于支撐5G網(wǎng)絡(luò)和業(yè)務(wù)，主要包括頻率同步和時間同步，頻率同步相對于現(xiàn)有無線通信系統(tǒng)并無明顯變化，而時間同步則要求更加嚴格。
5G本身采用TDD制式。在TDD制式無線通信系統(tǒng)實際部署時，基站間同步偏差、保護周期（GP）、基站收發(fā)轉(zhuǎn)換時間、小區(qū)覆蓋半徑等多方面因素相互制約。在Sub 6G頻段下，4G和5G系統(tǒng)要求基站間時間偏差均應(yīng)小于3μs，因而，對于基本的時間同步需求來說，5G跟4G是一致的。
另外，為了提升覆蓋效率和服務(wù)體驗，多天線MIMO、多點協(xié)調(diào)、載波聚合等協(xié)同增強技術(shù)將在5G系統(tǒng)中得到更廣泛的應(yīng)用。而為了確保協(xié)同有效，來自不同協(xié)同點信號的時間差不能超過循環(huán)前綴CP，從而對協(xié)同點之間的時間偏差提出了100ns量級甚至更高的苛刻要求。
與此同時，5G網(wǎng)絡(luò)支撐的多種新業(yè)務(wù)，包括高精度定位業(yè)務(wù)、高速移動業(yè)務(wù)覆蓋、業(yè)務(wù)時延精確測量、各種垂直行業(yè)應(yīng)用（如物聯(lián)網(wǎng)，車聯(lián)網(wǎng)，智能制造）等新業(yè)務(wù)都需要具備高精度同步需求。
此外，5G同步應(yīng)用場景更加復(fù)雜，5G的部署有更多的區(qū)域（例如室內(nèi)）可能無法接收到衛(wèi)星。從成本上看，5G基站部署規(guī)模大，若每個基站均加裝衛(wèi)星接收機，設(shè)備投資和運維成本巨大。最重要是從安全角度來看，考慮到衛(wèi)星信號受到無意或有意干擾導(dǎo)致失效的情況越來越多，5G同步如果完全依賴于衛(wèi)星授時將會帶來極大安全隱患；
高精度同步地面組網(wǎng)大勢所趨
面向5G的同步需求特性明確，既有與4G相同的微秒量級基本同步需求，也有5G協(xié)同增強提出的百納秒級同步需求，還有以定位需求為代表的納秒級同步要求，以及解決衛(wèi)星覆蓋盲點，提升安全可靠性，節(jié)約建設(shè)和運維成本等問題，研究建設(shè)自主可控、安全可靠的高精度時間同步網(wǎng)，是大勢所趨、非常必要。
白皮書指出，通過5G高精度同步組網(wǎng)，可滿足5G系統(tǒng)多種業(yè)務(wù)的同步需求，解決5G網(wǎng)絡(luò)復(fù)雜部署場景同步問題，實現(xiàn)天地互備，避免完全依賴衛(wèi)星授時帶來的安全隱患，進一步提升5G應(yīng)用的安全可靠性。
從組網(wǎng)方案來看，高精度時間同步通用組網(wǎng)模型給出了端到端的參考點位置和相關(guān)要求，是后續(xù)5G時間同步網(wǎng)具體組網(wǎng)方案的基本模型。
從源頭技術(shù)來看，衛(wèi)星單頻單向授時性能上無法滿足高精度同步需求，當前雙頻技術(shù)更適合于高精度時間同步網(wǎng)的建設(shè)部署，共視技術(shù)可用于網(wǎng)絡(luò)同步性能集中監(jiān)控和高精度測試儀表的實現(xiàn)手段。
從同步傳輸技術(shù)來看，1588v2技術(shù)目前仍是高精度同步的基本傳輸技術(shù)，可以進一步對其進行改良及增強以滿足多場景高精度同步傳送需求。從高精度同步監(jiān)測技術(shù)來看，存在基于衛(wèi)星信號的絕對監(jiān)測和基于設(shè)備自身功能的相對監(jiān)測等方式，可根據(jù)業(yè)務(wù)要求、網(wǎng)絡(luò)規(guī)模、成本預(yù)算等因素進行選擇。
白皮書強調(diào)，隨著5G系統(tǒng)商用化不斷推進，作為基礎(chǔ)支撐網(wǎng)絡(luò)，5G同步研究及方案部署需進一步加速推動。 5G承載工作組將與業(yè)界加強合作、聚焦共識，結(jié)合運營商5G承載技術(shù)及組網(wǎng)架構(gòu)，繼續(xù)研究5G同步具體組網(wǎng)技術(shù)方案、5G同步網(wǎng)演進策略、高精度同步測試技術(shù)等內(nèi)容，推動制定和完善5G高精度同步方案，全力支撐5G系統(tǒng)商用部署。