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(shù)字網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行的根本。在以往，只有相對(duì)容易的頻率同步就可以了?，F(xiàn)在，LTE-TDD和LTE-A技術(shù)增加了對(duì)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(zhǔn)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(biāo)中心”的比喻。

　　運(yùn)營(yíng)商網(wǎng)絡(luò)基于非常精確和準(zhǔn)確的主用基準(zhǔn)時(shí)鐘的性能，實(shí)現(xiàn)了必要的精確度和準(zhǔn)確性。在幾乎所有情況下，該基準(zhǔn)來(lái)自GNSS衛(wèi)星系統(tǒng) (GPS、GLONASS或北斗(Beidou)) 傳送的信號(hào)。高品質(zhì)GNSS接收器獲取頻率并根據(jù)衛(wèi)星信號(hào)計(jì)算時(shí)間，然后同步設(shè)備把這些數(shù)據(jù)作為網(wǎng)絡(luò)定時(shí)的基準(zhǔn)參考。最佳的定時(shí)和同步設(shè)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(hào)，使解決方案能夠更快地集中到精確和準(zhǔn)確的時(shí)間上，并在GNSS信號(hào)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(zhǔn)必須可追溯至協(xié)調(diào)世界時(shí) (Coordinated Universal Time, UTC)。ITU-T G.8272定義了基準(zhǔn)主時(shí)鐘(Primary Reference Time Clock, PRTC) 的要求;就是與建立已久的主基準(zhǔn)時(shí)鐘(Primary Reference Clocks, PRC)標(biāo)準(zhǔn)和用于頻率同步的主基準(zhǔn)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(zhǔn)，蜂窩基站 (cell site)無(wú)法按預(yù)期運(yùn)行。這里需要強(qiáng)調(diào)的是，SyncE僅僅是一個(gè)頻率基準(zhǔn)，不能被PTP時(shí)鐘 (如邊界時(shí)鐘) 作為主時(shí)間基準(zhǔn)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(zhǔn)確度在無(wú)線電接口上應(yīng)在十億分之五十(50 parts per billion)以內(nèi)。為滿足該要求，在基站接口至回程網(wǎng)絡(luò)上規(guī)定頻率同步準(zhǔn)確度應(yīng)為16 ppb。LTE時(shí)分雙工(LTE-Time Division Duplex)和LTE-Advanced業(yè)務(wù)有著與前幾代同樣的頻率準(zhǔn)確度要求，但也規(guī)定了相位和時(shí)間要求。圖3提供了同步要求的總結(jié)。

　　LTE-Advanced標(biāo)準(zhǔn)要求仍然在討論制定中。雖然在2013年中并沒(méi)有達(dá)到共識(shí)，但當(dāng)時(shí)該要求很可能視乎不同應(yīng)用而為±1.5 µs或±5 µs;而有些討論則顯示對(duì)于某些應(yīng)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(xiàn)實(shí)世界的要求會(huì)有所不同。圖4提出了當(dāng)標(biāo)準(zhǔn)完成時(shí)它們可能是什么。

　　住宅和企業(yè)小型蜂窩 (也稱為微型基站 (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(duì)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(zhǔn)確度要求為100-250 ppb。