作者:Kashif Hussain
同步是通信系统中最关键的功能之一。移动网络的定时和同步标准可以防止信息相互干扰,并实现平稳的蜂窝到蜂窝传输。增加了严格的定时和同步要求
5克正在被指数级的更快的速度、更低的延迟和更高的密度所驱动。
为了尽可能有效地利用可用频谱,
5 g技术引入了时分双工(TDD)环境。在5G的背景下,特别是对于TDD——上行链路和下行链路传输都在同一频率上,干扰的可能性要大得多。因此,我们看到TDD LTE和5G-NR对时序和同步的要求更加严格。运营商需要大量频谱来提供5G的增强型移动宽带(eMBB)用例,这远远超过LTE网络通常可用的5至20MHz。此外,大多数可用的5G宽带频谱都是c波段或毫米波,仅支持TDD。这意味着TDD是启用eMBB服务的关键因素。
同步的意义
在通信网络中,特别是在无线电通信网络中,讨论同步的相关性是很重要的。如果无线电时钟失去同步精度或无线电在TDD信道中没有同步,TDD帧将漂移到保护周期之外并干扰相邻的小区站点。时钟源越不精确,时移的可能性就越高,最终带来性能和干扰挑战。
同步的复杂性
由于上行链路(UL) /下行链路(DL)帧缺乏同步进一步加剧了干扰问题,行业标准对LTE和5G新无线电(NR) TDD传输提出了严格的限制。在频分双工(FDD) LTE环境中,绝对时间同步裕度为10µs,而在TDD无线电环境中,绝对时间同步裕度仅为1.5µs。
除了绝对时间误差范围之外,另一个需要考虑的问题是高级无线电功能的空中同步需求管理。这些服务包括MIMO、eCIC、COMP和基于位置的服务。在5G中,我们正在从同步前传CPRI转向基于分组的前传。虽然这种方法提供了许多优点,但基于数据包的前传为同步带来了复杂性。根据网络的拓扑结构和配置,服务提供者需要不同的方法。在大多数情况下,我们期望看到精确定时协议(PTP)用于分配每天的时间(ToD),以及
同步以太网(SyncE)用于分配频率。这意味着无线电单元(RU)将通过以太网同步。
同步要求
电信服务提供商可以实现各种方法来满足这些严格的阶段和时间同步要求。其目的是确保所有节点与主参考时间时钟(PRTC)源同步。但是,源的位置可能会根据网络拓扑结构、成本和应用而有所不同。通过使用与卫星源同步的grandmaster时钟以及边界时钟和从时钟的组合,网络节点可以对齐到公共的时间和相位。对于不能坚持全天候支持的网络,例如不支持PTP的网络,还有其他选择。例如,网络运营商可以在适当考虑网络拓扑结构和成本的情况下实现辅助部分定时支持。
重要的是要考虑帧和槽同步的用例。5G 3GPP标准定义了56种槽格式,每种格式都是一个槽内下行/灵活/上行符号的预定义模式。这些格式允许在5G节点B (gNB)上支持的应用程序方面具有灵活性。然而,如果两个提供不同类型服务的网络相邻,这也会带来挑战。即使它们及时同步,但它们的槽格式不同步,也会产生干扰。从本质上讲,当在TDD环境中运行5G或4G LTE网络时,我们不仅需要频率和相位同步,还需要帧和插槽同步。这样可以避免网络间的干扰。
时间和同步——关键5G-NR TDD网络成功
同步技术是所有无线通信网络的基本组成部分。3G和4G蜂窝技术都需要频率同步,主要是为了防止蜂窝重叠时的干扰。但是,随着5G技术的引入,我们在TDD阶段和帧同步方面达到了一个新的水平。验证测试对于满足更严格的同步要求、确保符合行业标准和确认服务质量至关重要。
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(Kashif Hussain是无线解决方案总监,VIAVI解决方案)