非GPS同步解决方案在TD-SCDMA基站的应用研究.doc

非GPS同步解决方案在TD-SCDMA基站的应用研究
TD-SCDMA基站非GPS同步解决方案研究
王晓东陈晓明徐荣
(***通信集团公司,北京 100039)
摘要:本文首先分析了我国自主3G标准TD-SCDMA无线通信系统的同步需求和应用GPS存在的风险,提出了使用我国自主知识产权的“北斗卫星”授时和使用地面传送网进行时间传递来替代基站加装GPS的方案。
关键词:第三代移动通信系统TD-SCDMA,时间同步,卫星授时,IEEE1588v2协议,北斗卫星(BD)
一. TD-SCDMA的同步需求
移动通信技术的发展离不开同步技术的支持,载波频率的稳定、上下行时隙的对准、可靠高质量的传送、基站之间的切换、漫游等都需要精确的同步控制。我国提出的TD-SCDMA——Time Division- Synchronous Code Division Multiple Access (时分同步的码分多址技术)标准,由于采用了TDD模式对时钟和时间同步提出了更高的要求。TD-SCDMA系统相邻基站之间空口对时间同步的精度要求是3us。
表1 各种无线通信系统的同步性能指标要求
Standard
Frequency Accuracy
Phase Accuracy
GSM
50ppb
None
UMTS/WCDMA
50ppb
None
CDMA2000
50ppb
目标小于3ms
必须小于10ms
TD-SCDMA
50ppb
相邻基站间相差小于3ms
Femtocell (UMTS)
100ppb, 200 (NSN), 250(Samsung)
None
Femtocell (TDD)
50ppb
相邻基站间相差小于3ms
LTE(FDD)
50ppb
None
LTE(TDD)
50ppb
相邻基站间相差小于3ms
LTE MBMS
50ppb
相邻cell间相差小于5ms
WiMax (TDD)
绝对偏差2ppm;
相邻基站间~50ppb
(SOFDMA, G = 1/8) (相邻基站间)
Backhaul N/W
16ppb
N/A

各种无线通信系统的同步性能指标要求如表1所示。其中,TD-SCDMA的同步需求主要来源于无线系统同步、物理帧同步和载波频率的同步需求。
系统同步主要是要实现基站和终端的帧同步,以及接入网设备RNC和NodeB的节点同步,是通过各个网元通过PP2S或1PPS时刻获取原子时,通过原子时计算SFN来最终实现的。
TD的物理层帧同步原理是NodeB通过获取授时系统1PPS相位、通过本地高稳晶振产生与1PPS无相差的5ms子帧时刻(观测点为天线口),实现空口同步。