TD-SCDMA基站非GPS同步解决方案应用研究.doc

.页眉. .页脚. 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 GSM50ppb None UMTS/WCDMA 50ppb None CDMA2000 50ppb 目标小于 3?s必须小于 10?s TD-SCDMA 50ppb 相邻基站间相差小于 3?s Femtocell (UMTS) 100ppb, 200 (NSN), 250(Samsung) None .页眉. .页脚. Femtocell (TDD) 50ppb 相邻基站间相差小于 3?s LTE (FDD )50ppb None LTE (TDD )50ppb 相邻基站间相差小于 3 ?s LTE MBMS 50ppb 相邻 cell 间相差小于 5 ?s WiMax (TDD) 绝对偏差 2ppm ; 相邻基站间~50ppb ?s(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。.页眉. .页脚. 图1TD-SCDMA 系统的同步需求 TD的载波频率同步原理是各个网元的时频单元在相同时频产生算法通过授时系统得到 1PPS 长期稳定度高于 1×10;NodeB 通过获取授时系统 1PPS 长期稳定度高,来调整本地高稳晶振,使本地高稳晶振满足± ,就可满足终端 250km/h 的移动速度。如图 1所示,当 TD-SCDMA 同频组网时,如果相邻 Node B之间空口不同步,会产生时隙间干扰和上下行时隙干扰。时隙干扰是指前一个时隙