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时间与同步对5G TDD网络的重要性


当时间和时钟同步非常精准时,所有5G网元都能同步运行。这对于在C波段工作并使用TDD模式的5G网络至关重要。今天,EXFO的RAN/移动解决方案经理Sebastien Prieur回答了一些5G网络性能管理方面的问题。 

 

时间和时钟同步如何支持5G网络服务的可靠性和用户体验? 

5G网络使用C波段频谱,依靠的是时分双工(TDD)模式而不是频分双工(FDD)模式。在FDD模式中,上行链路和下行链路使用各自的频率,因此都可以同时发射和接收信号,而不会产生干扰。在TDD网络中,上行链路和下行链路共享相同的频率,所以需要精确调度信号的传输以避免产生干扰。因此,TDD要求上行链路和下行链路传输的时间非常精确。需要精确安排信号传输时间的不仅有用户设备,还包括周围的基站。如果它们不同步,就会出现干扰,5G的性能也会下降。 

 

5G NR TDD时间和时钟同步问题有什么表现? 

时间问题的症状与射频和干扰问题的症状非常类似。例如:基站不同步会造成干扰,影响射频性能,导致切换问题、数据损坏和整体传输性能下降。 

在某些情况下,可能会出现与RAN设备有关的告警,显示出现了性能问题。这可能表明存在时间同步问题,但在进一步调查时,由于症状比较相似,因此区分造成时间问题和射频干扰的根本原因可能会很困难。 

在美国,超过80%的时间和时钟同步问题可追溯到基站的配置。这方面的典型例子是未能补偿GNSS天线与边缘主时钟连接线缆造成的时延。很多时候,这个值的设置不正确,要么是因为它仍然使用边缘主时钟制造商提供的默认值,要么是因为没有根据GNSS天线使用的线缆长度正确地鉴定。这会直接导致时间测量出现误差,进而影响基于GNSS的系统与应用的可靠性和精度。 

在任何使用TDD的网络中,无论该网络的架构是5G SA还是5G NSA,都会出现时间问题。但时间/时钟同步问题的影响在NSA网络中并不明显,因为这些网络继续依赖4G LTE核心网和控制面。无论是哪种情况,时间和时钟同步问题都影响重大,需要在出现的时候及时地解决。 

 

运营商应如何准备应对和解决5G TDD网络的时间/时钟同步问题? 

目前,5G网络的同步要求已被确定下来,以确保端到端的时间精准度(见表1)。这意味着同步涵盖了宏站之间、所有小基站之间以及直到使用5G网络的连接设备之间的RAN的各种网元。5G还对同一区域内各个基站之间的相对时间提出了要求。 

Table 1. In 5G networks, time error requirements between antennas become more stringent for advanced use cases

表1:在5G网络中,针对高级用例,天线之间的时间误差要求变得更加严格 

 

应该有专门用于在实验室和现场环境中验证同步的测试工具。在现场环境中,最佳做法是在推出新的5G基站或小基站时验证时间的精准度。这么做可以确保开通时的时间精准无误,并为网络的未来扩展做好准备。 

当疑似存在时间问题或调查射频问题从而需要诊断故障时,在基站建设期间用来验证同步的工具也会非常有用。 

这些都是EXFO的FTB 5GPro测试解决方案的部分功能,该解决方案使用1588 PTP验证回传、中传和前传网络的时间精准度,或直接使用OTA测量从射频接口验证时间精准度。 

进一步了解时间和时钟同步对5G网络的重要性,以及支持时间和时钟同步的流程与工具。

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