理论教育 蜂窝小区系统的时间精度要求及校准方法

蜂窝小区系统的时间精度要求及校准方法

时间:2023-07-01 理论教育 版权反馈
【摘要】:从表6.2中可以看出,最广泛使用的蜂窝小区系统在空中接口要求达到±50ppb的精度。②如果位置确定系统可以使用配备有GPS接收器的手机校准,则时间精度要求降低为频率稳定性要求,其中校准之间的相位漂移可以不大于约100ns。

蜂窝小区系统的时间精度要求及校准方法

6.1.2.1 CDMA

尽管CDMA系统要求时间同步,却是频分双工(Frequency Division Duplex,FDD)系统。同一频点上的不同信号能通过正交沃什(Walsh)码分离出来。如果码序列在时间上对齐,那么将保留码的正交性。

6.1.2.2 TDD系统

时分双工(Time Division Duplex,TDD)系统像MobilWiMAX、WCDMA TDD和LTE TDD要求时间同步。网络中有几个原因去同步上、下行信号发射。如果一个基站在监听移动台,同时另一个邻站在高功率发射信号,基站可能会互相干扰。如果两个UE互相距离很近,并且被不同的基站服务,UE之间可能也会产生互相干扰。由于距离的原因,基站接收到非服务小区UE的功率太大以至于服务小区UE无法被解调。当然,如果UE知道何时去测量目标基站,切换会更容易。并且切换不需要中断信号发射。对解调同时来自不同基站的信号来说,基站发射信号需要同步。

6.1.2.3 SFN

下行方向使用单频网络(Single-Frequency Network,SFN)技术,例如多媒体广播多播系统(Multimedia Broadcast Multicast System,MBMS)。多于一个基站传输相同的信号。传输在时域与频域中同步,因此来自于所有发射机的相同符号被同时接收。

6.1.2.4 E911PhaseIIOTDOA位置测定

从2012年9月份开始E911PhaseII生效。美国和加拿大使用E911。对基于手持设备的定位技术,定位精度要求如下:67%的呼叫在50m以内;95%的呼叫在150m以内。观察达到时间差(Observed Time Difference Of Arrival,OTDOA)中,手持设备对来自支持手持设备定位技术的基站发射的信号时间进行测量(基于网络的定位技术中,要求如下:67%的呼叫在100m以内;95%的呼叫在300m以内)。电磁场里在170ns的时间内移动50m,510ns的时间内移动150m。很难给定一个时间误差预算,但是在基站中分配一个±200ns基准时间误差是在合情合理的范围内。

注意,一部分手持设备安装了GSP接收机。在没有OTDOA的情况下,这种设备能知道自己的位置。进一步说,安装GPS设备的位置信息能被使用来校正OTDOA测量。安装GPS的手持设备每两次更新基准时间误差稳定在100ns之内,所以足以用来校正OTDOA测量。这意味着一个稳定的参考频率对达到足够的精度要求是必要的。(www.daowen.com)

6.1.2.5 需求总结

表6.2总结了不同系统的同步需求。一个通用的定义时间误差方法是在一个名义值上给定对称误差边界,例如±3μs。从另一方面看,3GPP中定义的时间误差是任何有重复覆盖区域的同频小区对之间的最大时间差异。为了使这种误差边界与通用方法相当,3GPP中的数字需要被2整除,然后加上前缀符号±。

出于完整性的原因,本书中给出了CDMA、WiMAX、OTDOA的需求,本书中的其他内容将不再进行讨论。

从表6.2中可以看出,最广泛使用的蜂窝小区系统在空中接口要求达到±50ppb的精度。大部分精度在基站内被消耗。给无线频率合成使用的参考频率预留一个典型的值,大约是1/3的精度,16ppb。

6.2 不同系统的同步需求[3-9]

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①WiMAX参数:1024个OFDM载波,BW10MHz,循环前缀比率1∶8,RF载波3.5GHz。

②如果位置确定系统可以使用配备有GPS接收器的手机校准,则时间精度要求降低为频率稳定性要求,其中校准之间的相位漂移可以不大于约100ns。

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