极致挑战赛题高精度时钟网络设计

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1、高精度时钟网络设计1、背景现有的电信网络大多基于SDR分布式基站布网，SDR基站由基带处理单元（BBU）和射频处理单元（RRU）组成，BBU和RRUZ间通过光纤连接=在4G和Z前的无线制式中，时钟同步主要体现在BBU的BackHaul网络（lub/Abis接口），同步方式根据无线制式的要求分为频率同步和相位同步两种，同步源主要以Bits时蚀同步、GNSS同步、1588V2同步等同步方式。随着无线通信技术的发展对基站时钟同步提出了更大的挑战：1.对于基带和射频之间的接口，屮移提出了NGFI（下一代无线网络前传接口），IEEE的1

2、904.3协议也描述了RoE（RadiooverEthernet）功能，其核心都在于FrontHaul网络的以太网化。按照中移NGFI的描述，原BBU与RRU被RCC(RadioCloudCenter)与RRS(RadioRemoteSystem）取代，RRS采取与RCC相同的同步方式，RCC与RRS之间是以太网化的前传网络，需要支持6・8跳网络交换。fRRS无线云中心NGFI（下T弋砒传输接口）基于NGFI的C・RAN无线网络架构一53^rfl舸传接口肓传接口图表1NGFI网络拓朴2.Pre-5G和5G概念的提岀，协同以及M

3、IMO等技术的应用，对于同步指标的要求非常严格。比载波采用MIMO/发送分集时，对基站发射机端口间时间同步误差要求小于65ns；频段内连续载波聚合吋，对基站发射机端口间时间同步误差要求小于130ns,频段内非连续载波聚合时，对基站发射机端口间时间同步误差要求小于260ns；频段间载波聚合时，对基站发射机端口间吋I'可同步误差要求小于260nso2、现有解决方案目前，比较常用的吋钟同步方法为GNSS（包括GPS,BD）同步和1588v2同步。如果采用在RRU侧引入传统的GNSS作为同步源，同步级别为+/100ns,对NGFI的影

4、响相对较小，但是成本非常高，工程施工的代价也非常大。（RRU的规模是BBU的儿十倍）如采用从前传网络屮提取时钟同步，则需要仔细考虑同步时钟对前传网络的需求。采用1588v2协议进行不同站间的时间同步，实现的同步精度可达到纳秒量级，川国移动现网要求BackHaul网络提供的时间同步精度为：经过30跳PTN设备引入的时间误差不能超过1uso即现有单级1588v2的同步精度在20~30ns级别。即使只有6跳传输网络，传输指标也很难满足要求。因此，要从时钟网络拓朴和单个节点同步能力两个方而进行优化，才能满足上述的时蚀同步指标要求。3、

5、问题问题请大家结合自身专业知识，针对NGFI场景，根据1588v2协议和以A网相关知识，基于现有同步能力设计一个高精度时钟网络，并完成时蚀同步指标的分析，设计中需要兼顾全网RRU同步精度和实施成本。注：1588Grandmaster所在网络中的位置代来的时延变化。加分项：1）时钟同步可靠性考虑；2）网络不对称考虑。问题2：对于一个RCC或是RRS,时钟同步一般分为两个层面设计：参考面和同步面。参考面可以选择多种同步源（GNSS、1588v2、1PPS+TOD等）；而同步而一般采用软锁相环方式设汁。请大家结合自身专业知识，根据1

6、588v2协议和以太网相关知识（1588可以只考虑MAC层承载）以及锁相技术知识完成一个基于FPGA的时蚀同步模块的设计。同步指标满足：频率同步+/-0.05ppm,相位同步+/-50nSo其中，1588v2设计可只考虑支持OC模式下Slave节点。图表2OC模式示意图加分项：1）设计屮考虑到同步模块输出时钟平滑变化；2）考虑支持1588v2其他工作模式和扩展性。问题1和问题2任选一个作答即可，如能够全部作答，将视作答情况加分。1、背景通信仿真中经常要对一些量进行数学建模。建模时一般只考虑一些我们所关心的主要因素而忽略一些次要

7、因素。通过大量的测量，通信中的阴影衰落一般符合对数正态分布，即假设阴影衰落为S,则10*lg（S）服从正态分布，对数正态分布的均值一般是0,方差一般假设为8。阴影衰落除了以上这个特征需要建模外，还有一个因素也需要建模。两个相邻点的阴影衰落应该具有相关性，即距离靠得越近的两个点，其阴影衰落值在统计上也应该越相同，反之则越独立。我们一般使用相关距离來描述。通过测量，阴影衰落的相关距离一般为20米。2、要求1）设计一个方案且编写一个计算机程序，给出在一个100米X100米的正方形区域内的阴影衰落分布（对数形式）,且呈现结果的分辨率是

8、1米XI米，即在1米XI米的区域内给出一个阴影衰落值即可。要求所生成的阴影衰落符合背景中所说的两个条件，即阴影衰落的对数值服从均值为0,方差为8的正态分布，且阴影衰落服从20ni的相关距离2）设计一个方案且编写一个计算机程序来验证你所运行的结果符合所提的两个要求。要求：请您以