基站的时间同步长期以来一直是移动网络系统保护、自动化和控制的一个问题。使用GPS的高精度授时，TD-SCDMA可以实现以相同频率发送上行链路/下行链路数据，保持基站之间的同步，其同步精度可以控制在±1.5μs内，而5G移动网络需要更严格的时间同步标准。据统计，除了射频模块外，GPS部分的故障发生频率已成为第二高，约占故障总数的15%。本部分研究的目的就是优化卫星系统的时间同步以更好地支持5G，利用RoFN来提高卫星地面站时间同步的精度。......
2025-09-29
基于软件定义控制器的光与无线网络时间同步策略
【摘要】：第一个是GBS的端到端同步网络，它适用于短距离GBS的同步。第二个是移动网络的同步网络，它提供单向时间同步方案。基于SD-RoFN的时间同步方案如图6-2所示。基于功能架构，我们在SD-RoFN中提出了一种原子钟同步方案，即卫星生成的原子钟时间通过RoFN链路传输到其他网络单元，如RBS、GBS。此后，相邻RBS可以共享由特定RBS通过无线模式接收的模拟同步信号。
为了保证5G时间同步的准确性，还要保证卫星导航系统的定位、通信和导航质量，所以我们需要保持不同站点之间的同步精度。然而，卫星时间同步方案要求天线具有良好的视野以确保接收器可以接收到有效信号。虽然使用IEEE 1588时钟同步协议可以解决时间同步精度和成本高的问题，但在时间同步过程中，时钟信号以数字方式传输，在量化过程中信号会产生失真，从而导致接收器无法识别确切的时间。而数字处理增加了时钟传输的时延，最终对同步延迟和精度有一定的影响，从图6-1（a）可以看出，我们可以使用3种同步网络。第一个是GBS的端到端同步网络，它适用于短距离GBS的同步。第二个是移动网络的同步网络，它提供单向时间同步方案。第三个是结合前两个场景的混合方案，它不仅提供GBS之间的同步网络，还提供移动网络中的同步网络。因此，考虑经济效益和其他因素，我们设计了一种基于SD-RoFN的第四种同步方案。
基于SD-RoFN的时间同步方案如图6-2所示。基于功能架构，我们在SD-RoFN中提出了一种原子钟同步方案，即卫星生成的原子钟时间通过RoFN链路传输到其他网络单元，如RBS、GBS。以因偏远而无法接收卫星信号的GBS为例。首先，特定GBS接收卫星系统产生的原子钟模拟同步信号。然后，同步信号将通过RoFN链路发送到RBS。此后，相邻RBS可以共享由特定RBS通过无线模式接收的模拟同步信号。最后，从相邻RBS接收信号的RBS可以通过RoFN链路将模拟同步信号发送到网络的每个单元，包括偏远的GBS和无法接收卫星信号的GBS。
图6-2 基于SD-RoFN的时间同步方案
更具体地说，时间同步过程可以分为两个步骤，并且“Follow_up”信号同步消息由射频信号承载，即RoF链路发送原子钟同步信号。当信号到达时，每个网络元素都将提取消息以获得准确的时钟。对于其他同步信号，它们保持数字信号的传输。总之，在同步过程中只有“Follow_up”消息是模拟的，其用于将原子钟信号发送到每个网络单元，以实现高精度时钟同步。(https://www.chuimin.cn)
具体的时间同步过程如图6-3所示。第一步，主时钟（master）发送（send）同步消息Sync，从时钟（slave）记录Sync的准确到达时间（T2）。Follow_up中包含主时钟发送Sync消息时的时间（T1）。然后我们可以计算传播偏移量。第二步，从设备向主设备发送Delay_req（T3）消息并返回Delay_resp（T4）消息。然后，我们可以精确计算在特定网络部分上传输消息所需的时间。在这两个步骤之后，我们可以使用以下公式来获得延迟和偏移，并完成时间同步。
图6-3 时间同步模型
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