2024年6月4日发(作者:)
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本期视点
北斗技术在移动通信中的应用
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朱晓光 中兴通讯股份有限公司
北斗导航系统能够提供四大服务:授时、定位、
时间同步精度是20到100纳秒,基本上满足移动通信
导航和短报文,这四大服务在移动通信中都能得到应
授时精度的要求。
用。所以,北斗网络和移动通信存在着交集。
北斗授时终端的部署方案可以分为两种。第一
种是把北斗授时接收系统部署在移动通信的网点、站
授时应用
点,北斗接收天线通过抱杆固定,处在露天环境中,
移动通信对授时有要求。移动通信网络是由多个
信号通过配线引入站点的机房内,再引入防雷箱,之
基站组成的蜂窝覆盖网络,为了降低基站之间的干扰
后再发到基站的基带单元。如果一套北斗接收终端同
和保持基站之间的协同运行,需要有一个统一的参考
时为两套基站单元授时,需要中间加一个公分器。这
时钟,让多个基站设备保持一致。也就是时钟同步。
种部署方案的优点主要是不依赖移动通信网络本身,
时钟同步包括频率同步和相位同步。图1给出了从2G
独立性比较强。目前国内3G、4G和部分2G网络的
到4G对频率同步和相位同步的要求。北斗系统提供的
GPS授时,基本上采用这种方案。但这种方式需要投
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入终端、物料和工时来建设。部分站点的天线和机房
星的定位数据之后,上传到移动网络,通过移动网络
距离远,工程量较大。在境外工程(例如香港)中,
传到云端,云端完成计算任务后把结果通过移动网络
私有物业可能不允许施工。
返回手机。这不但可以减轻手机的计算负荷,也可以
第二种部署方案就是基于1588线路授时。这种方
收集到一些大数据。
案采用服务器和客户端的同步方式,在移动的核心机
室内定位相当重要,方案现在也很多。这里介绍一
房或者是中心机房部署一个1588服务器。时钟源可以
种基于同步伪卫星技术和室内分布系统的定位方案。
是北斗也可以是电子时钟或者其他。如果以北斗为时
伪卫星概念在1976年提出,主要用来测试GPS用
钟源,给1588主服务器来授时,那么通过传输网络,
户设备。今天,伪卫星作为卫星定位的增强工具,起
也就是骨干网把这个报文能传到基站。基站是1588客
着提高定位精度、改善完好性和增强可用性的作用。
户端,支持1588协议。
尤其是用在卫星覆盖不到的地方,比如地下矿井、隧
1588方案的基本原理是主时钟周期性发布,点到
道、室内。按照伪卫星工作的原理。可以分为直接测
点的时钟同步协议以及时间信息,系统根据事件信息
距伪卫星、移动伪卫星、数据链路伪卫星和同步伪卫
计算主从之间线路的延时及时间差,利用时间差来调
星。华力创通采用的是同步伪卫星方案。
整本地时间,使主从设备保持频率和相位的一致。
目前国内移动通信的室内覆盖相当好。因此在
1588分为单波和多波两种方式。采用多波方式部
同步伪卫星方案中,可以把卫星信号通过室内分布系
署时就需要传输网络能支持并转发多波报文,对传输网
统转发到室内,室内天线既收发移动通信的信号,还
络要求很高。也可以在站点采用北斗授时结合线路时钟
要转发北斗卫星信号。然后在室内设置一些同步伪卫
的方式,其中一个为主时钟,另一个为备用时钟。
星。这些伪卫星接受室内分布天线转发的北斗卫星信
短报文
号,然后再反射出来。室内北斗终端就可以收到多个
信号,通过同步伪卫星的算法实现室内定位。
北斗提供短报文服务,这有别于其他的卫星定位
同步伪卫星有明显的内部延时,但这个延时是相
系统。手机已经成为人们必备的电子产品,今后必定
对稳定的,因为室内分布的天线和同步伪卫星的位置
会出现北斗终端与手机之间的短报文通信。这涉及到
都是固定的,实际上是一个常量,可以通过预先校准
北斗网络与地面通信网络的一个互联互通。需要建立
从系统中去掉。
一个网关,把两个网络联系起来。北斗终端把短报文
最后谈北斗技术标准。与通信相关的就是LTE
信息发送到卫星,短报文数据落地到北斗地面系统。
和UMTS基站用北斗定位,在2013年12月底输出
然后进入网关,在进入移动核心网。这个系统的延时
了两个对应的标准《演进的通用陆地无线接入(E
比较复杂。
-UTRA), LTE定位协议》,并且不断修订。目前
那么这种场景主要出现在远离移动网络覆盖的地
最新版本是36.355。
域,就像沙漠、草原、高山、海洋等等野外环境。
定位与导航
导航方面,北斗集成到手机上是必然趋势。在移
动网络的支持下,手机不需要在本地完成所有计算任
务。如果遇到较为复杂的计算,可以在接收到几颗卫
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