Synchronisation 5G indépendante du GNSS/GPS

La synchronisation horaire, qui fournit une synchronisation horaire et de phase correcte à la tour cellulaire, est la nouvelle impulsion du réseau mobile 5G et une fonctionnalité cruciale pour tous les réseaux 5G.

En raison de l'utilisation accrue du TDD et du MIMO massif, ainsi que des besoins en nouveaux services tels que eMBB, mMTC et uRLLC, les réseaux 5G ont des exigences de précision temporelle nettement plus strictes que les réseaux 4G. Cela conduit à une augmentation des coûts et de la complexité de la synchronisation temporelle dans les réseaux mobiles et à des exigences accrues sur les composants sous-jacents de l'infrastructure.

Les systèmes GNSS/GPS sont souvent utilisés pour assurer une synchronisation temporelle précise dans les réseaux mobiles. Cependant, les guerres de ces dernières années et les environnements géopolitiques difficiles ont fait prendre conscience aux opérateurs de la fragilité des solutions GNSS et de la facilité avec laquelle les signaux satellites peuvent être bloqués ou manipulés. Plusieurs pays ont stipulé que toute synchronisation 5G doit être indépendante du GNSS pour qu'un opérateur obtienne une licence.

Pilotes de synchronisation et de temporisation dans les réseaux 5G

Une synchronisation de fréquence pure est nécessaire pour les systèmes à répartition en fréquence (FDD). Les réseaux 5G et LTE basés sur FDD peuvent supporter une perte de synchronisation prolongée (> 1 heure). Pour minimiser les interférences entre la liaison montante (UL) et la liaison descendante (DL), les systèmes duplex à répartition dans le temps (TDD) utilisés dans la majorité des réseaux 5G auraient besoin d'une synchronisation temporelle et de phase considérablement plus étroite, jusqu'à moins de 1,5 picoseconde (DL).

Afin d'éviter les interférences entre les téléphones mobiles et les systèmes mobiles, certains modèles TDD en liaison montante et en liaison descendante ont également été contrôlés, par exemple à travers l'Europe. Les réseaux des opérateurs de réseaux mobiles doivent être coordonnés à la fois à l'intérieur des pays et entre eux.

L’heure indépendante du GNSS devient une nécessité.

Le GNSS comprend quatre principaux systèmes de satellites : la Chine, Galileo et les États-Unis (Europe). Le GNSS s'appuie sur des satellites dont la position orbitale et l'heure sont spécifiées et qui envoient des messages dont l'arrivée est mesurée par le récepteur GNSS. Il offre aux réseaux mobiles une méthode simple pour obtenir une heure très précise. Toute interférence RF peut provoquer des interruptions majeures du service GNSS en raison de la nature des signaux.

En 2019, l'Organisation européenne a déclaré que les pannes ont augmenté de façon spectaculaire de plus de 2 000 % entre 2017 et 2018 et ont continué d'augmenter en 2019, avec plus de 3 500 rapports du National Institute of Standards and Technology (NIST) estimant les conséquences économiques des pannes GPS de 30 jours comme une perte combinée pour l'économie américaine de plus d'un milliard de dollars par jour, avec jusqu'à la moitié.

Validation via l'utilisation de réseaux du monde réel

Les solutions de synchronisation de superposition sont fondamentalement découplées du transport réseau et offrent des avantages substantiels en termes d'ouverture, tant en termes de technologie d'infrastructure que d'indépendance des fournisseurs.

Le principal avantage de cette technologie est qu’elle ne nécessite pas de mise à niveau complète du réseau pour assurer une synchronisation complète sur chaque nœud. Elle fonctionne néanmoins sans problème sur des infrastructures de réseau hétérogènes et louées. Utilisée et éprouvée dans d’autres secteurs, cette capacité a désormais été adaptée aux réseaux 5G.

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