高精度时间同步及定位技术应用白皮书

1、中国联通高精度时间同步及定位技术应用白皮书目录 HYPERLINK l _TOC_250023 前 言 1 HYPERLINK l _TOC_250022 一、高度时步技术 3 HYPERLINK l _TOC_250021 （一）精度同步需求 3 HYPERLINK l _TOC_250020 （二）国联间同步网络架构 5 HYPERLINK l _TOC_250019 二、北地基授时技术 9 HYPERLINK l _TOC_250018 （一）究背价值 9（二）论与析 15 HYPERLINK l _TOC_250017 三、中联通同步网SDN一控 16 HYPERLINK l _TOC

2、_250016 （一）步网管控的背景和求 16 HYPERLINK l _TOC_250015 （二）国联精度同步网DN管控目标构 17 HYPERLINK l _TOC_250014 （三）步网SDN统一管平台架构设计 19 HYPERLINK l _TOC_250013 （四）步网SDN统一管平台研发和用 20 HYPERLINK l _TOC_250012 四、高精度1588时频同芯片研及应用 24 HYPERLINK l _TOC_250011 （一）景 24 HYPERLINK l _TOC_250010 （二）于联新机制的15882时频同芯片究 25 HYPERLINK l _TO

3、C_250009 （三）片应况 29 HYPERLINK l _TOC_250008 五、基于G+的高精定位络 29 HYPERLINK l _TOC_250007 （一）国联通CRS高精度位网建设进程 29 HYPERLINK l _TOC_250006 （二）CRS系架构 30（三）CRS平架构设计 32 HYPERLINK l _TOC_250005 （四）CRS高度定位及5G网结合方案 35 HYPERLINK l _TOC_250004 （五）CRS网高精度定位应用 36 HYPERLINK l _TOC_250003 六、高度时步、定位技术用探讨 38 HYPERLINK l _T

4、OC_250002 （一）5G+SN术及应用 38 HYPERLINK l _TOC_250001 （二）子时步技术及应用 47 HYPERLINK l _TOC_250000 （三）联网技术及应用 50七、智港口慧城市等垂直应用 55前 言同步网电信重要基础支撑一为信网所电信设备提供同步控制信号，使它们的频率工作在共同速率（或频率）上，时钟同的本维持时钟振荡的准确稳定因时钟同也可以称频率传统的字同步网也可为频步网电设备通常用“为主地为备”获取同信号步网本则采用地面路将信号按时钟层级联网递到范围成以 PRCLR 为准的、频准确度达 1X1-11的同网，向所有需要频同步信设备提供准频率信随传技术

5、和载技术的断发展率传递方式已传统的DHSDM向 IRAN和OTNDM混承载行演进。电信网和业务的P化推频率传递P化的时随着种用需求提出带来了间同的应用与载需求频率同和间同步者紧关需要时考网络对递（率步的要，中通早在 2014 年提出了 158v2 同步状态递机制的主创念并于2015年得专利权218年分别写入 CCA 和 TUT G.875.1 中，为正式行业际标准。同时随着5G网络规模建以及应用范的扩展均对时间同提出了高的要求国联提出了高精时间器下沉整体技术解决方案，避免了由于传递高精度时间同步而提高对 IPRAN设备自的时求，降低了网设的成；并同步网 统一管平台研开发效整合来自不设备同管理统

6、同步信，提整个同步网络控能力价值。近年来着北三代卫全球网的建成国联积极响应和支持家北略的实施落。采用接北斗建设运营5G在内各电信网的同时积极开展北斗基授统在城域接入等区场景验证测试及部用推北斗基时网络运营商高度时络的深度融合同支撑 5G 网络多业务用通过技发展务应用双轮驱“G+北”的用展。随“5G北斗应用的断推进工业互网车网等对网 络高精时间位同步的要求一步明对精时频同技 术的应研究不断加强和深我们将在有研果的基上与业内作伙起共同努力同推动国家型数息基础施 的建设助力5G业务应不断扩、质量步提。编写组成排不分先：唐雄王全贺欣良步征屈文谭霞董姗。一、高精度时间同步技术（一）高精度时间同步需求数字

7、同步网和信令网、电信管理网是通信网的三大基础支撑网，中国联早期字同步网主要满足TDM网络和2G3G/LTE- FDD 基站业功能需求的标准频率步信号为主。频同步的本质是维持数字时钟振荡频率确度和定性。随着 5G 网络速发展，5G 络三大应场景eMB 增强移动mMC海量机器通uRLLC超可低时延”提出了更严格间同步要由于频率层同故障质将会响时间层同步因此频同步是时间同的基有效后充分采用时间同步路径判决与频率层同步质量紧密结合的方式可以始终保证内最时间同步传递。5G 高精度时间同步需求主要体现在基本业务、协同业务和垂直行业应业务三个方面。基本业务时间同步需求是所有 TDD 制式无线系统的共性要主要

8、为了避免上下时隙5G基站承基本业务时，其空口间对于时间同步精度的指标要求1.5uo5G系统广泛使的多点（CoM内载聚合（CA）等协同技术，对时间同步精度的指标要求为130no随着 G 络的规模建设无人、无人流、机器人等于 G 的垂直行应用不穷，些应对 5G网的超高精时间同提出高的指要例北斗+5G 的室内外一体的时空融合位置服务符合国家战略的未来产业发展方向，而时间同步是定位服务的基础，高精度厘米级定位业务的时间同步精度的指标要求甚至为10no传统的基站时间同步方案主要为直挂卫星天馈线，接收 GNS（GPS北斗）卫星信号，但由于天馈线部署难度较大，经常会有产权纠纷者施难等诸多问并且成本居高近些年

9、大运营商经逐始采用IEEE158V2技通过地承载链路递至基目前以实现站基业务所需时间需实高可靠性天地的基站时间同时方式。为了应更高的时间同步业中国通除用低成下沉式型化服务器部署策还顺应国军融合及互备授网络的战略需积极参与国家十三项目的地基高度授统建设。5G超高度时步网建后，不可以为5G络用部提供强的基撑同时以为高精度授时导航定位需的业级应和消应用提供强有障除大提升户感知外能增加营商5G用户的性超度时间步和位服务必为一种以为商带来广阔市会的价服务。（二）中国联通时间同步网络架构中国联中国联同步络架构如图1所:图1中国联基于GSS+1588V2术的时同步架构中国联数字网分为频率同和时间步网其频率步

10、网是国性，时间同步网地市为位的层面网。中国联频率网属于全国性率同步网分为际省和本地层全在北上广西和武设有5个基参考时钟PRC节，每个节点配主一备套铯钟。除 5 个 PRC 节外，省层面在国 1 个省(直市)按省一主备分置两套区域基钟LR。中国联频率网建设之初采用SDH/MSP系统物理层码流频率方式。随着 IRAN 和智能城域网设，目本地网层已逐用同步以太(yncE的频率递方。2021 年动了骨干网频率传递改造工程，改造完成后，将实现全网同步以太 (SyncE)频率传方式。中国联有两间同步网：TP间同步网和PTP间同网过分运行NTP网络时间和TP精确时间议构建联通的间同。NTP 时间步报经 P

11、承载络传递，P 承载络并不参 NTP 文的理，TP 间同可到毫秒级。这时间精满足网、计故障定位处理面的需，但满足 LE 及5G基对高度时间步的指要求。中国联通TP时同步网络目构如图2所：图2 中国联通TP时间步网络目标架模型图中国联中国联已经了 31 省每主一备 2 套一级 TP 时服务器的TP时同步网设。中国通 NP 同步网要为要 ms 量时间步需求的网管费信IT云以移动心网等服务TP时间同报文经本分组网络传递，与 NP 方式不同的是组承载每个网都参与PTP报文理和递PTP时间确可达ns级PTP时间步主要是通过移传网为要高时间同45G基站务(口指标3us)。精确时间协议(PT)又称 IEEE

12、158，目前的最新版本 1588v2。国通 PTP 高精度同步网络架图 3 所 PTP间同网前暂局限于本层面使用通过移动回络为络为45G站供时间步采个本地内分配置一主备 2套PTP高精间同步务器(RC+GM)的部方下沉小型化时间同步服务器通过地面链路溯源至上层的本地主备用时间服务器，当失去DSGS卫星信后能过获来自层的RC级别的频进行。图3 中国联通PTP高精度时间同网络目架构图为保证确时递整移动回传络(括时间服务传与承载网元、LE5G 基站)需要频率同步作为时间信号精确传递的基础支整络由此成两个辑层面频率时间层目获得业认可步传递技术是SynE+T频层同步同步以技术间层同步采用TP分组报。中国

13、联同步采“面主用地面链备用原则面采用斗/GPS模接收地面链分别通频率网时步网传频率间信号。对于5G带连续载波聚的130s及其他业务更同步求中国通采小型时源下方案通过少时源与基之跳数实超高时间同步。二、北斗地基光纤授时技术（一）研究背景及价值随着5G络应的到来多应景和业提出对高精度时间同步的需求，同时也为高精度时间同步网带来了新的应用机遇。现代社的授式主要有短波长波时码授时电话授时视授网络授和卫授时相于卫时这种基授时方法上列其他几可以称为地基时运商作为家网络实际设和单位除了采传的授时段和依赖GSS授时的法外需要关利用营商现有络实时的方法即通过地光纤直接传递时频并保持网时步的方。从国家层面来讲“高

14、精度地基授时系统”是“十三五”时期国家部署十项科技基础设施项目之旨提我国授系 统的安性性和授精度对基础产科究具有要意 义从运营商角出发除升5G网络自的时步精度外还 可以实高可天地互的基站时间同授时由于北地 基高精授时由国家战略层责统筹设营网络可作 为全国斗地时网络的补充将骨干地基时网伸至本网实现真的全同时在本网接入段中国正在积研究 光纤授与波统混传技术研发相应的合设备以实现纤授 时技术运营地网络深度融实现全国北斗授时信端 到端高度传。当前网授时时间同步主要为从天卫星（北斗 GPS 等）或地面一级时间节点获基准时间，然后过地面具备 1588V2功的输承载络进逐跳传递到末点和用与时间源时间性同步传

15、递差在不同的络制有着不的要求在运商网络中引入度远高于1588V2时间服器设（输出精度100s基于北地基授系（出精百s量级）作为基参考以大大高网授时精度小各备和终的时间误差。北斗地基高精度授时系统利用通信光纤作为传输媒介传递时间微波频和光率等多种时间信号具抗干能力强声低损小丰富等点目前精度高的地面链的时间频率递手以实现节点送后精度仍保证10ns甚至百s量级内。基于这的背科院国授时心已经启覆盖的北地基骨授时建设项目建一张独立于星信地基授系统进一保障家的信和战安全中国通与科院国授中心在200年 11月30日的中国通科技新大签署了略合作协议，在面向 5G+北斗地基的超高精度时间同步技术研究及用领域展合

16、作旨在逐开展基授时网的建设做到当基星授时可用够通过地面备络为全授时从形成天一体的北同步体系。为了顺国家融合及天地互时网络设的需求国联通合中国家授时中心中国计量院上海通大学单于2021年6成了京北斗基授时系的建。| 京雄北斗地基精度授时传递系设方案及光纤参数京雄北斗地基高度授时系统从北复外到雄安共设置 5 个点采单纤传递方并雄安进行回总传输离公里，拓扑如图4示：京雄北地基度授时系统复良乡碑店京雄北地基度授时系统复良乡碑店水和容五个节间光长度和衰耗参表1所示:表1 京雄地高精度授时统光路参数计表光纤衰耗序号起始节点终止节点长度(km)光纤衰减 系数光纤类型(d)(d/km)1复外良乡41120.2

17、9G.6522良乡局碑店73200.27G.6523局碑店徐水47.8140.29G.6524徐水容城25.980.31G.652| 测试拓扑及环测试方法系统由外节取基准时经良高碑水传递至容城(雄安)过容城点进环回再逐传递外节在复外节通过时间间隔测试仪 R620 测试回时传递性能同时采频率器测试环回频递性京雄斗基高精授时系统测试拓扑如图5所示：图5 京雄北地基高精度时系试组网扑图| 京雄北斗地基精度授时传递系能、时间信号测试结果京雄北地基度授时系统基时信号过复良碑徐容环回后经过10节环回传递的时间 为测结果准差)峰峰值为35ps时间传递稳度为29 1s和3.4 ps 100000s如图7和表2

18、所示。经过8个小时间传递试结图 6 所示，间递稳定结果如图 7 所示，体数据见表2。图图6 68个时时传递测结果图7 68个时间递稳定测试果| 频率信号传递试结果京雄北地基度授时系统基时信号过复外良乡碑店、水、环回后，10Mz 频率信号 68 个时的传递测结果如图 8 所示；经阿伦方差计算，其频率稳定度为 10000s，图 9 所示不同平时间的体测据如表 3 示。表2 时间传稳定度测试果平均时间1 s10 s100 s100 s1000 s10000 s稳定度29 s408 ps19 s7.7 ps5.3 ps3.4 ps图图8 68个小时1MHz频率递测试结果图图9 68个小时1MHz频率递

19、稳测试结果（二）结论与分析京雄北斗地基高精度授时系统经过复外、良乡、高碑店、徐水容城环后共10点路总长为35.4公时间递为测试结标准峰峰值为350s时间传稳定度为29 ps 1s和3.4ps10000s频率递稳度为1.0 x1-1300000，表3 10MHz率传递稳度测果平均时间1 s10 s100 s100 s1000 s10000 s稳定度1.x1111.x1112.x1127.x1134.x1131.x113达到了统设的预期效果。应当看地授网络的出精要高于卫授时出精但地面纤链时仍存在诸多需要解首应明确国和运营商关于地基授时建设的分工和定位。运营商主要服务民用市场，针对 5G和 5G 代

20、诸多低时延景，应点着本地网局 域网的设完国家骨干面地络建设末级环境而，基于区域网络的波分复用光纤授时网络建设也是运营商地基网络建 设的重点其次地基授网络系统小到备和件都需进 行自主研发和设计生产，从一开始就走国产化自主可控道路。所以，需要运单位头建立生态定准定场景引领工。 最后由地面纤授时要单占用纤芯且末节点和继节 点都需部署运行的设备国联通正在行光时与波融 合设备发力推进光授时术与运营承载的深度合实现骨北斗时授时网络与授时网的端拉通。三、中国联通时间同步网N统一管控（一）同步网统一管控的背景和需求中国联在面向 5+斗的 588V2时间服器同点设的建设程中到了设备统一的痛点下：目前厂家间同步节

21、点备均家各自不具备DN功能的网管系统管理，系统接口功能无统一标准，多个系统部署复，运操作不便。部分厂的网统价格较高导营商增了 CPEX 购成本。随着5GRLLC等协同业更高精时间同的需带来的更多小型化时间同步节点设备的下沉部署，每个本地网内将不止主一套设备，采用 SN 集中统一控需非常迫。运营商运维人员希望实现从时钟/时间源到移动回传网络逐跳设备的端到端同步传递路径及时钟/时间同步质量分析相关的配、资告警、性能等管控。基于上痛点中联通集和多省内提出同步一运维的迫切求，能由一个统一步网DN管平解决现各厂商管系统囱式”部署采购成本昂贵功能接口私化严重导致运维不便等诸多问题，以实现降低投资成本，提升

22、运维效率。（二）中国联通高精度同步网SDN管控目标架构图10 中国通基于1588技的间同步网络DN控目标架构同步网控平于管控层，南口采用 SNMP 议对各厂家间服设备，实现统管。同步网控平智能城网/IPRAN管控系TNDM管控系的北口对接协同层传递间状告能等信其同网管控台的接口采 用Restcnf协议Yang模型。协同层系统拉通同步网节点设备与回传网络同步状态传递机通过对率时间同步关联告性自动化 分不仅现对同步网到端状态和能的采集和 呈还要对网1588v2部到的实问入自动 化智能的分运用数AI等技术实时钟时间路及同态传递机制端可步配时钟成及超检同步源警关联追溯等从而降本增，保步网的运维工。（三

23、）同步网SDN统一管控平台整体架构设计同步网SDN一控平台体架计如图11示:图11 中国通同步网SDN统管控平台整架展示层：直接面向最终用户，主要展示层：直接面向最终用户，主要用来拓扑呈现、实时展示设备告警、性能动态监视和设备管理与运维等。展示层与逻逻辑层：用来响应展示层的用户访问请求，为展示层提供管理设备、监视设备、查询设备及消息、任务和安全等服务提供业务逻辑支撑。逻辑层与数据层之间的交互均采用管控平台后端部调口实现。数据层：主要实现数据库数据的基本操作，提供数据访问的通用接由上用。（四）同步网SDN统一管控平台功能研发和应用中国联具有知识产权的同步网SDN统一管控平是业界首例实统一多厂商、

24、多类步网节设备备SDN功能的同步统一平过标的南向实现对同厂类型设备进行同步功配能运维、全方位指标监测及快速的定位和询等。平台主功能图12图14所示。步网SN 一管平解决现各厂管系统“烟囱部采成本功能口私有严重运维不便等诸极大低了资成了运维率。图13 时钟配置和状态图图13 时钟配置和状态同步网SDN一控平台同步网SDN一控平台过北口对接层的同层系统在协同层系统上可实现端到端的时钟和频率传递路径可视化和同步 质量及能分功能。如图15图16所示。图15 时钟/时踪路径拓扑图16 时钟/时量等级查询目前，国联步网SDN统管平台已江苏通和广联通省公司完成落地部署通过将台部省内云池上，现省个地市 188

25、V2 精度时间服务步节点的快速线和在该平的统一管控管的步节点备前运行态正输出稳定，向 DMOT、PRA、智能域网和SDH送网业务网提供P1PS+T2Mit2Mz等基准间和参考信经地面链路逐传递除解决务自身及 45G 无基站的精度频率时间同需求全面支撑资委、信部中国联通提出的5+北斗融发展要求。四、高精度18时频同步芯片研发及应用（一）背景随着国大环制约情形变幻测美国发了一一轮实体清政策我国的术制和商业打态势无减我基础器和设造领域面临着越大的力除美国之外有较先制造的国家也或多受到美的牵法直接国直接供重生产资料。在信息信行最重要就是芯芯片整个稳定效和安运行础保障一颗的芯片能最程度网络建运维的多问。

26、随着新代北全球组网成功北斗相关产链也了越越多的注北产业链要包空间卫星面系和终端备三大部分件要涵盖片天线模块板卡端等环节用领域括军行业应和个人用目我国研发芯模块板等产核心性与国际平基本当核心芯模组技术仍存定的差距。在 5G 研究建方面，国已在 5G 领建立领地位占据了球基施市场的 40。从国家全的度来看，果通信产过度于西方的技术我们将一直于受人的被局面。因此我们需要在一些核心关键技术领域，加大自主研发的力度，依托于国这界上最为庞大费市场引领来术的发势和方。中国联通正在积极主动参与及推动基于北斗技术相关自主可控产业的展，网络的正常可行离不基于 GNS 卫星系统的同步时技术在北斗统完覆盖亚太区之前我

27、们只依于美国的 GS 统，因 GS 系的升级容调国内也曾出过运营局部无线网络整体的恶劣况靠熟稳定的国有主产北斗技术加推动时间同等通络相关的创新设备工作已经迫在。（二）基于联通创新机制的158v2时频同步芯片研究中国联早在 204 年提了 1882 同步态传递制的自主创新理念。之后完成了专利申请及授权，自 2015 年相继写入 CSA 行业准及 TUT 国际标准，成了 188v2 步状态机的创新术布中国联通 588V2 同步状态创新机制能使得高精度时间同步传递网络以及 45G 基站任何情况下始终自动选择跟踪优同准源及最优同递路径从而现络时间步能力满业务要求时创的同步状态制能好地保网络安全能。基于

28、在频同术领域的多年耕中国联通过产时芯片头厂商作成功研了基通同步态机制的1588V2周期长需要间的技积累通信设备时钟系统要由 GNSS接收机子钟/高稳振相环时钟缓器处理运行时钟议、算法、管理等构成，本架图 17 所示图17 时钟步系统基本构图片时钟率同和时间步技是现代通的关术周期长需要间的技积累通信设备时钟系统要由 GNSS接收机子钟/高稳振相环时钟缓器处理运行时钟议、算法、管理等构成，本架图 17 所示图17 时钟步系统基本构图中国联联合的时频关键芯将锁相时钟缓器全部运时钟协同步管理软件，形一颗SC时钟芯，提成度，简化通钟系统设计。如下图18所：图18 项目自研C时钟芯片构图I全集成OC芯设计

29、SC 集成了处理、锁相等，是个复杂数模混合芯片，数字信和模号之间容易互需要谨处该芯片取的技术段主括内部时钟部采差分平进行传降低时信号的辐射电源设将感的路物理隔减少信间的串可配置的控设关闭用的电减少干扰号的。| 灵活的锁相环构SC 时钟芯片可用于各通信设，包括钟服务器、交换传输承载设基站所以需要计灵锁相环构以支持复杂应用场。该芯片创新设了灵活的锁相环构，由 2 个 TDM PLL、2个TP PLL2个NodTime PLL构成各PLL之间可以活配入输出关系及支持锁环的级联无缝切动态参调整。| 软件升级支持的时钟协议和同法随着技的进应用场景的拓种时钟包括EE ITU-（含中国提出的态机斗等的时钟是

30、不升级演的，需要SOC芯片具软件升支持时钟协同步算的能软件架时钟协同步算硬件电之通过中件进减少软硬件耦合时钟同步算法以依据准的和客户需求进级支持。总体技路线向5G通的时及频率步需过时同步协和算锁相技术研开发主可的软硬全成SOC钟芯片满足5G通各元的应需求。用以下术路线行研：图19 全集成SOC时钟芯总体路线架示意图核心技研究从SC芯片设计、合软件架构、环技几个方进行采用创的方案解决设中的芯片研段采用硬件开发的方式同缩短发周期最后完片软硬的集测试验证、市广。（三）芯片应用情况该SC时钟芯片开发，破了对通信时钟芯垄断相比国软硬离的设计全集成的设计有更集成度的鲁棒性松耦的软件构提了充分的活性有较强先

31、性该芯可以于北斗基授设备的时信号和传递精度能达到0ns水平。该芯片备广应用前景在运营商网络用方面日本某营商已量部时间服务器设模应用该芯内运营庭宽带络移基站和动承网有小批出货国联通在极推动芯片署工作，并开一代时芯片优化设。五、基于5+北斗的高精度定位网络（一）中国联通CRS高精度定位网络建设进程中国联于 208 年启动 RS 网试点建工作先后完武汉广州天津长沙深等5地区试工作精度定果均实现40-100公里/小时态精度水平误3c高程误 5cm，外厘服务不低于 99.%，参考到数心的网时500s，车联网测绘精度定应用需。2021 年 8 月中国联通完成 CRS 统集中购工随后式启动全国 CRS 网络

32、建工作前已优开展角、珠三地区建，逐成中西部地区基准站盖。图20 中国联通CRS网络架构布局意图（二）CORS系统架构CRS系统是利地面发台播分修正好性信及其它信息，以提高一定范围内卫星导航用户精度及其它性能的增强系统。CRS系统是基卫星定系卫星定与导术机科学测绘学气象学理信系统与现代讯技有机结在服务范围内按照一间距立若干个续运考站经据中心算后户终端提供高定位的统。CRS 系统的工作方式为在一定区域甚至全球范围内建立若干个 GNSS 基准站并通过据通络将这基准站测数据至一个多个处理中心经过集中数据理通地面通网向用户发差正信息，提高定位导精度。图21 CRS统工作模示意图CCRS系统主要括以下5部

33、：基准站基网通常若干合理分布的GNS基准组成，作用是对GSS卫星进续跟踪测。数据通链站的GNSS数据过有线无线网发至数据理中。数据处理中心：数据处理中心的主要功能是对基准站数据进行集中理，差分数据供用用。数据播发系统：差分数据播发的主要方式是因特网和移动网络。进行实差分。图22 CRS络系统架构（三）CORS进行实差分。图22 CRS络系统架构（三）CORS平台架构设计CRS定位系统过建设星系续运行考站对系统星数据行连测，利用差分实现高度定。CRS 系统参考站观测数据通过中国联通传送承载网回传至CRS系统定位台进行位解。同时，CRS 定子系统基站子系统 AGNSS 台提星历数。CRS平台包含准

34、站数管精度服播综合服务维管理块等。| 基准站数据管模块功能RTM3RINEX3 及后续能升式的数据接入时兼容RTM3RINEX3 及后续能升式的数据接入时兼容面主流厂的高接收机及板卡支持解析口的支持买自定义议。支持GS、GMAS等构精密历数接入。图23 中国联通OS台整架构图| 高精度数据解模块功能平台将持时 RD、RK 解算，后基线虚拟站及虚拟差分数据解算。具备多个子网同时运行的能力。支持解算 BD GPS 、 GONAS 、 GALLEO 系 统 多 频 数 据 能 力 ， 包 括 GPS(L1L2L5GLNASS(1L2D(B1IB2l/31C2a)和GALILEO(E1E5/E5)数的

35、合解算具单BD单 GPS 系统等单个多种组合实时单及网络差分数据务的能力同一个子网可通过源列表控制不同坐标框架的差分信息播发，支持 CGS2000，G84，ITRF框。| 高精度服务播模块功能可以提虚拟基准站差分格网参水可具备新编除功备对离对层进行全网误建模解算能提合度查接响应终端户的点表请具备负载衡能持横向差分据播发持多互备功多渠道发。| 综合服务运维理模块功能支持基站管括基准站录查修删导入导功准站信包括行基准站接入包括相数的配对准信息进增删查维护以对基信息进计展示。运维工管理应根据中国联络运维部管与应运维理系行对节点监控模块起节护申台运维队发点维护计划工由机房维人员节点维告。（四）CORS

36、高精度定位及5G网络结合方案| 方案总述至手机端，以使网络高精位能力挥到化。| 方案总体架构中国联通 CRS 精度定位及 5G 网络结合案整构如 24至手机端，以使网络高精位能力挥到化。| 方案总体架构中国联通 CRS 精度定位及 5G 网络结合案整构如 24所示：图24 CRS精度定位及5G网结合方整体图总体方案下：| 高精度定位数生成CRS网络通过准站采卫星息上传至CORS解算平台CRS算平台得出RTK分数据于计算高度定位果。| 4G移动通信高精度定位数发核心网E-SLC取差分据后可过MME以La方式向终端广播差分数据，支持差分解算的终端获得差分数据后可解出高定位结果；核心网E-SLC直接

37、通过LP方透传至手机终；4G网络发网元ESML、基站及手机终端需支持版本。| 5G移动通信高精度定位数发核心网LMF取分数据后可通过AMF以NPPa式向终端广播差分数据，支持差分解算的终端获得差分数据后可解算高精位结果；核心网 ESMLC 可直接通过 LP 方透传至机终支 持差分解算的终端获得差分数据后可解算出高精度定位结果5G 络播发网元 LM、基站及手终端均支持 R16 本。（五）CORS网络高精度定位应用| 自动驾驶部分自动驾驶在 020 年左右开始商业化，完全自动驾驶在2025年右开商业预计到205球将有500万辆动驾驶在道行驶。传统定位510的精度够精是制约动驾发展的核因素之由统定位

38、度较导致终计算继而导致件成本CORS定位系可提道级的位与导功能和距的感能断车辆准确间位减自动驶汽车高行驶状下产数据处理工作。另外对自动中所需要的高地传统定技误差采用RT光雷达手段收道路信息制作精地精可达5cm。| 无人机无人机用高定位技术包括 RT、PPK通过 CRS 网络为无人提供度定位可保障人机应于植警边防巡、电检、表演等场。| 智慧城市智慧城是通用新一代信息与城市代化融迭代演实提升市管理围绕智慧城市务应会治城市规政府民生急智助决策等领域需依靠CRS网络精度定位力。| 地质灾害在线测以CORS高精度位系统依托融多传感的物网技术可以通互联现对地质灾害时在线测预。| 港口、码头、场应用CRS高

39、精度定能力可用于码场车辆现自动驶车工程车辆定位。| 智能工地、智施工高精度位能应用于智能施辅助智能地现软处理施管理石方填筑施工、路面工管。| 铁路及电力安防护应用利用高度定可以为铁及电力行业供人设施全防可以过如作业员安定位帽等式实员定位全监控。六、高精度时间同步、定位技术及应用探讨（一）5GTN技术及应用| 5+N结合术发展方向TSN ver G uRLCTSN 与 5G 网络统拼接部署，原有已具备敏感性的业系（工业控网络载网络等与5G系统进网对接利用5GuRLC实现TSN系的拉远流量协同过分段实业务的确定性来提到端业传送。在此类案中个业务系统被一个U，时敏感网络的流量类要与G网络系的业类型建

40、映射系同时需留 TSN 对于流配置的相标记经过 5G 网系的远程后剥离 5G 装进入到同业务统中后仍然按照 TSN 流量度类型行确传输。图25 TSN ver 5G RLLC5G承载网 oer TN5G网络统除出新的空口R准及新核心架构以对于承网络构也是一项重究方其中5G统利用TSN 网络实承载的质量提升，个重要究方。利用TSN的确定传输特可将SN设备与5G中传网络合，实现 TSN 与 5G 承载融合部，将定性传输从业务统TSN络与5GuRLLC拼接模向5G络系统承载网合方进。图26 5G载网分段Over TSN55G作为TSN网桥3GPPR1623.01中已经确提出整个5G网升为具备 时间敏

41、特性辑桥接系统载业务系统量的确定性送在这一架下 5G 网络相于业务统被视黑盒的 TN 交机支持TSN集中架构和间同制通过义的oS模 (流方向、期、发到达间)来实精准的量调。图27 5G络作为TSN网桥示图其中涉的主键技术有如下方面：TSN 技术与口输的融合：在 uRLC 通信服务础增加了时同步延和时抖动界性定义将TSN术路应用无线。D-TT: UE 部设备侧 TN 网关DS-TT: Devie-sde TSN transato)相关端、协据单元以及 QoS 机进行UE业务统之间的映射持TSN相关量特性。N-TT：心网侧TN网关(N-T: Netwok-side TN translto)对相端口

42、议数元以及QoS机行核 心网与务系间的映射支持TN相关流量度性AF-TSN持同一UPF下的UE与UE之实现确定通信的力开。| TN网络同步用场景随着工生产字化络化智能化转不断以远协同控数生运维智能厂管理慧园营为代的业互联新业出不穷新的务形态对传工业网络的模型产深远。远程控业务在工业联网用系统中典的闭环控制程周能低至 毫秒级别同时业务的输有分严格的靠性定性要求以 智能工为例工增强现可以过音视频现生境远程知并实现线的监控及指导程控制可以于实程人机及控制在恶环境下机器人替人员加安全生需要整个 5G 系统中包括空、AN 设、承载、核心内的各环节性能的优化以统整体理效提升可实现端端的高可靠低时延。TSN

43、技术现有的以太网QoS功能础上增加了包间片度抢流过滤等系列量调度特并业务流的点配合使用相关特性，从而确保流量的高质量确定性传输。将 TSN技术原理与5G络的传过程融合，以更为效地保证网络的到端靠低时延传输。异构系协同务5G网络统将以务为中全方建信息态系，使能各类连接备之全面连接和精作以智工厂生产设移动机器人AGV 小车等智能统部存在异构网连接，并且系统有能通同的方式接入到5G网络中因为了需要实现这些备系间的密切协同碰撞作就要务系统此之间能做到互通。采集及维类务5G网络面使能直行业业务，工企业在大量设维护原材及品数据要通感器RFD智能终端等式传云端信息统生产设之间数据交互将较有指数长上业务的音视

44、控信号物网数传输则用同的传机制量要求尤其在部署了云台和计算节情况下业网还将承算力络的流量击对络复杂有高要求这就求一代工网络以实现高载和性的高传送。5G应用片技术实现不业务的差异业务证，然而目前的片仅空口及核心网现对于承网部没有特的技术方TSN于SDN架构实络资源的集中和按需度并配合确时步流量度等核心特性为不类型的务流量提供能化异化承载服务。将 TSN 技术与 5G 载网融部署，或可以为G端到端片提一种解思路。| 同步对于N务的影响机制在 G 时域中，NB 从 5G TGM 获取时后，将时传递给UE和UP，实现 G系的高精时钟同。其中可通过与gNB之的Uu 口的RRC息实现钟同步，PF 通可采用

45、EEE1588 规范实现与gNB间的时间同步在TSN时钟域中，TSN钟内网元步于TSN GM并基于IEE A规范来现域时间同步。5G 络系统与 TSN 络系统别从于两时钟域即 5G 时域及 TSN 时钟域)，两种钟域分跟随5G TGM钟源及TSN GM时钟源。5G+TSN 系统需要实现两个系统之间的时间同步机制的协同必须解两个的问题是时钟源的协同二是钟消息递制的协时源协同可通过一化处理者指射的方现消息传递制可以采逐跳或者隧穿通的式实现与TSN系统边缘两个网设备(DSTTNTT)现时钟的关键能模。图28 TSN同机制示意图| 5+N典型务同步精度需求5G+TSN工业联网的用中在到端时延通信务可性

46、抖动确定方面有格要求将工业互联网业务需进用例分解可以步分析同用例于网络不同求如表4示：表4 5GTN典业务需求运动控制控制器间通信移动机器人海量传感器连接远程连接增强现实闭环过程控制过程监控远程控制异构系统协同采集及运维以运动制为动控制工业最具挑战和要高的环控制用之动控制统负以明确定的方制机器的移动和或旋转件(如印刷机床或包装机等)型的流征如表5所:表5典型的量征类型传感器/执行器数量消息包长发送周期印刷机1020印刷机1020字节2ms 12机床20左右50字节05ms 20包装机50左右40字节1 ms 14一般来运控在传输延和务可用性面有格的求操仅限相较小的务区域需要与公共网互(例如服务

47、器续性游)基于5G+TN的通信系一面使无连接的备滑电缆托（前通常于这用可以生产设及生建造限制实现更为灵活操作减少磨损护工作成本一方面利用 TN 周期门控调度，可以保证控信号定性传输因此针对运控制应关特UE通信组容下定报文长及周期的况下制信令的性传送对此，3PP给了部技要求：5G系应支循流量对于约50个UE的信组约字节的效负，循环周期为1m;5G系统支持循流量对约20个UE的信组循时间为05ms效负载小约为50字节；5G 系统支持流量，于约 100个 UE 通信，环时间为ms，效负载小约为50字节；5G 系应支持 0 个 UE 到 100 个 E 的通组之间以 us或以下的序行高精的同；5G系应

48、支持数完整性护和认证即使于具低延迟超高性要求的通信也是如；5G 统应支信服务用性超过 9.999%理情况下至超过9.99999%;5G系应支持热拔新设可以动态添加运动用程序中或从中移除，而不会对其他节点产生任何可观察的影响；5G系统支持高达20ms的UE速度，即对于超延迟和高可的通信服务也此。| 同步网络解决案建议目前TN络与G网络分别踪个不同时间源如图 9 所。前运商 5G 网均已启 158 置，5G 网络与 TSN 网络深结合后，由运营商 5G 网络供统间同步源 (5GTGM)在5G网络与TSN络缘节点N-T以由UPF上的N-T将间同步号通过82.1ASrofile 递至TSN控制系统UE

49、端以由DSTT过80.1ASroile传至TSN末端用户。图29 5G络向SN网络提供一步源示图未来TSN网络由5G网络获时间步源将可提高TSN络时间步精使不同区域 TN 程控制网络实精度同降低TSN网络的设成提高便捷将有利于SN网络规模高量应。（二）量子时间同步技术及应用在高度息化代量子通技术于可以从本上量子计算带来信息威胁而逐步进业化初量通根据量信源的不同主要为基于光子的通信和于纠源的通信在量子通信实用化过程中，往往采用单光子作为量子通信的信息载体，由发送通过信道有序的发接收端进行态测量。量子通技术存在着时间同需求协议理度考以量子钥分议为例协议共含选基备测量录结 果基选比对选获得始密钥数据

50、后理筛获得最密钥 等七个步骤。其中发送方选基制备量子态、接收方选基测量量子态、及发送方与接收方之间的基选比对步骤中要求通信过程中传输及处 理的比序列序上严格对准一但比特序上错误将导 致误码过大法正常进行通程同理量直通信以多 比特量隐形等协议也对比列的顺有着要求了不 至于发顺序比对错误发方和接收方要建确的时同 步同从层角度虑于发送方接收间的系时间 不同步和整个信号传输链路时间精度的影响，包括光源的触发精度、量子信引入间抖动探测器间精度时间精度等使得 接收方脉冲实际上符合一斯分布高斯布精度作整 个系统时间正比于符合窗小提系统间度有助减 小符合口剔更多的声计数使得信噪比提高同理基纠 缠粒子对以及双光

51、子干涉的量子通信协议中，提高时间精度有助于减小偶符合而提高信噪比可以说时间步技接或间的影响量通信的成码率等重能指标当通双实现高度的相对间同步可以有降低统噪声影响从而现高质的通信比较言现较为普的时同步方案采用光和光信时间分方案中同步方案对简单应面主倾向研性的实验系以及数据实时处理求不高场景在用化量通信系统借光进行步传递一方面少了光的使简化了系统方案和光路实现困难，另一方面可以做到更高的同步精度。相比于用时步技术赋能量信系统量子强全时间步协议的究也广泛关注随着知交互自动智能联和远程操等方需求日益明显未来信息网对时步的精和可靠性提出了更高的要求。时钟同步中的错误可能导致错误的定时，因而产错误感器报告

52、最终导致决策误因对于时同步的安全击会赖于准确时间务产生重的影响同步协议在可信络环境中传输通过量子信技以抵御间同步协潜在全隐患量子强安全同步术的主要是决基于传精确同步协（TP议的同步络在到延时击的情况下导致步精度降从无法满足网络高精度步需求的问。在 TP 协议层仍采统加密的方式大程度与现有技兼容需对目的同设备进行件升级在密钥发层面引入子密分发的式并利用量子密钥系统中单子脉冲行时量，将测量结与 PTP 协测量进行比当差异于门时即判定网中存在时攻产生预而保证间同可靠性。（三）车联网同步技术及应用5G网络能多行业应，而 5G时间同网络力专同步应铁和道交通步网应用和车网应域属于较早发较快行业级络建解决方

53、案白皮关注车网业内的步网设策略聚焦车多域间步策V2V同步略和V2I同步策同时关注业内联网同技术准的进况。就单车言来智能驾车辆备多传感和控集成特点有联信传探测自主决策基本功能助辆驾驶车内间同步于车多域协同有至要的作用做到微秒亚微甚至纳级的间精度误差才能证车内设的协同作与。就 V2V 而言两同时具备相同的时间，在间通信时涉及空口的问题。就 V2I 言，如将车辆为主时源则路侧备层关和服器则要通过空和有络获取辆时间信息而如采用反同步方法则涉到路单元或站对车辆的时问。下面就分三个方面来具体说明时间同步在 5G 车联网领域的技术和应情况。| 单车多域间同步单车辆核心域分为两个功元一收到自部信的智能策处器另

54、一个智能策处理器策后播发的网关转器，是双向辅助的。全域架下智能策处理直接连接GNSS接收（或内置条件允时从天直接获时间和置等信息种情下时钟源为主节点位智能决策处理能单元与之连的游一级节点核心网关转发器通过车载以太网主干网串联起其它域控制器为边钟这在主钟源丢失时候界时钟点同步主时节点统时间仍然以保持整个域架相对时一致。在主时丢失例如隧道或深从 RSU 或基通过空口时获取间信为首选次可以通过惯和内高稳晶行短时的保出但由该次选方案精低且长期保持在短时无法接收GSS时作为手段。底座域车身座舱域动力的内传感执如果没时间同需求域控制器设计通时钟点如有则可以变为边界时钟继续向下游输出，以保证无时钟源时的相对

55、时间统一。单车域时间网络架构如图 30对于车以太备时间同步技已有相对善的解方案于非连接方如照相机需要相机设外触发通过智能决策器输入冲发信号将曝时送回智控制元并记录时刻机图像中。作为一种过渡方案，PPS+TP 全解决方案为车载以太网同步提供一种的解决方案类当前CANLIN网下数据传的确定、实能力。随着 TN 下游产业的成以及自驶量产地的PS+PTP将合全域构/中央算架构动驾驶能的。gPTP 在输时延测量式上较 TP 精波范围小架构更支持跨备传输其次gPP工作在AC层，比较 TP 作在 MAC 和 DP 层具备更的时误差；最 gPTP择支持ToStpClock时钟类硬本降低利于网络展和普及。图30

56、 单车间时间同步构| 2V和I场景下的同步策略车联网路车端时进行着息交融些数据交互保持相同的时频率基高精的同步间整个系业务运转的基然如何在联网中构建精度的时同步统尚处于探索。早期的 V2V 信基于 3、 4G体，对当前帧结构适用已有的于车网的时间报道中基于 NTP 协议的联网时间精存在较提升空未来将要面对的问题是解决针对 5G 空口授时关键技术问题，针对 5G上下时计专门时间算结合PTP开发新的车联同步架构，提升时步精度。| 车联网同步技标准进展TSN 作为一种可以基于车载以太网提供确定性和实时性数据传输的全网络术其确定和实性优势是立在的时间步 基础之而TSN中用于现精间同步协议是IEEE也就

57、是界常说的gPT。TSN技术的身是AVB技术以网音视传输域如音频和频信有严格的时序以及不有可的延迟则出现声和画一致的现象而高清的音和视据传输需求极实要求又常高如何保证带宽实时步输，成以太视频传输领域题。2006IEEE80.1工作组成立AVB任务主以上题经过几攻关后成功找了高宽音视频据在网中实时步传输方法制定了系列AVB由此始到工业领域产研人关注。2012 年AVB任务组改名 TSN任组，并其章扩大了时间确定性以太网的应用需求和适用范围。TSN 任务组通过制定一系列的传输和转发机制来保证数据在车载以太网传输过程中的低延时低抖和低包率从保证据在高可靠性提下进快传输，在工汽车领域的应下理论础。TS

58、N 协议栈是一列 IEEE 802.1 准的集包括技类和置类技类也组件要有五组件构包括同步组靠性组延制组件资源理组件和全组配置类要为工业域汽领域和动领等汽车领主要及两份置准EEE 8021 BA和IEEE 80.DG，后者将PTP定义为载以太网TSN网络时间同的标。七、智慧港口，智慧城市等垂直行业应用中国联在智市智慧口智农业等领域持七、智慧港口，智慧城市等垂直行业应用中国联在智市智慧口智农业等领域持“5G+北斗”空应用打造了家能集团黄骅自动船河南县域人物精管理北首钢冬奥园区慧出行浙江丽紧滩电厂慧交多个标杆示范目受到客高度和业界好评。| 散货港口自动装卸场景描述港口无化装景主要包括船同和智堆取合

59、利用 5G斗人能网虚拟等技术设或港口桥设备协同作系统码头生现场装卸船机取料等作业备上内置北激达摄头以编码传感等数集终端通过 5G网络时采集产现场货轮姿态港机备姿态及各由度单元行轨LC工序完成情相关数据并合运用时空位姿数据统计、分析等方法，汇聚于港口业务逻辑总控系统，按“翻、堆取装”流自动化生产场的各设单元一个协工作体系（同调高频，对岸船设备间协同工作方式进行优化，提高装船机大臂移动精度、货轮位姿感知精度。实现港机堆取料机/装船机的分工作以岸协同装卸船缩短装时间升泊位用效率提高船舶载率降生产耗规避备碰风险提安全性。基础条件港口设装卸堆取料支持远程操控备间同作业程和PLC调度辑清晰，产现实现5G络

60、覆。| 案例分析：国能源集团黄骅港目项目背景“十四五期间5G+工互联步快速发期随着数字济的发展港口为工业联网主要应用景之一市场前十广阔国能源团黄骅是“煤东运”离最出海口 20 万吨航道万吨级以泊位 25 个，年吐量续 3 年突破吨国家源集与联通合作在北沧州骅港“5G+北技术实了港业装备“船协同”煤料人化作业场应用。建设内容中国联依托“5G+斗时服务平台围绕港需求首“5G北斗高精度姿测量统接入空服平台满足吨级货轮、装船机/取料机等岸桥装备在复杂海况条件下的实时、精准的位测（位精度达厘米级姿态小于0.1度过5G专网实时集生场的货轮位置态港机设姿态自由度运行轨PLC序完成情况等数据证敏位数据不区并合