TZGCSC 007-2024 5G共频带定位授时技术要求

团 体 标 准T/ZGCSC007—20245G共频带定位授时技术要求Technicalrequirementsfor5Gco-bandpositioningandtiming2024-07-29发布 2024-07-30实施中关村慧城业技术新战盟 发布IIT/ZGCSC007—2024目 次前言 II引言 III112范引文件 13语定义 14略语 255G共带位时要求 25.1坐系统 25.2时系统 2定授流程 2信生方法 35.5电结构 3信传方法 6信接方法 6信测方法 65.9解方法 765G共带位时备技要求 75G频定授基站术75G频定授终端术8附录A 11参考献 13IIIIT/ZGCSC007—2024前 言本文件按照GB/T1.1—2020《标准化工作导则第1部分：标准化文件的结构和起草规则》规定起草。请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别专利的责任。本文件由中关村智慧城市产业技术创新战略联盟提出并归口。本文件起草单位：北京邮电大学、雄安新区智能城市创新联合会、行道雄安科技有限公司。本文件主要起草人：尹露、邓中亮、宋天助、王卫娟、王雨帆。IIT/ZGCSC007—2024引 言5G11T/ZGCSC007—20245G共频带定位授时技术要求5G5G5G下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文件，仅该日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。GB/T37937-2019 GB/T37943-2019 GB/T34995-2017 IEEEStd1588 IEEEStandardforaPrecisionClockSynchronizationProtocolforNetworkedMeasurementandControlSystems,2019RFC5905 NetworkTimeProtocolVersion4:ProtocolandAlgorithmsSpecification,20103GPPTS38.305 TechnicalSpecificationGroupRadioAccessNetwork,20223GPPTR38.901 Studyonchannelmodelforfrequenciesfrom0.5to100GHz,2019下列术语和定义适用于本文件。授时timing传递标准时间的过程和技术。授时精度timingaccuracy输出时间与标准时间的偏差程度。守时time-keeping守时误差time-keepingerror1PPS22T/ZGCSC007—2024共频带定位授时技术co-bandpositioningandtimingtechnology以不影响通信信号正常工作的低功率在通信信号工作的频段上播发定位授时信号的定位授时技术。1PPS：秒脉冲(1PulsePerSecond)A/D：模数转换（AngalogtoDigital）CGCS2000：2000中国大地坐标系（ChinaGeodeticCoordinateSystem2000）CRC：循环冗余校验（CyclicRedundancyCheck）D/A：数模转换（DigitaltoAngalog）ID：身份识别号（IdentityDocument）IFFT：快速傅立叶反变换（InverseFastFourierTransform）LDPC：低密度奇偶校验（Low-DensityParity-check）LSB：最低有效位（LeastSignificantBit）MSB（MostSignificantBit）NTP（NetworkTimeProtocol）PRN（PseudoRandomNoise）PTP（PrecisionTimeProtocol）UTC（UniversalTimeCoordinated）5G采用CGCS2000。授时基站和终端输出的时间系统为UTC。33T/ZGCSC007—2024图15G共频带定位授时流程1（）共频带定位授时信号主要由电文和伪随机序列组成。伪随机序列应符合3GPPTS38.211v16.6.0中5.2.1定义的Gold序列。电文与帧结构应满足5.5的要求。信号生成流程如图2所示。使用PRN对电文进行扩频调制后映射至时频资源栅格，经IFFT调制和加循环前缀后，以低功率的形式与通信信号进行叠加。信号带宽应限定在移动通信信号带宽内。图25G共频带定位授时信号生成流程1200312各电文帧子帧除去同步头之外的部分应先经过LDPC编码，然后采用块交织的方式进行交织，电文结构如图3所述，具体编码与交织方法应符合附录A描述。44T/ZGCSC007—2024图3600241图41定位电文帧子帧1应包含表1内容。表11序号电文参数数据位参数定义及描述1同步头240xE24DE82电文类型200代表子帧1，01代表子帧23健康21位：0表示基站健康，12位：0康，1表示气压计不可用4ID22以二进制表示基站编号，可有基站编号419万个5周内秒计数20UTC00055T/ZGCSC007—2024时刻是指本帧同步头的第一个脉冲上升沿所对应的时刻6整周计数13UTCUTC20061月1日0点0分0秒为起点，从零开始计数7经度321位：1表示东经，010-731位，示16937454000.1m8纬度311位：1表示北纬，010-730位，示0.01m9基站高度191180.01m10气压计高度141位：102～14高度的偏移量，表示范围0m～81.91m，基本单位为0.01m11气压计测量信息28170kpa～1310.71kpa；18～28位表示温度，18位为温度高位，10表示零下摄氏度；19～28位表示气压计温度,0℃～102.0℃0.01kpa基本单位0.1℃12校正信息8013预留114CRC校验24g(x)=x24+x23+x18+x17+x14+x11+x10+x7+x6+x5+x4+x3+x+1，寄存器初始值设置为全0电文帧子帧2的编排格式应符合图5描述。图5266T/ZGCSC007—2024定位电文帧子帧2应包含表2内容。表21序号电文参数数据位参数定义及描述1同步头240xE24DE82电文类型200代表子帧1，01代表子帧23临近实体信息726ID号𝑛𝑛PRS12比特表示，邻近信息共ID,seq6×12=72位4校正信息965预留946CRC校验24校验范围从电文类型开始，到预留位结束。实现方式与子帧1相同定位授时信号在通信信号的背景噪声中以低功率嵌入，依赖信号扩频增益，在高功率通信信号影响下保证正常的捕获跟踪。定位授时信号使用现有移动通信网定位系统中已有的地面信标系统的信令流程和协议接口，并能够根据需求使用任意5G频点。其传输方法如图2所示：图25G共频带定位授时信号传输方法终端通过使用接收到的基带信号与本地生成的经过IFFT和加循环前缀的伪随机序列进行相关运算获得相关峰实现5G共频带定位授时信号的接收。通过5G信息辅助或者依照顺序依次生成不同序列获得基站发射信号对应的序列号。77T/ZGCSC007—2024终端在实现了5G共频带定位授时信号的接收后，通过锁相环、延迟锁定环对定位授时信号的载波相位、码相位进行跟踪，获得信号传播时间测量结果。通过5G信息辅助或者解调共频带信号，获得导航电文中的辅助信息。终端通过结合来自多个传播时间测量的结果（至少4个）通过最小二乘法解算位置和钟差，并根据导航电文中的时间信息对本地时间进行矫正。5G5G共频带定位授时基站技术要求正常工作∶-5℃～55℃。正常工作∶10%RH～90%RH。正常工作∶86kPa～106kPa。定位授时基站架构如图8所示。图85G共频带定位授时基站架构其中，时间模块接收外部时间基准信息并矫正时间误差实现同步。信号生成模块负责产生电文、扩频码，输出定位授时基带信号。合路模块将经数模转换与射频发射变为射频信号的定位授时信号与与通信基站播发的通信射频信号合路后使用同一天线播发。输入：NTP/PTP协议的信号。输出：包含时间基准信息的数字信号。D/A模块T/ZGCSC007—2024输入：定位授时基带数字信号。输出：定位授时基带模拟信号。输入：定位授时基带模拟信号。输出：定位授时射频信号。输入：5G通信射频信号、定位授时射频信号。输出：5G共频带定位授时信号。NTP接口应符合RFC5905中7.2的规定。PTP接口应符合IEEE1588-2019中7.5的规定。信令流程与接口应符合3GPPTS38.305v16.5.0中8.7的规定。基站同步功能应具备以下能力：PTPUTC应具备失去外时间基准后，保持时间基准偏差不超过规定值时间的能力。5G相对输入的同步时钟，授时基站引入的同步误差增量应不大于2ns（均方根）。失去外时间基准后，保持时间基准偏差应不超过50ns（均方根）。基站射频指标应达到以下要求：25dB5G5G共频带定位授时终端技术要求正常工作∶-40℃～70℃。正常工作∶10%RH～90%RH。 899T/ZGCSC007—2024正常工作∶86kPa～106kPa。定位授时终端架构如图9所示。图95G共频带定位授时终端架构其中，射频模块和模数转换模块负责接收信号并转换为中频信号输出至基带处理模块。5G基带处理模块对共频带定位授时信号进行处理后将信号到达时间差测量结果输出至位置解算模块。位置解算模块负责在终端计算获得定位结果并将位置解算结果输出至时间解算模块。时间解算模块负责在终端通过定位结果反演计算获得时间修正信息。输入：5G共频带定位授时信号。输出：5G共频带定位授时基带模拟信号。A/D输入：5G共频带定位授时基带模拟信号。输出：5G共频带定位授时基带数字信号。输入：配置信息。输入：配置信息数字信号、5G共频带定位授时基带数字信号。输出：定位授时基带数字信号。输入：配置信息数字信号、定位授时基带数字信号。输出：位置解算结果数字信号。输入：配置信息数字信号、位置解算结果数字信号。1010T/ZGCSC007—2024输出：时钟信号。终端信令流程与接口应符合3GPPTS38.305v16.5.0中8.7的规定。应具备电文解调及载波环、码环信息输出的能力。应具备位置解算能力。应具备基于位置的时间反演能力。20MHz带宽下，定位误差应小于1m（均方差）。20MHz带宽下，授时误差应小于20ns（均方差）。应至少支持4个基站共频带授时信号的捕获跟踪。11LDPC

附录A（规范性）导航电文编码与交织方法

T/ZGCSC007—2024646𝑝𝑝(𝑥𝑥)=1+𝑥𝑥+𝑥𝑥6GF(26)k=4828848×9648×4848×48576LDPC288288194649765291946497652953711730647222365982224168942044547594161866476089840608715266681192467952265072538708916346492214555740244878233758831543569118474877144257906305476142767801735659374661881254979124569791825669423406995836518433856860296285239578711335981204374931332639111355283163165734285270128638412336290214275927315577937508510345382439718813446878327517310325880...............................(1)],其中的每个元素为有限域GF(26)的多进制符号，其元素按向量表示法表示，应符合公式(2)描述。H48,96,element[146156144532445156130241441815326135593435315044451561241445330241443242473761451544532413936343344532414453241451561614515241445394157583261184014515622142502414430302414415464544451561144302424144531561455324144738235414515644532415725941351351603345363461451561451561451544353150262737524144303342145241 4430241 44301 4453241 443024。 ..............................(2)以上矩阵自上而下按栏读取，一栏读完后自左向右换下一栏继续读取。一栏中，每行的4个数字对应矩阵中一行4个非零元素。1212T/ZGCSC007—2024LDPC576具体的交织方式可以由一