无论身在何处@@，我们对于无时@@无刻地观看视频@@内@@容已经习以为常@@。但@@对负责@@、构建和@@维护底层网@@络的@@幕后工作者而言@@，事情并没有那么简单@@，消费者日益提升的@@期望给他们带来了重重难题@@。
当@@今和@@未来的@@蜂窝与@@通信网@@络需要为海量用户提供出色的@@数据传输速率@@，因此@@其运作方式与@@以往的@@网@@络截然不同@@。
对于现代高速数据网@@络@@，让网@@络内@@所有基站@@、服务器和@@节点之间的@@时@@间保持同步极为重要@@。授时@@读数的@@误差越小@@，能为网@@络配置的@@数据处理量就越大@@，这样运营商就能更有效地利用频率和@@其他资源@@，提高@@这些付费资源的@@成本效益@@。
许多设备@@都使用全球导航卫星系统@@(GNSS)来确保网@@络各部分保持同步@@。GNSS有着准确度高@@、成本效益高@@、易于安装@@、全球可用的@@特点@@，因此@@通常是首选方案@@，优先于基于网@@络的@@授时@@技术@@@@。
过去的@@@@GNSS网@@络授时@@同步使用的@@是单频段@@接收机@@@@，需要卫星发出的@@@@L1频段@@信号@@@@通播@@。
L1频段@@GNSS面临的@@挑战@@
3GPP对于基站天线接口的@@基本授时@@要求是@@1.5µs，但@@5G服务显然需要更高的@@时@@间精度@@。这通常不容易实现@@，尤其现实生活中复杂的@@网@@络环境更加大了实现难度@@。
除了网@@络相关问题之外@@，还有多种因素会影响到设备@@接收@@L1频段@@GNSS信号@@。而这又会进一步影响网@@络访问的@@授时@@数据的@@可靠性和@@准确性@@。
我们来简单了解一下其中的@@三个主要问题@@。
GNSS信号@@干扰@@
对任何使用@@GNSS的@@设备@@而言@@，干扰都是一项持续不断的@@威胁@@，可能导致单频接收机@@完全无法使用@@GNSS信号@@。从授时@@的@@角度来看@@，设备@@通常配有某种类型的@@原子钟@@，用来在@@GNSS中断期间实现保持@@。但@@这只能在有限的@@时@@间内@@提供必要的@@授时@@精度水平@@，通常仅有几个小时@@@@。
电离层延迟@@
对于在开放天空环境中工作的@@@@GNSS接收机@@，主要误差来源@@是电离层延迟@@@@，这造成授时@@精度持续发生偏差@@。影响电离层延迟@@水平的@@因素包括@@接收设备@@所在纬度@@、一天当@@中的@@时@@间和@@一年@@当@@中的@@时@@间@@，还有太阳活动水平@@。太阳活动周期通常为@@11年@@，低水平的@@太阳活动已经保持了一段时@@间@@，2025年@@前后@@，我们将迎来一次太阳活动高峰@@。
通常用来解决电离层延迟@@的@@方法是使用@@GPS Klobuchar等数学模型@@，或@@使用例如星基增强系统@@(SBAS)增强服务@@，但@@这两种方法都并非适用于所有情况@@。数学模型采用纯粹的@@先验方法@@，因此@@存在固有的@@限制@@。与@@此同时@@@@，SBAS仅在全球部分地区可用@@，为了保证接收到对地静止型@@SBAS卫星发射的@@信号@@@@，需要在朝向赤道的@@方向具有开阔的@@天空视野@@。
多径效应@@
对于在城市和@@其他障碍物重重的@@环境中工作的@@设备@@@@，还有另外一个影响@@GNSS信号@@接收的@@问题@@：多径效应@@。多径效应@@特别容易影响窄带@@GNSS L1信号@@，会引起设备@@访问的@@授时@@数据出现误差@@。
在障碍物较多的@@环境中@@，5G网@@络需要更多基站@@，还需要更高水准的@@授时@@精度来支持@@更高的@@吞吐量@@，这造成多径效应@@日渐成为困扰@@5G网@@络设计者和@@构建者的@@一大难题@@。此外@@，即便能解决多径效应@@问题@@，此类设备@@所处环境的@@天空视野通常较为受限@@，几乎不可能使用@@SBAS来补偿电离层延迟@@@@。
借助双频@@段@@@@@@GNSS提高@@授时@@精度@@
在设计蜂窝通信网@@络和@@其他通信网@@络中使用的@@设备@@@@（无论其具体应用位置如何@@）时@@，设计人员确实面临着这些挑战@@，但@@也有令人欣慰的@@好消息@@。
当@@L1频段@@GNSS信号@@设计于数十年@@之前@@，主要用于军事应用的@@同时@@@@，现今也有现代化的@@@@GNSS信号@@在同步通播@@。这些现代化信号@@使用@@1176.45 MHz的@@L5频段@@，其设计之初就以现代民事应用为中心@@。
对于授时@@应用@@，L5频段@@信号@@@@的@@价值在于配合@@L1频段@@信号@@@@组成双频@@段@@@@设置@@。为了说明这种差异@@，我们以@@u-blox双频@@GNSS接收机@@为例@@，该接收机@@的@@授时@@精度为@@5ns内@@，而单频接收机@@为@@20ns。
GPS、Galileo和@@北斗@@GNSS星座如今均为其部分或@@全部卫星通播@@L5信号@@。
因此@@，您只需选择一款能够使用全部这三个星座的@@@@GNSS接收机@@，即可在世界任何地点接收到@@L5频段@@信号@@@@。在设计中@@，您唯一需要调整的@@地方就是将单频段@@@@GNSS接收机@@和@@天线改换为双频@@段@@@@型号@@。
此外@@，印度的@@区域导航系统@@NavIC支持@@L5频段@@。因此@@，一款全球双频@@段@@@@@@L1+L5设计也能满足区域性要求@@。
应对重大授时@@挑战@@
双频@@段@@@@L1+L5 GNSS接收机@@和@@天线可帮助设计工程师应对前述授时@@挑战@@。
面对干扰攻击时@@表现出更高的@@适应能力@@
与@@L1频段@@一样@@，L5频段@@也属于航空无线电导航服务@@(ARNS)频段@@，因此@@会受到良好的@@干扰防护和@@监管@@。此外@@，双频@@段@@@@工作方式可避免单频段@@干扰器的@@侵扰@@，即便出现这种情况@@，设备@@仍能通过另一个不受干扰的@@频段@@获取授时@@信息@@。
如图@@@@1所示@@，在干扰期间@@，授时@@误差会有所增加@@，但@@在大多数使用场景中@@，误差都不会超过可接受的@@容差范围@@。
图@@中还强调了在干扰结束时@@双频@@段@@@@工作模式能非常迅速地恢复正常工作@@，大幅降低授时@@方差@@。
在不使用模型或@@校正数据的@@情况下应对电离层延迟@@@@
电离层延迟@@会对@@L1频段@@和@@@@L5频段@@的@@频率产生不同的@@影响@@。重点在于@@，我们已经知晓这其中的@@关系@@，所以如果您通过两个频段@@接收信号@@@@，可以计算出实际的@@电离层延迟@@@@，不必依靠模型进行预测@@，也不必使用校正服务@@。
因此@@，授时@@误差可保持在更小的@@范围内@@@@，如图@@@@1所示@@。
图@@1，来源@@：u-blox
在城市和@@障碍物较多的@@环境中提供更出色的@@性能@@
与@@窄带@@L1信号@@相比@@，宽带@@L5信号@@更不易受到多径效应@@的@@影响@@，以直接减少授时@@数据误差@@。
此外@@，更现代化的@@@@L5信号@@设计包含前向纠错@@，为信号@@较弱的@@环境@@（比如城市和@@障碍物较多的@@环境@@）提供了额外的@@保障@@，有助于防范可能出现的@@比特误差@@。
如图@@@@2所示@@，在受多径效应@@影响的@@区域中@@，L1和@@L5频段@@信号@@@@的@@剩余误差都要小得多@@。
图@@2，来源@@：u-blox
提高@@网@@络投资回报率@@的@@时@@机已经来临@@
对高吞吐量数据网@@络的@@需求不断增长@@，这促使业界更加关注通过可靠的@@方法在所有网@@络节点之间保持时@@间数据严格同步的@@需求@@。
传统@@L1 GNSS信号@@素有准确@@、经济的@@优势@@，不足之处在于容易受到干扰和@@多径效应@@的@@影响@@，也会受到电离层延迟@@的@@影响@@。所有这些因素都会影响到网@@络中的@@授时@@精度@@。
将现代@@L5 GNSS信号@@与@@@@L1信号@@配合使用可以解决这些问题@@，为您的@@网@@络提供一致性更高的@@授时@@数据@@。因此@@，您可以为网@@络配置更高的@@数据处理量@@，进而改善客户体验@@，提高@@网@@络投资回报率@@。
u-blox提供一系列高精度双频@@段@@@@@@GNSS授时@@模块@@，包括@@LEA-F9T、ZED-F9T和@@NEO-F10T，而且均满足@@5G时@@间同步要求@@。
文章来源@@@@： ublox