在TDD網絡部署中,為了確保小區間子幀邊界的精確同步,需要將不同小區的上下行配比設置為一致。這種同步對于物理層的設計至關重要,因為協議提供的干擾避免和干擾隨機化功能只有在小區間同步的情況下才能發揮最佳作用。
TDD網絡同步的重要性
TDD系統在同一頻段內進行信號的發送和接收。若小區間未能保持同步,將會產生嚴重的收發相互干擾問題。
同步方法及其標準規定
絕對時間同步
絕對時間同步方法通常是基于衛星同步技術,如全球定位系統(GPS)。在移動通信領域,當無法從傳統的TDM網絡中獲取同步信號時,通常會采用GPS接收機作為高精度同步時鐘的參考。盡管GPS同步具有較高的可靠性,但也存在一些挑戰,如GPS信號難以穿透至室內環境,需要使用室外天線,這增加了設備、安裝和維護的成本。此外,GPS信號容易受到惡意或意外的擁塞影響,導致信號衰減,并存在無法為公眾服務的風險。因此,并非所有國家都允許在通信服務中使用GPS信號。預計未來歐洲的伽利略系統也將提供與GPS同等的服務。
網絡同步
網絡同步方法主要依賴于IEEE 1588協議,這是一種精確時間同步協議。IEEE 1588v2是對原協議的改進版本,正在逐漸被用于3G/LTE移動通信系統中。該協議提供了針對分組網絡設計的定時傳遞機制,使得客戶端或從屬設備可以通過普通的振蕩器,借助軟件調度與主時鐘保持同步。這種方法簡單可靠,占用帶寬較少,相對于部署GPS而言,可以顯著降低成本并提高維護便利性。即使不完全取代GPS同步方法,IEEE 1588v2也可作為GPS信號不可用時的備份同步方案。然而,由于IEEE 1588v2協議發布時間較短,仍需進一步完善和修訂。
終端測量輔助同步
終端測量輔助同步方法通過終端測量相鄰小區的時間差異來確定定時關系。這種方法需要進一步評估對終端成本、功耗以及移動終端性能的影響。
基站間空中接口自同步
基站間空中接口自同步方法的核心理念是基站可以通過與其他已同步的基站交換信息來實現同步。在初始同步建立階段,已同步的基站A可以作為其他基站的定時基準,這些基站通過搜索基站A的同步信號來調整自身的定時,從而實現同步。為了避免時鐘漂移,還需要定期進行同步信號跟蹤。自同步小區周期跟蹤的時間間隔可以是秒級別或更長時間,而搜索同步信號而不傳輸自身同步信號所需的時間僅為毫秒級別,對終端的影響可以忽略不計。類似于空中接口自同步的方法也在3G系統中有過研究,但在不同的系統中,基站的具體實現方式可能會有所不同。
同步方法的協議體現
各種同步方法都有其優劣之處。基站間的空口同步方法雖然能降低成本,但需要消耗空口資源,并且對無線網絡規劃和部署提出了一定的要求。終端輔助的方法需要終端能夠監聽多個基站,并且需要進一步標準化。基于衛星的絕對時間同步方法是當前可行的選擇,但其室內穿透能力有限。在3GPP標準化過程中,沒有一種方法被認為能滿足所有同步應用場景的需求,因此協議僅規定了基站應具有邏輯同步端口,而具體的實現方法則由實施者自行決定。邏輯同步端口應具備以下功能:
提供的精度應滿足TDD單播同步區以及FDD/TDD多播MBSFN同步區內所有基站的最大相對相位差需求。
為TDD單播同步區以及FDD/TDD多播MBSFN同步區內所有基站提供連續的可追蹤的公共時間參考。
協議還規定,應為TDD單播同步區以及FDD/TDD多播MBSFN同步區的所有基站提供相同的SFN初始時間。基站可以根據以下公式計算SFN:
時間:調整后的SFN初始化時間,單位為10ms,以匹配無線幀長度和精度需求。
period(SFN):SFN周期。
參考資料 >
非協同TDD小區間干擾管理.知乎專欄.2024-11-09
什么是同步小區?.讀懂通信.2024-11-09
小區同步、LTE的時間結構(FDD/TDD).CSDN.2024-11-09