小區間同步

TDD網路部署需要小區之間保持子幀邊界的精確同步（微秒級）並在同一TDD同步區內配置成相同的上下行配比。從物理層設計的角度來看，協定提供的干擾避免和干擾隨機化功能在小區間同步網路情況下能夠達到最好的效果。

基本介紹

• 中文名：小區間同步
• 套用學科：通信

簡介

TDD系統在同一頻段進行信號收發，如果小區間未保持同步，會出現比較嚴重的收發互相干擾的問題，如圖1所示。

圖1 TDD鄰小區非同步干擾示意圖

3GPP TS36.133給出了TDD網路中鄰小區同步精度要求，見表1。

表1 TDD小區間同步要求

小 區 類 型	小 區 半 徑	同 步 要 求
小小區（small cell）	≤3km	≤3ms
大小區（large cell）	>3km	≤10ms

同步方法簡介及標準規定

簡要介紹幾種主要的同步方法，以及同步相關內容在標準上的規定。

絕對時間同步

絕對時間同步方法主要是指基於衛星同步的方法，典型的如GPS。在移動通信中，通常在無法從PDH、SDH等TDM網路中獲取同步信號時採用GPS接收機，GPS可以提供一個高精度的同步時鐘參考。其優點是可靠性高，但也存在不足之處，如GPS信號還不能很好地穿透到室內，必須使用室外天線，勢必會造成設備、安裝、維護方面的成本增加；GPS信號易造成惡意或者無意的擁塞，導致信號衰減；存在無法為公眾套用服務的風險。因此，不是所有的國家都允許在通信服務中使用GPS信號。可以預見，歐洲的伽利略系統也將在近年開放服務，可提供與GPS同質的服務。

基於衛星的絕對時間同步方案仍然可以看作是目前最現實可行的一種方案。

網路同步

網路同步的方法主要是指利用IEEE 1588協定進行同步的方法，IEEE 1588是一種精確時間同步協定，IEEE 1588v2是在IEEE 1588基礎上進行的最佳化，正逐步套用於3G/LTE移動通信系統中。IEEE 1588v2協定的出現可成為GPS接收同步信號的一種替代方案。它是專門針對分組網路設計的一種定時傳送機制，採用時間分布機制和時間調度概念，客戶端或從屬設備可以使用普通振盪器，通過軟體調度與主機的時鐘保持同步，過程簡單可靠，占用頻寬少，與部署GPS相比可以顯著降低成本，也更加便於維護。此同步方法即使不完全取代GPS同步方法，也可以在GPS衛星不可用時作為一種備用的同步方法。

當網路中各通信節點的負載不重和數據包處理時延不是很大時，IEEE 1588v2協定能夠滿足ms級的小區間的同步精度，前提是通信路徑上所有的中間節點都需要支持加硬體時間戳，具備對路徑和時延的測量與校準功能。

IEEE 1588v2協定推出的時間尚短，還有待完善和修正。

終端測量輔助同步

終端測量輔助的同步方法主要是通過終端測量兩個鄰小區的時間差來獲得定時關係，該方法需要進一步評估對終端成本的影響（可能需要更高精度的時鐘）、對終端功耗的影響、對處於移動中的終端性能的影響。

基站間空中接口自同步

基站間空中接口自同步方法的主要思想是基站可以與網路中其他已經同步的基站獲得同步，包括兩個方面：初始的同步建立以及周期性的同步保持機制。在初始同步建立階段，假設基站A已經與絕對時間同步，基站A便可以成為同步區內其他基站獲得同步的定時基準，其他基站模擬終端側的行為搜尋基站A的同步信號來調整各自的定時與基站A對齊，從而獲得基站間的同步。為防止時鐘漂移，還需要周期性地進行同步信號的跟蹤，執行與初始建立同步類似的過程。自同步小區周期跟蹤的時間間隔可以是秒級或更長的時間，為獲得或保持同步，基站搜尋同步信號但不傳輸自己的同步信號時只需要毫秒級的時間片，對終端產生的影響可以忽略。

相類似的空中接口自同步方法在3G系統中也有過研究，套用於不同的系統，基站會有不同的具體實現方式。

同步方法的協定體現

以上介紹的都是可採用的同步方法，它們各有優缺點。基站間的空口同步方法可以降低成本，但是最大的缺點是需要消耗空口資源，同時對無線網路規劃和布署也會有一些需求，如基站之間的同步需要基站之間可以互相監聽到對方。終端輔助的方法需要終端能夠監聽到多個基站，而且這種方法還需要做些標準化工作。基於衛星的絕對時間同步方法是目前現實可行的同步方法，但室內穿透性能較差。

在3GPP標準化過程中，沒有任何一種方法被認為是能夠滿足所有關於同步的套用，因此協定中只規定了基站具有邏輯的同步連線埠，而具體的實現同步的方法，則留給實現/布署去解決，在標準上不做規定，並且對於實際使用的外部時鐘源也不做標準化。

邏輯同步連線埠應具有如下功能：

① 提供的精度應能夠滿足在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；

② 在TDD 單播同步區以及FDD/TDD多播MBSFN同步區內，為所有基站提供連續的可跟蹤的公共時間參考。

協定中還規定，應該為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，基站根據以下公式獲得SFN：

其中，各參數的含義如下。

② time：調整後的SFN初始化時間，單位是10ms，以匹配無線幀長度和精度需求；

② period（SFN）：SFN 周期。