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技術(shù)文章
TD-SCDMA基站非GPS同步解決方案研究（一）
點(diǎn)擊次數(shù)：5398 發(fā)布時間：2011-4-1
摘要：本文首先分析了我國自主3G標(biāo)準(zhǔn)TD-SCDMA無線通信系統(tǒng)的同步需求和應(yīng)用GPS存在的風(fēng)險,，提出了使用我國自主知識產(chǎn)權(quán)的“北斗衛(wèi)星”授時和使用地面?zhèn)魉途W(wǎng)進(jìn)行時間傳遞來替代基站加裝GPS的方案,。
關(guān)鍵詞：第三代移動通信系統(tǒng)TD-SCDMA,，時間同步,，衛(wèi)星授時,，IEEE1588v2協(xié)議,，北斗衛(wèi)星（BD）
一. TD-SCDMA的同步需求
移動通信技術(shù)的發(fā)展離不開同步技術(shù)的支持,，載波頻率的穩(wěn)定,、上下行時隙的對準(zhǔn),、可靠高質(zhì)量的傳送、基站之間的切換,、漫游等都需要的同步控制,。我國提出的TD-SCDMA——Time Division- Synchronous Code Division Multiple Access （時分同步的碼分多址技術(shù)）標(biāo)準(zhǔn)，由于采用了TDD模式對時鐘和時間同步提出了更高的要求,。TD-SCDMA系統(tǒng)相鄰基站之間空口對時間同步的精度要求是3us,。
表1 各種無線通信系統(tǒng)的同步性能指標(biāo)要求
| Standard | Frequency Accuracy | Phase Accuracy |
| GSM | 50ppb | None |
| UMTS/WCDMA | 50ppb | None |
| CDMA2000 | 50ppb | 目標(biāo)小于3ms 必須小于10ms |
| TD-SCDMA | 50ppb | 相鄰基站間相差小于3ms |
| Femtocell （UMTS） | 100ppb, 200 （NSN）, 250（Samsung） | None |
| Femtocell （TDD） | 50ppb | 相鄰基站間相差小于3ms |
| LTE（FDD） | 50ppb | None |
| LTE（TDD） | 50ppb | 相鄰基站間相差小于3ms |
| LTE MBMS | 50ppb | 相鄰cell間相差小于5ms |
| WiMax 802.16e （TDD） | 偏差2ppm； 相鄰基站間 ~50ppb | 1.4ms （SOFDMA, G = 1/8） （相鄰基站間） |
| Backhaul N/W | 16ppb | N/A |
各種無線通信系統(tǒng)的同步性能指標(biāo)要求如表1所示,。其中,，TD-SCDMA的同步需求主要來源于無線系統(tǒng)同步、物理幀同步和載波頻率的同步需求,。
系統(tǒng)同步主要是要實(shí)現(xiàn)基站和終端的幀同步,，以及接入網(wǎng)設(shè)備RNC和NodeB的節(jié)點(diǎn)同步，是通過各個網(wǎng)元通過PP2S或1PPS時刻獲取原子時,，通過原子時計算SFN來zui終實(shí)現(xiàn)的,。
TD的物理層幀同步原理是NodeB通過獲取授時系統(tǒng)1PPS相位、通過本地高穩(wěn)晶振產(chǎn)生與1PPS無相差的5ms子幀時刻（觀測點(diǎn)為天線口）,，實(shí)現(xiàn)空口同步,。 
圖1 TD-SCDMA系統(tǒng)的同步需求
TD的載波頻率同步原理是各個網(wǎng)元的時頻單元在相同時頻產(chǎn)生算法通過授時系統(tǒng)得到1PPS長期穩(wěn)定度高于1×10-10,；NodeB通過獲取授時系統(tǒng)1PPS長期穩(wěn)定度高，來調(diào)整本地高穩(wěn)晶振,，使本地高穩(wěn)晶振滿足±0.05ppm,，就可滿足終端250km/h的移動速度。
如圖1所示,，當(dāng)TD-SCDMA同頻組網(wǎng)時,，如果相鄰Node B之間空口不同步，會產(chǎn)生時隙間干擾和上下行時隙干擾,。時隙干擾是指前一個時隙的信號落在下一個時隙中,，破壞了這兩個時隙內(nèi)的正交碼的正交性，使這兩個時隙（內(nèi)的基站或手機(jī)）都無法正常解調(diào),。上下行時隙干擾是指一個基站發(fā)射的信號直接對另一個基站的接收造成強(qiáng)大的干擾,，嚴(yán)重影響第二個基站的正常接收。
TD-SCDMA 基站的時間同步需求描述見技術(shù)規(guī)范3GPP TR 25.836,，要求提供NodeB的物理層（碼,、幀、時隙）同步,，保證所有NodeB同時發(fā)送同時接收,，相位精度為<1.5us；提供NodeB的SFN同步,，現(xiàn)在的TD系統(tǒng)要求做到所有NodeB的SFN同步,，SFN = （ time * 100） mod 4096；其中time為從1980.1.6 00:00:00開始計數(shù)的秒時間,，SFN號每隔1024秒循環(huán)一遍,；提供TOD信息（年月日時分秒）；提供1pps,，通過鎖相技術(shù)使NodeB保證輸出頻率穩(wěn)定度高于5×10-8,。即要求：TD-SCDMA 基站要求頻率準(zhǔn)確度滿足±50ppb，同時要求相鄰基站間時間誤差小于3ms,。
待續(xù)