上行和下行是什麼意思為什麼無線通訊需要同步？

1、為什麼無線通訊網路需要同步？無線網路是由乙個乙個的基站組成的。單個基站的覆蓋範圍和容量有限，因此基站間需要進行各種信令互動來實現小區選擇，重選，切換，負荷均衡，干擾協同等複雜的操作。

5g基站組網示意圖

各個基站要互動資訊，除了信令能互相理

解之外，還需要步調一致，準確知道對方目前的狀態，預知下乙個時刻將要發生的動作，才能配合默契。

我們以5g為例，在tdd模式下，時間是用來區分上下行的，基站間需要嚴格步調一致。如果相鄰基站沒有採用相同的時間基準，乙個正在進行下行發射，另乙個卻在進行上行接收，發射基站的訊號會進入接收基站，從而產生強烈干擾，系統完全無法運轉。

5g幀結構

因此，「同步」是所有無線網路正常工作的基礎。2、什麼是頻率同步和相位同步？同步，從字面意思上看，是指兩個或兩個以上隨時間變化的量在變化過程中保持一定的相對關係。

到底是怎麼樣的相對關係呢？一般根據關係的緊密程度分為「頻率同步」和「相位同步」這兩個級別。

頻率同步是指兩個基站的時鐘的變化頻率一致，而相位則不一定一致，可以保持相對固定的差值。

假設兩個基站內部各有乙個鐘錶，在某一時刻，表a指示的時間是12:15，表b指示的時間為11:45，很顯然，他們的時間相差30分鐘，也就是相位不同；

在下一時刻，表a指示的時間是12:25，表b指示的時間是11:55，它們雖相位不同，但時間差還是30分鐘。

如果在其他時刻這兩個表的時間始終相差30分鐘的話，就可以認為它們走的快慢一致，是頻率同步的。

相位同步是指兩個基站的時鐘的相位始終保持一致。

還以表a和表b為例，在相位同步下，它們每時每刻指示的時間都是一模一樣的，不但要走得快慢一樣，還不允許有任何時間差。因此，相位同步也叫做「時間同步」。

由此可見，相位同步的要求比頻率同步要高得多，頻率同步是相位同步的基礎。

頻率同步的精度使用頻率偏差或者頻率穩定度這個指標來衡量，其單位是ppm，全稱為part per million，意為百萬分之一，無量綱。它表示在乙個特定

中心頻率

下，允許偏差的值，該值越小則同步精度越高

。 ppm和赫茲之間的換算關係如下公式：△f = (f*ppm)/10^6這裡 ppm 是最大變化值(+/-)，f是中心頻率(赫茲)，△f是允許最大的頻率變化範圍。

例如：如果系統時鐘頻率為100mhz的話，允許的

頻率誤差為100 ppm

，利用上面公式得出頻率的變化是10khz。那麼系統可接受的最大頻率是100.01mhz，最小是99.99 mhz。

ppm這個單位有些大，有時候，也會用到ppb。ppb的全稱是parts per billion，意為十億分之一。1 ppb為1 ppm的千分之一，即：1 ppm = 1000ppb。

而表徵相位同步的方式就要直接地多，直接以時間為

單位，一般使用微秒(us

) 來表示。畢竟相位和時間息息相關，相位同步也叫做時間同步。3、不同的網路制式，對於同步精度的需求有什麼不同？不同的無線制式，對於頻率同步和相位同步有著不同的要求，如下表所示。

總體來看，使用fdd雙工方式的技術，比如2g中的gsm，3g的wcdma，以及4g的lte fdd都只需要頻率同步，精度為0.05ppm(或者50ppb)；而使用tdd雙工方式的技術，比如3g的td- scdma，4g的lte tdd等，則需要更為嚴格的相位同步，精度一般為±1.5us。

cdma是個特例，它雖然採用fdd雙工方式，但其長短碼都是m序列，不同的m序列通過相位來區別，所以各基站需要嚴格的相位同步。

對於5g來說，雙工模式因頻段不同而不同，目前以tdd為主，fdd為輔，因此不同基站間也需要相位同步。其基本的業務的同步精度需求跟4g基本相同。

但5g的一些高階功能還可能需要站內各小區間，甚至站間的協同增強，從而使同乙個使用者的資料可以通過不同的有源天線單元(aau)收發，在交疊覆蓋區合併多個訊號，從而有效提公升業務頻寬。

這些高階功能對同步精度提出了

更為嚴格的要求。其中，多入多出(mimo)和發射分集技術的時間偏差要求為65ns，對於帶內連續載波聚合(ca)，低頻基站(sub 6g)時間偏差要求為260ns，高頻基站(above 6g)時間偏差要求為130ns。

另外，5g網路支撐的多種新業務也可能具備高精度同步需求，包括高精度定位業務、高速移動業務覆蓋、業務時延精確測量、各種垂直行業應用(如物聯網，車聯網，智慧型製造)等。例如，要滿足3m的定位精度，要求基站間的空口訊號同步偏差為±10ns；要滿足m級的定位精度，要求基站間的空口訊號同步偏差為±3ns。

綜上，高精度相位同步，將成為5g網路施展拳腳的關鍵基礎。

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