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上行同步

上行同步

上行同步，即要求来自不同距离的不同用户终端的上行信号能够同步到达基站。对于TDD（时分双工）系统来说，上行同步能给系统带来很大的好处。由于移动通信系统工作在具有严重干扰、多径传播和多普勒效应的实际环境中，要实现理想的同步几乎是不可能的。但是，让每个用户上行信号的主径达到同步，对改善系统性能、简化基站接收机的设计都有明显好处。

简介
上行同步（Uplink Synchronization）所谓上行同步是指在同一小区中，使用同一时隙的不同位置的用户发送的上行信号同时到达基站接收天线，即同一时隙不同用户的信号到达基站接收天线时保持同步。目的是为了减小小区内用户间的上行多址干扰和多径干扰，增加小区容量和小区半径，从中国3G政策上来看，是为了使TD-SCDMA具有区别于cdma2000和WCDMA的专利，拥有自主知识产权。
基本原理
建立首先是通过在上行同步建立之前，UE必须利用DwPTS上的SYNC_DL信号 建立与当前小区的下行同步。在上行同步建立过程中，UE首先在特殊时隙UpPTS上开环发送UpPCH信号。UE根据路径损耗估计UE与Node B之间传输时间来确定上行初始发送定时，或者以固定的发送提前量来确定初始发送定时Node B在UpPTS上测量UE发送的UpPCH的定时偏差,然后转入闭环同步控制，Node B将UpPCH的定时偏差在下行信道FPACH上通知UE。UE调整定时偏差发送PRACH或上行DPCH，建立上行同步。
建立过程
在UE 开机之后，它首先必须与小区建立下行同步，然后才能够开始建立上行同步。
在用户终端随机接入时，虽然可以接收到基站的DwPTS 信号，但是并不知道与Node B 的距离，
导致UE 的上行发射不能同步到达Node B。因此，为了减小对常规时隙的干扰，上行信道的首次发
送在UpPTS 这个特殊时隙进行。SYNC_UL 突发的发射时刻可通过对接收到的DwPTS 和/或P-CCPCH 的
功率估计来确定。Node B 通过在搜索窗内检测到的SYNC_UL 序列，可估计出接收功率和时间。然后
Node B 向UE 发送反馈信息,给出UE 下次发射的功率以及时间调整值，以便建立上行同步。正常情
况下，NodeB 将在收到SYNC-UL 后的4 个子帧内对UE 做出应答。如果UE 在4 个子帧内没有收到来
自Node B 的应答，则认为同步请求发送失败。UE 将会随机延迟一段时间，然后开始尝试同步发送。
上行同步通常用于系统的随机接入过程，当系统失去上行同步后，重新建立同步的过程也要经
过上述步骤。
保持
因为UE 是移动的，它到Node B 的距离总是在变化的。所以在整个通信过程中，Node B 必须不
间断地检测其上行帧中Midamble 码的到达时刻，并对UE 的发射时刻进行闭环控制，以保持可靠地
同步。
上行同步的具体过程为：Node B 可以在同一个时隙通过测量每个UE 的midamble 码来估计UE
的发射功率和发射时间偏移，然后在下一个可用的下行时隙中发射同步偏移(SS)命令和功率控制(PC)
命令，以使UE 可以根据这些命令分别适当调整它的Tx 时间和功率。从而保证了上行同步的稳定性，
可以在一个 TDD 子帧检查一次上行同步。上行同步的调整步长是可配置和再设置的，取值范围为
1/8～1chip。上行同步的更新有三种可能情况：增加一个步长，减少一个步长，不变。
同步精度
在TD-SCDMA 系统中，同步调整的步长约为码片宽度的1/8，即大约100 ns。在实际
系统中所要求和可能达到的精度则将由基带信号的处理能力和检测能力来确定，一般可能在1/8 至
1 个码片的宽度。因为同步检测和控制是每个子帧（5 ms）一次，一般来说，在此时间内UE 的移动
范围不会超过十几厘米，因而，这个同步精度已经足够，并不会限制和影响UE 的高速移动。
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