同步是通信系统最关键的功能之一。然而，在5G的环境中，特别是对于上行链路和下行链路传输在同一频率上的时分双工（TDD），干扰的可能性要大得多。因此，我们看到了TDD-LTE和5G-NR对定时和同步的更严格的要求。在本文中，我们将讨论TDD、定时和同步以及帧同步的关系，特别是对于5G-TDD部署。
权衡频谱利弊
并非所有的无线电频谱都具有相等的性能。比如说1GHz以下提供了最佳的覆盖面，但是，可用的低频段频谱数量有限。频率范围frequency range 2（FR2），即大于6GHz提供了大量的频谱，带宽非常宽（高达400MHz），但覆盖范围有限。事实上，它是一个极好的无线信道，具有千兆吞吐量，但覆盖范围仅限于数百英尺。C波段频谱是frequency range 1（FR1）的一部分，也称为中间频谱，它在覆盖率和高吞吐量之间提供了一个很好的折衷方案。作为3GPP release 15的一部分，确定了三个波段n77、n78和n79，用于C波段的5G操作，其潜在服务带宽高达100MHz。见表1。
表1-C波段光谱
凭借100MHz的带宽，C波段可以真正实现5G的增强移动宽带（eMBB）用例。需要注意的是，C波段只提供时分双工（TDD）。TDD通过半双工通信链路提供全双工通信信道。这意味着发射机和接收机使用相同的频率，但通过使用同步的时间间隔在不同的时间发送和接收业务。数字信号处理和硬件计算速度的进步允许TDD操作，但它确实带来了一些挑战。让我们回顾一下TDD的优点以及一些定时和同步要求，以确保它能够提供与频分双工（FDD）类似的射频服务质量。
从频谱效率的角度来看，TDD更具吸引力的选择，因为它只需要一个不成对的频谱来进行操作，考虑到频率资源的稀缺性，这是有益的。此外，由于信道互易性，依赖于上行链路中的信道状态信息（CSI）测量的物理层特征（例如大规模MIMO、波束形成和预编码），TDD会更加健壮。
TDD在带来频谱效率的同时，也带来了一个关键的挑战：定时和同步。由于下行（DL）和上行UL共享相同的频谱，因此需要对TDD系统施加严格的定时限制以避免干扰。
TDD时隙格式
与LTE一样，5G无线帧的固定持续时间为10ms，每个无线帧包含10个子帧。它与LTE的不同之处在于，在5G-NR中，时隙和符号持续时间取决于其数量。见图1。
图1- 5G NR时隙与子载波间隔的关系
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