LTETDD系统的设计分析

一 特 干 电 信 网 技 术 年 月 第 期 口乙 兀 兀 刃 系 统 的 设 计 分 析林 辉信 息 产 业 部 电 信 研 究 院 通 信 标 准 研 究 所 工 程 师摘 要 系 统 的 设 计 和 标 准 化 工 作 接 近 尾 声 , 各 方 面 的 功 能 和 特 性 已 经 基 本 确 定 本 文根 据 目 前 标 准 化 的 进 展 情 况 , 分 析 系 统 , 尤 其 是 物 理 层 , 为 了 高 效 地 支 持 的 双 工方 式 所 进 行 的 专 门 的 设 计关 键 词 一 专 门 的 设 计引 言系 统 支 持 和 两 种 双 工 方 式 。 在 这两 种 双 工 方 式 下 , 系 统 的 大 部 分 设 计 , 尤 其 是 高 层 协议 方 面 是 一 致 的 。 另 一 方 面 , 在 系 统 底 层 设 计 , 尤 其 是物 理 层 的 设 计 上 , 由 于 和 两 种 双 工 方 式 在物 理 特 性 上 所 固 有 的 不 同 , 系 统 为 的 工 作方 式 进 行 了 一 系 列 专 门 的 设 计 , 这 些 设 计 在 一 定 程 度上 参 考 和 继 承 了 一 的 设 计 思 想 , 下 面 我们 对 这 些 设 计 进 行 简 要 的 描 述 与 讨 沦 。帧 结 构双 工 方 式 的 不 同 , 最 直 接 的 就 是 对 于 空 中 接 口 无线 帧 结 构 的 影 响 , 因 为 采 用 频 率 来 区 分 上 、 下行 , 其 单 方 向 的 资 源 在 时 间 上 是 连 续 的 而 采 用时 间 来 区 分 上 、 下 行 , 其 单 方 向 的 资 源 在 时 间 上 是 不连 续 的 , 而 且 需 要 保 护 时 间 间 隔 来 避 免 两 个 方 向 之 间的 收 发 干 扰 , 所 以 分 别 为 和 设 计 了 各自 的 帧 结 构 , 即 和 , 其 中 用 于, 而 用 于 的 工 作 方 式 见 图 。在 中 , 的 无 线 帧 分 为 个 长 度为 的 , 每 个 由 两 个 长 度 为的 组 成 。在 中 , 的 无 线 帧 由 两 个 长 度 为的 组 成 , 每 个 由 个 长 度为 的 组 成 , 其 中 有 个 普 通 的和 个 特 殊 。 普 通 由 两 个 的组 成 , 特 殊 由 个 特 殊 时 隙 ,和 组 成 。下 丁 特 殊 时 隙 的 设 计如 上 节 的 无 线 帧 结 构 图 所 示 , 在 中 与帧 结 构 最 显 著 的 区 别 在 于 在 帧 结构 中 存 在 的 特 殊 子 帧 , 该 子 帧 由 三 个特 殊 时 隙 组 成 , 和 , 其 含 义 和 功 能与 一 系 统 相 类 似 , 其 中 始 终 用 于 下行 发 送 , 始 终 用 于 上 行 发 送 , 而 作 为中 下 行 至 上 行 转 换 的 保 护 时 间 间 隔 。口一从 图 中 可 以 看 到 , 三 个 特 殊 时 隙 的 总 长 度 固 定为 , 而 其 各 自 的 长 度 可 以 根 据 网 络 的 实 际 需 要 进行 配 置 例 如 , 不 同 的 小 区 覆 盖 半 径 , 在 技 术 规 范 中 支持 如 表 所 示 的 种 配 置 选 项 。 从 表 中 可 以 看 出的 长 度 为 一 个 符 号 的 长 度 为个 符 号 相 应 的 长 度 为 一 个 符 号 , 时 间 长 度 为目 , 对 应 的 支 持 的 小 区 覆 盖 半 径 。中 包 含 物 理 下 行 控 制 信 道 和 数 据 信 道 , 实现 与 其 它 下 行 子 帧 相 同 的 下 行 数 据 发 送 的 功 能 。 而不 再 发 送 上 行 数 据 , 决 定 将 的 上 行 符 号用 于 上 行 导 频 的 发 送 , 这 样 的 导 频 可 以 用 于上 行 信 道 的 测 量 , 在 的 模 式 下 由 于 上 下 行 信 道 的对 称 性 , 还 可 以 相 应 的 获 得 关 于 下 行 信 道 的 信 息 。同 步 信 道 的 设 计同 步 信 道 是 另 一 项 体 现 不 同 双 工 方 式 的 设 计 。中 用 于 小 区 搜 索 的 同 步 信 道 包 括 “ 主 同 步 信 号 ”和 “ 辅 同 步 信 号 ” 。 图 是 同 步 信 号 的 位 置 结 构 ,在 两 种 帧 结 构 中 , 同 步 信 号 具 有 不 同 的 位 置 在中 两 个 同 步 信 号 连 接 在 一 起 , 位 于 子 帧 和的 中 间 位 置 而 中 , 辅 同 步 信 号 位 于 子 帧的 末 尾 , 主 同 步 信 号 位 于 特 殊 子 帧 , 即 的 第 三个 符 号 。这 样 , 在 两 种 帧 结 构 中 , 同 步信 号 在 无 线 帧 中 的 绝 对 位 置 不 相同 , 更 为 重 要 的 是 , 主 、 辅 同 步 信 号的 相 对 位 置 不 同 在 中 两 个信 号 连 接 在 一 起 , 而 在 中 两个 信 号 之 间 有 两 个 符 号 的 时 间 间隔 。 由 于 同 步 信 号 是 终 端 进 行 小 区搜 索 时 最 先 检 测 的 信 号 , 这 样 不 同的 相 对 位 置 的 设 计 使 得 终 端 在 接人 网 络 的 最 开 始 阶 段 就 可 以 检 测出 网 络 的 双 工 方 式 , 即 或 者。短短 是 对的 另 一 项 特 殊 设 计 。 在 中 , 随 机 接 入 序 列 采用 如 图 所 示 的 信 号 结 构 , 序 列 的 长 度 共 有 ,以 及 目 的 三 种 选 项 , 共 种 随 机 接 人 序 列 格 式 。其 中 , 长 度 为 目 的 随 机 接 人 序 列 格 式 是 所特 有 的 , 由 于 其 长 度 明 显 短 于 其 它 的 种 格 式 , 因 此又 称 为 “ 短 ” 。采 用 短 的 原 因 也 是 与 关 于 特 殊 时 隙一 特 刊 电 信 网 技 术 年 月 第 期 口的 设 计 相 关 的 , 如 同 图 中 所 描 述 的 , 短 在 特 殊时 隙 的 最 后 部 分 即 进 行 发 送 , 这 样 利 用 这 一部 分 的 资 源 完 成 上 行 随 机 接 人 的 操 作 , 避 免 占 用 正 常子 帧 的 资 源 。 采 用 短 时 , 需 要 注 意 的 一 个 主 要问 题 是 其 链 路 预 算 所 能 够 支 持 的 覆 盖 半 径 , 由 于 其 长度 要 大 大 的 小 于 其 它 格 式 的 序 列 , ,因 此 其 链 路 预 算 相 对 较 低 比 长 度 为 的 约 低, 相 应 的 适 用 于 覆 盖 半 径 较 小 的 场 景 根 据 网络 环 境 的 不 同 , 约 一上 下 行 的 时 间 分 配上 一 节 中 , 我 们 描 述 了 中 与 特 殊 时 隙相 关 的 , 针 对 进 行 的 设 计 。 而 在 特 殊 时 隙 之 外 ,还 有 另 外 一 个 显 著 区 别 于 的 物 理 特 征 , 即依 靠 频 率 区 分 上 下 行 , 因 此 其 单 方 向 的 资 源 在 时间 上 是 连 续 的 而 依 靠 时 间 来 区 分 上 下 行 , 所 以其 单 方 向 的 资 源 在 时 间 上 是 不 连 续 的 , 时 间 资 源 在 两个 方 向 上 进 行 了 分 配 。图 是 中 支 持 的种 不 同 的 上 、 下 行 时 间 配 比 , 从 将大 部 分 资 源 分 配 给 下 行 的 “ ” 到上 行 占 用 资 源 较 多 的 “ ” , 在 实际 使 用 时 , 网 络 可 以 根 据 业 务 量 的特 性 灵 活 的 选 择 配 置 。这 样 , 在 资 源 组 成 上 与所 固 有 的 不 同 , 成 为 了中 另 一 部 分 为 所 进 行 的 专 门设 计 的 原 因 。 这 一 部 分 设 计 主 要 包闷 一 月 户 二 只口 旧 一括 “ 物 理 层 的 相 关 机 制 ” , 以 及 “ 采 用 频 分 的 随机 接 人 信 道 ” 。如 同 图 中 所 描 述 的 , 在 的 情 况 下 , 仁 、 下行 的 资 源 在 单 方 向 上 都 是 连 续 的 , 而 且 子 帧 数 目 相等 因 此 , 以 下 行 为 例 , 在 进 行 物 理 层 的 时 , 下行 数 据 与 上 行 的 之 间 可 以 建 立 一 对 一 的 对应 关 系 如 图 所 示 与 此 不 同 的 是 , 在 的 情 况下 , 单 方 向 的 资 源 不 是 连 续 的 , 因 此 可 能 无 法 获 得 对应 的 时 间 上 的 资 源 。另 外 , 上 下 行 配 比 的设 置 可 能 使 得 上 下 行的 子 帧 数 日 不 相 等 ,因 此 无 法 建 立 一 一 对应 的 关 系 如 图 所示 , 所 以 这 些 都 需 要进 行 针 对 性 的设 计在 , 为 了 解 决 以 上 问 题 , 引 人 了的 概 念 , 即 使 用 一 个 完 成 对 前续 若 干 个 下 行 数 据 的 反 馈如 图 所 示 , 这 样 就 解 决了 上 下 行 时 隙 不 对 称 带 来的 反 馈 问 题 。 在 另 一 个 方面 , 同 时 还 减 小 了 数 据 的 传输 时 延 , 数 据 无 需 再 等 待 到下 一 个 上 行 时 隙 以 进 行 反馈 了 。 当 然 , 该 方 案 可 能 引起 的 不 必 要 的 过 多 重 传 也需 要 引 起 注 意 。另 外 , 对 比 图 和 图 ,会 发 现 在 和 情况 下 , 数 据 与 反馈 之 间 具 有 不 同 的 时 间 对 应 关 系 即 。同 理 , 容 易 理 解 的 是 , 对 于 的 不 同 上 下 行 配 比 ,这 种 对 应 的 时 间 关 系 也 将 有 所 不 同 。 另 外 , 还 可 能 影响 设 计 细 节 的 是 这 种 时 间 上 对 应 关 系 的 不 同 , 会 带了 对 进 程 数 目 的 不 同 要 求 , 这 也 是 在 具 体 设 计和 实 现 中 需 要 考 虑 的 问 题 。图 反 馈图 反 馈频 分 的 随 机 接 入 信 道允 许 同 一 时 间 上 存 在 多 个 随 机 接 人 信 道 频 分是 卜 下 行 时 分 的 结 构 形 成 的 又 一 设 计 结 果 。 在的 设 计 中 , 同 一 时 刻 只 允 许 一 个 随 机 接 人 信道 的 存 在 , 即 仅 在 时 间 域 上 改 变 随 机 接 人 信 道 的 数虽 。 而 在 中 , 时 间 资 源 已 经 在 上 下 行 进 行 了 分配 , 同 时 由 于 不 同 的 上 下 行 配 比 的 存 在 , 可 能 存 在 上行 子 帧 数 目 很 少 的 情 况 如 , 因 此 在一 特 刊 电 信 网 技 术 年 月 第 期 口中 需 要 支 持 频 分 的 随 机 接 人 信 道 , 即 在 同 一 时 间位 置 上 采 用 不 同 频 率 的 区 分 提 供 多 个 随 机 接 人 信 道 ,以 为 系 统 提 供 足 够 的 随 机 接 入 的 容 量结 束 语为 了 能 在 两 种 双 工 方 式 下 都 实 现 最 优 化 的 系 统性 能 , 同 时 成 为 有 竞 争 力 的 和 系 统 , 在系 统 设 计 中 , 根 据 固 有 的 物 理 特 性 对系 统 , 尤 其 是 物 理 层 进 行 了 一 系 列 专 门 的 设 计 , 包 括帧 结 构 、 特 殊 时 隙 、 同 步