TDD-LTE測試介紹及R&S解決方案
加入技術(shù)交流群
目前，在3G之后，各種通信技術(shù)將如何演進(jìn)是業(yè)界非常關(guān)注的一個(gè)焦點(diǎn)，特別是對于TD-SCDMA來(lái)說(shuō)，能否實(shí)現向下一代通信技術(shù)的平滑演進(jìn)，決定了TD究竟具有多長(cháng)時(shí)間的生命力，以及我國的自主創(chuàng )新戰略究竟能走多遠。2007年11月，3GPPRAN151會(huì )議通過(guò)了27家公司聯(lián)署的LTETDD融合幀結構的建議，統一了LTE TDD的兩種幀結構。融合后的LTE TDD幀結構是以TD-SCDMA的幀結構為基礎的，這就為T(mén)D-SCDMA成功演進(jìn)到LTE乃至4G標準奠定了基礎。
TDD-LTE技術(shù)特點(diǎn)
LTE系統支持FDD和TDD兩種雙工方式。在這兩種雙工方式下，系統的大部分設計，尤其是高層協(xié)議方面是一致的。另一方面，在系統底層設計，尤其是物理層的設計上，由于FDD和TDD兩種雙工方式在物理特性上所固有的不同，LTE系統為T(mén)DD的工作方式進(jìn)行了一系列專(zhuān)門(mén)的設計，這些設計在一定程度上參考和繼承了TD-SCDMA的設計思想，下面我們對這些設計進(jìn)行簡(jiǎn)要的描述與討論。
無(wú)線(xiàn)幀結構
因為T(mén)DD采用時(shí)間來(lái)區分上、下行，資源在時(shí)間上是不連續的，需要保護時(shí)間間隔來(lái)避免上下行之間的收發(fā)干擾，所以L(fǎng)TE分別為FDD和TDD設計了各自的幀結構，即Type1和Type2，其中Type1用于FDD，而Type2用于TDD。
在FDD Type1中，10ms的無(wú)線(xiàn)幀分為10個(gè)長(cháng)度為1ms的子幀，每個(gè)子幀由兩個(gè)長(cháng)度為0.5ms的slot組成。 在TDD Type2中，10ms的無(wú)線(xiàn)幀由兩個(gè)長(cháng)度為5ms的半幀組成，每個(gè)半幀由5個(gè)長(cháng)度為1ms的子幀組成，其中有4個(gè)普通的子幀和1個(gè)特殊子幀。普通子幀由兩個(gè)0.5ms的slot組成，特殊子幀由3個(gè)特殊時(shí)隙（UpPTS，GP和DwPTS）組成。
上下行的時(shí)間分配
TDD另外一個(gè)顯著(zhù)區別于FDD的物理特征是，FDD依靠頻率區分上下行，因此其單方向的資源在時(shí)間上是連續的；而TDD依靠時(shí)間來(lái)區分上下行，所以其單方向的資源在時(shí)間上是不連續的，時(shí)間資源在兩個(gè)方向上進(jìn)行了分配。
下圖是LTE TDD中支持的7種不同的上、下行時(shí)間配比，從將大部分資源分配給下行的“9:1”到上行占用資源較多的“2:3”，在實(shí)際使用時(shí)，網(wǎng)絡(luò )可以根據業(yè)務(wù)量的特性靈活的選擇配置。這樣，在資源組成上TDD與FDD所固有的不同，成為了LTE中另一部分為T(mén)DD所進(jìn)行的專(zhuān)門(mén)設計的原因。這一部分設計主要包括“物理層HARQ的相關(guān)機制”，以及“采用頻分的隨機接入信道”。
允許同一時(shí)間上存在多個(gè)隨機接入信道（頻分）是TDD上下行時(shí)分的結構形成的又一設計結果。在LTEFDD的設計中，同一時(shí)刻只允許一個(gè)隨機接入信道的存在，即僅在時(shí)間域上改變隨機接入信道的數量。而在TDD中，時(shí)間資源已經(jīng)在上下行進(jìn)行了分配，同時(shí)由于不同的上下行配比的存在，可能存在上行子幀數目很少的情況（如DL:UL=9:1），因此在TDD中需要支持頻分的隨機接入信道，即在同一時(shí)間位置上采用不同頻率的區分提供多個(gè)隨機接入信道，以為系統提供足夠的隨機接入的容量。
在FDD的情況下，上、下行的資源在單方向上都是連續的，而且子幀數目相等。因此，以下行為例，在進(jìn)行物理層的HARQ時(shí)，下行數據與上行的ACK/NAK之間可以建立一對一的對應關(guān)系。與此不同的是，在TDD的情況下，單方向的資源不是連續的，因此可能無(wú)法獲得對應的時(shí)間上的資源。另外，上下行配比的設置可能使得上下行的子幀數目不相等，因此無(wú)法建立一一對應的關(guān)系，所以這些都需要進(jìn)行針對性的設計。在LTETDD，為了解決以上問(wèn)題，引入了MultipleACK/NAK的概念，即使用一個(gè)ACK/NAK完成對前續若干個(gè)下行數據的反饋，這樣就解決了上下行時(shí)隙不對稱(chēng)帶來(lái)的反饋問(wèn)題。在另一個(gè)方面，同時(shí)還減小了數據的傳輸時(shí)延，數據無(wú)需再等待到下一個(gè)上行時(shí)隙以進(jìn)行反饋了。當然，該方案可能引起的不必要的過(guò)多重傳也需要引起注意。
同步信道是另一項體現不同雙工方式的設計。LTE中用于小區搜索的同步信道包括“主同步信號”和“輔同步信號”。在兩種幀結構中，同步信號具有不同的位置：在FDDType1中兩個(gè)同步信號連接在一起，位于子幀0和5的中間位置；而TDDType2中，輔同步信號位于子幀0的末尾，主同步信號位于特殊子幀，即DwPTS的第三個(gè)符號。在兩種幀結構中，同步信號在無(wú)線(xiàn)幀中的絕對位置不相同，更為重要的是，主、輔同步信號的相對位置不同：在FDD中兩個(gè)信號連接在一起，而在TDD中兩個(gè)信號之間有兩個(gè)符號的時(shí)間間隔。由于同步信號是終端進(jìn)行小區搜索時(shí)最先檢測的信號，這樣不同的相對位置的設計使得終端在接入網(wǎng)絡(luò )的最開(kāi)始階段就可以檢測出網(wǎng)絡(luò )的雙工方式，即FDD或者TDD。
隨機接入前導（Random Access preamble）的設計是LTE對TDD的另一項特殊設計。在LTE中，隨機接入序列采用如下圖所示的5種隨機接入序列格式。其中最后一種隨機接入序列格式是TDD所特有的，由于其長(cháng)度明顯短于其它的4種格式，因此又稱(chēng)為“短RACH”。采用短RACH的原因也是與TDD關(guān)于特殊時(shí)隙的設計相關(guān)的，如同圖中所描述的，短RACH在特殊時(shí)隙的最后部分（即UpPTS）進(jìn)行發(fā)送，這樣利用這一部分的資源完成上行隨機接入的操作，避免占用正常子幀的資源。采用短RACH時(shí)，需要注意的一個(gè)主要問(wèn)題是其鏈路預算所能夠支持的覆蓋半徑，由于其長(cháng)度要大大的小于其它格式的RACH序列，因此其鏈路預算相對較低，相應的適用于覆蓋半徑較小的場(chǎng)景（根據網(wǎng)絡(luò )環(huán)境的不同，約700m～2km）。
評論