LTE TDD系統(tǒng)的設(shè)計(jì)分析

1、引言

　　LTE系統(tǒng)支持FDD和TDD兩種雙工方式。在這兩種雙工方式下，系統(tǒng)的大部分設(shè)計(jì)，尤其是高層協(xié)議方面是一致的。另一方面，在系統(tǒng)底層設(shè)計(jì)，尤其是物理層的設(shè)計(jì)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(tǒng)為TDD的工作方式進(jìn)行了一系列專門的設(shè)計(jì)，這些設(shè)計(jì)在一定程度上參考和繼承了3GTD-SCDMA的設(shè)計(jì)思想，下面我們對(duì)這些設(shè)計(jì)進(jìn)行簡(jiǎn)要的描述與討論。

　　2、幀結(jié)構(gòu)

　　雙工方式的不同，最直接的就是對(duì)于空中接口無(wú)線幀結(jié)構(gòu)的影響，因?yàn)镕DD采用頻率來(lái)區(qū)分上、下行，其單方向的資源在時(shí)間上是連續(xù)的；而TDD采用時(shí)間來(lái)區(qū)分上、下行，其單方向的資源在時(shí)間上是不連續(xù)的，而且需要保護(hù)時(shí)間間隔來(lái)避免兩個(gè)方向之間的收發(fā)干擾，所以LTE分別為FDD和TDD設(shè)計(jì)了各自的幀結(jié)構(gòu)，即Type1和Type2，其中Type1用于FDD，而Type2用于TDD的工作方式（見(jiàn)圖1）。

　　圖1LTE無(wú)線幀結(jié)構(gòu)

　　在FDDType1中，10ms的無(wú)線幀分為10個(gè)長(zhǎng)度為1ms的Subframe，每個(gè)Subframe由兩個(gè)長(zhǎng)度為0.5ms的slot組成。

　　在TDDType2中，10ms的無(wú)線幀由兩個(gè)長(zhǎng)度為5ms的Half-Frame組成，每個(gè)Half-Frame由5個(gè)長(zhǎng)度為1ms的Subframe組成，其中有4個(gè)普通的Subframe和1個(gè)特殊Subframe。普通Subframe由兩個(gè)0.5ms的slot組成，特殊Subframe由3個(gè)特殊時(shí)隙（UpPTS，GP和DwPTS）組成。

　　2.1Type2TDD特殊時(shí)隙的設(shè)計(jì)

　　如上節(jié)的無(wú)線幀結(jié)構(gòu)圖所示，在LTE中TDD與FDD幀結(jié)構(gòu)最顯著的區(qū)別在于：在TDDType2幀結(jié)構(gòu)中存在1ms的特殊子幀（Subframe），該子幀由三個(gè)特殊時(shí)隙組成：DwPTS，GP和UpPTS，其含義和功能與TD-SCDMA系統(tǒng)相類似，其中DwPTS始終用于下行發(fā)送，UpPTS始終用于上行發(fā)送，而GP作為TDD中下行至上行轉(zhuǎn)換的保護(hù)時(shí)間間隔。

　　圖2Type2TDD特殊時(shí)隙的設(shè)計(jì)
　　從圖2中可以看到，三個(gè)特殊時(shí)隙的總長(zhǎng)度固定為1ms，而其各自的長(zhǎng)度可以根據(jù)網(wǎng)絡(luò)的實(shí)際需要進(jìn)行配置（例如，不同的小區(qū)覆蓋半徑），在技術(shù)規(guī)范中支持如表1所示的9種配置選項(xiàng)。從表中可以看出UpPTS的長(zhǎng)度為1～2個(gè)符號(hào)；DwPTS的長(zhǎng)度為3～12個(gè)符號(hào)；相應(yīng)的GP長(zhǎng)度為1～10個(gè)符號(hào)，時(shí)間長(zhǎng)度為70～700μs，對(duì)應(yīng)的支持1～100km的小區(qū)覆蓋半徑。

　　表1支持的9種配置選項(xiàng)

　　DwPTS中包含物理下行控制信道和數(shù)據(jù)信道，實(shí)現(xiàn)與其它下行子幀相同的下行數(shù)據(jù)發(fā)送的功能。而UpPTS不再發(fā)送上行數(shù)據(jù)，決定將UpPTS的上行符號(hào)用于上行Sounding導(dǎo)頻的發(fā)送，這樣的導(dǎo)頻可以用于上行信道的測(cè)量，在TDD的模式下由于上下行信道的對(duì)稱性，還可以相應(yīng)的獲得關(guān)于下行信道的信息。