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LTETDD与LTEFDD技术简介和比较
2009年2月27日 13:53    移动lab    评论()    

    (2)特殊时隙的应用

    为了节省网络开销,TD-LTE允许利用特殊时隙DwPTS和UpPTS传输系统控制信息。LTE FDD中用普通数据子帧传输上行sounding导频,而TDD系统中,上行sounding导频可以在UpPTS上发送。另外,DwPTS也可用于传输PCFICH、PDCCH、PHICH、PDSCH和P-SCH等控制信道和控制信息。其中,DwPTS时隙中下行控制信道的最大长度为两个符号,且主同步信道固定位于DwPTS的第三个符号。

    (3)多子帧调度/反馈

    和FDD不同,TDD系统不总是存在1:1的上下行比例。当下行多于上行时,存在一个上行子帧反馈多个下行子帧,TD-LTE提出的解决方案有:multi-ACK/NAK,ACK/NAK捆绑(bundling)等。当上行子帧多于下行子帧时,存在一个下行子帧调度多个上行子帧(多子帧调度)的情况。

    (4)同步信号设计

    除了TDD固有的特性之外(上下行转换、特殊时隙等),TDD帧结构与FDD帧结构的主要区别在于同步信号的设计。LTE 同步信号的周期是5ms,分为主同步信号(PSS)和辅同步信号(SSS)。LTE TDD和FDD帧结构中,同步信号的位置/相对位置不同,如图3所示。在TDD帧结构中,PSS位于DwPTS的第三个符号,SSS位于5ms第一个子帧的最后一个符号;在FDD帧结构中,主同步信号和辅同步信号位于5ms第一个子帧内前一个时隙的最后两个符号。利用主、辅同步信号相对位置的不同,终端可以在小区搜索的初始阶段识别系统是TDD还是FDD。

   

图3:FDD和TDD的同步信号设计

    (5)HARQ的设计

    LTE FDD 系统中,HARQ的RTT(Round Trip Time)固定为8ms,且ACK/NACK位置固定,如图4所示。TD-LTE系统中HARQ的设计原理与LTE FDD相同,但是实现过程却比LTE FDD复杂,由于TDD上下行链路在时间上是不连续的,UE发送ACK/NACK的位置不固定,而且同一种上下行配置的HARQ的RTT长度都有可能不一样,这样增加了信令交互的过程和设备的复杂度。

    如图4所示,LTE FDD系统中,UE发送数据后,经过3ms的处理时间,系统发送ACK/NACK,UE再经过3ms的处理时间确认,此后,一个完整的HARQ处理过程结束,整个过程耗费8ms。在LTE TDD系统中,UE发送数据,3ms处理时间后,系统本来应该发送ACK/NACK,但是经过3ms处理时间的时隙为上行,必须等到下行才能发送ACK/NACK。系统发送ACK/NACK后,UE再经过3ms处理时间确认,整个HARQ处理过程耗费11ms。类似的道理,UE如果在第2个时隙发送数据,同样,系统必须等到DL时隙时才能发送ACK/NACK,此时,HARQ的一个处理过程耗费10ms。可见,LTE TDD系统HARQ的过程复杂,处理时间长度不固定,发送ACK/NACK的时隙也不固定,给系统的设计增加了难度。

   

图4:FDD和TDD的HARQ设计

    4、LTETDD与LTEFDD的比较

    LTE TDD在帧结构、物理层技术、无线资源配置等方面具有自己独特的技术特点,与LTE FDD相比,具有特有的优势,但也存在一些不足。

    4.1、LTETDD的优势

    (1)频谱配置

    频段资源是无线通信中最宝贵的资源,随着移动通信的发展,多媒体业务对于频谱的需求日益增加。现有的通信系统GSM900和GSM1800均采用FDD双工方式,FDD双工方式占用了大量的频段资源,同时,一些零散频谱资源由于FDD不能使用而闲置,造成了频谱浪费。由于LTE TDD系统无需成对的频率, 可以方便的配置在LTE FDD 系统所不易使用的零散频段上, 具有一定的频谱灵活性,能有效的提高频谱利用率。

    另外,中国已经为TDD 划分了155 MHz 的频段(如图5所示) ,为LTE TDD的应用创造了条件。因此,在频段资源方面,LTE TDD系统和LTE FDD系统具有更大的优势。中国移动可以针对不同的频段资源,分别部署LTE TDD系统和LTE FDD系统,充分利用频谱资源。

   

图5:中国为TDD划分的频段

    (2)支持非对称业务

    在第三代移动通信系统以及未来的移动通信系统中,除了提供语音业务之外,数据和多媒体业务将成为主要内容,且上网、文件传输和多媒体业务通常具有上下行不对称特性。LTE TDD系统在支持不对称业务方面具有一定的灵活性。根据LTE TDD帧结构的特点,LTE TDD系统可以根据业务类型灵活配置LTE TDD帧的上下行配比。如浏览网页、视频点播等业务,下行数据量明显大于上行数据量,系统可以根据业务量的分析,配置下行帧多于上行帧情况,如 6DL:3UL ,7DL:2UL,8DL:1UL,3DL:1UL等。而在提供传统的语音业务时,系统可以配置下行帧等于上行帧,如2DL:2UL。

    在LTE FDD系统中, 非对称业务的实现对上行信道资源存在一定的浪费, 必须采用高速分组接入(HSPA) 、EV-DO 和广播/组播等技术。相对于LTE FDD系统,LTE TDD系统能够更好的支持不同类型的业务,不会造成资源的浪费。

    (3)智能天线的使用

    智能天线技术是未来无线技术的发展方向,它能降低多址干扰,增加系统的吞吐量。在LTE TDD系统中, 上下行链路使用相同频率, 且间隔时间较短, 小于信道相干时间,链路无线传播环境差异不大,在使用赋形算法时,上下行链路可以使用相同的权值。与之不同的是, 由于FDD 系统上下行链路信号传播的无线环境受频率选择性衰落影响不同, 根据上行链路计算得到的权值不能直接应用于下行链路。因而, LTE TDD系统能有效地降低移动终端的处理复杂性。

    另外,在LTE TDD系统中,由于上下行信道一致, 基站的接收和发送可以共用部分射频单元, 从而在一定程度上降低了基站的制造成本。

    (4)与TD-SCDMA的共存

    LTE TDD系统还有一个LTE FDD无法比拟的优势,就是LTE TDD系统能够与TD-SCDMA系统共存。对现有通信系统来说,目前的数据传输速率已经无法满足用户日益增长的需求,运营商必须提前规划现有通信系统向B3G/4G系统的平滑演进。由于LTE TDD帧结构基于我国TD-SCDMA的帧结构,能够方便的实现TD-LTE系统与TD-SCDMA系统的共存和融合。如图6所示,以5ms 的子帧为基准,TD-SCDMA有7个子帧,且特殊时隙是固定的,TD-LTE通过调整特殊时隙的长度,就能够保证两个系统的GP时隙重合(上下行切换点),从而实现两个系统的融合。

[1]  [2]  [3]  编 辑:石美君
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