1、引言
LTE系统支持FDD和TDD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FDD和TDD两种双工方式在物理特性上所固有的不同,LTE系统为TDD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3GTD-SCDMA的设计思想,下面我们对这些设计进行简要的描述与讨论。
2、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FDD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TDD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LTE分别为FDD和TDD设计了各自的帧结构,即Type1和Type2,其中Type1用于FDD,而Type2用于TDD的工作方式(见图1)。
图1LTE无线帧结构
在FDDType1中,10ms的无线帧分为10个长度为1ms的Subframe,每个Subframe由两个长度为0.5ms的slot组成。
在TDDType2中,10ms的无线帧由两个长度为5ms的Half-Frame组成,每个Half-Frame由5个长度为1ms的Subframe组成,其中有4个普通的Subframe和1个特殊Subframe。普通Subframe由两个0.5ms的slot组成,特殊Subframe由3个特殊时隙(UpPTS,GP和DwPTS)组成。
2.1Type2TDD特殊时隙的设计
如上节的无线帧结构图所示,在LTE中TDD与FDD帧结构最显著的区别在于:在TDDType2帧结构中存在1ms的特殊子帧(Subframe),该子帧由三个特殊时隙组成:DwPTS,GP和UpPTS,其含义和功能与TD-SCDMA系统相类似,其中DwPTS始终用于下行发送,UpPTS始终用于上行发送,而GP作为TDD中下行至上行转换的保护时间间隔。
图2Type2TDD特殊时隙的设计
从图2中可以看到,三个特殊时隙的总长度固定为1ms,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1所示的9种配置选项。从表中可以看出UpPTS的长度为1~2个符号;DwPTS的长度为3~12个符号;相应的GP长度为1~10个符号,时间长度为70~700μs,对应的支持1~100km的小区覆盖半径。
表1支持的9种配置选项
DwPTS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UpPTS不再发送上行数据,决定将UpPTS的上行符号用于上行Sounding导频的发送,这样的导频可以用于上行信道的测量,在TDD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。