3 FDD中继方案初步探讨
目前,虽然中继技术用于FDD模式时硬件实现比较复杂,成本相对较高,但是,FDD是迄今承载业务量最大的移动通信模式,且FDD模式所占用频段也最多,所处频段的覆盖能力也最为优越。因此对FDD模式和中继技术的结合应用是非常必要的,下面对基于FDD的两跳模式和基站收发信机逻辑架构进行初步探讨。
FDD通信模式中,上行和下行通信频段被物理分割,基站和终端间可以同时进行上下行通信,即可以同时接收和发射。上行占用频段处于低位,用LB表示,中心频率定义为fLB;下行占用频段处于高位,用HB表示,中心频率定义为fHB;两个频段间的双工间隔达数十兆赫兹fDup。
为了节约成本,这里假设中继站只有一套收发信机,即同时只能接收和发射一路信号。因为中继站在功能上需要支持BR/RB/RM/MR(基站发中继收/中继发基站收/中继发终端收/终端发中继收)四种模式,因此需要通过时分的方式来对中继站的收发信机资源进行调度,在时间域上分为BR/RB和RM/MR两种收发状态。
基于MS—OFDMA基本方法,分别将LB和HB频段再分为SH和MH子频段分别用于单跳和多跳通信。MHl/SHl是基站与中继站以及和基站和终端分别直接通信的频段划分;由于中继站采取时分的方式分别与基站和终端通信,即MH1不是一直占用发射的,在中继站覆盖区域和基站直接覆盖区域保持良好隔离情况下,中继站的单跳通信SH2可以利用全部频段,否则采用和MHl相同频段。这里假设SH2可以采用全部频段,因为中继站设立的初衷就是弥补基站的覆盖空洞。上述频率分配模式如图7所示。
这样,得到这个两跳系统的通信时隙表,见表1。从表1中可以看出,中继站在不同时间分别充当了基站和终端角色。这就需要中继的发射机以分时方式支持SH(HB)2和MH(LB)1两个子频段的发射,接收机以分时方式支持MH(HB)1和SH(LB)2两个子频段的接收。
这需要设计可变中心频率的收发信机。图8是一个基于零中频架构的收发信机架构,通过两个交换矩阵,支持收发信机可变中心频率,支持双工器滤波器收发模式改变。该架构中,在子时隙1时,fLB被交换到发射机锁相环,fHB被交换到接收机锁相环,同时射频前端发射通道被交换到支持fLB的滤波器,接收通道被交换到支持fHB的滤波器。在子时隙2时,fHB被交换到发射机锁相环,fLB被交换到接收机锁相环,同时射频前端发射通道被交换到支持fHB的滤波器,接收通道被交换到支持fLB的滤波器。然后以2为周期进行循环。
4 结 语
基于OFDMA系统,中继空口可以采取更为灵活和动态的时频资源分配模式,这将成为在OFDMA系统中中继走向商用的关键因素之一,而基于FDD的中继系统,也必将成为这种商用过程中优先考虑的方面。