LTETDD與LTEFDD的關(guān)鍵過程區(qū)別探討談

摘要：文章基于LTE時代的FDD與TDD這兩種制式在協(xié)議上的不同考慮，從HARQ過程、半持續(xù)調(diào)度過程及尋呼過程等三方面對LTE TDD與LTE FDD關(guān)鍵過程的區(qū)別進(jìn)行了較為深入的探討，這對于促使TDD/FDD這種雙模終端及LTE FDD/TDD這種混合組網(wǎng)的早日出現(xiàn)都具有一定積極作用。

關(guān)鍵詞：LTE TDD；LTE FDD；關(guān)鍵過程；移動通信

中圖分類號：TN929 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1009-2374（2013）08-0055-02

1 概述

隨著科技的快速發(fā)展，也迎來了第三代移動通信的發(fā)展。其演進(jìn)性技術(shù)——LTE，基于其不同的分工方式，可分為兩種制式，即時分雙工（TDD）和頻分雙工（FDD）。相比于通用移動通信系統(tǒng)（UMTS）中的兩種制式標(biāo)準(zhǔn)——TDD和FDD，它們在標(biāo)準(zhǔn)制定過程有著很大的不同。對于LTE TDD和LTE FDD這兩種制式，從制定標(biāo)準(zhǔn)一開始，不管是國際主流設(shè)備商，還是國際主流運營商，都極其重視和支持LTE TDD和LTE FDD這兩種制式，并基于3GPP這一框架內(nèi)，共同進(jìn)行其標(biāo)準(zhǔn)制定。有關(guān)LTE TDD和LTE FDD這兩種制式的標(biāo)準(zhǔn)制定工作，3GPP是應(yīng)用“求同存異”這一原則來實施的，通過在相同的規(guī)范中描寫，來把這兩種制式的協(xié)議實現(xiàn)起來，有關(guān)其相同協(xié)議的實現(xiàn)，應(yīng)盡可能做到有保障；若碰到有差異，而且這種差異無法把它們?nèi)跒橐惑w，則只要分別描述這兩種差異即可。這種標(biāo)準(zhǔn)制定的指導(dǎo)思想不僅可為LTE TDD技術(shù)和LTE FDD技術(shù)的共同發(fā)展創(chuàng)造有利條件，還為終端設(shè)備及相關(guān)系統(tǒng)共用平臺奠定了良好基礎(chǔ)，此外，在移動通信運營過程中，還可實現(xiàn)低成本的運營方式。由此可見，針對LTE TDD和LTE FDD這兩種技術(shù)進(jìn)行深入分析，不僅可讓我們更好地了解LTE TDD和LTE FDD這兩種技術(shù)的特點，而且還可以讓我們對于這二者的適用性更加明確，這不僅有利于這兩種技術(shù)的協(xié)調(diào)發(fā)展，而且還可提高這兩種技術(shù)的應(yīng)用性。由于在設(shè)計考慮方面，LTE TDD和LTE FDD這兩種技術(shù)存在著較大的差異，就二者在進(jìn)行設(shè)計某些關(guān)鍵過程時，所應(yīng)用的策略一定也不同。基于此，以下就從HAPQ過程、半持續(xù)調(diào)度過程、隨機接入過程及尋呼過程等方面探討LTE TDD和LTE FDD這兩種技術(shù)關(guān)鍵過程的區(qū)別。

2 HAPQ過程

HAPQ過程，即混合式自動尋呼重傳請求，這種機制的主要作用就是要盡量降低傳輸錯誤的頻率。LTE TDD和LTE FDD在HARQ這個過程的主要差異，主要表現(xiàn)在以下這兩個方面：

2.1 基于HARQ的定時關(guān)系

2.1.1 關(guān)于LTE FDD系統(tǒng)。在這個系統(tǒng)中，具有相等數(shù)目的上下行子幀，故反饋的ACK/HACK與數(shù)據(jù)這二者之和能夠形成一一對應(yīng)關(guān)系；且具有簡單明了的HARQ過程，其HARQ的定時關(guān)系表現(xiàn)為：ACK/NACK的定時信息被子幀i所收到，總是與在子幀i-4發(fā)送的數(shù)據(jù)相對應(yīng)；此外，從下行異步HARQ來看，當(dāng)把ACK/NACK收到后，對于發(fā)送新數(shù)據(jù)或者重傳數(shù)據(jù)跟先前所發(fā)送的數(shù)據(jù)，二者之間沒有很明確的對應(yīng)關(guān)系，但是針對上行同步HARQ來說，其發(fā)送新數(shù)據(jù)或者重傳數(shù)據(jù)總是在i+4時刻。

2.1.2 關(guān)于LTE TDD系統(tǒng)。這個系統(tǒng)具有互不連續(xù)的上下行子幀，且有很多種配置方式，從而帶來數(shù)目互不相等的上下行子幀，致使其反饋關(guān)系無法呈現(xiàn)出一一對應(yīng)關(guān)系。因而有關(guān)子幀在上下行的方向，TDD在對ACK/NACK位置進(jìn)行設(shè)計時必須給予著重考慮，例如，就上行HARQ來說，只有在下行子幀出現(xiàn)的時候，eNodeB才能對ACK/NACK進(jìn)行反饋，即使UE早已把反饋收到，也只有出現(xiàn)上行子幀以后，才可以把新數(shù)據(jù)或者重傳數(shù)據(jù)進(jìn)行發(fā)送?；诖?，根據(jù)在TDD中，其上下行時隙具有不同上下行配置這一特征，相關(guān)協(xié)議為TDD這個系統(tǒng)，在發(fā)送新數(shù)據(jù)、重傳數(shù)據(jù)以及反饋ACK/NACK等方面，就其位置對應(yīng)關(guān)系重新作了定義。就子幀i和子幀i-k，前者所收到的ACK/NACK反饋必須要與后者所發(fā)生的數(shù)據(jù)相互對應(yīng)；ACK/NACK被子幀i收到以后，有關(guān)新數(shù)據(jù)或者重傳數(shù)據(jù)的發(fā)送通常是由子幀i+k'來完成；有關(guān)k和k'與子幀i以及上下行配置的關(guān)系，在這個系統(tǒng)中，一個很特殊的地方就是，對于0這個上下行配置來說，上下行配置如果以子幀9或者4作為數(shù)據(jù)的傳輸信道，那么下一無線子幀5和子幀0將對該ACK/NACK進(jìn)行反饋。例如，就TDD上下行配置而言，其LTE TDD上行HARQ的定時關(guān)系如圖1所示（其中RTT等于10ms）。

2.2 HARQ的最大并發(fā)進(jìn)程數(shù)

“停-等”這種機制被應(yīng)用于LTE之中的HARQ，因此在每個HARQ的并發(fā)過程中，對于ACK/NACK反饋的接收必須經(jīng)過一段時間的等待，在這之后，對于下一次有關(guān)新數(shù)據(jù)的發(fā)送或者重傳才能做出決定。故對于資源利用率的提高，LTE是應(yīng)用并發(fā)多個進(jìn)程的方式來實現(xiàn)的。在LTE FDD這個系統(tǒng)之中，其HARQ的最大并發(fā)進(jìn)程數(shù)為八個。對于LTE TDD這個系統(tǒng)而言，因受到上下行子幀配置的制約，故有關(guān)HARQ的最大進(jìn)程數(shù)，取決于其上下行的發(fā)送位置及其上下行子幀的配置狀況；基于不同上下行子幀的配置，有關(guān)TDD系統(tǒng)的HARQ的最大進(jìn)程數(shù)量如表1所示。

從表1可知，因TDD的HARQ最大進(jìn)程數(shù)可高達(dá)15個，故以4bit進(jìn)行編號常常被應(yīng)用于TDD的HARQ進(jìn)程；而對于FDD這個系統(tǒng)來說，因其HARQ的最大進(jìn)程數(shù)為8個，故以3bit來進(jìn)程編號，就可以滿足其HARQ進(jìn)程。

3 半持續(xù)調(diào)度進(jìn)程

TDD系統(tǒng)有兩種分組調(diào)度方式，即SPS、動態(tài)調(diào)度。基于SPS方式，UE可以在一段比較長的時間內(nèi)、以半靜態(tài)的方式接收到系統(tǒng)所分配來的無線資源，這對于那些具有一定傳送周期、數(shù)據(jù)分組不大、對時延要求相當(dāng)高的業(yè)務(wù)是比較適合的，諸如VoIP業(yè)務(wù)等。就SPS這個半持續(xù)調(diào)度來講，LTE FDD要比LTE TDD來得簡單。這主要有這兩方面的原因：第一，SPS周期與上下行時隙配置周期關(guān)系極其密切，二者呈整數(shù)的倍數(shù)關(guān)系，這可以把上下行的沖突做到有效避開。第二，SPS與HARQ重傳在多數(shù)情況下會出現(xiàn)沖突，例如，當(dāng)HARQ RTT和SPS的調(diào)度周期為10ms和20ms時，一旦進(jìn)行數(shù)據(jù)重傳，那么第二個數(shù)據(jù)在進(jìn)行第一次傳輸時，非常有可能會跟第一個數(shù)據(jù)重傳產(chǎn)生沖突。面對這種情況，在協(xié)議中就為TDD專門設(shè)計一個機制——雙間隔SPS。兩個不同調(diào)度周期能夠在半持續(xù)調(diào)度中同時被應(yīng)用，這就是雙間隔SPS的主要功能。

對于雙間隔SPS來講，其最大優(yōu)點就是能夠盡量把發(fā)生沖突的可能性降低下來，但它同樣也有不足，如還是沒有辦法做到把沖突完全杜絕掉。若在沖突不可避免要發(fā)生時，那么為真正把沖突杜絕掉，就一定要使用動態(tài)調(diào)度。基于SPS配置，KE還會對PDCCR信道上的動態(tài)調(diào)度信息進(jìn)行監(jiān)聽，若所出現(xiàn)的沖突來自于初始數(shù)據(jù)和數(shù)據(jù)重傳時，那么就一定要應(yīng)用動態(tài)調(diào)度，先把重傳數(shù)據(jù)進(jìn)行傳輸，而對于初始數(shù)據(jù)的傳輸，則利用接下來的空閑子幀來進(jìn)行傳輸。

4 尋呼過程

在LTE系統(tǒng)中，不存在這種物理信道——專門用于尋呼的。其對所需要尋呼的消息，是基于PHSCHJ來傳送的，雖然在尋呼這個過程之中，LTE TDD與LTE FDD這二者是沒有什么區(qū)別的，但是對于LTE TDD來講，要完成尋呼消息的發(fā)送，一定要基于下行子幀才能完成這個過程；而且與FDD相比，TDD能夠用來尋呼的子幀，與FDD是不相同的，具體如表2所示：

5 結(jié)語

綜上所述可知，LTE FDD與LTE TDD在其關(guān)鍵過程看，諸如HARQ過程、半持續(xù)調(diào)度過程及尋呼過渡等存在著很大的區(qū)別。深入分析和探討LTE FDD和LTE TDD在關(guān)鍵過程中所存在的差異，這對于縮小LTE FDD與LTE TDD之間的差異、早日實現(xiàn)LTE時代的FDD與TDD在協(xié)議上的相互融合都具有很大的促進(jìn)作用。

作者簡介：談卓庭（1980—），男，廣東順德人，廣東省電信工程有限公司通信工程師，研究方向：市場分析。

（責(zé)任編輯：周 瓊）