案例導(dǎo)頻設(shè)計(jì)117

1、目錄LTE 導(dǎo)頻設(shè)計(jì). 1錄2表4格7目圖表1引言91.1 編寫目的91.2 預(yù)期讀者和閱讀建議91.3 縮寫術(shù)語9上行導(dǎo)頻設(shè)計(jì)102.1 上行幀結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)概要102.1.1 早期的LTE 上行幀結(jié)構(gòu)102.1.2 LTE 上行幀結(jié)構(gòu)的演進(jìn)及最終方案122.2 上行 PUSCH DM 參考信號設(shè)計(jì)1322.2.12.2.22.2.3多 UE 在 SIMO 模式下復(fù)用方式13長塊（LB）與短塊（SB）的取舍16參考信號序列生成172.2.4 Sequence Hopping232.2.5 Cyclic Hopping292.2.6 TDD 上行參考信號設(shè)計(jì)302.2.7 信息 bit 數(shù)確定342

2、.3 上行 PUCCH 參考信號設(shè)計(jì)352.3.1 上行 PUCCH 參考信號幀結(jié)構(gòu)中的設(shè)計(jì)352.3.2 RS Sequence 的生成412.3.3 Hopping412.4 上行 SOUNDING 參考信號設(shè)計(jì)412.4.1 Sequences422.4.2 Bandwidth432.4.3 Cyclic shift & Hopping472.4.4 Period and Offset482.4.5 RPF482.4.6 SRS for UE Antenna Selection492.4.7 SRS 在子幀中時(shí)域的位置492.4.8 SRS 在子幀中頻域的位置502.4.9 TDD52下

3、行導(dǎo)頻設(shè)計(jì)533.1 下行幀結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)概要533.1.1 早期 LTE 下行幀結(jié)構(gòu)533.1.2 LTE 下行幀結(jié)構(gòu)最終方案543.2 下行 PDSCH DM 參考信號設(shè)計(jì)553.2.1 復(fù)用方式553.2.2 下行導(dǎo)頻符號時(shí)域位置603第 2 頁 共 117 頁3.2.33.2.43.2.53.2.6下行導(dǎo)頻在頻域中的密度62下行導(dǎo)頻序列設(shè)計(jì)64下行導(dǎo)頻 Hopping & shifting 設(shè)計(jì)69下行導(dǎo)頻 Power Boosting723.3 多天線下行導(dǎo)頻的考慮753.3.1 2 天線下行 RS 設(shè)計(jì)753.3.2 4 天線下行 RS 設(shè)計(jì)763.4 TDD 中下行導(dǎo)頻的考慮813.5

4、 下行 MBMS 導(dǎo)頻設(shè)計(jì)813.5.1 混合 unicast 的MBSFN813.5.2MBSFN853.6 下行 UE-SPECIFIC 導(dǎo)頻設(shè)計(jì)873.6.13.6.2RS 信號的支持87RS 信號結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)894 36.211 中的 Finalization944.1 LTE 系統(tǒng)中上行導(dǎo)頻方案944.1.1 參考信號序列的生成944.1.2 解調(diào)參考信號974.1.3 Sounding 參考信號994.2 LTE 系統(tǒng)中下行導(dǎo)頻方案1034.2.1 小區(qū)參考信號1034.2.2 MBSFN 參考信號1054.2.3 終端參考信號10756結(jié)論以及建議110參考文獻(xiàn)111第 3 頁 共

5、117 頁圖表圖表圖表圖表圖表圖表圖表圖表圖表圖表圖表圖表圖表圖表圖表圖表圖表圖表圖表圖表圖表圖表圖表圖表圖表圖表圖表圖表圖表圖表圖表圖表圖表圖表圖表圖表圖表圖表圖表圖表圖表圖表2-12-22-32-42-52-62-72-82-92-102-112-122-132-142-152-162-172-182-192-202-212-222-232-242-252-262-272-282-292-302-312-322-332-342-352-362-372-382-392-402-41包含 2、3 個(gè)短塊子幀結(jié)構(gòu)版本10去掉短塊后上行子幀結(jié)構(gòu)實(shí)例412LTE 上行導(dǎo)頻參考信號設(shè)計(jì)最終方案513上

6、行 Distributed(左)與 Localized(右)參考信號結(jié)構(gòu)313上行參考信號 FDM(左)與 CDM(右)復(fù)用結(jié)構(gòu)314上行參考信號 SB2 相對與 SB1 的 Staggering314上行參考信號重疊314ZC 序列長度與序列數(shù)量關(guān)系1117上行參考信號序列生成示意1418Fujitsu 關(guān)于方案“N-1”(左)與“Cyclic copy”(右)自相關(guān)與互相關(guān)值1419Fujitsu 關(guān)于方案“N+1”自相關(guān)與互相關(guān)值1419Nokia 關(guān)于方案“Cyclic copy”與“N-1”的 CM 值1320Fujitsu 關(guān)于各方案的 CM 值1320各公司上行短參考信號設(shè)計(jì)互相

7、關(guān)性能比較1822各公司上行短參考信號設(shè)計(jì) BLER 性能比較1823RS Sequence Hopping 示例2024Ericsson 關(guān)于 Base-sequence grouping 示例2624o 關(guān)于上行 Hopping 雙層分組示意圖2925o 關(guān)于雙層 sequence hopping/shifting 示意圖2925NTTNTTEricsson 關(guān)于上行導(dǎo)頻 Hopping 方案碰撞統(tǒng)計(jì)3127o 關(guān)于上行 RS規(guī)劃方案4229TDD 上行導(dǎo)頻結(jié)構(gòu)（2SB）3431TDD 上行導(dǎo)頻結(jié)構(gòu)（1LB）3431Ericsson 關(guān)于 TDD(FS2)導(dǎo)頻結(jié)構(gòu)結(jié)果3432NSN 關(guān)于

8、TDD(FS2)導(dǎo)頻結(jié)構(gòu)結(jié)果3732ZTE 關(guān)于 TDD(FS2)導(dǎo)頻結(jié)構(gòu)結(jié)果3533參考文獻(xiàn)39中對上行導(dǎo)頻高速場景方案3933圖表 2-27 方案的結(jié)果3934至 RAN1#49 次會議關(guān)于 PUCCH 設(shè)計(jì)提案4735關(guān)于 PUCCH 一個(gè)符號導(dǎo)頻結(jié)構(gòu)4836關(guān)于 PUCCH 導(dǎo)頻支持用戶數(shù)結(jié)果4636關(guān)于 PUCCH 兩個(gè)符號導(dǎo)頻結(jié)構(gòu)4837關(guān)于 PUCCH 一個(gè)與兩個(gè)符號導(dǎo)頻性能比較4838關(guān)于 PUCCH 三個(gè)符號導(dǎo)頻設(shè)計(jì)（短長 CP）4338關(guān)于 PUCCH 三個(gè)符號導(dǎo)頻性能比較（短 CP）4339關(guān)于 PUCCH 三個(gè)符號導(dǎo)頻性能比較（長 CP）4340Nokia 關(guān)于 SRS

9、 最小支持帶寬性能6344Nokia 關(guān)于 SRS 帶寬配置的方案 16445Nokia 關(guān)于 SRS 帶寬配置的方案 26445Nokia 關(guān)于 SRS 帶寬配置樹形結(jié)構(gòu)6446Samsung 關(guān)于 5MHz 系統(tǒng)帶寬 SRS 信號復(fù)用(RPF=2)5348第 4 頁 共 117 頁Samsung 關(guān)于 2.5、1.25MHz 系統(tǒng)帶寬 SRS 復(fù)用(RPF=2)5349PRACH 與 SRS 相互干擾5750在第 1、14 符號中 PRACH 與 SRS 干擾5950PUCCH 與 SRS 干擾6151PUCCH 與 SRS 碰撞時(shí)的結(jié)構(gòu)52早期的 LTE 下行幀結(jié)構(gòu)153LTE 下行幀結(jié)

10、構(gòu)最終方案154圖表圖表圖表圖表圖表圖表圖表圖表圖表圖表圖表圖表圖表圖表圖表圖表圖表圖表圖表圖表圖表圖表圖表圖表圖表圖表圖表圖表圖表圖表圖表圖表圖表圖表圖表圖表圖表圖表圖表圖表圖表圖表圖表圖表2-422-432-442-452-463-13-23-33-43-53-63-73-83-93-103-113-123-133-143-153-163-173-183-193-203-213-223-233-243-253-263-273-283-293-303-313-323-333-343-353-363-373-383-39LTE 下行LTE 下行塊設(shè)計(jì)最終方案圖例 154塊設(shè)計(jì)最終方案圖例 25

11、5LTE 下行導(dǎo)頻參考信號設(shè)計(jì)示例6756LTE 下行導(dǎo)頻復(fù)用方式性能(14.3%開銷)6758LTE 下行導(dǎo)頻復(fù)用方式性能(7.2%開銷)6759LTE 下行導(dǎo)頻復(fù)用方式性能(4.8%開銷)6759Nokia 關(guān)于下行導(dǎo)頻時(shí)域位置研究6961Ericsson 關(guān)于下行導(dǎo)頻時(shí)域位置研究7162關(guān)于下行導(dǎo)頻頻域密度研究7363關(guān)于下行導(dǎo)頻頻域密度設(shè)計(jì)方案7463o 關(guān)于下行 RS 2-D 序列設(shè)計(jì)8364o 關(guān)于小區(qū)間 RS 復(fù)用設(shè)計(jì)方案7666時(shí)域信道沖擊響應(yīng)(PN-OS 序列)8067時(shí)域信道沖擊響應(yīng)(PN 序列)8067NSN 關(guān)于下行 RS 信號正交碼字(CDM)性能17867NSN 關(guān)

12、于下行 RS 信號正交碼字(CDM)性能27868關(guān)于下行 RS shifting/hopping 性能8770o 關(guān)于下行 RS shifting/hopping 設(shè)計(jì)8871LG 關(guān)于下行 RS Power Boosting 的說明9073LG 關(guān)于下行 RS Power Boosting 的結(jié)果9073o 關(guān)于下行 RS Power Boosting 的結(jié)果9174o 關(guān)于下行 RS Power Boosting 實(shí)現(xiàn)方案9175o 關(guān)于 2 天線下行 RS 設(shè)計(jì)方案9576NTT NTTNTTLTE 初期 4 天線下行 RS 設(shè)計(jì)9776Nortel 對 4 天線下行 RS 參考設(shè)計(jì)9

13、777LTE 會議中期確定的下行 4 天線RS 設(shè)計(jì)10078Work Assumption10179Nokia 關(guān)于下行 4 天線RS 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)結(jié)果10180LTE 系統(tǒng) 4 天線下行 RS 最終設(shè)計(jì)10281Nokia 關(guān)于 MBMS 系統(tǒng)下行 RS 結(jié)構(gòu)參考設(shè)計(jì)10482Nokia 關(guān)于 MBMS 系統(tǒng) RS 參考設(shè)計(jì)結(jié)果10483Nortel 關(guān)于MBMS 系統(tǒng)RS 參考設(shè)計(jì)10583Nortel 關(guān)于MBMS 系統(tǒng)RS 參考設(shè)計(jì)結(jié)果10584MBMS RS 參考設(shè)計(jì)10885MBMS RS 設(shè)計(jì)結(jié)果10886MBMS RS 參考設(shè)計(jì)10986MBMS RS 設(shè)計(jì)結(jié)果10986Noki

14、a 關(guān)于Nokia 關(guān)于Nortel 關(guān)于Nortel 關(guān)于第 5 頁 共 117 頁o 對于 Beamforming 簡單介紹11187o 對于 Beamforming 系統(tǒng)性能11488圖表圖表圖表圖表圖表圖表圖表圖表圖表圖表圖表圖表圖表3-403-413-423-433-443-453-464-14-24-34-44-54-6RS 密度分析結(jié)果11690RS 結(jié)構(gòu)參考設(shè)計(jì)11790RS 結(jié)構(gòu)參考設(shè)計(jì)結(jié)果11791Ericsson 關(guān)于Motorola 關(guān)于Motorola 關(guān)于RS 信號結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)(Normal CP)12192LTERS 信號參考設(shè)計(jì)(Extended CP)12392(

15、常規(guī) CP)104(擴(kuò)展 CP)105Nortel 關(guān)于下行參考信號下行參考信號(擴(kuò)展 CP， Df = 15 kHz )106(擴(kuò)展 CP， Df = 7.5 kHz )107(常規(guī) CP)109(擴(kuò)展 CP)109MBSFN 參考信號MBSFN 參考信號終端終端參考信號參考信號第 6 頁 共 117 頁表格上行傳輸參數(shù)（帶寬利用率為 81.9%）311上行傳輸參數(shù)（帶寬利用率約為 90%）311上行參考信號復(fù)用方式表314ZC 序列長度與序列數(shù)量關(guān)系表1117不同長度方案不同上行參考序列之間互相關(guān)性1319不同長度方案相同上行參考序列之間互相關(guān)性1319NEC 提出的 OZCL 序列與TZ

16、C、EZC 序列對照表1521各公司上行短參考信號設(shè)計(jì)互相關(guān)性能對照表1822各公司上行短參考信號設(shè)計(jì) CM 值對照表1822各公司上行短參考信號設(shè)計(jì) Memory 對照表1822LG 上行短參考信號設(shè)計(jì)鏈路條件1823Ericsson 關(guān)于上行導(dǎo)頻 Hopping 生成示意表3126對導(dǎo)頻 Hopping 公式初始化表3227Ericsson 在參考文獻(xiàn)33中方案的碰撞概率3328表格表格表格表格表格表格表格表格表格表格表格表格表格表格2-12-22-32-42-52-62-72-82-92-102-112-122-132-14Nokia 關(guān)于 Cyclic Shift 中n(2)所提出參考

17、4030表格2-15DMRSEricsson 關(guān)于 TDD（FS2）上行參考信號條件3431關(guān)于 PUCCH 三個(gè)符號導(dǎo)頻設(shè)計(jì)性能比較4339Nokia 關(guān)于 SRS 可支持帶寬列表6343o 關(guān)于 SRS 帶寬配置設(shè)計(jì)6646o 關(guān)于 SRS 帶寬簡化配置設(shè)計(jì)6646下行傳輸參數(shù)353LTE 下行幀結(jié)構(gòu)相關(guān)參數(shù)55LTE 下行導(dǎo)頻復(fù)用設(shè)計(jì)參數(shù)6757Nokia 關(guān)于下行導(dǎo)頻位置分析6961Nokia 關(guān)于下行導(dǎo)頻正交碼字對 Timing 帶來影響分析7968關(guān)于下行 RS shifting/hopping 性能假設(shè)8769Nokia 關(guān)于MBMS RS 參考設(shè)計(jì)的系統(tǒng)開銷10482o 對于

18、Precoding 與Beamforming 技術(shù)的比較111872-162-172-182-192-203-13-23-33-43-53-63-73-8表格表格表格表格表格表格表格表格表格表格表格表格表格j(n) 的定義( M= N RB )95RS表格4-1scscj(n) 的定義( M= 2N)95RSRB表格4-2scscDCI 模式 0 循環(huán)移位對應(yīng) n(2)4-3的97表格DMRS每個(gè)時(shí)隙 PUCCH 調(diào)制參考符號個(gè)數(shù) N PUCCH994-4表格RSPUCCH 格式 1、1a 和 1b 正交序列w(0)PUCCH 格式 2、2a 和 2b 正交序列w(0)-1) . 99-1)

19、. 99PUCCH RS表格4-5Lw(NPUCCH RS4-6表格w(NL第 7 頁 共 117 頁表格4-7不同 PUCCH 格式中解調(diào)參考信號位置99與 N 的值(上行帶寬為6 N UL 40 )101m4-8表格SRS,bbRB與 N 的值(上行帶寬為40 N UL 60 )101m表格4-9SRS,bbRBm與 N 的值(上行帶寬為60 N UL 80 )101表格4-10SRS,bbRB與 N 的值(上行帶寬為80 N UL 110 )102m表格4-11SRS,bbRB表格表格4-124-13FDD Sounding 參考信號子幀配置102TDD Sounding 參考信號子幀配

20、置102第 8 頁 共 117 頁1引言引言提出了對本文檔的縱覽，幫助讀者理解該文檔的編寫目的，適用的讀者，參考資料，術(shù)語解釋等等。1.1編寫目的簡要描述本文檔涉及的研究內(nèi)容和范圍，說明本文檔編寫的目的和意義。1.2預(yù)期讀者和閱讀建議列舉本文檔所針對的不同讀者，如開發(fā)提出適合各類用戶的閱讀建議。、項(xiàng)目經(jīng)理、測試或文檔編寫等，1.3縮寫術(shù)語提供正確理解該文檔所包含的全部術(shù)語的定義、首字母縮寫詞和縮略語。第 9 頁 共 117 頁2上行導(dǎo)頻設(shè)計(jì)2.1上行幀結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)概要盡管上行這結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)并不是我們這里所關(guān)心重點(diǎn)，但是與下行導(dǎo)頻設(shè)計(jì)一樣，這結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)將直接影響著上行導(dǎo)頻的設(shè)計(jì)，所在這里我們也需要簡單

21、介紹一下上行幀結(jié)構(gòu)。在公司內(nèi)部文檔相關(guān)參考文獻(xiàn)1中有詳細(xì)介紹，我們這部分內(nèi)容將從中取出分析。2.1.1早期的 LTE 上行幀結(jié)構(gòu)從上、下行鏈路的對稱性考慮，EUTRA 上行幀結(jié)構(gòu)必須與下行相一致。因此早期的上行幀結(jié)構(gòu)在設(shè)計(jì)上與早期的下行幀結(jié)構(gòu)是基本相同的，無線幀長也為 10ms，一個(gè)無線幀等分為 20 個(gè) 0.5ms 的子幀。唯一的不同之處就在于子幀結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，下行鏈路子幀結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)非常簡單，即根據(jù) CP 模式（常規(guī) CP/擴(kuò)展 CP）的不同，一個(gè)子幀可包含 7/6 個(gè) OFDM 符號；而上行子幀則進(jìn)行了獨(dú)特的長塊、短塊結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，如圖表 2-1。1 sub-frame = 0.5 msec1 s

22、ub-frame = 0.5 msec圖表 2-1包含 2、3 個(gè)短塊子幀結(jié)構(gòu)版本早期的 LTE 上行之所以考慮這樣的子幀結(jié)構(gòu)，主要是出于放置導(dǎo)頻的需要。與下行鏈路不同，上行鏈路最終采用的是基于單載波-頻分復(fù)用（SC-FDMA）的多址方式。由于各用戶數(shù)據(jù)之間是頻分復(fù)用的，因此希望每個(gè)用戶的導(dǎo)頻信號與用戶數(shù)據(jù)能夠占用相同的帶寬，即希望導(dǎo)頻與數(shù)據(jù)之間采用 TDM 的復(fù)用方式。因此需要在子幀中預(yù)留出一定的時(shí)間段用來專門導(dǎo)頻，我們稱之為導(dǎo)頻塊。任意一個(gè)參數(shù)的設(shè)置都不可能是任意的，都需衡所有的制約因素，選擇一個(gè)最優(yōu)的方案，對于導(dǎo)頻塊的設(shè)計(jì)當(dāng)然也不例外。與導(dǎo)頻塊設(shè)計(jì)相關(guān)的參數(shù)有 2 個(gè)，即導(dǎo)頻塊的時(shí)間間隔

23、和導(dǎo)頻塊的數(shù)量。對這兩個(gè)參數(shù)進(jìn)行設(shè)置需要考慮的因素主要有以下 3 個(gè)： 子幀結(jié)構(gòu)的復(fù)雜度從這個(gè)角度考慮，一方面希望導(dǎo)頻塊的數(shù)量不要太多，另一方面希望導(dǎo)頻塊所占的時(shí)間間隔與數(shù)據(jù)塊所占的時(shí)間間隔最好滿足一定的倍數(shù)關(guān)系，同時(shí)希望導(dǎo)頻塊的位置是固定的。 導(dǎo)頻開銷從這個(gè)角度考慮，希望導(dǎo)頻塊盡量的短，并且導(dǎo)頻塊的數(shù)量盡量的少。 信道估計(jì)質(zhì)量從這個(gè)角度考慮，希望一個(gè)子幀內(nèi)導(dǎo)頻塊的數(shù)量能夠多于一個(gè)，因?yàn)樵诟咚偾闆r下，至少需要 2 個(gè)導(dǎo)頻塊才能獲得足夠的信道估計(jì)性能。同時(shí)導(dǎo)頻塊之間需要保持一定的時(shí)間間隔，但該間隔也不能過大，這樣有利于 一個(gè)子幀內(nèi)的各導(dǎo)頻塊進(jìn)行子幀內(nèi)插值，并且，在 Localized的情況下，還

24、能夠道估計(jì)的質(zhì)量。相鄰子幀的導(dǎo)頻塊進(jìn)行子幀間插值，進(jìn)一步提高信綜合以上 3 個(gè)方面的因素考慮，在導(dǎo)頻塊的時(shí)間間隔的設(shè)置上，各公司幾乎沒有，都認(rèn)為令導(dǎo)頻塊的時(shí)間間隔為數(shù)據(jù)塊的一半是比較合適的，這也就是我們所說的短塊，與之相對，通常將數(shù)據(jù)塊稱為長塊。值得注意的是長塊只能用來承載用戶數(shù)據(jù)（這里的用戶數(shù)據(jù)既包括基于調(diào)度的數(shù)據(jù)傳輸，也包括基于競爭的數(shù)據(jù)傳輸），短塊既能承載導(dǎo)頻信號，又能承載用戶數(shù)據(jù)。這主要是基于在保證一定的信道估計(jì)質(zhì)量的前提下，盡量降低導(dǎo)頻開銷的考第 10 頁 共 117 頁CPSBCPLB #1CPLB #2CPLB #3CPSBCPLB #4CPLB #5CPLB #6CPSB #3

25、#1#2CPLB#1CPSB #1CPLB #2CPLB #3CPLB #4CPLB #5CPSB #2CPLB#6慮，使得能夠根據(jù)實(shí)際的應(yīng)用場景，對導(dǎo)頻塊進(jìn)行靈活的配置。根據(jù)參考文獻(xiàn)2的結(jié)結(jié)果：在低速環(huán)境中，只需要一個(gè)導(dǎo)頻塊就能夠滿足要求，同時(shí)又可使吞吐量達(dá)到最大；在中速環(huán)境中，使用兩個(gè)導(dǎo)頻塊可獲得令人滿意的性能；在高速環(huán)境中，尤其在低 SNR 以及高多普勒情況下，綜合考慮信道估計(jì)質(zhì)量和導(dǎo)頻開銷，認(rèn)為配置三個(gè)導(dǎo)頻塊能夠達(dá)到最好的性能。關(guān)于一個(gè)子幀中短塊的數(shù)量，當(dāng)時(shí)雖未達(dá)成一致，但主要的觀點(diǎn)都集中在 2 個(gè)或 3個(gè)，因?yàn)橐粫r(shí)難以抉擇，所以 25.814 一開始給出了子幀結(jié)構(gòu)的兩個(gè)版本3，即為上

26、文圖表2-1，分別對應(yīng) 2 個(gè)和 3 個(gè)短塊情況。關(guān)于短塊具置也有很多提案，從信道估計(jì)質(zhì)量方面考慮，并經(jīng)過大量的。，認(rèn)為對于 2 個(gè)和 3 個(gè)短塊的情況，如圖表 2-1所示的方案是最優(yōu)上行傳輸?shù)淖钚?TTI 長度與上行子幀間隔相等，也為 0.5ms，同時(shí)與下行類似，由多個(gè)子幀組成的長 TTIs 的情況也會被考慮。對應(yīng)于圖表 2-1的其它參數(shù)的設(shè)置分別表格 2-1和表格 2-2所示。對于上行鏈路來說， 在進(jìn)行參數(shù)設(shè)置的時(shí)候需要全面考慮帶寬利用率和 PAPR 兩方面的因素。我們知道，在SC-FDMA 信號產(chǎn)生的過程中，頻域成形濾波器的滾降系數(shù)越大，PAPR 越低，帶寬利用率也越低；反之，滾降系數(shù)越

27、小，PAPR 越高，帶寬利用率也越高，因此需要在兩者之間做一個(gè)合理的折中。而這個(gè)主題已經(jīng)不再是我們這里討論的主要范疇了，有參考文獻(xiàn)1，其中有較為詳細(xì)的分析和介紹。的讀者可以查閱2-1上行傳輸參數(shù)（帶寬利用率為 81.9%）3表格*: (x1/y1) n1, (x2/y2) n2 means (x1/y1) for n1 pilot or data blocks and (x2/y2) for n2 pilot or data blocks表格 2-2上行傳輸參數(shù)（帶寬利用率約為 90%）3第 11 頁 共 117 頁“Transmission bandwidth” (MHz)Sub-frame

28、 duration (ms)Long block size (ms/samples)Short block size (ms/samples)CP duration (ms/samples)200.566.67/204833.33/1024(4.13/127) 7,(4.39/135) 1*“Transmission bandwidth” (MHz)Sub-frame duration (ms)Long block size (ms/symbols)Short block size (ms/symbols)CP duration (ms/symbols)200.562.50/102431.25

29、/512(3.91/64) 1*,(3.42/56) 8150.562.50/76831.25/384(3.91/48) 1*,(3.42/42) 8100.562.50/51231.25/256(3.91/32) 1*,(3.42/28) 850.562.50/25631.25/128(3.91/16) 1*,(3.42/14) 82.50.562.50/12831.25/64(3.91/8) 1*,(3.42/7) 81.250.562.50/6431.25/32(7.81/8) 1*,(2.93/3) 8*: (x1/y1) n1, (x2/y2) n2 means (x1/y1) fo

30、r n1 pilot or data blocks and (x2/y2) for n2 pilotor data blocks2.1.2LTE 上行幀結(jié)構(gòu)的演進(jìn)及最終方案同下行相一致，上行幀結(jié)構(gòu)也引入了時(shí)隙和子幀的概念，它們的長度分別為 0.5ms 和1ms。如圖表 2-1所示子幀結(jié)構(gòu)被修正為時(shí)隙結(jié)構(gòu)，兩個(gè)連續(xù)的時(shí)隙構(gòu)成一個(gè)子幀。隨著對上行參考信號研究的深入，以及 TTI 長度由 0.5ms 修改為 1ms，一些公司建議沒有必要再保留上行時(shí)隙結(jié)構(gòu)中的短塊。他們認(rèn)為：當(dāng)時(shí)之所以決定在上行的子幀（時(shí)隙）結(jié)構(gòu)中包含短塊，是為了讓其承載上行參考信號，這樣做最主要的優(yōu)點(diǎn)是既可以讓兩個(gè)在時(shí)間上分離的參考

31、信號在一個(gè) TTI（0.5ms）內(nèi)進(jìn)行插值，而又依然能夠?qū)⒖夹盘柕拈_銷保持在 14%左右。但是，當(dāng)前的 TTI 長度已經(jīng)被修改為 1ms，即使沒有短塊，也能使一個(gè) TTI 中包含兩個(gè)參考信號，即可以用兩個(gè)長塊來承載參考信號，以用于信道估計(jì)4。圖表 2-2 去掉短塊后上行子幀結(jié)構(gòu)實(shí)例4給出了僅用長塊來承載參考信號時(shí)的子幀結(jié)構(gòu)的一個(gè)實(shí)例。值得注意的是，如果長塊能夠被用于承載參考信號，將會帶來極大的靈活性，例如，一個(gè)時(shí)隙中的所有長塊都可以用來承載參考信號，那么參考信號的位置就可以隨意選擇4。One TTI (1 ms)圖表 2-2去掉短塊后上行子幀結(jié)構(gòu)實(shí)例4用長塊來承載參考信號進(jìn)行信道估計(jì)可以帶來

32、以下好處4：-使上行的時(shí)域結(jié)構(gòu)更加簡單，并且能夠和下行（幀結(jié)構(gòu)、時(shí)隙結(jié)構(gòu)）保持一致；不論是參考信號的位置還是數(shù)量都可以進(jìn)行更靈活的配置，從而能夠更好的適應(yīng)不同的傳輸場景（high/low Doppler, data rate, etc.）；由于 Zadoff-Chu 序列的長度可增加一倍，因而使得每個(gè) Zadoff-Chu 序列所能提供的正交參考信號的數(shù)量大大增加。-如圖表 2-2所示的子幀結(jié)構(gòu)的缺點(diǎn)是：由于每個(gè) TTI 中僅有兩個(gè)參考信號，那么在高多普勒環(huán)境中，其性能必然要降低。但是，在 LTE 的要求中明確的規(guī)定：在速度為 15km/h 以下的范圍內(nèi)，LTE 的性能必須達(dá)到最優(yōu)4。所以該缺

33、點(diǎn)并不能夠成為去掉短塊的理由。關(guān)于究竟用長塊還是短塊來承載上行的參考信號傳輸在各公司之間引起了激烈的討論，一些公司給出了兩種時(shí)隙結(jié)構(gòu)下的 BLER 性能的結(jié)果，作為取舍的參考。在這些討論和第 12 頁 共 117 頁150.566.67/153633.33/768(4.12/95) 7,(4.47/103) 1*100.566.67/102433.33/512(4.1/63) 7,(4.62/71) 1*50.566.67/51233.33/256(4.04/31) 7,(5.08/39) 1*2.50.566.67/25633.33/128(3.91/15) 7, (5.99/23) 1*1

34、.250.566.67/12833.33/64(3.65/7) 7,(7.81/15) 1*結(jié)果的基礎(chǔ)上，以下兩個(gè)方面已經(jīng)被認(rèn)同作為主要的權(quán)衡因素5：（1）對于只分配了一個(gè)塊給用戶進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸?shù)那闆r，作為解調(diào)參考信號的 ZC序列的數(shù)量將受到限制。此時(shí)，如果用長塊來承載參考信號，可提供 10-12 個(gè) ZC 序列（具體取決于產(chǎn)生方法，假設(shè)是基于一個(gè)質(zhì)數(shù)長度的 ZC 序列）；如果采用短塊來承載參考信號，則只能提供 4-6 個(gè) ZC 序列。（2）在速度小于 120Kmph 的情況下，用長塊或短塊來承載參考信號所提供的 BLER 性能是相同的。當(dāng) UE 速度超過 120Kmph 時(shí)，長塊結(jié)構(gòu)的性能將逐

35、漸的低于短塊。在 2GHz 載波頻率及 350Kmph 速度條件下，兩者在 10% BLER 性能方面將相差大約 1dB?；谝陨嫌懻摚釛壎虊K，僅保留長塊的時(shí)隙結(jié)構(gòu)在 RAN1 47bis 會議上獲得了通過， 并且其對應(yīng)的參數(shù)與下行完全一致，不同的是上行每個(gè)時(shí)隙的第 4 個(gè)長塊（即第 4 個(gè)SC-FDMA 符號）被指定用來承載上行參考信號，如圖表 2-3所示。RSDataSlotRSSub-Frame圖表 2-3LTE 上行導(dǎo)頻參考信號設(shè)計(jì)最終方案5注：一個(gè)子幀包含 2 個(gè)時(shí)隙；每個(gè)時(shí)隙包含 7 個(gè)長塊；一個(gè)時(shí)隙中間的長塊用來承載參考信號對 LTE 上行的時(shí)隙結(jié)構(gòu)進(jìn)行修正后，上、下行的幀結(jié)構(gòu)

36、就實(shí)現(xiàn)了完全的一致。上行 PUSCH DM 參考信號設(shè)計(jì)2.22.2.1多 UE 在 SIMO 模式下復(fù)用方式在下行鏈路中，對于每個(gè)用戶而言同步是自己完成，因此通常認(rèn)為存在由不同步而導(dǎo)致破壞了信號的正交性，但是在上行鏈路中卻不然，對于 NodeB 而言由于各個(gè) UE 信號發(fā)射時(shí)間的差異，可能會導(dǎo)致 NodeB 對于每個(gè) UE 的同步并的正交性。確而破壞了信號之間原有在參考文獻(xiàn)6中提出了對于上行 SC-FDMA 無線接入方式中，同一個(gè) NodeB 中的導(dǎo)頻頻信道之間應(yīng)該保持嚴(yán)格正交性，并認(rèn)為如下：1.2.3.在同一個(gè) NodeB 小區(qū)中，上行同步可以自適應(yīng)控制和調(diào)整。每個(gè) NodeB 內(nèi)部衡量來

37、進(jìn)行正交無線分配。NodeB 內(nèi)部各個(gè) UE 之間導(dǎo)頻信道要在時(shí)間、頻率和碼域上保持嚴(yán)格的正交。在協(xié)議討論初期，25.814 中定義了上行導(dǎo)頻結(jié)構(gòu)分為 Localized 參考信號（占用連續(xù)頻譜）、Distributed 參考信號（占用類似梳狀的頻譜）。如圖表 2-4圖表 2-4上行 Distributed(左)與 Localized(右)參考信號結(jié)構(gòu)3上行信號的正交性可以通過以下方式獲得1.通過每一個(gè)上行參考信號在不同的子載波子集中（圖表 2-5左圖），這種方案會在頻域上得到信號之間正交性，同時(shí)它可以同時(shí)應(yīng)用在 Distributed 和 Localized 任何一種結(jié)構(gòu)中。2.通過參考信號

38、在碼域中，即在一個(gè)公共子載波集合中信號（圖表 2-5右圖）。每個(gè)參考信號可以通過一個(gè) CAZAC 序列專門的循環(huán)時(shí)延加以區(qū)分。它實(shí)質(zhì)上是一第 13 頁 共 117 頁種 CDM 的方式。3. 在時(shí)間域上達(dá)到正交。4. 以上多種方法的一種結(jié)合。Reference signal #1Reference signal #2Reference signal #3圖表 2-5上行參考信號 FDM(左)與 CDM(右)復(fù)用結(jié)構(gòu)3對于上述各種方式可能的結(jié)合以及 LTE 上行幀結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的綜合考慮，在 25.814 對其各種應(yīng)用也有如下設(shè)計(jì)。當(dāng) Localized 數(shù)據(jù)傳輸模式，DM 參考信號可以1. 對應(yīng)不同

39、 UE 占用不同數(shù)據(jù)頻段，導(dǎo)頻參考信號的復(fù)用可以使用 FDM 方式。2. Localized 參考信號結(jié)構(gòu)與傳輸數(shù)據(jù)有相同頻譜位置，或者 Distributed 參考信號結(jié)構(gòu)但是被限制放在與傳輸數(shù)據(jù)有相同頻譜的位置，同時(shí)只占其中的一部分。當(dāng) Distributed 數(shù)據(jù)傳輸模式，DM 參考信號可以1.參考信號需要被 distributed 配置是傳輸數(shù)據(jù)可以進(jìn)行信道估計(jì)，就是需要使用 FDM 方式。同時(shí)由于短塊 SB 的使用，使離散的梳狀參考信號帶寬是傳輸數(shù)據(jù)的 2 倍， 因此為了更好的信道頻域采樣精度，在頻域上 SB2 相對于 SB1 需要有一個(gè)Staggering。Short Block

40、2Short Block 1Long BlockDCsubcarrier圖表 2-6上行參考信號 SB2 相對與 SB1 的 Staggering3參考信號占用一個(gè)子載波集合，該集合為傳輸數(shù)據(jù)塊所對應(yīng)頻譜位置，各用戶之間子載波則會在頻譜上重疊。2.圖表 2-7上行參考信號重疊3經(jīng)過各個(gè)公司討論，對上面各種方案的總結(jié)（其中一些方案舍棄），得如下表格表格 2-3上行參考信號復(fù)用方式表3第 14 頁 共 117 頁89101155121366141577161788181999202110102223111124251212262713132828141430從上面表格中我們可以看到主要為 FDM

41、和 CDM 兩種，而 FDM 通常認(rèn)為通過一個(gè)短Zadoff-Chu 序列的重復(fù)等方式產(chǎn)生一個(gè)參考信號，并通過不同頻率偏移產(chǎn)生相互正交的多個(gè)參考序列信號。由于 FDM 方式在頻域上成梳狀譜，每一個(gè)參考信號頻點(diǎn)之間距離不能太大超過信道的相關(guān)帶寬，因此正交序列的數(shù)量將完全依賴于信道頻率選擇屬性，這將意味著在頻率選擇性更強(qiáng)場景中會導(dǎo)致更少的選擇序列。對于 CDM 模式則認(rèn)為通過一個(gè) Zadoff-Chu 序列產(chǎn)生一個(gè)參考信號，然后經(jīng)過使用不同的循環(huán)移位來生成多個(gè)相互正交的參考信號序列。為了能夠保證在有時(shí)延擴(kuò)展信道中的正交性，兩個(gè)參考信號之間的相對偏移必須大于時(shí)延擴(kuò)展的長度，因此這將在某種意義上限制正

42、交序列的數(shù)量，同樣在頻率選擇性大的場景中會造成更少的序列個(gè)數(shù)4。FDM 方式的主要問題在參考信號是基于短 Zadoff-Chu 序列生成的，短的 Zadoff-Chu 序列將意味著更少可使用序列數(shù)量這將加大小區(qū)在參考信號分配規(guī)劃時(shí)的復(fù)雜度。從上面所 述，我們發(fā)現(xiàn)這一點(diǎn)對于小帶寬參考信號將是十分苛刻的，因此我們認(rèn)為在小帶寬場景中， 應(yīng)該通過 CDM 方式產(chǎn)生正交參考信號4。在 RAN1#44bis 次會議中，各公司就 CDM 與 FDM 問題進(jìn)行了相應(yīng)的匯總，支持 CDM方案的公司認(rèn)為10：1.2.3.正交導(dǎo)頻信號的數(shù)量：CDM 與 FDM 通過短塊進(jìn)行調(diào)制的話，應(yīng)該是相等的。BLER 性能：在

43、絕大多數(shù)場景中，CDM 與 FDM 應(yīng)該是一致的。受時(shí)間選擇性的影響：使用 Staggered FDM 模式的性能會有損失，這主要由于在每個(gè)塊內(nèi)對于每個(gè)子載波只有一個(gè)對應(yīng)導(dǎo)頻。小區(qū)間干擾的影響：CDM 將會顯得更為健壯，并且 FDM 模式中切換可能不能被很好的支持。小區(qū)間的干擾消除：只有 CDM 下可能使用干擾消除，而 FDM 下不能進(jìn)行干擾消除。4.5.6.遠(yuǎn)近效應(yīng)：根據(jù)結(jié)果，CDM 中CAZAC 序列復(fù)用能夠很好克服遠(yuǎn)近問題。支持 FDM 方案的公司認(rèn)為10：1.正交導(dǎo)頻信號的數(shù)量：CDM 所給出的正交導(dǎo)頻信道數(shù)量要比 FDM 少，因此可能需額外產(chǎn)生其它的正交序列。BLER 性能：由于多徑

44、問題的存在以及非正交序列的問題，CDM 的性能通常會比2.FDM 性能差或者接近 FDM 的性能，比 FDM 的性能更好。3.受時(shí)間選擇性的影響：在高速場景中，CDM 模式會使 UE 之間的干擾增加，這主要是由于序列正交性遭到破壞。4.小區(qū)間干擾的影響：當(dāng)單一干擾存在的時(shí)候，CDM 會更好，但是在現(xiàn)對于多個(gè) UE 的干擾時(shí)，CDM 與 FDM 之間的差異便可忽略。過程中發(fā)5.小區(qū)間的干擾消除：認(rèn)為 CDM 與 FDM 是等同的，即使使用 FDM 方式，不同小區(qū)之間在時(shí)頻域仍然可以使用 CDM 的方式第 15 頁 共 117 頁P(yáng)urposeOption 1Option 2Option 3Cha

45、nnel estimation for demodulation/detectionin case of localized uplink data transmissionLocalized FDMALocalized FDMALocalized FDMA for SB2 CDMA for SB1in case of distributed uplink data transmissionDistributed FDMADistributed FDMA and/or CDMACDMAChannel sounding for uplink CQI estimationDistributed F

46、DMADistributed FDMA and/or CDMACDMA for SB16.干擾規(guī)避：FDM 導(dǎo)頻非常適合這個(gè)技術(shù)。7.遠(yuǎn)近效應(yīng)：CDM 結(jié)構(gòu)，UE 的FDM 將不存在這個(gè)問題。就上面問題的爭執(zhí)，在 RAN1#46 次會議上，各個(gè)公司一致認(rèn)為在上行鏈路中 SISO 或者 SIMO 模式中 CDM 與 FDM 之間的優(yōu)勢與劣勢為譜之間的差異將直接導(dǎo)致遠(yuǎn)近問題加重，而1.相比較 Distributed FDM 模式 Distributed CDM 可以提供味著參考信號在進(jìn)行小區(qū)規(guī)劃的時(shí)候會更容易一些。的根索引序列，這將意2.CDM 由于可以平均化干擾的影響，因此在鄰小區(qū)之間相比較 F

47、DM 模式會有更好的關(guān)于參考信號的 SINR，而在小區(qū)內(nèi)部而言，F(xiàn)DM 可以對參考信號給予更好的 SINR 的性能。在信道時(shí)延擴(kuò)展超出循環(huán)時(shí)延保護(hù)長度的時(shí)候，F(xiàn)DM 方式通常比 CDM 會有更好的性能（TU 信道中有 0.45dB 的增益）。3.以上的前兩條差異主要來自于兩種模式本質(zhì)屬性的不同，而第三個(gè)差異則是由于循環(huán)移位的選擇，而通過增加 CDM 循環(huán)移位長度，可以使其避免這種性能的損失，因此我們可以認(rèn)為在實(shí)際中 CDM 與 FDM 可以有相同性能。當(dāng)然這個(gè)問題將會犧牲 CAZAC 序列的數(shù)量。在中有 14 個(gè)公司支持 CDM 方式，8 個(gè)公司支持 FDM 方式。以上所有討論都是基于業(yè)務(wù)信道

48、傳輸是有 Distributed 和 Localized 兩種模式情況下討論的，但是在 LTE 討論的中期，認(rèn)為業(yè)務(wù)信道傳輸只保留 Localized 模式就可以了，這在前面章節(jié)2.1.2也已經(jīng)提到過了。在 RAN1#47 會議所有公司達(dá)成一致認(rèn)為在業(yè)務(wù)信道只保留留 Localized 模式的時(shí)候，參考信號信道也只保留 Localized 的方式，這樣通過投票 18 個(gè)公司同意業(yè)務(wù)信道占用帶寬中使用連續(xù)方式的參考信號，多個(gè) UE 之間的參考信號則通過 FDM 方式復(fù)用。所以由于業(yè)務(wù)信道結(jié)構(gòu)的變化導(dǎo)致前面進(jìn)行 FDM 與 CDM 多方面的討論的意義已經(jīng)不大了9。2.2.2長塊（LB）與短塊（SB

49、）的取舍該問題的討論與 LTE 的幀結(jié)構(gòu)變化非常相關(guān)，在 RAN1#46 前后，就 LTE 幀結(jié)構(gòu) TTI 長度進(jìn)行了大量研究和調(diào)整，最后更改了原有 0.5msTTI 的方案，改為了 1.0msTTI 方案，認(rèn)為這樣可以降低開銷從而增加容量，又 對覆蓋范圍和 latency 造成太大的影響1。對于上行導(dǎo)頻初始階段的提出在章節(jié)2.1.1已經(jīng)給了描述，但是在該階段 LTE 整體的幀幀結(jié)構(gòu)是以 0.5msTTI 基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)的上行參考信號，如此設(shè)計(jì)主要是為了在參考信號開銷不超過 14%的前提下，一個(gè) TTI 中分別兩個(gè)參考信號可以進(jìn)行很好的信道估計(jì)，當(dāng)然這就必然需要插值操作，然而當(dāng) 0.5msTTI

50、被改動后，該原有的導(dǎo)頻參考信號的很多優(yōu)勢已經(jīng)不再存在了。而當(dāng)前在確定了 1.0msTTI 后，我們?nèi)匀恢恍枰谝粋€(gè) TTI 中保持有兩個(gè)導(dǎo)頻參考信號的存在即可，這樣似乎就不再需要短塊（SB）的存在了，取而代之的將使用兩個(gè)長塊來實(shí)現(xiàn)參考信號的功能4。而 Ericsson 在初期提出對于上行長塊參考信號結(jié)構(gòu)則如圖表 2-2所示，它所帶來的好處則是為上行時(shí)域結(jié)構(gòu)帶來統(tǒng)一模型，不再有長塊和短塊的區(qū)分，降低了實(shí)現(xiàn)的復(fù)雜度，而其結(jié)果將與下行基本一致，還降低了由于多個(gè) SB 所帶來的 CP 開銷；另一方面在參考信號數(shù)量和位置上可以有更好的靈活性，這意味著更可能對不同傳輸場景自適應(yīng)調(diào)整導(dǎo)頻（這一點(diǎn)后期好像沒有利用）；最后由于它是短塊的兩倍長度，這就意味著它有 Zadoff-Chu 可用正交序列（對于 1 個(gè) RB 而言，SB 只能提供 46 個(gè) ZC 序列，而 LB 則可以提供 1012 個(gè)ZC 序列）。當(dāng)然將 SB 改為 LB，在時(shí)間上是導(dǎo)頻參考信號出現(xiàn)頻率降低也必將導(dǎo)致一些問題，在1.0ms 的 TTI 中只出現(xiàn)兩次導(dǎo)頻參考信號將潛在的降低在高 Doppler 場景中的性能。經(jīng)過仿第 16 頁 共 117 頁真得到在 120kmph 場景下，LB 與