5G中TDD時隙格式和干擾

5G中TDD時隙格式和干擾\o"5G"#5G\o"TDD"#TDD\o"slot"#slot\o"干擾"#干擾一、5G網(wǎng)絡(luò)中TDD在5G網(wǎng)絡(luò)中TDD使用單一頻段進行發(fā)送和接收，簡單來說就是下行(發(fā)送)和上行(接收)共享同一個頻段，分配交替的時隙進行通信的系統(tǒng)；而FDD需要兩個不同頻段:一個用于發(fā)送(下行),一個用于接收(上行),它們之間分配了足夠的頻率間隙，這也稱為雙工距離。FDD缺點是下行鏈路和上行鏈路頻帶分配是分開的，因為它需要在頻帶下行鏈路和上行鏈路部分之間有足夠的雙工距離。另由于目前可用頻段非常缺乏，當(dāng)載波頻段增加時所需的雙工距離也會增加。由于這些挑戰(zhàn)一旦使用>3GHz的頻譜TDD就變得更具吸引力；因此FR2(毫米波)頻譜中TDD是唯一的選擇。二、TDD與FDD在TDD網(wǎng)絡(luò)中下行(DL)時隙期間gNb傳輸數(shù)據(jù)，UE接收數(shù)據(jù);在上行(UL)時隙期間，UE發(fā)送數(shù)據(jù)，gNb在這段時間內(nèi)接收；

因此用戶(UE)或gNB都沒有經(jīng)歷相同的時間；

鑒于此原因，在下行/上行(DL/UL)傳輸期間須設(shè)定保護期足夠長以適應(yīng)傳播延遲和切換時間。gNB傳輸數(shù)據(jù)中用戶將收到一些延遲的數(shù)據(jù)，即傳播延遲，這就會形成TDD系統(tǒng)內(nèi)的干擾。三、傳播延遲下行/上行(DL/UL)切換期間，用戶(UE)需要一些時間將其收發(fā)器從接收模式切換到發(fā)送模式。用戶(UE)根據(jù)來自gNB的定時提前(TA)值開始其傳輸。gNB使用定時提前(TA)機制來確保所有上行鏈路傳輸都以相同的定時接收。3.1TDD類型(靜態(tài)/動態(tài))5G網(wǎng)絡(luò)TDD有兩種類型:靜態(tài)和動態(tài);二者都有自己的優(yōu)點和缺點。靜態(tài)：是上行/下行比(時隙格式類型)固定類型，即在設(shè)計網(wǎng)絡(luò)時通過對網(wǎng)絡(luò)下行和上行流量的統(tǒng)計分析。上行鏈路要求高(如SlotFormat1)：體育比賽、音樂會等活動將需要更多上行鏈路流量，因為視頻和圖片上傳到社交媒體(YouTube、Facebook等);高下行鏈路要求(如Slot

Format0):如4K(例如Netflix等)高清視頻內(nèi)容的流式傳輸?shù)然顒印討B(tài)：5G支持多種應(yīng)用,動態(tài)Slot配置已成為5G的一項重要技術(shù)。在動態(tài)TDD中，DL和UL之間的動態(tài)資源分配將提供顯著的性能改進，因為可以根據(jù)流量需求動態(tài)分配資源。在動態(tài)TDD操作中，終端(UE)不知道幀的DL/UL格式，而是根據(jù)PDCCH中可用的調(diào)度信息進行操作;然而,動態(tài)TDD也會帶來額外的交叉鏈路干擾，可能會降低系統(tǒng)性能。3.2

交叉鏈路/時隙干擾動態(tài)TDD允許在UL和DL之間自適應(yīng)配置和重新配置符號。這使gNB1能夠根據(jù)流量要求配置DL/UL，類似地相鄰gNB2也可以根據(jù)自己的流量要求配置DL/UL，而無需與gNB1協(xié)調(diào)。這意味著gNB1在下行鏈路中傳輸，同時相鄰gNB在上行鏈路中接收，這種情況會導(dǎo)致交叉鏈路干擾。四、5G動態(tài)TDD模式交叉鏈路干擾由于5G設(shè)備的用戶密度會很高，相比4G(每平方公里高達100萬個連接),UE-UE的交叉鏈路干擾變得更加關(guān)鍵。這意味著有可能在任何給定時刻，gNB1可能正在發(fā)送，而相鄰gNB2將同時進行接收。這種場景會造成交叉鏈路干擾，交叉鏈路干擾也稱為交叉時隙干擾。五、TDD系統(tǒng)內(nèi)干擾缺乏同步是基于TDD的系統(tǒng)中的主要干擾源，屬于同一載波或不同載波。然而由于稱為載波內(nèi)干擾的傳播延遲，干擾也可能出現(xiàn)在同一個同步載波內(nèi)。傳播延遲會產(chǎn)生DL/UL時隙的重疊，這將導(dǎo)致干擾。TDD干擾會導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)性能下降，主要是由于下行傳輸干擾上行接收，因為下行傳輸功率高于上行傳輸功率。為了保護上行鏈路免受下行鏈路干擾，保護期被延長。然而由于某些大氣條件和雜波類型，盡管有保護帶，下行鏈路傳輸仍可能傳播很遠的距離并干擾上行鏈路部分，這是一種可能性。如以下兩種場景會導(dǎo)致下行傳輸距離較大。對流層影響沿海地區(qū)對流層是地球大氣層的最低層，也是幾乎所有天氣條件發(fā)生的地方。在對流層的最低部分，與地球表面的摩擦?xí)绊憵饬鳌Ｔ谀承┐髿鈼l件下，對流層中的空氣分層可能會形成波導(dǎo)。這種現(xiàn)象稱為管道。進入管道的無線電信號可以傳播數(shù)公里。如上例所示，來自gNB1下行鏈路信號由于對流層導(dǎo)管傳播很遠，并干擾gNB2的上行鏈路。這種導(dǎo)管現(xiàn)象可持續(xù)幾分