какие физические каналы в utran fdd являются дуплексными

Физические каналы сети UTRAN – ЧАСТЬ 1

Общая характеристика физических каналов. Физические каналы в сети UMTS используются для взаимодействия между абонентским термина­лом и базовой станцией по радиоинтерфейсу Uu (см. раздел 6.1). «Идеологиче­ски» физические каналы отделены от верхних уровней UMTS, что позволяет рассматривать среду радиодоступа в качестве независимого нижнего уровня взаимодействия подсистем. Каждый физический канал имеет свой расширяю­щий код, позволяющий различать его среди других каналов.

Различают два типа физических каналов: общие и выделенные. Если пер­вые доступны многим абонентским терминалам в пределах обслуживаемой соты, то вторые используются только одним терминалом. По общим физиче­ским каналам передаются пилот-сигналы, принимаемые всеми абонентскими терминалами соты, вызовы и другая управляющая информация. По выделенно­му каналу передаются данные пользователей, команды управления мощностью передатчика и диаграммой направленности антенны, а также сведения о скоро­сти передачи.

В радиоинтерфейсе UTRA определены два типа выделенных физических каналов: выделенный физический канал данных DPDCH и выделенный физиче­ский канал управления DPCCH. Первый служит для передачи данных с исполь­зованием логического транспортного канала DCH, причем на каждое соединение приходится один или несколько каналов DPDCH. Другой, DPCCH, применяется для передачи управляющей информации. Несколько дополнительных каналов используются для обеспечения различных служебных функций. Полный пере­чень использующихся в режиме FDD (W-CDMA) физических каналов приведен в табл. 6.3.

6.3.3.2. Структура физических каналов в UTRAN. В UTRAN для каждого типа физического канала определена временная структура, где па­кетные данные располагаются определенным образом. В отличие от GSM, в технологии WCDMA не используются гипер-, супер- и мульти- кадровые структуры. Взамен их применяются кадры длительностью по 10 мс, которые могут группироваться в суперкадры длительностью 720 мс. Кадр (фрейм) состоит из 15 канальных интервалов (слотов) по 0.667 мс. Системный номер кадра (SFN) используется для внутренней синхронизации сети UTRAN при передаче данных. В активном фрейме могут передаваться 38 400 чипов. В

слоте их, соответственно, 2560.

Временная структура фреймов физических каналов стандартизированна. Структура фреймов выделенных восходящих и нисходящих физических ка­налов, канала данных DPDCH и канала управления DPCCH, показана на рис. 6.12 [10,13]. Слот восходящего канала DPCCH содержит четыре поля, которые предназначены для пересылки пилотных битов, команд управления мощностью передатчика (ТРС), указателя транспортного формата (TFCI) и информации об­ратной связи (FBI). Последняя используется для регулировки антенн в случае применения в нисходящем канале разнесенной передачи.

Перечень физических каналов UMTS в режиме FDD

Источник

От GERAN/UTRAN к LTE.Перспективы развития и эволюция технологий радиоинтерфейса

Тихвинский В.О. (Генеральный директор ЗАО СТЕЛТ Телеком),А. Голышко (Технический эксперт АФК Система),Терентьев С.В. (Системный архитектор ОАО МегаФон)

Телекоммуникации и транспорт № 7-8 (2007)

Наблюдая эволюцию развития сетей радиодоступа,поражаешься гению человеческого разума. Каждое следующее поколение сетей мобильной связи приносит принципиально новые технологические возможности,значительно расширяющие спектр услуг конечным пользователям.Зная прошлый и текущий уровень развития цифровых сетей мобильной связии потребности абонентов интересно загляутьв ближайшее будущее и понят что нас ожидает.

Анализ развития технологий сетей радиодоступа мобильной связи

Первое поколение цифровых сетей мобильной связи GSM (второе после аналоговых) создавалось с учетом оказания основной услуги — речевой. Так как речевой трафик считается симметричным, то за основу построения сетей радиодоступа был выбран метод частотного дуплекса FDD. Простая интеграция с телефонными сетями общего пользования PLMN, обеспечивающая высокие темпы развертывания сетей GSM в мире, потребовала от разработчиков реализации широко используемого принципа коммутации каналов CS (Circuit Switching) и системы сигнализации SS7. Развитие дополнительных услуг связи инициировало другие асимметричные типы трафика: потоковый, фоновый и в некоторых случаях интерактивный. Кроме того, гигантские темпы развития и эффективность сети Интернет показали высокую актуальность построения сетей по принципу коммутации пакетов PS (Packet Switching). В связи с этим современные сети мобильной связи поддерживают метод временного дуплекса TDD, их развитие строится с учетом концепции все по IP

С учетом модели взаимодействия открытых систем OSI [1 ] наиболее интересно рассмотреть протоколы физического и канального уровней (уровни 1,2), которые являются наиболее важными для радиоинтерфейса. Эти протоколы определяют характеристики так называемого канала связи (передатчик/модулятор — линия связи — приемник/демодулятор). Непрерывное улучшение характеристик канала связи связано с развитием используемых в нем технологий:

Отличительной особенностью сетей GSM является:

Дальнейшее развитие сети GSM в направлении повышения скорости передачи пакетов данных GPRS (до 384 кбит/c) привело к созданию технологии EDGE. В ней повышение скорости передачи данных в три раза достигалось за счет перехода от бинарной манипуляции MSK к многопозиционной 8PSK. Однако, такое увеличение ансамбля сигналов (как и любое другое) привело к некоторому ухудшению помехоустойчивости и чувствительности. Другой отличительной особенностью технологии EDGE является реализация метода; повышающейся избыточности; при помехоустойчивом кодировании, суть которого заключается в повышении пиковой скорости передачи данных за счет возможного уменьшения избыточности кодов при адаптации (изменении мощности кодов) к качеству каналов связи

Принципиально новым этапом развития мобильной связи является разработка и внедрение сетей UMTS, позволяющих обеспечить пиковую скорость передачи данных до 2,048 Мбит/c. Главным отличием сети UMTS от GSM/EDGE/GPRS стало использование широкополосных сигналов (ШПС) с полосой 5 МГц и базой сигнала много больше единицы (B 1). В сетях WCDMA/UMTS используются последовательные ШПС — DS-CDMA (Direct Sequence).

Расширение базы сигнала осуществляется путем ведения частотной избыточности, которая и предает радиосигналу UMTS определенные положительные свойства: высокую помехоустойчивость, устойчивость к воздействию многолучовости (при условии, что разница задержек распространения радиоволн различных направлений распространения больше чем длительность одного элемента сигнала UMTS — Тэ). Кроме того, использование широкополосных сигналов позволило реализовать новый метод разделения каналов в сети — кодовый CDM.

Важная особенность алгоритма доступа, используемого UMTS для кодового разделения каналов CDMA заключается в его чувствительности к мощности принимаемых радиосигналов. Поэтому в UMTS реализовано быстрое управление мощностью излучения. Другими особенностями UMTS являются [1]:

Дальнейшее развитие UMTS в целях повышения скоростей передачи данных и минимизации задержек передачи данных при использовании протоколов плоскостей пользователя и управления (User-plane, Control-plane) определило разработку технологий HSPA (HSDPA/HSUPA), в которых нашли свое применение многопозиционные сигналы с квадратурной амплитудной манипуляцией 16QAM, 64QAM. Особое внимание в этих технологиях в целях минимизации указанных задержек уделено модернизации прокола доступа к физической среде передачи MAC.

Технический бум вызванный использованием сигнала OFDM в беспроводных сетях передачи данных WiFi/WiMAX не обошел стороной и сети сотовой связи. Начавшийся путь разработки технологии HSOPA (High Speed OFDM Packet Access) вылился в концепцию длительной эволюции LTE (Long Term Evolution) системы UMTS.

Совершенствование технологий сетей раниОДрступа UTRAN/HSPA в направлении LTE

Началом работы 3GPP — Партнерского проекта по сетям третьего поколения над дальнейшим развитием этих сетей считается семинар по эволюции RAN, проведенный 2-3 ноября 2004 г. в Торонто (Канада). Основными целями и задачами работ по дальнейшему развитию UMTS стали:

Таким образом, главными целями эволюции систем 3G к технологии Evolved UTRAN (E-UTRAN) является дальнейшее улучшение качества предоставления услуг и уменьшение расходов пользователей, а также и эксплуатационных расходов операторов.

Особенности радиоинтерфейса LTE в линии вниз (Downlink)

Радиоинтерфейс LTE поддерживает оба метода дуплексного разделения каналов: частотный FDD и временной TDD 2. Особенностью радиоинтерфейса в линии «вниз» сети E-UTRAN является использование технологии множественного доступа OFDMA, обеспечивающей высокую гибкость распределения и масштабируемость радиоресурсов для каналов передачи данных с различной полосой пропускания. Интервал времени передачи (TTI) в линии «вниз» сети E-UTRAN соответствует длительности подкадра и равен 0,5 мс (как и для технологии HSDPA). При этом обеспечивается низкое время ожидания и высокая эффективность планирования передачи пакетов данных на радиоинтерфейсе. В линии «вниз» поддерживаются следующие виды модуляции: QPSK, 16QAM и 64QAM.

В линии «вниз» предполагается использование технологии MIMO (Multiple Input Multiple Output). Основная конфигурация технологии MIMO предполагает использование двух передающих и двух приемных антенн базовой станции и мобильного терминала. Максимально предполагается использовать четыре передающих антенны базовых станций и 2-4 приемных антенны абонентских терминалов. Технология MIMO обеспечивает передачи данных как многих (MU-MIMO), так и единственного пользователя (SU-MIMO).

Линия «вниз» E-UTRAN подразумевает использование следующих физических каналов [2]:

Связь транспортных и физических каналов показана на рис. 1. В настоящее время в E-UTRAN для LTE определены четыре транспортных канала:

Рис. 1: Связь транспортных и физических каналов в линии «вниз» EUTRA

Как видно из рис. 1, развитие сетей LTE направлено на максимальное, где возможно, упрощение протоколов обмена информацией. Помимо модуляции OFDM/QAM в каналах линии «вниз» сети E-UTRAN предполагается использование перспективной модуляции OFDM/OQAM.

Модуляция OFDM/QAM в линии «вниз».

Технология ортогонального частотного мультиплексирования OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplexing) основана на формировании многочастотного сигнала, состоящего из множества поднесущих частот, отличающихся на величину условия ортогональности сигналов на соседних поднесущих колебаниях (w_n — радиальная частота п-го поднесущего колебания).

При формировании OFDM-сигнала поток последовательна информационна символов длительностью Т_u/N разбивается на блоки, содержащие N символов. Далее блок последовательна информационна символов преобразуется в параллельный, в котором каждый из символов соответствует определенной подне-сущей многочастотного сигнала. Причем при этом длительность символов увеличивается в N раз. Таким образом, суммарная ширина спектра многочастотного сигнала соответствует ширине спектра исходного последовательного сигнала.

Рис. 2: Частотно временное представление OFDM сигнала при ширине спектра 5 МГц

Целью такого преобразования является защита от узкополосных помех (либо от частичных искажений спектра в результате переотражений и многолучевого распространения). Это достигается тем, что параллельные символы многочастотного сигнала представляют собой кодовое слово помехоустойчивого кода (например, кода Рида-Соломона), который позволяет их восстановить в случае ошибочного приема за счет искажений спектра. Частотно-временное представление OFDM-сигнала представлено на рис. 2. Преобразование сигнала из временной в частотную область обеспечивается дискретным преобразованием Фурье (DFT — Discrete Fourier Transform).

Кроме того, преимущество OFDM заключается в уменьшении необходимого количества временных защитных интервалов. При последовательном сигнале защитные интервалы добавляются между каждыми символами, а при многочастотном — между группами символов (OFDM-символами).

Особенностью сигналов OFDM является:

Принцип формирования OFDM-сигнала показан на рис. 3.

Рис.3: Принцип формирования OFDM сигнала

На практике при формировании OFDM-сигнала используется обратное дискретное быстрое преобразование Фурье ( Inverse FastFourier Transform — IFFT) на N точек (рис. 4). Это значительно упрощает практическую реализацию приемопередающего устройства OFDM.

Рис.4: Использование преобразования IFFT при формировании OFDM сигнала

Для функции J_m,n(t) справедливо выражение:

Важным отличием OFDM/OQAM и классической OFDM является то, что скорость передачи сигнальных символов удваивается (т₀ =T_u /2). Схема формирования сигнала OFDM/ OQAM в передатчике базовой станции сети E-UTRAN показана на рис. 7.

Рис.6: Преимущество технологии OFDM/OQAM по отношению к OFDM/QAM

Рис. 7: Схема формирования сигнала OFDM/OQAM в передатчике базовой станции сети E-UTRAN

Рис.8: Частотно-временная матрица сигналов OFDM/OQAM и OFDM/OQAM

Важным отличием OFDM/OQAM от классического сигнала OFDM является использование многофазной фильтрации (фильтрующая функция IOTA — g) после преобразования IFFT, исключающей использование циклических префиксов. Алгоритм функционирования передатчика и приемника сигналов OFDM/OQAM представлен на рис. 9.

Рис.9: Алгоритм функционирования передатчика и приемника сигналов OFDM/OQAM

Одним из упрощенных вариантов многофазной фильтрации (функции IOTA), обеспечивающей ортогональность сигналов, является гауссовская функция во временной и частотной области.

Благодаря функции IOTA происходит локализация спектра (получается более крутой спад по сравнению с классическим OFDM), в результате чего уменьшаются интерференционные и внутрисистемные помехи в сети. На рис. 10 приведено сравнение спектров сигналов OFDM/OQAM и OFDM с шириной спектра 5 МГц (512 точек преобразования Фурье, 300 поднесущих).

Рис.10: Сравнение спектральных плотностей сигналов OFDM/OQAM и классического OFDM

Параметры сигналов OFDM/OQAM с разнесение поднесущих на 15 кГц подобны параметрам OFDM.

Особенности радиоинтерфейса LTE в линии «вверх» (Uplink)

Особенностью линии «вниз» сети E-UTRAN является использование технологии множественного доступа SC-FDMA (Single Carrier — Frequency Division Multiple Access) c одной несущей частотой и средней мощностью передачи PAPR (Peak-to-Average Power Ratio). Исключение взаимного влияния пользователей достигается введением циклических префиксов и использованием эффективных эквалайзеров в приемных устройствах. Интервал времени передачи TTI в линии «вверх» сети E-UTRAN соответствует TTI в линии «вниз» и равен 0,5 мс. Возможно использование увеличенного TTI для специальных типов соединений (услуг). Основная конфигурация антенн линии «вверх» при использовании MIMO предполагает использование двух передающих антенн на мобильном терминале и двух приемных антенн на базовой станции.

В процессе модуляции OFDM в технологии множественного доступа SC-FDMA используется дискретное преобразование Фурье DFT (рис. 11).

Рис.11: Структурная схема передающего устройства при множественном доступе SC-FDMA в технологии E-UTRAN

При формировании группового сигнала в линии «вверх» для каждого терминала решается, какая часть поднесущих используется (заполняется данными), а какая нет (заполняется «нулями») (см. рис. 12). Между каждыми выходами дискретного Фурье вставляется L-1 нулевых символов.

Рис.12: Методы формирования поднесущих OFDM-сигнала: последовательный (слева) и смешанный (справа)

Рис.13: Связь транспортных и физических каналов в линии «вверх» E-UTRAN

При последовательном распределении под-несущих1.=1 (рис. 12, слева), т. е. между сигналами с выхода преобразователя DFT не вставляются нулевые поднесущие (L-1=0). При смешанном распределении (рис. 15, справа) L1.

Линия «вверх» E-UTRAN подразумевает использование следующих физических каналов:

Связь транспортных и физических каналов показана на рис. 13. В настоящее время в E-UTRAN для LTE определено два транспортных канала линии «верх»:

Параметры функционирования радиоинтерфейсов LTE

Для управления качеством в сетях LTE используются два пересекающихся множества, состоящих из параметров качества функционирования сети (Network Perfomances) и параметров качества услуг (Quality of Service). Каждому соединению в сети LTE и радиоинтерфейсах E-UTRAN должно соответствовать некое множество согласованных параметров функционирования сети, связывающих воедино все аспекты QoS, такие как скорость передачи данных, задержка пакетов, джитер, относительное число ошибочно принятых пакетов и доступность сети.

Пиковая (максимальная) скорость передачи данных Peak Data Rales. Значения пиковой скорости передачи данных в линиях «вверх» и «вниз» приведены в таблице 2.

Пиковая скорость передачи данных технологии E-UTRA

Спектральная эффективность в линии «вниз»

Абсолютное значение, Бит/с/ГцСредняя спектральная эффективностьдо 2,6 (2*2 MIMO)Средняя спектральная эффективность на одного пользователя в соте (точка 5 % на интегральной функции распределения СРЕ пользовательской пропускной способности)до 0.27

Спектральная эффективность в линии «вверх»

Абсолютное значение, Бит/с/ГцСредняя спектральная эффективностьдо 0.9Средняя спектральная эффективность на одного пользователя в соте (точка 5 % на интегральной функции распределения CDF пользовательской пропускной способности)до 0.15

Рис.14: Зависимость скорости передачи данных от отношения сигнал/шум в линии «вниз» (полоса сигнала 20 МГц, мобильность абонента до 3 км/ч) Источник: ETSI

Как показано на рис. 14 скорость передачи данных зависит от характеристик помехоустойчивости алгоритма приема и обработки сигнала. На рисунке обозначено:

Зная требуемое отношение сигнал/шум и мощность передачи можно определить возможные скорости передачи данных на разных удалениях от базовой станции.

Спектральная эффективность.Улучшенные параметры спектральной эффективности для E-UTRAN приведены в таблице 3 и 4 (для абонентов с низкой мобильностью и частоты радиосигнала в области 2 ГГц).

Задержки передачи пакетов для протоколов плоскости пользователя (User Plane Latency).Обеспечение низких задержек передачи данных важно для услуг в реальном масштабе времени будущих сетей сотовой связи, функционирующих по принципу коммутации пакетов (TCP/IP).

Задержки передачи пакетов для протоколов плоскости пользователя определяются как время передачи пакета данных пользователя с IP-уровня одного узла сети (мобильного терминала, шлюза GW) на IP-уровень другого узла сети. Время передачи пакетов данных пользователя с одного узла сети на другой включает различные типы задержек, приведенные в табл. 5. Средняя суммарная задержка передачи пакетов для протоколов плоскости пользователя при передаче данных для E-UTRAN равна 4,0 мс (включая задержку передачи между базовой станцией и шлюзом сети). Возможность сокращения этой задержки до величины 1,0 мс является целью проекта создания радиоинтерфейса будущего в рамках проекта WINNER.

Оценка задержек протоколов плоскости пользователя

Выводы

Не успев внедриться на телекоммуникационный рынок России технологии HSPA( HSDPA и HSUPA) уже морально устарели и развертывание российскими операторами сетей UMTS на основе Release 5 не спасает эти сети от неизбежной и скорой замены новой технологией LTE.

Основной проблемой при развертывании сетей на основе технологий LTE станет ее стоимость и совместимость с сетями предыдущих поколений. Переход от сетей построенных на основе технологий HSPA+ на системы LTE подразумевает под собой не усовершенствование существующей инфраструктуры сетей UMTS, а замену или ее значительной части, или всей сетевой инфраструктуры.

С другой стороны внедрение LTE позволит операторам сетей UMTS удержаться в лидерах быстроменяющегося телекоммуникационного рынка, основными тенденциями которого являются конвергенция сетей фиксированной и подвижной связи (Fixed Mobile Convergence — FMC) и персонификация услуг для абонентов! индивидуальное управление услугами).

Анализ развития технологий LTE и оценка возможности их своевременного внедрения на сетях IMT-2000/UMTS должны стать долгосрочной политикой российских операторов «большой тройки», так как разработка необходимых технических спецификаций LTE будет завершена в ETSI/3GPP к 2009 г., а к 20112012 годам в Европе появятся первые сети на базе технологии LTE.

Литература

Источник

Особенности реализации радиоинтерфейса UMTS в режимах FDD и TDD – ЧАСТЬ 1

Регламентом Радиосвязи МСЭ в странах Европы и большей части Азиат­ского континента для систем 3G предусматривается связь в режиме частотного дуплекса (FDD) в полосах частот 1920… 1980 МГц (uplink) и 2110…2170 МГц (downlink). В дополнение к FDD предусмотрен режим временного дуплекса TDD, который более эффективен в поддержке приложений, требующих асим­метричного трафика.

Впрочем, изначально режим UMTS/TDD предусматривался для тех регио­нов, в которых сложившееся распределение частот в указанном диапазоне не по­зволяет выделить обе названные выше полосы (для линий «вниз» и «вверх»), К числу таких районов, в частности, относятся США. Для UMTS/TDD Регламен­том МСЭ отведены т.н. непарные участки спектра: 1900… 1920 МГц, 2010…2025 МГц в Европе и 1850… 1910 МГц, 1930… 1990 МГц в США.

6.5.1. Общая характеристика и особенности радиоинтерфейса UMTS/TDD

На настоящий момент в проекте 3GPP определению облика системы UMTS в режиме TDD отведена второстепенная роль и приоритет отдан FDD как основному режиму использования спектра. По этой причине мы также рассмотрим физический уровень UMTS/TDD не вдаваясь в подробности и концентрируя внимание лишь на специфических аспектах построения этого радиоинтерфейса.

Физический уровень стандарта UMTS в обеих версиях, FDD и TDD, гар­монизирован по спектральным характеристикам, скорости передачи, тактовым частотам, размеру фрейма (кадра) и т.п. (см. табл. 6.7 [I]).

Основные характеристики радиоинтерфейса UMTS в режимах FDD и TDD

Частотный разнос между каналами

Длительность временного кадра

Число слотов в кадре

Максимальная скорость передачи

Коэффициент расширения спектра:

Из версии FDD в TDD была заимствована частота следования чипов расши­ряющего кода (3,84 Мчип/с), их длительность (

0.2604 мкс), структура фрейма (15 слотов х 2560 чипов/слот = 38 400 чипов) и его протяженность (10 мс), а также принцип организации канала синхронизации по линии «вниз».

Тем не менее, идеологии построения радиоинтерфейсов FDD и TDD в систе­ме UMTS имеют существенные отличия. По-существу, в этих режимах исполь­зованы не только различные схемы дуплекса, но и разные технологии множе­ственного доступа. Практически все отличия между UMTS-TDD и UMTS-FDD сосредоточены на физическом уровне стека протоколов UTRA (остальные си­стемные компоненты отличий не имеют).

В FDD временные слоты не позволяют определять какие-либо физические каналы и используются для реализации некоторых регулярных функций (напри­мер, контроль мощности). На рис. 6.23 (а) и (б) показаны частотно-временные диаграммы, характеризующие функционирование радиоинтерфейсов W-CDMA/ FDD и TD-CDMA/TDD.

Рис. 6.23. Частотно-кодо-временная структура радиоинтерфейсов W-CDMA/FDD (а) и TD-CDMA/TDD (б)

В отличие от FDD, в режиме TDD реализован комбинированный принцип множественного доступа, где разделение сигналов осуществляется на базе двух технологий; TDMA и CDMA. Если в радиоинтерфейсе FDD имеются два меха­низма управления скоростью передачи данных: варьирование коэффициентом расширения спектра и мультиплексирование кодовых каналов, то в TDD появ­ляется третий механизм, связанный с выделением пользователю того или иного количества слотов в кадре (рис. 6.23).

Это обеспечивает высокую гибкость режима TDD и позволяет адаптиро­ваться к информационным потребностям самых разнообразных пользователей. Кроме того, использование для восходящей и нисходящей линий одного и того же частотного канала упрощает частотное планирование, распределение кана­лов и поиск соты. Мультикадровая пакетная структура режима TDD за счет ис­пользования свободных окон позволяет обеспечить его совместимость с UMTS/ FDD и GSM.

В то же время, если в режиме FDD межканальная интерференция не являет­ся критическим фактором, то для ее уменьшения в режиме TDD при размещении БС необходимо осуществлять специальную координацию между операторами связи. Кроме того, для уменьшения помех от МС и обеспечения требуемого ка­чества связи в зоне обслуживания, в базовых станциях используется технология динамического выделения каналов.

Особенности кодового мультиплексирования физических каналов в режиме TDD иллюстрирует рис. 6.24 [1].

Рис. 6.24. Кодовое мультиплексирование физических каналов в режиме TDD

Каждый кадр (фрейм) в режиме TDD содержит по меньшей мере один слот (временное «окно») для передачи по линии «вниз» и один – по линии «вверх». Коэффициент расширения спектра от 1 до 16 позволяет обеспечить значение групповой скорости передачи данных такое же, как и в режиме FDD. Принципы наращивания емкости сети путем добавления новых частотных каналов в режи­ме TDD и FDD аналогичны.

Особенности организации физических каналов в режиме TDD

За немногими исключениями, перечень используемых в режимах TDD и FDD транспортных каналов одинаков, однако стек протоколов физического уровня имеет некоторые отличия. Физический канал в режиме TDD определяет­ся не только кодом расширения спектра и частотным каналом, но и положением слота в пределах фрейма. В TDD выделяют следующие основные физические каналы [13].

Выделенный физический канал: Dedicated Physical Channel (DPCH). Он служит для передачи пользовательских данных и команд управления в обоих направлениях: как по линии «вверх», так и по линии «вниз».

• Общий физический канал управления: Common Control Physical Channel (CCPCH). Предназначен для предоставления широковещательных услуг в соте в линии «вниз», подразделяется на первичный (для передачи ВСН, информации о соте) и вторичный (для отображения транспортных каналов FACH, РСН, передачи команд управления мощностью и информации пейд- жинга).

• Физический канал случайного доступа Random Access Channel (PRACH) по линии «вверх». В дополнение к нему в режиме TDD имеется канал «уско­ренного» доступа FPACH, используемый при организации низкоскоростно­го сеанса передачи.

• Разделяемые физические каналы для линий «вверх» и «вниз»: Physical Uplink Shared Channel (PUSCH) и Physical Downlink Shared Channel (PDSCH). Эти каналы предназначены для передачи управляющей информации и данных пользователя.

Канал индикации и пейджинга Paging Indicator Channel (PICH), эквивалент­ный нескольким субканалам пейджинга в канале S-CCPCH. Канал синхронизации базовой станции Physical Node В Synchronization Channel, используемый для организации квазисинхронного восходящего соединения. Так, в режиме TDD базовая станция контролирует задерж­ку сигнала от МС, посылаемого в ответ на ее запрос, и передает всем МС управляющие команды, обеспечивающие (квази) синхронность их сигналов на входе приемника БС.

Во избежание коллизий пакетов, передаваемых различными МС, в БС UTRATDD предусмотрен механизм timing advance, позволяющий ей опреде­лять смещение кодов разных МС в канале PRACH. Определив смещение, БС информирует МС о необходимости введения упреждающей задержки той или иной длительности. Пока разрешающая способность данного механизма ограничивается интервалом 1.04 мкс (т.е. 4 чипа). При таком сдвиге коды Уолша утрачивают взаимную ортогональность, кодовое разделение само по себе обеспечивает только 4 канала вместо 16. Есть основания надеяться на повышение точности механизма timing advance до 1/8 длительности чипа что позволит обеспечить практическую ортогональность кодов в режиме TDD и реализовать принцип синхронного кодового разделения для линии «вверх» [3].

Другие каналы режима TDD [13]:

• физический пакетный канал общего назначения РСРСН;

• пилотный канал общего назначения CPICH;

• канал синхронизации SCH (при низкоскоростной передаче расщепляется н; восходящий и нисходящий каналы UpPCH и DwPCH);

канал пейджинга и индикации PICH, – по структуре и назначению соответству ют каналам с аналогичными именами, определенным и для режима FDD. Соответствия при отображении транспортных каналов режима TDD на фи зические каналы приведены в табл. 6.8.

Временной дуплекс реализуется путем резервирования части слотов кадр за линией «вниз», а оставшихся – за линией «вверх». Примеры выделения ело тов при симметричном (а) и асимметричном (б), (в) характере трафика показан! на рис. 6.25.

Отображение транспортных каналов на физические каналы в режиме TDD

Источник