115

12 Режим utra tdd

12.1. Введение

UTRA TDD, универсальный наземный радиодоступ, использующий дуплекс с временным разделением, предназначается для работы в непарном спектре, как показано на рис. 1.2 в главе 1, который иллюстрирует распределения спектра в различных регионах.

Как можно видеть, исходя из рис. 1.2, спектр с TDD отведен во всех регионах. Исходные данные по UTRA TDD были рассмотрены в главе 4. После выбора технологии в ETSI в январе 1998 года, основные параметры UTRA FDD и TDD были гармонизированы, включая скорость передачи чипов и модуляцию. В этой главе представляются технические спецификации для режима TDD, предусмотренные в проекте 3GPP, в частности, документами TS 25.221 TS 25.224 и TS 25.102 [15].

В этой главе вначале поясняется TDD как дуплексный метод на общем уровне. Физический уровень и связанные с ними процедуры режима TDD UTRA представляются в разделе 12.2. Вопросы, связанные с оценкой помех в UTRA TDD, рассматриваются в разделе 12.3.

12.1.1. Дуплекс с временным разделением (TDD)

В телекоммуникациях используются три различных метода в режиме дуплексной передачи: дуплекс с частотным разделением (FDD), дуплекс с временным разделением (TDD), дуплекс с пространственным разделением (SDD). Режим FDD самый распространенный метод в сотовых системах. Например, он используется в GSM. Метод FDD требует отдельных частотных полос, как для восходящего, так и нисходящего каналов. Способ TDD использует одну и ту же полосу частот, но меняет направление передачи во времени. Например, TDD используется для усовершенствованного беспроводного цифрового телефона (DECT). Режим SDD используется в передаче между неподвижными пунктами, где могут применяться направленные антенны. Он не используется в сотовых терминалах.

На рис. 12.1 показаны принципы работы в режимах FDD и TDD. Термин нисходящий или прямой канал относится к передаче от BS (неподвижная сторона сети) к мобильному терминалу (абонентское оборудование), а термин восходящий или обратный канал относится к передаче от мобильного терминала к BS.

Рис. 12.1. Принципы работы дуплекса с частотным разделением (FDD)

и дуплекса с временным разделением (TDD).

Ниже перечисляются несколько характеристик, присущих системе с TDD:

• Использование непарной полосы

Система TDD может быть реализована на непарной полосе, тогда как система FDD всегда требует пары полос. В будущем более вероятно, что ресурсы непарного спектра будут предоставлены для UMTS, так как для работы TDD не требуется никакой пары частот.

• Прерывистая передача

Коммутация между направлениями передачи требует времени, и управления переходными процессами при коммутации. Во избежание нарушения передачи в восходящем и нисходящем каналах требуют одних и тех же средств для согласования направлений передачи и допускаемого времени прерывания передачи. Нарушения передачи можно избежать посредством назначения защитного интервала, который позволяет для сохранения передачи задавать задержку на переключение направления. Прерывистая передача может также вызвать звуковые помехи в аудиоаппаратуре, которая не соответствует требованиям по электромагнитной уязвимости.

• Помехи между восходящим и нисходящим каналами

Так как восходящий и нисходящий каналы совместно используют одну и ту же полосу частот, сигналы в этих двух направлениях передачи могут мешать друг другу. В FDD эти помехи полностью подавляются с помощью дуплексного разнесения на 190 МГц. В UTRA TDD отдельные базовые станции синхронизируются друг с другом на уровне фрейма для того, чтобы избежать воздействия этих помех. Последние анализируются ниже в разделе 12.3.

 Асимметричное распределение емкости (пропускной способности) в восходящем/нисходящем каналах

При работе с TDD восходящий и нисходящий каналы делятся во временной области. Есть возможность изменить точку коммутации дуплекса и переместить пропускную способность с восходящего канала на нисходящий или наоборот в зависимости от требования, предъявляемого к пропускной способности восходящего и нисходящего каналов.

• Реверсивные (двусторонние) свойства канала

Быстрые замирания зависят от частоты, и поэтому в системах FDD быстрые замирания не коррелируются между восходящим и нисходящим каналами. Так как одна и та же частота в TDD используется и для восходящего, и для нисходящего каналов, то быстрые замирания одни и те же и в восходящем, и в нисходящем каналах. Основываясь на принимаемом сигнале, приемопередатчик в режиме TDD может оценить быстрые замирания, которые будут влиять на его передачу. Знание замираний может использоваться в управлении мощностью и в способах использования адаптивных антенн в TDD.