2.13 动态TDD
5G网络的关键特征将会是超密集小小区部署(小区半径小于几米)和不同的从超低时延到千兆速率的需求。基于TDD(Time Division Duplexing,时分双工)的空口被提议应用于针对小小区信号小延迟传播经验的部署,灵活分配每个子帧上下行传输资源。这种在灵活选择上下行配置的TDD也被称为动态TDD。在动态TDD上下行配置的情况下,不同的小区能更加灵活地适应业务需求,对减少基站能耗也有一定作用。动态TDD技术一般只在小覆盖的低功率节点小区中使用,而在大覆盖的宏基站小区中一般不使用动态TDD技术。超密集小小区组网和大量的应用将成为5G无线通信系统的基本内容。一个动态TDD的部署可能引起上下行子帧交错干扰和降低系统性能。5G动态TDD的主要挑战包括更短的TTI、更快的UL/DL切换和MIMO的结合等。为了应对这些挑战,目前被考虑的解决方案有如下4种:小区分簇干扰缓解(CCIM)、eICIC/FeICIC、功率控制、利用MIMO技术。
CCIM是根据小区间的某个阀值(如耦合损耗、干扰水平)将小区分簇的方法。每个簇可以包含一个或多个小区。每个簇中的全部小区主动传输任何子帧或全部子帧的子集中要么都是上行链路要么都是下行链路,以便在同一簇中的基站—基站之间的干扰与用户—用户之间的干扰得到缓解。属于同一簇的多小区之间的协作是必要的。属于不同簇小区的传输方向在一个子帧中可以不同,通过自由的选择不同的TDD配置来获取基于业务自适应的TDD上下行链路重新配置所带来的收益。CCIM本质上包括两个功能,即形成小区簇和每个小区簇中的协作传输。为了合理形成小区簇,基站的测量是必要的,而基站测量的目的是评价来自于另一个基站的干扰水平。此外,与基站测量相关的信号和过程都必须被支持。
eICIC是依靠几乎空白子帧ABS协调宏小区和小小区的层间干扰。然而,eICIC方案并没有解决小区特定参考信号CSR上的干扰控制,为了确保后向兼容性,CSR不能为空白子帧。FeICIC考虑了CRS干扰,并使用减少功率的几乎空白子帧(RP-ABS)增加了系统容量。借鉴小区间干扰协调(ICIC)和增强型小区间干扰协调(eICIC)在时间或频域上资源分配正交化的思路解决相邻小区间的干扰。这些基于ICIC的方案在干扰抑制中也许会造成资源不必要的浪费。FeICIC的主要挑战是宏小区和小小区之间的只能调度和协调以及如何减少功率。eICIC和FeICIC设计起初是用来解决异构网中下行链路干扰问题。基于干扰抑制(IM)方法的干扰协调将会被用在小小区间的干扰抑制中。
在动态TDD系统中,上行链路的性能会显著下降。为了提高上行链路的性能,业内提出了一些功率控制的方案。基本原则如下所述:减弱造成eNB-eNB干扰的下行子帧传输功率、增加受到eNB-eNB干扰的上行子帧传输功率。目前的干扰抑制方法主要集中在确定功率的变化范围以及控制策略这两个方面,比如一些静态和动态的控制方案。然而,在基于功控的方法中,增加传输功率可能会造成额外的干扰,降低基站的功率也将减小小区的覆盖范围,在以上方法中,将重点研究功率的增强和减弱。