5G中TDD时隙格式和干扰

5G中TDD时隙格式和干扰\o"5G"#5G\o"TDD"#TDD\o"slot"#slot\o"干扰"#干扰一、5G网络中TDD在5G网络中TDD使用单一频段进行发送和接收，简单来说就是下行(发送)和上行(接收)共享同一个频段，分配交替的时隙进行通信的系统；而FDD需要两个不同频段:一个用于发送(下行),一个用于接收(上行),它们之间分配了足够的频率间隙，这也称为双工距离。FDD缺点是下行链路和上行链路频带分配是分开的，因为它需要在频带下行链路和上行链路部分之间有足够的双工距离。另由于目前可用频段非常缺乏，当载波频段增加时所需的双工距离也会增加。由于这些挑战一旦使用>3GHz的频谱TDD就变得更具吸引力；因此FR2(毫米波)频谱中TDD是唯一的选择。二、TDD与FDD在TDD网络中下行(DL)时隙期间gNb传输数据，UE接收数据;在上行(UL)时隙期间，UE发送数据，gNb在这段时间内接收；

因此用户(UE)或gNB都没有经历相同的时间；

鉴于此原因，在下行/上行(DL/UL)传输期间须设定保护期足够长以适应传播延迟和切换时间。gNB传输数据中用户将收到一些延迟的数据，即传播延迟，这就会形成TDD系统内的干扰。三、传播延迟下行/上行(DL/UL)切换期间，用户(UE)需要一些时间将其收发器从接收模式切换到发送模式。用户(UE)根据来自gNB的定时提前(TA)值开始其传输。gNB使用定时提前(TA)机制来确保所有上行链路传输都以相同的定时接收。3.1TDD类型(静态/动态)5G网络TDD有两种类型:静态和动态;二者都有自己的优点和缺点。静态：是上行/下行比(时隙格式类型)固定类型，即在设计网络时通过对网络下行和上行流量的统计分析。上行链路要求高(如SlotFormat1)：体育比赛、音乐会等活动将需要更多上行链路流量，因为视频和图片上传到社交媒体(YouTube、Facebook等);高下行链路要求(如Slot

Format0):如4K(例如Netflix等)高清视频内容的流式传输等活动。动态：5G支持多种应用,动态Slot配置已成为5G的一项重要技术。在动态TDD中，DL和UL之间的动态资源分配将提供显着的性能改进，因为可以根据流量需求动态分配资源。在动态TDD操作中，终端(UE)不知道帧的DL/UL格式，而是根据PDCCH中可用的调度信息进行操作;然而,动态TDD也会带来额外的交叉链路干扰，可能会降低系统性能。3.2

交叉链路/时隙干扰动态TDD允许在UL和DL之间自适应配置和重新配置符号。这使gNB1能够根据流量要求配置DL/UL，类似地相邻gNB2也可以根据自己的流量要求配置DL/UL，而无需与gNB1协调。这意味着gNB1在下行链路中传输，同时相邻gNB在上行链路中接收，这种情况会导致交叉链路干扰。四、5G动态TDD模式交叉链路干扰由于5G设备的用户密度会很高，相比4G(每平方公里高达100万个连接),UE-UE的交叉链路干扰变得更加关键。这意味着有可能在任何给定时刻，gNB1可能正在发送，而相邻gNB2将同时进行接收。这种场景会造成交叉链路干扰，交叉链路干扰也称为交叉时隙干扰。五、TDD系统内干扰缺乏同步是基于TDD的系统中的主要干扰源，属于同一载波或不同载波。然而由于称为载波内干扰的传播延迟，干扰也可能出现在同一个同步载波内。传播延迟会产生DL/UL时隙的重叠，这将导致干扰。TDD干扰会导致网络性能下降，主要是由于下行传输干扰上行接收，因为下行传输功率高于上行传输功率。为了保护上行链路免受下行链路干扰，保护期被延长。然而由于某些大气条件和杂波类型，尽管有保护带，下行链路传输仍可能传播很远的距离并干扰上行链路部分，这是一种可能性。如以下两种场景会导致下行传输距离较大。对流层影响沿海地区对流层是地球大气层的最低层，也是几乎所有天气条件发生的地方。在对流层的最低部分，与地球表面的摩擦会影响气流。在某些大气条件下，对流层中的空气分层可能会形成波导。这种现象称为管道。进入管道的无线电信号可以传播数公里。如上例所示，来自gNB1下行链路信号由于对流层导管传播很远，并干扰gNB2的上行链路。这种导管现象可持续几分