【5G之道】第十八章：中继

LTE中的中继：

版本10引入解码转发中继方案；LTE中继方案的基本要求是对终端透明，制度那不知道连接到的是中继还是传统基站；

自回传也被作为LTE中继方案的基本要求；中继就是一个低功率基站，这种基站利用LTE的无线接口连接到无线接入网络的其他部分；

回传链路为基站与中继的连接，接入链路为中继与终端之间的连接；

中继通过回传链路连接的小区称为施主小区，施主小区可能除了给一个或几个中继服务外，也为不通过中继连接的终端服务；

由于中继站既与施主小区连接又和中继服务的终端连接，必须避免接入链路和回传链路之间的干扰；可以在频率、时域或空间域的一个或多个进行实现；

根据接入和回传链路使用的频谱，中继可分为带外中继和带内中继；

带外中继，意味着回传链路和接入链路工作在不同频段，但与接入链路使用了相同的空口技术；只要它们之间频率间隔足够大，可避免之间的干扰；

带内中继，意味着回传和接入链路工作在相同的频谱；共享频谱需要其他方法避免干扰；

解码和转发中继对射频的需求在版本11引入；

整体架构：

中继可以被看成具有终端侧和基站侧；

面向终端时，它表现为使用接入链路传统基站，终端不知道时中继还是传统基站；中继透明；

对于施主小区，中继最初表现为终端，通过空口连接到施主小区，连接建立使用终端侧回传链路进行通信；

两跳的中继是重点；不支持中继从一个施主小区切换到另一个施主小区；
施主基站充当核心网和中继之间的代理；可以尽量减少引入中继后对核心网的影响；

带内中继的回传链路设计：

在带内中继，回传链路和接入链路使用相同的频率；需要一种机制在时域将接入和回传链路分开，如适当的天线部署；应确保在回传链路接收时不在接入链路传输（反之亦然）；

空闲一些接入链路子帧，为中继提供与施主基站在回传链路上通信的可能性；

配置一些接入子帧为MBSFN子帧，中继可以在这些子帧的后面部分停止发射，并接收来自施主小区的传输；施主小区发给中继的L1/L2控制信令不能使用PDCCH，而是用中继专用控制信道R-PDCCH；

接入链路下行中不仅需要发送间隙接收施主小区的传输，还需要接收间隙以便中继通过回传链路给施主小区发送消息；间隙通过上行传输合适的调度产生；

接入链路的HARQ操作：

接入链路和回传链路均采用HARQ；
对于PUSCH的上行传输，HARQ响应在PHICH传输；

下行PDSCH的传输触发PUCCH进行HARQ响应，中继接收；在接入链路接收PUCCH依赖于回传操作，回传链路通信的子帧分配；

在FDD中，回传子帧被配置为上行子帧出现在下行子帧之后4ms，可以匹配接入链路HARQ时序关系，上行子帧传输发生在下行传输4ms之后；

在TDD中，中继节点在用于回传链路传输的上行子帧不能接收PUCCH的HARQ反馈，可以限制下行调度器来解决；

回传链路HARQ操作：

设计回传链路基本原则是，保持与版本8规范相同的调度授权和HARQ响应的时序关系；

对于FDD，配置为回传链路下行传输的子帧需要遵循8ms周期的原则，以尽可能的匹配HARQ往返时延；

对于TDD，HARQ时序存在固有的10ms关系，这与MBSFN的10ms结构是相匹配的，使得回传链路传输保持保持常规间隔称为可能；在LTE TDD的七个支持的配置，中继小区只支持配置1、2、3、4、6；对于每种TDD配置中，可以支持一个或多个回传链路配置；

HARQ响应与上行调度授权的潜在时序准则是为了在接入链路保持相同的准则；对于TDD系统，回传链路子帧n所传输传输块的响应信息在第n+k子帧发送，其中k>=4；

回传链路上行HARQ进程编号方式类似接入链路的TDD编号方式，上行HARQ进程编号按顺序分配给可获得的回传时机，上行HARQ进程编号是可以直接由子帧号直接获得；

回传下行控制信令：

施主小区发给中继的L1/L2控制信令不能用常规PDCCH传输，而用中继专用的控制信道R-PDCCH；R-PDCCH中携带来了下行调度配置以及上行调度开销，采用与PDCCH相同的DCI格式；DCI格式3/3A用于低速率服务时降低开销而且在回传链路不支持；

在时域，R-PDCCH是在子帧的MBSFN区域接收；
在频域，R-PDCCH在一个半静态分配的资源块上传输；

R-PDCCH传输使用的资源块划分为控制部分和数据部分；

下行分配在第一个时隙，对时间要求不严格的上行授权分配在时隙2；这样允许对时间要求严格的下行分配优先解码；为了处理没有上行授权发送给中继的情况，在第二个时隙的R-PDCCH资源可用于向同一个中继的PDSCH传输；

R-PDCCH两种不同映射方式：
非交错交织；交错交织。

1、非交错交织，一个R-PDCCH映射到一组虚拟资源块，而资源块的数目（1、2、4、8）由聚合等级决定；

2、交错交织，映射类似于PDCCH所使用的策略，并且重用了PDCCH除映射到资源单元外的大部分处理结构；

两种映射方式，中继节点都需要监测一组候选的R-PDCCH，中继所检测的R-PDCCH传输所占用的那组资源块可以由施主小区配置，然后通过资源分配方式0、1、2指示所使用的哪一组虚拟资源块；

盲检测尝试的次数与终端是一样的，对应聚合等级1、2、4、8分别为6、6、2、2次的盲检测尝试；

回传链路的参考信号：

中继回传链路的接收可以使用CRS或DMRS；R-PDCCH和PDSCH可以使用不同类型的参考信号，但如果使用DMRS接收R-PDCCH，则PDSCH的接收也是DMRS;

在施主小区和中继小区时间对齐的情况下，中继不能接收到最后一个OFDM符号，因此该符号用于发送到接收的切换；

不管用的什么样的时间关系，回传链路传输被限制为最多4层空间复用；

回传链路和接入链路时序：

为保证中继能接收施主小区的传输，允许中继由接入链路传输切换为回传链路传输的保护间隔，反之亦然；

用于接入链路时序，让它同步到由中继观察到的回传链路的帧时序上，以回传链路下行时序为基准，可以得到接入链路的传输时序；

回传链路的上行时序取决于施主小区基于通常时序的时间提前命令；

在回传下行链路，数据区域第一个OFDM符号闲置，用来提供中继切换的保护时间，一个小的时间偏移用于区分中继Tx-Rx和Rx-Tx转换之间的间隔；

回传上行链路受限于施主小区控制的正常时间提前，保证回传上行传输与施主基站接收其他上行传输在时间上对齐；

必要的保护时间是配置探测参考信号得到的，探测信号配置在回传链路，意味着该探测信号不能用于回传链路，因为用于探测参考符号的OFDM符号被用作了保护时间；

在TDD中，只需要设置一个合适的定时提前和时序偏移就可以得到保护时间间隔；

传输给中继的PDSCH可以半静态配置为第2、3、4各OFDM符号开始匹配施主小区和中继小区不同的控制区域大小；

传输给中继的R-PDCCH总是起始于第四个OFDM符号；R-PDCCH占用资源块的数量是相对较少的；

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