1 上行导频设计

1.1 上行帧结构设计概要

尽管上行这结构的设计并不是我们这里所关心重点，但是与下行导频设计一样，这结构的设计将直接影响着上行导频的设计，所在这里我们也需要简单介绍一下上行帧结构。在公司内部文档相关参考文献[1]中有详细介绍，我们这部分内容将从中取出分析。

1.1.1 早期的LTE上行帧结构

从上、下行链路的对称性考虑，EUTRA上行帧结构必须与下行相一致。因此早期的上行帧结构在设计上与早期的下行帧结构是基本相同的，无线帧长也为10ms，一个无线帧等分为20个0.5ms的子帧。唯一的不同之处就在于子帧结构设计，下行链路子帧结构的设计非常简单，即根据CP模式（常规CP/扩展CP）的不同，一个子帧可包含7/6个OFDM符号；而上行子帧则进行了独特的长块、短块结构设计，如图表 21。

图表 21  包含2、3个短块子帧结构版本

早期的LTE上行之所以考虑这样的子帧结构，主要是出于放置导频的需要。与下行链路不同，上行链路最终采用的是基于单载波-频分复用（SC-FDMA）的多址方式。由于各用户数据之间是频分复用的，因此希望每个用户的导频信号与用户数据能够占用相同的带宽，即希望导频与数据之间采用TDM的复用方式。因此需要在子帧中预留出一定的时间段用来专门发送导频，我们称之为导频块。任意一个参数的设置都不可能是任意的，都需要权衡所有的制约因素，选择一个最优的方案，对于导频块的设计当然也不例外。与导频块设计相关的参数有2个，即导频块的时间间隔和导频块的数量。对这两个参数进行设置需要考虑的因素主要有以下3个：

◆子帧结构的复杂度

从这个角度考虑，一方面希望导频块的数量不要太多，另一方面希望导频块所占的时间间隔与数据块所占的时间间隔最好满足一定的倍数关系，同时希望导频块的位置是固定的。

◆导频开销

从这个角度考虑，希望导频块尽量的短，并且导频块的数量尽量的少。

◆信道估计质量

从这个角度考虑，希望一个子帧内导频块的数量能够多于一个，因为在高速情况下，至少需要2个导频块才能获得足够的信道估计性能。同时导频块之间需要保持一定的时间间隔，但该间隔也不能过大，这样有利于联合一个子帧内的各导频块进行子帧内插值，并且，在Localized映射的情况下，还能够联合相邻子帧的导频块进行子帧间插值，进一步提高信道估计的质量。

综合以上3个方面的因素考虑，在导频块的时间间隔的设置上，各公司几乎没有分歧，都认为令导频块的时间间隔为数据块的一半是比较合适的，这也就是我们所说的短块，与之相对，通常将数据块称为长块。值得注意的是长块只能用来承载用户数据（这里的用户数据既包括基于调度的数据传输，也包括基于竞争的数据传输），短块既能承载导频信号，又能承载用户数据。这主要是基于在保证一定的信道估计质量的前提下，尽量降低导频开销的考

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