TD-LTE (LTE-TDD)

  3G Rel-8 인 LTE가 표준으로 등록되면서 FDD와 TDD방식을 모두 지원 하기로 하였었다. FDD방식의 UTRA 의 연계가 FDD로 되면서 TDD방식의 UTRA의 연계는 TD-LTE(TDD-LTE)가 되었고 결국 모든 방식을 지원하게 된것이다.

 

 

 

TD-LTE는 FDD와 는 다르게 시 분할 방식이기 시간 스위치를 통하여 UL과 DL의 전환이 가능하다. FDD의 경우 한국 처럼 약 DL 75Mbps 서비스를 위해서는 총 20Mhz의 주파수가 필요하다. 반면 TD-LTE는 10Mhz를 가지고도 약 70Mbps의 서비스가 가능하다. 물론 적은 양의 주파수를 쓰는만큼 DL의 속도를 높이게 되는경우 UL의 할당이 줄어들기 때문에 UL에서의 손해를 이루어야 한다. 하지만 대부분의 가입자가 DL서비스를 이용하는 만큼 동일한 주파수를 사용하는 경우는 TD-LTE가 더 가입자에게 유리한 방면이 될 수도 있다. 한쪽으로만 할당을 많이 하는 경우는 주로 데이터를 쓰는 목적이다. 음성서비스와 같이 상 하향간의 조화가 잘 이루어져야 하는 경우 Special Subframe 이라고 하여 전환 스위치가 5ms간격으로 총 두번이 들어가게 된다. 이 Special Subframe의 구조는 DwPTS(Downlink Pilot Time Slot), GP(Guard Period), UpPTS(Uplink Pilot Time Slot) 세가지로 구성된다. DwPTS와 UpPTS는 각각의 자원 구역이 되며 GP는 보호 구간으로 전환이 되는 시점이다. 3 분할로 나뉘는 이 구간 또한 이 Special subframe도 구성이 존재한다.

 

Special Subframe configuration

현재는 대부분의 기지국이 근거리 형태로 만들어지기 때문에 Normal CP가 되며 장거리 매크로 기지국의 경우 장거리 사용자를 위해 Extended CP가 사용되기도 한다. 표에서 보듯이 대부분의 자원은 DwPTS로 되어 있다.

 

DwPTS에는 셀 접속시 3개의 기지국 ID그룹을 알려주는 PSS가 맵핑되며, 그 앞에는 그룹별 168개의 기지국을 ID를 알 수 있는 코드가 있다. UpPTS에는 SRS이나 PRACH 포맷이 전송된다.

전체적인 프레임 구성의 경우 총 7가지로 구성되어 있고 Switch point가 존재한다.

 

Subframe configuration

5ms와 10ms의 스위치 포인트가 존재하며 주로 5ms를 사용할 경우 데이터 효율은 떨어지며, 음성 서비스를 사용할때 적합하다. 반면 10ms의 경우 데이터 활용을 극대화 할 수 있게된다. 이 전환 스위치를 통하여 데이터 속도를 조절할 경우 DL이 많은 구간에서 Hotspot형식으로 기지국을 설치하여 offload 시키는 방법이 가능하다.

 

TD-LTE ACK/NACK index

시 분할 적으로 분배를 하기 때문에 ACK와 NACK메시지를 FD-LTE와는 다르게 일반적으로 하나의 서브프레임에 맵핑을 시킬 자원이 부족하다 그러기에 TD-LTE에서는 하나의 서브프레임에 두개의 ACK/NACK 맵핑이 가능하다.

 

 TD-LTE를 쓰더라도 FD-LTE망과의 연결이 문제없으며 액세스 단에서만 다르기 때문에 HO를 통하여 FD<->TD를 가능토록하거나 TD-LTE를 백홀로 만들어 현재 와이브로를 와이파이로 서비스하는것 처럼 와이파이로 서비스 하는것 또한 가능하다. 이 경우 LTE가입자가 아니더라도 와이파이를 기존보다 더 많은 접속과 짧아진 지연시간 더 많은 데이터 속도가 가능한 솔루션을 제공할 수 있다.

 

Reference

3GPP TS 36.211 version 9.1.0 Release 9 Physical channels and modulation

Motolora TD-LTE White Paper - FINAL

3GPP REV-090003-r1 LTE-Advanced Physiicall Layer