LTE-Advanced Relay Technology and Standardization

preben

Contents
1 Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1
1.1 LTE-A Technologies . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1
1.2 LTE-A Relay Standardization . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4
1.3 IEEE Relay Standards . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5
1.4 Book Objectives and Outline . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6
References . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7

2 LTE-A Relay Scenarios and Evaluation Methodology . . . . . . . . . . 9
2.1 Relay Scenarios. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9
2.1.1 Rural Area . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9
2.1.2 Urban Hot Spot . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10
2.1.3 Dead Spot . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11
2.1.4 Indoor Hot Spot . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12
2.1.5 Group Mobility. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14
2.1.6 Emergency or Temporary Network Deployment . . . . . . . 17
2.1.7 Wireless Backhaul Only. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17
2.2 Channel Modeling . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19
2.2.1 Large Scale Fading Modeling
for RN–UE Connection . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20
2.2.2 LOS Probability of RN–UE Connection. . . . . . . . . . . . . 22
2.2.3 Large Scale Fading Modeling
for eNB–RN Connection . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24
2.2.4 LOS Probability eNB–RN Connection . . . . . . . . . . . . . . 26
2.3 Impacts of Relay Site Planning . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28
2.3.1 Less Attenuation from Donor eNB . . . . . . . . . . . . . . . . 28
2.3.2 Improvement of LOS Probability in Donor
eNB–RN Connection . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31
2.4 Large Scale Fading Parameters . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33
2.5 Small Scale Fading . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33
2.6 Other Settings . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38
References . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38

3 LTE-A Relay Study and Related Technologies . . . . . . . . . . . . . . . 39
3.1 Relay Categorization Based on Protocol Architecture . . . . . . . . 39
3.1.1 L1 Relay . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40
3.1.2 L2 Relay . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40
3.1.3 L3 Relay . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41
3.2 Operating Band . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 43
3.2.1 Brief Description of LTE-A Carrier Aggregation . . . . . . 44
3.2.2 Relay with Carrier Aggregation . . . . . . . . . . . . . . . . . . 46
3.3 Number of Hops . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 52
3.4 Type 1 Relay . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 53
3.4.1 Definition. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 54
3.4.2 Technology Aspects . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 55
3.4.3 Semi-Analytical Evaluations. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 57
3.4.4 Downlink Performance Evaluation with Uniformly
Distributed Relay Nodes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 59
3.4.5 Downlink Performance Evaluation with Relay
Nodes Placed Near Cell Edges . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 63
3.4.6 Uplink Performance Evaluation with Relay
Nodes Placed Near Cell Edges . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 67
3.5 Type 2 Relay . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 72
3.5.1 Definition. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 72
3.5.2 Technologies . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 72
3.5.3 Performance Evaluations . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 82
3.6 Other Related Technologies in LTE-Advanced . . . . . . . . . . . . . 86
3.6.1 Downlink Reference Signals. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 86
3.6.2 Enhanced ICIC . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 88
3.6.3 CoMP . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 90
References . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 90

4 Physical Layer Standardization of Release 10 Relay . . . . . . . . . . . 91
4.1 Scenario . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 91
4.2 Physical Layer Control Channel Specification. . . . . . . . . . . . . . 92
4.2.1 Relay Downlink Frame Timing. . . . . . . . . . . . . . . . . . . 94
4.2.2 Configuration of Start Symbol of R-PDCCH
and PDSCH . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 96
4.2.3 Relay Uplink Frame Timing. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 97
4.2.4 Relay Node Synchronization . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 100
4.2.5 R-PDCCH Multiplexing. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 103
4.2.6 Reference Signal. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 108
4.2.7 Cross-Interleaved and Non Cross-Interleave
R-PDCCH . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 112
4.2.8 PUCCH . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 119
4.3 Backhaul Subframe Configuration and HARQ Timing . . . . . . . . 120
4.3.1 FDD systems . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 121
4.3.2 TDD Systems . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 126
References . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 133

5 Higher Layer Aspects and RAN4 Performance Aspects . . . . . . . . . 135
5.1 Relay Architecture . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 135
5.2 C-Plane Procedures . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 138
5.3 U-Plane Procedures . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 141
5.4 S1/X2 Procedures . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 142
5.5 Release 10 Relay Performance Aspects . . . . . . . . . . . . . . . . . . 143
5.5.1 RF Requirements in General . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 144
5.5.2 RF Requirements for Backhaul Link . . . . . . . . . . . . . . . 145
5.5.3 RF Requirements for Access Link. . . . . . . . . . . . . . . . . 146
5.5.4 Baseband Requirements . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 146
5.5.5 Synchronization Requirements . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 148
References . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 148

6 Implementation Aspects of Release 10 Relay . . . . . . . . . . . . . . . . . 149
6.1 General Consideration of PHY Layer Implementation . . . . . . . . 149
6.2 Baseband Realization of Relay Node . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 150
6.2.1 Channel Characteristics of Backhaul
and Access Links . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 152
6.2.2 Common Reference Signal Demodulation . . . . . . . . . . . 153
6.2.3 DL DMRS Demodulation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 154
6.2.4 Search Space for R-PDCCH Without
Cross-Interleaving . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 155
6.2.5 Choice for Relay Timing . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 156
6.3 Radio Modules and Antennas of Relay Node . . . . . . . . . . . . . . 157
6.3.1 Power Amplifier and Filters . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 157
6.3.2 Clock Synchronization. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 158
6.3.3 Antennas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 159
6.4 Relay Node Scheduler . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 159
6.4.1 Deployment Scenarios . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 160
6.4.2 Relay Frame Timing . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 160
6.4.3 Access Link HARQ. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 161
6.4.4 Uplink Power Control for UEs in RN Cell. . . . . . . . . . . 162
6.4.5 Data Buffering . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 162
6.5 Baseband Implementations in Donor eNB . . . . . . . . . . . . . . . . 163
6.6 Scheduler at Donor eNB . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 164
6.6.1 Resource Allocations for R-PDCCH . . . . . . . . . . . . . . . 164
6.6.2 Transport Block Size Determination and MCS Selection . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 166
6.6.3 Configurations of CSI Feedback and SRS . . . . . . . . . . . 168
6.6.4 Resource Scheduling for PDSCH . . . . . . . . . . . . . . . . . 169
6.6.5 Open Loop Uplink Power Control for RNs . . . . . . . . . . 171
6.7 Relay Network Planning. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 171
6.7.1 Number of RNs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 171
6.7.2 RN-to-RN Interference . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 172
6.7.3 Cell Range Expansion and ABS Configuration . . . . . . . . 173
References . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 175

7 Outlook of Relay in Future LTE Releases. . . . . . . . . . . . . . . . . . . 177
7.1 Some Trends in Mobile Communications . . . . . . . . . . . . . . . . . 177
7.1.1 Trends at Terminal Side . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 177
7.2 Cooperative Relays . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 180
7.3 Relay Backhaul for High Speed Mobility . . . . . . . . . . . . . . . . . 183
7.4 Cooperative Mobile Relay . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 184
7.5 Local Server . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 184
References . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 185

apteye

高级中继技术

wufengzixing

强力支持，就是要信元那

lyd964201

kankan

kylkzy

all about relay

lyd964201

kankan

beijingxuyu

thank you

liubillows

好书啊。26的。

stara

好文档。多谢了

happywhimsy

太好了，一直在找这本书