UDD技术概览
UDD的基本原理是在一个TDD频谱内划分为频域不重叠的子带，包括上行子带和下行子带，基站可以同时在下行子带发送和在上行子带接收，就如同在单车道实现双向同时行驶。UDD结合了FDD和TDD的优势，可以在不同子带上同时进行发送和接收，降低了传输等待时延，更多的连续上行时隙资源可以提升上行覆盖和吞吐量性能，上下行子带带宽可以灵活地配置，以适配不对称的业务流量。
图1 UDD帧结构和子带示意图
UDD的系统设计既要使能系统的同时收发,又要兼容新老终端共存，因此需要对现有5G的信道信号设计、流程设计等进行系统优化。此外UDD基站可以同时进行下行和上行传输，当多个UDD基站组网时，基站间/终端间会存在交叉链路干扰(Cross Link Interference, CLI)，需要高效的干扰管理机制。下面将介绍UDD的三大关键技术。
高效的资源分配
为了实现UDD系统基站侧的同时收发能力，UDD系统需要显式地向终端通知上、下行子带时频域位置的相关配置，其中配置了子带的时隙/符号被定义为UDD时隙/符号，而未配置UDD子带的时隙/符号被定义为non-UDD时隙/符号。
鉴于UDD符号和non-UDD符号在可用物理资源和天线配置上可能存在差异，3GPP Release-19对现有的信道信号设计和发送接收流程等进行了优化，以实现更加灵活和高效的资源分配。
在单时隙传输场景中，主要有两个优化方向。首先，考虑到在“D-U-D”的子带配置下两个下行子带对应的频域资源是非连续的，需要对现有的下行信道信号，包括PDSCH和CSI-RS的频域资源分配进行增强。对于连续资源分配方式，在UDD符号上，UDD系统突破了现有标准的限制，允许跨两个非连续下行子带进行下行数据以及信道状态信息参考信号的传输。其次，考虑到UDD上下行子带的边界可能与非连续资源分配的资源块组，CSI-RS资源、CSI上报子带以及预编码资源块组的边界不完全对齐，规定了只有在下行子带内的PRB资源才被视为有效资源。
针对多时隙传输场景，例如PDSCH/PUSCH在多个连续时隙中的重复传输、单个DCI调度多个在不同时隙传输的PDSCHs/PUSCHs、周期性的下行半持续调度（SPS）和上行免调度传输（CG）等等，上下行信道信号的传输可能会在UDD符号和non-UDD符号上同时出现。为了避免资源分配与不可用资源的重叠导致传输性能下降，UDD系统通过网络配置来指导终端的传输行为。具体来说，终端可以接收到以下两种配置之一：配置方式1：限制多时隙传输仅出现在一种符号类型上，即只有一种符号是有效的，如图2(a)所示；配置方式2：允许多时隙传输出现在两种符号类型上，如图2(b)所示。
(a) 配置方式1（假设有效符号类型为non-SBFD符号）
(b) 配置方式2
图2 UDD系统多时隙传输资源配置方式
针对配置方式1，终端根据网络的配置或指示来确定有效的符号类型，并对于无效的符号类型，根据具体的传输配置，对相应的传输进行丢弃或推迟。在配置方式2下，终端可以在两种符号类型上进行信道信号的传输和接收。对于SBFD符号上的下行接收，如果分配的频域资源与上行子带重叠，终端需要对重叠资源进行速率匹配，以避免下行传输性能显著恶化。对于SBFD符号上的上行发送，可以通过网络配置或预定义的频域偏移量来保证分配的上行传输资源完全位于上行子带内。
UDD这种灵活的资源分配策略，为实现高效的上下行传输、显著提升UDD系统上行覆盖和容量提供了有力的技术支持。
后向兼容的随机接入
TDD系统的 PRACH资源是通过系统消息配置给小区内的所有终端，并且定义位于UL时隙的PRACH资源为可用RACH资源，PRACH的传输波束选择也是基于可用RO进行定义。UDD系统的随机接入过程需要考虑两个问题：一是如何在DL时隙配置RACH资源，二是在UL时隙UDD终端和传统终端如何共存传输。
3GPP Release-19定义了两种UDD系统的PARCH资源配置方式，如图3所示。其中第一种配置方式是采用共享PRACH配置信令的方式，也即是基站给UDD终端和传统终端配置相同的PRACH资源，包括物理资源位置、前导码格式等。传统终端只有位于UL时隙内的RACH资源是可用的，UDD终端在DL时隙位于上行子带内的PRACH资源和UL时隙内的PRACH资源都可用。第二种配置方式是采用独立PRACH配置信令的方式，也即是基站给UDD终端和传统终端分别配置PRACH资源，包括物理资源位置、前导码格式等。为了避免在UL时隙不同的PRACH资源上映射到不同的SSB波束造成基站接收PRACH的复杂度提升，进一步限制在UL时隙UDD终端不可以使用单独配置的PRACH资源，但是依然可以使用给传统终端配置的PRACH资源。
方法一
方法二
图3 UDD系统PRACH资源配置方式
以上两种方式均可以实现UDD终端和传统终端在UDD系统内的随机接入，但是两种方式应用在不同的场景。方法一基站的信令开销较小，但是UDD终端和传统终端只能采用相同的PRACH前导码格式，PRACH资源配置较为限制。方法二的基站信令开销较大，但是UDD终端可以配置与传统终端不同的PRACH前导码格式，PRACH传输资源位置也较为灵活。终端在UDD时隙上的上行PRACH传输会造成对其他终端下行接收的CLI干扰，为了进一步缓解终端间CLI干扰问题，因此Realease-19针对PRACH功率控制进行了优化，可以支持在UDD符号和non-UDD符号上采用不同的功控参数。此外PRACH重复、Msg3重复等功能也可以同时在UDD符号和non-UDD符号上应用。
快速健全的干扰管理
在多UDD基站组网的场景中，不同基站在不同子带上的传输方向可能不同，这导致与传统TDD组网相比，UDD组网面临着更多样化的干扰类型，包括基站自干扰、基站间CLI和终端间CLI等等。
基站间CLI干扰管理包括：基站间调度协调、施扰基站波束迫零、受扰基站通过高级接收机算法抑制基站间CLI等。为了使能基站间调度协调和施扰基站波束迫零，基站间交互SBFD子带资源配置、用于测量基站间CLI的参考信号配置、最强干扰波束指示、干扰规避请求等；而为了提升受扰基站高级接收机算法性能，Realease-19提出了PUSCH部分资源静默技术，即终端在发送PUSCH时，空出一些RE不进行数据传输，以便受扰基站在这些静默RE上测量基站间CLI的信道特性，更好地抑制基站间干扰。
终端间CLI干扰管理的核心策略是基站通过在时域或频域上对相互干扰的终端进行协调调度，以降低终端间的干扰强度。干扰管理实现的前提是终端对CLI干扰进行测量并上报，基站依据测量结果来识别施扰终端和受扰终端。3GPP Release-16针对动态TDD系统制定了基于Layer 3的终端间CLI测量和上报方法，要求终端对多次测量结果进行平滑处理，并通过RRC信令上报。然而，在UDD系统中，终端间的CLI不仅包括邻小区终端造成的CLI，也包括同小区终端造成的CLI，干扰情况变化更为迅速和剧烈。因此，3GPP Release-19以现有的CSI反馈框架为基准，提出了基于Layer 1的终端间CLI测量和上报方法，以减少CLI反馈的时延，实现更加快速、更加有效的终端间CLI干扰管理。目前，支持两种终端间CLI的测量方式：1）子带间CLI测量，即受扰终端在下行子带测量干扰泄露强度CLI-RSSI，这种测量方式可以直接获取终端间子带间的CLI干扰强度，但需要基站通过协调调度来辅助受扰终端进行干扰源识别；2）子带内CLI测量，即受扰终端在上行子带测量施扰终端的干扰信号强度SRS-RSRP，这种测量方式无需复杂的基站协调调度即可识别干扰源，但SRS-RSRP测量值无法直接反映终端在下行接收时实际遭受的子带间CLI强度，因此基站需要进行子带内CLI强度和子带间CLI强度之间的数值转换。
快速健全的干扰管理
UDD技术可以在TDD频谱上实现任何时刻的上下行同时传输和零等待时延，打破TDD性能天花板,是未来实现同时同频全双工技术的重要基础，也是业界向6G全双工技术迈出标准制定的关键第一步。中国移动也致力于推动UDD技术的端到端成熟，完成了全球首次组网验证，测试数据显示，单终端的上行吞吐量较5G商用网络提升70%以上、端到端平均时延减小50%以上、可靠性提升一个9。面向未来，中国移动将继续携手产业伙伴攻坚大功率基站同时同频自干扰抑制等技术和产业难题，最终实现全双工的终极梦想。
[参考文献]
[1] 3GPP R1-2407901, Discussion on SBFD TX/RX/measurement procedures, CMCC
[2] 3GPP R1-2407903, Discussion on CLI handling, CMCC
[3] 3GPP R1-2409046, Summary#1 on SBFD random access operation, CMCC
审稿：胡南 | 无线与终端技术研究所
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