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上行通信

上行使用与下行相同的 NN、NCPN_\mathrm{CP}、Δf\Delta f、帧内符号索引 mm 和导频位置，但采用独立的发送资源网格 BγUL\boldsymbol B_\gamma^\mathrm{UL} 与 ZC 根序列。UE 已通过下行链路完成与 BS 的初始同步；上行是一条完整的 UE→BS 通信链路，而不是重新执行一套独立初始捕获或简单反向重放下行数据。TDD 中，上行资源网格在 m∈SDL∪SGm\in\mathcal S_\mathrm{DL}\cup\mathcal S_\mathrm{G} 时置零，仅在 m∈SULm\in\mathcal S_\mathrm{UL} 时承载上行符号。

上行帧

Section titled “上行帧”

令 mUL,0=min⁡SULm_{\mathrm{UL},0}=\min\mathcal S_\mathrm{UL}。帧内第一个有效上行 OFDM 符号为全带宽 ZC：

bn,mUL,0,γUL=znUL.b_{n,m_{\mathrm{UL},0},\gamma}^\mathrm{UL}=z_n^\mathrm{UL}.

其余 m∈SUL∖{mUL,0}m\in\mathcal S_\mathrm{UL}\setminus\{m_{\mathrm{UL},0}\} 的符号在 n∈Pn\in\mathcal P 上放置已知导频，在 n∈Dn\in\mathcal D 上放置编码 QPSK：

bn,m,γUL={pn,mUL,n∈P,dn,m,γUL,n∈D.b_{n,m,\gamma}^\mathrm{UL}= \begin{cases} p_{n,m}^\mathrm{UL},&n\in\mathcal P,\\ d_{n,m,\gamma}^\mathrm{UL},&n\in\mathcal D. \end{cases}

TDD 中，这个紧凑帧位于保护区之后的 SUL\mathcal S_\mathrm{UL} 内；正的定时提前量 tTA,UEt_\mathrm{TA,UE} 将 UE 波形向前移动，使其在传播后落入 BS 的上行接收窗口。FDD 中，上行在独立载波上使用 MM 个符号的连续完整帧，不需要 TDD 保护区。

BS 侧频域模型

Section titled “BS 侧频域模型”

完成帧边界对齐、去除循环前缀并 FFT 后，BS 观察到

Yn,m,γUL=bn,m,γULHn,m,γUL+Zn,m,γUL,Y_{n,m,\gamma}^\mathrm{UL} =b_{n,m,\gamma}^\mathrm{UL} H_{n,m,\gamma}^\mathrm{UL} +Z_{n,m,\gamma}^\mathrm{UL}, Hn,m,γUL=∑l=1LULαlUL(tm,γUL)ej2π[(fD,lUL+Δfˉc,γUL)tm,γUL−κnΔf(τl,prop(tm,γUL)+τULRF−τdBS(tm,γUL))].H_{n,m,\gamma}^\mathrm{UL} =\sum_{l=1}^{L_\mathrm{UL}} \alpha_l^\mathrm{UL}(t_{m,\gamma}^\mathrm{UL}) e^{j2\pi\left[ (f_{D,l}^\mathrm{UL}+\Delta\bar f_{c,\gamma}^\mathrm{UL}) t_{m,\gamma}^\mathrm{UL} -\kappa_n\Delta f (\tau_{l,\mathrm{prop}}(t_{m,\gamma}^\mathrm{UL}) +\tau_\mathrm{UL}^\mathrm{RF} -\tau_d^\mathrm{BS}(t_{m,\gamma}^\mathrm{UL})) \right]}.

这里 tm,γULt_{m,\gamma}^\mathrm{UL} 是帧内上行符号 mm 的实际参考时刻；τdBS(t)\tau_d^\mathrm{BS}(t) 是 BS 当前解调窗口相对于上行发射端帧边界的时变偏移。真实传播时延、上行 RF 群时延与本地观测 TO 的关系见信号模型。

上行 ZC 的 LS 估计为

H^n,0,γUL,LS=Yn,0,γULznUL.\hat H_{n,0,\gamma}^\mathrm{UL,LS} =\frac{Y_{n,0,\gamma}^\mathrm{UL}}{z_n^\mathrm{UL}}.

将其变换到时延域后，可依据循环前缀范围限制有效抽头并进行 Wiener 平滑，再变回频域。这样既保留多径结构，又降低全带宽 LS 估计中的噪声。

上行相位跟踪

Section titled “上行相位跟踪”

令 AUL\mathcal A_\mathrm{UL} 为局部上行帧中相邻两个符号都包含导频的索引集合；当 MUL≥3M_\mathrm{UL}\ge3 且所有数据符号连续时，AUL={1,…,MUL−2}\mathcal A_\mathrm{UL}=\{1,\ldots,M_\mathrm{UL}-2\}。对这些导频形成相邻符号相关：

RˉγUL[n]=1∣AUL∣∑m∈AUL(Yn,m,γUL)∗Yn,m+1,γUL.\bar R_\gamma^\mathrm{UL}[n] =\frac{1}{|\mathcal A_\mathrm{UL}|} \sum_{m\in\mathcal A_\mathrm{UL}} (Y_{n,m,\gamma}^\mathrm{UL})^* Y_{n,m+1,\gamma}^\mathrm{UL}.

其解缠相位满足

arg⁡RˉγUL[n]≈2π(fo,γULTO−κnΔfNsΔTs,γUL).\arg\bar R_\gamma^\mathrm{UL}[n] \approx 2\pi\left( f_{o,\gamma}^\mathrm{UL}T_O -\kappa_n\Delta fN_s\Delta T_{s,\gamma}^\mathrm{UL} \right).

因此采用与下行相同形式的加权线性回归

(a^UL,b^UL)=arg⁡min⁡a,b∑n∈P∣RˉγUL[n]∣2∣unwrap⁡(arg⁡RˉγUL[n])−a−bκn∣2,(\hat a_\mathrm{UL},\hat b_\mathrm{UL}) =\arg\min_{a,b}\sum_{n\in\mathcal P} |\bar R_\gamma^\mathrm{UL}[n]|^2 \left| \operatorname{unwrap}(\arg\bar R_\gamma^\mathrm{UL}[n])-a-b\kappa_n \right|^2,

并得到

f^o,γUL=a^UL2πTO,ΔT^s,γUL=−b^UL2πΔfNs.\hat f_{o,\gamma}^\mathrm{UL} =\frac{\hat a_\mathrm{UL}}{2\pi T_O}, \qquad \Delta\hat T_{s,\gamma}^\mathrm{UL} =-\frac{\hat b_\mathrm{UL}}{2\pi\Delta fN_s}.

上行信道随后传播为

H^n,m,γUL=H^n,0,γULej2πm(f^o,γULTO−κnΔfNsΔT^s,γUL).\hat H_{n,m,\gamma}^\mathrm{UL} =\hat H_{n,0,\gamma}^\mathrm{UL} e^{j2\pi m( \hat f_{o,\gamma}^\mathrm{UL}T_O -\kappa_n\Delta fN_s\Delta\hat T_{s,\gamma}^\mathrm{UL})}.

若 AUL\mathcal A_\mathrm{UL} 为空，则当前局部帧不进行导频跨符号拟合。CFO 与 SFO 的残差估计和补偿形式在上下行通用，但两条链路分别使用自己的参考资源与观测量；这里不依赖理想互易性来完成通信解调。

均衡与信息恢复

Section titled “均衡与信息恢复”

使用 ZF 或 MMSE 系数 Gn,mULG_{n,m}^\mathrm{UL} 后，

d^n,m,γUL=Gn,mULYn,m,γUL.\hat d_{n,m,\gamma}^\mathrm{UL} =G_{n,m}^\mathrm{UL}Y_{n,m,\gamma}^\mathrm{UL}.

由均衡导频残差估计 σ^eq2\hat\sigma_\mathrm{eq}^2，再按 QPSK 星座距离计算 LLR。软信息依次经过解交织、解扰和 LDPC 解码，恢复 UE 发送的信息比特。该过程与下行采用相同的软判决原则，但信道估计、频偏和噪声方差均来自上行自身的参考资源。

与 eRTM 的关系

Section titled “与 eRTM 的关系”

上行不仅提供反向通信，也提供 BS 端的上行信道估计 H^BS[n]\hat H_{\mathrm{BS}}[n]。当上下行同时启用时，eRTM 可将它与 UE 端的下行信道估计 H^UE[n]\hat H_{\mathrm{UE}}[n] 联合使用，利用上下行信道间的关系进一步估计 BS 与 UE 两侧的时偏，详见双站感知中的 eRTM 选项。