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    基于9:3:2特殊子幀配比提升TD—LTE雙模站時隙利用率的方法研究

    2015-05-30 19:46:11陳濤等
    中國新通信 2015年4期
    關鍵詞:子幀空口導頻

    陳濤等

    【摘 要】 TD-LTE與TD-SCDMA系統(tǒng)同頻段共存建設時,為避免交叉時隙干擾要求TD-LTE網絡與TD-SCDMA網絡上下行時隙轉換點相互對齊。通常TD-LTE系統(tǒng)會根據當前TD-SCDMA網絡的時隙配比(2:4),選擇子幀配比3DL:1UL、特殊子幀配比3:9:2,但是由于特殊子幀結構存在9個時隙的GP保護間隔,導致系統(tǒng)容量存在損失。本文提出了另一種規(guī)避交叉時隙干擾的方法,采取了新的配置模式(特殊子幀9:3:2),有效提高了LTE時隙利用率。

    【關鍵詞】 TD-LTE TD-SCDMA 時隙 特殊子幀 資源利用率一、引言

    在F頻段(1880MHz-1920MHz ),TDL-S雙模系統(tǒng)是在TDS網絡基礎上平滑演進TDL網絡,TDS和TDL兩個系統(tǒng)共用RRU和天饋系統(tǒng),期望TDL能夠繼承TDS的網絡優(yōu)化成果,快速部署LTE網絡。雙模系統(tǒng)上行和下行信號出現(xiàn)在同一頻段內,如果某個時刻一個系統(tǒng)處于下行發(fā)射,另一個系統(tǒng)處于上行接收狀態(tài),則兩個系統(tǒng)會產生較嚴重的干擾。因此,為避免兩系統(tǒng)共存時上下行時隙之間的交叉干擾,要求TD-LTE系統(tǒng)與TD-SCDMA 系統(tǒng)上下行時隙轉換點對齊,即兩個系統(tǒng)同時發(fā)射/接收。

    當前TDS的上下行的時隙配比為2:4,為保證在同一時刻在空口傳輸?shù)闹挥猩闲袛?shù)據或者只有下行數(shù)據,避免兩種系統(tǒng)間交叉干擾,TD-LTE的時隙和特殊子幀的配比只能配置為SA2(3:1)和SSP5(3:9:2)。在36.211協(xié)議中對特殊子幀中下行導頻時隙能做數(shù)傳,要求下行導頻時隙的符號數(shù)要大于等于9,因此為了同TDS當前的時隙同步,導致TDL的特殊子幀不能用作數(shù)據傳輸,出現(xiàn)TD-LTE容量損失。但是在LT E協(xié)議中,還存在一種特殊子幀定義SSP6(即9:3:2),通過系列處理可實現(xiàn)與TD-SCDMA系統(tǒng)保持時隙轉換點對齊,解決容量浪費的問題。

    二、9:3:2特性原理分析

    SSP6(9:3:2)特殊子幀配比特性是TDS和TDL雙模時隙配比同步技術的一種提升網絡性能的技術,就是當TD-SCDMA采用4DL:2UL時隙配比時,TDL采用3DL:1UL配比,同時特殊子幀采用9:3:2的具體技術。

    2.1 TDD技術同頻組網干擾

    TDD技術組網采用時分復用方式來減少上下行所需的帶寬,即在TDD系統(tǒng)中,上行鏈路和下行鏈路共用同一頻帶,發(fā)送和接收在不同的時刻交替進行。所以要求各個基站間的時間要嚴格同步;尤其是在不同系統(tǒng)同頻組網場景下,需要兩種系統(tǒng)間在空口收發(fā)轉換點上時間嚴格對齊,否則在同一區(qū)域使用同頻段共同組網的情況下,彼此就成為對方空口數(shù)據上下行的干擾。

    2.2 TDS系統(tǒng)和TDL系統(tǒng)幀結構

    3GPP 協(xié)議規(guī)定,TDS系統(tǒng)一個無線幀長為10ms,分成兩個5ms子幀,這兩個5ms子幀的結構完全相同;每一5ms的子幀又分成7個675us的常規(guī)時隙和3個長度固定的特殊時隙。TDS幀結構如圖1所示。

    TDS系統(tǒng)7個常規(guī)時隙和3個長度固定的特殊時隙分別如下:

    (1)7個常規(guī)時隙:分別為TS0、TS1、 TS2、 TS3、 TS4、 TS5、 TS6,其中TS0固定分配給下行鏈路, TS1固定分配給上行鏈路,分配給上行鏈路的時隙稱為UL(上行時隙),分配給下行鏈路的稱為DL(下行時隙)。上行時隙和下行時隙之間由轉換點分開。

    轉換點有兩種:下行時隙到上行時隙轉換點和上行時隙到下行時隙轉換點。

    (2)3個特殊時隙:分別為75μs的DwPTS(下行導頻時隙),完成UE下行接入功能;75μs的GP(保護時隙),保證下行至上行的保護時間;125 μs的UpPTS(上行導頻時隙),完成UE上行隨機接入功能。

    3GPP 協(xié)議規(guī)定TDL系統(tǒng)幀結構如圖2所示,一個無線幀長為10ms,分成兩個5ms的半幀,每個半幀由5個長度為1ms的子幀組成,分為上下行子幀和特殊子幀。

    TDL系統(tǒng)中,上下行子幀和特殊子幀如下:

    (1)上下行子幀:TDL系統(tǒng)中每個上下行子幀由兩個0.5ms的時隙組成;

    (2)1個特殊子幀:由3個特殊時隙組成:DwPTS、GP和UpPTS組成。

    TDL-S需要雙模共存要求:上下行沒有交疊(如下圖Tb > Ta),當前TDS時隙配比UL:DL=2:4的配比情況下,則TD-LTE的DwPTS必須小于0.525ms(16128Ts),只能采用3:9:2的配置 ,如圖3所示。

    2.3 9:3:2特殊子幀配比原理

    當TD-SCDMA采用4DL:2UL時隙配比時,TDL采用3DL:1UL配比,同時特殊子幀采用SSP5(3:9:2)時,能保證和TDS和TDL上下行幀同步。9:3:2特殊子幀配比特性就是當TD-SCDMA采用DL:UL=4:2時隙配比時,TDL采用DL:UL=3:1配比,同時特殊子幀采用SSP6(9:3:2),在這種情況下會出現(xiàn)TDL的下行DwPTS會干擾到TDS的上行UpPTS,如圖4所示。

    從圖中可以看出,TDL的DwPTS只到了UP的末端TS1的前端,為了解決此種沖突,結合TDS當前的Upshifting技術,我們只需要將TDS的Up的位置配置到TS1即可(即TDS UP的位置偏移至16以上就沒有問題,UPShifting是步長為16chip,GP的末端位置UP為0,UP位置偏移至16,UP的剛好落入TS#1)。

    通過調整Upshifting配置偏移量,可以使得UpPCH全部位于TS1內,此時T D - SCDMA U pPTS時隙不接收和發(fā)射任何信號,相當于GP時隙。

    這樣,TD-LTE中承載DwPTS的符號數(shù)便從3個增加到了9個,增加了下行控制信令或數(shù)據的發(fā)送數(shù)量,從而提升了整個LTE系統(tǒng)的容量。

    三、總結

    基于TD-LTE和TD-SCDMA的幀結構,本文詳細分析了采用特殊子幀配置9:3:2避免兩系統(tǒng)間交叉干擾的配置方法,使TD-LTE整體資源利用效率提高了約15%至20%從而提升了整個TD-LTE系統(tǒng)的系統(tǒng)容量。

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