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

陳濤等

【摘 要】 TD-LTE與TD-SCDMA系統(tǒng)同頻段共存建設(shè)時(shí)，為避免交叉時(shí)隙干擾要求TD-LTE網(wǎng)絡(luò)與TD-SCDMA網(wǎng)絡(luò)上下行時(shí)隙轉(zhuǎn)換點(diǎn)相互對齊。通常TD-LTE系統(tǒng)會根據(jù)當(dāng)前TD-SCDMA網(wǎng)絡(luò)的時(shí)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(jié)構(gòu)存在9個(gè)時(shí)隙的GP保護(hù)間隔，導(dǎo)致系統(tǒng)容量存在損失。本文提出了另一種規(guī)避交叉時(shí)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(shí)隙利用率。

【關(guān)鍵詞】 TD-LTE TD-SCDMA 時(shí)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(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)上平滑演進(jìn)TDL網(wǎng)絡(luò)，TDS和TDL兩個(gè)系統(tǒng)共用RRU和天饋系統(tǒng)，期望TDL能夠繼承TDS的網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化成果，快速部署LTE網(wǎng)絡(luò)。雙模系統(tǒng)上行和下行信號出現(xiàn)在同一頻段內(nèi)，如果某個(gè)時(shí)刻一個(gè)系統(tǒng)處于下行發(fā)射，另一個(gè)系統(tǒng)處于上行接收狀態(tài)，則兩個(gè)系統(tǒng)會產(chǎn)生較嚴(yán)重的干擾。因此，為避免兩系統(tǒng)共存時(shí)上下行時(shí)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(shí)隙轉(zhuǎn)換點(diǎn)對齊，即兩個(gè)系統(tǒng)同時(shí)發(fā)射/接收。

當(dāng)前TDS的上下行的時(shí)隙配比為2：4，為保證在同一時(shí)刻在空口傳輸?shù)闹挥猩闲袛?shù)據(jù)或者只有下行數(shù)據(jù)，避免兩種系統(tǒng)間交叉干擾，TD-LTE的時(shí)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(dǎo)頻時(shí)隙能做數(shù)傳，要求下行導(dǎo)頻時(shí)隙的符號數(shù)要大于等于9，因此為了同TDS當(dāng)前的時(shí)隙同步，導(dǎo)致TDL的特殊子幀不能用作數(shù)據(jù)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(shí)現(xiàn)與TD-SCDMA系統(tǒng)保持時(shí)隙轉(zhuǎn)換點(diǎn)對齊，解決容量浪費(fèi)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(shí)隙配比同步技術(shù)的一種提升網(wǎng)絡(luò)性能的技術(shù)，就是當(dāng)TD-SCDMA采用4DL：2UL時(shí)隙配比時(shí)，TDL采用3DL：1UL配比，同時(shí)特殊子幀采用9：3：2的具體技術(shù)。

2.1 TDD技術(shù)同頻組網(wǎng)干擾

TDD技術(shù)組網(wǎng)采用時(shí)分復(fù)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(shí)刻交替進(jìn)行。所以要求各個(gè)基站間的時(shí)間要嚴(yán)格同步；尤其是在不同系統(tǒng)同頻組網(wǎng)場景下，需要兩種系統(tǒng)間在空口收發(fā)轉(zhuǎn)換點(diǎn)上時(shí)間嚴(yán)格對齊，否則在同一區(qū)域使用同頻段共同組網(wǎng)的情況下，彼此就成為對方空口數(shù)據(jù)上下行的干擾。

2.2 TDS系統(tǒng)和TDL系統(tǒng)幀結(jié)構(gòu)

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

TDS系統(tǒng)7個(gè)常規(guī)時(shí)隙和3個(gè)長度固定的特殊時(shí)隙分別如下：

（1）7個(gè)常規(guī)時(shí)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(shí)隙稱為UL（上行時(shí)隙），分配給下行鏈路的稱為DL（下行時(shí)隙）。上行時(shí)隙和下行時(shí)隙之間由轉(zhuǎn)換點(diǎn)分開。

轉(zhuǎn)換點(diǎn)有兩種：下行時(shí)隙到上行時(shí)隙轉(zhuǎn)換點(diǎn)和上行時(shí)隙到下行時(shí)隙轉(zhuǎn)換點(diǎn)。

（2）3個(gè)特殊時(shí)隙：分別為75μs的DwPTS（下行導(dǎo)頻時(shí)隙），完成UE下行接入功能；75μs的GP（保護(hù)時(shí)隙），保證下行至上行的保護(hù)時(shí)間；125 μs的UpPTS（上行導(dǎo)頻時(shí)隙），完成UE上行隨機(jī)接入功能。

3GPP 協(xié)議規(guī)定TDL系統(tǒng)幀結(jié)構(gòu)如圖2所示，一個(gè)無線幀長為10ms，分成兩個(gè)5ms的半幀，每個(gè)半幀由5個(gè)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(gè)上下行子幀由兩個(gè)0.5ms的時(shí)隙組成；

（2）1個(gè)特殊子幀：由3個(gè)特殊時(shí)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(dāng)前TDS時(shí)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(dāng)TD-SCDMA采用4DL：2UL時(shí)隙配比時(shí)，TDL采用3DL：1UL配比，同時(shí)特殊子幀采用SSP5（3：9：2）時(shí)，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(dāng)TD-SCDMA采用DL：UL=4：2時(shí)隙配比時(shí)，TDL采用DL：UL=3：1配比，同時(shí)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(jié)合TDS當(dāng)前的Upshifting技術(shù)，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(diào)整Upshifting配置偏移量，可以使得UpPCH全部位于TS1內(nèi)，此時(shí)T D - SCDMA U pPTS時(shí)隙不接收和發(fā)射任何信號，相當(dāng)于GP時(shí)隙。

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

三、總結(jié)

基于TD-LTE和TD-SCDMA的幀結(jié)構(gòu)，本文詳細(xì)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(gè)TD-LTE系統(tǒng)的系統(tǒng)容量。