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

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。