基于9：3：2特殊子帧配比提升TD—LTE双模站时隙利用率的方法研究

陈涛等

【摘 要】 TD-LTE与TD-SCDMA系统同频段共存建设时，为避免交叉时隙干扰要求TD-LTE网络与TD-SCDMA网络上下行时隙转换点相互对齐。通常TD-LTE系统会根据当前TD-SCDMA网络的时隙配比（2：4），选择子帧配比3DL：1UL、特殊子帧配比3：9：2，但是由于特殊子帧结构存在9个时隙的GP保护间隔，导致系统容量存在损失。本文提出了另一种规避交叉时隙干扰的方法，采取了新的配置模式（特殊子帧9：3：2），有效提高了LTE时隙利用率。

【关键词】 TD-LTE TD-SCDMA 时隙 特殊子帧 资源利用率一、引言

在F频段（1880MHz-1920MHz ），TDL-S双模系统是在TDS网络基础上平滑演进TDL网络，TDS和TDL两个系统共用RRU和天馈系统，期望TDL能够继承TDS的网络优化成果，快速部署LTE网络。双模系统上行和下行信号出现在同一频段内，如果某个时刻一个系统处于下行发射，另一个系统处于上行接收状态，则两个系统会产生较严重的干扰。因此，为避免两系统共存时上下行时隙之间的交叉干扰，要求TD-LTE系统与TD-SCDMA 系统上下行时隙转换点对齐，即两个系统同时发射/接收。

当前TDS的上下行的时隙配比为2：4，为保证在同一时刻在空口传输的只有上行数据或者只有下行数据，避免两种系统间交叉干扰，TD-LTE的时隙和特殊子帧的配比只能配置为SA2（3：1）和SSP5（3：9：2）。在36.211协议中对特殊子帧中下行导频时隙能做数传，要求下行导频时隙的符号数要大于等于9，因此为了同TDS当前的时隙同步，导致TDL的特殊子帧不能用作数据传输，出现TD-LTE容量损失。但是在LT E协议中，还存在一种特殊子帧定义SSP6（即9：3：2），通过系列处理可实现与TD-SCDMA系统保持时隙转换点对齐，解决容量浪费的问题。

二、9：3：2特性原理分析

SSP6（9：3：2）特殊子帧配比特性是TDS和TDL双模时隙配比同步技术的一种提升网络性能的技术，就是当TD-SCDMA采用4DL：2UL时隙配比时，TDL采用3DL：1UL配比，同时特殊子帧采用9：3：2的具体技术。

2.1 TDD技术同频组网干扰

TDD技术组网采用时分复用方式来减少上下行所需的带宽，即在TDD系统中，上行链路和下行链路共用同一频带，发送和接收在不同的时刻交替进行。所以要求各个基站间的时间要严格同步；尤其是在不同系统同频组网场景下，需要两种系统间在空口收发转换点上时间严格对齐，否则在同一区域使用同频段共同组网的情况下，彼此就成为对方空口数据上下行的干扰。

2.2 TDS系统和TDL系统帧结构

3GPP 协议规定，TDS系统一个无线帧长为10ms，分成两个5ms子帧，这两个5ms子帧的结构完全相同；每一5ms的子帧又分成7个675us的常规时隙和3个长度固定的特殊时隙。TDS帧结构如图1所示。

TDS系统7个常规时隙和3个长度固定的特殊时隙分别如下：

（1）7个常规时隙：分别为TS0、TS1、 TS2、 TS3、 TS4、 TS5、 TS6，其中TS0固定分配给下行链路， TS1固定分配给上行链路，分配给上行链路的时隙称为UL（上行时隙），分配给下行链路的称为DL（下行时隙）。上行时隙和下行时隙之间由转换点分开。

转换点有两种：下行时隙到上行时隙转换点和上行时隙到下行时隙转换点。

（2）3个特殊时隙：分别为75μs的DwPTS（下行导频时隙），完成UE下行接入功能；75μs的GP（保护时隙），保证下行至上行的保护时间；125 μs的UpPTS（上行导频时隙），完成UE上行随机接入功能。

3GPP 协议规定TDL系统帧结构如图2所示，一个无线帧长为10ms，分成两个5ms的半帧，每个半帧由5个长度为1ms的子帧组成，分为上下行子帧和特殊子帧。

TDL系统中，上下行子帧和特殊子帧如下：

（1）上下行子帧：TDL系统中每个上下行子帧由两个0.5ms的时隙组成；

（2）1个特殊子帧：由3个特殊时隙组成：DwPTS、GP和UpPTS组成。

TDL-S需要双模共存要求：上下行没有交叠（如下图Tb > Ta），当前TDS时隙配比UL：DL=2：4的配比情况下，则TD-LTE的DwPTS必须小于0.525ms（16128Ts），只能采用3：9：2的配置 ，如图3所示。

2.3 9：3：2特殊子帧配比原理

当TD-SCDMA采用4DL：2UL时隙配比时，TDL采用3DL：1UL配比，同时特殊子帧采用SSP5（3：9：2）时，能保证和TDS和TDL上下行帧同步。9：3：2特殊子帧配比特性就是当TD-SCDMA采用DL：UL=4：2时隙配比时，TDL采用DL：UL=3：1配比，同时特殊子帧采用SSP6（9：3：2），在这种情况下会出现TDL的下行DwPTS会干扰到TDS的上行UpPTS，如图4所示。

从图中可以看出，TDL的DwPTS只到了UP的末端TS1的前端，为了解决此种冲突，结合TDS当前的Upshifting技术，我们只需要将TDS的Up的位置配置到TS1即可（即TDS UP的位置偏移至16以上就没有问题，UPShifting是步长为16chip，GP的末端位置UP为0，UP位置偏移至16，UP的刚好落入TS#1）。

通过调整Upshifting配置偏移量，可以使得UpPCH全部位于TS1内，此时T D - SCDMA U pPTS时隙不接收和发射任何信号，相当于GP时隙。

这样，TD-LTE中承载DwPTS的符号数便从3个增加到了9个，增加了下行控制信令或数据的发送数量，从而提升了整个LTE系统的容量。

三、总结

基于TD-LTE和TD-SCDMA的帧结构，本文详细分析了采用特殊子帧配置9：3：2避免两系统间交叉干扰的配置方法，使TD-LTE整体资源利用效率提高了约15%至20%从而提升了整个TD-LTE系统的系统容量。