[发明专利]时分双工通信系统的帧结构选择方法

说明书

技术领域

本发明涉及无线通信领域，尤其涉及时分双工通信系统、其帧结构选择方法、以及其中移动终端的帧结构选择方法。

背景技术

目前的时分双工系统，如TD-SCDMA(TimeDivision-Synchronization Code Division Multiple Access，时分同步码分多址接入)、PHS(Packet Handling Switching，分组处理交换)，都是采用单一的帧结构形式，这种单一的帧结构无法使TD-SCDMA系统以及其他基于TDD(时分双工)的移动通信系统在大规模单频组网应用、热点覆盖应用、室内覆盖应用中都可以获得高的频谱使用效率。

在1998年底至1999年中，根据ITU(InternationalTelecommunications Union，国际电信联盟)内讨论的建议，TD-SCDMA系统对其帧结构做了多次修改，形成目前的帧结构形式，见图1。

目前的TD-SCDMA的物理信道采用四层结构：系统帧(超帧)、无线帧、子帧、和时隙/码。时隙用于在时域上区分不同用户信号，具有TDMA(Time Division Multiple Access，时分多址)的特性。每个无线帧长10ms(以上和UTRA(UMTS地面无线接入)TDD完全相同)。TD-SCDMA系统帧结构的设计考虑了对智能天线和上行同步等技术的支持。一个TDMA帧(无线帧)101长10ms，分为两个结构相同的5ms子帧102a、102b。每个子帧有两个转换点。通过灵活配置上下行时隙的个数来适用于非对称业务模式。子帧中有3个特殊时隙DwPTS(Down link Pilot Time Slot，下行导频时隙)、GP(Guard Period，保护间隔)、和UpPTS(Up link Pilot Time Slot，上行导频时隙)。DwPTS是作为下行导频和同步而设计的，UpPTS是为上行同步而设计的，GP为在Node B(基站)侧由发射向接收转换的保护间隔。主时隙突发结构中CP表示码片长度，突发由两个数据块、一个中间码、和一个GP组成。

常规时隙用来传送用户数据或控制信息，TS0总是固定地用作下行时隙来发送系统广播信息，而TS1总是固定地用作上行时隙。其他的常规时隙可以根据需要灵活地配置成上行或下行以实现不对称业务的传输，如分组数据的传输。第1个转换点固定在TS0结束处，而第2个转换点则取决于小区上、下行时隙的配置(见图1)。

三个特殊时隙，DwPTS、GP、和UpPTS的安排是TD-SCDMA帧结构和其他系统的帧结构的一个显著区别，特别是在下行DwPTS之后经过GP时间安排UpPTS时隙是TD-SCDMA标准的一个特点，外场实践表明这种安排UpPTS的方式存在严重缺陷。

图2是TD-SCDMA基站下行同步信号可能在UpPTS产生的干扰曲线示意图。基站在DwPTS时隙发送的下行信号会由于环境的影响产生很大的时延扩展103，这个时延扩展信号是多个相邻基站或者非相邻基站在DwPTS时隙发射的信号通过直达路径或者反射路径在本地基站天线上的叠加，这个叠加在UpPTS时隙内可以产生远远超过检测门限的干扰幅度104，导致基站无法检测终端发射的正常的上行信号，使得终端无法完成正常的接入过程。

图3是本发明的发明人提出的适用于TD-SCDMA大规模单频组网应用的新的TD-SCDMA帧结构，以及与这个新的TD-SCDMA帧结构相适应的无线数字中继器的帧结构。在对UpPTS位置调整后的TD-SCDMA无线帧201中，上行同步时隙(或者上行接入时隙)UpPTS时隙放到上行时隙的后面，可以有多种放置位置，比如，UpPTS时隙放到TS1后面、UpPTS时隙放到TS2后面、UpPTS时隙放到TS3后面。但是较好的放置位置是在TS2的后面。

把UpPTS放到TS1后面的好处是：1)可以把终端在UpPTS时隙发射的SYNC-UL信号对邻基站的干扰控制在很小的范围内，因为SYNC-UL后面的GP保障了终端只会对32CHIP＝7.5公里外的基站产生干扰，而终端的发射功率决定了这个干扰和被干扰小区的终端的信号小很多，不会产生实质性影响，2)不存在SYNC-UL信号对其他终端的干扰，因为后面的时隙也是终端发射时隙。

把UpPTS放到TS3后面也可以把终端在UpPTS时隙发射的SYNC-UL信号对邻基站的干扰控制在很小的范围内，但是，可能对远处的(7.5公里外的)终端，产生一点干扰，鉴于7.5公里的传输距离和终端的发射功率，这个干扰要比被干扰的终端接收的基站的信号小很多。