CN101282191B

CN101282191B - 一种用于td-scdma系统的突发类型实现方法

Info

Publication number: CN101282191B
Application number: CN2007100392065A
Authority: CN
Inventors: 张爱民; 师延山; 陈志群; 康一; 林敬东
Original assignee: Spreadtrum Communications Shanghai Co Ltd
Current assignee: Spreadtrum Communications Shanghai Co Ltd
Priority date: 2007-04-06
Filing date: 2007-04-06
Publication date: 2012-05-23
Anticipated expiration: 2027-04-06
Also published as: CN101282191A

Abstract

本发明公开了一种用于TD-SCDMA系统的突发类型实现方法，其中该突发类型的长度为864码片，设置无线信道所需的时延保护长度为L，单位是码片，将保护间隔的长度设置为L，将中置码的循环头的长度设置为L，将中置码的训练序列的后L个码片设置成与循环头相同；修改系统消息以告知用户终端业务信道使用的突发类型；用户终端根据接收到的系统消息正确接收业务信道的突发类型。本发明使得TD-SCDMA系统能够应用于信道时延扩展较大的无线通信环境，例如单频网组网的环境，降低了相邻时隙之间前一时隙对后一时隙的干扰，提高接收性能；并且能够支持灵活配置，方法简单，易于实现，使现有系统适合于新出现的各种业务的变化。

Description

一种用于TD-SCDMA系统的突发类型实现方法

技术领域

本发明涉及第三代通用移动通信系统(UMTS)，特别涉及一种TD-SCDMA系统中单频网的组网方法。

背景技术

在传统的广播系统中，例如模拟电视广播，为了扩大覆盖范围，相邻发射台使用不同频率以避免相互干扰，同一频率必须在一定距离以外才能复用，这就是多频网(Multi-Frequency Network，MFN)方式。在此方式下，一路信号需占用几倍的频率带宽，消耗了宝贵的频谱资源。

随着频谱资源日趋紧张，单频网的组网方式成为热点。所谓单频网(Single Frequency Network，SFN)是指若干个发射台同一时间在同一个频率上发射同样的信号，以实现对一定服务区的可靠覆盖。采用单频网进行电视广播，是电视技术数字化带来的结果，多载波数字调制和数字信号处理技术，使得单频网的应用成为可能。

单频网带来的最大好处，是频谱效率的提高。在服务区域发送一路信号只需一个频率，对于需较大带宽的电视广播而言，这一优点更为突出。多个发射台同步工作所带来的分集效果，也使得接收的可靠性得到增强，获得更好的节目覆盖率。此外，通过对发射网络(如发射机的数量、分布、单个发射机的高度、发射功率等)的调整和优化，还可降低总功耗，减轻对附近其他网络的干扰，甚至根据需要方便灵活地改变覆盖区域的分布。

对于码分多址(CDMA)系统，单频网模式下，来自于不同基站的信号，可以被移动终端认为是多径信号，进而进行分集处理。但在一定程度上，CDMA单频网对其接收机的处理能力的要求有所提高。一个主要的改变是，接收机要能够容忍更长时延且其功率可能和主径信号相当的多径信号。因此，各个基站之间定时的同步、所发送数据的同步，对移动终端的接收性能有很大影响。

通过移动网络传送电视节目最初是采用移动流媒体的方式实现的。3G技术能够提供比2.5G技术更高的速率、频谱利用率的业务支撑能力。3G技术商用，给移动通信带来了进一步的发展机遇，为发展手机电视业务提供了网络平台。

图1是一个典型的蜂窝移动通信系统的示意图。该系统是由多个小区100构成的。每个小区100内各有一个基站(NodeB)101，同时在该小区服务范围内存在一定数量的用户终端(UE)102。每一个用户终端102通过与所属服务小区100内的基站101保持连接，来完成与其它通信设备之间的通信功能。用户终端102和基站101之间进行通信的信道，从用户终端102到基站101方向的信道被称为上行信道，从基站101到用户终端102方向的信道被称为下行信道。基站101又由无线网络控制器(RNC)103所控制和管理。由基站101、无线网络控制器103以及其他网元设备一起，就构成了陆地无线接入网(UTRAN)110。

请参阅图2，图2是TD-SCDMA系统的帧结构示意图。该结构是根据3GPP标准组织规范TS25.221Release4中的低码片速率时分双工(LCR-TDD) 模式中给出的。该模式中，TD-SCDMA系统的码片速率为1.28Mcps，每一个无线帧(Radio Frame)210的长度是10ms，即12800个码片(chip)。每个无线帧210划分为两个结构完全相同的子帧(subframe)220，每个子帧220的长度为5ms，即6400个码片。每个子帧220又可以分为七个常规时隙和三个特殊时隙，这七个常规时隙是TS0～TS6时隙，三个特殊时隙是下行导频时隙(DwPTS)231、上行导频时隙(UpPTS)232以及保护间隔(GP)233。

上述帧结构中，TS0时隙被用来承载系统广播信道以及其它可能的下行业务信道；TS1～TS6时隙被用来承载上、下行业务信道。在TS1～TS6时隙之间有一个转换点(Switching Point)235。当上下行比例是3：3时，转换点235位于TS3时隙和TS4时隙之间，此时，用户终端所使用的上行专用业务信道被分配在TS1～TS3时隙中，下行则通常分配在TS4～TS6时隙中。

上述帧结构中，上行导频时隙232和下行导频时隙231分别被用来建立初始的上、下行同步。下行导频时隙231由长为32码片的保护间隔241和长为64码片的下行同步码(SYNC-DL)242构成，它用于小区标识和建立初始同步；上行导频时隙232由长为128码片的上行同步码(SYNC-UL)243和长为32码片的保护间隔244构成，用户终端设备利用它进行有关上行接入过程。

上述帧结构中，TS0～TS6时隙的结构完全相同，它们的长度均为675μs，即864个码片，图2中以TS5时隙234为例示意。一个时隙由长为352码片的数据段一(Data Part1)245、长为144码片的中置码(Midamble)246、长为352码片的数据段二(Data Part2)247和长为16码片的保护间隔248构成。其中中置码246又由长为16码片的循环头(CP)251和长为128码片的训练序列(MA Code)252构成。中置码在TD-SCDMA系统中有重要意义，包括小区标识、信道估计和同步(包括频率同步)等模块都要用到它。

请参阅表1，表1是“中置码偏移和突发类型(Mi damble shift and bursttype)”信元的结构表。信元(Information Element)是指一系列相关的信息的集合，一个大信元又可以由若干小信元组成。突发类型(Burst Type)就是TS时隙的结构。TD-SCDMA系统通过基站向所有用户终端周期性地广播系统消息，有时也会专门向某个或某些用户终端发送系统消息，系统消息中包括了“中置码偏移和突发类型”信元，该信元指示了在空中接口中使用了什么样的突发类型、突发类型的参数等信息，用户终端通过接收系统的广播消息或专门发送给用户终端的消息得知业务信道使用的突发类型，从而进行正确接收。

表1：“中置码偏移和突发类型”信元的结构

信元/组名	类型和参考
		TDD选择
>3.84Mcps TDD模式
		>>突发类型选择
>>>突发类型1

[0015]

信元/组名	类型和参考
		>>>>中置码分配模式	枚举(默认、公共、用户终端指定)
>>>>中置码配置突发类型1和3	整数(4，8，16)
		>>>>中置码偏移	整数(0～15)
>>>突发类型2
		>>>>中置码分配模式	枚举(默认、公共、用户终端指定)
>>>>中置码配置突发类型2	整数(3，6)
		>>>>中置码偏移	整数(0～5)
>>>突发类型3
		>>>>中置码分配模式	枚举(默认、用户终端指定)
>>>>中置码配置突发类型1和3	整数(4，8，16)
		>>>>中置码偏移	整数(0～15)
>1.28Mcps TDD模式
		>>中置码分配模式	枚举(默认、公共、用户终端指定)
>>中置码配置	整数(2，4，6，8，10，12，14，16)
		>>中置码偏移	整数(0～15)

表1中，“中置码偏移和突发类型”信元通过“TDD选择”信元在“3.84Mcps TDD模式”和“1.28Mcps TDD模式”之间进行选择。TD-SCDMA对应于“1.28Mcps TDD模式”。

从表1中可以看到，“3.84Mcps TDD模式”有三种突发类型，可以通过“突发类型选择”信元在不同的突发类型之间进行选择；但是“1.28Mcps TDD模式”目前只有一种突发类型，因此没有设置“突发类型选择”信元。所谓突发类型，即是一种TS时隙的结构。每种突发类型包括三个参数，“中置码分配模式”信元、“中置码配置”信元和“中置码偏移”信元。

中置码分配模式目前有三种，由“中置码分配模式”信元指示，该信元是一个枚举类型，分别是默认、公共和用户终端指定。该枚举变量占用了二个比特，表示了三个枚举值。

TD-SCDMA是3G标准的一个组成部分。目前的TD-SCDMA系统是N频点系统，即一个小区有1个主频点和(N-1)个辅频点资源。其中移动终端工作的频点，称为工作频点。

请参阅图3，图3是一个典型的N频点组网示意图，N等于3，即所谓的5MHz同频组网。这里，整个系统有3个频点，共占带宽5MHz，每个小区工作在3个频点上，其中一个是主频点，另外两个是辅频点。业务时隙可以采用3个上行3个下行的配置，即TS1～TS3时隙为上行时隙，TS4～TS6时隙为下行时隙。上下行业务时隙的比例是可以改变的。

TD-SCDMA系统是时分双工系统，因此可以使某一个单独的时隙组成单频网。请参阅图4，图4是一个单时隙单频网的示例。其中TS4时隙为单频网组网方式，在该时隙上，本小区的扰码、中置码、发送内容等和相邻小区是相同的，而其他时隙还按先前的N频点组网方式组网。

在TD-SCDMA帧结构中，常规时隙尾部的保护间隔和中间的中置码的循环头均为16个码片，这意味着系统能允许的无线链路上信道的最大时延扩展为16个码片对应的时间，如果时延扩展超过这个时间，那么前一时隙的数据段二就会对后一时隙的数据段一产生干扰。

而单频网组网之后，在一个区域内，多个基站所发送无线信号是相同的，对于用户终端而言，其接收到的信号是来自各个基站发射的信号的叠加；在采用单频网进行大范围组网时，对于距离用户终端较远的基站，其发射的信号到达该用户终端的延时较大，如果这个延时超过16个码片的保护范围，则这些基站发射的信号会对下一时隙的信号产生较大干扰。

因此，针对类似于单频网的传输环境，TD-SCDMA系统需要能容忍更大的信道时延扩展的突发类型，即新的突发类型。而从表1可知，“1.28McpsTDD模式”即TD-SCDMA目前只有一种突发类型，没有信元用来指示用户终端系统所使用的突发类型。如果新增了一种突发类型，系统将无法告知用户终端。

从上述可见，在TD-SCDMA系统中，应用单频网方式，会遇到以下问题：

第一，需要一种适合于单频网以及类似通信环境的新的突发类型；

第二，需要一种实现方法，使系统能告知用户终端系统所使用的新的突发类型。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种用于TD-SCDMA系统的突发类型实现方法，该突发类型实现方法使TD-SCDMA系统既能适应于大范围单频网组网等信道时延较大的通信环境，也能适用于小范围单频网组网。

为解决上述技术问题，本发明的技术方案是：

一种TD-SCDMA系统的突发类型及其应用方法，其特征是：该突发类型的长度为864码片；设置无线信道所需的时延保护长度为L，单位是码片，L的取值大于16码片；将保护间隔的长度设置为L；将循环头的长度设置为L；将训练序列的后L个码片设置成与循环头相同；修改系统消息以告知用户终端业务信道使用的突发类型；用户终端根据接收到的系统消息正确接收业务信道的突发类型。

所述的TD-SCDMA系统的突发类型，当L的取值大于16码片时，缩短中置码的长度，保证数据段一和数据段二的长度均大于或等于原突发类型的对应数据段的长度。

所述的TD-SCDMA系统的突发类型，当L的取值大于16码片时，保持数据段一和中置码的长度与原突发类型的对应部分相等，只缩短数据段二的长度。

所述的修改系统消息，可以通过在系统广播消息或专门发送给用户终端的消息中，在“中置码分配模式”信元的取值范围中加入一个新枚举值实现，该新枚举值用于指示一个新的突发类型。

所述的修改系统消息，可以通过在系统广播消息或专门发送给用户终端的消息中，在“中置码分配模式”信元的取值范围中加入一个新枚举值实现，该新枚举值用于指示一种新的中置码分配模式，且该分配模式只在新的突发类型中使用。

所述的修改系统消息，可以通过在系统广播消息或专门发送给用户终端的消息中，在“中置码分配模式”信元的取值范围中加入一个新枚举值实现，该新枚举值指向一个新的扩展信元，该新的扩展信元用于指示一个或多个突发类型及其中置码分配模式，该新的扩展信元只当“中置码分配模式”取值为上述新枚举值时存在。

所述的修改系统消息，还可以通过在系统广播消息或专门发送给用户终端的消息中，加入一个新的信元实现，该新的信元用于指示一个或多个新的突发类型及其配置参数，这些配置参数包括“中置码的长度”，“中置码的循环头的长度”，“中置码分配模式”等信息。

本发明可以达到的技术效果是：通过本发明提供的技术方案，TD-SCDMA系统的一个或若干个时隙使用该突发类型及其应用方法，可以适应于信道时延扩展更长的无线通信环境，尤其适合于单频网网络，降低相邻时隙之间，以及降低同一个时隙内远处基站信号对本地基站信号接收的干扰，提高接收性能。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明作进一步详细的说明：

图1是典型的蜂窝移动通信系统的示意图；

图2是现有技术中TD-SCDMA帧结构；

图3是现有技术中的TD-SCDMA使用的N频点(5MHz同频)组网示意图；

图4是现有技术中TD-SCDMA单时隙单频网组网示意图；

图5是本发明一种TD-SCDMA系统的突发类型的示意图。

图中的附图标记为：100—小区；101—基站；102—用户终端；103—无线网络控制器；110—陆地无线接入网；210—无线帧；220—子帧；231—下行导频时隙；232—保护间隔；233—上行导频时隙；234—TS5时隙；235—转换点；241—保护间隔；242—下行同步码；243—上行同步码；244 —保护间隔；245—数据段一；246—中置码；247—数据段二；248—保护间隔；251—循环头；252—训练序列；310—TS时隙；321—数据段一；322—中置码；323—数据段二；324—保护间隔；331—循环头；332—训练序列。

具体实施方式

请参阅图5，图5是本发明一种TD-SCDMA系统的突发类型的示意图。本发明一种用于TD-SCDMA系统的突发类型实现方法可以通过以下步骤实现：

步骤A1：保持TS时隙310的长度不变，为864码片，设置适合于无线信道所需的时延保护间隙L，单位是码片；

步骤A2：将所述时隙的保护间隔324的长度设置为L；

步骤A3：将中置码322的循环头331的长度设置为L，将中置码322的训练序列332的后L个码片设置成与循环头331相同；

步骤A4：设置系统消息中的“中置码偏移和突发类型”信元，在其中的“中置码分配模式”信元的取值范围中加入一个新枚举值，该新枚举值指向一种新的突发类型；

步骤A5：用户终端根据接收到的信元信息，获得新的突发类型的参数，即时隙的结构信息，并进行正确接收。

所述的步骤A4还可以是：

步骤A4-1：设置系统消息中的“中置码偏移和突发类型”信元，在其中的“中置码分配模式”信元的取值范围中加入一个新枚举值，该新枚举值指向一种新的中置码分配模式，且该分配模式只对应于新的突发类型中使用；

所述的步骤A4还可以是：

步骤A4-2：设置系统消息中的“中置码偏移和突发类型”信元，在其中的“中置码分配模式”信元的取值范围中加入一个新枚举值，该新枚举值指向一个新的扩展信元，该新的扩展信元指示一个或多个突发类型及其中置码分配参数，该新的扩展信元只当“中置码分配模式”取值为所述新的枚举值时存在；

所述的步骤A4还可以是：

步骤A4—3：设置系统消息，在系统广播消息或专门发送给用户终端的消息中加入一个新的信元，该新的信元用于指示一个或多个新的突发类型及其配置参数。

优选的，L的取值为32或48或64码片。

优选的，中置码322的长度为144或144—(L—16)码片。

优选的，当中置码322的长度为144码片时，数据段一321的长度为352码片，此时数据段二323的长度为352—(L-16)码片。

优选的，当中置码322的长度为144—(L—16)码片时，数据段一321和数据段二323的长度均为352码片。

在上述步骤中，如果中置码322的长度为144码片，则通过减少数据段二323的长度以降低对后一时隙的干扰，这种方法对现有系统的发射端和用户终端接收机的改动最小，但与现有系统相比，该时隙发送的数据率稍有降低。如果保持数据段二323的长度不变，中置码322的长度为144-(L-16) 码片，则保持了该时隙的数据率与现有系统相同，不过，对现有系统的发射端和用户终端的改动稍大一些。

在步骤A4或步骤A4—1或步骤A4—2中，增加“中置码分配模式”信元的取值为新枚举值后，“中置码偏移和突发类型”信元的结构如表2所示。

表2：修改后的“中置码偏移和突发类型”信元的结构

信元/组名	类型和参考
		TDD选择
>3.84Mcps TDD模式
		>>突发类型选择
>>>突发类型1
		>>>>中置码分配模式	枚举(默认、公共、用户终端指定)
>>>>中置码配置突发类型1和3	整数(4，8，16)
		>>>>中置码偏移	整数(0～15)
>>>突发类型2
		>>>>中置码分配模式	枚举(默认、公共、用户终端指定)
>>>>中置码配置突发类型2	整数(3，6)
		>>>>中置码偏移	整数(0～5)
>>>突发类型3
		>>>>中置码分配模式	枚举(默认、用户终端指定)
>>>>中置码配置突发类型1和3	整数(4，8，16)
		>>>>中置码偏移	整数(0～15)

[0065]

>1.28Mcps TDD模式
		>>中置码分配模式	枚举(默认、公共、用户终端指定、新突发类型及其分配模式)
>>中置码配置	整数(2，4，6，8，10，12，14，16)
		>>中置码偏移	整数(0～15)

在单频网通信环境情况下，多径信号之间的延迟加大，因此时延保护长度L，对应于保护间隔的长度，应大于现有时隙结构的16码片，可以取值32或48或64码片。同时，还要加大中置码的循环头的长度，以改善中置码在长时延环境下的接收性能。循环头的长度与保护间隔的长度都为L，可以使中置码和整个TS时隙都能适应一样的时延长度。在TS时隙总长度不变的前提下，相对于原突发类型，保护间隔的长度所分别多出的16或32或48码片，可以从对数据段一、数据段二或中置码的长度的修改上获得。一种方式是缩短数据段部分，此时中置码保留原来的长度，由于循环头的长度加大，接收性能会提高；一种方式是缩短中置码的长度，而数据段长度不变，甚至可以加大，此时可以保持新突发类型所能承载的数据不变甚至提高。

因为单频网多用于广播业务，通常在同一个时隙，广播业务所针对的用户群个数并不多，所以，不需要很多的中置码偏移(Midamble Shift)个数，因此缩短中置码导致所支持的中置码偏移个数的减少，并不会影响广播业务的使用。

在新突发类型的应用方法上，在“中置码分配模式”信元中插入一个新的枚举值，并不会导致信元结构的不兼容；因为该信元原来只有三个枚举值，单占用了二个比特，只插入一个新枚举值，并不会导致比特数据的增加。

综上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并非用来限定本发明的实施范围。即凡依本发明申请专利范围的内容所作的等效变化与修饰，都应为本发明的保护范畴。

Claims

1.一种用于TD-SCDMA系统的突发类型实现方法，其特征是：该突发类型的长度为864码片，设置无线信道所需的时延保护长度为L，单位是码片，L的取值大于16码片；将保护间隔的长度设置为L，将中置码的循环头的长度设置为L，将中置码的训练序列的后L个码片设置成与循环头相同；修改系统消息以告知用户终端业务信道使用的突发类型；用户终端根据接收到的系统消息正确接收业务信道的突发类型。

2.根据权利要求1所述的用于TD-SCDMA系统的突发类型实现方法，其特征是：该突发类型，当L的取值大于16码片时，缩短中置码的长度，保证数据段一和数据段二的长度均大于或等于原突发类型的对应数据段的长度。

3.根据权利要求1所述的用于TD-SCDMA系统的突发类型实现方法，其特征是：该突发类型，当L的取值大于16码片时，保持数据段一和中置码的长度与原突发类型的对应部分相等，只缩短数据段二的长度。

4.根据权利要求1所述的用于TD-SCDMA系统的突发类型实现方法，其特征是：该突发类型，L的取值为32或48或64码片。

5.根据权利要求1所述的用于TD-SCDMA系统的突发类型及实现方法，其特征是：该突发类型，中置码的长度为144或144-(L-16)码片。

6.根据权利要求1所述的用于TD-SCDMA系统的突发类型实现方法，其特征是：该突发类型，当中置码的长度为144码片时，数据段一的长度为352码片；当中置码的长度为144-(L-16)码片时，数据段一和数据段二的长度均为352码片。

7.根据权利要求1所述的用于TD-SCDMA系统的突发类型实现方法，其特征是：所述的修改系统消息，是在系统广播消息或专门发送给用户终端的消息中，在“中置码分配模式”信元的取值范围中加入一个新枚举值，该新枚举值用于指示一个新的突发类型；或者该新枚举值用于指示一种新的中置码分配模式，且该分配模式只在新的突发类型下使用；或者该新枚举值指向一个新的扩展信元，该新的扩展信元用于指示一个或多个新的突发类型及其中置码分配模式。

8.根据权利要求1所述的用于TD-SCDMA系统的突发类型实现方法，其特征是：所述的修改系统消息，是在系统广播消息或专门发送给用户终端的消息中增加一个新的信元，该新的信元指示一个或多个新的突发类型及其配置参数。