CN101631316A

CN101631316A - 在tdd系统中提高频谱利用率的方法和设备

Info

Publication number: CN101631316A
Application number: CN200810116755A
Authority: CN
Inventors: 徐晓东; 胡臻平; 唐海; 张大伟; 黄宇红; 江海涛
Original assignee: China Mobile Communications Group Co Ltd
Current assignee: China Mobile Communications Group Co Ltd
Priority date: 2008-07-16
Filing date: 2008-07-16
Publication date: 2010-01-20
Anticipated expiration: 2028-07-16
Also published as: WO2010006511A1; CN101631316B

Abstract

本发明公开了一种在TDD系统中提高频谱利用率的方法和设备，其主要方案是：根据第一设定条件，调整频带组中各频带下行时隙与上行时隙之间所需时隙保护间隔长度和起止点，所述第一设定条件包括：属于第一网络的频带与相邻的属于第二网络的频段的所述频带组中各频带之间，干扰值小于第一设定值；从所述第二网络的频段中确定不属于所述频带组的一个或多个频带；根据第二设定条件，调整确定的频带所需时隙保护间隔长度和起止点，所述第二设定条件包括：确定的频带与相邻频带之间干扰值小于第二设定值，且所需时隙保护间隔长度小于所述频带组中各频带所需时隙保护间隔长度。通过本发明，提高了第二网络段的频谱效率。

Description

在TDD系统中提高频谱利用率的方法和设备

技术领域

本发明涉及通信领域的数据传输技术，尤其涉及一种在时分双工(Timedivision duplex，TDD)系统中提高频谱利用率的方法和设备。

背景技术

在TDD系统中存在多种不同结构的网络系统，如时分同步CDMA(TimeDivision Synchronized Code Division Multiple Access，TD-SCDMA)网络系统、长期演进标准TDD网络系统(Long term evaluation Time Division Duplex)，也称TD-LTE，及微波存取全球互通(Worldwide Interoperability for MicrowaveAccess，Wimax)网络系统等。

在TDD系统中的每一个网络系统都有标准的下行时隙与上行时隙之间所需时隙划分形式，以TD-SCDMA网络系统和TD-LTE网络系统为例。如图1所示，图1中上面两个图分别表示在TD-SCDMA系统中下行时隙与上行时隙之比分别为4∶3和5∶2时的帧结构。在TD-SCDMA系统的一个5ms子帧中，一个上行时隙或一个下行时隙占用的时间长度为0.675ms，三个特殊时隙：下行导频信道时隙(DwPTS)、转换保护时隙(Guard Period，GP)和上行导频信道时隙(UpPTS)总共占用的时间长度为0.275ms，其中DwPTS占用0.075ms、GP占用0.075ms、UpPTS占用0.125ms。图1中下面的两个图分别表示在TD-LTE系统中，下行子帧与上行子帧之比分别为2∶2和3∶1时的帧结构，其中，一个上行子帧或一个下行子帧占用的时间长度为1ms，三个特殊时隙DwPTS、GP和UpPTS在常规循环前缀(Normal CP)情况下总共占用1ms，约等于14个OFDM符号，设DwPTS、GP和UpPTS分别占用的OFDM符号数为10、2、2。

合理的网络规划应该避免不同系统占用频带的离散化，如属于TDD系统中的两个不同网络系统可能邻频共存，即两个系统的频谱资源中边缘部分频带相邻，如属于TD-SCDMA系统占用频段A，TD-LTE占用频段B。通常情况下，为了避免两个频段中一个频段中的系统基站与另一个频段中的系统基站相互间的干扰，需要调整频段B中的系统中GP时隙的长度，从总体上保持频段B中的系统保护间隔大于、等于或接近于频段A中的系统中的保护间隔。但由于考虑系统实现的复杂度等原因，系统设计的保护间隔的灵活性是有一定限制的，如3GPP TS 36.211在Normal CP配置下只定义了9种不同的下行/上行转换点设计，在部分邻频共存情况下，需要选择其中GP较大的一种下行/上行转换点来调整频段B中系统的保护间隔，尽管根据频段B中部分频带中系统小区覆盖要求无需那么大的保护间隔，从而会导致整网频谱效率损失较大。

发明内容

本发明实施例提供一种在TDD系统中提高邻频共存时频谱利用率的方法、及设备，以提高分属于不同TDD网络系统的频带成为相邻频带时，提高整个系统中频谱利用率。

一种在TDD系统中提高频谱利用率的方法，该方法包括：

根据第一设定条件，调整频带组中各频带下行时隙与上行时隙之间所需时隙保护间隔长度和起止点，所述第一设定条件包括：属于第一网络的频带与相邻的属于第二网络的频段的所述频带组中各频带之间，干扰值小于第一设定值；

从所述第二网络的频段中确定不属于所述频带组的一个或多个频带；

根据第二设定条件，调整确定的频带所需时隙保护间隔长度和起止点，所述第二设定条件包括：确定的频带与相邻频带之间干扰值小于第二设定值，且所需时隙保护间隔长度小于所述频带组中各频带所需时隙保护间隔长度。

一种在TDD系统中提高频谱利用率的设备，该设备包括：

第一设定条件保存模块，用于将属于第一网络的频带与相邻的属于第二网络的频段的频带组中各频带之间，干扰值小于第一设定值作为第一设定条件，并保存；

第一调整模块，用于按照所述第一设定条件调整所述频带组中各频带下行时隙与上行时隙之间所需时隙保护间隔长度和起止点；

频带确定模块，用于从所述第二网络的频段中确定不属于所述频带组的一个或多个频带；

第二设定条件保存模块，用于将频带确定模块确定的频带与相邻频带之间干扰值小于第二设定值，且所需时隙保护间隔长度小于所述频带组中各频带所需时隙保护间隔长度作为第二设定条件，并保存；

第二调整模块，用于按照所述第二设定条件调整所述频带确定模块确定出的所述频带所需时隙保护间隔长度和起止点。

通过本发明的方案，动态调整属于第二网络的频带组中各频带所需时隙保护间隔长度和起止点，避免了与属于第一网络的频带之间的干扰，然后，将调整后的该频带组作为隔离频带，使得第一网络的频带与第二网络中不属于所述频带组中的其他频带之间无干扰，并同时减少第二网络中不属于所述频带组中的其他频带中所需时隙保护间隔长度，提高了第二网络的频谱效率。

附图说明

图1为背景技术中TD-SCDMA系统和TD-LTE中的频带在不同上/下行时隙比例时的帧结构示意图；

图2为本发明实施例一中提高TDD系统的频谱利用率的方法流程示意图；

图3(a)和图3(b)为本发明实施例一中两种帧结构示意图；

图4为本发明实施例一中另一帧结构示意图；

图5(a)和5(b)为本发明实施例二中提高TDD系统的频谱利用率的设备结构示意图。

具体实施方式

在属于第一网络的频段A中包括若干个连续频带A₁、A₂...A_M，属于第二网络的频段B中也包括若干个连续频带B₁、B₂...B_N，其中频段A和频段B相邻，对应于频段中的频带，是频段A中的频带A_M和频段B中的由一个或多个频带组成的频带组相邻。为了实现本发明目的，发明人认为，如果用于隔离的频段B中的频带组规划合理，如包含的一个或多个连续的频带的带宽总和达到设定要求的5MHz，则频带A_M中的网络系统和频段B中除频带组之外的频带中的网络系统由于频带组的隔离，相互之间不会存在基站间的干扰问题。因此如果能够分别考虑频带A_M和频段B的频带组中网络系统的共存问题，及频带组中的网络系统和频段B中除该频带组之外的频带中的网络系统共存问题，则可以在解决频段A和频段B中的网络系统之间的基站间干扰问题的基础上，有效提高频段B中整网的频谱效率。

下面结合说明书附图，详细阐述本发明方案。

如图2所示，为本发明实施例一中提高TDD系统的频谱利用率的方法步骤流程示意图，实施例一的主要方案包括：

假设，本实施例一中，分属于TDD系统第一网络的第一频段和第二网络中的第二频段是相邻频段，如图3(a)和图3(b)所示，为本实施例一中第一频段和第二频段之间的帧结构示意图，第一频段即频段A，第二频段即频段B。其中，频段A属于TD-SCDMA网络，下行/上行时隙比例为5∶2，包括连续频带A₁、A₂...A_M；频段B属于TD-LTE网络，下行/上行时隙比例为3∶1，包括连续频带B₁、B₂...B_N。在图3(a)中，频带组仅包括频带B₁，在图3(b)中，频带组包括频带B₁、B₂和B₃。

以图3(b)的情况为例，由于频带组中的频带B₁、B₂和B₃要充分隔离频带A_M与频带B₄至频带B_N中任意一个频带间的干扰，使得频带A_M与频带B₄至频带B_N中任意一个频带间的干扰小于设定值，因此，频带组包括的频带数量与频带组的总带宽和网络规划有关，确定频带组中频带数量的方法包括：

预先确定隔离需要的带宽；

根据所述带宽和网络规划确定频带组中频带数量。

例如，如果频带B₁的带宽已经达到设定要求，足以使频带A_M与频带B₂的干扰满足设定要求，则频带组可以只包含频带B₁；如果频带B₁的带宽未达到需要的带宽，不足以隔离频带A_M与频带B₂，则需要增加频带组的带宽，将频带B₁和频带B₂一起作为频带组中的频带；如果频带B₁和频带B₂的带宽之和未达到需要的带宽，仍不足以隔离频带A_M与频带B₃，则将频带B₁、频带B₂和频带B₃一起作为频带组中的频带，以此类推，最终确定出频带组中频带的数量。

实施例一的步骤包括：

步骤201：根据第一设定条件动态调整频带组中各频带下行时隙与上行时隙之间所需时隙保护间隔长度和起止点。

为简便起见，将下行时隙与上行时隙之间所需时隙保护间隔简写为下行/上行所需时隙保护间隔，或者简写为所需时隙保护间隔。所述的所需时隙保护间隔长度可以是指时间长度，所需时隙保护间隔起止点也可以是指起止时间点。

在本发明实施例一中，第二网络可以是TD-LTE，也可以是Wimax，当第二网络是TD-LTE时，下行/上行所需时隙保护间隔是GP。后续为了描述简单起见，都以第二网络是TD-LTE进行描述。

按照图3(a)所示，频带组中只包含频带B₁，因此调整频带B₁中TD-LTE系统的GP的长度和起止点。按照图3(b)所示，频带组中包含频带B₁、频带B₂和频带B₃，因此要调整频带B₁、频带B₂和频带B₃中每一个频带中TD-LTE系统的GP的长度和起止点。

以图3(a)所示的情况为例，第一设定条件是指频带B₁中的系统与频带A_N中的系统的基站相互之间的干扰值小于第一设定值，具体地，确定干扰值是否小于第一设定值主要是判断两方面的内容：

一方面是确定调整后的频带B₁中，下行/上行转换点前的下行传输结束点与频带A_M中的系统的下行/上行转换点前的上行传输开始点之间的间隔是否足够长，如判断是否达到阈值，在达到阈值时，认为这一方面的要求满足了。

另一方面是确定调整后的频带B₁中，下行/上行转换点前的上行传输开始点与频带A_M中的系统的下行/上行转换点前的下行传输结束点之间的是否间隔足够长，如判断是否达到阈值，在达到阈值时，认为这一方面的也要求满足了。在保证以上两点的要求后，就能够使频带B₁与频带A_M之间的干扰小于第一设定值，在系统能够容忍的范围内。

在这里的第一设定值可以由系统的状态决定，阈值可以是根据理论值和当前系统的状态确定的。由于第二网络是TD-LTE，所以，下行/上行转换后的上行传输开始点可以是特殊时隙中的UpPTS的开始点，下行/上行转换前的下行传输结束点可以是DwPTS的结束点。

步骤202：从第二频段中选择一个或多个频带，选择的所述频带不属于所述频带组。

按照图3(a)所示，选择的一个或多个频带是频带B₂至频带B_N中的一个或多个频带；按照图3(b)所示，选择的一个或多个频带是频带B₄至频带B_N中的一个或多个频带。

步骤203：按照第二设定条件，调整选择出的一个或多个频带所需时隙保护间隔长度和起止点。

按照图3(a)所示，为了保证频带B₁与频带A_M之间的干扰问题，对频带B₁中TD-LTE系统的GP的长度和起止点进行了调整，由于有了频带B₁作为频带A_M与频带B₂之间的隔离频带，因此，频带A_M与频带B₂之间不会存在干扰问题，频带B₂至频带B_N中的一个或多个频带中GP的长度可以不受频带A_M的限制，只需考虑与B₁和自身的小区覆盖要求设置相应的GP，从而避免了无谓的过大的GP，提高频段B中的整网的频谱效率。图3(b)所示的情况也类似，此处不再赘述。

通过以上步骤201至步骤203描述的方法，在确保干扰较小的情况，提高了第二网络的频谱利用率，实现了本发明目的。下面分别对各步骤进行详细描述。

在步骤201中，以图3(a)所示的情况为例，调整频带B₁中TD-LTE系统的GP的长度和起止点的方法可以有多种，包括但不限于以下这种方法：

首先设置多个调整组，每个调整组中包含一个GP的长度和该长度对应的起止点。

然后，分别利用每组中的长度和该长度对应的起止点去调整频带B₁中TD-LTE系统的GP长度和起止点，得到多个调整后的频带B₁；

接着，比较得到的每个调整后的频带B₁与频带A_M之间的干扰值，确定出干扰值小于第一设定值的频带B₁对应的调整组；

最后，从确定出的调整组中选择一个调整组，将选择的调整组中的信息作为调整后的频带B₁中TD-LTE系统的GP长度和起止点。

由于频带B₁属于TD-LTE网络，频带B₁中特殊子帧1ms长度分为3个部分：DwPTS，GP和UpPTS，在Normal CP配置下可以分为14个OFDM符号，特殊子帧中DwPTS，GP和UpPTS之间占用的资源比例可以按照表1中设定的多种情况来调整。表1可以看作是在Normal CP的情况下的9组调整组和在扩展循环前缀(extended CP)的情况下的7组调整组，每组中包括了DwPTS、GP和UpPTS的长度，在GP开始前结束DwPTS，在UpPTS开始时结束GP，因此也就是确定了这一组中GP长度对应的起止点。

对应到图3(a)的情况，在Normal CP的情况下从表1中DwPTS、GP和UpPTS分别占用的OFDM符号个数为3、10、1的情况和3、9、2的情况都能够满足第一设定条件的要求，图3(a)中选择了DwPTS、GP和UpPTS分别占用的符号个数为3、9、2的情况。

表1

在步骤203中，对选择出的一个或多个频带中TD-LTE系统的GP长度和起止点进行调整的第二设定条件包括以下内容：

首先，对选择出的某个频带进行调整后，调整后的频带与相邻的其他频带之间干扰值要小于第二设定值，确保频段B中各频带的网络系统之间不会出现干扰问题。

然后，根据实际网络规划所需要的GP长度来调整GP长度，确定调整后的频带中GP的长度小于第二网络中所述频带组中的各频带中GP的长度，这样，在保证频段间和频段内部不存在干扰的情况下，增加了频段B中可用的时隙，提高了其频谱利用率。

最后，还可以进一步确定的调整后的频带中，GP的长度能够满足该频带对应的小区内的业务要求，即满足小区覆盖或规划要求。

仍然以图3(a)的情况为例，若步骤203中选择出的频带是频带B₂，在保证频带B₂与频带B₁之间的干扰值小于第二设定值的情况下，频带B₂在Normal CP的情况下从表1中可选的DwPTS、GP和UpPTS占用的OFDM符号数量可以有：3:9:2、9:3:2、10:2:2和11:1:2。为了使TDD系统的频带使用率较高，要将尽可能多的资源用于承载数据，因此，可选择的DwPTS、GP和UpPTS是：9:3:2、10:2:2和11:1:2。进一步，假设小区半径为R时需要的GP时隙为1个OFDM符号，而当前选择的频带B₂服务的小区半径为2R，因此，可选的DwPTS、GP和UpPTS只能是：9:3:2和10:2:2，因此，最终选择10:2:2作为频带B₂调整后特殊时隙分别占优的OFDM符号。

在步骤201和步骤203中都需要选择合适的DwPTS、GP和UpPTS的资源比例，表1中记载的几个资源比例数值并不唯一，本发明实施例也不限于其他的DwPTS、GP和UpPTS占用的资源比例的数值。

另外，在步骤203选择的一个频带与所述频带组中的一个频带可能是相邻且上/下行时隙划分比例不同的频带。如图4所示，频带组中是频带B₁，它的下行时隙和上行时隙的比例为3∶1，步骤203中选择出的频带是频带B₂，它的下行时隙和上行时隙的比例为2∶2，因此，频带B₁中标号为3的时隙为下行时隙，频带B₂中标号为3的时隙为上行时隙，为了避免相邻频带之间的干扰，需要让频带B₁和频带B₂中标号为3的两个时隙中的一个为空，不承载数据。具体地，选择频带B₁中标号为3的时隙还是选择频带B₂中标号为3的时隙可以根据需要确定，例如，在频带B₁的重要程度高于频带B₂时，可以让频带B₂中标号为3的时隙为空。如果是频带B₂至频带B_N中的相邻两个频带之间的下行/上行时隙划分比例不同，则也可以按照以上方法处理。

与本发明实施例一对应的，本发明实施例二还提供一种在TDD系统中提高频谱利用率的设备，如图5(a)所示，该设备包括第一设定条件保存模块11、第一调整模块12、频带确定模块13、第二设定条件保存模块14和第二调整模块15，其中：第一设定条件保存模块11用于将属于第一网络的频带与相邻的属于第二网络的频段的频带组中各频带之间，干扰值小于第一设定值作为第一设定条件，并保存；第一调整模块12用于按照所述第一设定条件调整所述频带组中各频带下行时隙与上行时隙之间所需时隙保护间隔长度和起止点；频带确定模块13用于从所述第二网络的频段中确定不属于所述频带组的一个或多个频带；第二设定条件保存模块14用于将频带确定模块确定的频带与相邻频带之间干扰值小于第二设定值，且所需时隙保护间隔长度小于所述频带组中各频带所需时隙保护间隔长度作为第二设定条件，并保存；第二调整模块15用于按照所述第二设定条件调整所述频带确定模块确定出的所述频带所需时隙保护间隔长度和起止点。

所述第一设定条件还包括：所述频带组包含的一个或多个连续的频带的带宽总和达到设定要求；所述第二设定条件还包括：频带确定模块确定的一个或多个频带中所需时隙保护间隔长度能够满足该频带对应的小区内的业务要求条件。

如图5(b)所示，所述第一调整模块12包括调整单元21、干扰值比较单元22和第一执行单元23，其中：调整单元21用于分别利用设置的多个调整组中每个调整组包含的一个所需时隙保护间隔长度和该长度对应的起止点，调整频带组中一个频带的所需时隙保护间隔长度和起止点；干扰值比较单元22用于比较属于第一网络的所述频带与调整后的该频带组中一个频带之间的干扰值，确定干扰值小于第一设定值时对应的一个调整组；第一执行单元23用于将确定的所述调整组中的长度和该长度对应的起止点作为该频带组中一个频带调整后所需时隙保护间隔长度和起止点。

所述干扰值比较单元22包括操作单元31和选择单元32，其中：操作单元31用于比较调整后该频带组中一个频带的下行传输的结束点与属于第一网络的所述频带的上行传输的开始点之间的间隔、调整后该频带组中一个频带的上行传输的开始点与属于第一网络的所述频带的下行传输的结束点之间的间隔；选择单元32用于当比较结果是两个间隔都达到阈值时，确定属于第一网络的所述频带与调整后该频带组中一个频带之间的干扰值小于第一设定值，并将调整后该频带组中一个频带对应的调整组发送给所述第一执行单元。

在本发明图3(a)所示的结构中，频带B₂中GP时隙占用2个OFDM符号，整个频带B₂占用14×5＝70个OFDM符号，因此，频带B₂的频谱损失率为(2/70)％＝2.86％，而按照传统的方法，频带B₂中的特殊时隙结构与频带B₁特殊时隙结构相同，此时频谱损失率为(9/70)％＝12.86％；在本发明图3(b)所示的结构中，频带B₄的情况与频带B₂类似，与频带B₁至频带B₃相比，频谱损失率降低。显然，通过本发明实施例提供的方法和设备，提高了第二网络的频谱利用率；另外，在第二频段中的相邻两个频带间的下行/上行时隙划分比例不同时，避免了相邻两个频带下行/上行时隙冲突的问题，进一步解决了可能存在的干扰值较大的问题。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims

1、一种在TDD系统中提高频谱利用率的方法，其特征在于，该方法包括：

2、如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述频带组包含的一个或多个连续的频带的带宽总和达到设定要求。

3、如权利要求1所述的方法，其特征在于，调整频带组中一个频带所需时隙保护间隔长度的方法，具体包括：

设置多个调整组，每个调整组中包含一个所需时隙保护间隔长度和该长度对应的起止点；

分别利用每个调整组中的长度和该长度对应的起止点，调整频带组中一个频带所需时隙保护间隔长度和起止点；

比较属于第一网络的所述频带与调整后的该频带组中一个频带之间的干扰值，确定干扰值小于第一设定值时对应的一个调整组；

将确定的调整组中的所需时隙保护间隔长度和该长度对应的起止点作为该频带组中一个频带调整后的所需时隙保护间隔长度和起止点。

4、如权利要求1所述的方法，其特征在于，确定调整后的频带组中一个频带的所需时隙保护间隔长度满足第一设定条件的方法，具体包括以下步骤：

比较调整后该频带组中一个频带的下行传输的结束点与属于第一网络的频带的上行传输的开始点之间的间隔、调整后该频带组中一个频带的上行传输的开始点与属于第一网络的频带的下行传输的结束点之间的间隔，当两个间隔都达到阈值时，确定属于第一网络的频带与调整后该频带组中一个频带之间的干扰值小于第一设定值。

5、如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第二设定条件还包括：

确定的所述一个或多个频带中，所需时隙保护间隔长度能够满足各频带对应的小区内的业务要求。

6、如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第二网络是时分长期演进标准网络或微波存取全球互通网络。

7、如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一设定值与第二设定值相同或不同。

8、一种在TDD系统中提高频谱利用率的设备，其特征在于，该设备包括：

9、如权利要求8所述的设备，其特征在于，

所述第一设定条件还包括：所述频带组包含的一个或多个连续的频带的带宽总和达到设定要求。

10、如权利要求8所述的设备，其特征在于，所述第一调整模块包括：

调整单元，用于分别利用设置的多个调整组中每个调整组包含的一个所需时隙保护间隔长度和该长度对应的起止点，调整频带组中一个频带的所需时隙保护间隔长度和起止点；

干扰值比较单元，用于比较属于第一网络的所述频带与调整后的该频带组中一个频带之间的干扰值，确定干扰值小于第一设定值时对应的一个调整组；

第一执行单元，用于将确定的所述调整组中的长度和该长度对应的起止点作为该频带组中一个频带调整后所需时隙保护间隔长度和起止点。

11、如权利要求10所述的设备，其特征在于，所述干扰值比较单元包括：

操作单元，用于比较调整后该频带组中一个频带的下行传输的结束点与属于第一网络的所述频带的上行传输的开始点之间的间隔、调整后该频带组中一个频带的上行传输的开始点与属于第一网络的所述频带的下行传输的结束点之间的间隔；

选择单元，用于当比较结果是两个间隔都达到阈值时，确定属于第一网络的所述频带与调整后该频带组中一个频带之间的干扰值小于第一设定值，并将调整后该频带组中一个频带对应的调整组发送给所述第一执行单元。

12、如权利要求8所述的设备，其特征在于，

所述第二设定条件还包括：频带确定模块确定的一个或多个频带中所需时隙保护间隔长度能够满足该频带对应的小区内的业务要求条件。