一種tdd無線通信系統中擴大基站覆蓋距離的方法

2023-06-08 12:55:56

專利名稱：一種tdd無線通信系統中擴大基站覆蓋距離的方法
技術領域：
本發明涉及一種無線通信系統中擴大基站覆蓋距離的方法，尤其涉 及一種TDD無線通信系統中擴大基站覆蓋距離的方法。
背景技術：
無線通信系統的基站都有一定的覆蓋距離。對於FDD無線通信系統 來說，基站的覆蓋距離取決於鏈路損耗，對於工作在一定頻段和特定環 境中的無線通信系統，鏈路損耗隨終端與基站的距離的增大而增加，因 此增大終端和基站的發射功率，只要能夠抵消距離增大而增加的鏈路損 耗，則基站的覆蓋距離就可以擴大，因此對於FDD無線通信系統而言， 加大基站和終端的發射功率就可以擴大基站的覆蓋距離。但對於TDD無線通信系統，如圖1所示為TDD無線通信系統基站 或終端的基本結構，由發射機、接收機、天線開關以及時序控制模塊組 成，其中時序控制模塊控制發射機、接收機及天線開關各部分按照一定 的時間關係工作。圖2為TDD無線通信系統的典型時序圖，在一個周期中至少包括以 下時隙下行時隙、上行時隙以及兩個保護時隙，其中G1是下行與上行 之間的保護時隙，G2是上行與下行之間的保護時隙。其中，基站發射信 號時終端接收，終端發射信號時基站接收，且終端在發射信號前必須完 整地接收基站發射的信號。在TDD無線通信系統中每個時隙的開始和結束都由時序控制模塊控 制，例如在圖2中， 一個周期內有1~4四個時間點，這四個時間點的位 置分別表徵下行時隙、Gl保護時隙、上行時隙以及G2保護時隙的開始 時刻。因此從圖2很容易計算出來，基站和終端之間的最遠距離應該滿足其中c^x105^^,是電磁波的傳播速度；Td為TDD無線通信系統
允許的終端與基站的最大傳播時延。因此，對於TDD無線通信系統而言，基站的最大傳播距離不僅取決如果G1比較小，那麼基站的覆蓋距離就小。因此針對這個問題，本發明 提出一種通過增大G1的大小，進而擴大基站的覆蓋距離的方法。發明內容本發明所要解決的技術問題是針對TDD無線通信系統基站覆蓋距離 受限的問題，如何通過增大下行與上行之間的保護時隙所對應的時間來 擴大基站的覆蓋距離。為達到上述目的，本發明提出一種TDD無線通信系統中擴大基站覆 蓋距離的方法，其中該基站至少包括時序控制模塊，分別與時序控制 模塊連接的發射機和接收機，及分別與發射機和接收機連接的天線開關； 該方法包4舌時序控制模塊在將TDD無線通信系統的時序周期保持不變的同時， 執行將發射機關閉的時間提前Tl或將接收機打開的時間延後T2操作中 的一種或其組合；從而使時序控制模塊將時序周期中下行與上行之間的 保護時隙所對應的時間增加T1或T2中的一種或其兩者之和。進一步地，在上下行時隙未被分為若干個小時隙的TDD無線通信系 統中，所述方法為時序控制模塊將時序周期保持不變，並將接收機打開的時間延後 T2=G2-Ts;從而使時序控制模塊將上行與下行之間的保護時隙開始的時 間延後G2-Ts,且將上行與下行之間的保護時隙所對應的時間由G2縮短所需的時間。相應地，時序控制模塊將下行與上行之間的保護時隙所對應的時間 增加G2-Ts,即下行與上行之間的保護時隙所對應的時間為Gl+G2-Ts， 其中Gl是下行與上行之間的保護時隙原先所對應的時間。
進一步地，在上下行時隙被分為若干個小時隙的TDD無線通信系統 中，所述方法為時序控制模塊將時序周期保持不變，並將發射機關閉的時間提前Tl; 從而使時序控制模塊將下行與上行之間的保護時隙開始的時間提前Tl ， 且將下行時隙所對應的時間縮短Tl;其中Tl為下行時隙中最後的若千 個小時隙所對應的時間之和。相應地，時序控制模塊將下行與上行之間的保護時隙所對應的時間 增加Tl,即下行與上行之間的保護時隙所對應的時間為G1+T1，其中 Gl是下行與上行之間的保護時隙原先所對應的時間。進一步地，在上下行時隙被分為若干個小時隙的TDD無線通信系統 中，所述方法為時序控制模塊將時序周期保持不變，並將接收機打開的時間延後T2; 從而使時序控制模塊將下行與上行之間的保護時隙結束的時間延後T2, 且將上行時隙所對應的時間縮短T2;其中T2為上行時隙中開始的若干 個小時隙所對應的時間之和。相應地，時序控制模塊將下行與上行之間的保護時隙所對應的時間 增加T2,即下行與上行之間的保護時隙所對應的時間為Gl+T2，其中 Gl是下行與上行之間的保護時隙原先所對應的時間。進一步地，在上下行時隙被分為若干個小時隙的TDD無線通信系統 中，所述方法為時序控制模塊將時序周期保持不變，並將發射機關閉的時間提前Tl， 且同時將接收機打開的時間延後T2;從而使時序控制模塊將下行與上行 之間的保護時隙開始的時間提前Tl及將下行時隙所對應的時間縮短Tl;對應的時間縮短T2;其中Tl為下行時隙中最後的若干個小時隙所對應 的時間之和，T2為上行時隙中開始的若干個小時隙所對應的時間之和。 此外，在上下行時隙被分為若干個小時隙的TDD無線通信系統中， T2還可為上行時隙中開始的若干個小時隙所對應的時間與(G2-Ts )之和； 其中G2是時序周期中上行與下行之間的保護時隙所對應的時間，Ts是
隱定時所需的時間；即，時序控制模塊除了將上行時隙所對應的時間縮短外，還同相應地，時序控制模塊將下行與上行之間的保護時隙所對應的時間 增加T1+T2，即下行與上行之間的保護時隙所對應的時間為G1+T1+T2， 其中Gl是下行與上行之間的保護時隙原先所對應的時間。採用本發明所述的方法，只需要簡單地修改基站的時隙分配模式就 可以實現遠距離覆蓋，而不需要考慮距離模式等問題，更為重要的是不 需要修改終端的處理軟體，這對現實的TDD無線通信系統非常重要，特 別是對於已經有大量用戶的TDD無線通信系統而言，大量的在網用戶不 可能一一升級到支持遠距離覆蓋的版本，而基站的數量相對於終端來說 少很多，升級容易，因此採用本發明所述的方法可以很方便地通過軟體 升級實現基站覆蓋距離的增加。


圖1為TDD無線通信系統基站或終端的基本結構示意圖； 圖2為TDD無線通信系統的典型時序圖；圖3為上下行時隙未被分為若干個小時隙的TDD無線通信系統採用 本發明所述方法擴大基站覆蓋距離的軟體流程圖；圖4為上下行時隙未被分為若干個小時隙的TDD無線通信系統採用 本發明所述方法擴大基站覆蓋距離的時序圖；圖5為SCDMA無線通信系統的時序圖；圖6為上下行時隙被分為若干個小時隙的TDD無線通信系統採用本 發明所述方法擴大基站覆蓋距離的時序圖；圖7為TD-SCDMA無線通信系統的物理層幀結構示意圖。
具體實施方式
下面結合附圖，對本發明的具體實施做進一步詳細的說明。在TDD無線通信系統中，只有上行時隙和下行時隙兩部分是在通信
中需要傳輸信息的，而保護時隙G1的作用為1) 射頻開關切換，即留出基站發射機關閉和接收機打開的時間；2) 收發信號之間的隔離，實現一定距離的覆蓋，防止一定距離遠的 基站發射信號因為傳播延遲而千擾其它基站的接收。保護時隙G2的作用只有射頻開關切換，即留出基站接收機關閉和發 射機打開的時間。對於一個設計好的TDD無線通信系統和確定的射頻開關，開關打開 及關閉的時間是確定的，而且隨著科技的發展，開關打開或關閉並穩定 的時間越來越短，布i設這個開關切換時間為Ts，那麼在(G2-Ts)的時 間間隔內基站處於絕對空閒狀態，如果把這段時間合併到下行與上行之 間的保護時隙中，就等效於增大這個保護時隙，則基站的覆蓋距離就可 以擴大。下面結合兩個實施例對本發明所述方法的具體應用說明如下。 實施例一對於上下行時隙未被分為若干個小時隙的TDD無線通信系統，例如 SCDMA無線通信系統，其擴大基站的覆蓋距離的軟體流程圖如圖3所 示，其擴大基站的覆蓋距離的時序圖如圖4所示，具體為1) 時序控制模塊將時序周期保持不變，將上行時隙開始的時間點3 及上行與下行之間的保護時隙開始的時間點4延後G2-Ts(如圖4所示)； 即將基站接收機打開的時間延後(G2-Ts );2) 時序控制模塊將上行與下行之間的保護時隙開始的時間延後3) 時序控制模塊將下行與上行之間的保護時隙所對應的時間增加 G2-Ts,即下行與上行之間的保護時隙所對應的時間為Gl+G2-Ts。從而， 結合公式(l)，基站的最大覆蓋距離為. .c.(Gl + G2-7;) . c.(G2-7;) , c.(G2-。力、《m"max =C'L =-^-= ~y" +-^-= C max +-^--------麼A 、 2 h從公式(2)可知採用本發明所述的方法，基站的覆蓋距離增加了 formula see original document page 10例如在SCDMA無線通信系統中，其時序圖如圖5所示，其時序周 期為10ms,上下行時隙各為5ms，下行與上行之間的保護時隙為390us, 上行與下行之間的保護時隙為390us，根據公式(l)，可得在這種幀結構 下，基站的最大覆蓋距離為formula see original document page 10在SCDMA無線通信系統中，上行與下行之間的保護時隙所對應的時間為390us，在這個時隙要做的工作就是1) 基站接收機關閉以及發射機打開；2) 終端發射機關閉以及接收機打開。根據當前的技術水平，上面兩個時間很短，只需要50us就足夠了， 因此完全沒有必要設計390us這麼長的時間，因此如果把上行與下行之 間的保護時隙所對應的時間縮短到Ts-50us,則根據公式(2),基站的 覆蓋距離可以達到formula see original document page 10
可以看出，採用本發明所述的方法SCDMA無線通信系統中基站的覆蓋 距離擴大了 51km。實施例二對於上下行時隙被分為若干個小時隙的TDD無線通信系統，例如 TD-SCDMA無線通信系統,其擴大基站的覆蓋距離的時序圖如圖6所示。從圖6可以看出，下行時隙被分為了 n個小時隙，分別為DO、 Dl.....Dn-l時隙；上行時隙被分為了 m個小時隙，分別為U0、 Ul.....Um-l時隙。該TDD無線通信系統採用本發明所述的方法擴大基站覆蓋距離具 體為1)時序控制模塊將時序周期保持不變，並將發射機關閉的時間提前 Tl,其中Tl為下行時隙中最後的若干個小時隙所對應的時間之和；2 )時序控制模塊將下行與上行之間的保護時隙開始的時間提前Tl， 且將下行時隙所對應的時間縮短Tl;即時序控制模塊犧牲下行n個小時隙中的最後若干個小時隙(例如 犧牲下行l n-l個小時隙)來使下行與上行之間的保護時隙開始的時間 點gi提前，從而增加下行與上行之間的保護時隙所對應的時間；3)時序控制模塊將下行與上行之間的保護時隙所對應的時間增加 Tl,即下行與上行之間的保護時隙所對應的時間為G1+T1。當然，該TDD無線通信系統採用本發明所述的方法擴大基站覆蓋距 離也可為1) 時序控制模塊將時序周期保持不變，並將接收機打開的時間延後 T2，其中T2為上行時隙中開始的若干個小時隙所對應的時間之和；2) 時序控制模塊將下行與上行之間的保護時隙結束的時間延後T2， 且將上行時隙所對應的時間縮短T2;即時序控制模塊犧牲上行m個小時隙中開始的若千個小時隙(例如 犧牲上行l~m-l個小時隙)來使下行與上行之間的保護時隙結束的時間 點延後，從而增加下行與上行之間的保護時隙所對應的時間；3) 時序控制模塊將下行與上行之間的保護時隙所對應的時間增加 T2，即下行與上行之間的保護時隙所對應的時間為Gl+T2。當然，該TDD無線通信系統採用本發明所述的方法擴大基站覆蓋距 離還可為1) 時序控制模塊將時序周期保持不變，並將發射機關閉的時間提前 Tl，且同時將接收機打開的時間延後T2;其中Tl為下行時隙中最後的 若干個小時隙所對應的時間之和，T2為上行時隙中開始的若千個小時隙 所對應的時間之和；2) 時序控制模塊將下行與上行之間的保護時隙開始的時間提前Tl 及將下行時隙所對應的時間縮短Tl;且同時將下行與上行之間的保護時 隙結束的時間延後T2及將上行時隙所對應的時間縮短T;即時序控制模塊同時犧牲下行n個小時隙中的最後若干個小時隙(例
如犧牲下行l~n-l個小時隙)及犧牲上行m個小時隙中開始的若干個小 時隙(例如犧牲上行l m-l個小時隙)來使下行與上行之間的保護時隙 開始的時間點gl提前及使下行與上行之間的保護時隙結束的時間點延 後，從而增加下行與上行之間的保護時隙所對應的時間；此外，所屬技術領域的技術人員應當知道在上下行時隙被分為若干 個小時隙的TDD無線通信系統中，T2還可為上行時隙中開始的若干個 小時隙所對應的時間與(G2-Ts)之和；即，時序控制模塊除了將上行時 隙所對應的時間縮短外，還同時將上行與下行之間的保護時隙所對應的 時間由G2縮短為Ts;由於其具體方法與上下行時隙未被分為若干個小 時隙的TDD無線通信系統類似，在此不再贅述；3)時序控制模塊將下行與上行之間的保護時隙所對應的時間增加 T1+T2,即下行與上行之間的保護時隙所對應的時間為G1+T1+T2。如圖6所示，假設時序控制模塊犧牲下行時隙的最後一個小時隙和 上行時隙的第一個小時隙，即將保護時隙Gl開始的時間點g!提前到下 行時隙的最後一個小時隙Dn-1開始的時間點d^處；同時將保護時隙Gl 結束的時間點延後到上行時隙的第二個小時隙U2開始的時間點化處， 從而保護時隙Gl對應的時間擴大為t。+t^+、，因此可以擴大基站的覆 蓋距離。其中，根據公式(l)，基站最初的覆蓋距離為在犧牲掉兩個小時隙後，根據公式(1)可知基站的覆蓋距離可擴大為:從公式(3)可知採用本發明所述的方法，基站的覆蓋距離增加了例如在TD-SCDMA無線通信系統中，其物理層幀結構如圖7所示， TsO為下行時隙，Tsl為上行時隙的第一個小時隙，下行與上行之間的保 護時隙GP對應的時間是75us，根據公式(1 )可知基站對應的最大覆蓋公式(3 ),
距離是， c'Gi5 3xl8附/sx75x10^^如果根據本發明所述的方法犧牲一個接收時隙Tsl (其對應的時間長 度為675us)，則根據公式(3)可知基站的覆蓋距離可以達到=c-(GP +瑪=3xlOW ^ =丄} 25km +丄01 25km-i 12 5fewmax 2 2可以看出，採用本發明所述的方法TD-SCDMA無線通信系統中基站的覆 蓋距離擴大了 101.25km。應當指出，本文以上部分以SCDMA無線通信系統及TD-SCDMA無 線通信系統為例對本發明的具體實施進行了詳細的描述，但其僅為本發 明的幾個較佳實施例，並非用於限定本發明的保護範圍，本發明所述的 方法同樣可以應用於其它任何的TDD無線通信系統。對於所屬技術領域 的技術人員來說，在不脫離本發明原理的前提下，還可以做出若干改進 和潤飾，這些改進和潤飾也應視為本發明的保護範圍。
權利要求
1.一種TDD無線通信系統中擴大基站覆蓋距離的方法，該基站至少包括時序控制模塊，分別與時序控制模塊連接的發射機和接收機，及分別與發射機和接收機連接的天線開關；其特徵在於，包括時序控制模塊在將TDD無線通信系統的時序周期保持不變的同時，執行將發射機關閉的時間提前T1或將接收機打開的時間延後T2操作中的一種或其組合；從而使時序控制模塊將時序周期中下行與上行之間的保護時隙所對應的時間增加T1或T2中的一種或其兩者之和。
2. 根據權利要求1所述的方法，其特徵在於，在上下行時隙未被分 為若干個小時隙的TDD無線通信系統中，所述方法為時序控制模塊將時序周期保持不變，並將接收機打開的時間延後 T2=G2-Ts;從而使時序控制模塊將上行與下行之間的保護時隙開始的時 間延後G2-Ts，且將上行與下行之間的保護時隙所對應的時間由G2縮短 為Ts;' ————......... ..........B穩定時所 需的時間。
3. 根據權利要求2所述的方法，其特徵在於，時序控制模塊將下行 與上行之間的保護時隙所對應的時間增加G2-Ts，即下行與上行之間的保 護時隙所對應的時間為Gl+G2-Ts，其中Gl是下行與上行之間的保護時 隙原先所對應的時間。
4. 根據權利要求1所述的方法，其特徵在於，在上下行時隙被分為 若干個小時隙的TDD無線通信系統中，所述方法為時序控制模塊將時序周期保持不變，並將發射機關閉的時間提前Tl; 從而使時序控制模塊將下行與上行之間的保護時隙開始的時間提前Tl ， 且將下行時隙所對應的時間縮短Tl;其中Tl為下行時隙中最後的若干個小時隙所對應的時間之和。
5. 根據權利要求4所述的方法，其特徵在於，時序控制模塊將下行 與上行之間的保護時隙所對應的時間增加Tl,即下行與上行之間的保護 時隙所對應的時間為G1+T1,其中Gl是下行與上行之間的保護時隙原先 所對應的時間。
6. 根據權利要求1所述的方法，其特徵在於，在上下行時隙被分為 若干個小時隙的TDD無線通信系統中，所述方法為時序控制模塊將時序周期保持不變，並將接收機打開的時間延後T2; 從而使時序控制模塊將下行與上行之間的保護時隙結束的時間延後T2， 且將上行時隙所對應的時間縮短T2;其中T2為上行時隙中開始的若干個小時隙所對應的時間之和。
7. 根據權利要求6所述的檢測方法，其特徵在於，時序控制模塊將 下行與上行之間的保護時隙所對應的時間增加T2,即下行與上行之間的 保護時隙所對應的時間為Gl+T2,其中Gl是下行與上行之間的保護時隙 原先所對應的時間。
8. 根據權利要求1所述的方法，其特徵在於，在上下行時隙被分為 若干個小時隙的TDD無線通信系統中，所述方法為時序控制模塊將時序周期保持不變，並將發射機關閉的時間提前Tl， 且同時將接收機打開的時間延後T2;從而使時序控制模塊將下行與上行 之間的保護時隙開始的時間提前Tl及將下行時隙所對應的時間縮短Tl;對應的時間縮短T2;其中Tl為下行時隙中最後的若千個小時隙所對應的時間之和，T2 為上行時隙中開始的若干個小時隙所對應的時間之和。
9. 根據權利要求6或8所述的方法，其特徵在於，T2為上行時隙中 開始的若干個小時隙所對應的時間與(G2-Ts)之和；其中G2是時序周 期中上行與下行之間的保護時隙所對應的時間，Ts是在上行與下行之間 的保護時隙中接收機關閉及發射機打開並穩定時所需的時間；即時序控制模塊除了將上行時隙所對應的時間縮短外，還同時將上 行與下行之間的保護時隙所對應的時間由G2縮短為Ts。
10. 根據權利要求9所述的方法，其特徵在於，時序控制模塊將下行 與上行之間的保護時隙所對應的時間增加T1+T2,即下行與上行之間的 保護時隙所對應的時間為G1+T1+T2,其中Gl是下行與上行之間的保護 時隙原先所對應的時間。
全文摘要
本發明的一種TDD無線通信系統中擴大基站覆蓋距離的方法，包括時序控制模塊在將TDD無線通信系統的時序周期保持不變的同時，執行將發射機關閉的時間提前T1或將接收機打開的時間延後T2操作中的一種或其組合；從而使時序控制模塊將時序周期中下行與上行之間的保護時隙所對應的時間增加T1或T2中的一種或其兩者之和。採用本發明所述的方法，只需簡單地修改基站的時隙分配模式，而不需要考慮距離模式等問題，更為重要的是不需要修改終端的處理軟體，這對於已經有大量用戶的TDD無線通信系統而言非常的重要，因此採用本發明所述的方法可以很方便地通過軟體升級實現基站覆蓋距離的增加。
文檔編號H04B7/26GK101150360SQ20061015299
公開日2008年3月26日 申請日期2006年9月22日 優先權日2006年9月22日
發明者昀 劉, 嶽彥生 申請人:北京信威通信技術股份有限公司