专利名称：一种tdd无线通信系统中扩大基站覆盖距离的方法
技术领域：
本发明涉及一种无线通信系统中扩大基站覆盖距离的方法，尤其涉 及一种TDD无线通信系统中扩大基站覆盖距离的方法。
背景技术：
无线通信系统的基站都有一定的覆盖距离。对于FDD无线通信系统 来说，基站的覆盖距离取决于链路损耗，对于工作在一定频段和特定环 境中的无线通信系统，链路损耗随终端与基站的距离的增大而增加，因 此增大终端和基站的发射功率，只要能够抵消距离增大而增加的链路损 耗，则基站的覆盖距离就可以扩大，因此对于FDD无线通信系统而言， 加大基站和终端的发射功率就可以扩大基站的覆盖距离。但对于TDD无线通信系统，如图1所示为TDD无线通信系统基站 或终端的基本结构，由发射机、接收机、天线开关以及时序控制模块组 成，其中时序控制模块控制发射机、接收机及天线开关各部分按照一定 的时间关系工作。图2为TDD无线通信系统的典型时序图，在一个周期中至少包括以 下时隙下行时隙、上行时隙以及两个保护时隙，其中G1是下行与上行 之间的保护时隙，G2是上行与下行之间的保护时隙。其中，基站发射信 号时终端接收，终端发射信号时基站接收，且终端在发射信号前必须完 整地接收基站发射的信号。在TDD无线通信系统中每个时隙的开始和结束都由时序控制模块控 制，例如在图2中， 一个周期内有1~4四个时间点，这四个时间点的位 置分别表征下行时隙、Gl保护时隙、上行时隙以及G2保护时隙的开始 时刻。因此从图2很容易计算出来，基站和终端之间的最远距离应该满足其中c^x105^^,是电磁波的传播速度；Td为TDD无线通信系统
允许的终端与基站的最大传播时延。因此，对于TDD无线通信系统而言，基站的最大传播距离不仅取决如果G1比较小，那么基站的覆盖距离就小。因此针对这个问题，本发明 提出一种通过增大G1的大小，进而扩大基站的覆盖距离的方法。发明内容本发明所要解决的技术问题是针对TDD无线通信系统基站覆盖距离 受限的问题，如何通过增大下行与上行之间的保护时隙所对应的时间来 扩大基站的覆盖距离。为达到上述目的，本发明提出一种TDD无线通信系统中扩大基站覆 盖距离的方法，其中该基站至少包括时序控制模块，分别与时序控制 模块连接的发射机和接收机，及分别与发射机和接收机连接的天线开关； 该方法包4舌时序控制模块在将TDD无线通信系统的时序周期保持不变的同时， 执行将发射机关闭的时间提前Tl或将接收机打开的时间延后T2操作中 的一种或其组合；从而使时序控制模块将时序周期中下行与上行之间的 保护时隙所对应的时间增加T1或T2中的一种或其两者之和。进一步地，在上下行时隙未被分为若干个小时隙的TDD无线通信系 统中，所述方法为时序控制模块将时序周期保持不变，并将接收机打开的时间延后 T2=G2-Ts;从而使时序控制模块将上行与下行之间的保护时隙开始的时 间延后G2-Ts,且将上行与下行之间的保护时隙所对应的时间由G2缩短所需的时间。相应地，时序控制模块将下行与上行之间的保护时隙所对应的时间 增加G2-Ts,即下行与上行之间的保护时隙所对应的时间为Gl+G2-Ts， 其中Gl是下行与上行之间的保护时隙原先所对应的时间。
进一步地，在上下行时隙被分为若干个小时隙的TDD无线通信系统 中，所述方法为时序控制模块将时序周期保持不变，并将发射机关闭的时间提前Tl; 从而使时序控制模块将下行与上行之间的保护时隙开始的时间提前Tl ， 且将下行时隙所对应的时间缩短Tl;其中Tl为下行时隙中最后的若千 个小时隙所对应的时间之和。相应地，时序控制模块将下行与上行之间的保护时隙所对应的时间 增加Tl,即下行与上行之间的保护时隙所对应的时间为G1+T1，其中 Gl是下行与上行之间的保护时隙原先所对应的时间。进一步地，在上下行时隙被分为若干个小时隙的TDD无线通信系统 中，所述方法为时序控制模块将时序周期保持不变，并将接收机打开的时间延后T2; 从而使时序控制模块将下行与上行之间的保护时隙结束的时间延后T2, 且将上行时隙所对应的时间缩短T2;其中T2为上行时隙中开始的若干 个小时隙所对应的时间之和。相应地，时序控制模块将下行与上行之间的保护时隙所对应的时间 增加T2,即下行与上行之间的保护时隙所对应的时间为Gl+T2，其中 Gl是下行与上行之间的保护时隙原先所对应的时间。进一步地，在上下行时隙被分为若干个小时隙的TDD无线通信系统 中，所述方法为时序控制模块将时序周期保持不变，并将发射机关闭的时间提前Tl， 且同时将接收机打开的时间延后T2;从而使时序控制模块将下行与上行 之间的保护时隙开始的时间提前Tl及将下行时隙所对应的时间缩短Tl;对应的时间缩短T2;其中Tl为下行时隙中最后的若干个小时隙所对应 的时间之和，T2为上行时隙中开始的若干个小时隙所对应的时间之和。 此外，在上下行时隙被分为若干个小时隙的TDD无线通信系统中， T2还可为上行时隙中开始的若干个小时隙所对应的时间与(G2-Ts )之和； 其中G2是时序周期中上行与下行之间的保护时隙所对应的时间，Ts是
隐定时所需的时间；即，时序控制模块除了将上行时隙所对应的时间缩短外，还同相应地，时序控制模块将下行与上行之间的保护时隙所对应的时间 增加T1+T2，即下行与上行之间的保护时隙所对应的时间为G1+T1+T2， 其中Gl是下行与上行之间的保护时隙原先所对应的时间。采用本发明所述的方法，只需要简单地修改基站的时隙分配模式就 可以实现远距离覆盖，而不需要考虑距离模式等问题，更为重要的是不 需要修改终端的处理软件，这对现实的TDD无线通信系统非常重要，特 别是对于已经有大量用户的TDD无线通信系统而言，大量的在网用户不 可能一一升级到支持远距离覆盖的版本，而基站的数量相对于终端来说 少很多，升级容易，因此采用本发明所述的方法可以很方便地通过软件 升级实现基站覆盖距离的增加。
图1为TDD无线通信系统基站或终端的基本结构示意图； 图2为TDD无线通信系统的典型时序图；图3为上下行时隙未被分为若干个小时隙的TDD无线通信系统采用 本发明所述方法扩大基站覆盖距离的软件流程图；图4为上下行时隙未被分为若干个小时隙的TDD无线通信系统采用 本发明所述方法扩大基站覆盖距离的时序图；图5为SCDMA无线通信系统的时序图；图6为上下行时隙被分为若干个小时隙的TDD无线通信系统采用本 发明所述方法扩大基站覆盖距离的时序图；图7为TD-SCDMA无线通信系统的物理层帧结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图，对本发明的具体实施做进一步详细的说明。在TDD无线通信系统中，只有上行时隙和下行时隙两部分是在通信
中需要传输信息的，而保护时隙G1的作用为1) 射频开关切换，即留出基站发射机关闭和接收机打开的时间；2) 收发信号之间的隔离，实现一定距离的覆盖，防止一定距离远的 基站发射信号因为传播延迟而千扰其它基站的接收。保护时隙G2的作用只有射频开关切换，即留出基站接收机关闭和发 射机打开的时间。对于一个设计好的TDD无线通信系统和确定的射频开关，开关打开 及关闭的时间是确定的，而且随着科技的发展，开关打开或关闭并稳定 的时间越来越短，布i设这个开关切换时间为Ts，那么在(G2-Ts)的时 间间隔内基站处于绝对空闲状态，如果把这段时间合并到下行与上行之 间的保护时隙中，就等效于增大这个保护时隙，则基站的覆盖距离就可 以扩大。下面结合两个实施例对本发明所述方法的具体应用说明如下。 实施例一对于上下行时隙未被分为若干个小时隙的TDD无线通信系统，例如 SCDMA无线通信系统，其扩大基站的覆盖距离的软件流程图如图3所 示，其扩大基站的覆盖距离的时序图如图4所示，具体为1) 时序控制模块将时序周期保持不变，将上行时隙开始的时间点3 及上行与下行之间的保护时隙开始的时间点4延后G2-Ts(如图4所示)； 即将基站接收机打开的时间延后(G2-Ts );2) 时序控制模块将上行与下行之间的保护时隙开始的时间延后3) 时序控制模块将下行与上行之间的保护时隙所对应的时间增加 G2-Ts,即下行与上行之间的保护时隙所对应的时间为Gl+G2-Ts。从而， 结合公式(l)，基站的最大覆盖距离为. .c.(Gl + G2-7;) . c.(G2-7;) , c.(G2-。力、《m"max =C'L =-^-= ~y" +-^-= C max +-^--------么A 、 2 h从公式(2)可知采用本发明所述的方法，基站的覆盖距离增加了 <formula>formula see original document page 10</formula>例如在SCDMA无线通信系统中，其时序图如图5所示，其时序周 期为10ms,上下行时隙各为5ms，下行与上行之间的保护时隙为390us, 上行与下行之间的保护时隙为390us，根据公式(l)，可得在这种帧结构 下，基站的最大覆盖距离为<formula>formula see original document page 10</formula>在SCDMA无线通信系统中，上行与下行之间的保护时隙所对应的时间为390us，在这个时隙要做的工作就是1) 基站接收机关闭以及发射机打开；2) 终端发射机关闭以及接收机打开。根据当前的技术水平，上面两个时间很短，只需要50us就足够了， 因此完全没有必要设计390us这么长的时间，因此如果把上行与下行之 间的保护时隙所对应的时间缩短到Ts-50us,则根据公式(2),基站的 覆盖距离可以达到<formula>formula see original document page 10</formula>
可以看出，采用本发明所述的方法SCDMA无线通信系统中基站的覆盖 距离扩大了 51km。实施例二对于上下行时隙被分为若干个小时隙的TDD无线通信系统，例如 TD-SCDMA无线通信系统,其扩大基站的覆盖距离的时序图如图6所示。从图6可以看出，下行时隙被分为了 n个小时隙，分别为DO、 Dl.....Dn-l时隙；上行时隙被分为了 m个小时隙，分别为U0、 Ul.....Um-l时隙。该TDD无线通信系统采用本发明所述的方法扩大基站覆盖距离具 体为1)时序控制模块将时序周期保持不变，并将发射机关闭的时间提前 Tl,其中Tl为下行时隙中最后的若干个小时隙所对应的时间之和；2 )时序控制模块将下行与上行之间的保护时隙开始的时间提前Tl， 且将下行时隙所对应的时间缩短Tl;即时序控制模块牺牲下行n个小时隙中的最后若干个小时隙(例如 牺牲下行l n-l个小时隙)来使下行与上行之间的保护时隙开始的时间 点gi提前，从而增加下行与上行之间的保护时隙所对应的时间；3)时序控制模块将下行与上行之间的保护时隙所对应的时间增加 Tl,即下行与上行之间的保护时隙所对应的时间为G1+T1。当然，该TDD无线通信系统采用本发明所述的方法扩大基站覆盖距 离也可为1) 时序控制模块将时序周期保持不变，并将接收机打开的时间延后 T2，其中T2为上行时隙中开始的若干个小时隙所对应的时间之和；2) 时序控制模块将下行与上行之间的保护时隙结束的时间延后T2， 且将上行时隙所对应的时间缩短T2;即时序控制模块牺牲上行m个小时隙中开始的若千个小时隙(例如 牺牲上行l~m-l个小时隙)来使下行与上行之间的保护时隙结束的时间 点延后，从而增加下行与上行之间的保护时隙所对应的时间；3) 时序控制模块将下行与上行之间的保护时隙所对应的时间增加 T2，即下行与上行之间的保护时隙所对应的时间为Gl+T2。当然，该TDD无线通信系统采用本发明所述的方法扩大基站覆盖距 离还可为1) 时序控制模块将时序周期保持不变，并将发射机关闭的时间提前 Tl，且同时将接收机打开的时间延后T2;其中Tl为下行时隙中最后的 若干个小时隙所对应的时间之和，T2为上行时隙中开始的若千个小时隙 所对应的时间之和；2) 时序控制模块将下行与上行之间的保护时隙开始的时间提前Tl 及将下行时隙所对应的时间缩短Tl;且同时将下行与上行之间的保护时 隙结束的时间延后T2及将上行时隙所对应的时间缩短T;即时序控制模块同时牺牲下行n个小时隙中的最后若干个小时隙(例
如牺牲下行l~n-l个小时隙)及牺牲上行m个小时隙中开始的若干个小 时隙(例如牺牲上行l m-l个小时隙)来使下行与上行之间的保护时隙 开始的时间点gl提前及使下行与上行之间的保护时隙结束的时间点延 后，从而增加下行与上行之间的保护时隙所对应的时间；此外，所属技术领域的技术人员应当知道在上下行时隙被分为若干 个小时隙的TDD无线通信系统中，T2还可为上行时隙中开始的若干个 小时隙所对应的时间与(G2-Ts)之和；即，时序控制模块除了将上行时 隙所对应的时间缩短外，还同时将上行与下行之间的保护时隙所对应的 时间由G2缩短为Ts;由于其具体方法与上下行时隙未被分为若干个小 时隙的TDD无线通信系统类似，在此不再赘述；3)时序控制模块将下行与上行之间的保护时隙所对应的时间增加 T1+T2,即下行与上行之间的保护时隙所对应的时间为G1+T1+T2。如图6所示，假设时序控制模块牺牲下行时隙的最后一个小时隙和 上行时隙的第一个小时隙，即将保护时隙Gl开始的时间点g!提前到下 行时隙的最后一个小时隙Dn-1开始的时间点d^处；同时将保护时隙Gl 结束的时间点延后到上行时隙的第二个小时隙U2开始的时间点化处， 从而保护时隙Gl对应的时间扩大为t。+t^+、，因此可以扩大基站的覆 盖距离。其中，根据公式(l)，基站最初的覆盖距离为在牺牲掉两个小时隙后，根据公式(1)可知基站的覆盖距离可扩大为:从公式(3)可知采用本发明所述的方法，基站的覆盖距离增加了例如在TD-SCDMA无线通信系统中，其物理层帧结构如图7所示， TsO为下行时隙，Tsl为上行时隙的第一个小时隙，下行与上行之间的保 护时隙GP对应的时间是75us，根据公式(1 )可知基站对应的最大覆盖公式(3 ),
距离是， c'Gi5 3xl()8附/sx75x10^^如果根据本发明所述的方法牺牲一个接收时隙Tsl (其对应的时间长 度为675us)，则根据公式(3)可知基站的覆盖距离可以达到=c-(GP +瑪=3xlOW ^ =丄} 25km +丄01 25km-i 12 5fewmax 2 2可以看出，采用本发明所述的方法TD-SCDMA无线通信系统中基站的覆 盖距离扩大了 101.25km。应当指出，本文以上部分以SCDMA无线通信系统及TD-SCDMA无 线通信系统为例对本发明的具体实施进行了详细的描述，但其仅为本发 明的几个较佳实施例，并非用于限定本发明的保护范围，本发明所述的 方法同样可以应用于其它任何的TDD无线通信系统。对于所属技术领域 的技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进 和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
权利要求
1.一种TDD无线通信系统中扩大基站覆盖距离的方法，该基站至少包括时序控制模块，分别与时序控制模块连接的发射机和接收机，及分别与发射机和接收机连接的天线开关；其特征在于，包括时序控制模块在将TDD无线通信系统的时序周期保持不变的同时，执行将发射机关闭的时间提前T1或将接收机打开的时间延后T2操作中的一种或其组合；从而使时序控制模块将时序周期中下行与上行之间的保护时隙所对应的时间增加T1或T2中的一种或其两者之和。
2. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在上下行时隙未被分 为若干个小时隙的TDD无线通信系统中，所述方法为时序控制模块将时序周期保持不变，并将接收机打开的时间延后 T2=G2-Ts;从而使时序控制模块将上行与下行之间的保护时隙开始的时 间延后G2-Ts，且将上行与下行之间的保护时隙所对应的时间由G2缩短 为Ts;' ————......... ..........B稳定时所 需的时间。
3. 根据权利要求2所述的方法，其特征在于，时序控制模块将下行 与上行之间的保护时隙所对应的时间增加G2-Ts，即下行与上行之间的保 护时隙所对应的时间为Gl+G2-Ts，其中Gl是下行与上行之间的保护时 隙原先所对应的时间。
4. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在上下行时隙被分为 若干个小时隙的TDD无线通信系统中，所述方法为时序控制模块将时序周期保持不变，并将发射机关闭的时间提前Tl; 从而使时序控制模块将下行与上行之间的保护时隙开始的时间提前Tl ， 且将下行时隙所对应的时间缩短Tl;其中Tl为下行时隙中最后的若干个小时隙所对应的时间之和。
5. 根据权利要求4所述的方法，其特征在于，时序控制模块将下行 与上行之间的保护时隙所对应的时间增加Tl,即下行与上行之间的保护 时隙所对应的时间为G1+T1,其中Gl是下行与上行之间的保护时隙原先 所对应的时间。
6. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在上下行时隙被分为 若干个小时隙的TDD无线通信系统中，所述方法为时序控制模块将时序周期保持不变，并将接收机打开的时间延后T2; 从而使时序控制模块将下行与上行之间的保护时隙结束的时间延后T2， 且将上行时隙所对应的时间缩短T2;其中T2为上行时隙中开始的若干个小时隙所对应的时间之和。
7. 根据权利要求6所述的检测方法，其特征在于，时序控制模块将 下行与上行之间的保护时隙所对应的时间增加T2,即下行与上行之间的 保护时隙所对应的时间为Gl+T2,其中Gl是下行与上行之间的保护时隙 原先所对应的时间。
8. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在上下行时隙被分为 若干个小时隙的TDD无线通信系统中，所述方法为时序控制模块将时序周期保持不变，并将发射机关闭的时间提前Tl， 且同时将接收机打开的时间延后T2;从而使时序控制模块将下行与上行 之间的保护时隙开始的时间提前Tl及将下行时隙所对应的时间缩短Tl;对应的时间缩短T2;其中Tl为下行时隙中最后的若千个小时隙所对应的时间之和，T2 为上行时隙中开始的若干个小时隙所对应的时间之和。
9. 根据权利要求6或8所述的方法，其特征在于，T2为上行时隙中 开始的若干个小时隙所对应的时间与(G2-Ts)之和；其中G2是时序周 期中上行与下行之间的保护时隙所对应的时间，Ts是在上行与下行之间 的保护时隙中接收机关闭及发射机打开并稳定时所需的时间；即时序控制模块除了将上行时隙所对应的时间缩短外，还同时将上 行与下行之间的保护时隙所对应的时间由G2缩短为Ts。
10. 根据权利要求9所述的方法，其特征在于，时序控制模块将下行 与上行之间的保护时隙所对应的时间增加T1+T2,即下行与上行之间的 保护时隙所对应的时间为G1+T1+T2,其中Gl是下行与上行之间的保护 时隙原先所对应的时间。
全文摘要
本发明的一种TDD无线通信系统中扩大基站覆盖距离的方法，包括时序控制模块在将TDD无线通信系统的时序周期保持不变的同时，执行将发射机关闭的时间提前T1或将接收机打开的时间延后T2操作中的一种或其组合；从而使时序控制模块将时序周期中下行与上行之间的保护时隙所对应的时间增加T1或T2中的一种或其两者之和。采用本发明所述的方法，只需简单地修改基站的时隙分配模式，而不需要考虑距离模式等问题，更为重要的是不需要修改终端的处理软件，这对于已经有大量用户的TDD无线通信系统而言非常的重要，因此采用本发明所述的方法可以很方便地通过软件升级实现基站覆盖距离的增加。
文档编号H04B7/26GK101150360SQ20061015299
公开日2008年3月26日 申请日期2006年9月22日 优先权日2006年9月22日
发明者昀 刘, 岳彦生 申请人:北京信威通信技术股份有限公司