专利名称：指定保护工作时隙减少系统间干扰的方法
技术领域：
本发明涉及两种或多种TDD无线通信移动，特别涉及两种或多种时分 双工(TDD: Time Division Duplex)系统产生相互干扰时，降低系统间 干扰的系统共存设计。
背景技术：
随着通信技术的发展演进，越来越多的通信制式系统被开发出来，它 们之间的共存，切换等问题引起了越来越多的关注。下一代移动通信网络 会是多个系统同时存在，相互协调的异构网络架构。目前具有代表性的TDD系统，包括TD-SC函A (Time-Division Synchronization Code Division Multiple Access:日寸分同步石马分多址) 系统和基于IEEE 802. 16e标准的移动宽带无线接入技术，即移动WiMAX(移动WiMAX: Mobile Worldwide Interoperability for Microwave Access)技术，以及正在标准化的IEEE 802. 16m中的TDD模式。在一个非常高密度的无线宽带设备组成的环境下，相对来讲，各个系 统，各个无线设备之间他们有互相干扰的，系统的吞吐能力是受到限制的。特别是在2007年，WiMAX被接纳入3G标准，被列为TDD候选技术，这样 一个直接的后果就会是，多种TDD技术，包括TD-SCMDA， WiMAX， LTE-TDD 等制式可能在相同的3GTDD频段内分别占据相邻或相近的频道内工作，这 种情况下的临频泄露将会导致比较严重的千扰问题。TD-SCDMA作为第三代移动通信系统中的TDD主流技术，已经在中国进 行了大规模的网络部署，所使用和备选的频段包括188(Tl920MHz， 2010 2025MHz， 2300 2400MHz以及考虑中的2496 2690MHz频段。移动WiMAX技术以IEEE802. 16e标准为基础，以WiMAX论坛产业联盟作 为推动者，目前发展迅猛，并且正在争取作为ITU第三代移动通信系统的 候选技术。目前拟使用的频段包括2300 2400MHz以及2500MHz和3300MHz 频段。在中国的推荐频段包括2305 2320MHz， 2345 2360MHz和 2496 2690MHz。IEEE 802.16m是以IEEE 802. 16e为基础的演进系统设计，其目标是 满足下一代的IMT-Adv系统的技术要求。目前IMT-Adv在2300 2400MHz为 TDD系统分配了频段。考虑到TD-SCDMA和IEEE 802. 16m TDD同样采用TDD 技术，使用频段相接近(2300 2400MHz)，因此包括运营企业，设备制造企 业，学术机构等在内的许多组织对于二者共存的问题非常关注。综上所述，在IEEE 802. 16m的研究、标准化和推广过程中，需要将 TD-SCDMA系统和IEEE 802. 16m的系统共存作为一个重要课题加以研究。目 前在IEEE 802. 16m的标准化过程中，也己经应中国移动等企业的要求，将 同TD-SCDMA的系统共存问题(邻频带共存和同频带的相邻载波共存)写入 到IEEE 802. 16m的技术需求征求意见稿中(公开文献l (IEEE802. 16， C80216m-07—002r3_Draft TGm Requirements Document)。TDD系统的共存，特别是TD-SCDMA系统和移动WiMAX系统的共存，目前 有相关的分析和仿真结果，但是在公开文献和讨论中，没有发现为解决该 共存问题所进行的考虑和设计。现有的系统共存的分析，主要是从同频带相邻载波的干扰分析角度进 行研究，例如同址干扰，邻址干扰问题等。在参考文献2 (BUPT， TC5 WG3&WG8—2007—011—TD-SCDMA与802 16e系统共存研究报告)，重点研究了 TD-SCDMA系统和移动/固定WiMAX系统的干扰共存问题。对于TD-SCDMA和IEEE 802. 16m的系统共存问题，正在标准化的前期研 究阶段，目前没有相关的研究结果公布。在中国的特定环境下，当WiMAX进入实际布设的时候，可能面对 TD-SCDMA系统已经布设的现实情况，在这种情况下，需要采取一定措施来 保证原先系统的工作尽量少受影响。现在有很多通用技术手段可以用于减轻共存干扰，例如通过增加系统 间保护带宽，增加天线射频滤波器来增加隔离度，站址选择，降低发射功 率等方法均可降低一个系统对其他系统的干扰。然而，上述技术的实际效果根据实际布设的情况效果不一定能确保实 施效果，或者存在相对应的缺陷，例如增加系统间保护带宽意味着可用带 宽的减少，增加射频滤波器意味着系统皂角的上升，站址又可能不能随意 选择，基站全面降低发射功率在减少了对其他系统干扰的同时，带来系统 覆盖范围的问题，对小区布设带来不利影响。特别是WIMAX系统，下行采 用恒定大功率发射，并要求子载波上发射功率谱密度相等，对降低其他系 统干扰更加不容易处理。当这些通用手段没有发生足够效果或不能采用时，如何保证TDD系统 的共存性能，特别是TD-SCDMA系统和IEEE 802. 16m系统的共存，正在标准化的前期研究阶段，目前没有相关的研究结果公布。对于其他的TDD系统共存，没有发现专门用于TDD系统共存的方法设计。发明内容本发明的目的是提供一种指定保护工作时隙减少系统间干扰的方法。 为实现上述目的， 一种多系统共存环境下指定保护工作时隙减少系统 间干扰的方法，包括步骤通过公共时钟参考系统获得公共参考时间；产生干扰的系统通过通信链路获取被干扰系统的重要时隙的时间位 置，并在这些时隙位置上降低发射功率或停止发送。本发明通过系统间交互，产生干扰的系统得到了被干扰系统的重要时 隙时间点定义，并通过在被干扰的系统的重点时隙上降低发射功率，使被 干扰的系统总体性能得到了提升。同时在小区信令通道上发布降低功率发 射时隙的时间和发射的功率值，以通知用户终端相应改变。
图l是基站系统在选定时隙调整发射功率步骤； 图2是几种协议中的重要时隙；图3是WiMAX基站在TD-SCDMA的TS0时隙和接入时隙降低发射功率或停 止发射；图4是有公共时钟源的共存系统示意图； 图5是系统间传送重要时隙定义的工作流程；图6是反馈的信息定义；图7是在系统2干扰系统1信号区域内无系统1终端情况。
具体实施方式
实现本发明需要两个基本条件，首先是能得到公共的参考时间， 现在的通信系统基本都直接或间接的同步于GPS系统时钟或时钟同步网，这样在各系统之间就可以得到公共的参考时间。 GPS同步原理GPS是丽STAR / GPS (Navigation SatelliteTiming and Ranging/ Global Positioning System)的简称，是由美国国防部研制的导航卫星测 距与授时、定位和导航系统，由21颗工作卫星和3颗在轨备用卫星组成， 这24颗卫星等间隔分布在6个互成60。的轨道面上，这样的卫星配置基本上保证了地球任何位置均能同时观测到至少4颗GPS卫星。GPS由3部
分构成
① GPS卫星(空间部分)；
② 地面支撑系统(地面监控部分)；
③ GPS接收机(用户部分)。
GPS向全球范围内提供定时和定位的功能，全球任何地点的GPS用户通 过低成本的GPS接收机接受卫星发出的信号，获取准确的空间位置信息、 同步时标及标准时间。GPS要实时完成定位和授时功能，需要4个参数 经度、纬度、高度和用户时钟与GPS主钟标准时间的时刻偏差，所以需要 接受4颗卫星的位置。若用户已知自己的确切位置，那么接受l颗卫星的
数据也可以完成定时。
若设(x，y，z)为接收机的位置，(xn， yn， zn)为已知卫星的位置，则列 解下列方程就可以得到x， y， z和标准时间T:
(i: 一 ^1)2十(y — ia)2 + (z — zi)2 = [c(r + Ar — 71—n)]2 (义- x2)2 + (7 - ")2 + (z - z2)2 = [c(r + Ar - 712 - f 2)〗2 (义- z3)2 + (7 - ;n)2 + (z - z3)2 = [c(r + Ar - :n -印]2
(^T —义4)2 + (r — F4)2 + (Z - Z4)2 = [C(J + △『一 714 - M)]2
其中AT为用户时钟与GPS主钟标准时间的时差；
Tn为卫星n所发射信号的发射时间；
tn为卫星n上的原子钟与GPS主钟标准时间的时差。
根据《中华人民共和国通信行业标准数字同步网工程设计规范》，数 字同步网按分布式多个基准时钟的组网建设，以基准钟的同步范围划分同 步区，每个同步区内采用主从同步方法。区域基准钟(LPR)的主用基准为GPS，备用基准来自全网基准钟(PRC)丄PR平时以接收GPS信号为主用信号， 以接收PRC信号为备用。GPS不可用时，LPR同步于PRC。
从以上所述可知，不同的通信系统利用上述技术均可获得高可靠度的 绝对时间。
其次，在不同共存系统之间存在通信链路，因此通过事先的协商配置 和数据链路的搭建，可以做到不同网络的基站间参数的直接或间接的互 传。
在每个通信系统帧设计中，通常有各种作用不同的时隙的划分，例如 图2所示，包含信令时隙和接入时隙及接入时隙在整个数据传输的过程中 起到了重要的作用，例如用户终端成功的解出信令信息的情况下，才能正
确的寻找到数据的位置并解调。
在图2中，描述了LTE-TDD， TD-SCDMA，和WIMAX系统的帧结构以及相 应部分重要时隙的定义。在图2的LTE-TDD帧结构中，首先是两个下行时隙， 一般用于传递系统信息，后面跟随DWPTS，保护间隔，和UWPTS时隙，在这 个部分内， 一般用于用户的下行同步测量和上行接入过程，后面跟随数据 时隙，根据具体情况可以配置成上行或下行。
TD-SCDMA系统的结构和LTE-TDD结构类似，也是先下行信令时隙，然
后是DWPTS,保护间隔，和UWPTS时隙，后面是可配置的数据时隙，只不过 具体的时隙长度存在差异，在这些时隙中，下行系统信令时隙和接入功能 可以被认为相对数据时隙更为重要。
如图2描述，在WIMAX帧结构中也存在类似的重要时隙，preamble时 隙以及后面跟随的广播信道(包括FCH， DL-MAP, UL-MAP, DCD， UCD等系统参 数广播信道)可以认为是重要时隙。
但在各具体系统中，这些重要时隙根据业务要求可能会有不同的时间 定义，不局限于上述描述例子。在一个系统的信号受到强泄露干扰的情况下，由于信令时隙占用的资 源较少，并且信令时隙通常为全体用户共享，因此如果产生干扰的系统能 减少对该系统的重要时隙的干扰，将会以较少的代价提升该系统的总体性 能。同时产生干扰的系统因为只是部分时间降低发射功率，可以通过资源 调配等手段使自身的覆盖范围不受影响。
整个调整步骤可以分为如图l所示三个部分。
如图1-101所示，在这个阶段内，产生干扰的系统需要获取被干扰系 统的重要时隙的相对定时信息，如图5所示一种主动获取流程，产生千扰 的系统在定时触发条件下，通过通信链路，向被干扰系统发出请求，被干 扰系统在响应消息中，将本身系统事先定义的重要时隙的时间信息反馈给 干扰系统，例如图6所含信息。
在图6描述的信息格式中，包含了成对出现的时间开始和结束点，在 成对出现的开始和结束点之间的时间就对应着被干扰系统定义的重要时 隙的位置。
在这里也可能存在其他可能信息格式，例如，如果这些重要时隙的时 间周期性出现，也可以通过指定一个重要时隙的绝对时间信息和其他重要 时隙出现的周期长度来确定。
当然，也有可能，各个系统也可以定时直接向其他系统发送重要时隙 时刻定义信息，而无需请求过程。
如图1-102所示，在这个阶段内，产生干扰的系统需要评估是否需要
采用降低发生功率方式。此时，可以通过一些终端或被干扰系统的反馈来 判定自身是否产生了应当被处理的干扰。
例如图7所示，两个不同系统的基站存在相互覆盖的区域，但如果在
产生干扰的系统的强信号覆盖范围内，并不存在被干扰系统的终端，那么 完全可以不采取任何措施。如果是这种情况，基站继续正常传输，同时循环进行1-101和1-102
两个步骤。
如果经过判断，为降低对其他系统的干扰，基站系统决定在部分时隙 上降低发射功率。首先要进行步骤1-103，在信令通道上广播信息，通知 管理范围内的终端系统在哪个时隙上准备以多少功率进行发射，或者以 某一功率(如满功率)为标准相对降低多少.
或者，为系统设计简单起见，如果各系统重要时隙的位置相对长时间
固定，可以采用静态配置，忽略1-101和1-102，直接进入步骤1-103，
用户终端从信令通道获得降低功率的时隙信息后，如果自己的接收数 据在降低功率的时隙里面，就需要根据降低的功率值信息准备调节信道补 偿的相关参数。
最后基站系统在选定的重要时隙的时间范围内降低发射功率或停止 发送。
实施例
下面以TD-SCDMA系统为被干扰系统，WiMAX系统为干扰系统进行说明。
假设TD-SCDMA系统和Wi區X系统有统一的时钟源，统一的帧长5ms，其 定时关系如图3所示。
WiMAX系统在定时触发后，向TD-SCDMA系统发送请求消息，要求获得 TD-SCDMA系统中何时发送信令时隙和接入信道时隙安排，在TD-SCDMA反馈 消息中，WiMAX系统获得如下信息，
对于公共的始终参考点T， TD-SCDMA的重要时隙包括TSO和接入时隙， 其相对偏移时间点从T+1.875ms开始，到T+3. 125ms结束，并且每隔5ms 安排一次。WiMAX在获得上述信息后，同样以5ms帧长为周期，在T+5^+l. 875ms 处开始降低发射功率。在T+5^+3. 125ms处恢复正常的发送功率，n为自 然数。
其在一帧中的发射情况如图3所示，其它帧情况周期出现，情况类似。
权利要求
1.一种多系统共存环境下指定保护工作时隙减少系统间干扰的方法，包括步骤通过公共时钟参考系统获得公共参考时间；产生干扰的系统通过通信链路获取被干扰系统的重要时隙的时间位置，并在这些时隙位置上降低发射功率或停止发送。
2. 根据权利要求l所述的方法，其特征在于还包括步骤产生干扰的 系统发送时隙位置信息和发送功率信息给终端。
3. 根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于所述公共时钟参考系 统包括GPS接收器或时钟同步网设备。
4. 根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于产生干扰的系统包括 LTE-TDD系统、TD-SCDMA系统和WIMAX系统之一。
5. 根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于被干扰的系统包括 LTE-TDD系统、TD-SCDMA系统和WIMAX系统之一。
6. 根据权利要求5所述的方法，其特征在于所述重要时隙包括系统接 入时隙或传送公共系统信息的时隙。
7. 根据权利要求l所述的方法，其特征在于所述降低发射功率包括部 分时间降低发射功率。
8. 根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于被干扰系统将本身系统事先定义的重要时隙的时间信息反馈给干扰系统。
9. 根据权利要求8所述的方法，其特征在于如果重要时隙的时间周期 性出现，通过指定一个重要时隙的绝对时间信息和其它重要时隙出现的周期长度来确定被干扰系统的重要时隙的位置。
10. 根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于各个系统定时直接向其它系统发送重要时隙时刻定义信息。
全文摘要
一种多系统共存环境下指定保护工作时隙减少系统间干扰的方法，包括步骤通过公共时钟参考系统获得公共参考时间；产生干扰的系统通过通信链路获取被干扰系统的重要时隙的时间位置，并在这些时隙位置上降低发射功率或停止发送。本发明通过系统间交互，产生干扰的系统得到了被干扰系统的重要时隙时间点定义，并通过在被干扰的系统的重点时隙上降低发射功率，使被干扰的系统总体性能得到了提升。
文档编号H04W56/00GK101662827SQ200810146340
公开日2010年3月3日 申请日期2008年8月25日 优先权日2008年8月25日
发明者川 仲, 宏 何, 赵杰文, 郑旭峰 申请人:三星电子株式会社;北京三星通信技术研究有限公司