文/西安电子科技大学通信工程学院   滕幻

近年来，在政府的重视和大力支持下，TD-SCDMA技术发展迅猛，并且因HSPA、多载波及SDMA等技术的支持，使TD-SCDMA极具商业前景。但是，在实际的测试中，也发现了TD-SCDMA技术实际应用中的一些不足。  

一、 3GPP协议中的UpPCH

在3GPP协议中，为了使UE与Node B建立上行同步专门设置了UpPTS时隙，如图1所示。

图1  UpPTS时隙在子帧中的位置 从图1中可以看到，时长125us的UpPTS时隙分为两个部分，一个部分为长为128chip的SYNC_UL码，另一部分为长为32chip的空闲保护。 UpPTS时隙所承载的物理信道是上行导频物理信道（UpPCH），UE在此信道内发送上行同步码（SYNC_UL）。考虑到时延等问题，协议要求UE发送同步码时有一个提前量，但由于环境的复杂性，不能够保证UpPCH信道所承载的信息能恰好落到UpPTS时隙内，所以Node B将在由GP和UpPTS共同组成的长为256chip的时间窗内搜索UE发送的上行同步码。GP作为上下行转换保护时隙，既有防止下行的DwPCH（下行导频信道）因时延等原因干扰UpPCH的作用，又有拓展UpPTS时隙以使UE更容易接入的作用。但是，GP时隙只有75us（96chip），比较短，这就使系统在实际应用中受到了一些局限。  

二、存在的问题

TD-SCDMA系统采用时分双工模式，不同基站之间保持同步。一个基站所发射的下行信息可能会因传播时延的原因在另一个基站的上行接收时隙到达，从而影响另一个基站对上行信息的接收。尤其是TS0与DwPTS这种全向发射的时隙，则会造成更严重的干扰。在DwPTS时隙后有75us的上下行保护时隙GP，如果传播时延大于75us，就会干扰另一基站的UpPTS时隙。也就是说，两基站之间的距离不能超过22.5km（75us×3× m/s）。如图2所示。

图2  两基站因传播时延而产生的干扰     并且，由于反射，折射，衍射，大气对流层散射等原因的存在，距离不到22.5km的两个基站也可能产生干扰，而且这种干扰具有一定的随机性和不可预见性。

三、解决方法

为了解决这一问题，相关TD-SCDMA企业提出了UpPCH Shifting方案。UpPCH Shifting 方案的基本思想是由RNC根据Node B 对上行时隙的干扰测量，灵活调整UE 发送上行导频信道（UpPCH）的位置（如调整到业务时隙TS1，必要时调整到TS2，而不是局限于UpPTS时隙），达到规避干扰目的。 为了实现这一方案，对标准做了相应的改进，主要改进如下： 1．UE 发送UpPCH 的开始时间TTX‑UpPCH 给定为 ： TTX-UpPCH = TRX-DwPCH -2Dtp +12*16 Tc＋nUpPCHShift*16Tc  ①   其中： TTX-UpPCH 是UE的UpPCH 发射开始时间， TRX-DwPCH 是基于UE定时的DwPCH接收开始时间， 2Dtp 是UE相对UpPTS开始时间的定时提前量，默认值为48Tc， nUpPCHShift =0…127，nUpPCHShift由RRC协议指配。   式①表示的是UE发送UpPCH的时刻，与改进前相比，增加了nUpPCHShift*16Tc项，这也就说明允许将UpPCH信道配置在UpPTS时隙、TS1时隙、TS2时隙以及TS3时隙的最前面部分（127×16Tc＝2032Tc）。   2．FPACH信道中参数“接收到的UpPCH开始位置” UpPCHpos  由11比特修订为用13比特来表示UpPCH 的接收起始位置，即表示范围扩大为0码片～8191*1/8码片（( 2¹³－1)*1/8码片）。 UpPCHpos =UpPCH_Rxpath –UpPCH_TS    ② 其中： pPCH_Rxpath 为Node B中将用于上行同步过程的SYNC-UL的接收时间 UpPCH_TS 为依照Node B内部定时的UpPCH起始位置前128chip结束时间。   式②表示的是UpPCH的接收起始位置，以Node B 内部定时的UpPCH起始位置前128chip结束时间为基准，最大可以向后延伸1024chip（2¹³*1/8 chip），而以前的标准仅为256chip（GP+UpPTS时隙）。这样一来检测窗最大就可以扩大为1024chip，如果Node B到UE的单向时延为 的话，那么处于小区边缘的UE的UpPCHpos就约为2， UpPCHpos的值要小于1024Tc，即2 <1024Tc。TD-SCDMA系统的码片宽度Tc=1/ (1.29*10⁶)s，所以 <0.0004s，在不考虑其它干扰因素（如临近基站的DwPTS干扰）的情况下，可以计算出单基站的最大覆盖面积约为120km（ *3* 10⁸m/s）。 标准修改后Node B之间及Node B与UE之间的时隙关系如图4所示，其中基站1、基站2和UE的位置关系如图3所示： 图3  基站位置关系 图4 时隙关系图     从图4中可以看出，此时基站1的DwPCH虽然有很大的传播时延，但并不会影响到基站2的UpPCH时隙，这样，基站2内用户的接入干扰就会减少，接入的成功机率就会提高。   四、总结 UpPCH Shifting 方案通过对标准较小的修改，可彻底解决DwPTS 对UpPTS 的干扰问题，扩大了基站的覆盖范围，对终端实现的影响也比较小，是最佳解决方案。但是，由于使用了TS1和TS2等业务时隙，必将对系统所能承载的业务量产生不好的影响，这也是需要进一步进行探讨和研究的。