非連續傳輸技術在TDSCDMA系統中的應用

時間：2012-10-02　來源：　作者：鼎橋通信技術有限公司　點擊：次

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1．引言
在移動通信系統中，減少同信道干擾一方面可以提高小區的通信質量，另一方面允許小區半徑縮小，從而達到增加系統容量的目的。減少同信道干擾的途徑之一是降低移動臺的發射功率。
隨著范圍廣泛的全新高速數據服務的不斷涌現，非對稱數據業務在3G網絡中得到了越來越廣泛的運用。由于非對稱業務數據量主要體現在單向鏈路，而其另一方向的信道數據量相對而言是大大的減少，因此占用的物理資源也可盡可能的降低。就目前PS業務而言，在上行數據量非常少（只有一些信令），而下行數據量很大的時候，上行信號仍然在持續地發送，即使在大部分沒有數據傳輸的時候，UE仍將連續的發送Special Burst以便來維持物理層鏈路的同步。
鑒于此，可以采用一種稱為不連續傳輸的技術來減少無數據段的傳輸流量，從而來達到降低移動臺發射功率的目的。它在無數據發送時自動關閉發射機，只是間隔的發送極少量數據來維持鏈路，從而減少系統干擾，節省了移動臺的耗電量，增加待機時間。這極大的幫助了3G網絡在數據業務上的大展拳腳。GSM的不連續傳輸技術，只針對于話音時減少無語音時傳輸，著重點是語音活動性檢測和舒適音的產生。TDSCDMA中除了傳統的針對語音信號的不連續發送，還針對數據業務引入了DTX技術。

2．DTX概述
2．1 DTX簡介
不連續發射（DTX，Discontinuous Transmission）是在無線鏈路建立起來以后，當對應的CCTrCH信道上面沒有數據流時，物理層處理的一種運用。在TDSCDMA系統里面，DTX同時運用于下行和上行。它是通過手機或基站中的語音編解碼模塊實現的。當模塊偵測到從高層有數據流時，就按通常的模式編碼發射。一旦模塊偵測到無數據流時（沒有數據在CCTrCH信道上傳輸），則周期性地發送special burst，來維護物理層鏈路，降低移動臺的耗電并減少網絡干擾。

2．2 DTX優點
如果使用DTX功能，則在空中的信號會大幅度減少，頻率干擾的可能性大大降低。對于由越區覆蓋和復雜的信號傳播路徑造成的無線干擾，DTX可起到良好的抑制作用。此技術的應用體現在網絡的質量水平上，可使掉話率、切換成功率和分配成功率等網絡指標得到有效的提高。
對于UL DTX，手機在上行鏈路沒有數據塊要發送的時候，物理層周期性的發送special burst來維持TDSCDMA系統的同步。這樣相對于上行鏈路無論有無數據都要連續的發送Special Burst而言，手機的功耗幾乎是不采用DTX技術功耗的一半，尤其在下載業務中效果明顯。在TDSCDMA系統里面，由于碼間干擾和來自同頻的鄰小區干擾，一方面多小區聯檢可以提高檢測性能，另一方面如果UE端采取了UL不連續發射的技術，就可以極大的降低干擾。
對于DL DTX，基站在無數據傳輸時的不連續發射，會極大地降低下行鏈路的干擾，提高下行鏈路質量。
DTX技術的引入，尤其是UL DTX，由于不連續的發射信號使得網絡側的物理層信號檢測和處理算法與連續信號相比變得尤為復雜。鼎橋公司在DTX技術上面深入研究，提出了滿足上下行DTX的解決方案，實現了在TDSCDMA系統里的DTX技術。

不連續發射/接收在TDSCDMA中的其實現

3．1 DTX的實現
一旦在CCTrCH信道上沒有高層下來的數據塊在傳數，那么在這個傳輸間隔的第一幀就應該發送Special Burst，并且物理層將會以一定的周期來發送special burst，只要信道上一直沒有高層數據下發。一旦有高層數據塊下發，物理層將立即停止DTX并下發正常的數據塊。
Special Burst 的定義：對于TDSCDMA系統而言協議規定，在最小TTI內發送數據域為0x5555，TFCI為0同時攜帶TPC和SS命令字的數據。
UL DTX和DL DTX擁有各自的周期。UL DTX的SB發送周期稱為SBGP (special burst generation period): Integer (2, 4, 8, 16, 32, 64, 128, and 256).
DL DTX: 的SB發送周期稱為SBSP (special burst scheduling parameter) 。
如圖3－1顯示的是DTX和非DTX空口發送幀的情況。

2 DTX的流程

一旦引入了DTX之后，物理層的處理與從前相比將會發生大量變化，要維持上下行功控和同步，以及維持下行波束賦形和測量上報從而來滿足DTX期間鏈路的正常維持。
(1) UL/DL DTX的檢測：基站側物理層一旦檢測到沒有高層數據塊下來，立即進入DL DTX，基站將以SBSP為周期，發送Special Burst。對于UL DTX，網絡側物理層在同步之后一旦檢測到Special Burst，將進入UL DTX。由于協議規定，網絡側無法知道UL DTX的周期，所以在UL DTX期間，是通過對SB的檢測來探測有效信號從而進行物理層的處理。
通過與商用終端的聯調，DTX的處理流程如圖3－2所示：

(2) UL/DL DTX的物理層處理：

在UL DTX期間，基站將基于檢測到的SB來產生TPC&SS命令字給UE，但是在UL DTX期間UE忽略TPC命令字，根據路損來計算發送SB所需功率。那么基站在UL DTX期間產生命令字的主要原因是：根據SB信號來更新鏈路的歷史信息，以便UE出UL DTX進入閉環時能迅速進入功控閉環，減少干擾提高鏈路質量。因此在快速功控算法中，引入了新的參數以便來更好的捕捉在DTX期間有限的信號從而來維持鏈路質量。對于上行同步，基站將基于SB產生的SS命令字發送出去，同時考慮了在sync frequency不為0時命令字的產生。對于下行波束賦形，也是基于收到的有效信號產生。另外在UL DTX期間下行功控將繼續，基站仍然會響應收到的TPC命令字。
在DL DTX期間，基站一旦探測到高層沒有數據時立即進入DL DTX狀態，網絡側將不再響應來自UE的TPC命令字，此時基站將采取一定策略的功率來發送下行SB。其余的物理層處理包括下行波束賦形仍然正常進行。