非连续传输技术在TDSCDMA系统中的应用

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1．引言
在移动通信系统中，减少同信道干扰一方面可以提高小区的通信质量，另一方面允许小区半径缩小，从而达到增加系统容量的目的。减少同信道干扰的途径之一是降低移动台的发射功率。
随着范围广泛的全新高速数据服务的不断涌现，非对称数据业务在3G网络中得到了越来越广泛的运用。由于非对称业务数据量主要体现在单向链路，而其另一方向的信道数据量相对而言是大大的减少，因此占用的物理资源也可尽可能的降低。就目前PS业务而言，在上行数据量非常少（只有一些信令），而下行数据量很大的时候，上行信号仍然在持续地发送，即使在大部分没有数据传输的时候，UE仍将连续的发送Special Burst以便来维持物理层链路的同步。
鉴于此，可以采用一种称为不连续传输的技术来减少无数据段的传输流量，从而来达到降低移动台发射功率的目的。它在无数据发送时自动关闭发射机，只是间隔的发送极少量数据来维持链路，从而减少系统干扰，节省了移动台的耗电量，增加待机时间。这极大的帮助了3G网络在数据业务上的大展拳脚。GSM的不连续传输技术，只针对于话音时减少无语音时传输，着重点是语音活动性检测和舒适音的产生。TDSCDMA中除了传统的针对语音信号的不连续发送，还针对数据业务引入了DTX技术。
 
2．DTX概述
2．1 DTX简介
不连续发射（DTX，Discontinuous Transmission）是在无线链路建立起来以后，当对应的CCTrCH信道上面没有数据流时，物理层处理的一种运用。在TDSCDMA系统里面，DTX同时运用于下行和上行。它是通过手机或基站中的语音编解码模块实现的。当模块侦测到从高层有数据流时，就按通常的模式编码发射。一旦模块侦测到无数据流时（没有数据在CCTrCH信道上传输），则周期性地发送special burst，来维护物理层链路，降低移动台的耗电并减少网络干扰。
 
2．2 DTX优点
如果使用DTX功能，则在空中的信号会大幅度减少，频率干扰的可能性大大降低。对于由越区覆盖和复杂的信号传播路径造成的无线干扰，DTX可起到良好的抑制作用。此技术的应用体现在网络的质量水平上，可使掉话率、切换成功率和分配成功率等网络指标得到有效的提高。
对于UL DTX，手机在上行链路没有数据块要发送的时候，物理层周期性的发送special burst来维持TDSCDMA系统的同步。这样相对于上行链路无论有无数据都要连续的发送Special Burst而言，手机的功耗几乎是不采用DTX技术功耗的一半，尤其在下载业务中效果明显。在TDSCDMA系统里面，由于码间干扰和来自同频的邻小区干扰，一方面多小区联检可以提高检测性能，另一方面如果UE端采取了UL不连续发射的技术，就可以极大的降低干扰。
对于DL DTX，基站在无数据传输时的不连续发射，会极大地降低下行链路的干扰，提高下行链路质量。
DTX技术的引入，尤其是UL DTX，由于不连续的发射信号使得网络侧的物理层信号检测和处理算法与连续信号相比变得尤为复杂。鼎桥公司在DTX技术上面深入研究，提出了满足上下行DTX的解决方案，实现了在TDSCDMA系统里的DTX技术。
 
 

1. 不连续发射/接收在TDSCDMA中的其实现

3．1 DTX的实现
一旦在CCTrCH信道上没有高层下来的数据块在传数，那么在这个传输间隔的第一帧就应该发送Special Burst，并且物理层将会以一定的周期来发送special burst，只要信道上一直没有高层数据下发。一旦有高层数据块下发，物理层将立即停止DTX并下发正常的数据块。
Special Burst 的定义：对于TDSCDMA系统而言协议规定，在最小TTI内发送数据域为0x5555，TFCI为0同时携带TPC和SS命令字的数据。
UL DTX和DL DTX拥有各自的周期。UL DTX的SB发送周期称为SBGP (special burst generation period): Integer (2, 4, 8, 16, 32, 64, 128, and 256).
DL DTX: 的SB发送周期称为SBSP  (special burst scheduling parameter) 。
如图3－1显示的是DTX和非DTX空口发送帧的情况。

 

1. 2 DTX的流程

一旦引入了DTX之后，物理层的处理与从前相比将会发生大量变化， 要维持上下行功控和同步，以及维持下行波束赋形和测量上报从而来满足DTX期间链路的正常维持。
(1) UL/DL DTX的检测：基站侧物理层一旦检测到没有高层数据块下来，立即进入DL DTX，基站将以SBSP为周期，发送Special Burst。对于UL DTX， 网络侧物理层在同步之后一旦检测到Special Burst，将进入UL DTX。由于协议规定，网络侧无法知道UL DTX的周期，所以在UL DTX期间，是通过对SB的检测来探测有效信号从而进行物理层的处理。
通过与商用终端的联调，DTX的处理流程如图3－2所示：

 
(2) UL/DL DTX的物理层处理：
 

• 在UL DTX期间，基站将基于检测到的SB来产生TPC&SS命令字给UE，但是在UL DTX期间UE忽略TPC命令字，根据路损来计算发送SB所需功率。那么基站在UL DTX期间产生命令字的主要原因是：根据SB信号来更新链路的历史信息，以便UE出UL DTX进入闭环时能迅速进入功控闭环，减少干扰提高链路质量。因此在快速功控算法中，引入了新的参数以便来更好的捕捉在DTX期间有限的信号从而来维持链路质量。对于上行同步，基站将基于SB产生的SS命令字发送出去，同时考虑了在sync frequency不为0时命令字的产生。对于下行波束赋形，也是基于收到的有效信号产生。另外在UL DTX期间下行功控将继续，基站仍然会响应收到的TPC命令字。
• 在DL DTX期间，基站一旦探测到高层没有数据时立即进入DL DTX状态，网络侧将不再响应来自UE的TPC命令字，此时基站将采取一定策略的功率来发送下行SB。其余的物理层处理包括下行波束赋形仍然正常进行。

1. 结束语

 
采用DTX技术，可以大大降低数据传输的速率，减少系统间干扰。在CDMA 这样的干扰
受限系统中，带来的直接好处是系统的容量和通话质量的增加。