TD-SCDMA無線通信技術(shù)

1、 / www .raisecom. comTD-SCDMA無線通信技術(shù)初級篇 /目標(biāo)目標(biāo)學(xué)習(xí)完本課程，您將會：學(xué)習(xí)完本課程，您將會： 掌握掌握TD-SCDMATD-SCDMA演變進(jìn)程演變進(jìn)程 掌握掌握TD-SCDMATD-SCDMA與其他技術(shù)比較與其他技術(shù)比較 掌握掌握TD-SCDMATD-SCDMA系統(tǒng)結(jié)構(gòu)系統(tǒng)結(jié)構(gòu) /課程內(nèi)容課程內(nèi)容TD-SCDMATD-SCDMA發(fā)展概述發(fā)展概述TD-SCDMATD-SCDMA與其它技術(shù)比較與其它技術(shù)比較TD-SCDMATD-SCDMA系統(tǒng)結(jié)構(gòu)系統(tǒng)結(jié)構(gòu) /AMPSTACSNMT其它第一代 80年代模擬模擬技術(shù)GSMCDMA IS95TDMAIS-136PD

2、C第二代 90年代數(shù)字需求驅(qū)動數(shù)字技術(shù)語音業(yè)務(wù)確確切切輝煌第三代 IMT-2000UMTSWCDMAcdma2000需求驅(qū)動寬帶業(yè)務(wù)TD-SCDMA移動通信的發(fā)展移動通信的發(fā)展 /第一代模擬蜂窩通信系統(tǒng)123121312313213123232頻分復(fù)用移動通信的發(fā)展移動通信的發(fā)展 /移動通信的發(fā)展移動通信的發(fā)展n 代表：代表： 北美的北美的AMPSAMPS（高級移動電話業(yè)務(wù)）（高級移動電話業(yè)務(wù)） 英國英國TACS(TACS(全接入通信系統(tǒng)全接入通信系統(tǒng)) ) 北歐北歐NMTNMT（北歐移動電話）（北歐移動電話）n 缺點(diǎn)：缺點(diǎn)： 各系統(tǒng)間沒有公共接口。各系統(tǒng)間沒有公共接口。 數(shù)字承載業(yè)務(wù)難于開展

3、。數(shù)字承載業(yè)務(wù)難于開展。 頻率利用率低，無法適應(yīng)大容量的要求。頻率利用率低，無法適應(yīng)大容量的要求。 安全利用率低，易于被竊聽。安全利用率低，易于被竊聽。 無法實現(xiàn)不同制式之間的互通無法實現(xiàn)不同制式之間的互通 /1G01110001010001100101110001010001100101110001010001100101110001010001100101110001010001100111100000001011第二代數(shù)字系統(tǒng)2G90年代登上舞臺GSMCDMA IS-95TDMA IS-136PDC2G移動通信的發(fā)展移動通信的發(fā)展 /移動通信的發(fā)展移動通信的發(fā)展代表：代表：TDMATDM

4、A 泛歐泛歐GSMGSM、美國、美國D-AMPSD-AMPS和日本和日本PDCPDCCDMACDMA 高通公司為首的基于高通公司為首的基于IS-95IS-95的的N-CDMAN-CDMA /引入GPRS后,全面提升分組數(shù)據(jù)通信的速率,達(dá)到115Kbit/s,最高可達(dá)171Kbit/sPSTNISDN9.6Kbit/s2G2G115Kbit/s2.5GInternet移動通信的發(fā)展移動通信的發(fā)展 /移動通信的發(fā)展移動通信的發(fā)展優(yōu)點(diǎn)： 頻譜利用率高頻譜利用率高, ,話音質(zhì)量高話音質(zhì)量高 容量大容量大: : 比比TACSTACS高高3535倍倍 提供窄帶提供窄帶ISDNISDN業(yè)務(wù)業(yè)務(wù) 標(biāo)準(zhǔn)化程度高

5、標(biāo)準(zhǔn)化程度高, ,開放接口開放接口: : 安全性高安全性高: TMSI,: TMSI,鑒權(quán)鑒權(quán), ,加密加密 可以與可以與ISDN,PSTNISDN,PSTN互聯(lián)互聯(lián) 可以在可以在SIMSIM卡基礎(chǔ)上實現(xiàn)漫游卡基礎(chǔ)上實現(xiàn)漫游 /電話怎么老掉線？太 慢 了！用戶密度急劇增長用戶密度急劇增長數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)需求不斷提高數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)需求不斷提高2G2G系統(tǒng)受空中接口及網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)受空中接口及網(wǎng)絡(luò)能力的限制，難以滿足市能力的限制，難以滿足市場的需求。場的需求。 ButUMTS移動通信的發(fā)展移動通信的發(fā)展 /移動通信的發(fā)展移動通信的發(fā)展不足： 頻帶太窄，不能提供如高速數(shù)據(jù)、慢速圖像與電視圖像等的各種寬帶信息業(yè)務(wù) 無線頻

6、率資源緊張，抗干擾抗衰落能力不強(qiáng)，系統(tǒng)容量不能滿足需要 頻率利用率低，切換容易掉話 /移動通信的發(fā)展移動通信的發(fā)展第三代IMT-2000的三大特點(diǎn)： 無縫的全球漫游。 高速傳輸。 無縫業(yè)務(wù)傳遞，即在固定網(wǎng)、移動網(wǎng)和衛(wèi)星網(wǎng)上均能互通。 /移動通信的發(fā)展移動通信的發(fā)展 第三代IMT-2000的目標(biāo)： 更高和靈活的傳輸速率；豐富多彩的業(yè)務(wù)服務(wù)。 高品質(zhì)的話音質(zhì)量；更大的容量，更低的代價。 更低的發(fā)射功率；全球漫游；全球統(tǒng)一頻段、統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)。 高頻譜效率。 高服務(wù)質(zhì)量，高保密性能。 提供多媒體業(yè)務(wù)，速率最高到2Mb/s。 易于第二代系統(tǒng)的過渡、演進(jìn)。 /IS-136DECTIMT-DS CDMA DSC

7、DMA 2000TD-SCDMAIMT-TD CDMA TDDIMT-MC CDMA MCWCDMAUMTS FDDUMTS TDDIMT-SC TDMA SCIMT-FT FDMA/TDMAIMT 2000 Terrestrial Radio Interfaces移動通信的發(fā)展移動通信的發(fā)展UMTS FDD /NNI 移動通信的發(fā)展移動通信的發(fā)展 /ITU 日本 韓國 中國 美國 歐洲 美國移動通信的發(fā)展移動通信的發(fā)展 /TD提交到提交到ITU1998年年6月月TD在在3GPP融合融合1999年年12月月ITU正式通過正式通過3G標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)2000年年5月月TD寫入寫入3GPPR4規(guī)范規(guī)范20

8、01年年3月月TD率先成為中率先成為中國通信行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)國通信行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)2006年年1月月TD-SCDMATD-SCDMA標(biāo)準(zhǔn)演進(jìn)標(biāo)準(zhǔn)演進(jìn) / 自主的知識產(chǎn)權(quán)，可以避免西方國家的技術(shù)壁壘 TD-SCDMA的發(fā)展，可以拉動上下游經(jīng)濟(jì) TD-SCDMA可以保障國家的通信安全 TD-SCDMA可以保證技術(shù)的可持續(xù)性發(fā)展TD-SCDMATD-SCDMA標(biāo)準(zhǔn)演進(jìn)標(biāo)準(zhǔn)演進(jìn) /TD-SCDMATD-SCDMA標(biāo)準(zhǔn)演進(jìn)標(biāo)準(zhǔn)演進(jìn)TD演進(jìn)可分為三個階段：3GPP （R4）語音語音數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)N頻點(diǎn)頻點(diǎn)3GPP （R5/6/7）HSDPA/HSUPA/多載波多載波3GPP LTEOFDMAMIMO基本版本基本版本TD增強(qiáng)技術(shù)

9、增強(qiáng)技術(shù)長期演進(jìn)版本長期演進(jìn)版本20022006年年20072009年年 / HSDPA：在下行鏈路中引入自適應(yīng)調(diào)制與編碼、快速混合自動重傳、短時隙結(jié)構(gòu)、快速調(diào)度等新技術(shù)，在不改變現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的情況下，對現(xiàn)有UMTS系統(tǒng)平滑升級，可以將下行鏈路峰值提高到10.814.4Mbps，并通過減少延遲，提高服務(wù)質(zhì)量。 HSDPA標(biāo)準(zhǔn)已經(jīng)于2004年6月基本完成，2006開始商用 基于TD-SCDMA的HSDPA標(biāo)準(zhǔn)化工作已經(jīng)結(jié)束，多家設(shè)備廠商推出了商用系統(tǒng) 2005年1月，第一個HSDPA商用化端對端呼叫完成 HSUPA：利用多碼傳輸、基站控制調(diào)度、快速混合重傳、短時隙結(jié)構(gòu)等新技術(shù)對上行傳輸鏈路進(jìn)行擴(kuò)

10、充，可達(dá)5.76Mbps。 標(biāo)準(zhǔn)化工作于2005年6月凍結(jié) 尚沒有商用報告TD-SCDMA標(biāo)準(zhǔn)演進(jìn) /LTE長期演進(jìn)版本 峰值速率大幅提升：目標(biāo)是20MHz頻譜帶寬提供下行100Mbit/s、上行50Mbit/s的峰值速率； 覆蓋范圍成倍擴(kuò)大：小區(qū)覆蓋最大覆蓋范圍擴(kuò)大至100km以上； 頻譜利用率明顯提高：支持1.25-20MHz的多種系統(tǒng)帶寬對稱或者非對稱靈活配置，提高頻譜利用效率。 網(wǎng)絡(luò)時延顯著減?。河捎诰W(wǎng)絡(luò)的扁平化，用戶平面內(nèi)部單項傳輸時延低于5ms，控制平面從駐留狀態(tài)到激活狀態(tài)的遷移時間小于100ms。22TD-SCDMATD-SCDMA標(biāo)準(zhǔn)演進(jìn)標(biāo)準(zhǔn)演進(jìn) /課程內(nèi)容課程內(nèi)容TD-SCD

11、MATD-SCDMA發(fā)展概述發(fā)展概述TD-SCDMATD-SCDMA與其它技術(shù)比較與其它技術(shù)比較TD-SCDMATD-SCDMA系統(tǒng)結(jié)構(gòu)系統(tǒng)結(jié)構(gòu) /3G3G頻譜比較頻譜比較60 MHz30 MHz FDDTDD100 MHz15MHz 40 MHz 155MHz178518501755188019201980 201020252110217022002400 Satellite Empty Satellite 2300180MH / R99 R4 R5 R6 n 引入 Iu 接口 n 最大速率 2Mbps n 商用版本 2001.6+后續(xù) CR 2000.3 2001.3 2002.6 功能凍

12、結(jié)時間點(diǎn) n 控制與承載分離 n 增加 TD-SCDMA n 有待完善 n 引入IP多媒體域(IMS) n 無線引入 HSDPA n 有待完善 n 研究IMS與PLMN/PSTN/ISDN 的電路交換的互操作 n MBMS n 框架結(jié)構(gòu)的研究 TDTD與與WCDMAWCDMA標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)程標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)程 / 1X Release 0 1X Release A 1X-EV DO 1X-EV DV n 電路域 ANSI -41 n 分組域 mobile IP n 最大速率 153.6K bps n 商用版本 2000 年底 1999 年底 2001 年初 2001.10 標(biāo)準(zhǔn)完成時間 n 最大速率 307K

13、bps n 語音和數(shù)據(jù) n 最大速率 2.4M bps n 單獨(dú)載波支持?jǐn)?shù)據(jù)業(yè)務(wù) 2002.5 n 最大速率 3.1M bps n 同時支持?jǐn)?shù)據(jù)和話音業(yè)務(wù) CDMA2000CDMA2000標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)程標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)程 /WiMaxWiMax WiMAX全稱為World Interoperability for Microwave Access，即全球微波互聯(lián)接入。WiMAX的另一個名字是802.16。或?qū)拵o線接入(Broadband Wireless Access，BWA)標(biāo)準(zhǔn)。 WIMAX是一項無線城域網(wǎng)(WMAN)技術(shù)，是針對微波和毫米波頻段提出的一種新的空中接口標(biāo)準(zhǔn)。它用于將無線接入熱點(diǎn)連接到互聯(lián)

14、網(wǎng)，也可連結(jié)公司與家庭等環(huán)境至有線骨干線路。它可作為線纜和DSL的無線擴(kuò)展技術(shù)，從而實現(xiàn)無線寬帶接入。 WiMAX解決的是無線城域網(wǎng)的問題。WiMAX能把信號傳送31英里之遠(yuǎn)，而且，網(wǎng)絡(luò)連接速度也將飆升至每秒70兆。 3G與WiMax的差別就在于，WiMax倡導(dǎo)的將寬帶無線化，而3G倡導(dǎo)的是將無線寬帶化。也就是說，WiMax和3G的基礎(chǔ)構(gòu)架并不相同。 /3G3G主流技術(shù)比較主流技術(shù)比較 /用戶容量用戶容量比較比較WCDMA和CDMA2000都是干擾受限的系統(tǒng)，實際的用戶數(shù)小于碼道資源。TD-SCDMA由于采用了聯(lián)合檢測和智能天線，實際的用戶數(shù)接近碼道資源,故TD是容量受限。WCDMA和CDMA

15、2000采用的是軟切換技術(shù)，消耗部分網(wǎng)絡(luò)資源，在容量上須考慮網(wǎng)絡(luò)軟切換比例。TD-SCDMA采用類似硬切換的接力切換，所以無需考慮軟切換比例，但是沒有軟切換增益。 /覆蓋范圍比較覆蓋范圍比較基站的覆蓋范圍主要由上下行鏈路的最大允許損耗和無線傳播環(huán)境決定。在工程上一般通過上下行鏈路預(yù)算，來估算基站的覆蓋范圍，由于TDSCDMA采用TDD方式，在覆蓋上受GP(上下行保護(hù)時隙）影響，所以超遠(yuǎn)覆蓋的基站需要犧牲容量得以實現(xiàn)。另外WCDMA和CDMA2000中不同速率業(yè)務(wù)的覆蓋半徑不同，速率越高覆蓋半徑越小。TD-SCDMA的不同速率的業(yè)務(wù)覆蓋半徑比較接近。 /網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃比較網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃比較WCDMA、TD-

16、SCDMA、cdma20001X的覆蓋規(guī)劃流程基本相同。鏈路預(yù)算中三者不同之處在于WCDMA和CDMA2000的各種速率業(yè)務(wù)的覆蓋半徑不同，規(guī)劃當(dāng)中需要考慮。TD-SCDMA 中各種不同業(yè)務(wù)速率覆蓋半徑接近，所以規(guī)劃相對簡單。 /技術(shù)參數(shù)技術(shù)參數(shù)GSMPHSTD-SCDMA多址方式多址方式TDMA/FDMATDMA/FDMAFDMA/TDMA/CDMA雙工方式雙工方式FDDTDDTDD載頻帶寬載頻帶寬2200KHz300KHz1.6MHz碼片速率碼片速率270Kbps384Kbps1.28M chip/s幀長幀長4.615ms5ms10ms每幀時隙數(shù)每幀時隙數(shù)882子幀子幀, 10時隙時隙/子

17、幀子幀功率控制功率控制慢速閉環(huán)慢速閉環(huán)無無閉環(huán)閉環(huán)功率控制速率功率控制速率2次次/秒秒(480ms/次次)200次次/秒秒調(diào)制方式調(diào)制方式GMSK / 8PSKQPSKQPSK / 8PSK/ 16QAM編碼方式編碼方式卷積碼卷積碼ADPCM卷積碼卷積碼/Turbo碼碼TDTD與與2G2G的比較的比較 /LTEWCDMA無線技術(shù)演進(jìn)路線無線技術(shù)演進(jìn)路線 2001-2005年年 2006年年 2007年年 2010年年HSDPA (P1) R5 1.8M/3.6MbpsHSDPA(P2) R5 7.2/14.4Mb/sHSUPA6-8MbpsWCDMA R99/R4 384kb/sGSM/GPR

18、S/EDGE171kbps/384kb/sHSPA+LTECDMA2000無線技術(shù)演進(jìn)路線無線技術(shù)演進(jìn)路線 1xEV-DO Rel. 0DL: 2.4MbpsUL:153.6kbpscdma2000 1x (Rel. 0)153.6kbps1xEV-D0 Rel. ADL: 3.1MbpsUL: 1.8Mbps1xEV-DV Rel. D3.1MbpsAIE Phase 1DO Rel. B（ 多載波 DO）DL：46.5MbpsUL: 27MbpsAIE Phase 2LBC DL: 100Mbps-1GbpsUL: 50-100MbpsAIE Phase 2SBCDL: 100Mbps-1

19、GbpsUL: 50-100MbpsTD-SCDMAHSDPA R5 2.8MbpsTD-SCDMAMC-HSDPA 8.4Mb/sTD-SCDMA R4 384kb/sGSM/GPRS/EDGE171kb/s/384kbpsHSPA+LTETD-SCDMA 無線技術(shù)演進(jìn)路線無線技術(shù)演進(jìn)路線 DL:100MbpsUL:50Mbps DL:100MbpsUL:50MbpsAIE DL:40MbpsUL:10Mbps DL:40MbpsUL10Mbps后續(xù)演進(jìn)比較后續(xù)演進(jìn)比較 /課程內(nèi)容課程內(nèi)容TD-SCDMATD-SCDMA發(fā)展概述發(fā)展概述TD-SCDMATD-SCDMA與其它技術(shù)比較與其它技術(shù)比較TD-SCDMATD-SCDMA系統(tǒng)結(jié)構(gòu)系統(tǒng)結(jié)構(gòu) /SRNSDRNSNodeBNodeBNodeBNodeBRNCCNRNC IuIuIur IubIubIubIubUEUu3GPP-UTRAN3GPP-UTRAN體系結(jié)構(gòu)體系結(jié)構(gòu) /R4R4系統(tǒng)基本結(jié)構(gòu)系統(tǒng)基本結(jié)構(gòu) /IuIu口口n I