TD-SCDMA無線接口物理層-20081111-B-V1.0

1、Copyright 2006 Huawei Technologies Co., Ltd. All rights reserved. TD-SCDMA無線接口物理層內(nèi)部公開Copyright 2006 Huawei Technologies Co., Ltd. All rights reserved. Page 1前 言l無線接口物理層處于無線接口協(xié)議模型的最底層，它提供物理介質(zhì)中保證比特流正確傳輸所需要的所有功能l物理層通過傳輸信道實(shí)現(xiàn)向上層提供數(shù)據(jù)傳輸服務(wù)，主要包括多址接入，信道編解碼，擴(kuò)頻調(diào)制和解擴(kuò)解調(diào)，內(nèi)環(huán)功率控制等功能Copyright 2006 Huawei Technologies

2、 Co., Ltd. All rights reserved. Page 2培訓(xùn)目標(biāo)l學(xué)完本課程后，您應(yīng)該能：p描述TD-SCDMA系統(tǒng)無線幀結(jié)構(gòu)和時(shí)隙突發(fā)結(jié)構(gòu)p描述TD-SCDMA下行同步碼、上行同步碼、Midamble碼、擴(kuò)頻碼和擾碼功能和用法p結(jié)合主要物理層過程（小區(qū)搜索、隨機(jī)接入），描述TD-SCDMA各信道的作用p掌握公共物理信道在系統(tǒng)中的配置原則，并能夠根據(jù)不同業(yè)務(wù)占用碼資源的情況，計(jì)算TD-SCDMA載波的理論容量Copyright 2006 Huawei Technologies Co., Ltd. All rights reserved. Page 3目 錄lTD-SCDMA

3、無線接口幀結(jié)構(gòu)與時(shí)隙結(jié)構(gòu)lTD-SCDMA無線信道結(jié)構(gòu)與功能lTD-SCDMA無線信道配置原則Copyright 2006 Huawei Technologies Co., Ltd. All rights reserved. Page 4目 錄lTD-SCDMA無線接口幀結(jié)構(gòu)與時(shí)隙結(jié)構(gòu)無線接口幀結(jié)構(gòu)與時(shí)隙結(jié)構(gòu)lTD-SCDMA無線信道結(jié)構(gòu)與功能lTD-SCDMA無線信道配置原則Copyright 2006 Huawei Technologies Co., Ltd. All rights reserved. Page 5無線幀10ms子幀5msGPTS5TS4TS0TS2TS1TS3TS6DwP

4、TSUpPTSTD-SCDMA幀結(jié)構(gòu)：73l7個(gè)常規(guī)時(shí)隙（TS0TS6）3個(gè)輔助時(shí)隙pDwPTS：下行導(dǎo)頻時(shí)隙，用于下行同步pUpPTS：上行導(dǎo)頻時(shí)隙，用于上行同步上行同步pGP：上行、下行同步間的保護(hù)時(shí)隙Copyright 2006 Huawei Technologies Co., Ltd. All rights reserved. Page 6DwPTS：下行導(dǎo)頻時(shí)隙l用于下行同步和小區(qū)初搜l由96 Chips組成：32chips用于保護(hù)；64chips用于下行同步碼 (SYNC-DL) pSYNC-DL碼共有32種，用于區(qū)分相鄰小區(qū)pSYNC-DL不擴(kuò)頻、不加擾l該時(shí)隙全向或扇區(qū)傳輸，不

5、進(jìn)行波束賦形GP (32chips)SYNC-DL (64chips)75 sCopyright 2006 Huawei Technologies Co., Ltd. All rights reserved. Page 7UpPTS：上行導(dǎo)頻時(shí)隙l用于上行初始同步和隨機(jī)接入，以及切換時(shí)鄰近小區(qū)測(cè)量l由160 Chips組成：32chips用于保護(hù)；128chips用于上行同步碼 (SYNC-UL) pSYNC-UL碼共有256種，分為32個(gè)碼組（每組8個(gè)SYNC-UL碼），對(duì)應(yīng)32個(gè)SYNC-DL碼pSYNC-UL不擴(kuò)頻、不加擾lNodeB通過檢測(cè)終端發(fā)送的SYNC-UL獲得初始波束賦形參數(shù)G

6、P (32chips)SYNC-UL (128chips)125 sCopyright 2006 Huawei Technologies Co., Ltd. All rights reserved. Page 8GP：保護(hù)時(shí)隙l用于下行到上行轉(zhuǎn)換的保護(hù)p在小區(qū)搜索時(shí)，確保DwPTS可靠接收，防止干擾UL工作p在隨機(jī)接入時(shí)，確保UpPTS可以提前發(fā)射，防止干擾DL工作lGP決定了決定了TD-SCDMA系統(tǒng)基站最大覆蓋距離GP (96chips)75usCopyright 2006 Huawei Technologies Co., Ltd. All rights reserved. Page 9T

7、D-SCDMA 系統(tǒng)覆蓋范圍l定時(shí)時(shí)間提前量TA (Time Advanced)2 tlTA最大值：GP (96chips)p基站最大覆蓋距離（96chip/1.28Mcps光速）/ 211.25公里TS3TS2TS5TS4TS6TS1基站發(fā)射TS0GTS3TS2TS5TS4TS6TS1UE接收TS0tGTS3TS2TS5TS4TS6TS12tUE發(fā)射TS0GCopyright 2006 Huawei Technologies Co., Ltd. All rights reserved. Page 10TD-SCDMA常規(guī)時(shí)隙（TS0TS6）結(jié)構(gòu)lMidamble碼：又稱為訓(xùn)練序列，用于信道估

8、計(jì)，估計(jì)結(jié)果用于聯(lián)合檢測(cè)和智能天線算法l物理層控制信息：物理層過程（如功率控制、上行同步調(diào)整等）的控制信號(hào)業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)GP16業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)675 s，864chips物理層控制信息Midamble144chipsCopyright 2006 Huawei Technologies Co., Ltd. All rights reserved. Page 11TD-SCDMA物理層控制信息lTPC：Transmission Power Control，傳輸功率控制p用于內(nèi)環(huán)快速功率控制p每個(gè)子幀lSS：Synchronization Shift，同步偏移p控制UE的上行傳輸時(shí)延保證上行同步TPC Bits

9、TPC 命令命令含義含義00Down降低發(fā)射功率11Up提高發(fā)射功率SS BitsSS 命令命令含義含義00Down減小k/8chip同步偏移11Up增加k/8chip同步偏移01Do nothing保持不變Copyright 2006 Huawei Technologies Co., Ltd. All rights reserved. Page 12TD-SCDMA物理層控制信息 (續(xù))lTFCI：Transmission Format Control Identification，傳輸格式控制指示，指示時(shí)隙內(nèi)數(shù)據(jù)的傳輸格式（數(shù)據(jù)塊位置、大小等） 業(yè)務(wù)數(shù)據(jù) Midamble業(yè)務(wù)數(shù)據(jù) TPC

10、時(shí)隙 n (864 Chips) SS GPTFCI的第1部分 業(yè)務(wù)數(shù)據(jù) Midamble 業(yè)務(wù)數(shù)據(jù) 無線幀 10ms 子幀 5ms - 子幀 5ms TFCI的第2部分 TPC SS TFCI的第3部分 TFCI的第4部分GP時(shí)隙 n (864 Chips)Copyright 2006 Huawei Technologies Co., Ltd. All rights reserved. Page 13TD-SCDMA系統(tǒng)中的Midamble碼lMidamble：中間碼，或稱為訓(xùn)練序列；主要作用為：p測(cè)量：信號(hào)強(qiáng)度和信號(hào)質(zhì)量（BER），用于功率控制、切換等算法p上行同步保持：Midamble碼

11、的時(shí)延做為SS調(diào)整的依據(jù)p信道估計(jì)：利用Midamble碼接收信號(hào)，評(píng)估無線傳播過程中的多址干擾（MAI）和多徑干擾（ISI）情況，評(píng)估結(jié)果用于聯(lián)合檢測(cè)Copyright 2006 Huawei Technologies Co., Ltd. All rights reserved. Page 14無線信道F(x)數(shù)據(jù)1 M數(shù)據(jù)2數(shù)據(jù)1* M* 數(shù)據(jù)2*F(x) = M*/ MMidamble碼信道估計(jì)Copyright 2006 Huawei Technologies Co., Ltd. All rights reserved. Page 15信道情況1信道情況2不同信道情況下的估計(jì)結(jié)果Cop

12、yright 2006 Huawei Technologies Co., Ltd. All rights reserved. Page 16TD-SCDMA系統(tǒng)中的Midamble碼 (續(xù))lMidamble碼長(zhǎng)144Chips，由長(zhǎng)度為128的基本Midamble碼生成p同一時(shí)隙內(nèi)不同用戶所采用的Midamble碼由基本Midamble碼經(jīng)循環(huán)移位后產(chǎn)生11617323348496465808196971121131281161732334849646580819697112113128k=8k=7k=1k=6k=5k=4k=3k=2Copyright 2006 Huawei Technol

13、ogies Co., Ltd. All rights reserved. Page 17TD-SCDMA 系統(tǒng)中的碼表碼組碼組各相關(guān)碼各相關(guān)碼SYNC-DL IDSYNC-UL ID擾碼擾碼 ID基本基本Midamble碼碼 ID碼組100700112233碼組21815 44556677碼組3231248255124124125125126126127127l基本Midamble碼共128個(gè)，分32組，對(duì)應(yīng)32個(gè)SYNC-DL碼；基本Midamble碼和擾碼一一對(duì)應(yīng)，如下表：Copyright 2006 Huawei Technologies Co., Ltd. All rights res

14、erved. Page 18目 錄lTD-SCDMA無線接口幀結(jié)構(gòu)與時(shí)隙結(jié)構(gòu)lTD-SCDMA無線信道結(jié)構(gòu)與功能無線信道結(jié)構(gòu)與功能lTD-SCDMA無線信道配置原則Copyright 2006 Huawei Technologies Co., Ltd. All rights reserved. Page 19TD-SCDMA系統(tǒng)中用到的信道l邏輯信道：直接承載用戶業(yè)務(wù)p根據(jù)承載內(nèi)容的不同，分為控制信道控制信道和業(yè)務(wù)信道業(yè)務(wù)信道l傳輸信道：描述信息如何在無線接口上傳輸p根據(jù)傳輸?shù)男畔傩?，分為專用信道專用信道和公共信道公共信道l物理信道：各種信息在無線接口傳輸時(shí)的物理通道（頻率、時(shí)隙、碼）糧倉糧

15、倉藥庫藥庫 衣物捐助點(diǎn)衣物捐助點(diǎn)公路公路鐵路鐵路水路水路航空航空各種物資以何種運(yùn)輸方式送往災(zāi)區(qū)？需要送多少？比例如何分配？Copyright 2006 Huawei Technologies Co., Ltd. All rights reserved. Page 20專用業(yè)務(wù)信道專用業(yè)務(wù)信道（DTCH）公共業(yè)務(wù)信道公共業(yè)務(wù)信道（CTCH）廣播控制信道廣播控制信道（BCCH）尋呼控制信道尋呼控制信道（PCCH）專用控制信道專用控制信道（DCCH）公共控制信道公共控制信道（CCCH）邏輯業(yè)務(wù)信道邏輯業(yè)務(wù)信道邏輯控制信道邏輯控制信道邏輯信道分類Copyright 2006 Huawei Techno

16、logies Co., Ltd. All rights reserved. Page 21廣播信道廣播信道 BCH尋呼信道尋呼信道 PCH前向接入信道前向接入信道 FACH反向（隨機(jī)）接入信道反向（隨機(jī)）接入信道 RACH專用信道專用信道 DCH 上行或下行公共傳輸信道公共傳輸信道專用傳輸信道專用傳輸信道傳輸信道分類Copyright 2006 Huawei Technologies Co., Ltd. All rights reserved. Page 22物理信道的分類與功能基站基站 NodeB用戶終端用戶終端UE業(yè)務(wù)連接業(yè)務(wù)連接DPCH 專用物理信道專用物理信道小區(qū)搜索與小區(qū)選擇小區(qū)搜索

17、與小區(qū)選擇DwPCH 下行導(dǎo)頻信道下行導(dǎo)頻信道 (DwPTS)PCCPCH 主公共控制物理信道主公共控制物理信道尋呼尋呼PICH 尋呼指示信道尋呼指示信道SCCPCH 從公共控制物理信道從公共控制物理信道隨機(jī)接入隨機(jī)接入U(xiǎn)pPCH 上行上行導(dǎo)頻信道導(dǎo)頻信道 (UpPTS)FPACH 快速物理接入信道快速物理接入信道PRACH 物理隨機(jī)接入物理隨機(jī)接入信道信道SCCPCH 從公共控制物理信道從公共控制物理信道Copyright 2006 Huawei Technologies Co., Ltd. All rights reserved. Page 23TD-SCDMA物理層過程小區(qū)搜索小區(qū)初搜(

18、DwPTS)基本Midamble碼和擾碼識(shí)別(PCCPCH)系統(tǒng)消息識(shí)別(PCCPCH)UE搜索一個(gè)小區(qū)的DwPTS，識(shí)別該小區(qū)使用的SYNC-DLUE根據(jù)TD-SCDMA系統(tǒng)碼表，通過多次試探，識(shí)別該小區(qū)的基本midamble碼和擾碼UE搜索到P-CCPCH里BCH的控制復(fù)幀后，讀取BCH承載的系統(tǒng)消息Copyright 2006 Huawei Technologies Co., Ltd. All rights reserved. Page 245msDwPTS可能的位置由特征窗確定DwPCH利用相關(guān)法確定本小區(qū)所用的SYNC_DL碼及SYNC_DL碼的位置0816243200.10.20.

19、30.40.50.60.7TD-SCDMA系統(tǒng)小區(qū)初搜Copyright 2006 Huawei Technologies Co., Ltd. All rights reserved. Page 25主公共控制物理信道P-CCPCHl承載傳輸信道BCH，用于發(fā)送系統(tǒng)消息 (System Information)lSF16；固定配置在TS0的前兩個(gè)碼道：Cch 16, 0和Cch 16, 1l無波束賦型，以全小區(qū)覆蓋模式發(fā)送系統(tǒng)消息數(shù)據(jù)GP系統(tǒng)消息數(shù)據(jù)Midamble864chipsCopyright 2006 Huawei Technologies Co., Ltd. All rights r

20、eserved. Page 26尋呼指示信道PICHl用于發(fā)送尋呼指示指示 (Page Indicator)lSF16，一般配置在TS0l尋呼指示 (PI) 的長(zhǎng)度LPI2，4或8 ，以一個(gè)無線幀為周期n如果某個(gè)PI對(duì)應(yīng)的bits全為“1”，表示該P(yáng)I對(duì)應(yīng)的UE需要對(duì)S-CCPCH傳送的尋呼消息進(jìn)行檢測(cè)l無波束賦型，以全小區(qū)覆蓋模式發(fā)送PI0PI1保留Midamble 保留PIk-1GP864chipsPI比特PI比特PIkPIk+1保留Midamble 保留PIn-1GP864chipsPI比特PI比特Copyright 2006 Huawei Technologies Co., Ltd.

21、All rights reserved. Page 27從公共控制物理信道S-CCPCHl承載傳輸信道PCH和FACH，用于發(fā)送尋呼消息消息和其他下行信令lSF16，一般配置在TS0l無波束賦型，以全小區(qū)覆蓋模式發(fā)送下行信令數(shù)據(jù)GP下行信令數(shù)據(jù)864chipsTFCIMidambleCopyright 2006 Huawei Technologies Co., Ltd. All rights reserved. Page 28TD-SCDMA物理層過程隨機(jī)接入U(xiǎn)ENode BUpPCH （UpPTS）FPACHPRACH（RACH）SCCPCH（FACH）終端選擇SYNC-UL，以估算的時(shí)間和

22、功率發(fā)送基站檢測(cè)到SYNC-UL，并回送定時(shí)和功率調(diào)整調(diào)整定時(shí)和功率，發(fā)送隨機(jī)接入請(qǐng)求發(fā)送隨機(jī)接入響應(yīng)后，進(jìn)行后續(xù)的信令接續(xù)Copyright 2006 Huawei Technologies Co., Ltd. All rights reserved. Page 29快速物理接入信道FPACHl用于發(fā)送定時(shí)調(diào)整和功率調(diào)整指示lSF16，可配置在任意一個(gè)下行時(shí)隙l無波束賦型，以全小區(qū)覆蓋模式發(fā)送定時(shí)偏移功率偏移Midamble定時(shí)偏移功率偏移GP864chips用戶1用戶nCopyright 2006 Huawei Technologies Co., Ltd. All rights reser

23、ved. Page 30物理隨機(jī)接入信道PRACHl承載傳輸信道RACH，用于發(fā)送上行信令lSF8，一般配置在TS1的Cch 8, 0l無波束賦型，以全小區(qū)覆蓋模式發(fā)送上行信令數(shù)據(jù)GP上行信令數(shù)據(jù)864chipsTFCI，SS，TPCMidambleCopyright 2006 Huawei Technologies Co., Ltd. All rights reserved. Page 31專用物理信道DPCHl承載傳輸信道DCH，用于用戶業(yè)務(wù)的收發(fā)p上行SF1，2，4，8或16p下行SF1或16l有波束賦型，由智能天線算法確定波束方向用戶數(shù)據(jù)GP用戶數(shù)據(jù)864chipsTFCI，SS，TP

24、CMidambleCopyright 2006 Huawei Technologies Co., Ltd. All rights reserved. Page 32DPCH理論速率（毛速率）資源單元資源單元RU業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)碼片業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)碼片數(shù)數(shù)/突發(fā)脈沖突發(fā)脈沖符號(hào)數(shù)符號(hào)數(shù)/突發(fā)脈突發(fā)脈沖沖QPSK下的下的符號(hào)數(shù)符號(hào)數(shù)/突發(fā)脈突發(fā)脈沖沖QPSK下的下的理論最大數(shù)據(jù)速率理論最大數(shù)據(jù)速率RU SF13522704704704214081408/5ms281.6KRU SF235227043523522704704/5ms140.8KRU SF435227041761762352352/5ms70.4KR

25、U SF8352270488882176176/5ms35.2KRU SF163522704444428888/5ms17.6KCopyright 2006 Huawei Technologies Co., Ltd. All rights reserved. Page 33信道映射關(guān)系傳輸信道PCHBCHFACHRACHDCHSCCPCH物理信道PCCPCHDPCHPRACHPCCH邏輯信道BCCHCCCHCTCHDTCH尋呼用戶數(shù)據(jù)及隨路信令小區(qū)廣播業(yè)務(wù)系統(tǒng)消息信令L3數(shù)據(jù)Copyright 2006 Huawei Technologies Co., Ltd. All rights rese

26、rved. Page 34目 錄lTD-SCDMA無線接口幀結(jié)構(gòu)與時(shí)隙結(jié)構(gòu)lTD-SCDMA無線信道結(jié)構(gòu)與功能lTD-SCDMA無線信道配置原則無線信道配置原則Copyright 2006 Huawei Technologies Co., Ltd. All rights reserved. Page 35TD-SCDMA物理信道典型配置1PCCPCHPCCPCHSCCPCHSCCPCHSCCPCHSCCPCHPICHFPACHTS0TS1TS2TS3TS4TS5TS6PICHPRACHCopyright 2006 Huawei Technologies Co., Ltd. All rights

27、 reserved. Page 36TD-SCDMA物理信道典型配置2PCCPCHPCCPCHSCCPCHSCCPCHSCCPCHSCCPCHPICHTS0TS1TS2TS3TS4TS5TS6PICHFPACHPRACHCopyright 2006 Huawei Technologies Co., Ltd. All rights reserved. Page 37TD-SCDMA物理信道特殊配置小容量Copyright 2006 Huawei Technologies Co., Ltd. All rights reserved. Page 38典型業(yè)務(wù)的資源分配PCCPCHPCCPCHSCCP

28、CHSCCPCHSCCPCHSCCPCHPICHFPACHTS0TS1TS2TS3TS4TS5TS6PICHPRACHUser A語音User AUser AUser C可視電話可視電話User CUser CUser CUser CUser CUser CUser CUser CUser DUser DPS 128KUser B語音語音User BUser BCopyright 2006 Huawei Technologies Co., Ltd. All rights reserved. Page 39TD-SCDMA單載波理論容量l語音業(yè)務(wù)：?jiǎn)屋d波最多可以支持單載波最多可以支持23個(gè)語音用

29、戶個(gè)語音用戶p每個(gè)時(shí)隙承載8個(gè)用戶，3:3時(shí)隙配置l數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)：?jiǎn)屋d波最大業(yè)務(wù)速率單載波最大業(yè)務(wù)速率640kbpsp單時(shí)隙最大業(yè)務(wù)速率128kbps，1:5時(shí)隙配置UL : DL3 : 3ULULDLULDLDLDLUL : DL1 : 5ULDLDLDLDLDLDLCopyright 2006 Huawei Technologies Co., Ltd. All rights reserved. Page 40TD-SCDMA的N頻點(diǎn)技術(shù) 頻率 時(shí)間 功率 擴(kuò)頻碼 1.6 MHz 0 15 TS0 第第 1 輔載波輔載波 第第 2 輔載波輔載波 TS1 TS2 TS3 TS4 TS5 TS6 D

30、L DL DL DL UL UL UL 5 ms DwPTS UpPTS GP DL lN頻點(diǎn)TD-SCDMA小區(qū)由一個(gè)主載波和若干個(gè)輔載波組成pN頻點(diǎn)（多載波）技術(shù)可以有效提升TD-SCDMA單扇區(qū)容量Copyright 2006 Huawei Technologies Co., Ltd. All rights reserved. Page 41N頻點(diǎn)情況下的資源配置l主載波和輔載波使用相同的擾碼和基本Midamble碼l小區(qū)公共資源，如下行導(dǎo)頻信道（DwPTS）、PCCPCH、PICH、PRACH等只在主載波配置lSCCPCH目前只允許配置在主載波l上行導(dǎo)頻信道（UpPTS）和FPACH可以配置在任一載波p建議配置在主載波上l輔載波的TS0不使用Copyright 2006 Huawei Technologies Co., Ltd. All rights reserved. Page 42N頻點(diǎn)情況下的資源配置 (續(xù))l主載波和輔載波的上下行轉(zhuǎn)換點(diǎn)配置一致p轉(zhuǎn)換點(diǎn)不一致將導(dǎo)致系統(tǒng)干擾增大l目前由于終端受限p用戶在任一個(gè)時(shí)刻只能工作在一個(gè)頻點(diǎn)上p多時(shí)隙配置應(yīng)限定為在同一載波上p同一用戶的上下行配置在同一載波上Copyright 2006 Huawei Technologies Co., Ltd. All rights reserved.