烽火TD-SCDMA培訓(xùn)講義

1、TD-SCDMA系統(tǒng)特征與RRM肖 登 坤 博士 2005年1月10日目 錄Part 1: TD-SCDMA物理層特征Part 2: TD-SCDMA 關(guān)鍵新技術(shù)Part 3:TDD RRM vs. FDD RRMPart 4: 新技術(shù)與RRM第一部分：TD-SCDMA物理層特征一般描述物理層幀結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單物理層過(guò)程TDD vs.FDD TD-SCDMA描述TDD-SCDMA?TDD: Time Division Duplex 時(shí)分雙工S?： Synchronization, Space division, Soft radio3S技術(shù)：同步、空分、軟件無(wú)線電CDMA?: Code Divisio

2、n Multiple Access碼分多址接入：用不同的碼字區(qū)分用戶TD-SCDMA物理層 幀結(jié)構(gòu)(一)Radio frame10msSupper frame 720msSub-frame5msGDwPTSUpPTSDataMidambleData675usg144chipsCPTFCITD-SCDMA幀結(jié)構(gòu)(二)TS0(a) DL/UL對(duì)稱分配TS0(b) DL/UL不對(duì)稱分配轉(zhuǎn)折點(diǎn)轉(zhuǎn)折點(diǎn)DwPTSGUpPTSUpPTSGDwPTS物理層控制命令結(jié)構(gòu) data Midamble data data Midamble dataTFCI 1TFCI 2TFCI 3 TFCI 45ms5msDat

3、a Midamble DataData midamble dataTFCI1 TFCI 2ssTPCTFC 3TFCI 4SSTPC5ms5ms不發(fā)送SS和TPC時(shí)的物理層控制命令結(jié)構(gòu)發(fā)送SS和TPC時(shí)的物理層控制命令結(jié)構(gòu) DwPTS/UpPTS的時(shí)隙結(jié)構(gòu)GP(32chip) SYNC-DL(64chips)75usDwPTS的時(shí)隙結(jié)構(gòu) SYNC-UL(128chip) GP(32chip) 125usUpPTS的時(shí)隙結(jié)構(gòu)TD-SCDMA物理層過(guò)程 小區(qū)搜索Tdn-1TdnTd0Tu2Tu1GTu3DwPTSUpPTS搜索過(guò)程包括：搜索DwPTS、識(shí)別擾碼和基本中間碼、控制復(fù)幀同步、讀BCH信

4、息。TDD系統(tǒng)的小區(qū)搜索和FDD系統(tǒng)的主要區(qū)別（1）上下行信號(hào)工作于相同頻率，可能接收到附近用戶的強(qiáng)上行信號(hào)（如規(guī)劃合理則不存在這種情況）。（2）DwPTS同時(shí)起Pilot和SCH的作用，處于沒(méi)有其它本小區(qū)多址干擾的獨(dú)立時(shí)隙。當(dāng)DwPTS搜索到，下行同步便獲得了。（3）BTS之間同步，所有同頻小區(qū)的DwPTS將出現(xiàn)在重疊的時(shí)隙，但相互正交，便于切換中進(jìn)行測(cè)量。5msTD-SCDMA物理層過(guò)程 隨機(jī)接入Tdn-1TdnTd0Tu1Tu0GTumDwPTSUpPTS隨機(jī)接入必須完成的工作：上行同步、功率控制、系統(tǒng)獲得接入要求、用戶鑒權(quán)、分配業(yè)務(wù)碼道等隨機(jī)接入必須考慮的問(wèn)題：RACH/FACH的高效

5、率工作；防止碰撞的策略；加快接入速度。隨機(jī)接入過(guò)程：UE：開環(huán)功率控制和開環(huán)同步控制，發(fā)射UpPTS，等待BTS回答。BTS：控制UE的發(fā)射功率和時(shí)延，獲得UE接入要求RNC：接入控制CN：鑒權(quán)TD-SCDMA 物理層特點(diǎn)低碼片速率:1.28Mcps(WCDMA的1/3)適合智能天線和同步CDMA的幀結(jié)構(gòu)SAJD+DCA同步技術(shù)使資源利用率非常高。采用和3GPP相同的調(diào)制、信道編碼、交織和復(fù)接技術(shù)提供不對(duì)稱上下行業(yè)務(wù)功率控制和上行同步控制:控制頻率:0-200次/秒功率控制步長(zhǎng):1-3dB同步控制精度:1碼片寬度開環(huán)和閉環(huán)控制TDD vs.FDD 雙工方式比較TDD和FDD是第三代移動(dòng)通信中兩

6、種必要的雙工方式傳統(tǒng)的FDD仍被重視適合于大區(qū)制的全國(guó)系統(tǒng)適合于對(duì)稱業(yè)務(wù)，如話音、交互式實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)等TDD方式受到更大關(guān)注適合于高密度用戶地區(qū)：城市及近郊區(qū)的局部覆蓋適合于對(duì)稱及不對(duì)稱的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，如話音、實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)、特別是互聯(lián)網(wǎng)方式的業(yè)務(wù)能提供成本低廉的設(shè)備TDD方式的突出優(yōu)勢(shì)在于：上下行傳輸信道互易，利于使用智能天線、多用戶檢測(cè)等新技術(shù)；可高效率地滿足不對(duì)稱業(yè)務(wù)需要可能降低產(chǎn)品成本、價(jià)格、體積、重量等便于利用不成對(duì)的頻譜資源TDD vs.FDD 雙工方式比較未來(lái)可能的組網(wǎng)方式：使用移動(dòng)衛(wèi)星實(shí)現(xiàn)全球覆蓋，使用FDD提供大區(qū)制對(duì)稱業(yè)務(wù)，在城市及近郊區(qū)使用TDD系統(tǒng)，目前的試驗(yàn)證明TD-SCD

7、MA可以單獨(dú)組網(wǎng)。用多模終端實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)間無(wú)縫漫游TDD vs.FDD 物理層比較IMT2000的CDMA TDD標(biāo)準(zhǔn)簡(jiǎn)概兩種CDMA TDD RTT：TD-SCDMA和UTRA TDD兩種TDD方案的異同：項(xiàng)目TD-SCDMAUTRA TDD帶寬和碼片速率1.6MHz/1.28Mcps 5MHz/3.84Mcps幀結(jié)構(gòu)7時(shí)隙/5ms 15時(shí)隙/10ms智能天線使用難使用同步CDMA1chip2chips多用戶檢測(cè)使用使用(暫選)軟件無(wú)線電全面使用部分使用切換接力切換硬切換相同技術(shù)：信道編碼和交織、調(diào)制(QPSK)、DCA、DTX等等第二部分：TD-SCDMA關(guān)鍵新技術(shù)TD-SCDMA采用的新技術(shù)

8、及目的智能天線多用戶聯(lián)合檢測(cè)上行同步軟件無(wú)線電接力切換TD-SCDMA的關(guān)鍵新技術(shù)智能天線多用戶檢測(cè)多時(shí)隙的TDMADS_CDMA(幀結(jié)構(gòu))同步CDMA用軟件無(wú)線電技術(shù)實(shí)現(xiàn)接力切換預(yù)期達(dá)到的目標(biāo)高頻譜利用率低設(shè)備成本滿足IMT2000基本要求TD-SCDMA新技術(shù)智 能 天 線 概 念利用信號(hào)傳輸?shù)目臻g特性實(shí)現(xiàn)抑制干擾提取信號(hào)的目的。接收端可以利用信號(hào)與干擾的來(lái)波方向的不同來(lái)區(qū)分它們。所形成的波束可實(shí)現(xiàn)空間的濾波作用，它對(duì)期望的信號(hào)方向具有很高的增益，而對(duì)不希望的干擾信號(hào)實(shí)現(xiàn)近似零陷的濾波作用，以達(dá)到抑制和減少干擾的目的。一般情況下，波束隨著每個(gè)用戶發(fā)出的期望信號(hào)的到達(dá)方向，不斷地隨著時(shí)間在動(dòng)

9、態(tài)地改變。在移動(dòng)通信中至少要求智能天線跟蹤變化的速率要大于用戶的移動(dòng)及信道快衰落的變化率，才能起到自適應(yīng)跟蹤用戶的目的。智能天線的兩種形式波束切換方式的智能天線 在接收斷，預(yù)先設(shè)置了一組N個(gè)不同入射角方向的窄波束，在根據(jù)期望信號(hào)的來(lái)波方向（DOA)和相關(guān)的信號(hào)誤差準(zhǔn)則，在N個(gè)波束中選擇一個(gè)最合適的，并在該波束上接收信號(hào)。自動(dòng)跟蹤用戶的智能天線 在接收端，利用一組陣列天線，通過(guò)不斷地調(diào)整自適應(yīng)的加權(quán)值，達(dá)到若干個(gè)自適應(yīng)波束同時(shí)跟蹤若干個(gè)用戶的目的。TD-SCDMA新技術(shù)智能天線空間波束示意圖空分多址大大增加系統(tǒng)容量降低發(fā)射功率波束賦形時(shí)可以克服 多徑傳播問(wèn)題基帶數(shù)字信號(hào)處理為每條信道提供一條賦形

10、天線發(fā)射波束智能天線原理結(jié)構(gòu)圖天線陣模數(shù)轉(zhuǎn)換波束形成網(wǎng)絡(luò)自適應(yīng)數(shù)字信號(hào)處理器y(t)本地參考信號(hào)z(t)e(t)Array Signal ModelPoint Sources, Narrow band plane Waveform.Uniform Linear Array (for simplicity in presentation).The Array Processing GainSINR for Single Antenna and Array Processing Array Processing Gain For example : Single signal with TD-SC

11、DMA新技術(shù)智能天線基站示意圖RF TRx 1RF TRx NLOClockTx ProcModulationBeamformingCombinationL1 ProcChannel codingInterleavingMux/DemuxRx ProcSyncSA+JDDemodulationMODEM DSPAnt array智能天線性能度量準(zhǔn)則最小均方誤差準(zhǔn)則（MMSE)使陣列輸出信號(hào)和本地參考信號(hào)的誤差最小，以此求出最佳的權(quán)值矩陣W。信噪比（SNR)準(zhǔn)則在使信號(hào)輸出信噪比最大的前提下求出最佳的權(quán)值矩陣W。似然性能準(zhǔn)則在輸入信號(hào)似然函數(shù)最大時(shí)求出最佳的權(quán)值矩陣W。dikDOA-based

12、BeamformingAn example for DOA-based Beamforming-40-30-20-10010203040-60-50-40-30-20-100DOA (deg.)Beam patternClassical BeamformingMRC Beamforming in TD-SCDMA UplinkData model in base-band:The output of the mth antenna at time nOutput sequence corresponding to a data block of N symbolsThe output of t

13、he ZF multiuser detector (MF+interference canceller)The joint code-channel MF conducts an operation Coherently combining the outputs of all antennas provides a array gain of the spatial matched filter. Beamforming in TD-SCDMA DownlinkSince the uplink channel and the downlink channel in TDD are reci-

14、procal, the downlink channel impulse response can be obtained from uplink. The spatial signature of each user are embedded in the the uplink channels of the M antennasFrom the estimated uplink space-time channel ( therefore the downlink space-time channel), we can consider the following BF technique

15、s in the downlink: DOA -based (Fourier-type technique) BF MRC BF using the spatial channel at the maximum power instant Maximum output- power eigenfiltering BF Maximum output SINR eigenfiltering BFBeamforming in TD-SCDMA DownlinkSignal, interference and noiseDOA-based BFDesired userBeamforming in TD

16、-SCDMA DownlinkMRC BF by the main path Beamforming in TD-SCDMA DownlinkMaximum output- power and maximum SINR BFAntennas Array for Cell Sectoring with application to TD-SCDMACell sectorization Desired sector beampattern Beampattern of single directional antennaAntennas Array for Cell Sectoring with

17、application to TD-SCDMAArray-based cell sectorizationUnder some optimization criterion, chooseCell sectorization with and without array processingTD-SCDMA新技術(shù)智能天線系統(tǒng)效益擴(kuò)大系統(tǒng)的覆蓋區(qū)域提高系統(tǒng)容量提高頻譜利用率降低基站發(fā)射功率減少信號(hào)間干擾與電磁環(huán)境污染實(shí)施MS(UE)定位支持新業(yè)務(wù)TD-SCDMA新技術(shù)智能天線目前發(fā)展及問(wèn)題現(xiàn)狀：目前的SA基本達(dá)到自動(dòng)跟蹤用戶的目的。問(wèn)題：目前的SA技術(shù)還不能解決時(shí)延超過(guò)一個(gè)碼片的多徑干擾，也無(wú)法

18、克服高速移動(dòng)多普勒效應(yīng)造成的信道惡化，因此，應(yīng)與其它抗干擾技術(shù)結(jié)合使用，包括聯(lián)合檢測(cè)、干擾抵消及Rake接收等TD-SCDMA新技術(shù)多用戶聯(lián)合檢測(cè)技術(shù)聯(lián)合檢測(cè)的概念：在CDMA系統(tǒng)中能同時(shí)檢測(cè)多個(gè)用戶，在強(qiáng)干擾環(huán)境下能檢測(cè)出較弱的信號(hào)。聯(lián)合檢測(cè)的優(yōu)點(diǎn)：降低干擾，擴(kuò)大容量，減低功控要求，削弱遠(yuǎn)近效應(yīng)聯(lián)合檢測(cè)技術(shù)：并行干擾抵消、串行干擾抵消、迫零濾波法、迫零解相關(guān)法、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)法等聯(lián)合檢測(cè)的缺點(diǎn)：大大增加系統(tǒng)復(fù)雜度、增加系統(tǒng)處理時(shí)延、需要要消耗一定的資源、目前的算法對(duì)提高系統(tǒng)容量有限。聯(lián)合檢測(cè)的難點(diǎn)：理論的可行性與實(shí)際實(shí)現(xiàn)的復(fù)雜性難以調(diào)和，應(yīng)與其它技術(shù)結(jié)合使用實(shí)現(xiàn)優(yōu)化傳統(tǒng)單用戶接收機(jī)解擴(kuò)匹配濾波器(

19、user1)解擴(kuò)匹配濾波器(userk) 判決準(zhǔn)則 (User1)判決準(zhǔn)則(User k)輸出判決結(jié)果(user 1)輸出判決結(jié)果(user k)輸入接收信號(hào)多用戶檢測(cè)接收機(jī)輸出判決結(jié)果(user 1)輸出判決結(jié)果(user k)輸入接收信號(hào)最優(yōu)聯(lián)合檢測(cè)算法匹配濾波器多徑合并多徑合并The introduction of JD algorithmJoint detection is aim to get the estimated user data d according to the system matrix A and received signal e, so the equatio

20、n can be description as following. e=Ad+nIt is known that algorithm of joint detection can be divided into three classes at present:nonlinear algorithm（MLSE，MLSSE）linear algorithm（ZF_BLE，MMSE_BLE,DMF)Decision Feed-back algorithm（DF）The introduction of JD algorithmNonlinear algorithm（MLSE，MLSSE） the

21、maximum random algorithm, is the most optimization multi-user algorithm. But the calculation complexity increased by the exponent according to user number. Therefore,it is hard to implement in the real system. Linear algorithm and decision feed-back algorithm are the second optimization multi-user d

22、etection algorithm. It has a lower complexity than maximum random algorithm, at the same time it can provide better performance than the tradition receiver. DF Decision Feed-back algorithm is a extension of linear algorithm，include WMF-BDE,ZF-BDFE,MMSE-BDFE and so on.The basic idea of this algorithm

23、 is implemented by the flowing steps: Firstly,obtain the continuous estimation data of user data by a linear equalizer. Secondly, feedback the quantity and decision value of estimation data to the continuous estimation according to some feedback rules and form a close ring. In general, then performa

24、nce of decision feed-back algorithm at the cost of complex calculation is better than this of linear algorithm. JD AlgorithmThe function of JD subsystem in UE is used to detect the data in each RX timeslot, during this process the main technology applied is ZF_BLE(Zero Forcing Block Linear Equation

25、).We can estimate the user sent data d according to the received total signal e and system matrix A.Here A is obtained by spreading code and channel pulse response of all user.JD AlgorithmWe know that it is easier to obtain the inverse matrix of triangle than A*TA matrix. In our system, because A*TA

26、 is a Hermitian matrix，it can be decomposed to low triangle matrix and according inverse matrix by the Cholesky method. So the formula of ZF-BLE can be described as following：JD REALIZATION step and designed in FPGA，the others designed in DSP. (L-1)*T L-1 A*T e Ae B d Step is match filter, Step and

27、step are named matrix multiplication JD ProceduresJD_CHE:channel estimation JD_PP:post processing JD_BGE:generate A_block matrix JD_MIC:midamble interference cancellation JD_R:A_block multiply its conjugateJD_CYD:Cholesky decomposition JD_INV_L:inverse of matrix LJD_MF:matched filterJD_EQ:matrix mul

28、tiplication JD_DEM:Demodulation Data Flow in JD (Joint Detection)data split(e1,e2,midamble)ChannelestimationMidambleinterferenceconcellationB generatorR(A*T*A)generationMatchedFilterInner RAMICSfrom R(A*T*A)generationto CholeskyDecompositionto Temp_BCalculationhigh layerM1M1postproce-ssingCholeskyDe

29、compositionDemodulationdatadispatchCCFC.from MatchedFiltersignal to noiseratioM1equationinverseFPGAIQdataIQAGCJD_CHEFUNCTION：calculate the channel impulse response, and send the output to subsystem M1 and sub-function JD_PP.BURST structure:Here Midamble is designed for channel estimation, without sp

30、reading and scrambling. JD_CHEIn the figure, it shows there are 8 active channel estimation window. JD_PPFUNCTION：used to improve the performance of joint detection and eliminate the effect of active users, to provide some parameters to FPGA or Measurement at the same time. The following steps imple

31、ment JD_PP:Obtain the threshold value Here T is threshold, P=128, D=0.8854Obtain the channel_ pulse: At the same time, obtain some parameter it is necessary to calculate the actual code channels that are activated, that means, if the values of the taps in a whole estimation window are set to 0, this

32、 code channel can be thought as inactivated. In this way we get the total number of code channels num_of_vc. JD_MIC(1)FUNCTION：eliminate the effects to data of E1_IQ，E2_IQ because of midamble, the detailed introduction is as flowing figure.*=MidambleChanenl_pulseM_data JD_BGEFUNCTION：generate A_Bloc

33、k to system matrixwalsh_scramble_code is related with virtual code and scramble code: Walsh_scramble_code(1:16)=spreading_code(1:16)*scramble_code(1:16)h, the size is（W,1）C_matrix is made of the 16 bit walsh_scramble_code,the size is (Q+W-1,W)walsh_scramble_codesize：(Q+W-1,1) 00R0R1R0R0R0R0R1R1JD_R

34、consists of two different blocks R0、R1，and the lower triangle part is conjugate symmetric to the upper, so only these two have to be calculated.FUNCTION：calculate , A is system matrix The result has the toeplitz structure in this format: JD_R(1) JD_CYD Decompose the matrix R to two matrixes through

35、the Cholesky decomposition method. The equation is: where L is a lower triangular matrix. JD_INV_LFUNCTION：calculate the inverse matrix of JD_LJD_INV_L, inverse matrix of L is lower triangular matrix also. JD_MFFUNCTION：match filter，is and*NK JD_EQFUNCTION：CALCULATE * This is completed in FPGA JD_DE

36、MIn order to get the symbols of local user, who may occupy some channels, it is necessary to abstract his data from this burst. Message about the local user comes from high layer, such as frequency, frame number, code channel number, etc. The output of this step is used by ICS.FPGAA/DVITRX5510TX5510

37、I/QL-1(L-1)*TXJDAe JD DATA FLOWTD-SCDMA新技術(shù)智能天線和聯(lián)合檢測(cè)的結(jié)合智能天線的主要作用：降低多址干擾，提高CDMA系統(tǒng)容量增加接收靈敏度和發(fā)射EIRP智能天線所不能克服的問(wèn)題時(shí)延超過(guò)碼片寬度的多徑干擾多普勒效益(高速移動(dòng))因而，在移動(dòng)通信系統(tǒng)中，智能天線必須和其它信號(hào)處理技術(shù)同時(shí)使用聯(lián)合檢測(cè)：利用訓(xùn)練序列作信道估值，同時(shí)處理多碼道的干擾抵消。但存在多碼道時(shí)處理復(fù)雜和無(wú)法完全解決多址干擾問(wèn)題結(jié)合使用SA和JD，可以獲得理想的效果 SA+JD的聯(lián)合接收機(jī)下變頻A/D變換自適應(yīng)波束成型與適應(yīng)多用戶檢測(cè) 1自適應(yīng)波束成型與適應(yīng)多用戶檢測(cè) k合并器1合并器 kUs

38、er1User k信號(hào)輸入TD-SCDMA新技術(shù)同 步 CDMA定義上行鏈路各終端信號(hào)在基站解調(diào)器完全同步優(yōu)點(diǎn)CDMA碼道正交，降低碼道間干擾，提高CDMA容量t基站解調(diào)器碼道1碼道2碼道NTD-SCDMA新技術(shù)上 行 同 步同步的建立在隨機(jī)接入時(shí)建立依靠BTS接收到的SYNC1在下一個(gè)下行幀SS位置進(jìn)行閉環(huán)控制同步的保持在每一上行幀檢測(cè)Midamble在下一個(gè)下行幀SS位置進(jìn)行閉環(huán)控制出現(xiàn)失步的可能性失步的可能性極低(在超過(guò)7s或1400幀中均無(wú)法同步時(shí)才可能發(fā)生)SS上行業(yè)務(wù)時(shí)隙Midamble隨機(jī)接入SYNC1ssTD-SCDMA新技術(shù)軟 件 無(wú) 線 電軟件無(wú)線電概念將通信設(shè)備的功能盡量

39、用軟件來(lái)定義軟件無(wú)線電新技術(shù)虛擬軟件無(wú)線電技術(shù)(把軟件放在通用、高速、寬帶網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)上進(jìn)行下載）軟件無(wú)線電在3G中的應(yīng)用在3G網(wǎng)絡(luò)方面的應(yīng)用在3G終端方面的應(yīng)用用軟件處理基帶信號(hào)硬件平臺(tái) 高速（A/D）變換數(shù)字信號(hào)處理（DSP）TD-SCDMA新技術(shù)軟 件 無(wú) 線 電RF收發(fā)信機(jī)A/DD/A基帶處理器MCU話音編譯碼器人機(jī)界面DSP接力切換技術(shù) 接力切換(Baton Handover)是TD-SCDMA移動(dòng)通信系統(tǒng)的核心技術(shù)之一，其設(shè)計(jì)思想是利用智能天線和上行同步等技術(shù)，在對(duì)UE的距離和方位進(jìn)行定位的基礎(chǔ)上，根據(jù)UE方位和距離信息來(lái)判斷目前UE是否移動(dòng)到了可進(jìn)行切換的相鄰基站的臨近區(qū)域，如果UE

40、進(jìn)入切換區(qū)，則RNC通知另一基站做好切換的準(zhǔn)備，從而達(dá)到快速、可靠和高效切換的目的。這個(gè)過(guò)程就象是田徑比賽中的接力賽跑傳遞接力棒一樣，因而我們形象地稱之為接力切換。接力切換通過(guò)與智能天線和上行同步等技術(shù)有機(jī)結(jié)合，巧妙地將軟切換的高成功率和硬切換的高信道利用率綜合到接力切換中，是一種具有較好系統(tǒng)性能優(yōu)化的切換方法。TD-SCDMA新技術(shù)接 力 切 換UE和BS0通信RNC通知UE鄰近基站信息基站類型、工作載頻、定時(shí)偏差、等等UE對(duì)相關(guān)基站進(jìn)行測(cè)量RNC根據(jù)測(cè)量結(jié)果發(fā)起相關(guān)指示UE切換成功后，原來(lái)的鏈路拆除。BS0BS1BS2接力切換的技術(shù)基礎(chǔ) 實(shí)現(xiàn)接力切換的必要條件是：網(wǎng)絡(luò)要準(zhǔn)確獲得UE的位置信

41、息，包括UE的波到達(dá)方向DOA和UE與基站之間的距離。在TD-SCDMA 系統(tǒng)中，由于采用了智能天線和上行同步技術(shù)，因此，系統(tǒng)可以較為容易獲得UE的位置信息。 （1）在TD-SCDMA系統(tǒng)中，利用智能天線和基帶數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)，可以使天線陣根據(jù)每個(gè)UE的DOA為其進(jìn)行自適應(yīng)的波束賦形，對(duì)每個(gè)UE來(lái)講，好象始終都有一個(gè)高增益的天線在自動(dòng)地跟蹤它。從而獲得UE的方向信息。 接力切換的技術(shù)基礎(chǔ)（2）在TD-SCDMA系統(tǒng)中，有一個(gè)專門用于上行同步的時(shí)隙UPPTS，利用上行同步技術(shù)，系統(tǒng)可以獲得UE信號(hào)傳輸?shù)臅r(shí)間偏移，進(jìn)而可以計(jì)算得到UE與基站之間的距離。（3）在（1）和（2）之后，系統(tǒng)就可準(zhǔn)確獲得了

42、UE 的位置信息。 因此，上行同步、智能天線和數(shù)字信號(hào)處理等先進(jìn)的通信電子技術(shù)，是TD-SCDMA移動(dòng)通信系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)接力切換的關(guān)鍵技術(shù)基礎(chǔ)。接力切換的測(cè)量過(guò)程（1）和FDD相比UE測(cè)量的范圍較小，測(cè)量時(shí)間較充裕。利用幀結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)，可在空閑的slot內(nèi)進(jìn)行測(cè)量。（2）當(dāng)當(dāng)前服務(wù)小區(qū)的導(dǎo)頻信號(hào)強(qiáng)度在一段時(shí)間T1內(nèi)持續(xù)低于某一個(gè)門限值T_DROP時(shí)，UE向RNC發(fā)送由接收信號(hào)強(qiáng)度下降事件觸發(fā)的測(cè)量報(bào)告，從而可啟動(dòng)系統(tǒng)的接力切換測(cè)量過(guò)程。 接力切換的判決過(guò)程（1）RNC可以根據(jù)這些測(cè)量信息分析判斷UE可能進(jìn)入哪些相鄰小區(qū)，即確定哪些相鄰小區(qū)最有可能成為UE切換的目標(biāo)小區(qū)，并把這些小區(qū)作為切換候選小區(qū)。（

43、2）在確定了候選小區(qū)后，RNC通知UE對(duì)它們進(jìn)行監(jiān)測(cè)和測(cè)量，UE測(cè)量完后，把測(cè)量結(jié)果報(bào)告給RNC，RNC根據(jù)確定的切換算法（包括判斷對(duì)方資源是否滿足的CAC算法）判斷是否進(jìn)行切換，如果判決結(jié)果表示目前UE應(yīng)該進(jìn)行切換，就向UE發(fā)送切換指令，開始實(shí)行切換過(guò)程。 接力切換的執(zhí)行過(guò)程（1）當(dāng)前服務(wù)小區(qū)可以將UE的位置信息及其它相關(guān)信息傳送到RNC，RNC再將這些信息傳送給目標(biāo)小區(qū)，目標(biāo)小區(qū)可以根據(jù)得到的信息確定如何對(duì)UE進(jìn)行精確的定位和波束賦形，UE在與當(dāng)前服務(wù)小區(qū)保持業(yè)務(wù)信道連接的同時(shí)，網(wǎng)絡(luò)通過(guò)當(dāng)前服務(wù)小區(qū)的廣播信道或前向接入信道通知UE目標(biāo)小區(qū)的相關(guān)系統(tǒng)信息，這樣UE在接入目標(biāo)小區(qū)時(shí)，能夠非常快

44、速地完成上行同步的過(guò)程。（2）當(dāng)UE的切換準(zhǔn)備就緒的時(shí)候，由RNC規(guī)定精確的切換時(shí)間T2，并通過(guò)當(dāng)前服務(wù)小區(qū)向UE發(fā)送切換命令，UE在收到切換命令之后的T2時(shí)間內(nèi)，準(zhǔn)確開始執(zhí)行切換過(guò)程，即釋放與原小區(qū)的鏈路連接，執(zhí)行目標(biāo)小區(qū)的上行同步過(guò)程，接入目標(biāo)小區(qū)。 接力切換的執(zhí)行過(guò)程（3）UE發(fā)送無(wú)線資源重配置完成的消息給網(wǎng)絡(luò)側(cè)。網(wǎng)絡(luò)側(cè)則釋放原有鏈路。此時(shí)，MAC層傳輸塊即可通過(guò)已保持同步的UE與目標(biāo)小區(qū)的業(yè)務(wù)信道進(jìn)行信息傳輸。 接力切換信令流程TD-SCDMA新技術(shù)網(wǎng) 絡(luò) 同 步TDD系統(tǒng)各基站之間必須實(shí)現(xiàn)同步同步的目的：相鄰基站的收發(fā)時(shí)隙不能交叉，否則，將出現(xiàn)嚴(yán)重干擾同步精度要求：5微秒同步方法：G

45、PS：簡(jiǎn)單主從同步，對(duì)RNC同步：方便，但對(duì)不同RNC管理的基站難以同步主從同步，對(duì)鄰近參考基站同步：只需要知道基站之間的距離。但必須隨時(shí)獲得同步主要使用GPS同步方式BS0BS1BS2BS0BS1BS2BTS Tx RxG第三部分 TDD RRM vs.FDD RRMRRM概念作用目的手段準(zhǔn)則 兩種系統(tǒng)的物理資源兩種系統(tǒng)完成RRM的一些過(guò)程兩種系統(tǒng)RRM的比較RRM的基本概念概念：對(duì)網(wǎng)絡(luò)的無(wú)線資源進(jìn)行管理。作用：根據(jù)需要對(duì)對(duì)網(wǎng)絡(luò)的無(wú)線資源實(shí) 時(shí)進(jìn) 行配置和重配置，包括一系列控制過(guò)程。最合理利用有限資源+最佳保證通信質(zhì)量。在系統(tǒng)容量、服務(wù)質(zhì)量和小區(qū)覆蓋之間進(jìn)行平衡。手段：通過(guò)一些過(guò)程控制處理準(zhǔn)

46、則：功率(接收功率、干擾功率)準(zhǔn)則，質(zhì)量(QoS、SIR、BER等)準(zhǔn)則，容量準(zhǔn)則(吞吐量、覆蓋)目前兩種系統(tǒng)可用的物理資源TDD-SCDMA頻率功率碼道時(shí)隙空間域FDD-WCDMA頻率功率碼道兩種系統(tǒng)完成RRM的一些過(guò)程TDD-SCDMA功率控制過(guò)程負(fù)荷控制過(guò)程接納控制過(guò)程切換控制過(guò)程AMR模式控制包調(diào)度控制過(guò)程無(wú)線承載控制過(guò)程無(wú)線鏈路檢測(cè)過(guò)程擁塞控制過(guò)程動(dòng)態(tài)的信道分配過(guò)程FDD-WCDMA功率控制過(guò)程負(fù)荷控制過(guò)程接納控制過(guò)程切換控制過(guò)程AMR模式控制包調(diào)度控制過(guò)程無(wú)線承載控制過(guò)程無(wú)線鏈路檢測(cè)過(guò)程擁塞控制過(guò)程碼分配過(guò)程RRM各功能實(shí)體之間的關(guān)系過(guò)程之間：交互影響關(guān)系、相互制約關(guān)系、優(yōu)先級(jí)關(guān)系

47、、輸入輸出參數(shù)關(guān)系。過(guò)程與準(zhǔn)則：任何算法都是一個(gè)過(guò)程，而準(zhǔn)則則是過(guò)程中判斷的依據(jù)。最優(yōu)算法與工程算法：工程算法是算法性能和實(shí)現(xiàn)復(fù)雜度的折衷。算法性能的發(fā)揮是受硬件環(huán)境影響的。個(gè)別算法的最優(yōu)不等于整體的最優(yōu)，工程上追求的是整體性能的最優(yōu)化。兩種系統(tǒng)RRM的比較資源管理對(duì)象：TDD比FDD內(nèi)容多資源管理難度：TDD比FDD更復(fù)雜資源管理過(guò)程的復(fù)雜度：各有不同功率控制（TPC）的比較和WCDMA系統(tǒng)相比，TD-SCDMA系統(tǒng)中的功率控制有下列特點(diǎn)：（1）開環(huán)功率控制實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單，精度高，效果好，由于上下型傳播環(huán)境的對(duì)稱性。（2）內(nèi)環(huán)功控要求的速度底，要求的精度也低，控制頻率0-200Hz；而FDD要求為

48、1500H，實(shí)現(xiàn)也復(fù)雜。（3）對(duì)外環(huán)功率控制要求的精度的也低。（4）FDD系統(tǒng)壓縮模式的功率控制在實(shí)現(xiàn)上相當(dāng)復(fù)雜，而TDD不存在這種情況。切換控制（HC）的比較FDD系統(tǒng)中包括SHO和SSHO。SHO的實(shí)現(xiàn)要在RNC中要進(jìn)行宏分集；SSHO在Node B中要進(jìn)行微分集；占用的下行容量較多，實(shí)現(xiàn)的復(fù)雜度較高。如果切換率超過(guò)30%，則沒(méi)有任何增益而言。TDD系統(tǒng)中的BHO，對(duì)測(cè)量的速度和精度，對(duì)SA定位的精度要求都比較高。其實(shí)現(xiàn)的復(fù)雜度也較高。但不占用下行鏈路的容量。負(fù)載控制（LC）的比較FDD系統(tǒng)中的LC是基于上行接收功率和下行發(fā)射功率進(jìn)行控制的，以小區(qū)或扇區(qū)為單位。TDD系統(tǒng)是時(shí)分的，負(fù)載的概

49、念是以時(shí)隙(slot)為單位，實(shí)現(xiàn)起來(lái)比較復(fù)雜。因?yàn)槊總€(gè)小區(qū)有多個(gè)slot。在CM中要開辟較多的存儲(chǔ)單元，而數(shù)據(jù)庫(kù)的設(shè)計(jì)和操作也相對(duì)復(fù)雜。呼叫接納控制（CAC）的比較FDD系統(tǒng)中CAC的判別只考慮兩維資源，即功率資源和碼資源。TDD系統(tǒng)中CAC的判別只考慮四維資源，即功率資源、碼資源、時(shí)隙資源、波束資源。TDD系統(tǒng)中CAC的算法要比FDD系統(tǒng)中CAC算法復(fù)雜。擁塞控制（CC）的比較在FDD系統(tǒng)發(fā)生系統(tǒng)擁塞的情況下，通常 可采取的手段包括，降低內(nèi)換功率控制中的目標(biāo)SIR；降低分組調(diào)度的速率和功率；進(jìn)行向其它小區(qū)的強(qiáng)迫切換。在TDD系統(tǒng)發(fā)生系統(tǒng)擁塞的情況下，采取的手段除包括FDD系統(tǒng)所采取的全部手段外，還包括時(shí)隙調(diào)整、波束調(diào)整。TDD系統(tǒng)對(duì)擁塞控制的處理要比FDD靈活。包調(diào)度（PS）的比較在調(diào)度方式FDD系統(tǒng)包括基于碼分的調(diào)度、基于時(shí)分的調(diào)度、混合調(diào)度。TDD系統(tǒng)中的PS除包含基于碼分的調(diào)度、基于時(shí)分的調(diào)度、還包含基于波束的調(diào)度和基于四維資源的混合調(diào)度。TD-SCDMA系統(tǒng)中DCA算法DCA（Dynamic Channel Allocation）分為慢速DCA和快速DCA。有如下優(yōu)點(diǎn)：（1）能夠限制干擾、最小化信道重用距離，從而高效率地利用有限的無(wú)線資源，提高系統(tǒng)容量利用率。（2）適應(yīng)3G業(yè)務(wù)的需要，尤其是高速率的、上下行不對(duì)稱的網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)和