A1.TD-SCDMA技術(shù)及其約束(蘇2011.04.29)

TD-SCDMA技術(shù)及其約束京信通信系統(tǒng)（中國(guó)）有限公司2011.041參加TD-SCDMARITT試驗(yàn)

TD-SCDMA基站

TD-SCDMA基站（扇區(qū)）兩個(gè)塔放射頻最大發(fā)射功率2W×4X2=16W

PCCPCH＝15dBi（單元天線）+10Lg(2w×8單元天線x2碼道/5碼道)

PDCH＝15dBi+10Lg(2w×8×G智能增益/每時(shí)隙用戶(hù)數(shù))

＝

15dBi+10Lg(2wx8x8/8)Or=15dBi+10Lg(2wx8x3/8)TD-SCDMA基站及天饋系統(tǒng)圖2傳統(tǒng)模式建網(wǎng)面臨問(wèn)題傳統(tǒng)TD-SCDMA宏基站建網(wǎng)模式特點(diǎn)傳統(tǒng)宏基站體積大，重量重，對(duì)工作環(huán)境要求高，需要專(zhuān)用機(jī)房機(jī)房距離天頂一般有一段30米左右距離，TD-SCDMA頻率高，線損大，功率嚴(yán)重浪費(fèi)智能天線及其饋電系統(tǒng)十分復(fù)雜，工程實(shí)施難度大3參加TD-SCDMARITT試驗(yàn)

TD-SCDMA光纖直放站接入采用直接耦合基站信號(hào)方式，信源強(qiáng)度、質(zhì)量能得到保證耦合方式分機(jī)頂耦合和塔頂耦合覆蓋區(qū)TD光纖遠(yuǎn)端機(jī)ANTTD光纖近端機(jī)校準(zhǔn)天線

為了便于工程實(shí)施和維護(hù)，建議采用機(jī)頂耦合方式由于校準(zhǔn)口對(duì)智能天線算法有關(guān)，建議不采用耦合校準(zhǔn)口信號(hào)4TD-SCDMA核心頻段A

TD-SCDMA核心頻段A:2010～2025MHz，每載頻1.6MHz，共有9個(gè)載波信道號(hào)Nt=5*F（2010.0<F<2025.0），每隔200KHz一個(gè)信道號(hào)2010.8MHz2012.4MHz2014.0MHz2015.8MHz2017.4MHz2019.0MHz2020.8MHz2022.4MHz2024.0MHz5智能天線室外安裝實(shí)例參加TD-SCDMARITT試驗(yàn)

智能天線構(gòu)造和原理6定向智能天線參加TD-SCDMARITT試驗(yàn)

智能天線構(gòu)造和原理7平面型定向天線特性:輸出功率每載頻33dBm在120°(3扇區(qū))形成自適應(yīng)波束天線增益(接收和發(fā)射)約15dBi(波束65°,90°)平面型8單元天線陣列8導(dǎo)頻智能天線導(dǎo)頻和BCH覆蓋區(qū)話務(wù)信道覆蓋區(qū)BCCH和導(dǎo)頻信道TD-SCDMA中BCH和導(dǎo)頻信道沒(méi)有波束成型功能話務(wù)信道采用波束成型功能91.TD-SCDMA幀結(jié)構(gòu)TD-SCMDA物理層-幀結(jié)構(gòu)10TD-SCDMA物理層-幀結(jié)構(gòu)1.TD-SCDMA幀結(jié)構(gòu)11用于下行到上行轉(zhuǎn)換的保護(hù)在小區(qū)搜索時(shí)，確保DwPTS可靠接收，防止干擾UL工作在隨機(jī)接入時(shí)，確保UpPTS可以提前發(fā)射，防止干擾DL工作確定基本的基站覆蓋半徑（11.25km）.在公路、鐵路覆蓋中，系統(tǒng)的覆蓋距離將受限GP保護(hù)時(shí)隙的影響，此時(shí)根據(jù)實(shí)際情況需要采用__UpPch

Shiftting______技術(shù)擴(kuò)大系統(tǒng)覆蓋區(qū)。TD-SCMDA幀結(jié)構(gòu)-特殊時(shí)隙GP結(jié)構(gòu)2.特殊時(shí)隙GP結(jié)構(gòu)123.TD-SCDMAsystemformobile(TSM)

空中接口時(shí)隙13物理信道映射過(guò)程例:2Mbps下行分組數(shù)據(jù)物理信道映射過(guò)程注：2Mbps業(yè)務(wù)僅用一些特殊環(huán)境如室內(nèi)表:2Mbps分組數(shù)據(jù)參數(shù)表Transportblocksize傳輸塊大小20480*Bbits(B=0,1)CRC循環(huán)冗余校驗(yàn)24bitsCoding編碼noTTI傳輸時(shí)間間隔10msMidamble中間碼144chipsCodesandtimeslots碼與時(shí)隙SF=11codesx5timeslots/1碼5時(shí)隙TFCI傳輸格式組合指示24bitsL1controlsignals第1層控制信令6bits14352×log28子幀分割速率匹配第2次交織物理信道映射子幀#1子幀#2碼塊級(jí)聯(lián)碼塊分割附加CRC傳輸塊物理信道映射過(guò)程右圖可以看出：對(duì)于2Mbps分組數(shù)據(jù)沒(méi)有進(jìn)行編碼，擴(kuò)頻因子Q（SF1）=1，采用8PSK調(diào)制，M=8（352×log2M=1056，M=8），在一個(gè)子幀中占用了5個(gè)常規(guī)時(shí)隙。153.信道編碼和射頻調(diào)制

TD-SCDMA信號(hào)編碼、擴(kuò)頻、擾碼和射頻調(diào)制（下行）信源傳輸塊CRC編碼卷積Turbo均衡交積速率匹配數(shù)據(jù)調(diào)制QPSK/8PSKDEMUX擴(kuò)頻擴(kuò)頻擾碼擾碼A數(shù)字信號(hào)IQIQTDM及子幀形成A濾波濾波DCADCA∑IQIQSync-DLMidamblef1正交調(diào)制Cos2ωtSin2ωtIQ發(fā)射天線164.各碼字間的對(duì)應(yīng)關(guān)系碼紐關(guān)聯(lián)碼下行導(dǎo)頻碼ID上行導(dǎo)頻碼擾碼ID基本Midamble碼ID碼組100--700112233碼組218--1544556677

……

31248--255124124125125126126127127TD-SCDMA各碼字間的對(duì)應(yīng)關(guān)系表17自相關(guān)作用：用于UE(用戶(hù)）解調(diào)本小區(qū)sync-DL（下行同步）碼的多徑，自相關(guān)為1；互相關(guān)作用：相鄰小區(qū)的sync-DL碼對(duì)本小區(qū)sync-DL碼的干擾為0.5.下行(導(dǎo)頻碼)同步碼sync-DL的相關(guān)性18擾碼的自相關(guān)：本小區(qū)UE（或NodeB）對(duì)于常規(guī)時(shí)隙多徑信號(hào)的解調(diào)自相關(guān)時(shí)應(yīng)為1（0碼片偏移），在+-8（1-15）個(gè)碼片偏內(nèi)相關(guān)結(jié)果為0.25的旁瓣；擾碼的互相關(guān)：相鄰小區(qū)的信號(hào)對(duì)于本小區(qū)信號(hào)干擾，在128個(gè)擾碼中有114個(gè)互相關(guān)為1，因此擾碼的互相關(guān)要慎重規(guī)劃。TD-SCDMA有128個(gè)擾碼,擾碼長(zhǎng)為16個(gè)CHIPS.(比較WCDMA有8192個(gè)擾碼,擾碼長(zhǎng)為38400個(gè)CHIPS,有最佳自相關(guān)和互相關(guān),由此決定WCDMA不需GPS).6.擾碼的相關(guān)性19智能天線智能天線波束賦形，形成方向性波束用戶(hù)跟隨能量集中低旁瓣泄漏智能天線基本概念與原理智能天線是由多根天線陣元組成天線陣列智能天線的原理是通過(guò)調(diào)節(jié)各陣元信號(hào)的加權(quán)幅度和相位來(lái)改變陣列天線的方向圖，從而抑制干擾，提高信干比7.智能天線20智能天線使用智能天線...能量?jī)H指向小區(qū)內(nèi)處于激活狀態(tài)的移動(dòng)終端正在通信的移動(dòng)終端在整個(gè)小區(qū)內(nèi)處于受跟蹤狀態(tài)不使用智能天線...能量分布于整個(gè)小區(qū)內(nèi)所有小區(qū)內(nèi)的移動(dòng)終端均相互干擾，此干擾是CDMA容量限制的主要原因智能天線的優(yōu)勢(shì)減少小區(qū)間和小區(qū)內(nèi)干擾降低多徑干擾等效發(fā)射功率提高提高系統(tǒng)信噪比提高接收靈敏度改進(jìn)了小區(qū)覆蓋（合成波束）增加了容量及小區(qū)覆蓋半徑降低發(fā)射功率，基站成本降低有利于精確定位業(yè)務(wù)7.智能天線21聯(lián)合檢測(cè)8.TD聯(lián)合檢測(cè)傳統(tǒng)的接收技術(shù)是針對(duì)某一用戶(hù)進(jìn)行信號(hào)檢測(cè)而把其他用戶(hù)作為噪聲加以處理，在用戶(hù)數(shù)增多時(shí)，導(dǎo)致了信噪比惡化，系統(tǒng)性能和容量都不如人意。聯(lián)合檢測(cè)技術(shù)是在傳統(tǒng)檢測(cè)技術(shù)的基礎(chǔ)上，充分利用造成多址干擾的所有用戶(hù)信號(hào)及其多徑的先驗(yàn)信息（信號(hào)之間的相關(guān)性時(shí)已知的：如確知的用戶(hù)信道碼，各用戶(hù)的信道估計(jì)），把用戶(hù)信號(hào)的分離當(dāng)作一個(gè)統(tǒng)一的相互關(guān)聯(lián)的聯(lián)合檢測(cè)過(guò)程來(lái)完成，從而具有優(yōu)良的抗干擾性能，降低了系統(tǒng)對(duì)功率控制精度的要求，因此可以更加有效地利用上行鏈路頻譜資源，顯著地提高系統(tǒng)容量，并削弱了“遠(yuǎn)近效應(yīng)”的影響。228.聯(lián)合檢測(cè)JointDetection聯(lián)合檢測(cè)JointDetection:所有信道的信號(hào)被同時(shí)解碼從復(fù)合信號(hào)中減去其他信道的信號(hào)來(lái)獲得每一個(gè)信道的信號(hào)聯(lián)合檢測(cè)可獲得小區(qū)內(nèi)干擾為零233.3聯(lián)合檢測(cè)利用接收到多個(gè)用戶(hù)的信號(hào)，實(shí)現(xiàn)目標(biāo)用戶(hù)信號(hào)的判斷聯(lián)合檢測(cè)優(yōu)勢(shì)抑制ISI(碼間干擾)與MAI（多用戶(hù)干擾）抑制遠(yuǎn)近效應(yīng)，降低功率控制要求

8.TD關(guān)鍵性技術(shù)聯(lián)合檢測(cè)243.4上行同步上行同步基本概念上行同步優(yōu)勢(shì)同一時(shí)隙不同用戶(hù)的信號(hào)同步到達(dá)基站接收機(jī)；充分利用OVSF碼的正交性。最大限度的克服MAI；簡(jiǎn)化基站解調(diào)設(shè)計(jì)方案，降低基站成本。上行同步實(shí)現(xiàn)同步的建立；同步的動(dòng)態(tài)保持；實(shí)時(shí)閉環(huán)同步的精確跟蹤控制。9.上行同步25上行同步通過(guò)精確調(diào)整移動(dòng)臺(tái)發(fā)射的時(shí)間提前量不同移動(dòng)臺(tái)信號(hào)同時(shí)到達(dá)基站保證擴(kuò)頻碼間正交性提高聯(lián)合檢測(cè)性能UplinkDownlinkTimeDistancefromBasestationNearFarTimingAdvancePropagationDelay26接力切換接力切換基本概念與原理接力切換基本定義：接力切換使用上行預(yù)同步技術(shù)，在切換過(guò)程中，UE從原小區(qū)接收下行接力切換原理：利用上行同步技術(shù)，在切換測(cè)量期間，使用上行預(yù)同步的技術(shù)，提前獲取切換后的上行信道發(fā)送時(shí)間、功率信息，從而達(dá)到減少切換時(shí)間，提高切換的成功率、降低切換掉話率的目的。接力切換是TD-SCDMA移動(dòng)通信系統(tǒng)的核心技術(shù)之一。數(shù)據(jù)，向目標(biāo)小區(qū)發(fā)送上行數(shù)據(jù)，即上下行通信鏈路先后轉(zhuǎn)移到目標(biāo)小區(qū)。9.接力切換27接力切換9.接力切換28動(dòng)態(tài)信道分配的基本概念與原理定義：在終端接入和鏈路持續(xù)期間，對(duì)信道進(jìn)行動(dòng)態(tài)分配和調(diào)整。動(dòng)態(tài)信道分配10.TD關(guān)鍵性技術(shù)-DCA29動(dòng)態(tài)信道分配方法動(dòng)態(tài)信道分配頻域DCA

時(shí)域DCA

碼域DCA

空域DCA以上幾種方法全面降低了相應(yīng)的小區(qū)間干擾，從而使頻譜利用率得以?xún)?yōu)化。6MHz16codecanbeusedEachuserareindentifiedbyeachCDMAcodetimeslotdownlinkdownlinkdownlinkuplinktimecodefrequency10.TD動(dòng)態(tài)信道分配DCA30動(dòng)態(tài)信道分配10.TD動(dòng)態(tài)信道分配DCADCA技術(shù)的特點(diǎn)：?能夠高效率地利用有限的無(wú)線資源，提高系統(tǒng)容量；?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(chēng)的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)和多媒體業(yè)務(wù)，保證其服務(wù)質(zhì)量要求（QoS）；?TDD系統(tǒng)的優(yōu)勢(shì)所在：通過(guò)靈活的時(shí)隙分配，進(jìn)行上下行鏈路的轉(zhuǎn)換，更有利于支持不對(duì)稱(chēng)業(yè)務(wù)；?DCA的缺點(diǎn)是DCA算法相對(duì)于固定信道分配來(lái)說(shuō)較為復(fù)雜，系統(tǒng)開(kāi)銷(xiāo)也比較大。31*同頻組網(wǎng)*異頻組網(wǎng)*N頻點(diǎn)同頻組網(wǎng)11.TD系統(tǒng)組網(wǎng)方案32每個(gè)小區(qū)對(duì)應(yīng)一個(gè)絕對(duì)頻點(diǎn)號(hào)單個(gè)扇區(qū)配置多個(gè)載頻后，每個(gè)載頻對(duì)應(yīng)一個(gè)邏輯小區(qū)TS0和特殊時(shí)隙在每個(gè)載頻上分別發(fā)射11.TD系統(tǒng)組網(wǎng)方案33優(yōu)點(diǎn)--最高的頻譜利用率--不必進(jìn)行頻率規(guī)劃缺點(diǎn)--輕微的小區(qū)呼吸效應(yīng)(相鄰小區(qū)干擾引起)--鏈路預(yù)算在小區(qū)干擾余量上需要考慮1~1.5dB鄰區(qū)干擾余量--每小區(qū)每載頻負(fù)荷量相應(yīng)減小--輕微呼吸效應(yīng)造成小區(qū)半徑一定程度收縮--需要做更多的網(wǎng)規(guī)網(wǎng)優(yōu)工作在15M帶寬內(nèi)可支持的最大配置是S9/9/9F1,2,3F1,2,3F1,2,3TD同頻組網(wǎng)34優(yōu)點(diǎn)--每小區(qū)每載頻支持更高的負(fù)荷--由于沒(méi)有同頻干擾,小區(qū)覆蓋會(huì)更好--網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃和優(yōu)化更加容易缺點(diǎn)--最低的頻譜利用率--需要進(jìn)行頻率規(guī)劃在15M帶寬內(nèi)可支持的最大配置是S3/3/3F4,5,6F7,8,9F1,2,3TD異頻組網(wǎng)35僅在小區(qū)/扇區(qū)的一個(gè)載頻上發(fā)送DwPTS和廣播信息承載P-CCPCH的載頻稱(chēng)為主載頻，其余載頻稱(chēng)為輔