TD網(wǎng)優(yōu)手冊(cè)之一-基礎(chǔ)知識(shí)篇49

TD-SCDMA網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化用戶手冊(cè)系列之一

TD-SCDMA基礎(chǔ)知識(shí)篇

中興通訊股份有限公司

ZTECORPORATION

TD-SCDMA基礎(chǔ)知識(shí)篇

目錄

1TD-SCDMA基本原理1-6

1.1TD-SCDMA標(biāo)準(zhǔn)發(fā)展及演進(jìn)1-6

1.23G工作頻段規(guī)劃1-10

1.3TD-SCDMA關(guān)鍵技術(shù)1-11

1.3.1智能天線1-11

1.3.2聯(lián)合檢測(cè)1-16

1.3.3上行同步1-20

1.3.4動(dòng)態(tài)信道分配1-20

1.4TD-SCDMA無(wú)線資源管理1-21

1.4.1功率控制1-21

1.4.2切換1-23

1.4.3負(fù)荷控制1-29

1.5TD-SCDMA系統(tǒng)熱點(diǎn)問(wèn)題L31

1.5.1移動(dòng)速度與覆蓋問(wèn)題1-31

1.5.2N頻點(diǎn)技術(shù)問(wèn)題1-33

1.5.3UpPCHShifting技術(shù)問(wèn)題1-36

1.5.4TD-SCDMA擾碼規(guī)劃問(wèn)題1-39

1.5.5系統(tǒng)共存干擾問(wèn)題1-40

2TD-SCDMA網(wǎng)絡(luò)（N頻點(diǎn)）2-50

2.1TD-SCDMA網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)模型2-50

2.2UTRAN接口協(xié)議2-50

2.2.1Uu接口2-51

2.2.2lu接口2-56

2.2.3lub接口2-58

2.2.4lur接口2-66

2.3TD-SCDMA空中接口（N頻點(diǎn)）2-70

2.3.1概述2-70

2.3.2物理層（L1）2-71

2.3.3媒體接入控制層（MAC）2-79

2.3.4無(wú)線鏈路控制層（RLC）2-81

2.3.5無(wú)線資源控制層（RRC）2-83

3多載波HSDPA基本原理與關(guān)鍵技術(shù)3-86

3.1HSDPA技術(shù)概述3-86

3.1.1自適應(yīng)調(diào)制和編碼技術(shù)（AMC）3-87

3.1.2混合自動(dòng)重傳請(qǐng)求技術(shù)（HARQ）3-87

3.1.3基于NodeB的快速調(diào)度3-88

3.2HSDPA技術(shù)在TD-SCDMA系統(tǒng)中的引入3-88

3.2.1多載波HSDPA技術(shù)原理3-88

3.2.2多載波HSDPA對(duì)協(xié)議的影響3-93

43GPP/CCSA規(guī)范下載4-119

4.13Gpp規(guī)范下載4-119

4.2CCSA規(guī)范下載1

5軟件與工具下載3

6縮略語(yǔ)4

圖目錄

圖1TD-SCDMA標(biāo)準(zhǔn)演進(jìn)趨勢(shì)1-6

圖2中國(guó)3G頻譜分配圖1-11

圖3智能天線結(jié)構(gòu)示意圖1-12

圖4智能天線陣元波束接收1-12

圖5TDD方式更能體現(xiàn)智能天線的優(yōu)勢(shì)1-13

圖6TD-SCDMA全向碼道和賦形碼道1-15

圖7波束賦形示意1-16

圖8聯(lián)合檢測(cè)原理示意1-17

圖9TD-SCDMA突發(fā)結(jié)構(gòu)中的Midamble1-17

圖10Midamble的發(fā)送模型1-18

圖11相干解調(diào)示意圖1-18

圖12智能天線和聯(lián)合檢測(cè)技術(shù)流程示意圖1-19

圖13網(wǎng)絡(luò)側(cè)切換判決流程1-25

圖14接力切換主流程1-27

圖15硬切換流程示意圖1-29

圖16最大覆蓋半徑接入分析1-32

圖17TD-SCDMA幀結(jié)構(gòu)1-36

圖18傳播延遲后的下行導(dǎo)頻信號(hào)對(duì)上行同步的干擾1-37

圖19干擾仿真結(jié)果1-37

圖20同頻組網(wǎng)時(shí)室外站的干擾情況1-38

圖21UpPCHShifting方案1-39

圖22TD-SCDMA和PHS鄰頻共存示意圖1-43

圖23TD-SCDMA非扇區(qū)化網(wǎng)絡(luò)模型1-44

圖24TD-SCDMA扇區(qū)化網(wǎng)絡(luò)模型1-44

圖25PHS系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)模型1-45

圖26鄰頻干擾共存示意圖1-46

圖27非扇區(qū)化天線模型1-47

圖28扇區(qū)化天線模型1-47

圖29TD-SCDMA網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)2-50

圖30TD-SCDMA網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)2-51

圖31Uu接口的協(xié)議體系結(jié)構(gòu)2-51

圖32空閑模式下的狀態(tài)及狀態(tài)轉(zhuǎn)移2-54

圖33RRC建立連接過(guò)程的信令流過(guò)程2-56

圖34lu接口示意圖2-57

圖35lub接口協(xié)議框架2-60

圖36傳輸網(wǎng)絡(luò)層控制面協(xié)議2-64

圖37支持NBAP信令的協(xié)議棧結(jié)構(gòu)2-65

圖38lur接口協(xié)議框架2-67

圖39物理層各層關(guān)系框架2-71

圖40TD-SCDMA物理信道結(jié)構(gòu)2-72

圖41上、下行鏈路傳輸信道編碼與復(fù)用結(jié)構(gòu)2-77

圖42TD-SCDMA系統(tǒng)擴(kuò)頻調(diào)制框圖（QPSK調(diào)制）2-78

圖43復(fù)值碼片序列的脈沖成形2-78

圖44MAC-b實(shí)體示意圖2-80

圖45MAC-c/sh實(shí)體示意圖2-81

圖46MAC-d實(shí)體示意圖2-81

圖47RLC協(xié)議結(jié)構(gòu)2-82

圖48RRC協(xié)議結(jié)構(gòu)2-84

圖49RRC協(xié)議結(jié)構(gòu)2-85

圖50HSDPA功能示意圖3-86

圖51多載波HSDPA技術(shù)方案UTRAN側(cè)處理框圖3-89

圖52多載波HSDPA中HS-DSCH編碼處理框圖3-90

圖53多載波HSDPA技術(shù)方案UE側(cè)處理框圖3-91

圖54單-單方式示意圖3-92

圖55多-多方式示意圖3-93

圖56具有MACc/sh的HSDPA協(xié)議結(jié)構(gòu)3-94

圖57不具有MACc/sh的HSDPA協(xié)議結(jié)構(gòu)3-94

圖58單載波HSDPA的MAC-hsPDU結(jié)構(gòu)圖3-96

圖59多載波HSDPA的MAC-hsPDU結(jié)構(gòu)圖3-96

1TD-SCDMA基本原理

i.iTD-SCDMA標(biāo)準(zhǔn)發(fā)展及演進(jìn)

圖1TD-SCDMA標(biāo)準(zhǔn)演進(jìn)趨勢(shì)

移動(dòng)通信的發(fā)展始于20世紀(jì)20年代在軍事及某些特殊領(lǐng)域的使用，40年代才逐步向民用擴(kuò)

展，而最近10多年來(lái)才是移動(dòng)通信真正蓬勃發(fā)展的時(shí)期，其發(fā)展過(guò)程大致可分為三個(gè)階段：

第一代模擬移動(dòng)通信系統(tǒng)始于80年代，到90年代出現(xiàn)了第二代數(shù)字移動(dòng)通信系統(tǒng)(2G)。第

二代移動(dòng)通信系統(tǒng)包括GSM、IS95等多個(gè)標(biāo)準(zhǔn)，其應(yīng)用以話音業(yè)務(wù)為主，主要提供低速率以電

路型為主的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)。第三代移動(dòng)通信技術(shù)(3G,ThirdGeneration)的理論研究、技術(shù)開(kāi)發(fā)和

標(biāo)準(zhǔn)制定工作起始于80年代中期，國(guó)際電信聯(lián)盟(ITU)從1985年開(kāi)始研究未來(lái)公眾陸地移動(dòng)

通信系統(tǒng)(FPLMTS),后更名為國(guó)際移動(dòng)通信2000(IMT2000)?歐洲電信標(biāo)準(zhǔn)協(xié)會(huì)(ETSI)

從1987年開(kāi)始對(duì)此進(jìn)行研究，并將該系統(tǒng)稱(chēng)為通用移動(dòng)通信系統(tǒng)(UMTS)。

目前，第三代移動(dòng)通信系統(tǒng)的框架已確定，將以衛(wèi)星移動(dòng)通信網(wǎng)與地面移動(dòng)通信網(wǎng)相結(jié)合，形成

一個(gè)對(duì)全球無(wú)縫覆蓋的立體通信網(wǎng)絡(luò)，滿足城市和偏遠(yuǎn)地區(qū)不同密度用戶的通信需求，支持話

音、數(shù)據(jù)和多媒體業(yè)務(wù)，實(shí)現(xiàn)人類(lèi)個(gè)人通信的理想。ITU對(duì)第三代陸地移動(dòng)通信系統(tǒng)的基本要求

是：

。業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)速率:

,室內(nèi)：2Mbps；

,手持機(jī)：384kbps；

/高速移動(dòng)：FDD方式一144kbps,移動(dòng)速度達(dá)到500km/h；

TDD方式一144kbps,移動(dòng)速度達(dá)到120km/h；

令業(yè)務(wù)質(zhì)量：數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的誤碼率不超過(guò)10-3或10-6(根據(jù)具體業(yè)務(wù)要求)，并可提供高速數(shù)

據(jù)、低速圖象、電視圖象等數(shù)據(jù)傳輸業(yè)務(wù)；

令兼容性：具有全球范圍設(shè)計(jì)的高度兼容性，IMT2000業(yè)務(wù)應(yīng)與固定網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)，無(wú)線接口具

有高度的兼容性；

。全球無(wú)縫覆蓋：移動(dòng)終端可以連接地面網(wǎng)和衛(wèi)星網(wǎng)，使用方便；

。移動(dòng)終端：體積小、重量輕、具有全球漫游功能；

。頻率范圍：1992年WRC-92確定了IMT2000的核心頻段，上行頻段一1885~2025MHz；

下行頻段—2110~2200MHz(共230MHz),其中1980~2010MHz和2170~2200MHz用

于衛(wèi)星移動(dòng)通信業(yè)務(wù)。2000年5月WRC通過(guò)了IMT2000的擴(kuò)展頻譜規(guī)劃

(806~969MHz,1710~1885MHz,2500~2690MHz)。

1999年11月召開(kāi)的國(guó)際電聯(lián)芬蘭會(huì)議確定了第三代移動(dòng)通信無(wú)線接口技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，并于2000年

5月舉行的ITU-R2000年全會(huì)上最終批準(zhǔn)通過(guò)，此標(biāo)準(zhǔn)包括碼分多址(CDMA)和時(shí)分多址

(TDMA)兩大類(lèi)五利?技術(shù)。它們分另IJ是：WCDMA、CDMA2000.CDMATDD、UWC-136和EP-

DECT(,其中，前三種基于CDMA技術(shù)的為目前所公認(rèn)的主流技術(shù)，它又分成頻分雙工(FDD)

和時(shí)分雙工(TDD)兩種方式。TD-SCDMA1CDMATDD

WCDMA最早由歐洲和日本提出，其核心網(wǎng)基于演進(jìn)的GSM/GPRS網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，空中接口采用直接

序列擴(kuò)頻的寬帶CDMAo目前，這種方式得到歐洲、北美、亞太地區(qū)各GSM運(yùn)營(yíng)商和日本、韓

國(guó)多數(shù)運(yùn)營(yíng)商的廣泛支持，是第三代移動(dòng)通信中最具競(jìng)爭(zhēng)力的技術(shù)之一。3GppWCDMA技術(shù)的

標(biāo)準(zhǔn)化工作十分規(guī)范，目前全球3GPPR99標(biāo)準(zhǔn)的商用化程度最高，全球絕大多數(shù)3G試驗(yàn)系統(tǒng)

和設(shè)備研發(fā)都基于該技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范。今后3GppR99的發(fā)展方向?qū)⑹腔谌獻(xiàn)P方式的的網(wǎng)絡(luò)架

構(gòu)，并將演進(jìn)為R4、R5兩個(gè)階段的序列標(biāo)準(zhǔn)。2001年3月的第一個(gè)R4版本初步確定了未來(lái)發(fā)

展的框架，部分功能進(jìn)一步增強(qiáng)，并啟動(dòng)部分全I(xiàn)P演進(jìn)內(nèi)容。R5為全I(xiàn)P方式的第一個(gè)版本，

其核心網(wǎng)的傳輸、控制和業(yè)務(wù)分離，IP化將從核心網(wǎng)(CN)逐步延伸到無(wú)線接入部分(RAN)

和終端(UE)。

CDMA2000由北美最早提出，其核心網(wǎng)采用演進(jìn)的IS-95CDMA核心網(wǎng)(ANSI-41),能與現(xiàn)有

的IS-95CDMA向后兼容。CDMA技術(shù)得到IS-95CDMA運(yùn)營(yíng)商的支持，主要分布在北美和亞太

地區(qū)。其無(wú)線單載波CDMA2000lx采用與IS-95相同的帶寬，容量提高了一倍，第一階段支持

144kbps業(yè)務(wù)速率，第二階段支持614kbps,3Gpp2已完成這部分的標(biāo)準(zhǔn)化工作。目前增強(qiáng)型單

載波CDMA2000lxEV在技術(shù)發(fā)展中較受重視，極具商用潛力。

CDMATDD包括歐洲的UTRANTDD和我國(guó)提出的TD-SCDMA技術(shù)。在IMT2000中，TDD擁有

自己獨(dú)立的頻譜（1785~1805MHz）,并部分采用了智能天線或上行同步技術(shù)，適合高速、不對(duì)

稱(chēng)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)。2001年3月，3Gpp通過(guò)R4版本，由我國(guó)提出的TD-SCDMA被接納為正式標(biāo)準(zhǔn)，

目前產(chǎn)業(yè)態(tài)勢(shì)良好，極具發(fā)展?jié)摿Α?/p>

當(dāng)前，TD-SCDMA標(biāo)準(zhǔn)在國(guó)內(nèi)CCSA己經(jīng)完成第一版（N頻點(diǎn)）TD-SCDMA通信行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)

（23項(xiàng)）的正式發(fā)布工作（2006年初），主要涉及無(wú)線接口、lu接口、lub接口、lur接口（暫

未制訂）、無(wú)線接入網(wǎng)、終端等技術(shù)規(guī)范等領(lǐng)域，這些規(guī)范均以3GppR4（2003/03）版本為

技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)參考文件。

一、《2GHzTD-SCDMA數(shù)字蜂窩移動(dòng)通信網(wǎng)無(wú)線接入網(wǎng)絡(luò)設(shè)備技術(shù)要求》YD/T1365-

2006；

二、《2GHzTD-SCDMA數(shù)字蜂窩移動(dòng)通信網(wǎng)無(wú)線接入網(wǎng)絡(luò)設(shè)備測(cè)試方法》YD/T1366-2006

三、《2GHzTD-SCDMA數(shù)字蜂窩移動(dòng)通信網(wǎng)終端設(shè)備技術(shù)要求》YD/T1367-2006

四、《2GHzTD-SCDMA數(shù)字蜂窩移動(dòng)通信網(wǎng)終端設(shè)備測(cè)試方法第一部分：基本功能、業(yè)務(wù)和

性能測(cè)試》YD/T1368.1-2006

五、《2GHzTD-SCDMA數(shù)字蜂窩移動(dòng)通信網(wǎng)終端設(shè)備測(cè)試方法第二部分：網(wǎng)絡(luò)兼容性測(cè)試》

YD61368.2-2006

六、《2GHzTD-SCDMA數(shù)字蜂窩移動(dòng)通信網(wǎng)lub接口技術(shù)要求第一部分：總則》YD/T

1369.1-2006

七、《2GHzTD-SCDMA數(shù)字蜂窩移動(dòng)通信網(wǎng)lub接口技術(shù)要求第二部分：層一》YD/T

1369.2-2006

八、《2GHzTD-SCDMA數(shù)字蜂窩移動(dòng)通信網(wǎng)lub接口技術(shù)要求第三部分：信令傳輸》YD/T

1369.3-2006

九、《2GHzTD-SCDMA數(shù)字蜂窩移動(dòng)通信網(wǎng)lub接口技術(shù)要求第四部分：NBAP信令》YD/T

1369.4-2006

十、《2GHzTD-SCDMA數(shù)字蜂窩移動(dòng)通信網(wǎng)lub接口技術(shù)要求第五部分：公共傳輸信道數(shù)據(jù)

流的數(shù)據(jù)傳輸和傳輸信令》YD/T1369.5-2006

十一、《2GHzTD-SCDMA數(shù)字蜂窩移動(dòng)通信網(wǎng)lub接口技術(shù)要求第六部分：公共傳輸信道數(shù)

據(jù)流的用戶平面協(xié)議》YD/T136962006

十二、《2GHzTD-SCDMA數(shù)字蜂窩移動(dòng)通信網(wǎng)lub接口技術(shù)要求第七部分：專(zhuān)用傳輸信道數(shù)

據(jù)流的數(shù)據(jù)傳輸和傳輸信令》YD/T1369.7-2006

十三、《2GHzTD-SCDMA數(shù)字蜂窩移動(dòng)通信網(wǎng)lub接口技術(shù)要求第八部分：專(zhuān)用傳輸信道數(shù)

據(jù)流的用戶平面協(xié)議》YD/T1369.8-2006

十四、《2GHzTD-SCDMA數(shù)字蜂窩移動(dòng)通信網(wǎng)lub接口測(cè)試方法》YD/T1370-2006

十五、《2GHzTD-SCDMA數(shù)字蜂窩移動(dòng)通信網(wǎng)Uu接口物理層技術(shù)要求第一部分：總則》

YD/T1371.1-2006

十六、《2GHzTD-SCDMA數(shù)字蜂窩移動(dòng)通信網(wǎng)Uu接口物理層技術(shù)要求第二部分：物理信道

和傳輸信道到物理信道的映射》丫D/T1371.2-2006

十七、《2GHzTD-SCDMA數(shù)字蜂窩移動(dòng)通信網(wǎng)Uu接口物理層技術(shù)要求第三部分：復(fù)用和信

道編碼》YD/T1371.3-2006

十八、《2GHzTD-SCDMA數(shù)字蜂窩移動(dòng)通信網(wǎng)Uu接口物理層技術(shù)要求第四部分：擴(kuò)頻和調(diào)

制》YD/T1371.4-2006

十九、《2GHzTD-SCDMA數(shù)字蜂窩移動(dòng)通信網(wǎng)Uu接口物理層技術(shù)要求第五部分：物理層過(guò)

程》YD/T1371.5-2006

二十、《2GHzTD-SCDMA數(shù)字蜂窩移動(dòng)通信網(wǎng)Uu接口物理層技術(shù)要求第六部分：物理層測(cè)

量》YD/T137162006

二十一、《2GHzTD-SCDMA數(shù)字蜂窩移動(dòng)通信網(wǎng)Uu接口層2技術(shù)要求第一部分：MAC協(xié)

議》YD/T1372.1-2006

二十二、《2GHzTD-SCDMA數(shù)字蜂窩移動(dòng)通信網(wǎng)Uu接口層2技術(shù)要求第二部分：RLC協(xié)

議》YD/T1372.2-2006

二十三、《2GHzTD-SCDMA數(shù)字蜂窩移動(dòng)通信網(wǎng)Uu接口RRC層技術(shù)要求》YD/T1373-

2006

N頻點(diǎn)行標(biāo)主要是在3Gpp標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)上引入了N頻點(diǎn)的概念，N頻點(diǎn)組網(wǎng)可以有效地降低同

頻組網(wǎng)中TS0和DwPTS時(shí)隙間的干擾問(wèn)題。近期，各TD-SCDMA系統(tǒng)、終端廠商結(jié)合前期各

自在研發(fā)及外場(chǎng)測(cè)試過(guò)程中所遇到的一些實(shí)際問(wèn)題（如兼容性、干擾等），重新在TD-SCDMA

產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟標(biāo)準(zhǔn)組內(nèi)部，對(duì)已經(jīng)頒布的第一版行標(biāo)進(jìn)行了小范圍的局部修訂。根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)會(huì)及

TD專(zhuān)家組的意見(jiàn)，計(jì)劃在第二版行標(biāo)制訂完成時(shí)一次性地引入這些修訂內(nèi)容，同時(shí)目前正在進(jìn)

行中的設(shè)備研發(fā)及外場(chǎng)測(cè)試也將提前考慮這些修訂。第一版行標(biāo)所涉及的修訂內(nèi)容主要包括：

（1）RRC版本的兼容性問(wèn)題。由于國(guó)內(nèi)第一版TD行標(biāo)所基于的是3GppTS25.331V490版

本，但之后3GppRRCR4協(xié)議仍有部分修改，直至2005年3月，3Gpp才最終將R4標(biāo)準(zhǔn)定

稿為V4h0版本，隨后的R5協(xié)議的改進(jìn)對(duì)于R4部分的繼承也將只考慮到R4V4h0的情形。然

而，CCSA的TD行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)是在V490基礎(chǔ)上引入N頻點(diǎn)概念后的產(chǎn)物，這樣就造成了3Gpp

RRC協(xié)議后續(xù)的ASN.1修改與N頻點(diǎn)技術(shù)引入的ASN.1修改發(fā)生了沖突。為了解決該沖突，

同時(shí)也為了保持與3Gpp協(xié)議的完全兼容，經(jīng)TD聯(lián)盟內(nèi)所有廠家標(biāo)準(zhǔn)人員的充分討論，決定對(duì)

第一版行標(biāo)RRC協(xié)議的ASN.1部分進(jìn)行修訂，由V490統(tǒng)一升級(jí)到V4h0。版本的修改對(duì)系統(tǒng)

性能不會(huì)帶來(lái)任何影響，但需要系統(tǒng)和終端同時(shí)升級(jí)，升級(jí)后的系統(tǒng)不能兼容升級(jí)前的終端。

（2）同頻異頻測(cè)量問(wèn)題。由于3Gpp的LCRTDD系統(tǒng)是單載波系統(tǒng)，CCSA在引入N頻點(diǎn)概念

之后，由于載波與小區(qū)之間的關(guān)系發(fā)生了變化，使得原先3Gpp中根據(jù)小區(qū)定義的“Intra/

Inter”關(guān)系及其相關(guān)的測(cè)量量與單載波TD-SCDMA系統(tǒng)中的相應(yīng)概念有一定的差異。這樣，需

要在協(xié)議中明確：①N頻點(diǎn)系統(tǒng)中的測(cè)量小區(qū)定義；②測(cè)量過(guò)程中的測(cè)量參照頻率。并由此考

慮測(cè)量控制過(guò)程中相關(guān)控制消息的配置，包括系統(tǒng)信息塊SIB11/12和MeasurementControl消

息的配置及其處理方法。

⑶UpPTSShifting問(wèn)題。由于在外場(chǎng)測(cè)試過(guò)程中，系統(tǒng)廠商發(fā)現(xiàn)TD系統(tǒng)的下行導(dǎo)頻對(duì)上行導(dǎo)

頻將產(chǎn)生嚴(yán)重的干擾，并由此引發(fā)一場(chǎng)關(guān)于如何解決下行對(duì)上行干擾抑制的內(nèi)部討論。其間，各

廠家討論過(guò)DwPTS隔幀發(fā)送、隔4幀發(fā)送、Half-blanking,輔載波接入等方案，但由于這些方

案對(duì)于終端的影響都比較大，考慮到3G牌照發(fā)放在即，外場(chǎng)測(cè)試也不允許標(biāo)準(zhǔn)再做過(guò)大的修

改，最終采納了UpPTSShifting的方案，即UpPCH可配置在上行業(yè)務(wù)時(shí)隙，同時(shí)采用2比特

指示UpPCH位置的方法。信息產(chǎn)業(yè)部要求各廠家在2006年10月底前完成上述協(xié)議修訂的所

有測(cè)試工作。

在TD-SCDMA第二版行標(biāo)制訂方面，CCSA目前正在抓緊制訂和考慮TD-SCDMA標(biāo)準(zhǔn)的演進(jìn)

策略。提供高速的數(shù)據(jù)傳輸能力是下一階段演進(jìn)的關(guān)鍵所在，目前首先考慮的是下行速率的增

強(qiáng)，方法是基于MAC層分流的多載波HSDPA方案。TD-SCDMA第二版行標(biāo)目前處于送審階

段，估計(jì)將于2006年10月完成報(bào)批稿，其現(xiàn)狀如下：

。不斷完善的《多載波HSDPA技術(shù)報(bào)告》；

令多載波HSDPA接口技術(shù)要求的征求意見(jiàn)稿及送審稿：包括《Uu接口技術(shù)要求物理層技術(shù)

規(guī)范》，《TD-SCDMAUu接口層2（HSDPA）技術(shù)要求：MAC》，《TD-SCDMAUu接口

層2（HSDPA）技術(shù)要求：RLC》，，《TD-SCDMAHSDPAUu接口技術(shù)要求層3技術(shù)要

求》，《TD-SCDMAHSDAPlub技術(shù)要求》。

1.23G工作頻段規(guī)劃

2002年10月，國(guó)家信息產(chǎn)業(yè)部下發(fā)文件《關(guān)于第三代公眾移動(dòng)通信系統(tǒng)頻率規(guī)劃問(wèn)題的通知》

（信部無(wú)[2002]479號(hào)）中規(guī)定：主要工作頻段（FDD方式：1920~1980MHz/2110~2170

MHz；TDD方式：1880~1920MHz、2010~2025MHz）。補(bǔ)充工作頻段（FDD方式：1755~

1785MHz/1850~1880MHz；TDD方式：2300~2400MHz,與無(wú)線電定位業(yè)務(wù)共用）。從中

可以看到TDD得到了155MHz的頻段，而FDD（包括WCDMAFDD和CDMA2000）共得到了

2x90MHz的頻段。

1755178518501880192019S02010202521102170220023002400

SatelliteEmptySatellite

FDDTDDi55MHz

圖2中國(guó)3G頻譜分配圖

1.3TD-SCDMA關(guān)鍵技術(shù)

1.3.1智能天線

TD-SCDMA系統(tǒng)工作于TDD方式，其上、下行信道使用同一載頻，可以認(rèn)為同一用戶的上下行

信道是完全對(duì)稱(chēng)的，從而有利于智能天線技術(shù)的使用.

1.3,1.1智能天線原理

智能天線技術(shù)的原理是使一組天線和對(duì)應(yīng)的收發(fā)信機(jī)按照一定的方式排列和激勵(lì)，利用波的干涉

原理可以產(chǎn)生強(qiáng)方向性的輻射方向圖。如果使用數(shù)字信號(hào)處理方法在基帶進(jìn)行處理，使得輻射方

向圖的主瓣自適應(yīng)地指向用戶來(lái)波方向，就能達(dá)到提高信號(hào)的載干比，降低發(fā)射功率，提高系統(tǒng)

覆蓋范圍的目的。

（1）智能天線的陣元通常是按直線等距、圓周或平面等距排列。每個(gè)陣元為全向天線。

⑵當(dāng)移動(dòng)臺(tái)距天線足夠遠(yuǎn)，實(shí)際信號(hào)入射角的均值和方差滿足一定條件時(shí)，可以近似地認(rèn)為信

號(hào)來(lái)自一個(gè)方向。

智能天線子系統(tǒng)主要包括以下組成部分：

①智能天線陣；

②射頻前端模塊（包括線性功率放大器、低噪放和監(jiān)測(cè)控制電路）：③射頻帶通濾波器；

④電纜系統(tǒng)（射頻電纜、控制電纜以及射頻防雷模塊、低頻防雷電路）。

參見(jiàn)下圖，設(shè)以M元直線等距天線陣列為例：（第m個(gè)陣元）

則空域上入射波距離相差為：Ad=m-Ax-cos?

時(shí)域上入射波相位相差為：(2以).Ad?

圖3智能天線結(jié)構(gòu)示意圖

可見(jiàn)，空間上距離的差別導(dǎo)致了各個(gè)陣元上接收信號(hào)相位的不同。經(jīng)過(guò)加權(quán)后陣列輸出端的信號(hào)

為：

M-}M-\-j—mZLvcos^

Z(f)=Zw“M"(r)=A-s(r)-Zw,?e1

/n=0/n=0

其中，/為增益常數(shù)，是復(fù)包絡(luò)信號(hào)，而是陣列的權(quán)因子。

三心5

根據(jù)正弦波的疊加效果，假設(shè)第m個(gè)陣元的加權(quán)因子：w,“=e2，則

2乃

Af-I-j—〃&(cose-cos0o)

z(t)=A?$?)?￡?，o

m=0

選擇不同的中0,將改變波束所對(duì)的角度，所以可以通過(guò)改變權(quán)值來(lái)選擇合適的方向。

下面我們來(lái)研究來(lái)自多個(gè)用戶終端的信號(hào)。此上行信號(hào)是有多址干擾、衰落、多徑傳播和多普勒

頻移等效應(yīng)，并存在其它干擾和白噪聲的。通過(guò)解擴(kuò)和相應(yīng)數(shù)字信號(hào)處理，可以獲得對(duì)每個(gè)碼道

的接收數(shù)據(jù)。如果以Xji(/)表示第i個(gè)接收機(jī)第j碼道的第f個(gè)符號(hào)的數(shù)據(jù)，則在基帶進(jìn)行上行波

束賦形(合成)后，將獲得智能天線的總接收數(shù)據(jù)為：

N

;=1

式中，W為上行波束賦形矩陣，其矩陣元素為w//）。

智能天線的下一步是實(shí)現(xiàn)其下行波束賦形。將向此用戶在第j碼道發(fā)射的第J個(gè)符號(hào)表示為

Yj（/）?而通過(guò)智能天線的下行波束賦形（調(diào)整基站中各個(gè)發(fā)射機(jī)所發(fā)射信號(hào)的幅度和相位），

在第i個(gè)天線陣元所發(fā)射的信號(hào)可表示為：

（=1

其中，u為元素以/）的下行波束賦形矩陣。

顯然，為了獲得最佳接收效果，就必須找到一種好的上行波束成形算法，即求得w矩陣的方法；

而為了讓此用戶獲得最好的信號(hào)，就必須找到一種好的下行波束成形算法，即求U矩陣的方法。

必須說(shuō)明的是，在求此波束賦形矩陣時(shí)，已知的僅僅是天線陣的幾何結(jié)構(gòu)和各接收機(jī)所接收到的

信號(hào)。對(duì)此，學(xué)術(shù)界已作了大量的工作，有多種算法可以采用，其主要限制在基帶處理器的處理

能力和實(shí)時(shí)工作的要求。

在TDD方式工用的系統(tǒng)中，若組成智能天線系統(tǒng)的各射頻收發(fā)信機(jī)是全同的，由于其上下行電波

傳播條件相同，則可以直接將此上行波束賦形矩陣使用于下行，即令：U=Wo

智能天線在FDD方式和TDD方式中的情況對(duì)比：

⑴FDD方式：由于上、下行鏈路信號(hào)傳播的無(wú)線環(huán)境受頻率選擇性衰落影響不相同，所以根據(jù)

上行鏈路計(jì)算得到的權(quán)值不能直接應(yīng)用于下行鏈路。

⑵TDD方式：上、下行鏈路使用相同頻率傳輸信號(hào)，且間隔時(shí)間短，鏈路無(wú)線傳播環(huán)境差異不

大，可以使用相同權(quán)值。

回Downink|—|unused

TDD方式FDD方式

圖5TDD方式更能體現(xiàn)智能天線的優(yōu)勢(shì)

智能天線主要功能

1.提高了基站接收機(jī)的靈敏度

基站所接收到的信號(hào)為來(lái)自各天線單元和收信機(jī)所接收到的信號(hào)之和。如采用最大功率合成算

法，在不計(jì)多徑傳播條件下，則總的接收信號(hào)將增加10lgN（dB）,其中，N為天線單元的數(shù)量。

存在多徑時(shí)，此接收靈敏度的改善將隨多徑傳播條件及上行波束賦形算法而變，其結(jié)果也在

10lgN(dB)上下。

2.提高了基站發(fā)射機(jī)的等效發(fā)射功率

同樣，發(fā)射天線陣在進(jìn)行波束賦形后，該用戶終端所接收到的等效發(fā)射功率可能增加

20lgN(dB)。其中，10lgN(dB)是N個(gè)發(fā)射機(jī)的效果，與波束成形算法無(wú)關(guān)，另外部分將和接收靈

敏度的改善類(lèi)似，隨傳播條件和下行波束賦形算法而變。

3.降低了系統(tǒng)的干擾

基站的接收方向圖形是有方向性的，在接收方向以外的干擾有強(qiáng)的抑制。如果使用最大功率合成

算法，則可能將干擾降低10lgN(dB)。

4.增加了CDMA系統(tǒng)的容量

CDMA系統(tǒng)是一個(gè)自干擾系統(tǒng)，其容量的限制主要來(lái)自本系統(tǒng)的干擾。降低干擾對(duì)CDMA系統(tǒng)極

為重要，它可大大增加系統(tǒng)的容量。在CDMA系統(tǒng)中使用智能天線后，就提供了將所有擴(kuò)頻碼所

提供的資源全部利用的可能性。

5.改進(jìn)了小區(qū)的覆蓋

對(duì)使用普通天線的無(wú)線基站，其小區(qū)的覆蓋完全由天線的輻射方向圖形確定。當(dāng)然，天線的輻射

方向圖形是可能根據(jù)需要而設(shè)計(jì)的。但在現(xiàn)場(chǎng)安裝后除非更換天線，其輻射方向圖形是不可能改

變和很難調(diào)整的。但智能天線的輻射圖形則完全可以用軟件控制，在網(wǎng)絡(luò)覆蓋需要調(diào)整或由于新

的建筑物等原因使原覆蓋改變等情況下，均可能非常簡(jiǎn)單地通過(guò)軟件來(lái)優(yōu)化。

6.降低了無(wú)線基站的成本

在所有無(wú)線基站設(shè)備的成本中，最昂貴的部分是高功率放大器(HPA)。特別是在CDMA系統(tǒng)中

要求使用高線性的HPA,更是其主要部分的成本。智能天線使等效發(fā)射功率增加，在同等覆蓋要

求下，每只功率放大器的輸出可能降低20lgN(dB)。這樣，在智能天線系統(tǒng)中，使用N只低功率

的放大器來(lái)代替單只高功率HPA,可大大降低成本。此外，還帶來(lái)降低對(duì)電源的要求和增加可靠

性等好處。

1.3,1.3智能天線所帶來(lái)的新問(wèn)題

1.全向波束和賦形波束

智能天線的功能主要是由自適應(yīng)的發(fā)射和接收波束賦形來(lái)實(shí)現(xiàn)的。而且，接收和發(fā)射波束賦形是

依據(jù)基站天線幾何結(jié)構(gòu)、系統(tǒng)的要求和所接收到的用戶信號(hào)。在移動(dòng)通信系統(tǒng)中，智能天線對(duì)每

個(gè)用戶的上行信號(hào)均采用賦形波束，提高系統(tǒng)性能是非常直接的。但在用戶沒(méi)有發(fā)射，僅處于接

收狀態(tài)下，又是在基站的覆蓋區(qū)域內(nèi)移動(dòng)時(shí)(空閑狀態(tài))，基站是不可能知道該用戶所處的方

位，只能使用全向波束進(jìn)行發(fā)射。一個(gè)全向覆蓋的基站，其不同碼道的發(fā)射波束是不同的?基站

必須提供全向和定向的賦形波束。

兩種賦形波束

得到小區(qū)覆蓋的全向波束

針對(duì)用戶終端的賦形波束

BCH/DwPTS必須使用全向波束，覆蓋整個(gè)小區(qū)，在幀結(jié)構(gòu)中使

用專(zhuān)門(mén)時(shí)隙

業(yè)務(wù)碼道通常使用賦形波束，只覆蓋個(gè)別用戶

圖6TD-SCDMA全向碼道和賦形碼道

2.智能天線的校準(zhǔn)

在使用智能天線時(shí)，必須具有對(duì)智能天線進(jìn)行實(shí)時(shí)自動(dòng)校準(zhǔn)的技術(shù)。

在TDD系統(tǒng)中使用智能天線時(shí)，是根據(jù)電磁場(chǎng)理論中的互易原理，直接利用上行波束賦形。但對(duì)

實(shí)際無(wú)線基站，每一條通路的無(wú)線收發(fā)信機(jī)不可能是全同的，而且，其性能將隨時(shí)期、工作電平

和環(huán)境條件等因素變化。如果不進(jìn)行實(shí)時(shí)自動(dòng)校準(zhǔn)，則下行波束賦形將受?chē)?yán)重影響。不僅得不到

智能天線的優(yōu)勢(shì)，甚至完全不能通信。

3.智能天線和其它抗干擾技術(shù)的結(jié)合

目前，在智能天線算法的復(fù)雜性和實(shí)時(shí)實(shí)現(xiàn)的可能性之間必須進(jìn)行折中。這樣，實(shí)用的智能天線

算法還不能解決時(shí)延超過(guò)一個(gè)碼片寬度的多徑干擾，也無(wú)法克服高速移動(dòng)多普勒效應(yīng)造成的信道

惡化。在多徑嚴(yán)重的高速移動(dòng)環(huán)境下，必須將智能天線和其它抗干擾的數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)結(jié)合使

用，才可能達(dá)到最佳的效果。這些數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)包括聯(lián)合檢測(cè)(JointDetection),干擾抵

消及Rake接收等。目前，智能天線和聯(lián)合檢測(cè)或干擾抵消的結(jié)合已有實(shí)用的算法。

4.波束賦形的速度問(wèn)題

必須注意的是，由于用戶終端的移動(dòng)性，移動(dòng)通信是一個(gè)時(shí)變的信道，智能天線是由接收信號(hào)來(lái)

對(duì)上下行波束賦形，故要求TDD的周期不能太長(zhǎng)。例如，當(dāng)用戶終端的移動(dòng)速度達(dá)到100km/h

時(shí)，其多普勒頻移接近200Hz,用戶終端在10ms內(nèi)的位置變化達(dá)到28cm,在2GHz頻段已超過(guò)一

個(gè)波長(zhǎng)，對(duì)下行波束賦形將帶來(lái)巨大的誤差。故希望將TDD周期進(jìn)行縮減，以保證智能天線的正

常工作。如果要求此系統(tǒng)的終端能以更高的速度移動(dòng)，貝打DD上下行轉(zhuǎn)換周期還應(yīng)進(jìn)一步縮短。

5.設(shè)備復(fù)雜性的考慮

智能天線的性能顯然將隨天線陣元數(shù)目的增加而增加，但是增加天線陣元的數(shù)量，又將增加系統(tǒng)

的復(fù)雜性。此復(fù)雜性主要是在基帶數(shù)字信號(hào)處理的量將成幾何級(jí)數(shù)遞增?，F(xiàn)在，CDMA系統(tǒng)在向

寬帶方向發(fā)展，碼片速率已經(jīng)很高，基帶處理的復(fù)雜性已對(duì)微電子技術(shù)提出了越來(lái)越高的要求，

這就限制了天線元的數(shù)量不可能太多。按目前的水平，天線元的數(shù)量在6~16之間。

MBpdttam3078C

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1.3.2聯(lián)合檢測(cè)

概述

TD-SCDMA系統(tǒng)是一個(gè)干擾受限系統(tǒng)。系統(tǒng)干擾包括多徑干擾、小區(qū)內(nèi)多用戶干擾和小區(qū)間的干

擾。這些干擾破環(huán)了各個(gè)信道的正交性，降低了CDMA系統(tǒng)的頻譜利用率。

傳統(tǒng)的Rake接收技術(shù)把小區(qū)內(nèi)的多用戶干擾當(dāng)作噪聲處理，而沒(méi)有利用該干擾不同于噪聲干擾

的獨(dú)有特性。而聯(lián)合檢測(cè)技術(shù)將所有用戶都當(dāng)作有用的信號(hào)處理，這樣可以充分利用用戶信號(hào)的

擴(kuò)頻碼、幅度、延遲等信息，從而大幅度降低多徑多址干擾，但存在著復(fù)雜度高和無(wú)法完全解決

多址干擾等問(wèn)題。將智能天線和聯(lián)合檢測(cè)技術(shù)相結(jié)合，可以獲得較為理想的效果。

原理介紹

聯(lián)合檢測(cè)技術(shù)是多用戶檢測(cè)(Multi-userDetection)技術(shù)的一種。CDMA系統(tǒng)中多個(gè)用戶的信號(hào)

在時(shí)域和頻域上是混疊的，接收時(shí)需要在數(shù)字域上用一定的信號(hào)分離方法把各個(gè)用戶的信號(hào)分離

開(kāi)來(lái)。信號(hào)分離的方法大致可以分為單用戶檢測(cè)和多用戶檢測(cè)技術(shù)兩種。

CDMA系統(tǒng)中的主要干擾是同頻干擾，它可以分為兩部分，一種是小區(qū)內(nèi)部干擾，指的是同小區(qū)

內(nèi)部其他用戶信號(hào)造成的干擾，又稱(chēng)多址干擾；另一種是小區(qū)間干擾，指的是其他同頻小區(qū)信號(hào)

造成的干擾，這部分干擾可以通過(guò)合理的小區(qū)配置來(lái)減小其影響。

傳統(tǒng)的CDMA系統(tǒng)信號(hào)分離方法是把多址干擾(MAI)看作熱噪聲一樣的干擾，導(dǎo)致信噪比嚴(yán)重

惡化，系統(tǒng)容量也隨之下降。這種將單個(gè)用戶的信號(hào)分離看作是各自獨(dú)立的過(guò)程的信號(hào)分離技術(shù)

稱(chēng)為單用戶檢測(cè)(Single-userDetection)。

IS-95等第二代CDMA系統(tǒng)實(shí)際容量遠(yuǎn)小于設(shè)計(jì)碼道數(shù)，就是因?yàn)槭褂昧藛斡脩魴z測(cè)技術(shù)。實(shí)際

上，由于MAI中包含許多先驗(yàn)的信息，如確知的用戶信道碼，各用戶的信道估計(jì)等等，因此

MAI不應(yīng)該被當(dāng)作噪聲處理，它可以被利用起來(lái)以提高信號(hào)分離方法的準(zhǔn)確性。這樣充分利用

MAI中的先驗(yàn)信息而將所有用戶信號(hào)的分離看作一個(gè)統(tǒng)一的過(guò)程的信號(hào)分離方法稱(chēng)為多用戶檢測(cè)

技術(shù)(MD)。根據(jù)對(duì)MAI處理方法的不同，多用戶檢測(cè)技術(shù)可以分為干擾抵消(Interference

Cancellation)和聯(lián)合檢測(cè)(JointDetection)兩種。其中聯(lián)合檢測(cè)技術(shù)是目前第三代移動(dòng)通信技

術(shù)中的熱點(diǎn)，它指的是充分利用MAI,一步之內(nèi)將所有用戶的信號(hào)都分離開(kāi)來(lái)的一種信號(hào)分離技

術(shù)。而干擾抵消技術(shù)的基本思想是判決反饋，它首先從總的接收信號(hào)中判決出其中部分的數(shù)據(jù)，

根據(jù)數(shù)據(jù)和用戶擴(kuò)頻碼重構(gòu)出數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)的信號(hào)，再?gòu)目偨邮招盘?hào)中減去重構(gòu)信號(hào)，如此循環(huán)迭

代。我們知道，一個(gè)CDMA系統(tǒng)的離散模型可以用下式來(lái)表示：

e=Ad+n

其中，d是發(fā)射的數(shù)據(jù)符號(hào)序列，e是接收的數(shù)據(jù)序列，n是噪聲，A是與擴(kuò)頻碼c和信道脈沖響應(yīng)

h有關(guān)的矩陣。

只要接收端知道A（擴(kuò)頻碼c和信道脈沖響應(yīng)h）,就可以估計(jì)出符號(hào)序列》。

擴(kuò)頻碼C已知；

信道脈沖響應(yīng)h可以利用突發(fā)結(jié)構(gòu)中的訓(xùn)練序列midamble求解出。

DataMidambleDataGPDataMidambleDataGP

圖9TD-SCDMA突發(fā)結(jié)構(gòu)中的Midamble

在TD-SCDMA系統(tǒng)中，幀結(jié)構(gòu)中設(shè)置了用來(lái)進(jìn)行信道估計(jì)的訓(xùn)練序列Midamble,根據(jù)接收到的

訓(xùn)練序列部分信號(hào)和我們已知的訓(xùn)練序列就可以估算出信道沖激響應(yīng)，而擴(kuò)頻碼也是確知的，那

么我們就可以達(dá)到估計(jì)用戶原始信號(hào)的目的。聯(lián)合檢測(cè)算法的具體實(shí)現(xiàn)方法有多種，大致分為非

線性算法、線性算法和判決反饋算法等三大類(lèi)。根據(jù)目前的情況，在TD-SCDMA系統(tǒng)中，采用了

線性算法的一種，即迫零線性塊均衡（Zero-ForcingBlockLinearEqualizer,ZF-BLE）法。

在TD-SCDMA系統(tǒng)中，訓(xùn)練序列Midamble是用來(lái)區(qū)分相同小區(qū)、相同時(shí)隙內(nèi)的不同用戶的。在

同一小區(qū)的同一時(shí)隙內(nèi)所有用戶具有相同的Midamble碼本（基本序列），不同用戶的Midamble

序列只是碼本的不同移位。在TD-SCDMA技術(shù)規(guī)范中，共有長(zhǎng)度為128位的Midamble碼128個(gè)。

訓(xùn)練序列Midamble安排在每個(gè)突發(fā)的正中位置，長(zhǎng)度為144chips。之所以將Midamble安排在每

個(gè)突發(fā)的正中位置，是出于對(duì)可靠信道估計(jì)的考慮。可以認(rèn)為在整個(gè)突發(fā)的傳輸過(guò)程中，尤其是

在慢變信道中，信道所受到的畸變是基本相同的。所以，對(duì)位于突發(fā)正中的Midamble進(jìn)行信道

估計(jì)相當(dāng)于是對(duì)整個(gè)突發(fā)信道變化進(jìn)行了一次均值，從而能可靠地消除信道畸變對(duì)整個(gè)突發(fā)的影

響。

當(dāng)信號(hào)在移動(dòng)信道中傳輸時(shí)會(huì)發(fā)生信號(hào)幅度的哀落和信號(hào)相位的畸變。移動(dòng)信道中某個(gè)用戶加勺

等效低通信道脈沖響應(yīng)可以表示為：

%⑴=另外式印加,"3"-,其中，/為信道的多徑數(shù)；豕為瑞利分布的幅度衰落，它對(duì)

/=0

于每條徑來(lái)說(shuō)是獨(dú)立分布的；表示信道的相位畸變，服從［0,2兀］間的均勻分布；兀為擴(kuò)頻

碼的碼片寬度。

突發(fā)

用戶數(shù)據(jù)

圖10Midamble的發(fā)送模型

其中，頗〃)(n=l,2,/V)表示用戶碓用的Midamble碼，長(zhǎng)度為〃餌？表示等效低通信道

脈沖響應(yīng)；表示系統(tǒng)中引入的多址干擾和熱噪聲；5(。為發(fā)送信號(hào)；為經(jīng)過(guò)信道后的接收

端信號(hào)。

用戶

接收

數(shù)據(jù)

圖11相干解調(diào)示意圖

相干信道估計(jì)，是指用序列相干解調(diào)的方法來(lái)估計(jì)信道響應(yīng)。也就是說(shuō)，在發(fā)送數(shù)據(jù)的同時(shí)發(fā)送

一個(gè)事先設(shè)定的輔助序列。當(dāng)在接收端收到數(shù)據(jù)的同時(shí)，也收到了經(jīng)過(guò)相同信道衰落的輔助序

列。于是，可以根據(jù)已知的發(fā)送輔助序列和接收輔助序列估測(cè)出信道的幅度和相位的變化，從而

可利用它來(lái)解調(diào)接收數(shù)據(jù)并抵消信道中產(chǎn)生的畸變。假設(shè)接收到的訓(xùn)練序列為網(wǎng)〃)，本地訓(xùn)練

序列為Mo(〃)，通過(guò)作積分相關(guān)可得信道估計(jì)值

4=IJ(〃)/()(〃)成=，j\MM(")4(〃)e洶⑺.如(〃)dn=電解

WoN0

由上式可以看出，最終的信道估計(jì)值是對(duì)整個(gè)訓(xùn)練序列信道響應(yīng)的一個(gè)均值，而且由于訓(xùn)練序列

在整個(gè)突發(fā)中所處的特殊位置，完全可以認(rèn)為信道估計(jì)值就是整個(gè)突發(fā)信道響應(yīng)的均值。尤其是

在慢速變化的信道中，該均值完全能夠可靠地消除信道畸變，從而解調(diào)出用戶數(shù)據(jù)。

設(shè)原始數(shù)據(jù)為《(。，解調(diào)前的用戶接收數(shù)據(jù)為成少解調(diào)后的用戶數(shù)據(jù)為式。，則有：

d(。=d⑺必)*=卜0?)4⑺e悶叼伍/瓦)*=d°Q)L(癡Je*"瓦]

2

由于在慢變衰落信道中，ak(0?,0k(t)?0k＞所以，d(t)?J0(/)(?A)?

若在快變衰落信道中，式《⑺?ak和“S-瓦并不一定成立，故有：

d(r)adoQ)[a?Q)Z|.朋⑺,式中為信道估計(jì)誤差，它將直接影響到數(shù)據(jù)解調(diào)的準(zhǔn)確

度。如果由于e"4⑺誤差導(dǎo)致信號(hào)星座空間旋轉(zhuǎn)后發(fā)生交疊，則必將發(fā)生誤判。當(dāng)因此產(chǎn)生的誤

碼超出了信道編碼和交織的糾錯(cuò)能力，那么這種信道估計(jì)方法就不再適于當(dāng)前的快變衰落信道

了，必須有更準(zhǔn)確、更可靠的信道估計(jì)方法，例如用于多用戶檢測(cè)的聯(lián)合信道估計(jì)與檢測(cè)方法

等，所有這些均是以復(fù)雜性和成本的提高為代價(jià)的。

理論上來(lái)說(shuō)，聯(lián)合檢測(cè)技術(shù)可以完全消除MAI的影響，但在實(shí)際應(yīng)用中，聯(lián)合檢測(cè)技術(shù)會(huì)遇到以

下問(wèn)題：

⑴對(duì)小區(qū)間干擾沒(méi)有解決辦法；

⑵信道估計(jì)的不準(zhǔn)確將影響到干擾消除的準(zhǔn)確性；

⑶隨著處理信道數(shù)的增加，算法的復(fù)雜度并非線性增加，實(shí)時(shí)算法難以達(dá)到理論上的性能。

由于以上原因，在TD6CDMA系統(tǒng)中，并沒(méi)有單獨(dú)使用聯(lián)合檢測(cè)技術(shù)，而是采用了聯(lián)合檢測(cè)技術(shù)

和智能天線技術(shù)相結(jié)合的方法。

智能天線和聯(lián)合檢測(cè)兩種技術(shù)相合，不等于將兩者簡(jiǎn)單地相加。TD-SCDMA系統(tǒng)中智能天線技術(shù)

和聯(lián)合檢測(cè)技術(shù)相結(jié)合的方法使得在計(jì)算量未大幅增加的情況下，上行能獲得分集接收的好處，

下行能實(shí)現(xiàn)波束賦形。下圖說(shuō)明了TD-SCDMA系統(tǒng)智能天線和聯(lián)合檢測(cè)技術(shù)相結(jié)合的方法。

天線1

生

成

聯(lián)

總

天線2

合

系

檢

統(tǒng)

測(cè)

矩

陣

A

天線

信道估計(jì)IV

生成賦形參數(shù)A下形賦形

圖12智能天線和聯(lián)合檢測(cè)技術(shù)流程示意圖

小結(jié)

⑴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（EffectiveIsotropicRadiatedPower）。

⑵智能天線所不能解決的問(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)）。

⑶聯(lián)合檢測(cè)：

?基于訓(xùn)練序列的信道估值；

?同時(shí)處理多碼道的干擾抵消。

1.3.3上行同步

在CDMA移動(dòng)通信系統(tǒng)中，下行鏈路總是同步的。一般所說(shuō)的同步CDMA都是指上行同步，即

要求來(lái)自不同距離的不同用戶終端的上行信號(hào)能同步到達(dá)基站。上行同步解決了碼道非正交所帶

來(lái)的干擾問(wèn)題，提高了TD-SCDMA系統(tǒng)的容量和頻譜利用率，簡(jiǎn)化了硬件電路，降低了成本。

1.3.4動(dòng)態(tài)信道分配

頻域DCA：頻域DCA中每一小區(qū)使用多個(gè)無(wú)線信道（頻道）。在給定頻譜范圍內(nèi)，與5MHz的帶

寬相比，TD-SCDMA的1.6MHz帶寬使其具有3倍以上的無(wú)線信道數(shù)（頻道數(shù)）。

時(shí)域DCA：在一個(gè)TD-SCDMA載頻上，使用7個(gè)時(shí)隙減少了每個(gè)時(shí)隙中同時(shí)處于激活狀態(tài)的用

戶數(shù)量。每載頻多時(shí)隙，可以將受干擾最小的時(shí)隙動(dòng)態(tài)分配給處于激活狀態(tài)的用戶。

碼域DCA：在同一個(gè)時(shí)隙中，通過(guò)改變分配的碼道來(lái)避免偶然出現(xiàn)的碼道質(zhì)量惡化。

空域DCA：通過(guò)智能天線，可基于每一用戶進(jìn)行定向空間去耦（降低多址干擾）。

在TD-SCDMA系統(tǒng)中，

-信道（channel）：頻率、時(shí)隙、碼

-RU（resourceunit）：頻率、時(shí)隙、碼

-基本RU（basicRU）：SF=16的RU

DCA與TD-SCDMA其他技術(shù)的融合

TD-SCDMA系統(tǒng)中DCA的方法有如下幾種：

-時(shí)域動(dòng)態(tài)信道分配

因?yàn)門(mén)D-SCDMA系統(tǒng)采用了TDMA技術(shù)，所以通過(guò)選擇接入時(shí)隙來(lái)減小激活用戶之間的干擾。

-頻域動(dòng)態(tài)信道分配

因?yàn)門(mén)D-SCDMA系統(tǒng)中每個(gè)小區(qū)可以有多個(gè)載波（一到三個(gè)），所以把激活用戶分配在不同的

載波上，從而減小小區(qū)內(nèi)用戶之間的干擾。

-空域動(dòng)態(tài)信道分配

因?yàn)門(mén)D-SCDMA系統(tǒng)采用智能天線的技術(shù)，可以通過(guò)用戶定位、波束賦形來(lái)減小小區(qū)內(nèi)用戶之

間的干擾、增加系統(tǒng)容量。

動(dòng)態(tài)信道分配的組成：

-慢速DCA（把資源分配到小區(qū)）

根據(jù)小區(qū)中各個(gè)時(shí)隙當(dāng)前的負(fù)荷情況對(duì)各個(gè)時(shí)隙的優(yōu)先級(jí)進(jìn)行排隊(duì)，為接入控制提供選擇時(shí)隙的

依據(jù)。

—接納控制AC

當(dāng)一個(gè)新的呼叫到來(lái)時(shí)，DCA首先選擇一個(gè)優(yōu)先級(jí)最高的時(shí)隙，能否在該時(shí)隙為新呼叫分配資

源。在選擇時(shí)隙的過(guò)程中，如果沒(méi)有單獨(dú)的時(shí)隙能夠提供新呼叫所需要的資源，DCA將試圖進(jìn)

行資源整合，從而為新呼叫騰出一定的資源（包括碼資源、功率資源）。

-快速DCA（為業(yè)務(wù)分配資源）

當(dāng)系統(tǒng)負(fù)荷出現(xiàn)擁塞或鏈路質(zhì)量發(fā)生惡化時(shí)，RRM中的其他模塊（如LCC、RLS）會(huì)觸發(fā)DCA

進(jìn)行信道調(diào)整。它的功能主要是有選擇的把一些用戶從負(fù)荷較重（或鏈路質(zhì)量較差）的時(shí)隙調(diào)

整到負(fù)荷較輕（或鏈路質(zhì)量較好）的時(shí)隙。

1.4TD-SCDMA無(wú)線資源管理

1.4.1功率控制

CDMA系統(tǒng)是一個(gè)干擾受限的系統(tǒng)，必要的功率控制可以有效地限制系統(tǒng)內(nèi)部的干擾水平，從而

降低小區(qū)內(nèi)和小區(qū)間干擾，并降低UE的功耗。

TD-SCDMA中，發(fā)射功率控制（TPC）特性如下所示。

發(fā)射功率控制特性

":目上行下行

可變可變

功率控制速率閉環(huán)：0?200次/s閉環(huán)：0~200次/3

開(kāi)環(huán)：延時(shí)大約20（卜357511s

步長(zhǎng)IdB,2dB,3dB（閉環(huán)）