TDSCDMA無線網(wǎng)絡關(guān)鍵技術(shù)課件

TD-SCDMA

無線網(wǎng)絡關(guān)鍵技術(shù)1概況一點擊此處輸入相關(guān)文本內(nèi)容點擊此處輸入相關(guān)文本內(nèi)容整體概述概況三點擊此處輸入相關(guān)文本內(nèi)容點擊此處輸入相關(guān)文本內(nèi)容概況二點擊此處輸入相關(guān)文本內(nèi)容點擊此處輸入相關(guān)文本內(nèi)容2TD-SCDMA系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)1.TDD時分雙工方式2.聯(lián)合檢測3.智能天線4.軟件無線電5.上行同步6.動態(tài)信道分配7.接力切換8.功率控制3培訓目標學完本課程后，您應該能：1.了解聯(lián)合檢測技術(shù)的設計思想和優(yōu)勢2.列出智能天線技術(shù)給網(wǎng)絡帶來的好處3.知道TD-SCDMA采用上行同步技術(shù)的原因4.了解軟件無線電技術(shù)的設計思想和對網(wǎng)絡運營的益處5.了解基本的無線資源管理算法：信道配置，功率控制，接力切換等算法的原理和效果4目錄1.聯(lián)合檢測（JointDetection）2.智能天線（SmartAntenna）3.上行同步（UplinkSynchronization）4.軟件無線電（SoftDefinedRadio）5.TD-SCDMA無線資源管理5.1動態(tài)信道分配（DynamicChannelAllocation）5.2功率控制（PowerControl）5.3接力切換（BatonHandover）5目錄1.聯(lián)合檢測（JointDetection）2.智能天線（SmartAntenna）3.上行同步（UplinkSynchronization）4.軟件無線電（SoftDefinedRadio）5.TD-SCDMA無線資源管理5.1動態(tài)信道分配（DynamicChannelAllocation）5.2功率控制（PowerControl）5.3接力切換（BatonHandover）6傳統(tǒng)接收機解調(diào)技術(shù)能量頻率ISIMAI熱噪聲能量頻率ISIMAI熱噪聲1.每個用戶的信號“分別”進行擴頻碼匹配處理2.只有在理想正交的情況下，才能完全消除多址干擾的影響CDMA信號在空中傳播傳統(tǒng)接收機解調(diào)7能量頻率ISIMAI熱噪聲能量頻率熱噪聲對多個用戶的信號進行“聯(lián)合”處理，充分利用用戶信號的擴頻碼、幅度、定時、延時等信息，一步解調(diào)出所用用戶的信號。CDMA信號在空中傳播使用聯(lián)合檢測聯(lián)合檢測的設計思想8聯(lián)合檢測的數(shù)學模型K個用戶信道估計AK個用戶聯(lián)合檢測用戶A用戶B用戶K用戶數(shù)據(jù)X接收數(shù)據(jù)A用戶1：e1=a11*x1+a21*x2其中e1、a11、a21已知，求x1用戶2：e2=a12*x1+a22*x2其中e1、a11、a21已知，求x1聯(lián)合求解：{e1=a11*x1+a21*x2e2=a12*x1+a22*x2E=AX，確定性計算9聯(lián)合檢測的信道模型10聯(lián)合檢測的信道估計1.只要接收端知道A（擴頻碼c和信道沖激響應h），就可以估計出符號序列d2.擴頻碼c已知，信道沖激響應h可以利用突發(fā)結(jié)構(gòu)中的訓練序列（Midamble）求解e=Ad+nM*Mhh=M*/M11聯(lián)合檢測算法線性檢測算法

匹配濾波算法MF迫零塊均衡算法ZF-BLE

最小均方誤差塊均衡算法MMSE-BLE非線性檢測算法

迫零反饋算法ZF-DF

最小均方誤差反饋算法MMSE-DF12聯(lián)合檢測的效果減少多址干擾和多徑干擾，提高系統(tǒng)容量提高小區(qū)覆蓋，改善業(yè)務質(zhì)量降低UE的發(fā)射功率，提高待機及通話時間克服CDMA特有的“遠近效應”，降低對功率控制的要求13聯(lián)合檢測技術(shù)的后續(xù)發(fā)展更快加快計算速度，支持更多用戶數(shù)，提高系統(tǒng)容量更準改進算法，支持對同頻小區(qū)間用戶的聯(lián)合檢測，進一步降低干擾改進信道估計方法，盡量避免由于信道估計不準確影響干擾消除效果14目錄1.聯(lián)合檢測（JointDetection）2.智能天線（SmartAntenna）3.上行同步（UplinkSynchronization）4.軟件無線電（SoftDefinedRadio）5.TD-SCDMA無線資源管理5.1動態(tài)信道分配（DynamicChannelAllocation）5.2功率控制（PowerControl）5.3接力切換（BatonHandover）15智能天線的設計思想16智能天線系統(tǒng)的組成天線陣列圓陣或線陣收發(fā)信機一個陣元一套射頻收發(fā)單元智能天線算法合分路器W1PAW1PAW1PAS(t)17智能天線算法基本原理18智能天線的效果對用戶起到空間隔離，消除干擾的作用最大化對期望用戶的能量最小化對其他用戶的干擾陣列天線和賦型算法可以提供15dB以上的增益，從而增加覆蓋范圍，減少站點數(shù)量減少發(fā)射功率，延長移動臺通話和待機時間提高信號接收質(zhì)量，增加系統(tǒng)容量智能天線的發(fā)射增益比接收增益大（仿真結(jié)果大約相差2-3dB），對于下行流量較大的非對稱數(shù)據(jù)業(yè)務非常適合19智能天線的后續(xù)發(fā)展開發(fā)雙極化智能天線，減小天線尺寸和重量采用光纖射頻拉遠單元（RRU），以光纖代替饋線，進一步降低天饋成本20目錄1.聯(lián)合檢測（JointDetection）2.智能天線（SmartAntenna）3.上行同步（UplinkSynchronization）4.軟件無線電（SoftDefinedRadio）5.TD-SCDMA無線資源管理5.1動態(tài)信道分配（DynamicChannelAllocation）5.2功率控制（PowerControl）5.3接力切換（BatonHandover）21上行同步的基本概念22上行同步的目的減小同時隙內(nèi)用戶間的上行多址干擾和多徑干擾，增加小區(qū)容量和小區(qū)半徑

Cch4,0=(1,1,1,1)Cch4,1=(1,1,-1,-1)1,1,-1,-11,1,-1,-1Cch4,2=(1,-1,1,-1)Cch4,3=(1,-1,-1,1)1,-1,-1,11,-1,-1,1使TD-SCDMA具有區(qū)別于cdma2000和WCDMA的專利，具有自主知識產(chǎn)權(quán)SF=4理想無時延延時1chip23上行同步建立終端選擇SYNC-UL,以估算的時間和功率發(fā)送調(diào)整定時和功率，發(fā)送隨機接入請求基站檢測到SYNC-UL，并回送定時和功率調(diào)整發(fā)送隨機接入響應，進行后續(xù)的信令接續(xù)UpPCH(UpPTS)FPACHFRACH(RACH)SCCPCH(FACH)UENodeB24上行同步保持業(yè)務數(shù)據(jù)業(yè)務數(shù)據(jù)MidambleSSGPSSBitsSS命令含義00“Down”減少k/8個同步偏移11“Up”增加k/8個同步偏移01“Donothing”保持不變25目錄1.聯(lián)合檢測（JointDetection）2.智能天線（SmartAntenna）3.上行同步（UplinkSynchronization）4.軟件無線電（SoftDefinedRadio）5.TD-SCDMA無線資源管理5.1動態(tài)信道分配（DynamicChannelAllocation）5.2功率控制（PowerControl）5.3接力切換（BatonHandover）26軟件無線電（SDR）的由來解決多制式系統(tǒng)的“互通性”多種移動通信系統(tǒng)，各國制式、頻率各不相同，不能互通、兼容，對于跨國漫游的人們帶來了極大的不便減少技術(shù)演變過程中的投資浪費技術(shù)的演進需要更換硬件，極大地增加了設備投資的成本，基站要全部更換27軟件無線電（SDR）的設計思想盡可能以軟件（算法）實現(xiàn)射頻硬件部分的功能構(gòu)造一個具有開放性、標準化、模塊化的通用硬件平臺

各種功能，如工作頻率、調(diào)制解調(diào)類型、數(shù)據(jù)格式、加密模式、通信協(xié)議等用軟件來完成

使A/D和D/A轉(zhuǎn)換器的工作頻率盡可能靠近射頻工作頻段新一代無線通信系統(tǒng)具有高度靈活性、開放性28軟件無線電（SDR）實現(xiàn)模型模擬前端寬帶A/D數(shù)字下變頻器高速DSP處理器寬帶D/A數(shù)字上變頻器29軟件無線電（SDR）實現(xiàn)的難度高速數(shù)字信號采用技術(shù)根據(jù)“奈奎斯特第一定律”，要想無失真地傳遞某一頻率的信號，需要以不低于該信號最高頻率2倍的采樣頻率進行采樣目前能夠?qū)崿F(xiàn)中頻采樣（100MHz），射頻前端采用模擬技術(shù)實現(xiàn)隨著技術(shù)的發(fā)展，采樣點逐漸向射頻前端推進，最終達到射頻部分完全數(shù)字化的目標30采用軟件無線電后的效果多種通信制式的設備共享硬件平臺，節(jié)省機房，降低投資技術(shù)演進時只需要進行軟件升級，新技術(shù)、新制式網(wǎng)絡建設速度大大加快313233目錄1.聯(lián)合檢測（JointDetection）2.智能天線（SmartAntenna）3.上行同步（UplinkSynchronization）4.軟件無線電（SoftDefinedRadio）5.TD-SCDMA無線資源管理5.1動態(tài)信道分配（DynamicChannelAllocation）5.2功率控制（PowerControl）5.3接力切換（BatonHandover）3435RRM的主要任務為了保證ＣＮ所請求的ＱＯＳ，需要將ＱＯＳ映射成接入層的一些特性，從而利用接入層的資源為本條連接服務－－通信配置在保證ＣＮ所請求的ＱＯＳ的前提下，使用戶的發(fā)射功率最小，從而減少該ＵＥ對于整個系統(tǒng)的干擾，提高系統(tǒng)的容量和覆蓋－－功率控制確保ＵＥ移動到其他小區(qū)（系統(tǒng)）后，能夠繼續(xù)得到服務，以保證ＱＯＳ－－切換控制

貫穿整個ＲＲＭ過程的主線：保證ＱＯＳ，節(jié)約功率，減小干擾36ＲＲＭ的基本流程ＳＴＥＰ１：上層發(fā)送測量控制命令ＳＴＥＰ２：開始測量測量的執(zhí)行者：ＵＥ，ＮＯＤＥＢ，ＲＮＣＳＴＥＰ３：生成測量報告ＳＴＥＰ４：通過算法進行判決，決策ＳＴＥＰ５：資源的控制和執(zhí)行

37目錄1.聯(lián)合檢測（JointDetection）2.智能天線（SmartAntenna）3.上行同步（UplinkSynchronization）4.軟件無線電（SoftDefinedRadio）5.TD-SCDMA無線資源管理5.1動態(tài)信道分配（DynamicChannelAllocation）5.2功率控制（PowerControl）5.3接力切換（BatonHandover）38ＣＮ所請求信道資源的ＱＯＳ特性業(yè)務類型（ＴＲＡＦＦＩＣＣＬＡＳＳＥＳ）

會話類業(yè)務（ＣＯＮＶＥＲＳＴＡＴＩＯＮＡＬ）流類業(yè)務（ＳＴＲＥＡＭＩＮＧ）交互類業(yè)務（ＩＮＴＥＲＡＣＴＩＶＥ）背景類業(yè)務（ＢＡＣＫＧＲＯＵＮＤ）質(zhì)量要求（ＢＬＥＲ）速率要求：ＶＩＰ用戶和普通用戶可以不相同39404142慢速和快速ＤＣＡＳＬＯＷＤＣＡ：小區(qū)載頻優(yōu)先級動態(tài)調(diào)整，載頻上下行時隙分配與調(diào)整，各時隙優(yōu)先級的動態(tài)調(diào)整

一般情況下，主載波優(yōu)先級最高時隙優(yōu)先級有兩種設置方式：ＴＳ２，ＴＳ５＞ＴＳ３，ＴＳ６＞ＴＳ１，ＴＳ４適用于建網(wǎng)初期，容量小的場景各時隙按照負荷均衡的原則分配業(yè)務，試用于容量大的場景ＦＡＳＴＤＣＡ：針對每個ＵＥ的通信資源的分配，主要是載頻，時隙，信道碼資源與ＭＩＤＡＭＢＬＥ碼資源的分配管理43目錄1.聯(lián)合檢測（JointDetection）2.智能天線（SmartAntenna）3.上行同步（UplinkSynchronization）4.軟件無線電（SoftDefinedRadio）5.TD-SCDMA無線資源管理5.1動態(tài)信道分配（DynamicChannelAllocation）5.2功率控制（PowerControl）5.3接力切換（BatonHandover）44功控的目的克服遠近效應克服陰影衰落和快衰落降低網(wǎng)絡干擾，提高業(yè)務質(zhì)量提高系統(tǒng)容量45464748功率控制的類型開環(huán)功率控制：用于初始接入過程閉環(huán)功率控制：用于業(yè)務進行過程上行，下行內(nèi)環(huán)功率控制上行，下行外環(huán)功率控制4950開環(huán)功率控制測量導頻信道功率RACHUE通過測量導頻信道的接受功率，計算上行初始發(fā)射功率TD-SCDMA采用TDD方式，上行、下行頻率相同，因此對于上行初始功率的估計更準確，開環(huán)功率控制效果好于FDD方式51閉環(huán)功率控制——上行內(nèi)環(huán)功率控制設置SIRtar上行信號發(fā)送TPC200次/秒測量信號-干擾比SIR，并與SIR目標值相比較NodeB控制UE的發(fā)射功率SIRmea>SIRtarTPC=00SIRmea<SIRtarTPC=11SIRmea=SIRtarTPC=0052閉環(huán)功率控制——下行內(nèi)環(huán)功率控制下行信號發(fā)送TPC200次/秒UE控制NodeB的發(fā)射功率UE的L3軟件模塊設置SIRtarL1測量信號-干擾比SIR，并與SIR目標值進行比較5354閉環(huán)功率控制——上行外環(huán)功率控制內(nèi)環(huán)功控RNC通過功率調(diào)整SIRtar，間接控制UE的發(fā)射功率BLERmea>BLERtarSIRtar上升BLERmea<BLERtarBLERmea=BLERtar設置BLERtarRNC設置SIRtar上行信號SIRtar下降Donothing測量接收信號的BLER,并與BLERtar相比較55閉環(huán)功率控制——下行外環(huán)功率控制內(nèi)環(huán)功控UE通過動態(tài)調(diào)整SIRtar,間接控制NodeB的發(fā)射功率UE的L3軟件模塊測量接收信號的BLER，并與BLERtar相比較56目錄1.