td系統(tǒng)基本知識(shí)培訓(xùn)

2023/12/171主要內(nèi)容

TD-SCDMA概述

TD-SCDMA原理

TD-SCDMA關(guān)鍵技術(shù)2023/12/172WCDMATD-SCDMACDMA20002001年3月，TD-SCDMA被納入3GPPR4規(guī)范（LCRTDD）；由中國提出的第一個(gè)完整的通信技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，適合于獨(dú)立組網(wǎng)及混合組網(wǎng)；TD-SCDMA系統(tǒng)頻譜利用率高、抗干擾能力強(qiáng)，集多種多址技術(shù)于一體：CDMATDMAFDMASDMA采用了智能天線、聯(lián)合檢測、接力切換、上行同步、動(dòng)態(tài)信道分配、軟件無線電等先進(jìn)技術(shù)；國內(nèi)企業(yè)擁有TD-SCDMA核心知識(shí)產(chǎn)權(quán)（IPR）

，尤其在最能體現(xiàn)TD-SCDMA特征的物理層上。3G2023/12/173中國3G頻譜劃分60MHz30

MHzFDDTDD100

MHz15

MHz40

MHz178518501755188019201980201020252110217022002400

SatelliteEmpty

Satellite2300155MHz2023/12/174TD-SCDMA標(biāo)準(zhǔn)概況多址接入方式：DS-CDMA/TDMA碼片速率:1.28Mcps(WCDMA的1/3)雙工方式：TDD載頻寬度：1.6MHz擴(kuò)頻技術(shù)：OVSF調(diào)制方式：QPSK,8PSK編碼方式：1/2~1/3的卷積編碼，Turbo編碼2023/12/175主要內(nèi)容TD-SCDMA概述

TD-SCDMA原理

√多址方式

√雙工方式

√物理層

TD-SCDMA關(guān)鍵技術(shù)

TD-SCDMA優(yōu)勢

TD-SCDMA產(chǎn)品

TD-SCDMA方案建議2023/12/176TimeDivision-SynchronousCodeDivisionMultipleAccess(時(shí)分雙工的同步碼分多址)什么是TD-SCDMA？2023/12/177TD-SCDMA多址方式

每個(gè)用戶通過臨時(shí)分配到的CDMA碼來被識(shí)別下行下行下行上行timeenergyfrequencySDMA

1.6MHz最多可達(dá)16個(gè)碼道TD-SCDMA

：FDMA、TDMA、CDMA、SDMA的最優(yōu)結(jié)合

時(shí)隙2023/12/178TD-SCDMA的多址方式頻分多址

—TDD模式反映在頻率上，是上行下行共用一個(gè)頻點(diǎn)，節(jié)省了帶寬。在頻率軸上，不同頻點(diǎn)的載波可以共存。時(shí)分多址

—在時(shí)間軸上，上行和下行分開，實(shí)現(xiàn)了TDD模式。碼分多址

—能量軸上，每個(gè)頻點(diǎn)的每個(gè)時(shí)隙可以容納16個(gè)碼道?？辗侄嘀?/p>

—通過使用智能天線技術(shù)，針對(duì)不同的用戶使用不同的賦形波束覆蓋，有效的降低干擾，提高系統(tǒng)的容量。2023/12/179主要內(nèi)容TD-SCDMA概述

TD-SCDMA原理

√多址方式

√雙工方式

√物理層

TD-SCDMA關(guān)鍵技術(shù)2023/12/1710時(shí)分雙工（TDD）

頻分雙工（FDD）：上下行采用分開的對(duì)稱的頻段

時(shí)分雙工（TDD）：上下行采用相同的頻段WCDMATD-SCDMA2023/12/1711時(shí)分雙工特點(diǎn)上行下行TDDFDD頻譜分配靈活高效支持非對(duì)稱業(yè)務(wù)有利于先進(jìn)技術(shù)應(yīng)用不需射頻雙工器，降低成本2023/12/1712時(shí)分雙工特點(diǎn)--頻率靈活分配上行下行頻率保護(hù)間隔TDDFDDTD-SCDMA：頻寬1.6MHz

基于TDD工作方式頻帶較窄雙工間隔較窄已分配未分配TD-SCDMA頻率利用率高，無需對(duì)稱頻段，可見縫插針利用零散頻段，易獲頻率資源可變切換點(diǎn)技術(shù)靈活支持?jǐn)?shù)據(jù)業(yè)務(wù)，提高頻譜利用率2023/12/1713時(shí)分雙工特點(diǎn)--高效支持非對(duì)稱業(yè)務(wù)上行下行數(shù)據(jù)下載數(shù)據(jù)上傳靈活分配上/下行時(shí)隙比例，高效支持非對(duì)稱業(yè)務(wù)入城出城入城出城早上上班下午下班資源浪費(fèi)2023/12/1714時(shí)分雙工特點(diǎn)--有利于先進(jìn)技術(shù)應(yīng)用上/下行工作于同一頻點(diǎn)，信道環(huán)境具有互易性，有利于智能天線等先進(jìn)技術(shù)的應(yīng)用雙向行使單向行使?2023/12/1715TD-SCDMA的雙工方式優(yōu)點(diǎn)TDD的優(yōu)點(diǎn)易于使用非對(duì)稱頻段,無需具有特定雙工間隔的成對(duì)頻段適應(yīng)用戶業(yè)務(wù)需求，靈活配置時(shí)隙，優(yōu)化頻譜效率上行和下行使用同個(gè)載頻，故無線傳播是對(duì)稱的,有利于智能天線技術(shù)的實(shí)現(xiàn)無需笨重的射頻雙工器，小巧的基站，降低成本時(shí)分雙工(TD-SCDMA):

上行頻帶和下行頻帶相同

DUDDDDDD頻分雙工(FDD):

上行頻帶和下行頻帶分離

DDDDDDDUU上行D下行未使用

2023/12/1716主要內(nèi)容TD-SCDMA概述

TD-SCDMA原理

√多址方式

√雙工方式

√物理層

TD-SCDMA關(guān)鍵技術(shù)·時(shí)隙結(jié)構(gòu)

·碼字

·信道2023/12/1717+TD-SCDMA幀結(jié)構(gòu)下行時(shí)隙上行時(shí)隙上/下行時(shí)隙保護(hù)間隔3個(gè)特殊時(shí)隙（GP,DwPTS,UpPTS）7個(gè)常規(guī)時(shí)隙（TS0-TS6）

每個(gè)無線子幀有兩個(gè)上/下行轉(zhuǎn)換點(diǎn)+TS0TS1TS6TS5TS4TS3TS2DwPTSGPUpPTS無線幀無線子幀無線子幀5ms5ms10ms2023/12/1718TD-SCDMA時(shí)隙轉(zhuǎn)換點(diǎn)↓↓↓↓↑↑2:4↓↓↓↑↑↑3:3↓↓↓↓↓↑1:5

上行時(shí)隙：下行時(shí)隙TS1TS6TS2TS3TS4TS52023/12/1719TD-SCDMA特殊時(shí)隙DwPTS：下行同步與小區(qū)搜索，75μsMainGP：上/下行保護(hù)間隔，75μsUpPTS：上行同步、隨機(jī)接入，125μs下行上行保護(hù)間隔DwPTSMainGPUpPTSGPSYNC_DLGPSYNC_UL96chips96chips160chips32chips32chips64chips128chipsTS0TS1TS6TS5TS4TS3TS22023/12/1720特殊時(shí)隙DwPTS:用于下行同步和小區(qū)初搜：32Chips用于保護(hù)；64Chips用于導(dǎo)頻序列；時(shí)長75us32個(gè)不同的SYNC-DL碼，用于區(qū)分不同的基站；UpPTS:

用于建立上行初始同步和隨機(jī)接入；160Chips:其中128Chips用于SYNC-UL，32Chips用于保護(hù)G96Chips保護(hù)時(shí)隙，時(shí)長75us用于下行到上行轉(zhuǎn)換的保護(hù)SYNC64cSYNC1128cGP32cGP32cGTS0TS12023/12/1721TD-SCDMA常規(guī)時(shí)隙每時(shí)隙由864Chips組成，時(shí)長675us；業(yè)務(wù)和信令由兩個(gè)數(shù)據(jù)塊組成，每個(gè)數(shù)據(jù)塊分別由352Chips組成；16Chips為保護(hù)；TS0為下行廣播時(shí)隙；TS1為上行時(shí)隙。每時(shí)隙可同時(shí)承載16個(gè)SF=16的碼道TS0TS1TS6TS5TS4TS3TS2Data1Data2MidambleG352chips352chips144chips16chips864chips0.675ms2023/12/1722在TD-SCDMA系統(tǒng)中，P-CCPCH（BCH）必須分配在TS0；P-CCPCH必須使用全向波束，覆蓋整個(gè)小區(qū)/扇區(qū)；因此，P-CCPCH不能采用波束賦型；TS0的突發(fā)結(jié)構(gòu)同業(yè)務(wù)時(shí)隙（TrafficTimeslot）。GDwPTSUpPTSBCHTS5TS4TS0TS2TS1TS3TS6業(yè)務(wù)時(shí)隙TS02023/12/1723業(yè)務(wù)時(shí)隙TS1-TS6GDwPTSUpPTSBCHTS5TS4TS0TS2TS1TS3TS6業(yè)務(wù)時(shí)隙可以安排：公共信道（包括共享信道）；專用信道；需要進(jìn)行擴(kuò)頻、加擾操作；可以波束賦型，對(duì)用戶定向發(fā)射／接收；需要功率控制；可以攜帶L1層的控制命令（TFCI、TPC、SSSymbol）；2023/12/1724DataMidambleDataTFCI1SSTPCTFCI2DataMidambleDataTFCI3SSTPCTFCI4時(shí)隙i時(shí)隙i5ms無線子幀5ms無線子幀10ms無線幀352chips352chips144chips352chips352chips144chipsGP(16chips)GP(16chips)Data： 數(shù)據(jù)部分，用于承載用戶/信令數(shù)據(jù)Midamble： 訓(xùn)練序列，用于信道估計(jì)、功率電平測量TFCI： 傳輸格式組合指示，指示傳輸格式組合方式SS： 同步偏移，同步調(diào)整指令TPC： 發(fā)射功率控制，發(fā)射功率調(diào)整指令GP： 保護(hù)間隔，發(fā)射機(jī)關(guān)閉時(shí)延保護(hù)業(yè)務(wù)時(shí)隙結(jié)構(gòu)2023/12/1725訓(xùn)練序列碼Midamble訓(xùn)練序列的作用：上下行信道估計(jì)：用于聯(lián)合檢測功率測量：用于在下行發(fā)送TPC調(diào)整指令上行同步保持:用于在下行發(fā)送SS調(diào)整指令用來區(qū)分相同小區(qū)、相同時(shí)隙內(nèi)的不同用戶的訓(xùn)練序列的構(gòu)成：整個(gè)系統(tǒng)有128個(gè)長度為128chips的基本midamble碼，分成32個(gè)碼組，每組4個(gè)。一個(gè)小區(qū)采用哪組基本midamble碼由基站決定，基站決定本小區(qū)將采用這4個(gè)基本midamble中的哪一個(gè)在同一小區(qū)的同一時(shí)隙內(nèi)用戶具有相同的基本Midamble碼序列，不同用戶的Midamble序列只是基本訓(xùn)練序列的時(shí)間移位由144Chips組成；

Midamble的發(fā)射功率與同一個(gè)突發(fā)中的數(shù)據(jù)符號(hào)的發(fā)射功率相同對(duì)Midamble不進(jìn)行擴(kuò)頻和加擾的操作2023/12/1726TD-SCDMA碼字導(dǎo)頻碼

SYNC_DLID（DwPTS）

SYNC_DLID（UpPTS）擴(kuò)頻碼

Midamble碼擾碼2023/12/1727擾碼用于區(qū)分小區(qū)128個(gè)擾碼分成32組，每組4個(gè)擾碼碼組由基站使用的SYNC_DL序列確定擾碼長度為162023/12/1728SYNC_DL、SYNC_UL和MidambleSYNC_DL：用于區(qū)分小區(qū)SYNC_UL：用于區(qū)分上行接入時(shí)的ueMidamble：用于區(qū)分同一時(shí)隙的不同用戶2023/12/1729TD-SCDMA碼字碼組TD-SCDMA碼字SYNC_DLIDSYNC_ULID擾碼ID基本Midamble碼ID100...700112233218...1544556677…3231248...2551241241251251261261271272023/12/1730TD-SCDMA信道傳輸信道物理信道DCHDedicatedPhysicalChannel(DPCH)BCHPrimaryCommonControlPhysicalChannels(P-CCPCH)PCHSecondaryCommonControlPhysicalChannels(S-CCPCH)FACHSecondaryCommonControlPhysicalChannels(S-CCPCH)PageIndicatorChannel(PICH)RACHPhysicalRandomAccessChannel(PRACH)USCHPhysicalUplinkSharedChannel(PUSCH)DSCHPhysicalDownlinkSharedChannel(PDSCH)DownlinkPilotChannel(DwPCH)UplinkPilotChannel(UpPCH)FastPhysicalAccessChannel(FPACH)HS-DSCHHighSpeedPhysicalDownlinkSharedChannel(HS-PDSCH)SharedControlChannelforHS-DSCH(HS-SCCH)SharedInformationChannelforHS-DSCH(HS-SICH)2023/12/1731TD-SCDMA與WCDMA物理信道傳輸信道

TD-SCDMA物理信道

WCDMA物理信道DCHDPCHDPCHBCHP-CCPCHP-CCPCHPCHS-CCPCHS-CCPCHFACHS-CCPCHS-CCPCHRACHPRACHPRACHDSCHPDSCHPDSCHDwPCH、UpPCH、PUSCH、FPACH、PICHSCH、CPICH、PICH、PCPCH、AICH、AP-AICH、CD/CA-ICH、CSICHHS-DSCHHS-PDSCHHS-DSCHHS-SCCHHS-SCCHHS-SICHHS-DPCCH2023/12/1732TD-SCDMA單小區(qū)的最大容量TD-SCDMA單小區(qū)的最大用戶數(shù)是24個(gè)：每個(gè)BRU（BasicResourceUnit）傳輸?shù)乃俾剩簕352（一個(gè)數(shù)據(jù)塊chip數(shù)）*2（一個(gè)時(shí)隙兩個(gè)數(shù)據(jù)塊）/16（擴(kuò)頻因子）}/5ms（一個(gè)子幀長度）＝8.8kbps每個(gè)時(shí)隙支持最大16個(gè)信道碼，共有6*16＝96BRU/子幀假定傳輸?shù)臑?2.2kbps的語音信號(hào)，則需要2個(gè)BRU來承載上下行共需要4個(gè)BRU因此，可以容納的最大用戶數(shù)為：96/4＝24個(gè)用戶但是：時(shí)隙還需要配置RACH、上行共享信道等公共信道，根據(jù)配置不同，需要占用2BRU，因此小區(qū)實(shí)際容量為23個(gè)12.2k語音用戶。2023/12/1733TD-SCDMA小區(qū)半徑的計(jì)算Case

Max.cellradiusnoUpPTS–DwPTSinterferenceallowed11.25kmUpPTS–DwPTSinterferenceallowed,butnointerferencetoTS0allowed22.5kmnoTS1–DwPTSinterferenceallowed,otherinterferenceallowed30kmTS1–DwPTSinterferenceallowed,butnointerferencetoTS0allowed41.25km2023/12/1734小區(qū)最大覆蓋距離計(jì)算

小區(qū)覆蓋半徑dmax依賴與保護(hù)時(shí)隙tgap，其關(guān)系式為：

dmax=c

tgap

/2[C為信號(hào)空中傳播的速度，約300m/us]GP和小區(qū)半徑的關(guān)系2023/12/1735主要內(nèi)容TD-SCDMA概述

TD-SCDMA原理

TD-SCDMA關(guān)鍵技術(shù)2023/12/1736

智能天線（SmartAntenna）上行同步（UplinkSynchronization）聯(lián)合檢測（JointDetection）接力切換（Conventionalhandover）動(dòng)態(tài)信道分配（DynamicChannelAllocation）TD-SCDMA關(guān)鍵技術(shù)(..)5421362023/12/1737智能天線的引入目標(biāo)將目標(biāo)用戶的能量最大化將其他用戶的干擾最小化思想發(fā)展空分技術(shù)靜態(tài)的固定扇區(qū)-動(dòng)態(tài)的天線波束2023/12/1738智能天線優(yōu)勢：用戶跟隨能量集中干擾抑制

智能天線：多根天線陣元組成的天線陣列智能天線進(jìn)行下行波束賦形，形成方向性波束，跟蹤用戶2023/12/1739TDD方式更能夠體現(xiàn)智能天線的優(yōu)勢智能天線是TDD的優(yōu)勢FDD方式：由于上、下行鏈路信號(hào)傳播的無線環(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TDD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，鏈路無線傳播環(huán)境差異不大，可以使用相同權(quán)值

TDD方式FDD方式2023/12/1740智能天線

廣播波束

業(yè)務(wù)波束

智能天線在使用中有兩種工作模式：

智能天線在使用前需要校準(zhǔn)

智能天線在廣播信道和業(yè)務(wù)信道分別工作于兩種模式，工作在業(yè)務(wù)信道上時(shí)波束較窄，增益較大，這樣一方面可以節(jié)省移動(dòng)臺(tái)和基站發(fā)射功率，另一方面可以減小干擾。

智能天線產(chǎn)品分類：線陣、圓陣2023/12/1741智能天線優(yōu)勢--干擾抑制上行:基站接收信號(hào)有方向性，對(duì)接收方向以外干擾有很強(qiáng)的抑制作用下行:波束賦形后低旁瓣泄漏大大減小對(duì)小區(qū)內(nèi)/小區(qū)間其他用戶信號(hào)的干擾2023/12/1742

智能天線（SmartAntenna）上行同步（UplinkSynchronization）

聯(lián)合檢測（JointDetection）接力切換（Conventionalhandover）動(dòng)態(tài)信道分配（DynamicChannelAllocation）TD-SCDMA關(guān)鍵技術(shù)(..)5421362023/12/1743碼道非正交多址干擾擴(kuò)頻碼到達(dá)基站接收機(jī)時(shí)間不同步CODE1CODE2CODEN上行同步2023/12/1744上行同步：每個(gè)移動(dòng)終端發(fā)射的碼道信號(hào)到達(dá)基站的時(shí)間相同。使正交擴(kuò)頻碼的各個(gè)碼道在解擴(kuò)時(shí)完全正交，相互間不會(huì)產(chǎn)生多址干擾。避免碼道非正交所帶來的干擾，大大提高CDMA的系統(tǒng)容量，提高頻譜利用率。tCODE1CODE2CODENTD-SCDMA最大限度的克服MAI（多址干擾）上行同步2023/12/1745上行同步同步的建立(開環(huán)同步)在隨機(jī)接入時(shí)建立依靠NodeB接收到的SYNC_UL立即在對(duì)應(yīng)的FPACH（下行物理信道）進(jìn)行控制同步的保持(閉環(huán)同步)在每一上行幀檢測Midamble立即在下一個(gè)下行幀進(jìn)行閉環(huán)控制出現(xiàn)失步后重新建立同步（外環(huán)同步)UENodeBUpPTSFPACH2023/12/1746

智能天線（SmartAntenna）

上行同步（UplinkSynchronization）聯(lián)合檢測（JointDetection）接力切換（Conventionalhandover）動(dòng)態(tài)信道分配（DynamicChannelAllocation）TD-SCDMA關(guān)鍵技術(shù)(..)5421362023/12/1747聯(lián)合檢測ISI（符號(hào)間干擾）接收信號(hào)能量MAIISI接收信號(hào)能量MAIISI熱噪聲熱噪聲MAI（多址干擾）CDMA系統(tǒng)中存在干擾傳統(tǒng)接收機(jī)2023/12/1748聯(lián)合檢測聯(lián)合檢測

優(yōu)勢：抑制ISI（符號(hào)間干擾）與MAI（多址干擾）抑制遠(yuǎn)近效應(yīng)，降低功率控制要求接收信號(hào)能量MAIISI接收信號(hào)能量MAIISI接收信號(hào)能量熱噪聲熱噪聲熱噪聲WCDMATD-SCDMA

聯(lián)合檢測：通過數(shù)據(jù)符號(hào)間、碼間的相關(guān)性在多個(gè)用戶中檢測，提取出所需的信號(hào)。2023/12/1749聯(lián)合檢測優(yōu)勢--抗遠(yuǎn)近效應(yīng)接收信號(hào)能量MAI接收信號(hào)能量MAI接收信號(hào)能量熱噪聲熱噪聲熱噪聲傳統(tǒng)接收機(jī)聯(lián)合檢測傳統(tǒng)接收機(jī)：小信號(hào)被淹沒聯(lián)合檢測：小信號(hào)依然能夠解調(diào)2023/12/1750聯(lián)合檢測的優(yōu)缺點(diǎn)聯(lián)合檢測的優(yōu)點(diǎn)：降低干擾擴(kuò)大容量降低功控要求，削弱遠(yuǎn)近效應(yīng)聯(lián)合檢測的缺點(diǎn)：增加系統(tǒng)復(fù)雜度(矩陣求逆)系統(tǒng)處理時(shí)延需要要消耗一定的資源2023/12/1751

智能天線（SmartAntenna）

上行同步（UplinkSynchronization）

聯(lián)合檢測（JointDetection）

接力切換（Conventionalhandover）動(dòng)態(tài)信道分配（DynamicChannelAllocation）TD-SCDMA關(guān)鍵技術(shù)(..)5421362023/12/1752接力切換定義：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方位和距離信息作為輔助信息來判斷目前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進(jìn)入切換區(qū)，則RNC通知該基站做好切換的準(zhǔn)備，從而達(dá)到快速、可靠和高效切換的目的。優(yōu)點(diǎn)：接力切換通過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起來，是一種具有較好系統(tǒng)性能的優(yōu)化的切換方法，同時(shí)測量對(duì)象數(shù)目的減少使得終端的功耗降低。2023/12/1753三種切換軟切換硬切換接力切換TD-SCDMAWCDMA2023/12/1754三種切換技術(shù)比較(切換前)接力切換硬切換軟切換基站A基站B基站A基站B基站A基站B2023/12/1755三種切換技術(shù)比較(切換中)接力切換硬切換軟切換（長期保持）基站A基站B基站A基站B基站A基站B軟切換浪費(fèi)資源！硬切換容易掉話！2023/12/1756三種切換技術(shù)比較(切換后)接力切換硬切換軟切換基站A基站B基站A基站B基站A基站B2023/12/1757接力切換過程2023/12/1758接力切換與軟/硬切換的比較