技術基礎_TD-SCDMA系統(tǒng)概述.ppt

1、TD-SCDMA系統(tǒng)概述,大唐移動通信設備有限公司 客服中心，培訓中心,DTM PX 016.004-V3.0.0,2,大唐移動 版權所有,此頁為版權聲明頁,3,大唐移動 版權所有,4,大唐移動 版權所有,5,大唐移動 版權所有,課程目標,了解TD-SCDMA的基本原理 了解TD-SCDMA的物理層技術 了解TD-SCDMA的技術優(yōu)勢 參考書目： TD-SCDMA第三代移動通信技術與標準，李世鶴著，人民郵電出版社 TD-SCDMA第三代移動通信系統(tǒng)、信令及 實現(xiàn) ，李小文等著，人民郵電出版社 TD-SCDMA移動通信系統(tǒng)，彭木根等著，機械工業(yè)出版社,6,大唐移動 版權所有,TD-SCDMA系統(tǒng)

2、概述,1 時分雙工與擴頻,2 TD-SCDMA網(wǎng)絡結構,3 TD-SCDMA物理層,4 TD-SCDMA關鍵技術,5 TD-SCDMA應用優(yōu)勢,7,大唐移動 版權所有,TD-SCDMA：TDD的雙工工作方式 系統(tǒng)無須對稱上下行頻段 靈活調(diào)整上下行時隙轉換點 便于提供非對稱業(yè)務,TD-SCDMA系統(tǒng)概述1 時分雙工與擴頻,TD-SCDMA 智能天線（Smart Antenna） 同步CDMA（Synchronous CDMA） 軟件無線電（Software Radio）,8,大唐移動 版權所有,TD-SCDMA 擴頻調(diào)制 碼分多址,TD-SCDMA系統(tǒng)概述1 時分雙工與擴頻,9,大唐移動 版權所

3、有,TD-SCDMA系統(tǒng)概述1 時分雙工與擴頻,用戶通過被分配的頻率、時隙和碼字來區(qū)分,10,大唐移動 版權所有,是集CDMA、TDMA、FDMA、SDMA優(yōu)勢于一體、系統(tǒng)容量大、頻譜利用率高、抗干擾能力強的移動通信技術。 它采用了智能天線、聯(lián)合檢測、上行同步、接力切換、動態(tài)信道分配、低碼片速率、自適應功率調(diào)整等技術。,TD-SCDMA系統(tǒng)概述1 時分雙工與擴頻,Time Division Duplex Synchronous Code Division Multiplex Access,11,大唐移動 版權所有,練習,TDD和TDMA的區(qū)別是什么？ TD-SCDMA的用戶是通過哪些因素在空中

4、區(qū)分的？,12,大唐移動 版權所有,TD-SCDMA系統(tǒng)概述,1 時分雙工與擴頻,2 TD-SCDMA網(wǎng)絡結構,3 TD-SCDMA物理層,4 TD-SCDMA關鍵技術,5 TD-SCDMA應用優(yōu)勢,13,大唐移動 版權所有,2.1網(wǎng)絡結構簡介 2.2 Iu接口簡介 2.3 Iub接口簡介 2.4 Uu接口簡介,TD-SCDMA系統(tǒng)概述2 TD-SCDMA網(wǎng)絡結構,14,大唐移動 版權所有,2 TD-SCDMA網(wǎng)絡結構 2.1 網(wǎng)絡結構簡介,CN,RNC,RNC,Node B,Node B,Node B,Node B,Iu,Iu,Iub,Iub,Iub,Iub,Iur,UE,Uu,Uu,RNS

5、,RNS,15,大唐移動 版權所有,2 TD-SCDMA網(wǎng)絡結構 2.1 網(wǎng)絡結構簡介,UTRAN通用協(xié)議模型,16,大唐移動 版權所有,2.1網(wǎng)絡結構簡介 2.2 Iu接口簡介 2.3 Iub接口簡介 2.4 Uu接口簡介,TD-SCDMA系統(tǒng)概述2 TD-SCDMA網(wǎng)絡結構,17,大唐移動 版權所有,CN,2 TD-SCDMA網(wǎng)絡結構 2.2 Iu接口簡介,RNC,Node B,Node B,Iu-CS,Iub,Iub,RNS,CS Domain,PS Domain,BC Domain,Iu-PS,Iu-BC,Iu接口邏輯結構分為三種: 1、與CN的CS域連接的Iu-CS接口； 2、與CN

6、的PS域連接的Iu-PS接口； 3、與CN的BC域連接的Iu-BC接口；,18,大唐移動 版權所有,2 TD-SCDMA網(wǎng)絡結構 2.2 Iu接口簡介,MTP-3B,SSCF-NNI,SSCOP,AAL5,ATM,Physical Layer,Q.2150.1,MTP3B,SSCF-NNI,SSCOP,AAL5,Q.2630.2,Control Panel,User Panel,Radio Network Layer,Transport Network Layer,Transport Network Layer Control Layer,Transport Network Layer Use

7、r Layer,AAL2,Iu UP,RANAP,SCCP,Transport Network Layer User Layer,19,大唐移動 版權所有,2 TD-SCDMA網(wǎng)絡結構 2.2 Iu接口簡介,MTP-3B,SSCF-NNI,SSCOP,AAL5,ATM,Physical Layer,Control Panel,User Panel,Radio Network Layer,Transport Network Layer,Transport Network Layer Control Layer,Transport Network Layer User Layer,AAL5,Iu

8、UP,RANAP,SCCP,Transport Network Layer User Layer,GTP-U,UDP,IP,20,大唐移動 版權所有,2 TD-SCDMA網(wǎng)絡結構 2.2 Iu接口簡介,IP,AAL5,ATM,Physical Layer,SABP Panel,Radio Network Layer,Transport Network Layer,SABP,Transport Network Layer User Layer,TCP,21,大唐移動 版權所有,Iu接口功能-RANAP,RAB 管理功能 (Overall RAB Management) Iu復位與釋放(Iu Re

9、set / Release) 尋呼(Paging) 層三消息直傳,2 TD-SCDMA網(wǎng)絡結構 2.2 Iu接口簡介,RANAP主要實現(xiàn)在RNC和CN之間通過對高層協(xié)議的封裝和承載為上層業(yè)務提供信令傳輸功能； 無線網(wǎng)絡層控制面協(xié)議與底層承載無關；,RAB是建立在UE和CN之間的，是接入層向非接入層提供的，用于在UE和CN之間傳遞用戶數(shù)據(jù)；,22,大唐移動 版權所有,Iu接口功能-ALCAP 接入鏈路控制應用部分：主要對無線網(wǎng)絡層的命令，如建立、保持和釋放數(shù)據(jù)承載作出反應，實現(xiàn)對用戶面AAL2連接的動態(tài)建立、維護、釋放和控制等功能。,2 TD-SCDMA網(wǎng)絡結構 2.2 Iu接口簡介,ALCAP

10、協(xié)議包含兩部分： Q.2630.2 (AAL2 Connection Signaling)動態(tài)地在Iu接口上建立和釋放AAL2連接、分配和取消AAL2資源。 Q.2150.1 (AAL2 STC)是基于寬帶MTP的AAL2信令傳送轉換器，STC的作用：透傳、業(yè)務可用性報告、擁塞報告，根據(jù)上層有關參數(shù)的信息完成鏈路選擇功能。,23,大唐移動 版權所有,Iu接口功能-Iu鏈路管理 Iu信令鏈路管理 ATM虛擬連接管理 AAL2連接建立和釋放功能 AAL5管理功能 GTP-U隧道管理 緩沖區(qū)的管理,2 TD-SCDMA網(wǎng)絡結構 2.2 Iu接口簡介,24,大唐移動 版權所有,Iu接口功能-用戶平面管

11、理 IuUP幀協(xié)議模式選擇 IuUP幀協(xié)議初始化,2 TD-SCDMA網(wǎng)絡結構 2.2 Iu接口簡介,IuUP協(xié)議的主要用途是在Iu接口傳遞RAB相關的數(shù)據(jù)。 IuUP協(xié)議包括兩種模式：透明模式和支持模式。 透明模式用于實時性不高的業(yè)務，支持模式用于實時業(yè)務。,25,大唐移動 版權所有,Iu接口功能-移動性管理 位置信息更新 切換和重定位功能 觸發(fā)尋呼,2 TD-SCDMA網(wǎng)絡結構 2.2 Iu接口簡介,26,大唐移動 版權所有,Iu接口功能-數(shù)據(jù)保密 無線接口加密 密鑰管理 用戶識別保密 Iu接口功能-數(shù)據(jù)完整性 完整性檢查 完整性鑰管理,2 TD-SCDMA網(wǎng)絡結構 2.2 Iu接口簡介,

12、27,大唐移動 版權所有,Iu接口功能-業(yè)務和網(wǎng)絡接入功能 CN信令數(shù)據(jù)傳遞 到CN的未確認數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)量報告 UE相關事件和活動的跟蹤 位置報告,2 TD-SCDMA網(wǎng)絡結構 2.2 Iu接口簡介,Iu接口功能-協(xié)調(diào)功能 CN域間的尋呼協(xié)調(diào),28,大唐移動 版權所有,Iu接口相關協(xié)議,3GPP 25.410、25.411、25.412、25.413、25.414、25.415 ATM相關協(xié)議 Q2150.1、 Q2630.2 七號信令相關協(xié)議 SCCP、MTP3B、SSCOP等,2 TD-SCDMA網(wǎng)絡結構 2.2 Iu接口簡介,29,大唐移動 版權所有,2.1網(wǎng)絡結構簡介 2.2 Iu接口簡

13、介 2.3 Iub接口簡介 2.4 Uu接口簡介,TD-SCDMA系統(tǒng)概述2 TD-SCDMA網(wǎng)絡結構,30,大唐移動 版權所有,2 TD-SCDMA網(wǎng)絡結構 2.3 Iub接口簡介,SSCOP,AAL5,ATM,Physical Layer,Q.2150.2,SSCF-UNI,SSCOP,AAL5,Q.2630.2,Control Panel,User Panel,Radio Network Layer,Transport Network Layer,Transport Network Layer Control Layer,Transport Network Layer User Laye

14、r,AAL2,FP,NBAP,Transport Network Layer User Layer,SSCF-UNI,31,大唐移動 版權所有,Iub接口功能,Iub 傳輸資源的管理 Node B的邏輯OM 實現(xiàn)特定OM傳輸 系統(tǒng)信息管理 公共信道/專用信道/共享信道的業(yè)務管理 定時和同步管理,2 TD-SCDMA網(wǎng)絡結構 2.3 Iub接口簡介,NBAP協(xié)議的主要功能包括Node B邏輯操作維護功能以及專用NBAP功能。 Node B邏輯操作維護功能主要包括小區(qū)、公共信道的建立、重配置和釋放，以及小區(qū)和Node B相關的一些測量控制，還有一些故障管理功能，如資源的閉塞、解閉塞、復位等。 專用

15、NBAP功能主要包括無線鏈路的增加、刪除和重配置；無線鏈路相關測量的初始化和報告、無線鏈路故障管理等功能。,32,大唐移動 版權所有,Iub接口相關協(xié)議,3GPP 25.430、 25.431、 25.432、 25.433、 25.434、 25.435 ATM Q2630.2、 Q2150.2 其他 SSCOP等,2 TD-SCDMA網(wǎng)絡結構 2.3 Iub接口簡介,33,大唐移動 版權所有,2.1網(wǎng)絡結構簡介 2.2 Iu接口簡介 2.3 Iub接口簡介 2.4 Uu接口簡介,TD-SCDMA系統(tǒng)概述2 TD-SCDMA網(wǎng)絡結構,34,大唐移動 版權所有,2 TD-SCDMA網(wǎng)絡結構 2

16、.4 Uu接口簡介,RRC,MAC,Physical Layer,RLC,RLC,RLC,RLC,RLC,RLC,RLC,RLC,PDCP,PDCP,BMC,Control,Control,Control,Control,NAS,AS,Radio Bearer,Control Panel Signaling,User Panel Information,Layer 2,Layer 3,Layer 1,Logical Channel,Transport Channel,35,大唐移動 版權所有,Uu接口功能,空閑模式下： PLMN網(wǎng)絡的選擇和重選； 小區(qū)選擇和重選； 位置登記； 監(jiān)視尋呼信息；,

17、2 TD-SCDMA網(wǎng)絡結構 2.4 Uu接口簡介,36,大唐移動 版權所有,連接狀態(tài)和轉移狀態(tài)下 無線資源分配 RRC連接移動性管理 RRC連接管理 無線承載控制 UE測量 系統(tǒng)信息的讀取和更新 移動性管理 連接管理,Uu接口功能,2 TD-SCDMA網(wǎng)絡結構 2.4 Uu接口簡介,37,大唐移動 版權所有,邏輯信道：MAC子層向RLC子層提供的服務，它描述的是傳送什么類型的信息； 傳輸信道：物理層向高層提供的服務，它描述的是如何在空中接口上傳送信息； 物理信道：承載傳輸信道的信息；,2 TD-SCDMA網(wǎng)絡結構 2.4 Uu接口簡介-信道類型,38,大唐移動 版權所有,廣播控制BCCH,尋

18、呼控制PCCH,公共控制CCCH,專用控制DCCH,共享信道控制SHCCH,控制信道CCH,專用業(yè)務DTCH,公共業(yè)務CTCH,業(yè)務信道TCH,2 TD-SCDMA網(wǎng)絡結構 2.4 Uu接口簡介-邏輯信道,39,大唐移動 版權所有,Uu接口相關協(xié)議,3GPP 25.1、25.2、25.3 25.331：Radio Access networks Radio Resource Control (RRC) Protocol Specifications,2 TD-SCDMA網(wǎng)絡結構 2.4 Uu接口簡介,40,大唐移動 版權所有,TD-SCDMA系統(tǒng)概述,1 時分雙工與擴頻,2 TD-SCDMA網(wǎng)

19、絡結構,3 TD-SCDMA物理層,4 TD-SCDMA關鍵技術,5 TD-SCDMA應用優(yōu)勢,41,大唐移動 版權所有,3 TD-SCDMA物理層,3.1 傳輸信道與層間參數(shù),3.2 物理層幀/時隙結構,3.3 信道編碼與復用,3.4 擴頻與調(diào)制,3.5 物理層過程,42,大唐移動 版權所有,傳輸信道分類 DCH：Dedicated CHannel RACH：Random Access CHannel FACH：Forward Access Channel BCH：Broadcast CHannel PCH：Paging CHannel DSCH：Downlink Shared CHanne

20、l USCH：Uplink Shared Channel,3 TD-SCDMA物理層3.1 傳輸信道與層間參數(shù),43,大唐移動 版權所有,RACH：隨機接入信道 上行公共傳輸信道 用途： 上行同步的建立 傳輸一些數(shù)據(jù)量有限的用戶數(shù)據(jù) 映射競爭信道，不存在物理層復用 單一傳輸格式，不需要TFCI,3 TD-SCDMA物理層3.1 傳輸信道與層間參數(shù),44,大唐移動 版權所有,FACH：快速接入信道 下行公共傳輸信道 作用： 響應RACH 傳送一些短的用戶數(shù)據(jù) 可以與PCH復用,3 TD-SCDMA物理層3.1 傳輸信道與層間參數(shù),45,大唐移動 版權所有,BCH：廣播信道 下行公共傳輸信道 用途

21、：承載系統(tǒng)廣播信息 傳輸塊固定246bit 不存在物理層復用,3 TD-SCDMA物理層3.1 傳輸信道與層間參數(shù),46,大唐移動 版權所有,PCH：尋呼信道 下行公共傳輸信道 作用：攜帶用戶的尋呼信息 可以與FACH復用為CCTrCH,3 TD-SCDMA物理層3.1 傳輸信道與層間參數(shù),47,大唐移動 版權所有,DSCH/USCH：下行/上行共享信道 公共傳輸信道 DSCH： 用于為一個或多個用戶傳送數(shù)據(jù) 總與DCH或FACH共存 可以復用成CCTrCH USCH： 可由多個用戶分時共享，也可獨立存在 一般與DCH或RACH共存 可以復用成CCTrCH,3 TD-SCDMA物理層3.1 傳

22、輸信道與層間參數(shù),48,大唐移動 版權所有,DCH：專用信道 專用傳輸信道 攜帶歸用戶專有的實時和非實時數(shù)據(jù) 配置后，由用戶獨占使用 可復用成CCTrCH,3 TD-SCDMA物理層3.1 傳輸信道與層間參數(shù),49,大唐移動 版權所有,傳輸信道與物理信道的映射,PCH和FACH可以在物理層編碼組合生成CCTrCH； BCH不能進行自身組合； RACH不能進行自身組合； 其他的傳輸信道數(shù)據(jù)只能進行自身組合；,3 TD-SCDMA物理層3.1 傳輸信道與層間參數(shù),50,大唐移動 版權所有,物理層處于無線接口協(xié)議模型最底層，它提供物理介質(zhì)中比特流傳輸所需要的所有功能; 物理層通過MAC子層的傳輸信道

23、實現(xiàn)向上層提供數(shù)據(jù)傳輸服務； 物理層的主要功能包括：信道編解碼、擴頻調(diào)制和解擴解調(diào)、閉環(huán)功率控制等。,3 TD-SCDMA物理層3.1 傳輸信道與層間參數(shù),51,大唐移動 版權所有,3 TD-SCDMA物理層,3.1 傳輸信道與層間參數(shù),3.2 物理層幀/時隙結構,3.3 信道編碼與復用,3.4 擴頻與調(diào)制,3.5 物理層過程,52,大唐移動 版權所有,3 TD-SCDMA物理層3.2 物理層幀結構,53,大唐移動 版權所有,3 TD-SCDMA物理層3.2 物理層幀結構,54,大唐移動 版權所有,子幀結構,TS0,TS5,TS6,TS1,TS2,TS3,TS4,Sub Frame 5ms (

24、6400Chip),DwPTS (96Chips),GP (96Chinps),UpPTS (160Chips),Switching Point,Switching Point,(864Chips),3 TD-SCDMA物理層3.2 物理層幀結構,55,大唐移動 版權所有,DwPTS 用于下行同步和小區(qū)初搜； 32組不同的SYNC_DL碼，每個小區(qū)用1個SYNC_DL碼，由網(wǎng)絡規(guī)劃確定； 對SYNC_DL碼（DwPCH）不進行擴頻、加擾操作； DwPCH需全小區(qū)覆蓋，不進行波束賦形； DwPCH以恒定功率發(fā)射，不進行功率控制； DwPCH的發(fā)射功率由網(wǎng)絡規(guī)劃確定，由高層（RRC層）指示,3 T

25、D-SCDMA物理層3.2 物理層時隙結構（1）,56,大唐移動 版權所有,GP 96 Chips保護時隙，時長75us 用于下行到上行轉換的保護 在小區(qū)搜索時，確保DwPTS可靠接收，防止干擾UL工作 在隨機接入時，確保UpPTS可以提前發(fā)射，防止干擾DL工作,3 TD-SCDMA物理層3.2 物理層時隙結構（2）,57,大唐移動 版權所有,UpPTS 用于建立上行初始同步和隨機接入； 整個系統(tǒng)共有256個不同的SYNC_UL碼，分成32個碼組，對應32個SYNC_DL碼； 對SYNC-UL碼（UpPCH）不進行擴頻、加擾操作； UpPCH信道是否需波束賦形，由Node B從UE上行信號中獲

26、得的初始波束賦形參數(shù)決定； UpPCH信道的發(fā)射功率，在上行同步階段，由UE按照開環(huán)功控算法計算初始發(fā)射功率。,3 TD-SCDMA物理層3.2 物理層時隙結構（3）,58,大唐移動 版權所有,TS0 在TD-SCDMA系統(tǒng)中，TS0可認為是特殊時隙： P-CCPCH （ BCH）必須分配在TS0； PICH、PCH信道安排在TS0； 對TS0上的信道不進行功率控制； TS0上的信道進行全小區(qū)覆蓋，除了FACH信道外不進行波束賦形。,3 TD-SCDMA物理層3.2 物理層時隙結構（4）,59,大唐移動 版權所有,常規(guī)時隙 在TS1TS6業(yè)務時隙可以安排： 公共信道（包括共享信道）； 專用信道

27、； 分成了4個域：兩個數(shù)據(jù)域、一個訓練序列域（Midamble）和一個用作時隙保護的空域（GP） 需要進行擴頻、加擾操作； 可以波束賦型，對用戶定向發(fā)射接收； 需要功率控制。,3 TD-SCDMA物理層3.2 物理層時隙結構（5）,60,大唐移動 版權所有,常規(guī)時隙 Data域： 需進行擴頻、加擾、調(diào)制等操作； 攜帶MAC層的用戶數(shù)據(jù)； 攜帶的L1控制命令作為數(shù)據(jù)部分，進行相同的擴頻、加擾、調(diào)制等操作； 每一數(shù)據(jù)域所能承載的數(shù)據(jù)符號數(shù)(S)與擴頻因子(SF)的關系為：SSF352chip； 上行方向SF可取1、2、4、8、16；下行方向1、16。,3 TD-SCDMA物理層3.2 物理層時隙結

28、構（5）,61,大唐移動 版權所有,Data域：帶有L1控制信息_TFCI,3 TD-SCDMA物理層3.2 物理層時隙結構（5）,62,大唐移動 版權所有,Data域帶有L1控制信息_SS、TPC,3 TD-SCDMA物理層3.2 物理層時隙結構（5）,63,大唐移動 版權所有,Midamble碼 由128chip的基本Midamble生成 用途： 上、下行信道估計； 功率測量； 上行同步保持。,3 TD-SCDMA物理層3.2 物理層時隙結構（5）,64,大唐移動 版權所有,Midamble碼生成與分配 查表：基本Midamble碼：mp（128個）； 長度周期性擴展： 最大長度：imax

29、Lm（K1）W 得到新的序列：m（m1mpmimax） m的前P（128）個元素與基本Midamble碼的矢量相同，后面的n(P + 1) imax個元素重復mp的前n個元素； 碼分配：時隙中第k個用戶的Midamble碼為:mi+(K-k)w ; i=1Lm；k=1K,3 TD-SCDMA物理層3.2 物理層時隙結構（5）,65,大唐移動 版權所有,Midamble碼生成與分配,K4 WP/K=128/4=32 imax=240 新序列( m1 , m128 , m1 , m112 ),3 TD-SCDMA物理層3.2 物理層時隙結構（5）,66,大唐移動 版權所有,物理信道分類 DPCH:

30、 Dedicated Physical Channel, UL 如果SIRestSIRtarget，則要發(fā)射的TPC命令設置為”up”。 UE側執(zhí)行TPC比特的軟判決。 TPC為“Down”: 減小一個功控步長； TPC為“Up”: 增加一個功控步長。,3 TD-SCDMA物理層3.5 物理層過程-上行鏈路功率控制,93,大唐移動 版權所有,3 TD-SCDMA物理層3.5 物理層過程-下行鏈路功率控制,94,大唐移動 版權所有,3 TD-SCDMA物理層3.5 物理層過程-隨機接入,Node B,UE,DL Synchronization,UpPTS,FPACH,RACH,FACH,UE捕捉

31、DwPTS； 讀取BCH,UE選擇SYNC_UL；以估算時間和功率發(fā)送,NB檢測到SYNC_UL;回送時間和功率調(diào)整量,調(diào)整定時和功率，發(fā)送隨機接入請求,RNC,指配信道;繼續(xù)完成接入過程和鑒權,95,大唐移動 版權所有,3 TD-SCDMA物理層3.5 物理層過程-隨機接入(下行同步),DwPTS搜索,UE通過與接收到的PN序列中的SYNC_DL進行匹配，確定與某一個小區(qū)的DwPTS同步；,識別擾碼和基本Midamble,控制復幀同步,讀取BCH消息,UE通過試探確定P-CCPCH采用的（基本）Midamble碼，進而確定擾碼；,控制復幀由DwPTS上的QPSK符號序列定位，UE通過N個連續(xù)

32、DwPTS檢測BCH主信息塊的位置，實現(xiàn)控制復幀同步；,UE讀取小區(qū)的一個或多個BCH上的廣播信息，完成小區(qū)搜索過程；,96,大唐移動 版權所有,3 TD-SCDMA物理層3.5 物理層過程-隨機接入(上行同步),上行同步準備,UE與小區(qū)建立下行同步；,上行同步建立,上行同步保持,UE從8個已知的SYNC_UL中隨機選擇一個根據(jù)估計的定時和功率發(fā)射；Node B根據(jù)檢測到的SYNC_UL碼，在FPACH中回送定時和功率控制信息；,Node B測量同一時隙不同UE的Midamble碼估計UE發(fā)射定時偏移和功率，在下一個下行時隙發(fā)送SS和TPC命令；,97,大唐移動 版權所有,Node B測量接收

33、的SYNC-UL時間的偏差UpPCHPOS ，在FPACH上發(fā)射。 PRACH開始時間TTX-PRACHTTX-PRACH= TRX-PRACH (UpPCHADV+UpPCHPOS128*Tc)其中TTX-PRACH 是相對UE時間的PRACH發(fā)射開始時間。結果表示為1/8chip的整數(shù)倍。,3 TD-SCDMA物理層3.5 物理層過程-上行閉環(huán)同步控制,98,大唐移動 版權所有,使用DPCH和PUSCH的符號SS命令。 Node B連續(xù)測量UE時間，并在每個子幀發(fā)送必要的SS命令。 UE接收到SS命令后，每經(jīng)過M子幀，對其發(fā)射時間進行一次調(diào)整，步長為k/8個chip或者不調(diào)整。其中M(18

34、)和k(18)的缺省值通過BCH廣播。M和k的數(shù)值也可以在呼叫建立時調(diào)整?；蛘咴诤艚兄蠳ode B通知UE。 QPSK 下SS 編碼：,3 TD-SCDMA物理層3.5 物理層過程-上行閉環(huán)同步控制,99,大唐移動 版權所有,3 TD-SCDMA物理層3.5 物理層過程-物理層測量(UE側),100,大唐移動 版權所有,3 TD-SCDMA物理層3.5 物理層過程-物理層測量(UTRAN側),101,大唐移動 版權所有,練習,傳輸信道的信息是如何映射到物理信道并發(fā)送出去的？ TD-SCDMA系統(tǒng)中碼資源有幾種類型？他們的數(shù)量和碼長各是多少？他們之間的關系？ 哪些物理信道沒有對應的傳輸信道？為什

35、么？ Midamble碼的作用？ 如何描述物理層的隨機接入過程？,102,大唐移動 版權所有,TD-SCDMA系統(tǒng)概述,1 時分雙工與擴頻,2 TD-SCDMA網(wǎng)絡結構,3 TD-SCDMA物理層,4 TD-SCDMA關鍵技術,5 TD-SCDMA應用優(yōu)勢,103,大唐移動 版權所有,4 TD-SCDMA關鍵技術,4.2 智能天線技術,4.3 聯(lián)合檢測技術,4.4 上行同步和功控技術,4.5 接力切換技術,4.6 動態(tài)信道分配技術,4.1 TDD技術,104,大唐移動 版權所有,易于使用非對稱頻段,無需具有特定雙工間隔的成對頻段,靈活配置時隙，優(yōu)化頻譜效率,有利于智能天線技術實現(xiàn),無需笨重的射

36、頻雙工器，基站小成本低,4 TD-SCDMA關鍵技術 4.1 TDD技術,105,大唐移動 版權所有,4 TD-SCDMA關鍵技術,4.3 聯(lián)合檢測技術,4.4 上行同步和功控技術,4.5 接力切換技術,4.6 動態(tài)信道分配技術,4.1 TDD技術,4.2 智能天線技術,106,大唐移動 版權所有,4 TD-SCDMA關鍵技術 4.2 智能天線技術,智能天線技術： 能量可指向小區(qū)內(nèi)激活狀態(tài)的移動UE； 通信中的移動終端在小區(qū)內(nèi)處于受跟蹤狀態(tài)；,普通天線技術： 能量分布于整個小區(qū)； 小區(qū)內(nèi)通信終端均相互干擾，此干擾是CDMA系統(tǒng)容量受限的主要原因；,107,大唐移動 版權所有,4 TD-SCDM

37、A關鍵技術 4.2 智能天線技術,天線陣,1、設備冗余度提高； 2、補償信號衰落，提高接收靈敏度；,波束賦形,EIRP提高,1、降低多用戶干擾，提高系統(tǒng)容量； 2、可用于用戶定位和越區(qū)切換；,1、降低基站發(fā)射功率，降低成本； 2、提高小區(qū)覆蓋半徑；,108,大唐移動 版權所有,4 TD-SCDMA關鍵技術 4.2 智能天線技術,信道估計,聯(lián)合檢測,上行數(shù)據(jù),DOA估計,賦形權值生成,下行賦形,下行數(shù)據(jù),多RF通道收發(fā)信機系統(tǒng),109,大唐移動 版權所有,智能天線總增益（Node B發(fā)射） 發(fā)射天線增益： 8dBi/15dBi 陣列天線增益： 7dB(=10lg6) 波束賦形增益： 8dB(69

38、dB),4 TD-SCDMA關鍵技術 4.2 智能天線技術,智能天線總增益（Node B接收） 接收天線增益： 8dBi/15dBi 陣列天線增益： 7dB(=10lg6) 波束賦形增益： 8dB(69dB),智能天線總增益（UE接收） 接收天線增益： 2dBi 陣列天線增益： 0dB 波束賦形增益： 0dB,智能天線總增益（UE發(fā)射） 發(fā)射天線增益： 2dBi 陣列天線增益：0dB 波束賦形增益： 0dB,110,大唐移動 版權所有,數(shù)學模型（以接收為例） ； 輸入信號X（t）是多個用戶的多徑信號的疊 加 加權網(wǎng)絡W（t）的調(diào)整，可以實現(xiàn)波束賦形,4 TD-SCDMA關鍵技術 4.2 智能天

39、線技術-算法原理,111,大唐移動 版權所有,智能天線單小區(qū)的圓形陣列的方向圖（到達角：180度）,4 TD-SCDMA關鍵技術 4.2 智能天線技術-算法原理,112,大唐移動 版權所有,智能天線扇區(qū)的直線陣列的方向圖（到達角：60度）,4 TD-SCDMA關鍵技術 4.2 智能天線技術-算法原理,113,大唐移動 版權所有,上行: 提高基站接收靈敏度（10lgN dB） 下行: 增大覆蓋距離（等效功率增加10lgN dB）,能量集中照得很遠,能量集中,增加覆蓋,全向照明區(qū)域小,4 TD-SCDMA關鍵技術 4.2 智能天線技術-優(yōu)越性（1）,114,大唐移動 版權所有,降低了系統(tǒng)的干擾,干

40、擾抑制度,4 TD-SCDMA關鍵技術 4.2 智能天線技術-優(yōu)越性（2）,115,大唐移動 版權所有,上行：基站接收信號有方向性，對接收方向 以外干擾有很強的抑制作用,下行：波束賦形后低旁瓣泄漏，大大減小對 小區(qū)內(nèi)/小區(qū)間其他用戶信號的干擾,4 TD-SCDMA關鍵技術 4.2 智能天線技術-優(yōu)越性（2）,116,大唐移動 版權所有,改善了接收信噪比：,4 TD-SCDMA關鍵技術 4.2 智能天線技術-優(yōu)越性（3）,117,大唐移動 版權所有,增加了CDMA系統(tǒng)的容量： 全向小區(qū)容量：N 三扇區(qū)容量：3N 智能天線小區(qū)容量：45N 空分多址小區(qū)容量：LN,4 TD-SCDMA關鍵技術 4.

41、2 智能天線技術-優(yōu)越性（4）,118,大唐移動 版權所有,智能天線小區(qū)的容量計算,4 TD-SCDMA關鍵技術 4.2 智能天線技術-優(yōu)越性（4）,119,大唐移動 版權所有,上行鏈路智能天線增益 下行鏈路智能天線增益,上行鏈路多天線接收產(chǎn)生鏈路性能增益 下行鏈路波束賦形產(chǎn)生鏈路性能增益（約6dB）,8用戶（滿碼道）的性能：不使用智能天線技術，誤塊率只能降到0.05左右，不能滿足QOS要求；采用智能天線技術后，誤塊率能夠降到10-3量級，性能得到明顯改善。,4 TD-SCDMA關鍵技術 4.2 智能天線技術-優(yōu)越性（4）,120,大唐移動 版權所有,實現(xiàn)單基站定位,用戶的定位（DOA） 估計

42、每個用戶的主到達方向 估計每個用戶的各多徑的到達方向,基于智能天線的單小區(qū)定位，無需GPS、只需一個小區(qū)參與定位，是最經(jīng)濟的定位方式,波束掃描法（GOB） 特征值分解法 （EBB）,4 TD-SCDMA關鍵技術 4.2 智能天線技術-優(yōu)越性（5）,121,大唐移動 版權所有,4 TD-SCDMA關鍵技術 4.2 智能天線技術-實例,122,大唐移動 版權所有,4 TD-SCDMA關鍵技術 4.2 智能天線技術-實例,123,大唐移動 版權所有,4 TD-SCDMA關鍵技術,4.2 智能天線技術,4.4 上行同步和功控技術,4.5 接力切換技術,4.6 動態(tài)信道分配技術,4.1 TDD技術,4.

43、3 聯(lián)合檢測技術,124,大唐移動 版權所有,4 TD-SCDMA關鍵技術 4.3 聯(lián)合檢測技術-概述,MAI,ISI,Signal Power,Frequency,Power,Frequency,Power,聯(lián)合檢測的作用:有效減少MAI干擾;,解擴后的信號功率較大，但是受到MAI的影響，信噪比較差;,采用聯(lián)合檢測后，消除MAI的影響，信噪比大大提高;,125,大唐移動 版權所有,ISI,MAI,4 TD-SCDMA關鍵技術 4.3 聯(lián)合檢測技術-概述,Direct Path,Multi-Path,Multi-Path,DATA FIELD 1,midamble,DATA FIELD 2,g

44、uard,Data Field 1,Midamble,Data Field 2,GP,Data Field 1,Midamble,Data Field 2,GP,N Symbols (Q chips / symbol),1,2,K,126,大唐移動 版權所有,K個用戶 信道估計,用戶1,用戶2,用戶K,接收 數(shù)據(jù) Y,用戶 數(shù)據(jù) X,原理：利用對多用戶信道的估計，根據(jù)某種信號估計準則，估計同時工作的多個碼道的用戶信息，在多個用戶中檢測提取出所需的用戶信號； 數(shù)學模型，信號檢測理論:Y = AX; 將估計變換為確定性計算；,4 TD-SCDMA關鍵技術 4.3 聯(lián)合檢測技術-概述,K個用戶聯(lián)合檢

45、測,甲卷：y1 = a11*x1 + a21*x2 y2 = a12*x1 + a22*x2 其中y1, y2,a11, a12已知，求解x1,合卷：y1 = a11*x1 + a21*x2 y2 = a12*x1 + a22*x2 其中y1, y2, a11, a12 , a21, a22已知 求解x1 , x2,乙卷：y1 = a11*x1 + a21*x2 y2 = a12*x1 + a22*x2 其中y1, y2,a21, a22已知，求解x2,127,大唐移動 版權所有,4 TD-SCDMA關鍵技術 4.3 聯(lián)合檢測技術-系統(tǒng)模型,C(1),h(1),C(k),h(k),C(K),h

46、(K),Data Estimation,Noise,d(1),d(k),d(K),d(1),d(k),d(K),b(1),b(k),b(K),e,原理：發(fā)送端的符號（d）經(jīng)過擴頻（擴頻碼c）和無線信道（信道沖擊響應h），到達接收端（接收信號e，包含噪聲n）； C已知（擴頻碼已知），h已知（通過Midamble碼計算）； 數(shù)學模型，e=Ad+n；,128,大唐移動 版權所有,聯(lián)合檢測后的信道響應圖（4個用戶，初始6碼片時延）,4 TD-SCDMA關鍵技術 4.3 聯(lián)合檢測技術-系統(tǒng)模型,129,大唐移動 版權所有,線性檢測算法: WMF：白化匹配濾波； ZF-BLE：迫零均衡算法； MMSE-B

47、LE：最小均方誤差塊均衡算法；,判決反饋檢測算法: ZF-DF:迫零反饋算法； MMSE-DF：最小均方誤差反饋算法；,4 TD-SCDMA關鍵技術 4.3 聯(lián)合檢測技術-算法,130,大唐移動 版權所有,單用戶情況下，聯(lián)合檢測技術與Rake接收技術的系統(tǒng)誤碼性能一致，說明聯(lián)合檢測技術與Rake接收技術都有較強的抗多徑能力；,多用戶情況下，聯(lián)合檢測技術比Rake接收技術的系統(tǒng)誤碼性能要好，說明聯(lián)合檢測技術比Rake接收技術的抗多址干擾的能力強；,JD比Rake計算量多3%左右,4 TD-SCDMA關鍵技術 4.3 聯(lián)合檢測技術-算法性能,131,大唐移動 版權所有,4 TD-SCDMA關鍵技術

48、 4.3 聯(lián)合檢測技術-SA+JD,信道估計,聯(lián)合檢測,上行數(shù)據(jù),DOA估計,賦形權值生成,下行賦形,下行數(shù)據(jù),多RF通道收發(fā)信機系統(tǒng),TD-SCDMA系統(tǒng)中，采用了聯(lián)合檢測技術和智能天線技術相結合的方法，上行獲得分集接收的好處，下行實現(xiàn)波束賦形。,132,大唐移動 版權所有,4 TD-SCDMA關鍵技術 4.3 聯(lián)合檢測技術-SA+JD,智能天線的主要作用： 降低多址干擾，提高CDMA系統(tǒng)容量； 提高接收靈敏度和EIRP； 智能天線不能克服的問題： 用戶處于同一方向； 聯(lián)合檢測： 利用Midamble序列做信道估計，同時處理多碼道的干擾抵消。但存在多碼道時處理復雜和無法完全解決多址干擾問題；

49、 SAJD：在移動通信系統(tǒng)中，結合使用智能天線和聯(lián)合檢測技術，可獲得理想的效果；,133,大唐移動 版權所有,4 TD-SCDMA關鍵技術 4.3 聯(lián)合檢測技術-SA+JD,系統(tǒng)容量增強,134,大唐移動 版權所有,4 TD-SCDMA關鍵技術,4.2 智能天線技術,4.3 聯(lián)合檢測技術,4.4 上行同步和功控技術,4.5 接力切換技術,4.6 動態(tài)信道分配技術,4.1 TDD技術,135,大唐移動 版權所有,上行同步基本原理 同一時隙不同用戶的信號同步到達基站接收機； 優(yōu)點 充分利用Walsh碼的正交性 最大限度的克服MAI 簡化基站解調(diào)設計方案，降低基站成本,4 TD-SCDMA關鍵技術

50、4.4 上行同步和功控技術,136,大唐移動 版權所有,4 TD-SCDMA關鍵技術 4.4 上行同步-開環(huán)同步,TS0,DwPTS,GP,UpPTS,TS1,TS,TS0,DwPTS,GP,UpPTS,TS1,TS,Tp,Tp,TRX-DwPTS,TTX-UpPTS,192Tc,TTX-UpPTS= TRX-DwPTS+192Tc- 2Tp,NB Time,UE Time,137,大唐移動 版權所有,上行內(nèi)環(huán)同步： 通過Midamble碼的信道沖擊響應得到用戶定時信息 與外環(huán)同步目標值對比，生成同步控制命令字（SS） 終端根據(jù)SS進行調(diào)整 上行外環(huán)同步 調(diào)整內(nèi)環(huán)的同步目標值 保證左右用戶的信

51、道沖擊響應在接收窗內(nèi),4 TD-SCDMA關鍵技術 4.4 上行同步-閉環(huán)同步,138,大唐移動 版權所有,基本原理 調(diào)整UE發(fā)射功率，使距離Node B遠近不同的UE的信號到達Node B的功率大小基本相等； 特點 功控是CDMA系統(tǒng)的基礎； 補償衰落，陰影效應和多徑衰落； 克服遠近效應； 快速功控可以有效提高接收電平穩(wěn)定度；,4 TD-SCDMA關鍵技術 4.4 功率控制,139,大唐移動 版權所有,開環(huán)功控 主要針對上行鏈路 主要用于隨機接入 UE空閑模式下的開環(huán)功控,4 TD-SCDMA關鍵技術 4.4 功率控制-開環(huán)功控,Node B以PTX-PCCPCH在PCCPCH上發(fā)射， 并在

52、系統(tǒng)消息廣播中通報此功率,UE接收BCH廣播， 并測量接收到的PCCPCH功率PPCCPCH-RSCP,UE計算路損= PPCCPCH-RSCP- PTX-PCCPCH,140,大唐移動 版權所有,各個信道的初始功率的計算 初始UpPCH信道功率： PUpPCH = LPCCPCH + PRXUpPCHdes + (i-1)* Pwrramp 初始PRACH信道功率：PPRACH=LPCCPCH+PRXPRACHdes+(iUpPCH-1)*Pwrramp 初始上行DPCH信道功率： PDPCH=PRXPDPCHdes+LPCCPCH 下行各個信道的初始功率 DPCH的( 基站最大發(fā)射功率/1

53、6 )*業(yè)務所占碼道數(shù)。 其余信道直接分配下行初始發(fā)射功率（RNC配置）。,4 TD-SCDMA關鍵技術 4.4 功率控制-開環(huán)功控,141,大唐移動 版權所有,4 TD-SCDMA關鍵技術 4.4 功率控制,內(nèi)環(huán),外環(huán),測量接收信號SIR 并與目標SIR比較,測量接收數(shù)據(jù)BLER 并與目標BLER比較,下發(fā)TPC,設置SIRtar,設置BLERtar,UE,Node B,RNC,內(nèi)環(huán)功控 測量SIR和目標SIR的差異，并向?qū)Ψ桨l(fā)送調(diào)整指令； 外環(huán)功控 測量誤塊率，調(diào)整目標SIR；,142,大唐移動 版權所有,4 TD-SCDMA關鍵技術 4.4 功率控制,開環(huán)功控對象：UpPTS, PRAC

54、H； 閉環(huán)功控對象：DPCH；,143,大唐移動 版權所有,4 TD-SCDMA關鍵技術,4.2 智能天線技術,4.3 聯(lián)合檢測技術,4.4 上行同步和功控技術,4.5 接力切換技術,4.6 動態(tài)信道分配技術,4.1 TDD技術,144,大唐移動 版權所有,接力切換基本定義使用上行預同步技術，在切換過程中，UE從源小區(qū)接收下行數(shù)據(jù)，向目標小區(qū)發(fā)送上行數(shù)據(jù)，即上下行通信鏈路先后轉移到目標小區(qū)。 接力切換原理在切換測量期間，使用上行預同步的技術，提前獲取切換后的上行信道發(fā)送時間、功率信息，從而達到減少切換時間，提高切換的成功率、降低切換掉話率的目的。 接力切換目標 高切換成功率 高資源利用率,4

55、TD-SCDMA關鍵技術 4.5 接力切換技術,145,大唐移動 版權所有,4 TD-SCDMA關鍵技術 4.5 接力切換,（1）測量控制過程,（3）切換判決過程,（2）測量（預同步）過程,（4）切換執(zhí)行過程,146,大唐移動 版權所有,PCCPCH,PCCPCH,服務小區(qū)i,DPCH,在t=TRxSFNk接收K小區(qū)PCCPCH 在t=TRxSFNi接收i小區(qū)PCCPCH,預同步小區(qū)K,開環(huán)預同步中移動臺是UE通過接收到的信息計算上行同步時間。 同步小區(qū)的觀測時差計算:SFN-SFN OTD TRxTSk -TRxTSi 非同步小區(qū)的觀測時差計算:OTD OFFset12800+TRxTSk

56、-TRxTSi,4 TD-SCDMA關鍵技術 4.5 接力切換-開環(huán)預同步,147,大唐移動 版權所有,下行接收DwPTS時間調(diào)整量 Td -Td0 上行UpPTS時間調(diào)整量 TuTu0-2 ,4 TD-SCDMA關鍵技術 4.5 接力切換-預同步保持,Td0,Tu0,Td=Td0+5*N+ ,Tu=Tu0+5*N-2 ,同步建立時目標基站DwPTS,同步建立時UE的UpPTS,t,t,經(jīng)過N子幀后目標基站DwPTS,經(jīng)過N子幀后UE的UpPTS,148,大唐移動 版權所有,TS0,TS5,TS6,TS1,TS2,TS3,TS4,T0,T2,T3,T1,4 TD-SCDMA關鍵技術 4.5 接

57、力切換-測量,149,大唐移動 版權所有,4 TD-SCDMA關鍵技術 4.5 接力切換-測量,頻率內(nèi)報告事件：1G：最佳小區(qū)改變 10lgMi+Oi-H1g10lgMprevious_best+Oprevious_best,其中： Mprevious_best是當前服務小區(qū)的P-CCPCH的接收功率； Oprevious_bset是當前服務小區(qū)的偏移量； Mi是當前被評估小區(qū)的P-CCPCH的接收功率； Oi是當前被評估小區(qū)的偏移量； H1g是1g事件的報告滯后參數(shù)；,150,大唐移動 版權所有,1.切換判決過程主要是RNC根據(jù)切換判決算法，確定移動臺是否需要切換，以及切換到哪個小區(qū)。 2.

58、切換判決算法主要依據(jù)移動臺測量的P-CCPCH功率或信噪比，一些算法加入負荷等網(wǎng)絡信息。 3.切換判決算法可以使用絕對門限、相對門限以及兩種結合的方法。,4 TD-SCDMA關鍵技術 4.5 接力切換-判決和執(zhí)行,RNC判決移動臺切換后，在目標小區(qū)為移動臺分配信道。 RNC通知目標小區(qū)為移動臺建立無線鏈路。 RNC同時通過原基站和目標基站發(fā)送下行數(shù)據(jù)； RNC通知UE將物理信道重配置到目標小區(qū)。 UE執(zhí)行重配置，使用新的信道回重配置完成。 RNC收到重配置完成后通知原服務小區(qū)將無線鏈路釋放。,151,大唐移動 版權所有,4 TD-SCDMA關鍵技術 4.5 接力切換,搜索鄰小區(qū)并測量,開環(huán)預同步,預同步保持,測量報告,切換判決,無線承載業(yè)務,無線鏈路建立,物理信道重配置,無線承載業(yè)務,無線鏈路刪除,152,大唐移動 版權所有,4 TD-SCDMA關鍵技術 4.5 接力切換,153,大唐移動 版權所有,接力切換,硬切換,軟切換 （長期保持）,軟切換浪費資源！,