TD-SCDMA 無線接口物理層-20081111-B-V1.0

TD-SCDMA無線接口物理層前言無線接口物理層處于無線接口協(xié)議模型的最底層，它提供物理介質(zhì)中保證比特流正確傳輸所需要的所有功能物理層通過傳輸信道實(shí)現(xiàn)向上層提供數(shù)據(jù)傳輸服務(wù)，主要包括多址接入，信道編解碼，擴(kuò)頻調(diào)制和解擴(kuò)解調(diào)，內(nèi)環(huán)功率控制等功能培訓(xùn)目標(biāo)學(xué)完本課程后，您應(yīng)該能：描述TD-SCDMA系統(tǒng)無線幀結(jié)構(gòu)和時(shí)隙突發(fā)結(jié)構(gòu)描述TD-SCDMA下行同步碼、上行同步碼、Midamble碼、擴(kuò)頻碼和擾碼功能和用法結(jié)合主要物理層過程（小區(qū)搜索、隨機(jī)接入），描述TD-SCDMA各信道的作用掌握公共物理信道在系統(tǒng)中的配置原則，并能夠根據(jù)不同業(yè)務(wù)占用碼資源的情況，計(jì)算TD-SCDMA載波的理論容量目錄TD-SCDMA無線接口幀結(jié)構(gòu)與時(shí)隙結(jié)構(gòu)TD-SCDMA無線信道結(jié)構(gòu)與功能TD-SCDMA無線信道配置原則無線幀10ms子幀5msGPTS5TS4TS0TS2TS1TS3TS6DwPTSUpPTSTD-SCDMA幀結(jié)構(gòu)：7＋37個(gè)常規(guī)時(shí)隙（TS0～TS6）＋3個(gè)輔助時(shí)隙DwPTS：下行導(dǎo)頻時(shí)隙，用于下行同步UpPTS：上行導(dǎo)頻時(shí)隙，用于上行同步GP：上行、下行同步間的保護(hù)時(shí)隙DwPTS：下行導(dǎo)頻時(shí)隙用于下行同步和小區(qū)初搜由96Chips組成：32chips用于保護(hù)；64chips用于下行同步碼(SYNC-DL)SYNC-DL碼共有32種，用于區(qū)分相鄰小區(qū)SYNC-DL不擴(kuò)頻、不加擾該時(shí)隙全向或扇區(qū)傳輸，不進(jìn)行波束賦形GP(32chips)SYNC-DL(64chips)75sUpPTS：上行導(dǎo)頻時(shí)隙用于上行初始同步和隨機(jī)接入，以及切換時(shí)鄰近小區(qū)測量由160Chips組成：32chips用于保護(hù)；128chips用于上行同步碼(SYNC-UL)SYNC-UL碼共有256種，分為32個(gè)碼組（每組8個(gè)SYNC-UL碼），對應(yīng)32個(gè)SYNC-DL碼SYNC-UL不擴(kuò)頻、不加擾NodeB通過檢測終端發(fā)送的SYNC-UL獲得初始波束賦形參數(shù)GP(32chips)SYNC-UL(128chips)125sGP：保護(hù)時(shí)隙用于下行到上行轉(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GP決定了TD-SCDMA系統(tǒng)基站最大覆蓋距離GP(96chips)75usTD-SCDMA系統(tǒng)覆蓋范圍基站最大覆蓋距離＝（96chip/1.28Mcps×光速）/2＝11.25公里DwPTSDwPTSUpPTSLUpPTSTS0GpSYNC-DL△tTS1…TS6SYNC-UL△t

TS1…TS6TS0DwPTST=2△t

UpPTSTD-SCDMA常規(guī)時(shí)隙（TS0～TS6）結(jié)構(gòu)Midamble碼：又稱為訓(xùn)練序列，用于信道估計(jì)，估計(jì)結(jié)果用于聯(lián)合檢測和智能天線算法物理層控制信息：物理層過程（如功率控制、上行同步調(diào)整等）的控制信號業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)GP16業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)675s，864chips物理層控制信息Midamble144chipsTD-SCDMA物理層控制信息TPC：TransmissionPowerControl，傳輸功率控制用于內(nèi)環(huán)快速功率控制每個(gè)子幀SS：SynchronizationShift，同步偏移控制UE的上行傳輸時(shí)延 保證上行同步TPCBitsTPC命令含義00'Down'降低發(fā)射功率11'Up'提高發(fā)射功率SSBitsSS

命令含義00'Down'減小k/8chip同步偏移11'Up'增加k/8chip同步偏移01‘Donothing’保持不變TD-SCDMA物理層控制信息(續(xù))TFCI：TransmissionFormatCombinationIdentification，傳輸格式組合指示，指示時(shí)隙內(nèi)數(shù)據(jù)的傳輸格式（數(shù)據(jù)塊位置、大小等）

業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)

Midamble業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)

TPC

時(shí)隙n(864Chips)

SS

GPTFCI的第1部分

業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)

Midamble

業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)

無線幀10ms

子幀5ms

-子幀5ms

TFCI的第2部分

TPC

SS

TFCI的第3部分

TFCI的第4部分GP時(shí)隙n(864Chips)TD-SCDMA系統(tǒng)中的Midamble碼Midamble：中間碼，或稱為訓(xùn)練序列；主要作用為：測量：信號強(qiáng)度和信號質(zhì)量（BER），用于功率控制、切換等算法上行同步保持：Midamble碼的時(shí)延做為SS調(diào)整的依據(jù)信道估計(jì)：利用Midamble碼接收信號，評估無線傳播過程中的多址干擾（MAI）和多徑干擾（ISI）情況，評估結(jié)果用于聯(lián)合檢測無線信道h數(shù)據(jù)1M數(shù)據(jù)2數(shù)據(jù)1*M*數(shù)據(jù)2*h=M*/MMidamble碼信道估計(jì)信道情況1信道情況2不同信道情況下的估計(jì)結(jié)果TD-SCDMA系統(tǒng)中的Midamble碼(續(xù))Midamble碼長144Chips，由長度為128的基本Midamble碼生成同一時(shí)隙內(nèi)不同用戶所采用的Midamble碼由基本Midamble碼經(jīng)循環(huán)移位后產(chǎn)生1~1617~3233~4849~6465~8081~9697~112113~1281~1617~3233~4849~6465~8081~9697~112113~128k=8k=7k=1k=6k=5k=4k=3k=2TD-SCDMA系統(tǒng)中的碼表碼組各相關(guān)碼SYNC-DLIDSYNC-ULID擾碼ID基本Midamble碼ID碼組100~700112233碼組218~1544556677……碼組3231248~255124124125125126126127127基本Midamble碼共128個(gè)，分32組，對應(yīng)32個(gè)SYNC-DL碼；基本Midamble碼和擾碼一一對應(yīng)，如下表：目錄TD-SCDMA無線接口幀結(jié)構(gòu)與時(shí)隙結(jié)構(gòu)TD-SCDMA無線信道結(jié)構(gòu)與功能TD-SCDMA無線信道配置原則TD-SCDMA系統(tǒng)中用到的信道邏輯信道：直接承載用戶業(yè)務(wù)根據(jù)承載內(nèi)容的不同，分為控制信道和業(yè)務(wù)信道傳輸信道：描述信息如何在無線接口上傳輸根據(jù)傳輸?shù)男畔傩?，分為專用信道和公共信道物理信道：各種信息在無線接口傳輸時(shí)的物理通道（頻率、時(shí)隙、碼）糧倉藥庫衣物捐助點(diǎn)公路鐵路水路航空各種物資以何種運(yùn)輸方式送往災(zāi)區(qū)？需要送多少？比例如何分配？專用業(yè)務(wù)信道 （DTCH）公共業(yè)務(wù)信道 （CTCH）廣播控制信道 （BCCH）尋呼控制信道 （PCCH）專用控制信道 （DCCH）公共控制信道 （CCCH）邏輯業(yè)務(wù)信道邏輯控制信道邏輯信道分類廣播信道 BCH尋呼信道 PCH前向接入信道FACH反向（隨機(jī)）接入信道RACH專用信道 DCH

上行或下行公共傳輸信道專用傳輸信道傳輸信道分類物理信道的分類與功能基站NodeB

用戶終端UE

業(yè)務(wù)連接DPCH –專用物理信道小區(qū)搜索與小區(qū)選擇DwPCH –下行導(dǎo)頻信道(DwPTS)PCCPCH –主公共控制物理信道尋呼PICH –尋呼指示信道SCCPCH –從公共控制物理信道隨機(jī)接入U(xiǎn)pPCH –上行導(dǎo)頻信道(UpPTS)FPACH –快速物理接入信道PRACH –物理隨機(jī)接入信道SCCPCH –從公共控制物理信道TD-SCDMA物理層過程－小區(qū)搜索小區(qū)初搜(DwPTS)基本Midamble碼和擾碼識別(PCCPCH)系統(tǒng)消息識別(PCCPCH)UE搜索一個(gè)小區(qū)的DwPTS，識別該小區(qū)使用的SYNC-DLUE根據(jù)TD-SCDMA系統(tǒng)碼表，通過多次試探，識別該小區(qū)的基本Midamble碼和擾碼UE搜索到P-CCPCH里BCH的控制復(fù)幀后，讀取BCH承載的系統(tǒng)消息5msDwPTS可能的位置由特征窗確定DwPCH利用相關(guān)法確定本小區(qū)所用的SYNC_DL碼及SYNC_DL碼的位置TD-SCDMA系統(tǒng)小區(qū)初搜主公共控制物理信道P-CCPCH承載傳輸信道BCH，用于發(fā)送系統(tǒng)消息(SystemInformation)SF＝16；固定配置在TS0的前兩個(gè)碼道：

Cch16,0和Cch16,1無波束賦型，以全小區(qū)覆蓋模式發(fā)送系統(tǒng)消息數(shù)據(jù)GP系統(tǒng)消息數(shù)據(jù)Midamble864chips尋呼指示信道PICH用于發(fā)送尋呼指示(PageIndicator)SF＝16，一般配置在TS0尋呼指示(PI)的長度LPI＝2，4或8，以一個(gè)無線幀為周期如果某個(gè)PI對應(yīng)的bits全為“1”，表示該P(yáng)I對應(yīng)的UE需要對S-CCPCH傳送的尋呼消息進(jìn)行檢測無波束賦型，以全小區(qū)覆蓋模式發(fā)送PI0PI1……保留Midamble保留……PIk-1GP864chipsPI比特PI比特︷︷PIkPIk+1……保留Midamble保留……PIn-1GP864chipsPI比特PI比特︷︷從公共控制物理信道S-CCPCH承載傳輸信道PCH和FACH，用于發(fā)送尋呼消息和其他下行信令SF＝16，一般配置在TS0無波束賦型，以全小區(qū)覆蓋模式發(fā)送下行信令數(shù)據(jù)GP下行信令數(shù)據(jù)864chipsTFCIMidambleTD-SCDMA物理層過程－隨機(jī)接入U(xiǎn)ENodeBUpPCH（UpPTS）FPACHPRACH（RACH）SCCPCH（FACH）終端選擇SYNC-UL，以估算的時(shí)間和功率發(fā)送基站檢測到SYNC-UL，并回送定時(shí)和功率調(diào)整調(diào)整定時(shí)和功率，發(fā)送隨機(jī)接入請求發(fā)送隨機(jī)接入響應(yīng)后，進(jìn)行后續(xù)的信令接續(xù)快速物理接入信道FPACH用于發(fā)送定時(shí)調(diào)整和功率調(diào)整指示SF＝16，可配置在任意一個(gè)下行時(shí)隙無波束賦型，以全小區(qū)覆蓋模式發(fā)送定時(shí)偏移功率偏移……Midamble……定時(shí)偏移功率偏移GP864chips用戶1用戶n…………︷︷物理隨機(jī)接入信道PRACH承載傳輸信道RACH，用于發(fā)送上行信令SF＝8，一般配置在TS1的Cch8,0無波束賦型，以全小區(qū)覆蓋模式發(fā)送上行信令數(shù)據(jù)GP上行信令數(shù)據(jù)864chipsTFCI，SS，TPCMidamble專用物理信道DPCH承載傳輸信道DCH，用于用戶業(yè)務(wù)的收發(fā)上行SF＝1，2，4，8或16下行SF＝1或16有波束賦型，由智能天線算法確定波束方向用戶數(shù)據(jù)GP用戶數(shù)據(jù)864chipsTFCI，SS，TPCMidambleDPCH理論速率資源單元RU業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)碼片數(shù)/突發(fā)脈沖符號數(shù)/突發(fā)脈沖QPSK下的符號數(shù)/突發(fā)脈沖QPSK下的理論最大數(shù)據(jù)速率RUSF1352×2＝704704704×2＝14081408/5ms＝281.6KRUSF2352×2＝704352352×2＝704704/5ms＝140.8KRUSF4352×2＝704176176×2＝352352/5ms＝70.4KRUSF8352×2＝7048888×2＝176176/5ms＝35.2KRUSF16352×2＝7044444×2＝8888/5ms＝17.6K信道映射關(guān)系傳輸信道PCHBCHFACHRACHDCHSCCPCH物理信道PCCPCHDPCHPRACHPCCH邏輯信道BCCHDCCHCTCHDTCH尋呼用戶數(shù)據(jù)及隨路信令小區(qū)廣播業(yè)務(wù)系統(tǒng)消息信令L3數(shù)據(jù)目錄TD-SCDMA無線接口幀結(jié)構(gòu)與時(shí)隙結(jié)構(gòu)TD-SCDMA無線信道結(jié)構(gòu)與功能TD-SCDMA無線信道配置原則TD-SCDMA物理信道典型配置－1PCCPCHPCCPCHSCCPCHSCCPCHSCCPCHSCCPCHPICHFPACHTS0TS1TS2TS3TS4TS5TS6PICHPRACHTD-SCDMA物理信道典型配置－2PCCPCHPCCPCHSCCPCHSCCPCHSCCPCHSCCPCHPICHTS0TS1TS2TS3TS4TS5TS6PICHFPACHPRACH典型業(yè)務(wù)的資源分配PCCPCHPCCPCHSCCPCHSCCPCHSCCPCHSCCPCHPICHFPACHTS0TS1TS2TS3TS4TS5TS6PICHPRACHUserA語音UserAUserAUserC可視電話UserCUserCUserCUserCUserCUserCUserCUserCUserDUserDPS128KUserB語音UserBUserBTD-SCDMA單載波理論容量語音業(yè)務(wù)：單載波最多可以支持23個(gè)語音用戶每個(gè)時(shí)隙承載8個(gè)用戶，3: