3TD-SCDMA基礎(chǔ)培訓(xùn)教學(xué)課件

目錄引言TD-SCDMA系統(tǒng)概述TD-SCDMA關(guān)鍵技術(shù)TD-SCDMA組網(wǎng)方案1234TD-SCDMA與WCDMA比較511G即第一代為模擬移動電話。如TACS，1話音/對載頻（25KHz）。2G即第二代為數(shù)字移動電話。如GSM，8話音/對載頻（200KHz）；

如CDMA，20話音/對載頻（1.25MHz）。引言什么叫3G？22.5G即第2.5代為數(shù)字電話+低速數(shù)據(jù)。如GPRS數(shù)據(jù)，36kb/s；

如CDMA2000-1X，153.6kb/s。3G即第3代數(shù)字移動電話+高速數(shù)據(jù)。如公認的3種3G制式：

A、WCDMA（5MHz）

B、CDMA2000（1.25MHz）

C、TD-SCDMA（1.6MHz）引言什么叫3G？中國聯(lián)通中國電信中國移動3

高速運動：144kb/s

步行速度：384kb/s

室內(nèi)環(huán)境：2Mb/s能提供以下三種最高傳輸速率的通信技術(shù)叫3G什么叫3G？引言4引言5目錄引言TD-SCDMA系統(tǒng)概述TD-SCDMA關(guān)鍵技術(shù)TD-SCDMA組網(wǎng)方案1234TD-SCDMA與WCDMA比較562.1TD-SCDMA基本概念2.2CDMA概念2.3擴頻原理2.4TD-SCDMA幀結(jié)構(gòu)2.5TD-SCDMA物理信道2.6TD-SCDMA物理過程TD-SCDMA系統(tǒng)概述7TD-SCDMA基本概念TD:時分復(fù)用；S：軟件無線電；同步；智能；CDMA：碼分多址多址方式：時分多址、碼分多址、頻分多址、空分多址的完美結(jié)合雙工方式：時分雙工(TDD)頻率：1880~1920mHz，2019~2025mHz，2300~2400mHz載頻間隔：1.6mHz碼片速率：1.28Mchip/s絕對頻點號：中心頻率×5（10079÷5=2019.8mHz）2.1TD-SCDMA基本概念82.1TD-SCDMA基本概念9EnglishmanGemanMusic2.2CDMA概念10不同國家的人比作不同的用戶；不同的語言比作不同的碼；雞尾酒會場比作同一個頻率；酒會上的音樂比作噪聲和干擾。構(gòu)成了CDMA網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)框架2.2CDMA概念11擴頻理論依據(jù)Shannon公式：C=Wlog2（1+S/N）C:信道容量（bit/s），W:信號頻帶寬度（Hz），S:信號平均功率（w），N：噪聲平均功率（w）。得出結(jié)論：給定信道容量C，若有較大的傳輸帶寬，則同樣的信道容量能由較小的信號功率（較小的信噪比）來傳送。2.3擴頻原理12擴頻基本思想擴頻通信就是將信息信號的頻譜擴展100倍，甚至1000倍以上，然后再進行傳輸，因而提高了通信的抗干擾能力，即在強干擾的條件下保證安全可靠的通信。當有較大的傳輸帶寬時，可以使S/N足夠小，甚至有用信號在被噪聲湮沒的情況下，即S/N<1(10log2S/N<0dB),也能進行可靠通信。2.3擴頻原理132.4TD-SCDMA幀結(jié)構(gòu)TD-SCMDA物理層-幀結(jié)構(gòu)14TD-SCDMA物理層-幀結(jié)構(gòu)2.4TD-SCDMA幀結(jié)構(gòu)15

SYNC_DL用于小區(qū)初使搜索，下行同步和識別相鄰小區(qū)；

TD-SCDMA系統(tǒng)有32個長度為64chip的基本SYNC_DL碼TD-SCMDA物理層-特殊時隙DwPTS結(jié)構(gòu)2.4TD-SCDMA幀結(jié)構(gòu)16

SYNC_UL用于在接入過程中區(qū)分不同的UE；

TD-SCDMA系統(tǒng)有256個長為128的基本SYNC_UL碼，分為32組，每組8個；當UE要建立上行同步時，將從8個已知的SYNC_UL中隨機選擇1個，并根據(jù)估計的定時和功率值在UpPTS中發(fā)射；TD-SCMDA物理層-特殊時隙UpPTS結(jié)構(gòu)2.4TD-SCDMA幀結(jié)構(gòu)17用于下行到上行轉(zhuǎn)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工作確定基本的基站覆蓋半徑（11.25km）TD-SCMDA幀結(jié)構(gòu)-特殊時隙2.4TD-SCDMA幀結(jié)構(gòu)18TD-SCMDA物理層-常規(guī)時隙2.4TD-SCDMA幀結(jié)構(gòu)19TD-SCMDA物理層-常規(guī)時隙2.4TD-SCDMA幀結(jié)構(gòu)訓(xùn)練序列（Midamble）：長144Chips：由長度為128的基本訓(xùn)練序列生成，基本訓(xùn)練序列共128個；

128個基本訓(xùn)練序列分成32組，以對應(yīng)32個SYNC-DL碼；每組為4個不同的基本訓(xùn)練序列，基本訓(xùn)練序列和擾碼一一對應(yīng);

訓(xùn)練序列的作用：

1.上下行信道估計；

2.功率測量；

3.上行同步保持；20傳輸信道物理信道專用傳輸信道DCH專用物理信道(DPCH)廣播信道BCH主公共控制物理信道(P-CCPCH)尋呼信道PCH輔助公共控制物理信道(S-CCPCH)前向接入FACH輔助公共控制物理信道(S-CCPCH)隨機接入RACH物理隨機接入信道(PRACH)上行共享USCH物理上行共享信道(PUSCH)下行共享DSCH物理下行共享信道(PDSCH)

下行導(dǎo)頻信道(DwPCH)

上行導(dǎo)頻信道(UpPCH)

尋呼指示信道（PICH）

快速物理接入信道F-PACH2.5TD-SCDMA物理信道21

TD-SCDMA室內(nèi)基站(單端口)信道功率配比主載頻TS0時隙共5個碼道，其中PCCPCH占2個碼道，公共信道功率設(shè)置都一樣，因此PCCPCH占2/5功率（也即是－4dB）注：PICH和SCCPCH可配置在TS0或其他下行業(yè)務(wù)時隙2.5TD-SCDMA物理信道22搜索DwPTSUE通過與接收到的PN序列中的SYNC_DL進行匹配，與某一小區(qū)的DwPTS同步識別擾碼和基本Midamble碼UE通過試探法或排除法確定P-CCPCH采用的Midamble碼，從而進一步確定擾碼控制復(fù)幀同步控制復(fù)幀由調(diào)制在DwPTS上的QPSK符號序列定位，UE通過n個連續(xù)DwPTS檢測BCH主信息塊的位置，實現(xiàn)控制復(fù)幀的同步讀BCH信息UE讀取被搜索小區(qū)的一個或多個BCH上的廣播信息，完成小區(qū)搜索過程2.6物理層過程-小區(qū)搜索23在初始小區(qū)搜索中，UE搜索到一個小區(qū)，建立DwPTS同步，獲得擾碼和基本midamble碼，控制復(fù)幀同步，然后讀取BCH信息。初始小區(qū)搜索利用DwPTS和BCH進行。第一步：搜索DwPTSUE利用DwPTS中SYNC_DL得到與某一小區(qū)的DwPTS同步，這一步通常是通過一個或多個匹配濾波器(或類似的裝置)與接收到的從PN序列中選出來的SYNC_DL進行匹配實現(xiàn)。為實現(xiàn)這一步，可使用一個或多個匹配濾波器（或類似裝置）。在這一步中，UE必須要識別出在該小區(qū)可能要使用的32個SYNC_DL中的哪一個SYNC_DL被使用。2.6物理層過程-小區(qū)搜索24第二步:識別擾碼和基本midamble碼UE接收到P-CCPCH上的midamble碼，DwPTS緊隨在P-CCPCH之后。在現(xiàn)在的TD-SCDMA系統(tǒng)中，每個DwPTS對應(yīng)一組4個不同的基本midamble碼，因此共有128個midamble碼且互不重疊。基本midamble碼的序號除以4就是SYNC_DL碼的序號。因此說32個SYNC_DL和P-CCPCH32個midamble碼組一一對應(yīng)（也就是說，一旦SYNC_DL確定之后，UE也就知道了該小區(qū)采用了哪4個midamble碼），這時UE可以采用試探法和錯誤排除法確定P-CCPCH到底采用了哪個midamble碼。在一幀中使用相同的基本midamble碼。由于每個基本midamble碼與擾碼是相對應(yīng)的，知道了midamble碼也就知道了擾碼。根據(jù)確認的結(jié)果，UE可以進行下一步或返回到第一步。2.6物理層過程-小區(qū)搜索25第三步：控制復(fù)幀同步UE搜索在P-CCPCH里的BCH的復(fù)幀MIB（MasterIndicationBlock），它由經(jīng)過QPSK調(diào)制的DwPTS的相位序列（相對于在P-CCPCH上的midamble碼）來標識?？刂茝?fù)幀由調(diào)制在DwPTS上的QPSK符號序列來定位。[n]個連續(xù)的DwPTS足以可以檢測出目前MIB在控制復(fù)幀中的位置。根據(jù)為了確定正確的midamble碼所進行的控制復(fù)幀同步的結(jié)果，UE可決定是否執(zhí)行下一步或回到第二步。第四步：讀BCH信息UE讀取被搜索到小區(qū)的一個或多個BCH上的（全）廣播信息，根據(jù)讀取的結(jié)果，UE可決定是回到以上的幾步還是完成初始小區(qū)搜索。2.6物理層過程-小區(qū)搜索262.6物理層過程-同步技術(shù)TD-SCDMA系統(tǒng)中的同步技術(shù)主要由兩部分組成?基站間的同步（SynchronizationofNodeBs）?基站與移動臺間上行同步（UplinkSynchronization）27同步技術(shù)－－基站間同步TD-SCDMA系統(tǒng)的TDD模式要求基站之間必須同步.同步目的：避免相鄰基站的收發(fā)時隙交叉，減小干擾基站間同步:系統(tǒng)內(nèi)各基站的運行采用相同的幀同步定時同步精度要求：幾微秒同步方法：–GPS：–網(wǎng)絡(luò)主從同步–空中主從同步2.6物理層過程-基站間同步28上行同步的準備UE首先與小區(qū)建立下行同步上行同步的建立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，NodeB根據(jù)檢測到的SYNC_UL系列，在FPACH信道向UE發(fā)送反饋信息上行同步的保持NodeB通過測量同一時隙不同UE的Midamble碼估計UE的發(fā)射功率和發(fā)射時間偏移，在下一個下行時隙中發(fā)射SS和PC命令，使UE進行調(diào)整上行同步的作用：使正交擴頻碼的各個碼道在解擴時正交，減小干擾，提高了系統(tǒng)容量，簡化了接收機的設(shè)計2.6物理層過程-上行同步29目錄引言TD-SCDMA系統(tǒng)概述TD-SCDMA關(guān)鍵技術(shù)TD-SCDMA組網(wǎng)方案1234TD-SCDMA與WCDMA比較5303.1時分雙工3.2智能天線3.3聯(lián)合檢測3.4上行同步3.5接力切換3.6動態(tài)信道分配3TD關(guān)鍵性技術(shù)313.1時分雙工頻譜分配靈活高效支持非對稱業(yè)務(wù)有利于先進技術(shù)應(yīng)用設(shè)備成本低3TD關(guān)鍵性技術(shù)323.1TD關(guān)鍵性技術(shù)-TDD3.1時分雙工TD-SCDMA優(yōu)勢可用于不成對頻段無需成對的有雙工間隙的頻段通過適配于用戶話務(wù)需要，頻譜效率得到了提高上行和下行使用同樣的載頻，因此無線傳播是對稱的最適用于智能天線技術(shù)的實現(xiàn)

無需笨重的雙工器基站設(shè)備體積小時分雙工(TD-SCDMA):

上行頻段和下行頻段一樣DUDDDDDD頻分雙工(FDD):

上行頻段和下行頻段分開DDDDDDDUU上行D下行未用資源:333.2智能天線智能天線波束賦形，形成方向性波束用戶跟隨能量集中低旁瓣泄漏智能天線基本概念與原理智能天線是由多根天線陣元組成天線陣列智能天線的原理是通過調(diào)節(jié)各陣元信號的加權(quán)幅度和相位來改變陣列天線的方向圖，從而抑制干擾，提高信干比3.2TD關(guān)鍵性技術(shù)-智能天線343.2智能天線使用智能天線...能量僅指向小區(qū)內(nèi)處于激活狀態(tài)的移動終端正在通信的移動終端在整個小區(qū)內(nèi)處于受跟蹤狀態(tài)不使用智能天線...能量分布于整個小區(qū)內(nèi)所有小區(qū)內(nèi)的移動終端均相互干擾，此干擾是CDMA容量限制的主要原因智能天線的優(yōu)勢減少小區(qū)間和小區(qū)內(nèi)干擾降低多徑干擾等效發(fā)射功率提高提高系統(tǒng)信噪比提高接收靈敏度改進了小區(qū)覆蓋（合成波束）增加了容量及小區(qū)覆蓋半徑降低發(fā)射功率，基站成本降低有利于精確定位業(yè)務(wù)3.2TD關(guān)鍵性技術(shù)-智能天線353.3聯(lián)合檢測3.3TD關(guān)鍵性技術(shù)聯(lián)合檢測傳統(tǒng)的接收技術(shù)是針對某一用戶進行信號檢測而把其他用戶作為噪聲加以處理，在用戶數(shù)增多時，導(dǎo)致了信噪比惡化，系統(tǒng)性能和容量都不如人意。聯(lián)合檢測技術(shù)是在傳統(tǒng)檢測技術(shù)的基礎(chǔ)上，充分利用造成多址干擾的所有用戶信號及其多徑的先驗信息（信號之間的相關(guān)性時已知的：如確知的用戶信道碼，各用戶的信道估計），把用戶信號的分離當作一個統(tǒng)一的相互關(guān)聯(lián)的聯(lián)合檢測過程來完成，從而具有優(yōu)良的抗干擾性能，降低了系統(tǒng)對功率控制精度的要求，因此可以更加有效地利用上行鏈路頻譜資源，顯著地提高系統(tǒng)容量，并削弱了“遠近效應(yīng)”的影響。363.3聯(lián)合檢測3.3TD關(guān)鍵性技術(shù)聯(lián)合檢測373.3聯(lián)合檢測利用接收到多個用戶的信號，實現(xiàn)目標用戶信號的判斷聯(lián)合檢測優(yōu)勢擬制ISI(碼間干擾)與MAI（多用戶干擾）擬制遠近效應(yīng)，降低功率控制要求

3.3TD關(guān)鍵性技術(shù)聯(lián)合檢測383.4上行同步上行同步基本概念上行同步優(yōu)勢同一時隙不同用戶的信號同步到達基站接收機；充分利用OVSF碼的正交性。最大限度的克服MAI；簡化基站解調(diào)設(shè)計方案，降低基站成本。上行同步實現(xiàn)同步的建立；同步的動態(tài)保持；實時閉環(huán)同步的精確跟蹤控制。3.4TD關(guān)鍵性技術(shù)-上行同步393.5接力切換接力切換基本概念與原理接力切換基本定義：接力切換使用上行預(yù)同步技術(shù)，在切換過程中，UE從原小區(qū)接收下行接力切換原理：利用上行同步技術(shù)，在切換測量期間，使用上行預(yù)同步的技術(shù)，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。接力切換是TD-SCDMA移動通信系統(tǒng)的核心技術(shù)之一。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(zhuǎn)移到目標小區(qū)。3.5TD關(guān)鍵性技術(shù)-接力切換403.5接力切換3.5TD關(guān)鍵性技術(shù)-接力切換413.5接力切換接力切換特點3.5TD關(guān)鍵性技術(shù)-接力切換接力切換是基于同步和TDD的基礎(chǔ)上的切換方法，它是介于硬切換和軟切換之間的一種新的切換方法。它克服了軟切換需要占用的信道資源較多，信令復(fù)雜導(dǎo)致系統(tǒng)負荷加重，以及增加下行鏈路干擾等缺點，也克服了傳統(tǒng)硬切換掉話率較高、切換成功率較低的缺點。接力切換的突出優(yōu)點是切換高成功率和信道高利用率。它具有硬切換和軟切換兩者的優(yōu)點。42動態(tài)信道分配的基本概念與原理定義：在終端接入和鏈路持續(xù)期間，對信道進行動態(tài)分配和調(diào)整。3.6動態(tài)信道分配3.6TD關(guān)鍵性技術(shù)-DCA43動態(tài)信道分配方法3.6動態(tài)信道分配頻域DCA

時域DCA

碼域DCA

空域DCA以上幾種方法全面降低了相應(yīng)的小區(qū)間干擾，從而使頻譜利用率得以優(yōu)化。6MHz16codecanbeusedEachuserareindentifiedbyeachCDMAcodetimeslotdownlinkdownlinkdownlinkuplinktimecodefrequency3.6TD關(guān)鍵性技術(shù)-DCA443.6動態(tài)信道分配3.6TD關(guān)鍵性技術(shù)-DCADCA技術(shù)的特點：?能夠高效率地利用有限的無線資源，提高系統(tǒng)容量；?適應(yīng)3G業(yè)務(wù)的需要，尤其是高速率的上、下行不對稱的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)和多媒體業(yè)務(wù)，保證其服務(wù)質(zhì)量要求（QoS）；?TDD系統(tǒng)的優(yōu)勢所在：通過靈活的時隙分配，進行上下行鏈路的轉(zhuǎn)換，更有利于支持不對稱業(yè)務(wù)；?DCA的缺點是DCA算法相對于固定信道分配來說較為復(fù)雜，系統(tǒng)開銷也比較大。453.7TD關(guān)鍵性技術(shù)小結(jié)時分雙工:

對非對稱業(yè)務(wù)的更好適配，提高頻譜利用率智能天線:大大抑制小區(qū)間及小區(qū)內(nèi)干擾聯(lián)合檢測:消除小區(qū)內(nèi)干擾和符號間干擾上行同步:多址干擾的進一步降低,同時確保無上下行之間的干擾接力切換:接力切換比硬切換成功率高，比軟切換節(jié)省無線資源

DCA分配:通過資源的靈活分配,使整個系統(tǒng)的實際干擾降到最低3.7TD關(guān)鍵性技術(shù)46目錄引言TD-SCDMA系統(tǒng)概述TD-SCDMA關(guān)鍵技術(shù)TD-SCDMA組網(wǎng)方案1234TD-SCDMA與WCDMA比較5474.1同頻組網(wǎng)4.2異頻組網(wǎng)4.3N頻點同頻組網(wǎng)4.4網(wǎng)絡(luò)擴容4TD系統(tǒng)組網(wǎng)方案48每個小區(qū)對應(yīng)一個絕對頻點號單個扇區(qū)配置多個載頻后，每個載頻對應(yīng)一個邏輯小區(qū)TS0和特殊時隙在每個載頻上分別發(fā)射4TD系統(tǒng)組網(wǎng)方案49優(yōu)點--最高的頻譜利用率--不必進行頻率規(guī)劃缺點--輕微的小區(qū)呼吸效應(yīng)(相鄰小區(qū)干擾引起)--鏈路預(yù)算在小區(qū)干擾余量上需要考慮1~1.5dB鄰區(qū)干擾余量--每小區(qū)每載頻負荷量相應(yīng)減小--輕微呼吸效應(yīng)造成小區(qū)半徑一定程度收縮--需要做更多的網(wǎng)規(guī)網(wǎng)優(yōu)工作在15M帶寬內(nèi)可支持的最大配置是S9/9/9F1,2,3F1,2,3F1,2,34.1TD同頻組網(wǎng)50優(yōu)點--每小區(qū)每載頻支持更高的負荷--由于沒有同頻干擾,小區(qū)覆蓋會更好--網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃和優(yōu)化更加容易缺點--最低的頻譜利用率--需要進行頻率規(guī)劃在15M帶寬內(nèi)可支持的最大配置是S3/3/3F4,5,6F7,8,9F1,2,34.2TD異頻組網(wǎng)51僅在小區(qū)/扇區(qū)的一個載頻上發(fā)送DwPTS和廣播信息承載P-CCPCH的載頻稱為主載頻，其余載頻稱為輔載頻主載頻和輔載頻使用相同的擾碼和基本midamble碼4.3N頻點組網(wǎng)52優(yōu)點--主載波上的公共控制信道具有較好的覆蓋能力(BCH,FACH,FPACH等)--最高的頻譜利用率缺點--需要進行頻率規(guī)劃在15M帶寬內(nèi)可支持的最大配置是S9/9/94.3N頻點組網(wǎng)534.3N頻點組網(wǎng)54增加站點調(diào)整覆蓋會引起連鎖反應(yīng)增加載頻保持原有站點覆蓋不變4.4網(wǎng)絡(luò)擴容55初始階段用戶話務(wù)量低,主要關(guān)注覆蓋--建議:采用異頻組網(wǎng)中期同時關(guān)注覆蓋,容量和頻譜效率--建議:逐步過渡至N載波同頻組網(wǎng)后期高用戶話務(wù)量--建議:N載波同頻組網(wǎng)方案增加載波數(shù)目滿足業(yè)務(wù)的需要

F2F3F1F2,1,3F3,1,2F1,2,3F2,3,1,4,5…F3,1,2,4,5…F1,2,3,4,5…4.4網(wǎng)絡(luò)擴容56目錄引言TD-SCDMA系統(tǒng)概述TD-SCDMA關(guān)鍵技術(shù)TD-SCDMA組網(wǎng)方案1234TD-SCDMA與WCDMA比較5573G業(yè)務(wù)與功能完全滿足第三代移動通信要求突出頻譜利用率無需出現(xiàn)成對的頻段最佳適應(yīng)數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)成本比較低呼吸效應(yīng)不明顯多業(yè)務(wù)基本實現(xiàn)均衡覆蓋大大簡化網(wǎng)絡(luò)設(shè)計難度TD-SCDMA系統(tǒng)多業(yè)務(wù)覆蓋其它CDMA系統(tǒng)多業(yè)務(wù)覆蓋小區(qū)呼吸效應(yīng)5.1TD-SCDMA系統(tǒng)特點5TD-SCDMA與WCDMA比較585.23G三種主要技術(shù)的比較WCDMATD-SCDMACDMA2000載頻間隔5M*21.6M1.25M*2碼片速率3.84Mc/s1.28Mc/s1.228Mc/s雙工方式FDDTDDFDD幀長10ms10ms(子幀5ms)20ms信道編碼卷積碼、Turbo碼卷積碼、Turbo碼卷積碼、Turbo碼調(diào)制方式QPSK/BPSKQPSK/8PSK數(shù)據(jù)調(diào)制：QPSK/BPSK功率控制開環(huán)結(jié)合快速閉環(huán)開環(huán)結(jié)合閉環(huán)開環(huán)結(jié)合快速閉環(huán)功率控制速率1500次/s200次/s800次/s基站同步同步/異步同步同步5TD-SCDMA與WCDMA比較59項目TD-SCDMAWCDMA小區(qū)呼吸無小區(qū)負荷的設(shè)置

覆蓋可以忽略小區(qū)負荷的影響需要設(shè)置小區(qū)負荷

小區(qū)負荷對應(yīng)一定干擾余量智能天線采用

智能天線帶來額外的增益（分集增益、波束賦形增益）不采用

發(fā)射功率使用小功率功放組

典型（2Wx8）使用大功率功放

典型（20W）切換增益沒有增益有增益5