《移動(dòng)通信技術(shù)及應(yīng)用（第二版）》 課件 第3章 第三代移動(dòng)通信TD-SCDMA

第3章

第三代移動(dòng)通信TD-SCDMA《移動(dòng)通信技術(shù)及應(yīng)用》3.2UMTS網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)3.13G系統(tǒng)概述3.3TD-SCDMA物理層3.4TD-SCDMA系統(tǒng)中的信道3.5UMTS系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)3.6TD-SCDMA系統(tǒng)設(shè)備簡(jiǎn)介《移動(dòng)通信技術(shù)及應(yīng)用》3.13G系統(tǒng)概述3.1.13G發(fā)展概況由模擬向數(shù)字的發(fā)展：

第三代移動(dòng)通信系統(tǒng)的概念最初在1985年由ITU(國(guó)際電聯(lián))提出，當(dāng)時(shí)稱FPLMTS(即未來(lái)公眾陸地移動(dòng)通信系統(tǒng))，1996年正式更名為IMT2000，2000含義：工作頻段在2000K左右，速率為2M，商用時(shí)間在2000年，所以最終命名為IMT2000?！兑苿?dòng)通信技術(shù)及應(yīng)用》3.13G系統(tǒng)概述3.1.1

3G發(fā)展概況

第三代移動(dòng)通信系統(tǒng)是一種能提供多種類型、高質(zhì)量多媒體業(yè)務(wù)，能實(shí)現(xiàn)全球無(wú)縫覆蓋，具有全球漫游能力，與固定網(wǎng)絡(luò)相兼容，并以小型便攜式終端在任何時(shí)候、任何地點(diǎn)進(jìn)行任何種類通信的通信系統(tǒng).系統(tǒng)將使用智能網(wǎng)(IN)技術(shù)進(jìn)行移動(dòng)性管理和業(yè)務(wù)控制，能集成蜂窩系統(tǒng)、無(wú)繩系統(tǒng)、衛(wèi)星系統(tǒng)等多種無(wú)線網(wǎng)絡(luò)環(huán)境，以提供廣泛的移動(dòng)電信業(yè)務(wù)。全球范圍高度的兼容性，支持多媒體業(yè)務(wù)的能力，特別是支持internet業(yè)務(wù)。A快速移動(dòng)環(huán)境，最高速率144kbit/sB步行環(huán)境下，最高速率384kbit/sC室內(nèi)環(huán)境，最高速率2Mbit/s《移動(dòng)通信技術(shù)及應(yīng)用》3.13G系統(tǒng)概述3.1.2

3G

標(biāo)準(zhǔn)簡(jiǎn)介《移動(dòng)通信技術(shù)及應(yīng)用》3.2UMTS網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)3.2.1

網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)模型

通用移動(dòng)通信系統(tǒng)(UMTS：UniversalMobileTelecommunicationsSystem)是IMT-2000的一種，它的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)由核心網(wǎng)(CN：CoreNetwork)、UMTS陸地?zé)o線接入網(wǎng)(UTRAN：UMTSTerrestrialRadioAccessNetwork)和用戶設(shè)備(UE：UserEquipment)三部分組成。圖3-2UMTS域和參考點(diǎn)

3GPP制訂的UMTS網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)按照功能可分為兩個(gè)基本域，用戶設(shè)備域（UED：UserEquipmentDomain）和基本結(jié)構(gòu)域（ID：InfrastructureDomain），如圖3-2所示?！兑苿?dòng)通信技術(shù)及應(yīng)用》3.2UMTS網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)3.2.1

網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)模型圖3-2UMTS域和參考點(diǎn)

用戶設(shè)備域可進(jìn)一步分為移動(dòng)設(shè)備（ME：MobileEquipment）域和用戶業(yè)務(wù)識(shí)別單元（USIM：UMTSSubscriberIdentityModule）域。

移動(dòng)設(shè)備域主要完成無(wú)線傳輸和應(yīng)用，其接口和功能與UMTS的接入層和核心網(wǎng)結(jié)構(gòu)有關(guān)，而與用戶無(wú)關(guān)。用戶業(yè)務(wù)識(shí)別單元包含清楚而安全地確定身份的數(shù)據(jù)和過(guò)程。這些功能一般存入智能卡中。它只與特定的用戶有關(guān)，而與用戶所使用的移動(dòng)設(shè)備無(wú)關(guān)?！兑苿?dòng)通信技術(shù)及應(yīng)用》3.2UMTS網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)3.2.1

網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)模型圖3-2UMTS域和參考點(diǎn)

基本結(jié)構(gòu)域可進(jìn)一步分為接入網(wǎng)域和核心網(wǎng)域。接入網(wǎng)域由與接入技術(shù)相關(guān)的功能模塊組成，直接與用戶相連接，而核心網(wǎng)域的功能與接入技術(shù)無(wú)關(guān)，兩者通過(guò)開放接口連接。從功能方面出發(fā)，核心網(wǎng)又可以分為分組交換業(yè)務(wù)域和電路交換業(yè)務(wù)域。網(wǎng)絡(luò)和終端可以只具有分組交換功能或電路交換功能，也可以同時(shí)具有兩種功能。《移動(dòng)通信技術(shù)及應(yīng)用》3.2UMTS網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)3.2.2

UTRAN的基本結(jié)構(gòu)

1.UTRAN的組成

（1）UTRAN的結(jié)構(gòu)圖3-3UTRAN結(jié)構(gòu)

UTRAN的結(jié)構(gòu)如圖3-3所示。UTRAN由一組無(wú)線網(wǎng)絡(luò)子系統(tǒng)（RNS：RadioNetworkSubsystem）組成，每一個(gè)RNS包括一個(gè)RNC和一個(gè)或多個(gè)NodeB，NodeB和RNC之間通過(guò)Iub接口進(jìn)行通信，RNC之間通過(guò)Iur接口進(jìn)行通信，RNC則通過(guò)Iu接口和核心網(wǎng)相連?！兑苿?dòng)通信技術(shù)及應(yīng)用》3.2UMTS網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)3.2.2

UTRAN的基本結(jié)構(gòu)

1.UTRAN的組成

（2）UTRAN接口模型圖3-4UTRAN通用協(xié)議結(jié)構(gòu)模型

對(duì)于UTRAN協(xié)議，可以采取一個(gè)通用的協(xié)議結(jié)構(gòu)模型來(lái)描述，如圖3-4所示。該模型包括兩層三面（無(wú)線網(wǎng)絡(luò)層和傳輸網(wǎng)絡(luò)層，控制平面、用戶平面和傳輸網(wǎng)絡(luò)控制平面）《移動(dòng)通信技術(shù)及應(yīng)用》3.2UMTS網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)3.2.2

UTRAN的基本結(jié)構(gòu)

1.UTRAN的組成

（3）UTRAN的功能1)用戶數(shù)據(jù)傳輸功能2)系統(tǒng)接入控制功能3)移動(dòng)性管理功能4)無(wú)線信道的加密和解密功能5)廣播和多播功能6)跟蹤功能7)流量報(bào)告功能《移動(dòng)通信技術(shù)及應(yīng)用》3.2UMTS網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)3.2.2

UTRAN的基本結(jié)構(gòu)

2.Iu接口

Iu接口是連接口UTRAN和CN之間的接口，它是一個(gè)開放的接口。從結(jié)構(gòu)上來(lái)看，一個(gè)CN可以和幾個(gè)RNC相連，而任何一個(gè)RNC和CN之間的Iu接口可以分成三個(gè)域：Iu-CS（電路交換域）、Iu-PS（分組交換域）和Iu-BC（廣播域）。如圖3-5所示?！兑苿?dòng)通信技術(shù)及應(yīng)用》3.2UMTS網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)3.2.2

UTRAN的基本結(jié)構(gòu)

3.Iub接口

Iub接口是RNC-NodeB之間的接口，用來(lái)傳輸RNC和NodeB之間的信令及無(wú)線接口的數(shù)據(jù)。其協(xié)議棧包括無(wú)線網(wǎng)絡(luò)層、傳輸網(wǎng)絡(luò)層和物理層等三個(gè)平面（三平面表示法）。

在UTRAN中，RNC和NodeB之間的邏輯接口叫做Iub接口。標(biāo)準(zhǔn)化的Iub部分包括用戶數(shù)據(jù)傳送、用戶數(shù)據(jù)及信令的處理和NodeB邏輯上的O&M等3部分。

Iur接口是兩個(gè)RNC之間的邏輯接口，用來(lái)傳送RNC之間的控制信令和用戶數(shù)據(jù)。同Iu接口一樣，Iur接口也是一個(gè)開放接口，但目前在TD-SCDMA系統(tǒng)中并未實(shí)現(xiàn)。同Iub接口類似，Iur協(xié)議棧也是典型的三平面表示法：即無(wú)線網(wǎng)絡(luò)層、傳輸網(wǎng)絡(luò)層和物理層。4.Iur接口《移動(dòng)通信技術(shù)及應(yīng)用》3.2UMTS網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)3.2.2

UTRAN的基本結(jié)構(gòu)

5.Uu接口

空中接口，即Uu口，指終端和接入網(wǎng)間的接口。無(wú)線接口協(xié)議主要是用來(lái)建立、重配置和釋放各種3G無(wú)線承載業(yè)務(wù)的。不同的空中接口協(xié)議使用各自的無(wú)線傳輸技術(shù)（RTT）?，F(xiàn)行的3G系統(tǒng)主要包括TD-SCDMA、WCDMA和cdma2000，它們的主要區(qū)別體現(xiàn)在空中接口的無(wú)線傳輸技術(shù)上?？罩薪涌诘恼w協(xié)議結(jié)構(gòu)如圖3-6。《移動(dòng)通信技術(shù)及應(yīng)用》3.2UMTS網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)3.2.3

核心網(wǎng)（CN）網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)

核心網(wǎng)（CN）邏輯上分為CS域（電路交換域）、PS域（分組交換域），R5中又引入了IP多媒體子系統(tǒng)，包含了支持網(wǎng)絡(luò)特性和電信業(yè)務(wù)的物理實(shí)體，提供用戶位置信息的管理、網(wǎng)絡(luò)特性和業(yè)務(wù)的控制、信令和用戶產(chǎn)生的信息的傳送機(jī)制，負(fù)責(zé)建立終端和相關(guān)固定電話網(wǎng)絡(luò)之間，以及終端和終端之間的通信。圖3-7給出TD-SCDMA系統(tǒng)核心網(wǎng)部分的功能單元。《移動(dòng)通信技術(shù)及應(yīng)用》3.2UMTS網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)3.2.3

核心網(wǎng)（CN）網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)

1.CS域CS域主要完成電路域交換，電路域(CS域)的呼叫與承載的分離：將MSC分為MSC服務(wù)器(MSCServer)和媒體網(wǎng)關(guān)(MGW)，使呼叫控制和承載完全分開。核心網(wǎng)內(nèi)支持No.7信令在2個(gè)核心網(wǎng)絡(luò)功能實(shí)體間以基于不同的網(wǎng)絡(luò)方式來(lái)傳輸，包括基于MTP、IP和ATM的網(wǎng)絡(luò)上來(lái)傳輸。圖3-8CS域網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)《移動(dòng)通信技術(shù)及應(yīng)用》3.2UMTS網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)3.2.3

核心網(wǎng)（CN）網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)

1.CS域（1）網(wǎng)元介紹

1）媒體網(wǎng)關(guān)（MGW）

MGW是分層網(wǎng)絡(luò)的核心設(shè)備之一，因此它在移動(dòng)軟交換網(wǎng)絡(luò)的分層結(jié)構(gòu)中的位置處于傳輸平面。媒體網(wǎng)關(guān)負(fù)責(zé)接入PSTN/PLMN網(wǎng)絡(luò)，并負(fù)責(zé)提供連接UTRAN無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的Iu接口。同時(shí)負(fù)責(zé)承載用戶話務(wù)流，支持媒體轉(zhuǎn)換，承載控制和負(fù)荷處理等功能。2）MSC服務(wù)器（MSCServer）MSCServer是多種邏輯功能實(shí)體的集合，提供綜合業(yè)務(wù)的呼叫控制，連接以及部分業(yè)務(wù)功能，是軟交換系統(tǒng)核心網(wǎng)中完成電路域?qū)崟r(shí)語(yǔ)音/數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)呼叫、控制、業(yè)務(wù)提供的核心設(shè)備。圖3-8CS域網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)《移動(dòng)通信技術(shù)及應(yīng)用》3.2UMTS網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)3.2.3

核心網(wǎng)（CN）網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)

1.CS域（1）網(wǎng)元介紹

3）GMSCServerGMSC服務(wù)器主要負(fù)責(zé)UMTS移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)關(guān)口局的呼叫和移動(dòng)控制。在某個(gè)PLMN中，當(dāng)MSCServer無(wú)法詢問(wèn)移動(dòng)終端所屬HLR時(shí)，該呼叫會(huì)被路由至一個(gè)特定的MSCServer處，該MSCServer與HLR聯(lián)系并將該呼叫路由至移動(dòng)終端所屬的MSCServer處。這種執(zhí)行路由功能并將移動(dòng)終端尋址到實(shí)際位置的MSCServer被稱為GMSCServer。4） 歸屬位置寄存器(HLR)該功能實(shí)體是一種數(shù)據(jù)庫(kù)，主要用于管理移動(dòng)用戶，并存儲(chǔ)用戶信息。圖3-8CS域網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)《移動(dòng)通信技術(shù)及應(yīng)用》3.2UMTS網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)3.2.3

核心網(wǎng)（CN）網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)

1.CS域（1）網(wǎng)元介紹

5）鑒權(quán)中心(AuC)鑒權(quán)中心是一種存儲(chǔ)鑒權(quán)數(shù)據(jù)的實(shí)體，當(dāng)需要對(duì)移動(dòng)用戶進(jìn)行鑒權(quán)或加密時(shí)，AuC可通過(guò)HLR將所需數(shù)據(jù)傳送到核心網(wǎng)絡(luò)中。6）設(shè)備識(shí)別寄存器(EIR)設(shè)備識(shí)別寄存器負(fù)責(zé)存儲(chǔ)移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)中移動(dòng)設(shè)備的身份分類信息?？砂?種分類：白名單，灰名單及黑名單。7）信令網(wǎng)關(guān)（SG）SG是No.7信令網(wǎng)與IP網(wǎng)的邊緣接收和發(fā)送信令消息的信令代理。信令網(wǎng)關(guān)用在No.7信令網(wǎng)與IP網(wǎng)的關(guān)口，對(duì)信令消息進(jìn)行中繼、翻譯或終結(jié)處理。圖3-8CS域網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)《移動(dòng)通信技術(shù)及應(yīng)用》3.2UMTS網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)3.2.3

核心網(wǎng)（CN）網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)

1.CS域（2）接口介紹

1）Mc（MSCserver–MGW）

MSCSERVER與MGW之間的接口為Mc接口，Mc的應(yīng)用層協(xié)議主要基于H.248及其擴(kuò)展Q.1950。Mc接口可以基于ATM或IP連接，純IP連接時(shí)，協(xié)議棧為H.248/SCTP/IP，也可將M3UA加在SCTP之上，支持二進(jìn)制（ASN.1）和文本方式兩種編碼格式。2）Nc（MSCServer–GMSCServer）

軟交換機(jī)之間的接口為Nc接口，此接口用于在TMSCSERVER間接續(xù)呼叫控制信息，支持的協(xié)議應(yīng)包括BICC協(xié)議和SIP/SIP-T協(xié)議。3）Nb（MGW–MGW）MGW之間接口為Nb接口，承載層可以是IP、ATM、TDM這3種之一。當(dāng)承載是ATM或IP，應(yīng)用層協(xié)議為NbUP，遵循3GPP29.414、29.415協(xié)議。對(duì)于TDM承載方適，無(wú)應(yīng)用層適配協(xié)議。用于執(zhí)行承載控制和傳輸，用戶數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆绞娇梢允荝TP/UDP/IP或AAL2。圖3-8CS域網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)《移動(dòng)通信技術(shù)及應(yīng)用》3.2UMTS網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)3.2.3

核心網(wǎng)（CN）網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)

2.PS域

核心網(wǎng)PS域?yàn)橐苿?dòng)用戶主要提供承載數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，包括點(diǎn)對(duì)點(diǎn)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)(PTP)和點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)(PTM)，同時(shí)還支持補(bǔ)充業(yè)務(wù)和短消息業(yè)務(wù)，提供以GPRS承載業(yè)務(wù)為基礎(chǔ)的各種電信業(yè)務(wù)，如網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用業(yè)務(wù)。

PS域是在現(xiàn)有的GSM移動(dòng)通信系統(tǒng)基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的一種移動(dòng)分組數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)。PS域通過(guò)在GSM數(shù)字移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)中引入分組交換的功能實(shí)體，以完成用分組方式進(jìn)行的數(shù)據(jù)傳輸。PS域可以看作是對(duì)原有的GSM電路交換系統(tǒng)的基礎(chǔ)上進(jìn)行的業(yè)務(wù)擴(kuò)充，以支持移動(dòng)用戶利用分組數(shù)據(jù)移動(dòng)終端接入Internet或其它分組數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)的需求。圖3-9PS域網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)《移動(dòng)通信技術(shù)及應(yīng)用》3.2UMTS網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)3.2.3

核心網(wǎng)（CN）網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)

2.PS域

（1）網(wǎng)元介紹

1)服務(wù)GPRS支持節(jié)點(diǎn)（SGSN）

SGSN是GPRS網(wǎng)絡(luò)的一個(gè)基本的組成網(wǎng)元，是為了提供GPRS業(yè)務(wù)而在GSM網(wǎng)絡(luò)中引進(jìn)的一個(gè)新的網(wǎng)元設(shè)備。其主要的作用就是為本SGSN服務(wù)區(qū)域的MS轉(zhuǎn)發(fā)輸入/輸出的IP分組，其地位類似于GSM電路網(wǎng)中的VMSC。2)網(wǎng)關(guān)GPRS支持節(jié)點(diǎn)（GGSN）GGSN也是為了在GSM網(wǎng)絡(luò)中提供GPRS業(yè)務(wù)功能而引入的一個(gè)新的網(wǎng)元功能實(shí)體，提供數(shù)據(jù)包在GPRS網(wǎng)和外部數(shù)據(jù)網(wǎng)之間的路由和封裝。用戶選擇哪一個(gè)GGSN作為網(wǎng)關(guān)，是在PDP上下文激活過(guò)程中根據(jù)用戶的簽約信息以及用戶請(qǐng)求的接入點(diǎn)名確定的。3)計(jì)費(fèi)網(wǎng)關(guān)CG主要完成從各GSN的話單收集、合并、預(yù)處理工作，并完成同計(jì)費(fèi)中心之間的通信接口。在GSM原有網(wǎng)絡(luò)中并沒(méi)有這樣一個(gè)設(shè)備，GPRS用戶一次上網(wǎng)過(guò)程的話單會(huì)從多個(gè)網(wǎng)元實(shí)體中產(chǎn)生，而且每一個(gè)網(wǎng)元設(shè)備中都會(huì)產(chǎn)生多張?jiān)拞?。圖3-9PS域網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)《移動(dòng)通信技術(shù)及應(yīng)用》3.2UMTS網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)3.2.3

核心網(wǎng)（CN）網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)

2.PS域

（1）網(wǎng)元介紹

4)RADIUS服務(wù)器

在非透明接入的時(shí)候，需要對(duì)用戶的身份進(jìn)行認(rèn)證，RADIUS服務(wù)器（RemoteAuthenticationDialInUserServiceServer，遠(yuǎn)程接入鑒權(quán)與認(rèn)證服務(wù)器）上存儲(chǔ)有用戶的認(rèn)證、授權(quán)。該功能實(shí)體并非GPRS所專有的設(shè)備實(shí)體。

5)域名服務(wù)器

GPRS網(wǎng)絡(luò)中存在兩種域名服務(wù)器，一種是GGSN同外部網(wǎng)之間的DNS，主要功能是對(duì)外部網(wǎng)的域名進(jìn)行解析，其作用完全等同于固定Internet網(wǎng)絡(luò)上的普通DNS；圖3-9PS域網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)《移動(dòng)通信技術(shù)及應(yīng)用》3.2UMTS網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)3.2.3

核心網(wǎng)（CN）網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)

2.PS域

（1）網(wǎng)元介紹

5)域名服務(wù)器

另一種是GPRS骨干網(wǎng)上的DNS，其作用主要有兩點(diǎn)：其一是在PDP上下文激活過(guò)程中根據(jù)確定的APN(AccessPointName)解析出GGSN的IP地址，另一是在SGSN間的路由區(qū)更新過(guò)程中，根據(jù)舊的路由區(qū)號(hào)碼，解析出老的SGSN的IP地址。該功能實(shí)體并非GPRS所專有的設(shè)備實(shí)體。

6)邊緣網(wǎng)關(guān)邊緣網(wǎng)關(guān)BG實(shí)際上就是一個(gè)路由器，主要完成分屬不同GPRS網(wǎng)絡(luò)的SGSN、GGSN之間的路由功能，以及安全性管理功能。該功能實(shí)體并非GPRS所專有的設(shè)備實(shí)體。圖3-9PS域網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)《移動(dòng)通信技術(shù)及應(yīng)用》3.2UMTS網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)3.2.3

核心網(wǎng)（CN）網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)

2.PS域

（2）接口介紹

1)Um接口

GPRSMS與GPRS網(wǎng)絡(luò)側(cè)的接口，通過(guò)MS完成與網(wǎng)絡(luò)側(cè)的通信，完成分組數(shù)據(jù)傳送、移動(dòng)性管理、會(huì)話管理、無(wú)線資源管理等多方面的功能。

2)IuPS接口

IuPS接口是SGSN和RNC間接口，通過(guò)該接口SGSN完成同RNS系統(tǒng)、MS之間的通信，以完成分組數(shù)據(jù)傳送、移動(dòng)性管理、會(huì)話管理方面的功能。該接口是GPRS組網(wǎng)的必選接口。在目前的GPRS標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議中，指定IuPS接口所有的層面通過(guò)ATM傳輸，并且在物理層也可選用SONET、STM1、E1等傳輸技術(shù)。圖3-9PS域網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)《移動(dòng)通信技術(shù)及應(yīng)用》3.2UMTS網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)3.2.3

核心網(wǎng)（CN）網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)

2.PS域

（2）接口介紹

3)Gi接口

Gi接口是GPRS與外部分組數(shù)據(jù)網(wǎng)之間的接口。GPRS通過(guò)Gi接口和各種公眾分組網(wǎng)如Internet或ISDN網(wǎng)實(shí)現(xiàn)互聯(lián)，在Gi接口上需要進(jìn)行協(xié)議的封裝/解封裝、地址轉(zhuǎn)換（如私有網(wǎng)IP地址轉(zhuǎn)換為公有網(wǎng)IP地址）、用戶接入時(shí)的鑒權(quán)和認(rèn)證等操作。

4)Gn接口

Gn接口是GRPS支持節(jié)點(diǎn)間接口，即同一個(gè)PLMN內(nèi)部SGSN間、SGSN和GGSN間接口，該接口采用在TCP/UDP協(xié)議之上承載GTP(GPRS隧道協(xié)議)的方式進(jìn)行通信。

5)Gs接口

Gs接口是SGSN與MSC/VLR之間接口，Gs接口采用7號(hào)信令上承載BSSAP+協(xié)議。SGSN通過(guò)Gs接口和MSC配合完成對(duì)MS的移動(dòng)性管理功能，圖3-9PS域網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)《移動(dòng)通信技術(shù)及應(yīng)用》3.2UMTS網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)3.2.3

核心網(wǎng)（CN）網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)

2.PS域

（2）接口介紹

6)Gr接口

Gr接口是SGSN與HLR之間接口，Gr接口采用7號(hào)信令上承載MAP+協(xié)議的方式。SGSN通過(guò)Gr接口從HLR取得關(guān)于MS的數(shù)據(jù)。

7)Gd接口

Gd接口是SGSN與SMS-GMSC、SMS-IWMSC之間的接口。通過(guò)該接口，SGSN能接收短消息，并將它轉(zhuǎn)發(fā)給MS。

8)Gp接口

Gp節(jié)是GPRS網(wǎng)間接口，是不同PLMN網(wǎng)的GSN之間采用的接口，在通信協(xié)議上與Gn接口相同，但是增加了邊緣網(wǎng)關(guān)（BG，BorderGateway）和防火墻，通過(guò)BG來(lái)提供邊緣網(wǎng)關(guān)路由協(xié)議，以完成歸屬于不同PLMN的GPRS支持節(jié)點(diǎn)之間的通信。圖3-9PS域網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)《移動(dòng)通信技術(shù)及應(yīng)用》3.2UMTS網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)3.2.3

核心網(wǎng)（CN）網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)

2.PS域

（2）接口介紹

9)Gc接口

Gc接口是GGSN與HLR之間的接口，主要用于網(wǎng)絡(luò)側(cè)主動(dòng)發(fā)起對(duì)手機(jī)的業(yè)務(wù)請(qǐng)求時(shí)，由GGSN用IMSI向HLR請(qǐng)求用戶當(dāng)前SGSN地址信息。由于移動(dòng)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)中很少會(huì)有網(wǎng)絡(luò)側(cè)主動(dòng)向手機(jī)發(fā)起業(yè)務(wù)請(qǐng)求的情況，因此Gc接口目前作用不大。

10)Gf接口

Gf接口是SGSN與EIR之間的接口，由于目前網(wǎng)上一般都沒(méi)有EIR，因此該接口作用不大。圖3-9PS域網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)《移動(dòng)通信技術(shù)及應(yīng)用》3.3TD-SCDMA物理層3.3.1

物理層概述

空中接口是指UE和網(wǎng)絡(luò)之間的Uu接口，由L1、L2和L3組成。L1是基于TD-SCDMA技術(shù)的，3GPPTS25.200系列規(guī)范對(duì)L1進(jìn)行了詳細(xì)描述；L2和L3與UTRATDD模式相同,相應(yīng)的描述見(jiàn)3GPPTS25.300和3GPP25.400系列規(guī)范。圖3-10無(wú)線接口協(xié)議體系結(jié)構(gòu)(圖中的圈表示服務(wù)接入點(diǎn))《移動(dòng)通信技術(shù)及應(yīng)用》3.3TD-SCDMA物理層3.3.1

物理層概述

圖3-10描述了TD-SCDMA與物理層(L1)有關(guān)的UTRAN無(wú)線接口協(xié)議體系結(jié)構(gòu)。物理層連接L2的媒質(zhì)接入控制（MAC）子層和L3的無(wú)線資源管理（RRC）子層。圖中不同層/子層之間的圈表示服務(wù)接入點(diǎn)(SAPs)。物理層向MAC層提供不同的傳輸信道，信息在無(wú)線接口上的傳輸方式?jīng)Q定了傳輸信道的特性。MAC層向L2的無(wú)線鏈路控制(RLC)子層提供不同的邏輯信道，傳輸信息的類型決定了邏輯信道的特性。物理信道在物理層定義，TDD模式下一個(gè)物理信道由碼、頻率和時(shí)隙共同決定。物理層由RRC控制。1.多址接入接入方案是直接序列擴(kuò)頻碼分多址(DS-CDMA)，擴(kuò)頻帶寬為1.6MHz，采用不需配對(duì)頻率的TDD(時(shí)分雙工)工作方式。TDD模式定義如下：TDD：一種雙工方法，它的前向鏈路和反向鏈路的信息是在同一載頻的不同時(shí)間間隔上進(jìn)行傳送的。在TDD模式下，物理信道中的時(shí)隙被分成發(fā)射和接收兩個(gè)部分，前向和反向的信息交替?zhèn)魉?。因?yàn)樵赥D-SCDMA中，除了采用了DS-CDMA外，它還具有TDMA的特點(diǎn)，因此，經(jīng)常將TD-SCDMA的接入模式表示為TDMA/CDMA。《移動(dòng)通信技術(shù)及應(yīng)用》3.3TD-SCDMA物理層3.3.1

物理層概述

2.信道編碼和交織

TD-SCDMA支持三種信道編碼方式：卷積編碼、Turbo編碼、不編碼。信道編碼方式由高層選擇，為了使傳輸錯(cuò)誤隨機(jī)化，需要進(jìn)一步進(jìn)行比特交織。

3.調(diào)制和擴(kuò)頻

TD-SCDMA采用QPSK和8PSK或16QAM，成形濾波器采用滾降系數(shù)為0.22的根升余弦濾波器。CDMA的本質(zhì)是擴(kuò)頻(和加擾)過(guò)程與調(diào)制過(guò)程緊密關(guān)聯(lián)，TD-SCDMA采用了多種不同的擴(kuò)頻碼。

4.物理層過(guò)程

在TD-SCDMA中，有幾個(gè)物理層過(guò)程，與物理層有關(guān)的過(guò)程是：上行的開環(huán)和上下行的閉環(huán)功率控制、小區(qū)搜索、開環(huán)、閉環(huán)上行同步控制、隨機(jī)接入?！兑苿?dòng)通信技術(shù)及應(yīng)用》3.3TD-SCDMA物理層3.3.2TD-SDCMA擴(kuò)頻通信

1.擴(kuò)頻通信技術(shù)擴(kuò)展頻譜（SS：Spread-Spectrum)技術(shù)最早應(yīng)用于軍事導(dǎo)航和通信系統(tǒng)中。通常所說(shuō)的擴(kuò)頻系統(tǒng)需要滿足以下幾個(gè)條件：(1)信號(hào)占用的帶寬遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出發(fā)送信息所需要的最小帶寬；(2)擴(kuò)頻是由擴(kuò)頻信號(hào)實(shí)現(xiàn)的，擴(kuò)頻信號(hào)與要傳輸?shù)臄?shù)據(jù)無(wú)關(guān)；接收端解擴(kuò)（恢復(fù)原始信號(hào)）是將接收到的擴(kuò)頻信號(hào)與擴(kuò)頻信號(hào)的同步副本通過(guò)相關(guān)完成。CDMA擴(kuò)頻系統(tǒng)通信模型如圖3-12所示圖3-12CDMA擴(kuò)頻系統(tǒng)通信模型《移動(dòng)通信技術(shù)及應(yīng)用》3.3TD-SCDMA物理層3.3.2TD-SDCMA擴(kuò)頻通信

采用擴(kuò)頻的目的主要有以下幾點(diǎn)：(1)提高信號(hào)抗多徑傳輸效應(yīng)的能力。由于擴(kuò)譜調(diào)制采用的擴(kuò)譜碼可以用來(lái)分離多徑信號(hào)，所以有可能提高抗多徑傳輸?shù)哪芰Α?2)提高抗窄帶干擾的能力，特別是對(duì)付有意的干擾。這些干擾信道的功率都集中在較窄的頻帶內(nèi)，所以對(duì)于寬帶的擴(kuò)頻信號(hào)影響不大。如圖3-13所示。圖3-13CDMA抗窄帶干擾能力(3)提高信號(hào)隱藏能力。將發(fā)射信號(hào)掩藏在背景噪聲中，可以有效的防止竊聽。擴(kuò)頻信號(hào)的發(fā)射功率雖然不是很小，但是功率譜密度可以很小，使之低于噪聲的功率譜密度，所以使偵聽者很難發(fā)現(xiàn)?！兑苿?dòng)通信技術(shù)及應(yīng)用》3.3TD-SCDMA物理層3.3.2TD-SDCMA擴(kuò)頻通信

(4)提供多個(gè)用戶共用同一頻帶的能力。在一個(gè)很寬的頻帶中，可以容納多個(gè)用戶的擴(kuò)譜信號(hào)，這些信號(hào)采用不同的擴(kuò)頻碼，因此可以用碼分多址的原理，區(qū)分各個(gè)用戶的信號(hào)。如圖3-14所示。圖3-14擴(kuò)頻碼區(qū)分不同用戶《移動(dòng)通信技術(shù)及應(yīng)用》3.3TD-SCDMA物理層3.3.2TD-SDCMA擴(kuò)頻通信

2.擴(kuò)頻通信常用術(shù)語(yǔ)(1)Bit經(jīng)過(guò)信源編碼的含有信息的數(shù)據(jù)稱為“比特”。(2)Symbol經(jīng)過(guò)信道編碼、交織后和數(shù)字調(diào)制后的復(fù)值數(shù)據(jù)稱為“符號(hào)”。(3)Chip用于和符號(hào)相乘的一比特碼信號(hào)稱為“碼片”。(4)ChipRate碼片傳輸速率稱為“碼片速率”。對(duì)于TD-SCDMA系統(tǒng)而言，碼片速率為1.28Mchips/s。(5)SpreadingFactor每個(gè)數(shù)據(jù)符號(hào)內(nèi)的碼片數(shù)稱為“擴(kuò)頻因子”。(6)擴(kuò)頻碼和擾碼：OVSF（OVSF：OrthogonalVariableSpreadingFactor）正交可變擴(kuò)頻因子。(7)Scramblingcode:擾碼在擴(kuò)頻通信系統(tǒng)中，一般采用兩種類型的序列，一種是用于區(qū)分用戶或基站，而另一種則是用于區(qū)分每個(gè)用戶占用的信道?！兑苿?dòng)通信技術(shù)及應(yīng)用》3.3TD-SCDMA物理層3.3.2TD-SDCMA擴(kuò)頻通信

CDMA系統(tǒng)所使用的擴(kuò)頻碼和擾碼分別具有以下的特性：(1)擴(kuò)頻碼：碼長(zhǎng)是2的整數(shù)次冪；對(duì)于定長(zhǎng)的OVSF碼，包含的碼字總數(shù)與其碼長(zhǎng)度相等，即共有SF個(gè)長(zhǎng)為SF的OVSF碼字；長(zhǎng)度相同的不同碼字之間相互正交，其互相關(guān)值為零。(2)擾碼：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，與基本Midamble碼一一對(duì)應(yīng)；擾碼長(zhǎng)度16位，v=(v1,v2,…,v16)；復(fù)數(shù)擾碼為：vi=(j)ivii=1,…,16；加擾前可以通過(guò)級(jí)聯(lián)16/SF個(gè)擴(kuò)頻數(shù)據(jù)來(lái)實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)度匹配；擾碼在業(yè)務(wù)上標(biāo)識(shí)了小區(qū)。可見(jiàn)，在CDMA系統(tǒng)中，擾碼具有良好的自相關(guān)特性而被用于區(qū)分用戶或基站，而互相關(guān)性良好（正交性）的OVSF碼被用于區(qū)分每個(gè)用戶占用的信道。《移動(dòng)通信技術(shù)及應(yīng)用》3.3TD-SCDMA物理層3.3.2TD-SDCMA擴(kuò)頻通信

3.TD-SCDMA系統(tǒng)中的擴(kuò)頻碼和擾碼(1)擴(kuò)頻碼：

因擾碼具有良好的自相關(guān)特性，在TD-SCDMA系統(tǒng)中常用來(lái)標(biāo)示小區(qū)屬性。在TD-SCDMA中，擾碼長(zhǎng)度固定為16bit，共有128個(gè)擾碼序列。

因擴(kuò)頻碼具有良好的互相關(guān)性（正交性），在TD-SCDMA系統(tǒng)中被用于區(qū)分每個(gè)用戶占用的信道。即在TD-SCDMA系統(tǒng)中，擴(kuò)頻碼的作用是用來(lái)區(qū)分同一時(shí)隙中的不同用戶。如圖3-15所示。在TD-SCDMA系統(tǒng)中使用Walsh碼做為擴(kuò)頻碼，在系統(tǒng)同步時(shí)，碼之間完全正交，正交的目的是減少用戶之間的干擾。

在TD-SCDMA系統(tǒng)中，OVSF碼定義了SF＝1，2，4，8，16共五種。其中：上行用到SF＝1，2，4，8，16五種；下行用到SF＝1和16兩種?！兑苿?dòng)通信技術(shù)及應(yīng)用》3.3TD-SCDMA物理層3.3.2TD-SDCMA擴(kuò)頻通信

4.TD-SCDMA系統(tǒng)中的資源單元（ResourceUnit）

基本資源單元（BasicRU）：TD-SCDMA系統(tǒng)中的基本資源單元由時(shí)隙，頻率，信道化碼和擴(kuò)頻因子SF=16組成。除基本資源單元外，TD-SCDMA系統(tǒng)中還有其他類型的資源單元，如圖3-16所示。圖3-16TD-SCDMA系統(tǒng)中的資源單元《移動(dòng)通信技術(shù)及應(yīng)用》3.3TD-SCDMA物理層3.3.3TD-SCDMA時(shí)隙結(jié)構(gòu)

TD-SCDMA的物理信道采用四層結(jié)構(gòu)：系統(tǒng)幀，無(wú)線幀，子幀和時(shí)隙/碼。依據(jù)不同的資源分配方案，子幀或時(shí)隙/碼的配置結(jié)構(gòu)可能有所不同。所有物理信道在每個(gè)時(shí)隙中需要有保護(hù)符號(hào)。時(shí)隙用于在時(shí)域和碼域上區(qū)分不同用戶信號(hào)，它具有TDMA特性。圖3-17給出了TD-SCDMA的物理信道的信號(hào)格式。圖3-17TD-SCDMA的物理信道信號(hào)格式《移動(dòng)通信技術(shù)及應(yīng)用》3.3TD-SCDMA物理層3.3.3TD-SCDMA時(shí)隙結(jié)構(gòu)

1.幀結(jié)構(gòu)及突發(fā)結(jié)構(gòu)TD-SCDMA的無(wú)線幀結(jié)構(gòu)如圖3-18所示。圖3-18TD-SCDMA的無(wú)線幀結(jié)構(gòu)每一子幀又分成長(zhǎng)度為675μs的7個(gè)常規(guī)時(shí)隙和3個(gè)特殊時(shí)隙。這三個(gè)特殊時(shí)隙分別為下行導(dǎo)頻時(shí)隙（DwPTS）、保護(hù)時(shí)隙（GP）和上行導(dǎo)頻時(shí)隙（UpPTS）。在7個(gè)常規(guī)時(shí)隙中，TS0總是分配給下行鏈路，而TS1總是分配給上行鏈路。上行時(shí)隙和下行時(shí)隙之間由轉(zhuǎn)換點(diǎn)分開。在TD-SCDMA系統(tǒng)中，每個(gè)5ms的子幀有兩個(gè)轉(zhuǎn)換點(diǎn)即上行鏈路（UL，UpLink）到下行鏈路（DL，DownLink），和下行鏈路到上行鏈路。通過(guò)靈活的配置上下行時(shí)隙的個(gè)數(shù)，使TD-SCDMA適用于上下行對(duì)稱及非對(duì)稱的業(yè)務(wù)模式。

《移動(dòng)通信技術(shù)及應(yīng)用》3.3TD-SCDMA物理層3.3.3TD-SCDMA時(shí)隙結(jié)構(gòu)

1.幀結(jié)構(gòu)及突發(fā)結(jié)構(gòu)下行導(dǎo)頻時(shí)隙（DwPTS）：每個(gè)子幀中的DwPTS是作為下行導(dǎo)頻和同步而設(shè)計(jì)的。該時(shí)隙是由長(zhǎng)為64chip的SYNC-DL序列和32chip的保護(hù)間隔組成，其結(jié)構(gòu)如圖3-19所示。SYNC-DL是一組PN碼，用于區(qū)分相鄰小區(qū)，系統(tǒng)中定義了32個(gè)碼組，每組對(duì)應(yīng)一個(gè)SYNC-DL序列，SYNC-DLPN碼集在蜂窩網(wǎng)絡(luò)中可以復(fù)用。DwPTS的發(fā)射要滿足覆蓋整個(gè)區(qū)域的要求，因此不采用智能天線賦形。將DwPTS放在單獨(dú)的時(shí)隙有兩個(gè)原因：一個(gè)是便于下行同步的迅速獲取，再者，也可以減小對(duì)其他下行信號(hào)的干擾。圖3-19TD-WCDMA的下行導(dǎo)頻時(shí)隙《移動(dòng)通信技術(shù)及應(yīng)用》3.3TD-SCDMA物理層3.3.3TD-SCDMA時(shí)隙結(jié)構(gòu)

1.幀結(jié)構(gòu)及突發(fā)結(jié)構(gòu)上行導(dǎo)頻時(shí)隙（UpPTS）：每個(gè)子幀中的UpPTS是為建立上行同步而設(shè)計(jì)的，當(dāng)UE（UserEquipment）處于空中登記和隨機(jī)接入狀態(tài)時(shí)，它將首先發(fā)射UpPTS，當(dāng)?shù)玫骄W(wǎng)絡(luò)的應(yīng)答后，發(fā)送RACH（RandomAccessChannel）。這個(gè)時(shí)隙由長(zhǎng)為128chip的SYNC-UL序列和32chip的保護(hù)間隔組成，其結(jié)構(gòu)如圖3-20所示。SYNC-UL是一組PN碼，用于在接入過(guò)程中區(qū)分不同的UE。保護(hù)時(shí)隙（GP）：即在NodeB側(cè)，由發(fā)射向接收轉(zhuǎn)換的保護(hù)間隔，時(shí)長(zhǎng)為75us（96chip），可用于確定基本的小區(qū)覆蓋半徑約為11.25km。同時(shí)，較大的保護(hù)時(shí)隙，可以防止上下行信號(hào)之間互相干擾，還允許終端提前發(fā)出上行同步信號(hào)。圖3-20TD-SCDMA的上行導(dǎo)頻時(shí)隙《移動(dòng)通信技術(shù)及應(yīng)用》3.3TD-SCDMA物理層3.3.3TD-SCDMA時(shí)隙結(jié)構(gòu)

1.幀結(jié)構(gòu)及突發(fā)結(jié)構(gòu)突發(fā)結(jié)構(gòu)：TD-SCDMA采用的突發(fā)格式如圖3-21所示，突發(fā)由兩個(gè)長(zhǎng)度分別為352chip的數(shù)據(jù)塊、一個(gè)長(zhǎng)為144chip的Midamble和一個(gè)長(zhǎng)為16chip的保護(hù)間隔組成。數(shù)據(jù)塊的總長(zhǎng)度為704chip，所包含的符號(hào)數(shù)與擴(kuò)頻因子有關(guān)。其中，GP表示保護(hù)間隔，CP表示碼片長(zhǎng)度。突發(fā)結(jié)構(gòu)中的訓(xùn)練序列（Midamble碼），用于進(jìn)行信道估計(jì)、測(cè)量，如上行同步的保持以及功率測(cè)量等。在同一小區(qū)內(nèi)，同一時(shí)隙內(nèi)的不同用戶所采用的Midamble碼由一個(gè)基本的Midamble碼經(jīng)循環(huán)移位后而產(chǎn)生。TD-SCDMA系統(tǒng)中，基本Midamble碼長(zhǎng)度為128chip，個(gè)數(shù)為128個(gè)，分成32組，每組4個(gè)。圖3-21TD-SCDMA的突發(fā)格式《移動(dòng)通信技術(shù)及應(yīng)用》3.3TD-SCDMA物理層3.3.3TD-SCDMA時(shí)隙結(jié)構(gòu)

2.TD-SCDMA系統(tǒng)中的碼表TD-SCDMA系統(tǒng)中碼表如圖3-22所示。注：碼表中的碼是橫向綁定的關(guān)系。在TD－SCDMA系統(tǒng)中，系統(tǒng)定義以下碼組：（1）下行同步碼：一共用32個(gè)，分成32組，每個(gè)下行同步碼有96個(gè)碼片組成，可用于同步和小區(qū)初搜，SYNC-DL也可以區(qū)分相鄰小區(qū)。（2）上行同步碼：一共256個(gè)，分成32組，每組8個(gè)，每個(gè)上行導(dǎo)頻碼由160個(gè)碼片組成，用于手機(jī)隨機(jī)接入時(shí)選用。（3）擾碼：一共128個(gè)，分成32組，每組4個(gè)，擾碼長(zhǎng)度為16比特，擾碼用于標(biāo)識(shí)小區(qū)。（4）基本訓(xùn)練序列（Midamble）：一共128個(gè)，分成32組，每組4個(gè)，訓(xùn)練序列長(zhǎng)度為144碼片，訓(xùn)練序列用于聯(lián)合檢測(cè)時(shí)信道估計(jì)，上行同步保持，測(cè)量。圖3-22TD-SCDMA系統(tǒng)中碼表《移動(dòng)通信技術(shù)及應(yīng)用》3.3TD-SCDMA物理層3.3.3TD-SCDMA時(shí)隙結(jié)構(gòu)

3.特殊時(shí)隙介紹－DwPTS在TD-SCDMA的子幀中，有三個(gè)特殊時(shí)隙：DWPTS、UPPTS、GP特殊時(shí)隙名詞解釋如下：DwPTS下行導(dǎo)頻時(shí)隙，如圖3-23所示。在TD-SCDMA系統(tǒng)中，標(biāo)識(shí)小區(qū)的碼稱為SYNC_DL序列，在下行導(dǎo)頻時(shí)隙(DwPTS)發(fā)射。SYNC_DL用來(lái)區(qū)分相鄰小區(qū)，與之相關(guān)的過(guò)程是下行同步、碼識(shí)別和P-CCPCH信道的確定。基站將在小區(qū)的全方向或在固定波束方向發(fā)送DwPTS,它同時(shí)起到了導(dǎo)頻和下行同步的作用。圖3-23下行導(dǎo)頻時(shí)隙結(jié)構(gòu)《移動(dòng)通信技術(shù)及應(yīng)用》3.3TD-SCDMA物理層3.3.3TD-SCDMA時(shí)隙結(jié)構(gòu)

小區(qū)初搜過(guò)程：在初試小區(qū)搜索中，UE搜索到一個(gè)小區(qū)，并檢測(cè)其所發(fā)射的DwPTS，建立下行同步，獲得小區(qū)擾碼和基本Midamble碼，控制復(fù)幀同步，然后讀廣播信息。如圖3-24所示。圖3-24利用下行導(dǎo)頻做小區(qū)初搜步驟1：搜索DwPTS步驟2：擾碼和基本Midamble碼識(shí)別步驟3：控制復(fù)幀同步步驟4：讀取BCH《移動(dòng)通信技術(shù)及應(yīng)用》3.3TD-SCDMA物理層3.3.3TD-SCDMA時(shí)隙結(jié)構(gòu)

4.特殊時(shí)隙介紹－GP在DwPTS和UpPTS之間，有一個(gè)保護(hù)間隔，它是NodeB下行和上行的一個(gè)轉(zhuǎn)換點(diǎn)。GP由96個(gè)碼片組成，時(shí)長(zhǎng)75us。如圖3-25所示。GP可以確定基本的小區(qū)覆蓋半徑為11.25km。同時(shí)較大的保護(hù)帶寬，可以防止上下行信號(hào)相互之間的干擾，還允許UE在發(fā)送上行同步信號(hào)時(shí)進(jìn)行一些時(shí)間提前?！兑苿?dòng)通信技術(shù)及應(yīng)用》3.3TD-SCDMA物理層3.3.3TD-SCDMA時(shí)隙結(jié)構(gòu)

5.特殊時(shí)隙介紹－UpPTS每個(gè)子幀中的UpPTS時(shí)隙在UE初試接入中用來(lái)發(fā)送上行同步碼（SYNC-UL），以建立和NodeB的上行同步。UpPTS時(shí)隙長(zhǎng)度為160碼片，其中同步碼長(zhǎng)為128碼片，另有32碼片用作拖尾保護(hù)。如圖3-26所示。多個(gè)UE可以在同一時(shí)刻發(fā)起上行同步建立。NodeB可以在同一子幀的UpPTS時(shí)隙識(shí)別多達(dá)8個(gè)不同的上行同步碼，按物理信道的劃分，用于上行同步建立的信道叫做上行導(dǎo)頻信道（UpPCH）。一個(gè)小區(qū)中最多可有8個(gè)UpPCH同時(shí)存在。《移動(dòng)通信技術(shù)及應(yīng)用》3.3TD-SCDMA物理層3.3.3TD-SCDMA時(shí)隙結(jié)構(gòu)

6.常規(guī)時(shí)隙－（TS0－TS6）TS0－TS6共7個(gè)常規(guī)時(shí)隙被用作用戶數(shù)據(jù)或控制信息傳輸，他們具有相同的時(shí)隙結(jié)構(gòu)，每個(gè)時(shí)隙被分為4個(gè)區(qū)域：兩個(gè)數(shù)據(jù)區(qū)，一個(gè)訓(xùn)練序列（Midamble）區(qū)和一個(gè)用作時(shí)隙保護(hù)（GP）區(qū)。如圖3-28所示。(1)數(shù)據(jù)域數(shù)據(jù)域?qū)ΨQ地分布于Midamble碼的兩端，每域的長(zhǎng)度為352chip，所能承載的數(shù)據(jù)符號(hào)（Symbole）數(shù)取決于所用的擴(kuò)頻因子。(2)TPC（傳輸功率控制）傳輸功率控制，被通信的雙方（網(wǎng)絡(luò)和UE）用來(lái)請(qǐng)求對(duì)方增加或減少傳輸功率，用于上行對(duì)下行（或下行對(duì)上行）的功率控制。(3)SS(同步偏移控制符號(hào))同步偏移控制符號(hào)，被網(wǎng)絡(luò)端用來(lái)對(duì)UE的傳輸時(shí)延進(jìn)行控制，該符號(hào)僅在下行信道中有意義。在上行方向，SS符號(hào)沒(méi)有意義，主要是留待將來(lái)擴(kuò)展和保持上下行信道的對(duì)稱性。(4)訓(xùn)練序列（Midamble）也稱作訓(xùn)練序列域（TrainingSequence），在信道解碼時(shí)被用來(lái)作為信道估計(jì)，不攜帶用戶信息。作用：上下行信道估計(jì)；功率測(cè)量；上行同步保持?！兑苿?dòng)通信技術(shù)及應(yīng)用》3.4TD-SCDMA系統(tǒng)中的信道3.4.1邏輯信道

MAC層在邏輯信道上提供數(shù)據(jù)傳送業(yè)務(wù)。根據(jù)MAC提供數(shù)據(jù)傳送業(yè)務(wù)的不同，定義了一系列邏輯信道類型。邏輯信道可分為兩大類：傳輸控制平面信息的控制信道和傳輸用戶平面信息的業(yè)務(wù)信道，如圖3-30所示。圖3-30邏輯信道分類《移動(dòng)通信技術(shù)及應(yīng)用》3.4TD-SCDMA系統(tǒng)中的信道3.4.2傳輸信道傳輸信道是由L1提供給高層的服務(wù)，它是根據(jù)在空中接口上如何傳輸及傳輸什么特性的數(shù)據(jù)來(lái)定義的。傳輸信道一般可分為：公共信道：在這類信道中，當(dāng)消息是發(fā)給某一特定的UE時(shí)，需要有內(nèi)識(shí)別信息；專用信道：在這類信道中，UE是通過(guò)物理信道來(lái)識(shí)別；專用傳輸信道（DCH）：用戶攜帶歸用戶專有的實(shí)時(shí)和非實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，信道一經(jīng)配置，就由用戶獨(dú)占使用；公共傳輸信道有六種類型：BCH,FACH,PCH,RACH；隨機(jī)接入信道（RACH）：UE使用RACH來(lái)完成上行同步的建立或傳輸一些數(shù)據(jù)有限的用戶數(shù)據(jù)。RACH傳輸信道的典型特征是信道所映射到的物理信道是一個(gè)競(jìng)爭(zhēng)信道。由于競(jìng)爭(zhēng)性的存在，RACH上的數(shù)據(jù)不存在著物理復(fù)用。前向接入信道（FACH）：FACH一般用于網(wǎng)絡(luò)響應(yīng)從RACH信道上接收到的信息。該信道也可用來(lái)傳送一些短的用戶數(shù)據(jù)。廣播信道（BCH）：用來(lái)承載系統(tǒng)廣播消息；尋呼信道（PCH）：PCH用來(lái)攜帶用戶的尋呼信息?！兑苿?dòng)通信技術(shù)及應(yīng)用》3.4TD-SCDMA系統(tǒng)中的信道3.4.3物理信道所有的物理信道都采用四層結(jié)構(gòu)：系統(tǒng)幀號(hào)、無(wú)線幀、子幀和時(shí)隙/碼，依據(jù)不同的資源分配方案，子幀或時(shí)隙/碼的配置結(jié)構(gòu)可能有所不同。所有物理信道在每個(gè)時(shí)隙中需要有保護(hù)符號(hào)。時(shí)隙用于在時(shí)域和碼域上區(qū)分不同用戶信號(hào)，它具有TDMA特性。圖3-31TD-SCDMA的物理信道的幀格式。圖331TD-SCDMA物理信道幀格式一個(gè)物理信道是由頻率、時(shí)隙、信道碼和無(wú)線幀分配來(lái)定義的。建立一個(gè)物理信道的同時(shí)，也就給出了它的初始結(jié)構(gòu)。物理信道的持續(xù)時(shí)間可以無(wú)限長(zhǎng)，也可以是分配所定義的持續(xù)時(shí)間?！兑苿?dòng)通信技術(shù)及應(yīng)用》3.4TD-SCDMA系統(tǒng)中的信道3.4.4邏輯信道、傳輸信道、物理信道映射關(guān)系《移動(dòng)通信技術(shù)及應(yīng)用》3.5UMTS系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)3.5.1時(shí)分雙工TD-SCDMA系統(tǒng)采用TDD（TDD:TimeDivisionDuplex）的時(shí)分雙工模式。TDD是一種通信系統(tǒng)的雙工方式，在移動(dòng)通信系統(tǒng)中用于分離接收與傳送信道（或上下行鏈路）。圖3-34TDD和FDD原理《移動(dòng)通信技術(shù)及應(yīng)用》3.5UMTS系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)3.5.1時(shí)分雙工TDD模式的移動(dòng)通信系統(tǒng)中上下行信道用同樣的頻率，因而具有上下行信道的互惠性，這給TDD模式的移動(dòng)通信系統(tǒng)帶來(lái)許多好處。(1)TDD模式的優(yōu)點(diǎn)分析1）降低對(duì)功率控制的要求2）靈活的頻率資源利用3）適合采用智能天線技術(shù)4）更容易實(shí)現(xiàn)低功耗的多模小終端5）提高終端的接收性能《移動(dòng)通信技術(shù)及應(yīng)用》3.5UMTS系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)3.5.1時(shí)分雙工當(dāng)然，任何系統(tǒng)在具備優(yōu)點(diǎn)的同時(shí)，也會(huì)存在劣勢(shì)。和FDD系統(tǒng)比較，TDD系統(tǒng)的主要問(wèn)題在于終端的移動(dòng)速度和覆蓋距離等方面，主要表現(xiàn)在以下幾點(diǎn)。(2)TDD模式的缺點(diǎn)分析1)對(duì)系統(tǒng)覆蓋的影響2）移動(dòng)速度目前難以與FDD模式相比3）干擾問(wèn)題4）同步要求高總而言之，在第三代移動(dòng)通信系統(tǒng)中，TDD模式比FDD模式能更有效地利用頻譜，節(jié)省運(yùn)營(yíng)投資，更適合于傳送非對(duì)稱業(yè)務(wù)。隨著新技術(shù)和新業(yè)務(wù)的發(fā)展及應(yīng)用，TDD模式必將日益受到重視。而且，通過(guò)采用時(shí)分雙工、聯(lián)合檢測(cè)、智能天線、接力切換等關(guān)鍵技術(shù)，TD-SCDMA系統(tǒng)也必將會(huì)體現(xiàn)出越來(lái)越大的技術(shù)優(yōu)勢(shì)?！兑苿?dòng)通信技術(shù)及應(yīng)用》3.5UMTS系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)3.5.2軟件無(wú)線電軟件無(wú)線電的基本思想是以一個(gè)通用、標(biāo)準(zhǔn)、模塊化的硬件平臺(tái)為依托，通過(guò)軟件編程來(lái)實(shí)現(xiàn)無(wú)線電臺(tái)的各種功能，從基于硬件、面向用途的電臺(tái)設(shè)計(jì)方法中解放出來(lái)。功能的軟件化實(shí)現(xiàn)勢(shì)必要求減少功能單一、靈活性差的硬件電路，尤其是減少模擬環(huán)節(jié)，把數(shù)字化處理（A/D和D/A變換）盡量靠近天線。軟件無(wú)線電強(qiáng)調(diào)體系結(jié)構(gòu)的開放性和全面可編程性，通過(guò)軟件更新改變硬件配置結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)新的功能。軟件無(wú)線電采用標(biāo)準(zhǔn)的、高性能的開放式總線結(jié)構(gòu)，以利于硬件模塊的不斷升級(jí)和擴(kuò)展。軟件無(wú)線電（SR：softwareradio）在一個(gè)開放的公共硬件平臺(tái)上利用不同可編程的軟件方法實(shí)現(xiàn)所需要的無(wú)線電系統(tǒng)。簡(jiǎn)稱SWR。理想的軟件無(wú)線電應(yīng)當(dāng)是一種全部可軟件編程的無(wú)線電，并以無(wú)線電平臺(tái)具有最大的靈活性為特征。全部可編程包括可編程射頻（RF）波段、信道接入方式和信道調(diào)制?！兑苿?dòng)通信技術(shù)及應(yīng)用》3.5UMTS系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)3.5.3智能天線智能天線是一種安裝在基站現(xiàn)場(chǎng)的雙向天線，通過(guò)一組帶有可編程電子相位關(guān)系的固定天線單元獲取方向性，并可以同時(shí)獲取基站和移動(dòng)臺(tái)之間各個(gè)鏈路的方向特性。智能天線可以分為兩種類型：交換波束天線和適應(yīng)陣列。交換波束使用許多窄波束天線，每個(gè)指向一個(gè)微有不同的方向，以此覆蓋整個(gè)120度扇區(qū)。當(dāng)扇區(qū)內(nèi)的移動(dòng)用戶移動(dòng)時(shí)，系統(tǒng)內(nèi)的智能天線從一個(gè)天線變換到另一個(gè)天線。適應(yīng)陣列使用一個(gè)陣列天線和成熟的數(shù)字信號(hào)處理來(lái)從一個(gè)位置到下一個(gè)位置轉(zhuǎn)換天線束?！兑苿?dòng)通信技術(shù)及應(yīng)用》3.5UMTS系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)3.5.3智能天線（1）發(fā)展歷程

90年代以來(lái)，陣列處理技術(shù)引入移動(dòng)通信領(lǐng)域，很快形成了一個(gè)新的研究熱點(diǎn)－智能天線(SA：SmartAntennas)。智能天線應(yīng)用廣泛，它在提高系統(tǒng)通信質(zhì)量、緩解無(wú)線通信日益發(fā)展與頻譜資源不足的矛盾、以及降低系統(tǒng)整體造價(jià)和改善系統(tǒng)管理等方面，都具有獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)。(2)技術(shù)分類智能天線技術(shù)有兩個(gè)主要分支。波束轉(zhuǎn)換技術(shù)(SBT：SwitchedBeamTechnology)和自適應(yīng)空間數(shù)字處理技術(shù)(ASDPT：AdaptiveSpatialDigitalProcessingTechnology)，或簡(jiǎn)稱波束轉(zhuǎn)換天線和自適應(yīng)天線陣。1)波束轉(zhuǎn)換天線波束轉(zhuǎn)換天線具有有限數(shù)目的、固定的、預(yù)定義的方向圖，通過(guò)陣列天線技術(shù)在同一信道中利用多個(gè)波束同時(shí)給多個(gè)用戶發(fā)送不同的信號(hào)，它從幾個(gè)預(yù)定義的、固定波束中選擇其一，檢測(cè)信號(hào)強(qiáng)度，當(dāng)移動(dòng)臺(tái)越過(guò)扇區(qū)時(shí)，從一個(gè)波束切換到另一個(gè)波束。在特定的方向上提高靈敏度，從而提高通信容量和質(zhì)量。《移動(dòng)通信技術(shù)及應(yīng)用》3.5UMTS系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)3.5.3智能天線

2)自適應(yīng)天線陣

融入自適應(yīng)數(shù)字處理技術(shù)的智能天線是利用數(shù)字信號(hào)處理的算法去測(cè)量不同波束的信號(hào)強(qiáng)度，因而能動(dòng)態(tài)地改變波束使天線的傳輸功率集中。應(yīng)用空間處理技術(shù)(SPT：SpatialProcessingTechnology)可以增強(qiáng)信號(hào)能力，使多個(gè)用戶共同使用一個(gè)信道。

自適應(yīng)天線陣是一個(gè)由天線陣和實(shí)時(shí)自適應(yīng)信號(hào)接收處理器所組成的一個(gè)閉環(huán)反饋控制系統(tǒng)，它用反饋控制方法自動(dòng)調(diào)準(zhǔn)天線陣的方向圖，使它在干擾方向形成零陷，將干擾信號(hào)抵消，而且可以使有用信號(hào)得到加強(qiáng)，從而達(dá)到抗干擾的目的?！兑苿?dòng)通信技術(shù)及應(yīng)用》3.5UMTS系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)3.5.3智能天線

(3)智能天線對(duì)系統(tǒng)的改善和主要用途智能天線潛在的性能效益表現(xiàn)在多方面，例如，抗多徑衰落、減小時(shí)延擴(kuò)展、支持高數(shù)據(jù)速率、抑制干擾、減少遠(yuǎn)近效應(yīng)、減小中斷概率、改善BER(BER：BitErrorRate)性能、增加系統(tǒng)容量、提高頻譜效率、支持靈活有效的越區(qū)切換、擴(kuò)大小區(qū)覆蓋范圍、靈活的小區(qū)管理、延長(zhǎng)移動(dòng)臺(tái)電池壽命、以及維護(hù)和運(yùn)營(yíng)成本較低等。1)改善系統(tǒng)性能2）提高頻譜利用效率未來(lái)的智能天線應(yīng)能允許任一無(wú)線信道與任一波束配對(duì)，這樣就可按需分配信道，保證呼叫阻塞嚴(yán)重的地區(qū)獲得較多信道資源，等效于增加了此類地區(qū)的無(wú)線網(wǎng)容量。采用智能天線是解決稠密市區(qū)容量難題既經(jīng)濟(jì)又高效的方案，可在不影響通話質(zhì)量的情況下，將基站配置成全向連接，大幅度提高基站容量。《移動(dòng)通信技術(shù)及應(yīng)用》3.5UMTS系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)3.5.4多用戶檢測(cè)

CDMA系統(tǒng)中多個(gè)用戶的信號(hào)在時(shí)域和頻域上時(shí)混疊的，接收時(shí)需要在數(shù)字域上用一定的信號(hào)分離方法把各個(gè)用戶的信號(hào)分離開來(lái)。信號(hào)分離的方法大致分為單用戶檢測(cè)和多用戶檢測(cè)兩種。(1)多用戶檢測(cè)的基本原理多用戶檢測(cè)主要是指利用多個(gè)用戶的碼元、時(shí)間、信號(hào)幅度以及相位等信息來(lái)聯(lián)合檢測(cè)單個(gè)用戶的信號(hào)，以達(dá)到較好的接收效果。最佳多用戶檢測(cè)的目標(biāo)就是要找出使輸出序列最大的輸入序列。對(duì)于同步系統(tǒng)，就是要找出使似然函數(shù)最大的輸入序列。(2)聯(lián)合檢測(cè)技術(shù)聯(lián)合檢測(cè)（JD，JointDetection）是多用戶檢測(cè)（Multi-UserDetection）的一種。CDMA系統(tǒng)中多個(gè)用戶的信號(hào)在時(shí)域和頻域上是混疊的，接收時(shí)需要在數(shù)字域上用一定的信號(hào)分離方法把各個(gè)用戶的信號(hào)分離開來(lái)。信號(hào)分離的方法大致可以分為單用戶檢測(cè)技術(shù)和多用戶檢測(cè)技術(shù)兩種?！兑苿?dòng)通信技術(shù)及應(yīng)用》3.5UMTS系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)3.5.5同步技術(shù)同步技術(shù)在數(shù)字蜂窩網(wǎng)中是必不可少的，在CDMA碼分多址系統(tǒng)中，同步技術(shù)除了關(guān)系到網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行和通信連接的基本要求外，還與網(wǎng)絡(luò)性能息息相關(guān)，即同步的好壞直接關(guān)系到系統(tǒng)的容量及服務(wù)質(zhì)量（QoS）。(1)節(jié)點(diǎn)同步節(jié)點(diǎn)同步用來(lái)估計(jì)和補(bǔ)償U(kuò)TRAN節(jié)點(diǎn)（NodeB）之間的定時(shí)誤差。FDD和TDD模式對(duì)定時(shí)誤差估計(jì)及補(bǔ)償?shù)木纫蟛煌?。?jié)點(diǎn)同步分為兩種：RNC到NodeB的節(jié)點(diǎn)同步、NodeB間的節(jié)點(diǎn)同步。前者用來(lái)獲得RNC與各個(gè)NodeB間的定時(shí)誤差，后者用于TDD模式下來(lái)補(bǔ)償NodeB之間的定時(shí)誤差，目的是為了得到統(tǒng)一定時(shí)參考，降低小區(qū)間干擾?！兑苿?dòng)通信技術(shù)及應(yīng)用》3.5UMTS系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)3.5.5同步技術(shù)(2)初始化同步移動(dòng)終端開機(jī)建立下行同步過(guò)程被稱作初始化小區(qū)同步過(guò)程，即小區(qū)搜索。小區(qū)搜索的最終目的就是讀取小區(qū)的系統(tǒng)廣播消息，獲得進(jìn)行業(yè)務(wù)傳輸?shù)膮?shù)。這里的同步不僅是指時(shí)間上的同步，還包括頻率、碼字和廣播信道的同步，要分4步進(jìn)行，分別是DwPTS同步、擾碼和基本中間碼的識(shí)別、控制復(fù)幀的同步和讀取廣播信道。(3)上行同步同步CDMA是指CDMA系統(tǒng)中所有的無(wú)線基站收、發(fā)同步。CDMA移動(dòng)通信系統(tǒng)中的下行鏈路總是同步的，故同步CDMA主要是指上行同步，即要求來(lái)自不同位置、不同距離的不同用戶終端的上行信號(hào)能夠同步到達(dá)基站。由于各個(gè)用戶終端的信號(hào)碼片到達(dá)基站解調(diào)器的輸入端時(shí)是同步的，同步CDMA充分運(yùn)用了擴(kuò)頻碼之間的正交性，大大降低了同一射頻信道中來(lái)自其他碼道的多址干擾影響，因而系統(tǒng)容量隨之增加。TD-SCDMA上行同步過(guò)程包括同步的建立和保持?！兑苿?dòng)通信技術(shù)及應(yīng)用》3.5UMTS系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)3.5.5同步技術(shù)(4)三種3G系統(tǒng)同步技術(shù)的差別同步技術(shù)歷來(lái)是數(shù)字通信系統(tǒng)中的關(guān)鍵技術(shù)。同步電路如果失效，將嚴(yán)重影響系統(tǒng)的誤碼性能，甚至導(dǎo)致整個(gè)系統(tǒng)癱瘓。CDMA2000系統(tǒng)采用與IS-95系統(tǒng)相類似的初始同步技術(shù)，即通過(guò)對(duì)導(dǎo)頻信道的捕獲建立PN碼的同步和符號(hào)同步，通過(guò)對(duì)同步信道的接收建立幀同步和擾碼同步。TD-SCDMA中的同步技術(shù)一般指上行同步，即要求來(lái)自不同位置和不同距離的用戶終端的上行信號(hào)能同步到達(dá)基站，包括上行同步的建立和維持。對(duì)于TDD的系統(tǒng)，上行同步能夠給系統(tǒng)帶來(lái)很大的好處。對(duì)WCDMA而言，基站間的同步技術(shù)是可選的。但在WCDMA物理層過(guò)程時(shí)需要用到相關(guān)同步過(guò)程，如小區(qū)搜索時(shí)的時(shí)隙同步、幀同步，公共信道同步和專用信道同步。小區(qū)搜索時(shí)，UE使用SCH的基本同步碼獲得該小區(qū)的時(shí)隙同步，然后使用SCH的輔助同步碼找到幀同步，并對(duì)前面找到的小區(qū)碼組進(jìn)行識(shí)別?！兑苿?dòng)通信技術(shù)及應(yīng)用》3.5UMTS系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)3.5.5同步技術(shù)從實(shí)現(xiàn)方式上講，CDMA2000基站間的同步需要GPS的精確定時(shí)，而且目前也只有GPS定時(shí)一種實(shí)現(xiàn)途徑，小區(qū)之間需要保持同步，系統(tǒng)對(duì)定時(shí)的要求較高。TD-SCDMA在初期應(yīng)用可以采用類似CDMA2000的GPS同步方式，也可以采取網(wǎng)絡(luò)同步方式，如小區(qū)利用其他小區(qū)的下行導(dǎo)頻信號(hào)來(lái)實(shí)現(xiàn)同步。目前TD-SCDMA系統(tǒng)采用GPS同步方式?！兑苿?dòng)通信技術(shù)及應(yīng)用》3.5UMTS系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)3.5.6動(dòng)態(tài)信道分配DCA是動(dòng)態(tài)信道分配的簡(jiǎn)稱，其作用是通過(guò)信道質(zhì)量準(zhǔn)則和業(yè)務(wù)量參數(shù)對(duì)信道資源進(jìn)行優(yōu)化配置。DCA的測(cè)量由UTRAN執(zhí)行，并由UE向UTRAN報(bào)告測(cè)量結(jié)果。為了使空閑模式下的DCA測(cè)量最小化，應(yīng)區(qū)分兩種情況：與TD-SCDMA系統(tǒng)建立連接時(shí)的初始DCA測(cè)量和連接模式下的DCA測(cè)量。信道動(dòng)態(tài)分配分為2個(gè)階段：第1階段是呼叫接入的信道選擇，采用慢速DCA；第2階段是呼叫接入后為保證業(yè)務(wù)傳輸質(zhì)量而進(jìn)行的信道重選，采用快速DCA。RNC根據(jù)各相鄰小區(qū)占用的時(shí)隙，計(jì)算或測(cè)量時(shí)隙的干擾情況，動(dòng)態(tài)地在RNC所管轄的各小區(qū)間、工作載波間及上下行鏈路之間進(jìn)行時(shí)隙分配?！兑苿?dòng)通信技術(shù)及應(yīng)用》3.5UMTS系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)3.5.7接力切換

接力切換（BH：BatonHandover）是TD-SCDMA移動(dòng)通信系統(tǒng)的核心技術(shù)之一。其設(shè)計(jì)思想是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(lái)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。這個(gè)過(guò)程就象是田徑比賽中的接力賽跑傳遞接力棒一樣，因而形象地稱之為接力切換。接力切換通過(guò)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結(jié)合起來(lái)，是一種具有較好系統(tǒng)性能優(yōu)化的切換方法。

實(shí)現(xiàn)接力切換的必要條件是：網(wǎng)絡(luò)要準(zhǔn)確獲得UE的位置信息，包括UE的信號(hào)到達(dá)方向（DOA）和UE與基站之間的距離。在TD-SCDMA系統(tǒng)中，由于采用了智能天線和上行同步技術(shù)，因此系統(tǒng)可以較為容易地獲得UE的位置信息。《移動(dòng)通信技術(shù)及應(yīng)用》3.5UMTS系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)3.5.7接力切換(1)接力切換的過(guò)程接力切換分三個(gè)過(guò)程，即測(cè)量過(guò)程、判決過(guò)程和執(zhí)行過(guò)程。1)接力切換中的測(cè)量過(guò)程在UE和基站通信過(guò)程中，UE需要對(duì)本小區(qū)基站和相鄰小區(qū)基站的導(dǎo)頻信號(hào)強(qiáng)度進(jìn)行測(cè)量。首先，接力切換是否進(jìn)行主要是根據(jù)當(dāng)前小區(qū)能否滿足終端的通信要求來(lái)判定。因此，對(duì)當(dāng)前小區(qū)的內(nèi)部測(cè)量和質(zhì)量測(cè)量特別重要，而對(duì)鄰小區(qū)的測(cè)量結(jié)果報(bào)告要求相對(duì)稍低一些。接力切換測(cè)量開始后，當(dāng)前服務(wù)小區(qū)不斷地檢測(cè)UE的位置信息，并將它發(fā)送到RNC。RNC可以根據(jù)這些測(cè)量信息分析判斷UE可能進(jìn)入哪些相鄰小區(qū)，即確定哪些相鄰小區(qū)最有可能成為UE切換的目標(biāo)小區(qū)，并作為切換候選小區(qū)?！兑苿?dòng)通信技術(shù)及應(yīng)用》3.5UMTS系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)3.5.7接力切換2)接力切換的判決過(guò)程接力切換的判決過(guò)程是根據(jù)各種測(cè)量信息，并綜合系統(tǒng)信息，依據(jù)一定的準(zhǔn)則和算法，來(lái)判決UE是否應(yīng)當(dāng)切換和如何進(jìn)行切換。UE或NodeB測(cè)量報(bào)告觸發(fā)一個(gè)測(cè)量報(bào)告到RNC，切換模塊對(duì)測(cè)量結(jié)果進(jìn)行處理。3)接力切換中的執(zhí)行過(guò)程接力切換的執(zhí)行過(guò)程，就是當(dāng)系統(tǒng)收到UE發(fā)出的切換申請(qǐng)，并且通過(guò)算法模塊的分析判決已經(jīng)同意UE可以進(jìn)行切換的時(shí)候（滿足切換條件），執(zhí)行將通信鏈路由當(dāng)前服務(wù)小區(qū)切換到目標(biāo)小區(qū)的過(guò)程。由于當(dāng)前服務(wù)小區(qū)已經(jīng)檢測(cè)到了UE的位置信息，因此，當(dāng)前服務(wù)小區(qū)可以將UE的位置信息及其他相關(guān)信息傳送到RNC。RNC再將這些信息傳送給目標(biāo)小區(qū)，目標(biāo)小區(qū)根據(jù)得到的信息對(duì)UE進(jìn)行精確定位和波束賦形?！兑苿?dòng)通信技術(shù)及應(yīng)用》3.5UMTS系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)3.5.7接力切換4)接力切換的完整過(guò)程TD-SCDMA系統(tǒng)接力切換的3個(gè)過(guò)程并不是孤立，而是緊密聯(lián)系在一起的。對(duì)于接力切換的完整過(guò)程，可以用下列示意圖來(lái)表示。第一步：UE與當(dāng)前服務(wù)基站NodeB1進(jìn)行正常通信，如圖3-36所示。圖3-36UE與源基站正常通信《移動(dòng)通信技術(shù)及應(yīng)用》3.5UMTS系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)3.5.7接力切換第二步：當(dāng)UE需要切換并且網(wǎng)絡(luò)通過(guò)對(duì)UE候選小區(qū)的測(cè)量找到了切換目標(biāo)小區(qū)時(shí)，網(wǎng)絡(luò)向UE發(fā)送切換命令，UE就與目標(biāo)小區(qū)建立上行同步，然后UE在與NodeB1保持信令和業(yè)務(wù)連接的同時(shí)，與NodeB2建立信令連接，如圖3-37所示。圖3-37UE與目標(biāo)基站建立信令連接《移動(dòng)通信技術(shù)及應(yīng)用》3.5UMTS系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)3.5.7接力切換第三步：當(dāng)UE與NodeB2信令連接建立后，UE就刪除與NodeB1的業(yè)務(wù)連接，如3-38所示。圖3-38UE刪除與源基站的業(yè)務(wù)連接《移動(dòng)通信技術(shù)及應(yīng)用》3.5UMTS系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)3.5.7接力切換第四步：UE嘗試建立與NodeB2的業(yè)務(wù)連接，假設(shè)UE與NodeB2的業(yè)務(wù)連接成功建立，如圖3-39所示。圖3-39UE建立與目標(biāo)基站的業(yè)務(wù)連接《移動(dòng)通信技術(shù)及應(yīng)用》3.5UMTS系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)3.5.7接力切