TD-SCDMA基础理论

nullNSN TD-SCDMA Workshop TD-SCDMA基础理论NSN TD-SCDMA Workshop TD-SCDMA基础理论 2009年1月提 纲TD-SCDMA 物理层 TD-SCDMA 关键技术提 纲TD-SCDMA多址方式TD-SCDMA多址方式一对信道 1,6MHz /每载波ft下行上行TD-SCDMA多址方式: TDMA CDMA FDMA SDMA TD-SCDMA双工方式 TDD扩频码区分不同用户扩频码区分不同用户码可以区分用户不同的扩频码 可以区分用户Power spectrumUser 1User 2User 3User 4User 5SpreadingCode 1Code 2Code 3Code 4Code 5Composite signal扩频通信常用术语扩频通信常用术语1：Bit 经过信源编码的含有信息的数据称为“比特” 2：Symbol 经过信道编码、交织和数字调制后的复值数据称为“符号” 3：Chip 用于和符号相乘的一比特码信号称为“码片” 4：Chip Rate 码片传输速率称为“码片速率”，对于TD-SCDMA 系统，码片速率为1.28Mchips/s 5：Spreading Factor 每个数据符号内的码片数称为“扩频因子”比特、符号、扩频比特、符号、扩频TD-SCDMA系统中用到的扩频因子TD-SCDMA系统中用到的扩频因子下行 :SF=1, 16上行 : SF=1,2,4,8,16TD-SCDMA SF=1,……16TD-SCDMA系统中扩频码的定义：扩频码－区分同一时隙内不同用户扩频码－区分同一时隙内不同用户时隙5 下行OVSF1 OVSF2时隙5 下行OVSF3 OVSF4时隙5 下行OVSF7 OVSF8用户A用户C用户B时隙5User AUser AUser BUser BUser CUser CSF=16TD-SCDMA系统扰码TD-SCDMA系统扰码扰码 0扰码 10Cell ACell BTD-SCDMA系统帧结构TD-SCDMA系统帧结构 Radio Frame10ms系统帧号（SFN） Sub-frame5msGP 96DwPTS 96ChipsUpPTS 160ChipsTS5 TS4 TS0TS2 TS1 TS3 TS6 Gp 16Chips Data symbols Data symbols MidambleBurst 864Chips Data symbols Data symbols MidambleOVSF 1OVSF 2Gp 16Chips物理层控制信息TD-SCDMA系统子帧结构TD-SCDMA系统子帧结构Traffic TS 864chipsULULDLDLDLDLDLULDLDLDLDLDLDLTD-SCDMA 系统中的码表TD-SCDMA 系统中的码表DwPTS下行导频时隙结构DwPTS下行导频时隙结构用于下行同步和小区初搜： 该时隙由96 Chips组成: 32用于保护；64用于导频序列； 时长75us 32个不同的SYNC-DL码，用于区分相邻小区； 为全向或扇区传输，不进行波束赋形； SYNC-DL不加扰 GP保护时隙GP保护时隙96 Chips保护时隙，时长75us 用于下行到上行转换的保护 在小区搜索时，确保DwPTS可靠接收，防止干扰UL工作 在随机接入时，确保UpPTS可以提前发射，防止干扰DL工作 确定基本的基站覆盖半径 .75usGP (96chips)75usUpPTS上行导频时隙UpPTS上行导频时隙用于建立上行初始同步和随机接入，以及越区切换时邻近小区测量； 160 Chips：其中128用于SYNC-UL，32用于保护 SYNC-UL有256种不同的码，可分为32个码组，以对应32个SYNC-DL码，每组有8个不同的SYNC-UL码，即每一个基站对应于8个确定的SYNC-UL码 NodeB从终端上行信号中获得初始波束赋形参数。常规时隙－（TS0-TS6)常规时隙－（TS0-TS6)下行: Q=1,16 上行: Q=1,2,4,8,16物理信道物理信道物理信道物理信道物理信道物理信道物理信道物理信道物理信道物理信道TD-SCDMA信道的映射TD-SCDMA信道的映射BCCH PCCH SHCCH CTCH DCCH DTCH SHCCH CCCH DTCH DCCH BCH PCH FACH DSCH DCH RACH USCH DCH CCCH PCCPCH SCCPCH DPCH PDSCH PRACH PUSCH DPCH DwPCHPICHUpPCHFPACH上行下行逻辑信道传输信道物理信道信道在系统中的配置信道在系统中的配置PCCPCHPCCPCHSCCPCHSCCPCHSCCPCHSCCPCHPICH 1PRACHFPACHTS0TS1TS2TS3TS4TS5TS6PICH 2信道编码与复用信道编码与复用信 源信源 编码信道 编码编码信道信道 译码信源 译码信 宿噪声信道编码中的基本概念信道编码中的基本概念1：传输块（TB，Transport Block） 这是物理层处理的MAC子层和物理层之间数据交换的基本单元， 物理层将为每一个传输块加上CRC校验信息。 2：传输块集（TBS，Transport Block Set） 定义为多个传输块的集合，这些传输块是在物理层与MAC子层间的同 一传输信道上同时交换。 3：传输块大小（Transport Block Size） 传输块大小定义为一个传输块的比特数。按3GPP的规定，在一个给定的 传输块集中，所有传输块的大小是固定的并且相同。 4：传输块集大小（Transport Block Set Size） 它定义为一个传输块集所包含的比特数。 5：传输时间间隔（TTI，Transmission Time Interval） TTI定义为传输块集的相互到达时间，它等于物理层通过空中接口发送该传 输块集的周期。若MAC与物理层之间存在着多条并行的传输信道，则每一 传输信道可能有自己独立的TTI，TTI只能是最小交织周期（10ms）的整数倍。 MAC将在每一个TTI内将一个传输块集送到物理层。信道编码中的基本概念信道编码中的基本概念6：传输格式（TF，Transport Format） TF定义为在一个给定的传输时间间隔内，物理层和MAC之间通过一条传输信 道交换的一个传输块集。 7：传输格式集（TF，Transport Format Set） TFS定义为与一个传输信道上允许的传输格式的集合。 8：传输格式组合（TFC，Transport Format Combination） 为了提高传输效率，物理层将把从一条或多条传输信道上接收的数据组合起来 构成一条或多条编码组合传输信道CCTrCH。 9：传输格式组合集（TFCS，Transport Format Combination Set） TFCS定义为一条编码组合传输信道CCTrCH上所有传输格式组合的集合。 10：传输格式指示（TFI，Transport Format Indicator） TFI是MAC与PHY层交换数据时的一个参数,用以指示信道传输格式集中一个特 定的传输格式。 11：传输格式组合指示（TFCI，Transport Format Combination Indicator） 描述当前传输格式组合。提 纲TD-SCDMA 物理层 TD-SCDMA 关键技术提 纲TD-SCDMA系统的关键技术TD-SCDMA系统的关键技术时分双工方式智能天线联合检测上行同步接力切换软件无线电动态信道分配功率控制…. 联合检测的定义 联合检测的定义综合考虑同时占用某个信道的所有用户或某些用户， 消除或减弱其他用户对任一用户的影响，并同时检 测出所有用户或某些用户的信息的一种方法。 它的基本思想是通过挖掘有关干扰用户信息（信号到 达时间、使用的扩频序列、信号幅度等）来消除多址 干扰，进而提高信号检测的稳定性。不再像传 统的检测器那样忽略系统中其他用户的存在。 联合检测联合检测能量频率MAIISI热噪声能量频率MAIISI热噪声能量频率热噪声CDMA信号 在空中传输传统接收 机解调使用联合检测MAI：多址干扰 ISI：码间串扰联合检测优势： 降低系统干扰 增加系统容量 降低功控要求智能天线－基本概念智能天线－基本概念没有智能天线-干扰严重没有智能天线-干扰严重干扰干扰干扰干扰用户间干扰 严重有智能天线－抑制干扰有智能天线－抑制干扰用户间干扰 被有效抑制智能天线－抑制小区间干扰智能天线－抑制小区间干扰在没有智能天线的情况下 小区间用户的干扰严重在使用智能天线的情况下 小区间用户的干扰得到极大改善上行同步－基本概念上行同步－基本概念ABCDE时隙2A同一时隙 不同用户 到达基站时间点对齐BCD上行同步的意义上行同步的意义上行同步的优势减小小区内干扰 减小多径干扰 减小高负荷情况下的检测失真 增加小区容量和小区半径扩频正交码 上行同步建立 上行同步建立终端选择SYNC-UL,以估算的时间和功率发送基站检测到SYNC-UL,并回送定时和功率调整调整定时和功率, 发送随机接入请求指配信道, 继续完成接入过程和鉴权DwPCHUENodeB手机随机接入过程切换－切换的概念切换－切换的概念切换的概念: 在移动通信系统中，当呼叫中的移动台从一个小区转移到 另一个小区，或由于无线传输、业务负荷量调整、激活操 作维护、设备故障等原因，为了使通信不中断，通信网控 制系统启动切换过程保证移动台的业务传输。 切换－切换的分类 切换－切换的分类按切换类型划分为 1.同频切换(切换前后的两个小区的频点是同一频点） 2.异频切换（切换前后的两个小区的频点是不同频点） 按测量报触发方式划分为 1.周期性触发 2.事件触发 按切换方式 1.硬切换 2.接力切换 3.软切换切换的基本过程切换的基本过程测量判决执行接力切换的概念接力切换的概念 接力切换的概念: 其设计思想是利用上行同步技术，在切换测量期间，使用上行 预同步的技术，提前获取切换后的上行信道发送时间、功率信息 从而达到减少切换时间，提高切换的成功率、降低切换掉话率的目的。 接力切换的优势: 接力切换是基于同步和时分的基础上的切换方法 。 接力切换充分利用同步网络优势，在切换操作前使用预同步技术，使移动台在与原小区通信保持不变的情况下与目标小区建立同步关系。 在切换操作中大大减少因失步造成的丢包，这样在不损失容量的前提下，极大的提升了通信质量。UE预同步的概念UE预同步的概念服务基站目标基站 终端d1d2接力切换执行接力切换执行接力切换前接力切换中接力切换后优点:没有数据丢失功率控制概述-远近效应功率控制概述-远近效应PTPT开环、内环与外环功控开环、内环与外环功控内环功控参数调整内环功控参数调整 SS T P C无线资源管理的基本概念无线资源管理的基本概念TD-SCDMA系统的无线资源包括： 码字，频率，功率，时隙和空间角度。 频率时间时隙 码字， 功率， 空间角度， 频率。频域、时域和空域动态信道分配频域、时域和空域动态信道分配频域 DCA (FDMA) 业务动态的分配到干扰最小的频率上EnergyTimeFDMAFrequencyCDMATDMA时域DCA (TDMA) 业务分配到干扰最小的时隙空域DCA (SDMA) 自适应的智能天线技术选择最佳的解 耦方向码域DCA (CDMA) 改变分配的码道来降低干扰DCA 算法考虑的方面DCA 算法考虑的方面 时域DCA：在当前使用的无线载波的原有时隙中干扰严重时，实现自动改变时隙而达到时域DCA功能。 频域DCA：在当前使用的无线载波的所有时隙中干扰严重时，自动改变无线载波而达到频域DCA功能。 码域DCA：通过改变分配的码道来避免偶然出现的码道质量恶化。 空域DCA：通过选择用户间最有利的方向去耦，而达到空域DCA功能。空域DCA需要通过智能天线的定向性来实现，它的产生与时域和频域DCA有关。