通信设备实训TDSCDMA3G

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1、3G移动通信系统,3G系统介绍 TD-SCDMA概述 软件平台,TD-SCDMA作为中国提出的第三代移动通信标准，是以我国知识产权为主的、被国际上广泛接受和认可的无线通信国际标准。,什么是TD-SCDMA？,TD-SCDMA是英文Time Division-Synchronous Code Division Multiple Access（时分同步码分多址）的简称，是一种第三代无线通信的技术标准。,模拟通信,数字通信,多媒体业务,数字调制技术 数据压缩 软切换 差错控制 短信息 高质量语音业务,模拟调制技术 小区制 硬切换 网络规划,IMT-2000技术 多媒体业务 100kbps 分组数据业

2、务 动态无线资源管理,随时随地的无线接入 无缝业务提供 网络融合与重用 多媒体终端 10Mbps 数据速率 基于全IP核心网,无处不在的 业务环境,AMPS TACS NMT-450 NTT,kbps,HSCSD/GPRS IS-136+(PRS) EDGE IS-95B,WCDMA TD-SCDMA CDMA2000,HSPA CDMA2000 1X EV,9.6kbps14.4 kbps,0.144 2 Mbps,10 Mbps,100 Mbps/1Gbps,IMT-Advanced ! 3GPP LTE 3GPP2 AIE,GSM IS-136/CDPD PDC IS-95A,1G,2G

3、,3G,4G,移动通信系统的发展与演进,3G标准,2001,-,2006,年,2007,年,TD,-,HSPA+,DL:25.2Mbps,UL:19.2Mbps,DL:100Mbps,UL:50Mbps,HSPA+,DL40MBps;,UL10Mbps,2010,年,2008,年,2009,年,EV,-,DO Rel. 0,DL: 2.4Mbps,UL:153.6kbps,cdma2000,1x,153.6kbps,D0 Rel. A,DL: 3.1Mbps,UL: 1.8Mbps,Do Rev B,（,多载波,DO,）,DL,：,46.5Mbps,UL: 27Mbps,UMB,DL:,100

4、Mbps,UL:,50Mbps,TD,-,HSDPA,2.88.4Mbps,TD,-,HSUPA,2.26.6Mbps,WCDMA,384Kbps,HSDPA,1.8/3.6Mbps,HSDPA,7.2Mbps,HSUPA,1.45.8Mbps,LTE,-,TDD,DL:100Mbps,UL:50Mbps,LTE,TDD+,UMB,100Mbps,-,1Gbps,100Mbps,1Gbps,LTE+,LTE,FDD/,TDD,GSM/GPRS,TD,-,SCDMA,384KbpS,2001,-,2006,年,2007,年,TD,-,HSPA+,DL:25.2Mbps,UL:19.2Mbps,D

5、L:100Mbps,UL:50Mbps,HSPA+,DL40MBps;,UL10Mbps,2010,年,2008,年,2009,年,EV,-,DO Rel. 0,DL: 2.4Mbps,UL:153.6kbps,cdma2000,1x,153.6kbps,D0 Rel. A,DL: 3.1Mbps,UL: 1.8Mbps,Do Rev B,（,多载波,DO,）,DL,：,46.5Mbps,UL: 27Mbps,UMB,DL:,100Mbps,UL:,50Mbps,TD,-,HSDPA,2.88.4Mbps,TD,-,HSUPA,2.26.6Mbps,WCDMA,384Kbps,HSDPA,1.

6、8/3.6Mbps,HSDPA,7.2Mbps,HSUPA,1.45.8Mbps,LTE,-,TDD,DL:100Mbps,UL:50Mbps,LTE,TDD+,UMB,100Mbps,-,1Gbps,100Mbps,1Gbps,LTE+,LTE,FDD/,TDD,TD,-,SCDMA,384KbpS,2G,2G,2G,2G,3G,3G,3G,3G,B3G,B3G,B3G,B3G,IMT,-,Advanced,IMT,-,Advanced,4G,4G,4G,4G,IMT,-,Advanced,IMT,-,Advanced,联通,联通,电信,电信,移动,联通,联通,电信,电信,4,TD-SCDM

7、A的南湖会议 邮电部批准中国提交标准 1998.1,TD-SCDMA的七大 成为国际第三代移动通信标准之一 2000.5,西山会议,TD-SCDMA打响第一抢 正式向ITU提交标准建议 1998.6,TD-SCDMA的遵义会议 成为ITU3G候选方案 1998.11,赫尔辛基 ITU会议,伊斯坦布尔 无线电大会,TD-SCDMA 加入3GPP标准R4 2001.3,加洲棕榈泉 3GPP全会,TD-SCDMA 标准发展历程,中国3G频谱分配:,第三代公众移动通信系统的工作频段为： （一）主要工作频段： 频分双工（FDD）方式：19201980MHz21102170MHz； 时分双工（TDD）方式

8、：18801920MHz、20102025MHz。 （二）补充工作频率： 频分双工（FDD）方式：17551785MHz18501880MHz； 时分双工（TDD）方式：23002400MHz，与无线电定位业务共用，均为主要业务，共用标准另行制定。 （三）卫星移动通信系统工作频段： 19802010MHz21702200MHz。,3G频谱分配,7,频分多址技术 FDMA 业务信道在不同频段分配给不同的用户。如TACS、AMPS。,时分多址技术 TDMA 业务信道在不同的时间分配给不同的用户。如GSM、DAMPS。,码分多址技术 CDMA 所有用户在同一时间、同一频段上，根据不同的编码获得业务信

9、道。,多址接入技术,8,TD-SCDMA的关键技术,TDD技术 智能天线 联合检测 上行同步 动态信道分配 接力切换,9,关键技术比较-双工方式,时分双工 (TDD) 上行频带和下行频带相同,D,U,D,D,D,D,D,频分双工 (FDD) 上行频带和下行频带不同,D,U,TD-SCDMA,WCDMA,U,10,TD-SCDMA的关键技术,TDD技术 智能天线 联合检测 上行同步 动态信道分配 接力切换,11,关键技术比较-天线,智能天线能够降低小区内和小区间干扰，提高系统容量,能量仅指向小区内处于激活状态的移动终端 正在通信的移动终端在整个小区内处于受跟踪状态,能量均匀分布在整个小区内,TD

10、-SCDMA,WCDMA GSM,上行: 提高基站接收灵敏度10lgN dB，有效增大上行覆盖距离 下行: 等效功率增加10lgN dB，有效增大下行覆盖距离,能量集中照得很远,能量集中,增加覆盖,全向照明区域小,智能天线技术优势,13,TD-SCDMA 是TD系统核心技术，能有效降低小区内和小区间的干扰； 可以根据上行更好的估计下行，波束赋性的准确度高； 需要跟踪的每时隙用户数少，波束赋性效果好； 每时隙最多8个用户，算法复杂度低。,WCDMA 是WCDMA的可选技术； 因为W上下行在不同频段，相关性较小，根据上行估计下行信道特性的准确度降低，赋形效果不好； 每载扇需要同时跟踪的用户数众多，

11、波束能量过于分散； 每载扇支持用户多，天线算法过于复杂。,关键技术比较-天线,智能天线在TD和W系统的适用度分析,载扇是指一个基站支持的的频点个数与覆盖天线方向数的乘积,全向天线 扇区化天线,智能天线实际外形,15,TD-SCDMA的关键技术,TDD技术 智能天线 联合检测 接力切换 上行同步 动态信道分配,16,关键技术比较-检测技术,联合检测 （多用户检测技术）,Rake接收技术 （单用户检测技术）,TD-SCDMA,WCDMA,17,TD-SCDMA 每时隙最多8个语音用户； OVSF扩频码码长16位； Midamble长度144位，并且数量较少。,WCDMA 每载扇语音用户容量在60个

12、左右； 上行OVSF码长可达512位； 没有Midamble做信道估计。,关键技术比较检测技术,联合检测在TD和WCDMA系统的适用度分析,对于WCDMA系统，因算法过于复杂，采用联合检测技术难度很大,18,TD-SCDMA的关键技术,TDD技术 智能天线 联合检测 接力切换 上行同步 动态信道分配,19,关键技术比较-切换方式,接力切换,硬切换,GSM,TD-SCDMA,20,关键技术比较-切换方式,接力切换,软切换,WCDMA,TD-SCDMA,21,TD-SCDMA的关键技术,TDD技术 智能天线 联合检测 接力切换 上行同步、动态信道分配,22,Node B之间要求同步 同步精度要求：

13、几微秒 同步方法： GPS 空中主从同步,关键技术比较-同步方式,TD-SCDMA是同步CDMA系统，可以降低干扰,WCDMA,TD-SCDMA,Node B不需要同步 可以是同步或者异步,23,TD-SCDMA更适合不对称数据业务,TDD双工模式，更适合上下行不对称的数据业务,提高频谱及设备利用率，更加符合未来业务发展需求,24,TD-SCDMA与WCDMA在规划方面的差异,25,容量规划,前提 6个载波 3个时隙 采用TDMA/CDMA/FDMA多址方式 采用智能天线、联合检测、DCA 有较多的异频切换,前提 1个载波，考虑小区负载和软切换 采用CDMA/FDMA多址方式 不采用智能天线、

14、多用户检测 大部分为同频切换,10M带宽下TD-SCDMA容量 用户数 = 24x6-1 = 143个用户,10M带宽（双向）下WCDMA容量 用户数60个用户,26,覆盖规划的不同点呼吸效应,WCDMA系统存在呼吸效应，TD系统中呼吸效应微弱 TD-SCDMA各业务覆盖半径近似相同，可实现各种业务的连续覆盖；WCDMA的上行覆盖随数据率的增加而减小。,WCDMA各业务覆盖不一致,TD-SCDMA各业务覆盖基本一致,TD-SCDMA 关键技术及其优势,频谱效率更高、每比特成本低 特别适合数据业务的非对称性 智能天线：降低多径、多址干扰 联合检测：降低多址干扰 接力切换：提高切换可靠性 动态信道

15、分配：在时域、频域、码域实现，降低干扰 呼吸效应微弱、网络规划优势,TD-SCDMA 技术优势,28,关键技术对比小结,物理信道上的差别决定了关键技术方面的不同： TD-SCDMA在宏蜂窝必须使用智能天线系统，而且能够发挥智能天线的性能。WCDMA一般采用分集天线技术；GSM不支持智能天线，一般采用分集技术(分集就是指通过两条或两条以上途径传输同一信息，以减轻衰落影响的一种技术措施）。 TD-SCDMA采用联合检测技术，算法复杂度不高；WCDMA可以采用联合检测技术，但是算法复杂度过高，一般采用RAKE接收技术。 TD-SCDMA采用接力切换，WCDMA采用软切换，GSM采用硬切换。 TD-SCDMA系统在空中接口，用户是同步的，而WCDMA则不要求同步。,Rake的基本原理：。将这些不同的波束分别经过不同的延迟线，对齐后合并在一起，把原来的干扰信号变成有用信号。,TD下一代移动网络TD-LTE(4G),容量提升 峰值速率：下行100 Mbps，上行50 Mbps 20MHz 频谱效率：下行是HSDPA（高速下行分组接入技术）的3-4倍，上行是HSUPA的2-3倍 覆盖增强 提高“小区边缘比特率”，5 km满足最优容量，30 km轻微下降，并支持100 km的覆盖半径 移动性提高 015km/h性能最优，15120 km/h高性能，支持120350 km/h，甚至在某