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1、TD-SCDMA 物理层过程,博森集团培训中心,课程目标,UE开机时小区搜索过程 UE小区重选过程 随机接入过程 同步过程 功控过程,TD-SCDMA物理层全过程,UE关机,UE开机,UE处于IDLE状态,UE穿越不同小区,UE进行MOC,UE通话过程中,小区搜索,UE测量本、邻小区PCCPCH RSCP，读广播,小区重选,随机接入 开环功控 开环同步,功控、同步,物理层全过程,4,TD-SCDMA物理层过程,1 小区搜索过程,2小区重选过程,3 随机接入过程,4 同步过程,5 功控过程,5,TD-SCDMA物理层过程,1 小区搜索过程,2小区重选过程,3 随机接入过程,4 同步过程,5 功控
2、过程,TD-SCDMA物理层过程1 小区搜索,小区搜索概述 只有在UE登录到小区后，它才能通过读取系统信息获取相邻小区的信息，并获取本小区更详细的信息； 只有在UE登录到小区后，它才可以监听网络上的寻呼或发起业务（呼叫业务、数据业务等）建立连接； 从开机搜索到登录到合适小区的过程就定义为小区初搜（搜索、选择）。,TD-SCDMA物理层过程1 小区搜索,NBAP:资源状态指示,NBAP:小区建立,NBAP:公共传输信道建立,ALCAP:AAL2 connection建立,FP:节点同步控制,FP:传输信道同步控制,Cell,Tx,BCH,广播,NBAP:系统信息更新,NBAP:物理共享信道重配置
3、,TD-SCDMA物理层过程1 小区搜索,子帧结构,TD-SCDMA物理层过程 1 小区搜索,TD-SCDMA可用频率资源,中国移动B频段频点划分方案,小区搜索步骤,TD-SCDMA物理层过程1 小区搜索,利用特征窗法确定DwPTS 大致位置和工作频点,GP 32chip,SYNC_DL 64chip,GP 96chip,目标要求： 终端上电后，首先读取信道号（即频率点）确定TD-SCDMA工作频点，再在选择的工作频点上寻找最强DwPTS的大致位置,以建立下行同步,同步精度在+1/-1symbol级(1symbol=16chips)。,特征窗128chips,TD-SCDMA物理层过程1 小区
4、搜索,利用特征窗法确定DwPTS 大致位置和工作频点,Pi=(GP+GP)/SYNC_DL; i=1, n Min(P1,P2 , Pn),N个采样,TD-SCDMA物理层过程1 小区搜索,利用相关法准确寻找 DwPTS的位置,在导频DwPTS的位置已经大致确定的基础上，利用相关法精确确定SYNC_DL码组以及SYNC_DL的位置，下行同步精确到chip级。,SYNC_DL 64chip,32chip,采样数据128chip,32chip,采样数据,32chip,采样数据偏移1chip,利用相关法准确寻找 DWPTS的位置,采样数据偏移2chip,标准SYNC_DL码,标准SYNC_DL码,标
5、准SYNC_DL码,SYNC-DL 64chip,SYNC-DL 64chip,TD-SCDMA物理层过程1 小区搜索,频率粗调,目标要求 在终端系统设计时，考虑基站载频的频率偏差，移动台相对基站运动产生的多谱勒频移，和频率器件的稳准度，总计有最大6KHZ的误差，需要进行频率的调整。本步利用SYNC_DL码不同段的频偏不同，用求相关的方法计算出估计频偏，然后确定调整量，反馈给硬件，从而一步步减小载波频率偏移, 本步完成后，载波的频偏调整到1KHz以下。,6KHZ,1KHZ,TD-SCDMA物理层过程1 小区搜索,利用联合检测做信道冲击 响应，识别训练序列,目标要求： SYNC_DL位置确定后，
6、就可以确定码组，根据SYNC_DL码与midamble码的对应关系，则可以确定基本midamble为4个码之一。用4个码轮流(128chip)与接收到的midamble段数据（TS0时隙144chip）做信道冲激响应估算，比较这4组信道冲激响应值，当码型正确时，得到的信道冲击值最大，由此找到本小区的基本midamble码。,SYNC _DL,基本midamble一,基本midamble二,基本midamble三,基本midamble四,基本midamble,TD-SCDMA物理层过程1 小区搜索,频率精调,目标要求： 本步利用已确定的Midamble码精确调整频率偏差，精调频偏的目的是将1kH
7、z左右的载波频偏调整到200Hz以下。采用基于联合检测的方法将较小的频差纠正到基带解调可以容忍的范围以内。在TD-SCDMA系统中采用联合检测（JD）技术，在每帧中加入训练序列（midamble），可以用来估计实际的信道响应。这样，终端可以利用联合检测技术消除多径以及多址干扰，并且解调训练序列中间码（midamble）附近的数据符号，利用这些符号中包含的频差信息来指导硬件进行自动频率控制（AFC）调整。,1KHz,200Hz,TD-SCDMA物理层过程1 小区搜索,接收BCCH信息,目标要求： 系统广播信息映射在P-CCPCH物理信道上，为了便于终端识别P-CCPCH的交织帧号的起点，TD-S
8、CDMA系统用不同的相位来调制DwPTS时隙的SYNC_DL码。可调制的DwPTS相位共有四个：45、135、225、315 ，将连续的四个子帧的调制相位组合起来，可以得到一个相位序列，TD-SCDMA系统定义了S1和S2两个序列:,TD-SCDMA物理层过程1 小区搜索,接收BCH消息后，UE读取系统信息SIB3中有关小区禁止的信息： 如果小区是禁止的，则UE重新进行小区搜索过程； 如果小区是不禁止的，则UE判断小区是否满足小区选择准则。,小区禁止,TD-SCDMA物理层过程1 小区搜索,小区选择的参数准则,TD-SCDMA物理层过程 1 小区搜索,当UE选择某一小区作为自己要驻留的小区时，
9、它会在这个小区上进行试探登记注册 ，如果该UE要驻留的小区归属于一个新的位置区，则进行位置区更新过程。 位置区是指在核心网CN中的LA（Location Area）；通知移动管理层是指UE向CN上报自己所在的LA，目的是让CN知道UE所在的登记区域，便于网络对UE的寻呼。 若UE在某一候选小区中登记注册成功，则UE正常驻留在该小区；若登记注册失败，则UE非正常驻留在该小区，这时UE仅能进行受限业务，例如紧急呼叫。,登记注册过程,24,TD-SCDMA物理层过程,1 小区搜索过程,2小区重选过程,3 随机接入过程,4 同步过程,5 功控过程,TD-SCDMA物理层过程2 小区重选,小区重选目的
10、小区重选是移动通信系统必须具备的功能，它是无线资源管理RRM的重要组成部分，UE在空闲模式下的小区重选是为了及时更新UE驻留小区，使UE驻留在理想的小区。从而保证了UE能够正确的接收系统广播消息和寻呼信息，并保证UE的接入成功率。,TD-SCDMA物理层过程2 小区重选,小区重选流程,TD-SCDMA物理层过程2 小区重选,UE在空闲状态下，以周期DRX测量当前服务小区的P-CCPCH信道上的接收功率（P-CCPCH RSCP），并根据测量结果计算路径损失标准参数Srx。 若当前服务小区的Srx0、或当前服务小区被阻、或连续Nserv个估算值SrxSintrasearch或SrxSinters
11、earch时，UE将触发对同频或异频相邻小区的测量。相邻小区列表由UE在读取服务小区的系统消息时得到。测量同频邻小区的P-CCPCH信道上的接收功率（P-CCPCH RSCP）。测量周期为TmeasureNTDD，以周期TevaluateNTDD对测量结果进行算术统计平均。,测量过程,TD-SCDMA物理层过程2 小区重选,评估过程,0 且RnRs。,在时间间隔Treselection内，存在一个更好的小区（用参数R来衡量）。 UE在候选小区列表中按照优先级顺序从高到低逐一尝试。通过读取系统信息，选择一个非禁止小区作为要重新驻留的小区。,触发小区重选过程,TD-SCDMA物理层过程 2 小区重
12、选,TD触发向GSM系统重选,31,TD-SCDMA物理层过程,1 小区搜索过程,2小区重选过程,3 随机接入过程,4 同步过程,5 功控过程,TD-SCDMA物理层过程 3 随机接入过程,以下高层信令过程可触发随机接入过程： 移动台发起呼叫 寻呼响应 位置更新 登记注册 短消息 其它过程 随机接入信道的性能如接入成功率、接入时延等将直接影响上述这些业务的质量,TD-SCDMA物理层过程 3 随机接入过程,TD-SCDMA物理层过程 3 随机接入过程,随机接入准备 UE在随机接入之前必须保持下行同步并且读取系统信息。 UE通过当前小区使用的SYNC_DL码得到与之对应的分配给UpPCH的8个S
13、YNC_UL码，随机选取一个用于随机接入。 随机接入过程中使用的PRACH、FPACH和S-CCPCH的资源信息在BCH中广播。,TD-SCDMA物理层过程 3 随机接入过程,随机接入冲突,SYNC_UL,1,2,TD-SCDMA物理层过程 3 随机接入过程,一个PRACH,TTI=5ms, WT=4, L =1, SF4 PRACH,用户8没有得到承认，因为从UpPCH开始经过的帧多于4个。,TD-SCDMA物理层过程 3 随机接入过程,两个PRACH,TTI=10ms, WT=4, L =2, SF8 PRACH,用户8没有得到承认，因为从UpPCH开始经过的帧多于4个。,四个PRACH,
14、TTI=20ms, WT=4, L =4, SF16 PRACH,用户8没有得到承认，因为从UpPCH开始经过的帧多于4个。,TD-SCDMA物理层过程 3 随机接入过程,TD-SCDMA物理层过程 3 随机接入过程,两个 PRACH,TTI=20ms, WT=4, L =4, SF16 PRACH,FPACH 仅仅用于子帧0, 1, 4, 5, 8, 9, 因为它们对应使用的RACH资源。,TD-SCDMA物理层过程 3 随机接入过程,一个PRACH,TTI=10ms, WT=4, L =2, SF8 PRACH,FPACH 仅仅用于子帧0, 2, 4, 6, 8,41,TD-SCDMA物理
15、层过程,1 小区搜索过程,2小区重选过程,3 随机接入过程,4 同步过程,5 功控过程,TD-SCDMA物理层过程 4 同步过程,同一时隙UE到达基站时刻大致相同,TD-SCDMA物理层过程 4 同步过程,原理 同一时隙不同用户的信号同步到达基站接收机 充分利用OVSF码的正交性 优势 最大限度的克服MAI 简化基站解调设计方案，降低基站成本,TD-SCDMA物理层过程 4 同步过程,同步的作用 对于TDD的CDMA系统来说，同一频率同一时隙内可能有多个UE接入，并通过OVSF码来区分不同UE。这就要求UE发送的信号在到达接收机时不但要落在指定的时隙内，还要保证不同UE之间的同步。利用正交码的
16、特性，可以保证基站在解调时，各UE之间的信号没有相互影响。这样就可以充分利用码道资源，甚至达到满码道工作。与其它无线通信系统相比，可以提高频谱的利用效率。,TD-SCDMA物理层过程 4 同步过程,开环同步（上行和下行）,闭环同步（外环和内环）,同步,TD-SCDMA物理层过程 4 同步过程,开环同步原理 开环同步的实现过程分为2步： 下行同步捕获 上行同步建立,TD-SCDMA物理层过程 4 同步过程,下行同步捕获 按照TD-SCDMA的无线帧结构，DwPTS中的SYNC_DL在系统中每5ms发送一次，并且每次都以一固定功率值全向发送该信息。所以UE在开机后对32个SYNC_DL码字进行逐一搜索（即用接收信号与32个可能的SYNC_DL逐一做比较），由于该码字彼此间具有较好的正交性，获取相关峰值最大的码字被认为是当前接入小区使用的SYNC_DL。同时，UE可以根据该SYNC_DL相关峰值的时间位置和Node B和
