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1、TD-SCDMA基本原理与关键技术,课程目标,了解TD-SCDMA的基本原理 了解TD-SCDMA的物理层技术 了解TD-SCDMA的技术优势 参考书目： TD-SCDMA第三代移动通信技术与标准，李世鹤著，人民邮电出版社 TD-SCDMA第三代移动通信系统、信令及 实现 ，李小文等著，人民邮电出版社 TD-SCDMA移动通信系统，彭木根等著，机械工业出版社,1 时分双工与扩频,2 TD-SCDMA网络结构,3 TD-SCDMA物理层,4 TD-SCDMA关键技术,5 TD-SCDMA应用优势,TD-SCDMA基本原理与关键技术,TD-SCDMA：TDD的双工工作方式 系统无须对称上下行频段
2、灵活调整上下行时隙转换点 便于提供非对称业务,1 时分双工与扩频,TD-SCDMA 智能天线（Smart Antenna） 同步CDMA（Synchronous CDMA） 软件无线电（Software Radio）,TD-SCDMA 扩频调制 码分多址,1 时分双工与扩频,用户通过被分配的频率、时隙和码字来区分,1 时分双工与扩频,是集CDMA、TDMA、FDMA、SDMA优势于一体、系统容量大、频谱利用率高、抗干扰能力强的移动通信技术。 它采用了智能天线、联合检测、上行同步、接力切换、动态信道分配、低码片速率、自适应功率调整等技术。,Time Division Duplex Synchro
3、nous Code Division Multiplex Access,1 时分双工与扩频,练习,TDD和TDMA的区别是什么？ TD-SCDMA的用户是通过哪些因素在空中区分的？,1 时分双工与扩频,2 TD-SCDMA网络结构,3 TD-SCDMA物理层,4 TD-SCDMA关键技术,5 TD-SCDMA应用优势,TD-SCDMA基本原理与关键技术,2 TD-SCDMA网络结构 2.1 网络结构简介,CN,RNC,RNC,Node B,Node B,Node B,Node B,Iu,Iu,Iub,Iub,Iub,Iub,Iur,UE,Uu,Uu,RNS,RNS,2 TD-SCDMA网络结构
4、 2.1 网络结构简介,UTRAN通用协议模型,1 时分双工与扩频,2 TD-SCDMA网络结构,3 TD-SCDMA物理层,4 TD-SCDMA关键技术,5 TD-SCDMA应用优势,TD-SCDMA基本原理与关键技术,无线接口协议结构,L3和RLC按其功能分为控制平面（C平面）和用户平面（U平面）； 圆圈来标注层或子层之间的业务接入点SAP； 低层通过SAP向高层提供服务，这些服务是通过原语来实现的，对于控制SAP，可以跨过不同的层或子层来向高层提供服务。 物理层向MAC层提供不同的传输信道，信息在无线接口上的传输方式决定了传输信道的特性。 MAC层向L2的RLC子层提供不同的逻辑信道，传
5、输信息的类型决定了逻辑信道的特性。 物理信道在物理层定义，TDD模式下一个物理信道由码、时隙和频率共同决定。 物理层由RRC控制。,3 TD-SCDMA物理层3.1 传输信道与层间参数,传输信道分类 DCH：Dedicated CHannel RACH：Random Access CHannel FACH：Forward Access Channel BCH：Broadcast CHannel PCH：Paging CHannel DSCH：Downlink Shared CHannel USCH：Uplink Shared Channel,3 TD-SCDMA物理层3.1 传输信道与层间参数
6、,传输信道与物理信道的映射,PCH和FACH可以在物理层编码组合生成CCTrCH； BCH不能进行自身组合； RACH不能进行自身组合； 其他的传输信道数据只能进行自身组合；,3 TD-SCDMA物理层3.1 传输信道与层间参数,3 TD-SCDMA物理层3.2 物理层帧结构,3 TD-SCDMA物理层3.2 物理层帧结构,子帧结构,TS0,TS5,TS6,TS1,TS2,TS3,TS4,Sub Frame 5ms (6400Chip),DwPTS (96Chips),GP (96Chinps),UpPTS (160Chips),Switching Point,Switching Point,
7、(864Chips),3 TD-SCDMA物理层3.2 物理层帧结构,物理信道分类 DPCH: Dedicated Physical Channel, UL ,解扩后的信号功率较大，但是受到MAI的影响，信噪比较差;,采用联合检测后，消除MAI的影响，信噪比大大提高;,上行同步基本原理 同一时隙不同用户的信号同步到达基站接收机； 优点 充分利用Walsh码的正交性 最大限度的克服MAI 简化基站解调设计方案，降低基站成本,4 TD-SCDMA关键技术 4.4 上行同步和功控技术,基本原理 调整UE发射功率，使距离Node B远近不同的UE的信号到达Node B的功率大小基本相等； 特点 功控是
8、CDMA系统的基础； 补偿衰落，阴影效应和多径衰落； 克服远近效应； 快速功控可以有效提高接收电平稳定度；,4 TD-SCDMA关键技术 4.4 功率控制,接力切换基本定义使用上行预同步技术，在切换过程中，UE从源小区接收下行数据，向目标小区发送上行数据，即上下行通信链路先后转移到目标小区。 接力切换原理在切换测量期间，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。 接力切换目标 高切换成功率 高资源利用率,4 TD-SCDMA关键技术 4.5 接力切换技术,接力切换,硬切换,软切换 （长期保持）,软切换浪费资源
9、！,硬切换容易掉话！,4 TD-SCDMA关键技术 4.5 接力切换,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。实际测试结果已验证了接力切换的性能优势！,定义在终端接入和链路持续期间，对信道进行动态的分配和调整； DCA技术主要研究的是频率、时隙、扩频码的分配方法，对TD系统而言还可以利用空间位置和角度信息协助进行资源的优化配置； 应用 信道调整（降低掉话率） 资源整合（提高服务接入率） DCA可使系统资源利用率最大化和提高链路质量。 DCA是一种最小化系统自身干扰的方法，其减小系统内干扰的手段更为多元化。,4 TD-SCDMA关键技术 4.6 动态
10、信道分配技术,频域 DCA 频域DCA中每一小区使用多个无线信道(频道) 在给定频谱范围内，与 5 MHz 的带宽相比， TD-SCDMA 的1.6 MHz 带宽使其具有3倍以上的无线信道数(频道数) 时域 DCA 在一个TD-SCDMA 载频上，使用7个时隙减少了每个时隙中同时处于激活状态的用户数量 每载频多时隙，可以将受干扰最小的时隙动态分配给处于激活状态的用户 码域 DCA 在同一时隙中，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 通过智能天线，可基于每一用户进行定向空间去耦 (降低多址干扰),4 TD-SCDMA关键技术 4.6 动态信道分配技术,4 TD-SCDMA
11、关键技术 4.6 动态信道分配技术,慢速DCA 快速DCA,主要方法,策略： 业务构成、系统负荷、网络性能指标、信道和干扰的变化情况；,慢速DCA主要功能划分上下行时隙；划分不对称的上下行时隙比例是为了更好的支持不对称数据业务,业务分布模型,业务量模型,交叉时隙的干扰损失,慢速DCA：把资源分配到小区 小区间资源的动态分配； 时隙转换点分配； 频点排序； 时隙优先级排序。,4 TD-SCDMA关键技术 4.6 动态信道分配技术,3:3,1:5,f1,f2,2:4,3:3,1:5,快速DCA：在终端接入和链路持续期间，对信道进行动态地分配和调整；最小化系统内干扰，提高资源利用率 ;增加大带宽业务
12、的接入和切换成功率。 方法： 信道选择 信道调整 资源整合 触发原因： 信道质量恶化且功率控制失效 信道质量恶化且不宜执行切换 码分配占用了过多的“虚码道” 资源整合时调用信道调整 RRM其它算法触发,4 TD-SCDMA关键技术 4.6 动态信道分配技术,练习,智能天线的原理是什么？使用智能天线带来哪些增益？ 为什么联合检测技术配合智能天线技术的应用发挥的功效更大？ 接力切换的主要特征？与硬切换和软切换相比有哪些应用优势？ DCA能为系统带来哪些好处？,1 时分双工与扩频,2 TD-SCDMA网络结构,3 TD-SCDMA物理层,4 TD-SCDMA关键技术,5 TD-SCDMA应用优势,T
13、D-SCDMA基本原理与关键技术,智能天线,联合检测,同步CDMA,接力切换,动态信道分配,时分双工,支持不同环境的组网 支持高效的非对称业务 更高的频谱利用率 接力切换节省资源 呼吸效应不明显 同 径 覆 盖,TD-SCDMA系统概述 5 TD-SCDMA应用优势,5 TD-SCDMA应用优势 支持不同环境的组网,灵活的上下行分层容量配置,灵活的上下行区域容量配置,5 TD-SCDMA应用优势 支持高效的非对称业务,5 TD-SCDMA应用优势 更高的频谱利用率,频谱利用率相对较高，每用户平均成本低 频率容易规划，可“见缝插针”，充分利用零碎频段,5 TD-SCDMA应用优势 更高的频谱利用
14、率,节约了基站资源，增加了用户接入量。 节约了运营商网络传输资源，减少了运营投入。 简化了RAN系统的处理，提高了集成度。,接力切换,TD-SCDMA,软切换,RNC,Node B,WCDMA CDMA2000,5 TD-SCDMA应用优势 接力切换占用资源少,Node B,RNC,Node B,TD-SCDMA,WCDMA& CDMA2000,5 TD-SCDMA应用优势 呼吸效应不明显,覆 盖 范 围,容量,TD-SCDMA,WCDMA& CDMA2000,5 TD-SCDMA应用优势 呼吸效应不明显,5 TD-SCDMA应用优势 同径覆盖,TD-SCDMA,5 TD-SCDMA应用优势 基站的优势,5 TD-SCDMA应用优势 易于向B3G演进,实现HSDPA 1.6MHz带宽上支持的峰值速率为2.8Mbps 5MHz带宽上支持的峰值速率为8.4Mbps 实现了TD-SCDMA发展的里程碑。 对整个TD产业链的发展有重大意义,5 TD-SCDMA应用优势 便于新技术的实现,实现HSDPA的特点和优势 最大程度地发挥HSDPA技术特点实现高性能 最大程度地保证3GPP的继承性 最大程度地保证系统的兼容性和可扩展性 必要的灵活性以保证系统获得高的资源利用率 较少的物理层修改,仅需软件升级即可完成网络演进,5 TD-SCDMA应用优势 便于新技术的实现,更快承载 更好体验,
