TD-SCDMA系统基本无线原理

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1、1TD-SCDMATD-SCDMA系统基本无线原理TD-SCDMA系统基本无线原理HXQK北京华信乾坤北京华信乾坤2TD-SCDMA1. TD-SCDMA系统基本原理系统基本原理1. 1 移动通信多址接入技术概述移动通信多址接入技术概述1.2 TD-SCDMA关键技术与优势关键技术与优势1.3 TD-SCDMA与其它系统技术比较与其它系统技术比较1.4 TD-SCDMA系统物理层原理系统物理层原理3TD-SCDMA 1.1 移动通信多址接入技术1.1 移动通信多址接入技术概念概念: 在一个通信网内各个移动台、站共用同一个指定的无线信道，进行 相互间的多边通信。在一个通信网内各个移动台、站共用同

2、一个指定的无线信道，进行 相互间的多边通信。Kjijijidttctc Tji,2, 1,01)()(L=条件条件: 目的目的: 解决多用户共享有限无线频谱资源，提高系统容量的关键技术 。解决多用户共享有限无线频谱资源，提高系统容量的关键技术 。基本类型基本类型: ?FDMA ：Frequency Division Multiple Access ?TDMA ：Time Division Multiple Access ?CDMA ：Code Division Multiple Access ?SDMA ：Space Division Multiple Access无线用户 k空间环境无线用户

3、 1多址信道多址信道Sk(t)Rk(t)无线传输的突出优点之一是能实现多址接入。无线传输的突出优点之一是能实现多址接入。4TD-SCDMA常用多址技术原理与示意图常用多址技术原理与示意图FDMAFrequencyTimecodeFrequencyTimecodeTDMASDMAFrequencyTimecodeCDMA5TD-SCDMA 多址技术: 多址技术: 混合多址混合多址示意图示意图频率频率时间时间功率功率FDMA TDMAFDMA TDMA CDMA频率频率时间时间时间时间频率频率功率功率功率功率FDMA6TD-SCDMA TD-SCDMA系统概述系统概述FrequencyTimePo

4、wer density(CDMA codes) 1.6 MHz0:15TS02. Carrier (optional)3. Carrier (optional)TS1TS2TS3TS4TS5TS6 DLDLDLDLULULUL5 msDwPTS UpPTSGPDLTime Division Synchronous Code Division Multiplex Access频率资源 时间资源 码道资源 功率资源 空间资源 TDD/(T T+C C+S S+F F)DMA7TD-SCDMA1. 1. TD-SCDMA系统基本原理系统基本原理1. 1 移动通信多址接入技术移动通信多址接入技术1.2

5、 TD-SCDMA关键技术与优势关键技术与优势1.3 TD-SCDMA与其它系统技术比较与其它系统技术比较1.4 TD-SCDMA系统物理层系统物理层8TD-SCDMA 1.2 TD系统关键技术与优势系统关键技术与优势(.)HSD/UPAHSD/UPA技术技术基站A基站BUp-ShiftingUp-Shifting技术技术公共信道+业务信道公共信道+业务信道公共信道+业务信道f1f2fN公共信道(+业务信道)业务信道业务信道f1f2f N降低干扰 提高容量9TD-SCDMA TD优势优势-高频谱利用率高频谱利用率?与WCDMA 、CDMA2000相比，TD-SCDMA在设备实现中，更容易做到功

6、率及无线资源的精细管理与控制，提高信道利用率，降低了每用户的平均成本与WCDMA 、CDMA2000相比，TD-SCDMA在设备实现中，更容易做到功率及无线资源的精细管理与控制，提高信道利用率，降低了每用户的平均成本timefrequencycodeTD-SCDMS timefrequencycodeCDMA2000 timecodefrequencyWCDMA 通过时分技术，降低多用户自干扰数量，使通过时分技术，降低多用户自干扰数量，使CDMA设备性能提升设备性能提升10TD-SCDMATD优势优势-简单灵活网络规划简单灵活网络规划? 网络规划简单，网络覆盖及用户接入的稳定性好网络规划简单，

7、网络覆盖及用户接入的稳定性好 ? 扩容方便，并节约扩容成本扩容方便，并节约扩容成本 ? 资源调度简单、利用充分资源调度简单、利用充分TD-SCDMA小区呼吸效应不明显小区呼吸效应不明显TD-SCDMA覆覆 盖盖 范范 围围TD-SCDMAWCDMA CDMA2000容量容量WCDMA/CDMA200011TD-SCDMA1. TD-SCDMA系统基本原理系统基本原理1. 1 移动通信多址接入技术移动通信多址接入技术1.2 TD-SCDMA关键技术与优势关键技术与优势1.3 TD-SCDMA与其它系统技术比较与其它系统技术比较1.4 TD-SCDMA系统物理层系统物理层12TD-SCDMATD-

8、SCDMAWCDMACDMA2000GSM多址方式CDMA+TDMA+FDMA+SDMACDMACDMATDMACDMA+TDMA+FDMA+SDMACDMACDMATDMA双工方式TDDFDDFDDFDDTDDFDDFDDFDD帧长5ms210ms20ms4.615ms5ms210ms20ms4.615ms切换方式接力切换/硬切换软切换/硬切换软切换/硬切换硬切换接力切换/硬切换软切换/硬切换软切换/硬切换硬切换同步方式基站间GPS同步基站间异步（基站间GPS同步异步基站间GPS同步基站间异步（基站间GPS同步异步上行同步有，减少MAI，利于联合检 测无无无有，减少MAI，利于联合检 测无无

9、无载波带宽1.6M5M21.25M2200K21.6M5M21.25M2200K2调制方式QPSK/8PSK/16QAMB/QPSK/16QAMBPSK/QPSK(O/D)GMSKQPSK/8PSK/16QAMB/QPSK/16QAMBPSK/QPSK(O/D)GMSK接收技术联合检测Rake接收相干解调时域均衡联合检测Rake接收相干解调时域均衡信道估计Midamble码公共导频前/反向导频无Midamble码公共导频前/反向导频无扩频因子11645122128/256无11645122128/256无功率控制0-200次0-1500次800次慢0-200次0-1500次800次慢码片速率1

10、.28Mc/s3.84Mc/s1.228Mc/s无1.28Mc/s3.84Mc/s1.228Mc/s无天馈系统智能天线(全向/扇区)极化天线极化天线极化天线智能天线(全向/扇区)极化天线极化天线极化天线1.3 TD/W/CDMA2K/GSM比较比较13TD-SCDMA 系统覆盖能力比较系统覆盖能力比较差别项目TD-SCDMAWCDMAGSM手机发射功率27dBm(+3dB)24dBm33dBm(+9dB)处理增益 (dB)10dB (-15dB) (分时隙，带宽分时隙，带宽)25dB3dB (-22dB)热噪声带宽1.28MHz(+5dB)3.84MHz0.2MHz(+13dB)智能天线赋形增

11、益有有(+9dB)无无无无天线馈线损耗1dB(+2dB)3dB3dB单天线增益（扇区）15dB(-3dB)18dB16dB(-2dB)干扰储备1dB(+2dB)3dB0dB(+3dB)软切换增益宏分集宏分集1dB（-2dB）3dB无（无（-3dB）分集增益（WCDMA基站 2天线分集接收）0（-3dB）3dB3dB（-1dB）解调门限差别-1dB (多径分辨力，功控多径分辨力，功控)-3dB上行多时隙发射增益+3dB频段2000M2000M900M(+11dB)概略总增益小计0dB+5dB14TD-SCDMA 系统容量对比系统容量对比(话音话音)话音业务理论频谱利用率比较话音业务理论频谱利用率

12、比较CDMA2000WCDMATD-SCDMA频率复用系数111每载波频宽(MHz)1.25*25*21.6信道/载波57/8k80/12.2k24/12.2k频谱利用率（话音）22.88.015最大比特传输速率456kbps976kbps292.8bps频谱利用率（话音， Mbps/MHz/cell）0. 1820.09760.18315TD-SCDMA系统容量对比系统容量对比(数据数据)数据业务理论频谱利用率比较数据业务理论频谱利用率比较CDMA200 0WCDMATD-SCDMA频率复用系数111每载波频宽(MHz)1.25*25*21.6信道/载波 (64k)10*186频谱利用率 (

13、64k用户/MHz/cell)41.83.75最大比特传输速率 (HSDPA、HDR)2.5Mbps14.4Mbps2.8Mbps频谱利用率（数据， Mbps/MHz/cell）11.441.7516TD-SCDMATD-SCDMA与与WCDMA标准关系标准关系CNCN 核心网核心网FDDFDD 物理层物理层WCDMAWCDMA3GPP3GPPTD-SCDMATD-SCDMANode BRNCRNCTDDTDD 物理层物理层17TD-SCDMA1. TD-SCDMA系统基本原理系统基本原理1. 1 移动通信多址接入技术移动通信多址接入技术1.2 TD-SCDMA关键技术与优势关键技术与优势1.

14、3 TD-SCDMA与其它系统技术比较与其它系统技术比较1.4 TD-SCDMA系统物理层系统物理层18TD-SCDMA 1.4 TD-SCDMA系统物理层系统物理层1.4.1 TD-SCDMA系统物理层概述1.4.2 TD-SCDMA系统帧结构原理1.4.3 TD-SCDMA系统信道与分类1.4.4 TD-SCDMA系统物理层操作1.4.5 TD-SCDMA系统物理层过程19TD-SCDMA 1.4.1 无线接口物理层概述无线接口物理层概述RRCMACPhysical LayerRLCRLCRLCRLCRLCRLCRLCRLCPDCPPDCP BMCControlControl Contro

15、lControlNASASRadio BearerControl Panel SignalingUser Panel InformationLayer 2Layer 3Layer 1Logical ChannelTransport Channel20TD-SCDMA 物理层与高层接口物理层与高层接口? 物理层向上层提供的服务主要通过层间抽象服务原语 （物理层向上层提供的服务主要通过层间抽象服务原语 （Prinitive）实现；）实现； ? PHY原语功能：（原语功能：（1）在无线接口传送）在无线接口传送“传输块传输块”；（；（2） 向） 向MAC层提供物理层状态；层提供物理层状态； ? CPH

16、Y原语功能：控制物理层的配置原语功能：控制物理层的配置RRCMACPhysical LayerL3L2CPHYPHYL121TD-SCDMA1.4.2 TD-SCDMA无线帧结构无线帧结构无线帧无线子帧无线子帧TS0TS1TS6TS5TS4TS3TS2DwPTSGPUpPTS5ms5ms10msData 1Data 2MidambleG352 chips352 chips144 chips16 chips码片速率：码片速率：1.28 Mcps 频带宽度：频带宽度：1.6 MHz 调制方式：调制方式：QPSK/8PSK/16QAM 双工方式：双工方式：TDD 接入技术：接入技术：DS-CDMA/TDMA/FDMA第一转换点位于第一转换点位于GP，第二转换点位于，第二转换点位于TSi结束点，结束点，i=1上/下行保护间隔下行上行22TD-SCDMATD-SCDMA特殊时隙特殊时隙DwPTSMain GPUpPTSGPSYNC_DLGP