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1、TD-SCDMA 系统基本原理/ 物理层基础/ 张京涛TD-SCDMA物理层基础Date1TD-SCDMA 系统基本原理/ 物理层基础/ 张京涛第二部分：TD-SCDM物理层基 础Part II: TD-SCDMA 物理层基础 Part I: TD-SCDMA 系统概述Part III: TD-SCDMA 关键技术Date2TD-SCDMA 系统基本原理/ 物理层基础/ 张京涛本章目标:1：说出TDSCDMA帧结构，时隙功能2：说出TDSCDMA扩频码和扰码的功能3：说出TDSCDMA单载波最大容量4：至少说出TDSCDMA三个物理信道的功能本章培训目标 Date3TD-SCDMA 系统基本原
2、理/ 物理层基础/ 张京涛本章内容:1：CDMA基本原理2：TDSCDMA帧结构3：TDSCDMA信道结构4：TDSCDMA载波容量本章培训内容 Date4TD-SCDMA 系统基本原理/ 物理层基础/ 张京涛CDMA基本概念1CDMA通信信道模型：信 源信源 编码信道 编码加扰噪声数字 调制扩频脉冲 成型 滤波D/A 转换信 宿信源 解码信道 解码解扰数字 解调解扩脉冲 成型 滤波A/D 转换空中信道在这里我们为什么 需要扩频呢？Date5TD-SCDMA 系统基本原理/ 物理层基础/ 张京涛CDMA基本概念2SpectrumCDMA扩频的基本原理：Date6TD-SCDMA 系统基本原理/
3、 物理层基础/ 张京涛CDMA基本概念3Date7TD-SCDMA 系统基本原理/ 物理层基础/ 张京涛CDMA基本概念4 CDMA扩频的优点：符号经过扩频信号在空中传输干扰 噪声解扩经过窄带滤波有用信号功率谱密度白噪声功率谱密度Date8TD-SCDMA 系统基本原理/ 物理层基础/ 张京涛CDMA基本概念5.1不同的扩频码 可以区分用户Power spectrumUser 1User 2User 3User 4 User 5SpreadingCode 1Code 2Code 3Code 4Code 5Composite signalCodes discriminate users Date
4、9TD-SCDMA 系统基本原理/ 物理层基础/ 张京涛CDMA基本概念5.2Date10TD-SCDMA 系统基本原理/ 物理层基础/ 张京涛CDMA基本概念6CDMA的扩频码和扰码的概念：CDMA系统所使用的扰码和扩频码分别具有以下的特性： 扰码： 尖锐的自相关特性； 近可能小的互相关值； 足够多的序列数； 尽可能大的序列复杂度；扩频码： 码长是2的整数次幂； 对于定长的OVSF码，包含的码字总数与其码长度相等，即共有SF个长为SF的OVSF码字； 长度相同的不同码子之间相互正交，其互相关值为0。可见，在CDMA系统中，扰码具有良好的自相关特性而被用于区分用 户或基站，而互相关性良好（正交
5、性）的OVSF码被用于区分每个用户占用的信道。Date11TD-SCDMA 系统基本原理/ 物理层基础/ 张京涛CDMA基本概念7码树的概念：Date12TD-SCDMA 系统基本原理/ 物理层基础/ 张京涛TD-SCDMA扰码和扩频码的 用法Downlink :SF=1, 16Uplink : SF=1,2,4,8,16TD-SCDMA SF=1,16TDSCDMA系统中扩频码的定义：Date13TD-SCDMA 系统基本原理/ 物理层基础/ 张京涛TDSCDMA不同的扩频因子Date14TD-SCDMA 系统基本原理/ 物理层基础/ 张京涛TD-SCDMA扰码和扩频码的 用法时隙 2U+5
6、D OVSF1 OVSF2时隙 2U+5DOVSF3 OVSF4时隙 2U+5DOVSF7 OVSF8 OVSF9 OVSF10U：上行 D：下行用户1用户2用户3TDSCDMA系统中扩频码的用法：Date15TD-SCDMA 系统基本原理/ 物理层基础/ 张京涛TD-SCDMA扰码和扩频码的 用法扰码 0扰码 10Cell ACell BDate16TD-SCDMA 系统基本原理/ 物理层基础/ 张京涛TD-SCDMA空中接口协议结 构无线接口协议体系结构(图中的圈表示服务接入点)Date17TD-SCDMA 系统基本原理/ 物理层基础/ 张京涛TD-SCDMA帧结构1Radio frame
7、 10msSystem Frame Number 系统帧号Sub-frame5msTS5TS4TS0TS2TS1GTS3TS6DwPTSUpPTSDataMidambleData675usgL1144chipsDate18TD-SCDMA 系统基本原理/ 物理层基础/ 张京涛TD-SCDMA帧结构2Traffic TS 864chipsUL : DL 2 : 4ULULDLDLDLDLDLUL : DL 1 : 5ULDLDLDLDLDLDLDate19TD-SCDMA 系统基本原理/ 物理层基础/ 张京涛TD-SCDMA帧结构3Date20TD-SCDMA 系统基本原理/ 物理层基础/ 张京
8、涛TD-SCDMA 系统中的码表Date21TD-SCDMA 系统基本原理/ 物理层基础/ 张京涛突发突发( (BurstBurst) )结构结构Data 352chipsMidamble 144chipsGP 16Data 352chips675 s扩频因子 (Q)每个数据块符号数(N)1352 2176 488844 1622下行:Q=1,16上行:Q=1,2,4,8,16Date22TD-SCDMA 系统基本原理/ 物理层基础/ 张京涛中间码默认分配方式K8Date23TD-SCDMA 系统基本原理/ 物理层基础/ 张京涛突发中的TFCI / TPC / SSI. 有TPC 和 SS,有
9、TFCI的情况下的突法结构： II. 没有TPC 和 SS,有TFCI的情况下的突法结构： Date24TD-SCDMA 系统基本原理/ 物理层基础/ 张京涛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75us32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 (32chips)SYNC-DL(64chips)75 sDate25TD-SCDMA 系统基本原理/ 物理层基础/ 张京涛TDSCDMA系统中的小区初搜5msDwPTS可能的位置特征窗确定DwPCH利用相
10、关法确定本小区所用的 SYNC_DL码及SYNC_DL码的位置步骤 1: 搜索DwPTS，确定DwPTS同步 步骤 2: 识别扰码和基本 midamble 步骤 3: 控制复帧同步 步骤 4: 解读广播信息Cell search: Date26TD-SCDMA 系统基本原理/ 物理层基础/ 张京涛下行导频的不同相位的含义名称QPSK相位意义S1135, 45, 225, 135在下面四个子帧中有 PCCPCH（广播）S2315, 225, 315, 45在下面四个子帧中没有 PCCPCH（广播）Date27TD-SCDMA 系统基本原理/ 物理层基础/ 张京涛GP保护时隙 96 Chips保护
11、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 AC信道估计,计算天线补偿因子.75usGP (96chips)75usDate28TD-SCDMA 系统基本原理/ 物理层基础/ 张京涛TD-SCDMA 系统覆盖范围Date29TD-SCDMA 系统基本原理/ 物理层基础/ 张京涛UpPTSUpPTS上行导频时隙上行导频时隙 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 SY
12、NC-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。GP (32chips)SYNC-UL(128chips)125 sDate30TD-SCDMA 系统基本原理/ 物理层基础/ 张京涛TD-SCDMA系统中用到的信 道BSRNCLogical Channels= Type of information transferredTransport Channels= How & what characteristics data aretr
13、ansferredPhysical Channels= Frequency+ Code (TS) UEDate31TD-SCDMA 系统基本原理/ 物理层基础/ 张京涛TD-SCDMA信道的映射Date32TD-SCDMA 系统基本原理/ 物理层基础/ 张京涛传输信道和物理信道的映射Date33TD-SCDMA 系统基本原理/ 物理层基础/ 张京涛物理信道功能1- BCH在物理层映射到主公共控制物理信道(P-CCPCH1和P-CCPCH2)。 - TD-SCDMA中的P-CCPCHs的位置(时隙/码)是固定的(Ts0)。 - P-CCPCHS映射到TS（0）最初两个码道，扩频因子为16。 -
14、P-CCPCH总是用天线的全小区覆盖模式发送的。P-CCPCH:S-CCPCH:- PCH和FACH可以映射到一个或多个辅助公共控制物理信道(S- CCPCH)，这种方法可使PCH和FACH的数量可以满足不同的需要。 - S-CCPCH所使用的码和时隙在BCH广播。 - S-CCPCH采用SF=16的固定扩频方式，并使用16为扩频因子。Date34TD-SCDMA 系统基本原理/ 物理层基础/ 张京涛物理信道功能2FPACH:FPACH是Node B在单一burst上承载的发送给用户设备的响应， 该响应带有定时和功率电平调整指示的检测信号. PRACH:- RACH映射到一个或多个上行物理随机
15、接入信道，这种情况下，可以根据运营者的需要，灵活确定RACH的容量。 -上行PRACH的扩频因子为4，8或16,其配置(时隙数和分配到的扩 频码)通过BCH在小区中广播。 - PRACH中允许使用的扩频码集和相关的扩频因子在BCH中广播 （在BCH上的RACH设置参数）。PICH:寻呼指示信道（PICH）是一个用来承载寻呼指示的物理信道 Date35TD-SCDMA 系统基本原理/ 物理层基础/ 张京涛信道在呼叫建立过程中的作 用终端选择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UENode BUpPTSFPA
16、CHRACHFACH指配信道, 继续完成接入 过程和鉴权/PRACH/SCCPCHDate36TD-SCDMA 系统基本原理/ 物理层基础/ 张京涛公共传输信道在系统中的配置1Date37TD-SCDMA 系统基本原理/ 物理层基础/ 张京涛公共传输信道在系统中的配置2PCCPCHPCCPCHSCCPCHSCCPCHSCCPCHSCCPCHPICH 1PRACHFPACHTS0TS1TS2TS3TS4TS5TS6PICH 2Date38TD-SCDMA 系统基本原理/ 物理层基础/ 张京涛公共传输信道在系统中的配置3Date39TD-SCDMA 系统基本原理/ 物理层基础/ 张京涛AMR12.2k 服务PRACHUser AUser BSF=812345678FPACHUser AUser AUser BUser BSF=1612345678910111213141516123456UplinkDo
