现代移动通信网络技术 工业和信息化普通高等教育“十二五”规划教材立项项目 教学课件 ppt 作者 孙友伟 张晓燕 畅志贤 第7章　TD-SCDMA系统组网技术

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1、现代移动通信网络技术（7）,孙友伟 张晓燕 畅志贤 编著,7.1 概述 7.2 TD-SCDMA系统的无线接口 7.3 物理层的主要工作过程 7.4 TD-SCDMA系统的关键技术,第7章 TD-SCDMA系统组网技术,现代移动通信网络技术,2,7.1.1 TD-SCDMA提出的背景与演进过程 7.1.2 TD-SCDMA系统的特点,7.1 概述,现代移动通信网络技术,3,7.1.1 TD-SCDMA提出的背景与演进过程,自主的知识产权，可以避免西方国家的技术壁垒 TD-SCDMA的发展，可以拉动上下游经济 TD-SCDMA可以保障国家的通信安全 TD-SCDMA可以保证技术的可持续性发展,现

2、代移动通信网络技术,4,3G标准化组织,日本 韩国 中国 美国 欧洲 美国,WCDMA TD-SCDMA,CDMA2000,TD-SCDMA标准发展历程,1998年6月30日TD-SCDMA提交到ITU,1999年12月TD-SCDMA开始与UTRA TDD在3GPP融合,2001年3月TD-SCDMA写入3GPP R4系列规范,2002年10月中国为TDD分配155MHz频率,1999年11月TD-SCDMA写入ITU-R M.1457,2000年5月被WARC正式采纳,1998 1999 2000 2001 2002,邮电部批准中国提交TD-SCDMA标准1998年1月,1850,1900

3、,1950,2000,2050,2100,2150,2200,2250,ITU,1850,1900,1950,2000,2050,2100,2150,2200,2250,1880 MHz,1980 MHz,1885 MHz,2025 MHz,2010 MHz,IMT 2000,IMT 2000,2110 MHz,2170 MHz,MSS,MSS,中国移动,1920 MHz,TDD,中国三大运营商获得的3G频谱（2009年01月）,TDD,FDD,1935 MHz,FDD,2125 MHz,FDD,FDD,2130 MHz,2145 MHz,1940 MHz,1955 MHz,中国电信,中国联通

4、,WLAN I/W MBMS HSUPA,HSPA+,LTE/SAE,LTE+ (?),IMS HSDPA,2000,2004,2007,2010,LTE V1 2008.12,UTRAN Long-Term Evolution (LTE) (2004.11),IMT-Advanced? 2010.10,Release 99/4,Release 5/6/7,LTE TDD,TD-SCDMA的未来演进,产业化,标准化,7.1.2 TD-SCDMA系统的特点,TD-SCDMA Time Division-Synchronization Code Division Multiple Access:时

5、分同步码分多址。,现代移动通信网络技术,9,什么是TD-SCDMA ?,-10-,TD:时分双工； S：软件无线电；同步；智能天线； CDMA：码分多址 多址方式：时分多址、码分多址、频分多址、空分多址 频段：18801920MHz ，20102025MHz ，23002400MHz 载频间隔：1.6MHz 码片速率：1.28Mchip/s,7.1.2 TD-SCDMA系统的特点,7.1.2 TD-SCDMA系统的特点,（1）频谱灵活性和支持蜂窝网的能力 （2）高频谱利用率 适用于人口密集的大、中城市传输对称与非对称业务，尤其适合于移动Internet业务。 （3）适用于多种使用环境 TD-S

6、CDMA系统全面满足ITU的要求，适用于多种环境。 （4）设备成本低 具有我国自主的知识产权，在网络规划、系统设计、工程建设以及为国内运营商提供长期技术支持和技术服务等方面带来方便，可大大节省系统建设投资和运营的成本。,现代移动通信网络技术,11,3种主流TD-SCDMA系统的特点,现代移动通信网络技术,12,7.2.1 概述 7.2.2 TD-SCDMA系统的多址技术 7.2.3 物理信道 7.2.4 传输信道到物理信道的映射 7.2.5 传输信道编码与复用,7.2 TD-SCDMA系统的无线接口,现代移动通信网络技术,13,7.2.1 概述,空中接口是指终端（UE）和接入网（UTRAN）之

7、间的接口，简称Uu接口，通常我们也称之为无线接口。 无线接口协议主要是用来建立、重配置和释放各种3G无线承载业务的，不同的空中接口协议使用各自的无线传输技术（RTT）。 由于TS-SCDMA标准源于3GPP标准，其高层结构及功能与WCDMA相同，包括核心网络结构及Iu、Iub、Iur等多种接口。而空中接口物理层不一致.,现代移动通信网络技术,14,TD-SCDMA网络结构图,7.2.2 TD-SCDMA系统的多址技术,多址方式：时分多址、码分多址、频分多址、空分多址 采用不需配对频率的TDD（时分双工）工作方式频段：18801920MHz ，20102025MHz ，23002400MHz 下

8、行（前向链路）和上行（反向链路）信息是在同一载频的不同时隙上进行传送的。 载频间隔：1.6MHz 码片速率：1.28Mchip/s,现代移动通信网络技术,16,频分双工（FDD）： 上行频段和下行频段分开,TDD时分双工技术,时分双工（TDD）： 上行频段和下行频段一样,优点 无需成对的频率 无需双工器，简单的射频前端 有利于非对称业务传输 便于实现智能天线,缺点 峰均比高 传输距离受到时隙限制 终端移动速度受限,-18-,7.2.2 TD-SCDMA系统的多址技术,7.2.3 物理信道,1物理信道分层 TD-SCDMA的物理信道采用4层结构，包括超帧（系统帧）、无线帧、子帧和时隙/码。 时隙

9、用于在时域和码域上区分不同的用户信号，具有TDMA的特性。 一个超帧长720ms，由72个无线帧组成，每个无线帧长10ms； TD-SCDMA的帧结构将10ms的无线帧分成2个5ms子帧，每个子帧中有7个常规时隙和3个特殊时隙。,现代移动通信网络技术,19,7.2.3 物理信道,1物理信道分层,现代移动通信网络技术,20,常规时隙普通时隙突发(Burst)结构,业务和信令数据由两块组成，每个数据块分别由352 Chips组成； 训练序列(Midamble)由144 Chips组成； 16 Chips为保护； 可以进行波束赋形；,每个常规时隙由864 Chips组成，时长675us；,帧结构训练

10、序列 (Midamble),128个基本训练序列分成32组，以对应32个SYNC-DL码； 每组为4个不同的基本训练序列，基本训练序列和扰码一一对应; 训练序列的作用： 上下行信道估计； 功率测量； 上行同步保持。,长144Chips：由长度为128的基本训练序列生成，基本训练序列共128个,7.2.3 物理信道,2帧结构,现代移动通信网络技术,23,TD-SCDMA帧结构 每帧有两个上/下行转换点 三个特殊时隙 DwPTS，GP，UpPTS 七个常规时隙 TS0永为下行时隙 TS1永为上行时隙 TS2-TS6可根据根据用户需要进行灵活UL/DL配置,System Frame Number,5

11、ms,TS5,TS4,TS0,TS2,TS1,GP,TS3,TS6,DwPTS,UpPTS,Data,Midamble,Data,675us,GP,L1,144chips,Sub-frame,Radio frame 10ms,Time slot,TD-SCDMA常规时隙配置,TS0永为下行时隙，用作公共控制信道传输； TS1永为上行时隙；第一个时隙转换点在TS0和TS1之间； TS1到TS6之间有5个点，均可以作为第二个时隙转换点； 实际应用中，由于下行数据量大于上行，因此采用3:3，2:4，1:5；,2 上 4 下 适合CS+PS 业务,1上5下 适合PS业务， 提供少量CS业务,D,D,特

12、殊时隙DwPTS下行导频时隙,用于下行同步和小区初搜； 32个不同的SYNC-DL码，小区搜索时用于区分不同的基站； 32个不同的SYNC-DL码，严格定义了不同的码组； 为全向或整个扇区发射，不进行波束赋形；,下行导频时隙由96 Chips组成: 32用于保护；64用于导频序列；时长75us,特殊时隙UpPTS上行导频时隙,用于建立上行初始同步和随机接入； 256种不同的SYNC-UL码，分为32个码组,每组8个； 32个码组对应32个SYNC-DL码,即每一基站对应8个确定的SYNC-UL码；,上行导频时隙由160 Chips: 其中128用于SYNC-UL，32用于保护；,特殊时隙 GP

13、保护时隙,GP时隙由96 Chips组成，时长75us，用于上下时隙转换点的隔离保护,GP (96chips),75 s,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： Dmax = tc（光速）= 96/2/(1.28106）c = 11.25km,7.2.4 传输信道到物理信道的映射,1传输信道 （1）专用传输信道（DCH） 专用传输信道仅有一种，可用于上/下行链路作为承载网络和特定UE之间的用户信息或控制信息。此类信道上的信息在某一时刻只发送给单一用户，因此UE是通过物理信道来识别的。,现代

14、移动通信网络技术,28,7.2.4 传输信道到物理信道的映射,1传输信道 （2）公共传输信道 通常此类信道上的信息是发送给所有用户或一组用户的，但是在某一时刻，该信道上的信息也可以针对单一用户，这时需要用UE ID进行识别。 BCH（广播信道）下行。 PCH（寻呼信道）下行。 FACH（前向接入信道）下行 RACH（随机接入信道）上行。 USCH（上行共享信道）几个UE共享上行。 DSCH（下行共享信道）几个UE共享的下行。,现代移动通信网络技术,29,7.2.4 传输信道到物理信道的映射,2物理信道 公共物理信道： 主公共控制物理信道（P-CCPCH） 辅助公共控制物理信道（S-CCPCH）

15、 物理随机接入信道（PRACH） 快速物理接入信道（FPACH） 物理上行共享信道（PUSCH） 物理下行共享信道（PDSCH） 寻呼指示信道（PICH）,现代移动通信网络技术,30,7.2.4 传输信道到物理信道的映射,3传输信道到物理信道的映射,现代移动通信网络技术,31,专用传输信道DCH,7.2.5 传输信道编码与复用,现代移动通信网络技术,32,7.2.5 传输信道编码与复用,（1）差错检测 通过传送块上的循环冗余校验（CRC，Cyclic Redundancy Check）来实现的。 CRC长度为24、16、12、8或0比特，每个传输信道使用的CRC长度由高层信令给出，每个传送块的CRC校验比特由整个传送块计算得到的。,现代移动通信网络技术,33,7.2.5 传输信道编码与复用,（2）传送块的级联和码块分段 在每一个传输块附加上CRC比特后，把一个传输时间间隔TTI内的传输块顺序级联起来，如果级联后的比特序列长度大于最大编码块长度Z，则需要进行码块分割，分割后的码块具有相同的大小。 码块的最大尺寸将取决于CCTrCH （编码复合传输信道）采用的编码方式，其具体尺寸为 卷积编码：Z = 504； Turbo 编码：Z = 5114； 无编码：Z = unlimited。,现代移动通信网络技术,34,7.2.5 传输信道