TD-SCDMATD-SCDMA 同步原理同步原理TD-SCDMA 的频谱利用率高的一个重要因素是它采用了低的码片速率UTRA-TDD (欧 洲提出的 TDD 标准) ,每个载波占有 5MHz 的带宽但这里有一个很大的问题,就是在 ITU 的频谱分配上,2010MHz-2025MHz 共有 15MHz 的带宽,只能有 3 个载波,而每个国家不可 能只有一个运营商,至少两个,那么每个运营商只能有一个载波,那就把他的定位定死了, 只能做成岛形,不能成蜂窝网而我们提出的 TD-SCDMA 每载波制占用 1.6MHz 带宽,3 个 载波就可以组成蜂窝网我们能够在 1.6MHz 的带宽内实现 2Mbps 的数据业务,同时,由于 使用低码片速率,还使得频率使用灵活,系统设备的成本低TD-SCDMA 的另一个关键技术就是同步 CDMA,即指上行链路各终端信号在基站解调器 完全同步这样,使用正交扩频码的各个码道在解扩时就可以完全正交,相互间不致产生 多址干扰,大大的解决了 CDMA 系统的容量为实现同步 CDMA,必须解决同步的检测、建 立和保持等主要问题,这也是本系统的关键技术之一但是,由于各个用户终端在小区覆盖 范围内的位置是可以变化的,即使在通信进行过程中,用户还可以以很高速度移动。
由于 电波在从基站到用户终端的传播时间的变化,将引起同步的变化如果再考虑多径传播的 影响,此同步将更为困难,这就是实现同步 CDMA 的难题所在在同步 CDMA 系统中, 同步 的检测是用软件,通过求相关的方式获得的在无线基站,我们对接收到的,来自用户终端 的信号进行 8 倍的过取样,即在解调出的基带信号中,对每个码片(Chip)等时间取 8 个样 值(见下图) ,然后和此取得的样值求相关当相关峰未达到所需值时,再向前或向后搜寻, 直至获得收到信号的同步起点为止这样获得此接收帧的同步起点以及它与期望的同步起 点之间的距离 SS(其单位为每次取样的间隔,即 l/8Chlp 的整数倍)因为在任何时刻,基站 在 SYNC1 时刻只能接收一个终端的接入请求;而在 SYNC2 时刻只有一个终端在发出此信号, 其余终端在此时隙均为空时隙(EMPTY),故不会有来自本小区内其他终端的干扰,保证了同 步的检测的准确性在下图中,表示出了求接入终端的同步偏差 SS 的情况,对求 SYNC2 的同步偏差及用 户终端求得同步的方法也是完全相同的用户终端从一开机,进入 poweron 状态,只能接收不能发射,并将用与上图类似的方法 获得初始同步,即找到接收来自基站的信号中 SYNC(训练系列)的起点,确定接收参考定时。
然后在下一帧, 根据此定时和接收到的 SYNC 的强度,预计出发射起点时间和功率电平并发 出接入请求基站就将使用上图所示的方法,获得其同步偏差 SS,并在下一个下行帧向此 终发出此 SS 之值在终端收到后就将自动调整发射时间,以建立同步此同步建立的过程在每个终端每次发起或响应呼叫时都要重复一次在通信过程中,同步的保持是依靠 SYNC2 时隙在同步 CDMA 系统中,通信中的所有终端中,每个终端都使用一个分配的 Walsh 码 (编号从 0 至 31) 来扩频,只有在帧(FN)与该终端所使用的 Walsh 码道号相同 的那一中帧,该终端才发射 SYNC2,而其他终端都处于空时隙 (EMPTY)即在系统中,此 时只有一个用户终端发射 SYNC2基站就可以在干扰很小的情况下来检查此信号,根据检 测 SYNC2 的同步偏差,并在下一帧发出此 SS 之值,使这终端纠正其同步偏差,使同步得到 保持此项技术的优点是能够降低码道间干扰,提高 CDMA 容量,简化硬件,降低成本接 力切换就是根据同步 CDMA 技术所具有的对终端精确定位的功能,在同步 CDMA 系统中就有 可能实现更有效的越区切换, 即所谓“接力切换“(Baton Handoff)。
众所周知,传统的无线 通信系统中,越区切换都是先中断与正在通信的小区的信道,再接入新小区中分配的信道, 这就是所谓硬切换其缺陷是要丢失信息(大约需要 300ms 的时间)在 IS-95 系统中,在 同频工作的小区之间,或扇区之间可以实现软切换或更软的切换其优点是不丢失信息, 并增加 CDMA 系统的容量但缺点是有大约 40%到 50%的终端都处于切换过程中,同时接 收来自两个甚至三个基站的信息为此,这些基站的前向信道要发出同样内容的信息,在 地面网中,也必须将此信息同时送至多个基站这样,将占用一定数量的地面设备,在系 统资源上是一种浪费另一方面,也使得用户终端变得更为复杂在同步 CDMA 的同频小区 之间,两个小区的基站都将接收到来自同一终端的信号,两个小区都将对此终端定位,并 在可能切换的区域时还将此定位结果向 BSC 报告切换将由 BSC 判定和发起通过一个信 令交换的过程,终端就由一个小区像交接力捧一样交给另外一个小区这个切换过程,具 有软切换不损伤信息的优点,又克服了信道资源浪费的缺点软件无线电就是在通用芯片上用软件实现专用芯片得功能,此技术可以克服微电子技术的 不足,加快技术与产品开发速度,大大节约硬件(特别是 ASIC)的制造周期和费用。
也加 强了系统的灵活性,可以仅仅通过升级软件来增加系统功能,便于技术进步和产品的升级 换代,减少用户设备费用支出,大大减少了系统设备成本。