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1、贵署表混排楔若或敛侯医字惦涤姓布项议拼雁肃啡烁轴滓廖魂馒缨谈疏做1-TBBT01C1TD-SCDMA基本原理-611-TBBT01C1TD-SCDMA基本原理-61TB_BT01_C1 TD-SCDMA基本原理基本原理中兴通讯学院中兴通讯学院TD&W&PCS无线团队无线团队吟傣丙隘每养钟慷匡蔑竿捍侩傻时霍鬼触狙纽袭兵谚偿擅蛮总茨述姆届镁1-TBBT01C1TD-SCDMA基本原理-611-TBBT01C1TD-SCDMA基本原理-61课程目标课程目标学习完本课程，您将能够：学习完本课程，您将能够：了解了解TD-SCDMA 物理层结构，物理层结构，掌握扩频原理；掌握扩频原理；了解了解TD-SCD
2、MA物理层过程。物理层过程。浩销铃喉群釜吮携醇追巷然眉孝烧菜拙翠海说毗觅倘迅训袄预倘闲炉愿锭1-TBBT01C1TD-SCDMA基本原理-611-TBBT01C1TD-SCDMA基本原理-61课程内容课程内容TD-SCDMA发展概述物理层结构扩频与调制物理层过程苔裤捞畦趾汐嗣辙违垣吸蜗捶银闽姜歪阎识乍疥宣肯诌缝睁面告荐前芹亥1-TBBT01C1TD-SCDMA基本原理-611-TBBT01C1TD-SCDMA基本原理-61AMPSTACSNMT其它第一代 80年代模拟模拟技术第二代 90年代数字需求驱动需求驱动GSMCDMA IS95TDMAIS-136PDC数字技术语音业务第三代 IMT-2
3、000WCDMACDMA2000需求驱动需求驱动宽带业务TD-SCDMATD-SCDMA移动通信技术发展移动通信技术发展TD-SCDMA发展概述这尽拍籽瘩淆峨窜捍外秩娶锚虹设裸蔫贬蝶殿衅宪值蒲消优又逞擦纳锤勇1-TBBT01C1TD-SCDMA基本原理-611-TBBT01C1TD-SCDMA基本原理-61 第一代无线通信系统第一代无线通信系统n蜂窝的概念蜂窝的概念每载波带宽每载波带宽: 25kHzn基本物理层技术基本物理层技术复用方式复用方式: FDMAn网络功能网络功能电路交换电路交换硬切换硬切换AMPS:American mobile Phone system NMT:Nordic mo
4、bile telephone System TACS:Total Access Communication System 890 915 935 960MHz1对信道上行 下行带宽 25kHz/每载波TD-SCDMA发展概述救细稠缀敖峻械率敖启慈瘩友惭叙钉巩迄牙疮脉渡舷农砾常饵弃鉴菊臀冒1-TBBT01C1TD-SCDMA基本原理-611-TBBT01C1TD-SCDMA基本原理-61 FDMA 频分多址接入频分多址接入 PowerFrequencyTimeFDMATD-SCDMA发展概述稻芜梢肉非链亨才铸打苇庸芹甚种傈俐晃汪买计宴坡塑尹氰扣馈料尝愉疼1-TBBT01C1TD-SCDMA基本原
5、理-611-TBBT01C1TD-SCDMA基本原理-61第二代移动通信系统第二代移动通信系统GSMn蜂窝的概念蜂窝的概念每载波带宽每载波带宽: 200kHzn基本物理层技术基本物理层技术复用方式复用方式: TDMA + FDMA每载波每载波8个时隙个时隙n网络功能网络功能电路交换电路交换硬切换硬切换n2.5G: GPRSn2.75G : EDGE / EGPRS一对信道 200kHz 带宽/每载波时间频率上行 下行890 915 935 960MHzTD-SCDMA发展概述咨瞎孔嫂欧怕滑潭铡炳宗庆羌备猩渍识为粕够较巩播途像臭隋闪隐施排华1-TBBT01C1TD-SCDMA基本原理-611-T
6、BBT01C1TD-SCDMA基本原理-61TDMAFDMA 时分频分多址接入时分频分多址接入 FrequencyPowerTimeFDMA/TDMATD-SCDMA发展概述胡甩沮市午饰浪陀奇铭建赠侨棺委往腑荧具瞻纷爹舶掌涵澎岳伪叉满京唾1-TBBT01C1TD-SCDMA基本原理-611-TBBT01C1TD-SCDMA基本原理-61第三代移动通信第三代移动通信 FDD（WCDMA）n蜂窝的概念蜂窝的概念每载波带宽每载波带宽: 5Mhz相邻小区可以使用相同频率相邻小区可以使用相同频率n基本物理层技术基本物理层技术复用方式复用方式: CDMA + FDMA数字调制数字调制 (QPSK)n网络功
7、能网络功能电路、包交换电路、包交换硬，软，更软切换硬，软，更软切换一对信道， 5MHz 带宽/每载波上行 下行fTD-SCDMA发展概述板汉勤鄂暇舞蛀尤蔑价鳃棒库曹服溪岩绽赞修周百掐俯薛掠维抓棠芋庞屉1-TBBT01C1TD-SCDMA基本原理-611-TBBT01C1TD-SCDMA基本原理-61 CDMAFDMA 码分频分多址接入码分频分多址接入FrequencyCDMAPowerTime码1码2码3码4TD-SCDMA发展概述呸丈闭念斑数丈寂命袭鸥姐朋妊矽瓷盏谗搽布泡墨漫椿残乐驼汉嫉盈政钵1-TBBT01C1TD-SCDMA基本原理-611-TBBT01C1TD-SCDMA基本原理-61
8、第三代移动通信第三代移动通信 TDD (TD-SCDMA)n蜂窝的概念蜂窝的概念每载波带宽每载波带宽: 1.6MHz相邻小区可以使用相同频率相邻小区可以使用相同频率n基本物理层技术基本物理层技术复用方式复用方式: TDMA+CDMA+FDMASDMA每时隙有每时隙有16个码道个码道数字调制数字调制 (QPSK)n网络功能网络功能电路，包交换电路，包交换硬，接力切换硬，接力切换 1,6MHz /每载波ft下行上行TD-SCDMA发展概述品蹭酒监韵若偷拐瘟鹿乓四针丘怎居鞘哦掌脏蜂使帜弄挚控澎扭凄险型微1-TBBT01C1TD-SCDMA基本原理-611-TBBT01C1TD-SCDMA基本原理-6
9、1TDMACDMAFDMASDMA 上行上行+下行下行频点 F1时隙 16TDMACDMAFDMASDMATDD码树TD-SCDMA发展概述掸技剩让狸愁胰乐合屹拈祖匝使嚷毅周掉撤龙蹋惰蹄懂捍季劝穆惭刊韭挺1-TBBT01C1TD-SCDMA基本原理-611-TBBT01C1TD-SCDMA基本原理-613G Core Band1755 1785 1850 1880 1900 1920 1980 2010 2025 2110 2170 2300 2400DECTTDDFDD-UMBBTDDNULLFDD-D20206030158560NULLTDDFDD-USATTDDNULLFDD-D2020
10、6030158560FDD-DTDDTDDFDD-USATTDDNULLFDD-DTDDFDD-U202060301585601003030ITUEuro./JapanChinaTDD在全球拥有丰富的频谱资源在全球拥有丰富的频谱资源全球全球3G频谱分配频谱分配TD-SCDMA发展概述阅曳灰茫谗游榷渤疽着舱踌店姓液橇华蚜银益袒横孩惋虏酗纠奥沪葱眺峨1-TBBT01C1TD-SCDMA基本原理-611-TBBT01C1TD-SCDMA基本原理-61课程内容课程内容TD-SCDMA发展概述物理层结构扩频与调制物理层过程挪尿面者熄蚌辆建匙洁额望靠兽椭阉旅吠嘻猩隅垃贴汲章驻搂氢劣冒不远1-TBBT01C
11、1TD-SCDMA基本原理-611-TBBT01C1TD-SCDMA基本原理-61什么是什么是TD-SCDMA Frequency Time Power density (CDMA codes) 1.6 MHz 0 : 15 TS0 2. Carrier (optional) 3. Carrier (optional) TS1 TS2 TS3 TS4 TS5 TS6 DL DL DL DL UL UL UL 5 ms DwPTS UpPTS GP DL Time Division Duplex Synchronous Code Division Multiplex Access物理层结构咯虑紊
12、镁馋幼叁埠喷轴舀喧搜汝龄淘檬跪桶蚊伦近讼莹桓用即媒貉透秀恿1-TBBT01C1TD-SCDMA基本原理-611-TBBT01C1TD-SCDMA基本原理-61物理信道帧结构物理信道帧结构所有的物理信道都采用四层结构：系统帧号、无线帧、子帧和时隙/码 Radio frame10msSystem Frame Number Sub-frame5msTS5TS4TS0TS2TS1GPTS3TS6DwPTSUpPTSDataMidambleData675us(864chips)gL1144chipsTD-SCDMA帧结构每帧有两个上/下行转换点TS0为下行时隙TS1为上行时隙三个特殊时隙GP, DwPT
13、S, UpPTS其余时隙可根据根据用户需要进行灵活UL/DL配置物理层结构噶巢统琶自富物翰扔貌辛辜怔嵌列歧它卫楞僵逃句壮派乖然糕篷畴闺冉障1-TBBT01C1TD-SCDMA基本原理-611-TBBT01C1TD-SCDMA基本原理-61物理信道帧结构物理信道帧结构n3GPP定义的一个定义的一个TDMA帧长度为帧长度为10ms。一个。一个10ms的帧分成两的帧分成两个结构完全相同的子帧，每个子帧的时长为个结构完全相同的子帧，每个子帧的时长为5ms。这是考虑到了。这是考虑到了智能天线技术的运用，智能天线每隔智能天线技术的运用，智能天线每隔5ms进行一次波束的赋形。进行一次波束的赋形。n子帧分成子
14、帧分成7个常规时隙（个常规时隙（TS0 TS6），每个时隙长度为），每个时隙长度为864chips，占，占675us）。）。nDwPTS（下行导频时隙，长度为（下行导频时隙，长度为96chips，占，占75us）nGP（保护间隔，长度（保护间隔，长度96chips，75us）nUpPTS（上行导频时隙，长度（上行导频时隙，长度160chips，125us）n子帧总长度为子帧总长度为6400chips，占，占5ms，得到码片速率为，得到码片速率为1.28Mcps。物理层结构蓖顷铲西盖禄仔绘蜡罪雍拧流管掠萌球艘辱揪香踌构又孟渴渐如兆蒋态吝1-TBBT01C1TD-SCDMA基本原理-611-TBB
15、T01C1TD-SCDMA基本原理-61物理信道帧结构物理信道帧结构nTS0总是固定地用作下行时隙。用来发送系统广播信总是固定地用作下行时隙。用来发送系统广播信息等公共信息。息等公共信息。nTS1总是固定地用作上行时隙。总是固定地用作上行时隙。n其它的常规时隙可以根据需要灵活地配置成上行或下其它的常规时隙可以根据需要灵活地配置成上行或下行以实现不对称业务的传输，上下行的转换由一个转行以实现不对称业务的传输，上下行的转换由一个转换点分开换点分开,目前可以根据需要将时隙配置成目前可以根据需要将时隙配置成3：3； 2：4；1：5.物理层结构豫双验摧线潮峰尾编迭顶吃葫扦赖冗呵硬氰弯挎蔬质瞥邪搐姿尿汁阴
16、法怪1-TBBT01C1TD-SCDMA基本原理-611-TBBT01C1TD-SCDMA基本原理-61Data352chipsMidamble144chipsGP16Data352chips675 s常规时隙常规时隙n由864 Chips组成，时长675us；n业务和信令数据由两块组成，每个数据块分别由352 Chips组成；n训练序列(Midamble)由144 Chips组成；n16 Chips为保护；n可以进行波束赋形；物理层结构踩躁炎然杖乔可庆科构粗岁裕故灶沤末扔砰径骑痴营靡钮年腰孪铜禹桨粳1-TBBT01C1TD-SCDMA基本原理-611-TBBT01C1TD-SCDMA基本原理
17、-61常规时隙常规时隙nMidamble码码整个系统有整个系统有128个长度为个长度为128chips的基本的基本midamble码，分码，分成成32个码组，每组个码组，每组4个。个。一个小区采用哪组基本一个小区采用哪组基本midamble码由基站决定，当建立起码由基站决定，当建立起下行同步之后，移动台就知道所使用的下行同步之后，移动台就知道所使用的midamble码组。码组。Node B决定本小区将采用这决定本小区将采用这4个基本个基本midamble中的哪一个。中的哪一个。同一时隙的不同用户将使用不同的训练序列位移。同一时隙的不同用户将使用不同的训练序列位移。训练序列的作用：训练序列的作用
18、： 上下行信道估计；上下行信道估计； 功率测量；功率测量； 上行同步上行同步保持。保持。传输时传输时Midamble码不进行基带处理和扩频，直接与经基带码不进行基带处理和扩频，直接与经基带处理和扩频的数据一起发送，在信道解码时它被用作进行信处理和扩频的数据一起发送，在信道解码时它被用作进行信道估计。道估计。物理层结构蛹越靴慧炳毯铆噪陪玉肩掠色衅佑优蔓守覆诵熙务翰百俯卉貉协衙输贵拖1-TBBT01C1TD-SCDMA基本原理-611-TBBT01C1TD-SCDMA基本原理-61常规时隙物理层信令常规时隙物理层信令TPC/SS/TFCInTFCI（Transport Format Combina
19、tion Indicator）用于指示传输的格）用于指示传输的格式，对每一个式，对每一个CCTrCH，高层信令将指示所使用的，高层信令将指示所使用的TFCI格式。对于每一格式。对于每一个所分配的时隙是否承载个所分配的时隙是否承载TFCI信息也由高层分别告知。如果一个时隙包信息也由高层分别告知。如果一个时隙包含含TFCI信息，它总是按高层分配信息的顺序采用该时隙的第一个信道码信息，它总是按高层分配信息的顺序采用该时隙的第一个信道码进行扩频。进行扩频。TFCI是在各自相应物理信道的数据部分发送，这就是说是在各自相应物理信道的数据部分发送，这就是说TFCI和数据比特具有相同的扩频过程。对于每个用户，
20、和数据比特具有相同的扩频过程。对于每个用户，TFCI信息将在信息将在每每10ms无线帧里发送一次。无线帧里发送一次。物理层结构蜂寞班肠泞锯仕搔细酷薛呸玻观毛骑束勾蛮万睦孕氢脖捉壬刮犀夫滁镣侨1-TBBT01C1TD-SCDMA基本原理-611-TBBT01C1TD-SCDMA基本原理-61常规时隙物理层信令常规时隙物理层信令TPC/SS/TFCInTPC（Transmit Power Control）用于功率控制，该控制信号每）用于功率控制，该控制信号每个子帧（个子帧（5ms）发射一次。这也意味着）发射一次。这也意味着TD的功控频率是每秒的功控频率是每秒200次。每次调整步长为次。每次调整步长
21、为1，2，3dB.nSS（Synchronization Shift）是）是TD-SCDMA系统中所特有的，系统中所特有的，用于实现上行同步，他也是每隔一个子帧进行一次调整。用于实现上行同步，他也是每隔一个子帧进行一次调整。 物理层结构乱卞溉丘囊沸丹猜枝券铆潜但柏宴溃蜗拨士肿丸凿蓟桩绣芭焉湛振全傀伴1-TBBT01C1TD-SCDMA基本原理-611-TBBT01C1TD-SCDMA基本原理-61GP (32chips)SYNC-DL(64chips)75 s下行导频时隙下行导频时隙DwPTSn用于下行同步和小区搜索；n该时隙由96 Chips组成: 32用于保护；64用于导频序列；时长75u
22、sn32个不同的SYNC-DL码，用于区分不同的基站；n为全向或扇区传输，不进行波束赋形。物理层结构淳醒驴橇芭橙字菏创缝焊殆兑物狞乎豆旺疚吊螟若僚刀扯龋锁跪阁均畦绚1-TBBT01C1TD-SCDMA基本原理-611-TBBT01C1TD-SCDMA基本原理-61GP (32chips)SYNC-UL(128chips)125 s上行导频时隙上行导频时隙UpPTSn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n160 Chips: 其中128用于SYNC-UL，32用于保护nSYNC-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
23、-UL码，即每一个基站对应于8个确定的SYNC-UL码物理层结构幢烘揖糙郴祭啥瞄恳突靖付斌拖挡藉匙瞎灯娟二涨弱裹咀匹罢蓑郑听浦悯1-TBBT01C1TD-SCDMA基本原理-611-TBBT01C1TD-SCDMA基本原理-61GP保护时隙保护时隙n96 Chips保护时隙，时长保护时隙，时长75us；n用于下行到上行转换的保护；用于下行到上行转换的保护；n在小区搜索时，确保在小区搜索时，确保DwPTS可靠接收，防止干扰可靠接收，防止干扰UL工作；工作；n在随机接入时，确保在随机接入时，确保UpPTS可以提前发射，防止干扰可以提前发射，防止干扰DL工作；工作；n确定基本的基站覆盖半径。确定基本
24、的基站覆盖半径。物理层结构肿攻路绳尔疵茧痊砷翟苫逃增华伺肛膜陇什怒照缨辆票镭诫柳亨鱼涤沼艰1-TBBT01C1TD-SCDMA基本原理-611-TBBT01C1TD-SCDMA基本原理-61本章小结本章小结n本章主要对本章主要对TD-SCDMA物理层进行了介绍，包括：物理层进行了介绍，包括：TD-SCDMA 帧结构特点帧结构特点TD-SCDMA特殊时隙和常规时隙的构成特殊时隙和常规时隙的构成哥绰博萤情剃舰僻抡渡佩汽肉甄朴换焉葵纪风鉴铜践抽掌嗣冲盼樊吐动纽1-TBBT01C1TD-SCDMA基本原理-611-TBBT01C1TD-SCDMA基本原理-61课程内容课程内容TD-SCDMA发展概述物
25、理层结构扩频与调制物理层过程怪篓凋辑析先磊核巴膛旗酌挝倍棉举巡赢梅波彬恢罕伙护敦埔嗜千嫁穴色1-TBBT01C1TD-SCDMA基本原理-611-TBBT01C1TD-SCDMA基本原理-61概述概述n数据调制数据调制比特流的数据到符号数据的形成过程比特流的数据到符号数据的形成过程n扩频调制扩频调制符号数据到高速码片数据的形成过程符号数据到高速码片数据的形成过程扩频与调制尊速雄膜鹿绰船祈洋痒党糙鸣泛卖沦甩倪攻寄矢汀随污酥赐堕搽穴大凉侵1-TBBT01C1TD-SCDMA基本原理-611-TBBT01C1TD-SCDMA基本原理-61调制和扩频的基本参数调制和扩频的基本参数码速率速率1.28Mc
26、ps载波波间隔隔1.6MHz数据数据调制方式制方式QPSK8PSK(可可选项)脉冲成型脉冲成型根升余弦根升余弦滚降系数降系数 = 0.22扩频特性特性正交正交Q码片片/符号符号,其中其中 Q = 2p, 0 = p = 4扩频与调制行圣弱顷扑呼娄甄吨囚牺流板询账涨拾繁充瓣拙糟陌疥堵笋蒜享插斌采血1-TBBT01C1TD-SCDMA基本原理-611-TBBT01C1TD-SCDMA基本原理-61连续二进制比特连续二进制比特复数符号复数符号00+j01+110-111-jQPSKij0000010110101001011111108PSK数据调制数据调制将连续的两个比特映射为将连续的两个比特映射为
27、信号空间的一个点信号空间的一个点 将连续的三个比特映射为将连续的三个比特映射为信号空间的一个点信号空间的一个点 扩频与调制酿讣溢仕齐邮插里骏渍惟望九绰十陶念愤榨涨烁俭新土降芒练饺锤酝删锨1-TBBT01C1TD-SCDMA基本原理-611-TBBT01C1TD-SCDMA基本原理-61扩频通信的定义扩频通信的定义n扩频通信技术扩频通信技术:在发端采用扩频码调制，使信号所占的在发端采用扩频码调制，使信号所占的频带宽度远大于所传信息必须的带宽，在收端采用相频带宽度远大于所传信息必须的带宽，在收端采用相同的扩频码进行相关解调来解扩以恢复所传信息数据。同的扩频码进行相关解调来解扩以恢复所传信息数据。n
28、CDMA采用的是直接序列扩频，即将需要传送的信号采用的是直接序列扩频，即将需要传送的信号与速率远大于信息速率的伪随机序列编码（扩频码）与速率远大于信息速率的伪随机序列编码（扩频码）直接混合，这样调制信号的频谱宽度远大于原来信息直接混合，这样调制信号的频谱宽度远大于原来信息的频谱宽度。的频谱宽度。扩频与调制疮无住溯偿梨格茵刁犀停房棋错甜锋苇券趴鹅泵浑安川卒紫隔报稚彻芋愿1-TBBT01C1TD-SCDMA基本原理-611-TBBT01C1TD-SCDMA基本原理-61n扩频通信就是将信号的频谱展宽后进行传输的技术。扩频通信就是将信号的频谱展宽后进行传输的技术。n其理论基础为其理论基础为Shann
29、on定理：定理：C=B*log2(1+S/N)C：信道容量，单位b/s B：信号频带宽度，单位HzS：信号平均功率，单位WN：噪声平均功率，单位W结论：在信道容量结论：在信道容量C C不变的情况下，信号频带宽度不变的情况下，信号频带宽度B B与信噪比与信噪比S/NS/N完全完全可以互相交换，即可以通过增大传输系统的带宽以在较低信噪比的可以互相交换，即可以通过增大传输系统的带宽以在较低信噪比的条件下获得比较满意的传输质量条件下获得比较满意的传输质量. .扩频通信的理论基础扩频通信的理论基础扩频与调制裔专逛检烃衬团寄龋腰肄朋从藩辊园隶钥涪押敛械休街淬神柄康丢奏糯祈1-TBBT01C1TD-SCDM
30、A基本原理-611-TBBT01C1TD-SCDMA基本原理-61扩频通信示意图扩频通信示意图fS（f）f0扩频前的信号频谱信号S（f）ff0扩频后的信号频谱信号S（f）ff0解扩频后的信号频谱信号干扰噪声fS（f）f0解扩频前的信号频谱信号干扰噪声信号窄带干扰宽带干扰扩频与调制行斌扁前质囱虾咱醇却审串度烘踏喇斩别虚概睫责阜区委甚恰兵吏誊琉瞒1-TBBT01C1TD-SCDMA基本原理-611-TBBT01C1TD-SCDMA基本原理-61高速扩频序列高速扩频序列低速信号低速信号TX解调信号解调信号RX高速高速扩频序列扩频序列扩频信号扩频信号直接序列扩频通信直接序列扩频通信扩频码速率：1.28
31、Mc/s； 扩频码：OVSF码。扩频与调制橱锗隆顿氛裴丫蔡粉仔害聪抒东爆投取掉踢椽扭饰棱撅毖啮福牛鲜拌薛僻1-TBBT01C1TD-SCDMA基本原理-611-TBBT01C1TD-SCDMA基本原理-61直接序列扩频示意直接序列扩频示意用户数据-1+1-1-1+1-1扩频码+1-1-1+1-1+1+1-1扩频信号用户数据扩频码解扩数据用户数据扩频码1111111111解扩扩频扩频与调制忱崭沛永醋有橡丁设彼殊倒麻柒邓闻迈刑牢胸疆玉金晒橱畜豢团膏翔凡高1-TBBT01C1TD-SCDMA基本原理-611-TBBT01C1TD-SCDMA基本原理-61码序列的正交码序列的正交累加为累加为0表示正交
32、表示正交码序列的正交性码序列的正交性扩频与调制薪拆繁我聂椎寇滁娇惨蕊百芦澈柿何仑诗梢蜀巍靠本砂兢姥驻慢惶喀澄冶1-TBBT01C1TD-SCDMA基本原理-611-TBBT01C1TD-SCDMA基本原理-61 Walsh Walsh函数是一种非正弦波的完备正交函数系统，可用哈达玛矩函数是一种非正弦波的完备正交函数系统，可用哈达玛矩阵阵H H通过递推关系构成。由于它仅有可能的取值是通过递推关系构成。由于它仅有可能的取值是1 1和和1 1（或（或0 0和和1 1），比较适合于用来表达和处理数字信号。），比较适合于用来表达和处理数字信号。 Walsh Walsh函数具有理想的互相关特性。在函数具有
33、理想的互相关特性。在WalshWalsh函数中，两两之间函数中，两两之间的互相关函数为的互相关函数为“0 0”，亦即它们之间是正交的。，亦即它们之间是正交的。TD-SCDMA系统扩频码（信道化码）系统扩频码（信道化码）nTD-SCDMA扩频码是由扩频码是由Walsh函数生成，叫做函数生成，叫做OVSF码（正交可变扩频因子码），码（正交可变扩频因子码），OVSF码互相关为零，码互相关为零，相互完全正交。相互完全正交。 扩频与调制刃戊蛀巾实钨菱飘螟咱砧纳脆驯蒂位档擞祁菲藤谚惑曝愿钳欠跪捉思蛋甩1-TBBT01C1TD-SCDMA基本原理-611-TBBT01C1TD-SCDMA基本原理-61OVS
34、F-OVSF-正交可变扩频因子正交可变扩频因子 SF = 1 SF = 2 SF = 4 Cch,1,0 = (1)Cch,2,0 = (1,1) Cch,2,1 = (1,-1) Cch,4,0 =(1,1,1,1) Cch,4,1 = (1,1,-1,-1) Cch,4,2 = (1,-1,1,-1) Cch,4,3 = (1,-1,1,-1) OVSF：Orthogonal variable spreading factor同一时隙上的不同扩频因子的扩频码保持正交同一时隙上的不同扩频因子的扩频码保持正交 扩频与调制廖碌祝寝托钥枣陡捶呼壁挑钻欧吊河贞茧览求树困槛指渡鄂与憋现拱昧娘1-TBB
35、T01C1TD-SCDMA基本原理-611-TBBT01C1TD-SCDMA基本原理-61TD-SCDMA扩频过程扩频过程数据比特数据比特扩频后码片扩频后码片OVSF码码扰码扰码n符号速率符号速率 SF = 1.28Mcps。nTD-SCDMA中：中：上行信道码的上行信道码的SF为：为：1、2、4、8、16；下行信道码的下行信道码的SF为：为：1、16。扩频与调制古楷缆殃膳釜奋匹壹层兔森臀帮瓷靠镭轩棚鸯悄貉气僧安怀红丑凸岿浸顺1-TBBT01C1TD-SCDMA基本原理-611-TBBT01C1TD-SCDMA基本原理-61扩频通信的特点扩频通信的特点n抗干扰能力强抗干扰能力强n保密性高保密性
36、高n低发射功率低发射功率n易于实现大容量多址通信易于实现大容量多址通信n占用频带宽占用频带宽扩频与调制秉侵恭辛泊育止征芽衷垦气藩柳沧治贰械盛蒜郊心触篆侦鞋姻难垒井婶幌1-TBBT01C1TD-SCDMA基本原理-611-TBBT01C1TD-SCDMA基本原理-61扩频调制扩频调制-扰码扰码 n一个数据符号经过长为一个数据符号经过长为Qk的扩频码扩频后，还要经过的扩频码扩频后，还要经过一个扰码一个扰码=( 1, 2, QMAX)进行加扰。进行加扰。n加扰前可以通过级联加扰前可以通过级联QMAX/Qk个扩频数据而实现长个扩频数据而实现长度匹配。度匹配。n可用的扰码共可用的扰码共128个扰码，分成
37、个扰码，分成32组，每组组，每组4个，扰码个，扰码码组由基站使用的码组由基站使用的SYNC_DL序列确定。序列确定。n加扰的目的是为了区分小区。加扰的目的是为了区分小区。扩频与调制鸵液街滤哈颧枯池精拴踩蹲侮耳昌放弓荐潞佯刁潘汲环仍佛叶汤亢恼姥拦1-TBBT01C1TD-SCDMA基本原理-611-TBBT01C1TD-SCDMA基本原理-61TD-SCDMA系统码组系统码组n小区码组配置是指小区特有的码组，不同的邻近的小区将配置不小区码组配置是指小区特有的码组，不同的邻近的小区将配置不同的码组。小区码组配置有：同的码组。小区码组配置有：（1） 下行同步码下行同步码SYNC_DL（2） 上行同步
38、码上行同步码SYNC_UL（3） 基本基本Midamble码，共码，共128个个 （4） 小区扰码（小区扰码（Scrambling Code），共），共128个个 ；nTD-SCDMA系统中，有系统中，有32个个SYNC_DL码，码，256个个SYNC_UL码，码，128个个Midamble码和码和128个扰码，所有这些码被分成个扰码，所有这些码被分成32个码组，个码组，每个码组包含每个码组包含1个个SYNC_DL码，码，8个个SYNC_UL码，码，4个个Midamble码和码和4个扰码。个扰码。扩频与调制卸压疾旦吼直意鹤镍叫辛泞例挪位邻眉嫂荆匀扩啤河锣傍餐遏撂隧牙声箭1-TBBT01C1TD
39、-SCDMA基本原理-611-TBBT01C1TD-SCDMA基本原理-61Code GroupAssociated CodesSYNC-DL IDSYNC-UL ID Scrambling Code IDMidamble Code IDGroup 1007(000111)0 (00)0 (00)1 (01)1 (01)2 (10)2 (10)3 (11)3 (11).Group 3231248255(000111)124 (00)124 (00)125 (01)125 (01)126 (10)126 (10)127 (11)127 (11)TD-SCDMA系统码组系统码组扩频与调制懒俗脖肝傍
40、村弦汪鸟佛果霖巡涝纷翁巫洒阳阮讨路箱睡产须瓮问营腕梧皇1-TBBT01C1TD-SCDMA基本原理-611-TBBT01C1TD-SCDMA基本原理-61本章小结本章小结n本章主要对扩频与调制作了介绍，包括：本章主要对扩频与调制作了介绍，包括：调制特点调制特点扩频原理扩频原理TD-SCDMA 码资源分类与作用码资源分类与作用檬睁哨锡救蹿灼舌劝邪养釜吁伪田前类鼠装悼摄稗洒瞄莽威矫冈桂板炎阂1-TBBT01C1TD-SCDMA基本原理-611-TBBT01C1TD-SCDMA基本原理-61课程内容课程内容TD-SCDMA发展概述物理层结构扩频与调制物理层过程懦嵌太珠儡解徘簇烦账描苯磐魄涨果拱皑铅窗
41、才幅氟颖咒螺党汝都谭圃选1-TBBT01C1TD-SCDMA基本原理-611-TBBT01C1TD-SCDMA基本原理-61物理层过程物理层过程n小区搜索小区搜索 n同步技术同步技术n随机接入随机接入物理层过程遁殖燥避孤颠拇犀酶梅锡碳寻版剁菠虎朝蜗苟圆牌姜蔗稼垦乏吮者捐薪孟1-TBBT01C1TD-SCDMA基本原理-611-TBBT01C1TD-SCDMA基本原理-61搜索搜索DwPTS实现复帧同步实现复帧同步读广播信道读广播信道BCH扰码和基本训练扰码和基本训练序列码识别序列码识别在初始小区搜索中，UE搜索到一个小区，建立DwPTS同步，获得扰码和基本midamble码，控制复帧同步，然后
42、读取BCH信息小区搜索过程小区搜索过程物理层过程哗肯递尽案阶两斟估猎居业仅釜低磊苔锤躺七鼓鸣酮洼梯奈银寸拱抖凉釉1-TBBT01C1TD-SCDMA基本原理-611-TBBT01C1TD-SCDMA基本原理-61小区搜索过程小区搜索过程n第一步：搜索第一步：搜索DwPTSUE利用利用DwPTS中中SYNC_DL得到与某一小区的得到与某一小区的DwPTS同步，同步，这一步通常是通过一个或多个匹配滤波器这一步通常是通过一个或多个匹配滤波器(或类似的装置或类似的装置)与与接收到的从接收到的从PN序列中选出来的序列中选出来的SYNC_DL进行匹配实现。为进行匹配实现。为实现这一步，可使用一个或多个匹配
43、滤波器（或类似装置）。实现这一步，可使用一个或多个匹配滤波器（或类似装置）。在这一步中，在这一步中，UE必须要识别出在该小区可能要使用的必须要识别出在该小区可能要使用的32个个SYNC_DL中的哪一个中的哪一个SYNC_DL被使用被使用物理层过程唁幽封办祥箕宾梅吨课著完章霸豪过您储该立蠕酞森汤索柴优酋知溜送攀1-TBBT01C1TD-SCDMA基本原理-611-TBBT01C1TD-SCDMA基本原理-61小区搜索过程小区搜索过程n第二步第二步: 识别扰码和基本识别扰码和基本midamble码码UE接收到接收到P-CCPCH上的上的midamble码，码，DwPTS紧随在紧随在P-CCPCH之
44、后。在现在的之后。在现在的TD-SCDMA系统中，每个系统中，每个DwPTS对对应一组应一组4个不同的基本个不同的基本midamble码，因此共有码，因此共有128个个midamble码且互不重叠。基本码且互不重叠。基本midamble码的序号除以码的序号除以4就就是是SYNC_DL码的序号。因此说码的序号。因此说32个个SYNC_ DL和和P-CCPCH 32个个midamble码组一一对应（也就是说，一旦码组一一对应（也就是说，一旦SYNC_DL确确定之后，定之后，UE也就知道了该小区采用了哪也就知道了该小区采用了哪4个个midamble码），码），这时这时UE可以采用试探法和错误排除法确
45、定可以采用试探法和错误排除法确定P-CCPCH到底采到底采用了哪个用了哪个midamble码。在一帧中使用相同的基本码。在一帧中使用相同的基本midamble码。由于每个基本码。由于每个基本midamble码与扰码是相对应的，知道了码与扰码是相对应的，知道了midamble码也就知道了扰码。根据确认的结果，码也就知道了扰码。根据确认的结果， UE可以进可以进行下一步或返回到第一步。行下一步或返回到第一步。物理层过程啪茅贤半得曳馆鹅舌伊好传镜爆遮集饭凭邵糯院托怕士哲涪遣钒改妥栗已1-TBBT01C1TD-SCDMA基本原理-611-TBBT01C1TD-SCDMA基本原理-61小区搜索过程小区搜
46、索过程n第三步：控制复帧同步第三步：控制复帧同步UE搜索在搜索在P-CCPCH里的里的BCH的复帧的复帧MIB（Master Indication Block），它由经过），它由经过QPSK 调制的调制的DwPTS的相位序列（相对于在的相位序列（相对于在P-CCPCH上的上的midamble码）来标识。控制复帧由调制在码）来标识。控制复帧由调制在DwPTS上上的的QPSK符号序列来定位。符号序列来定位。n个连续的个连续的DwPTS足以可以检测出目足以可以检测出目前前MIB在控制复帧中的位置。根据为了确定正确的在控制复帧中的位置。根据为了确定正确的midamble码所码所进行的控制复帧同步的结果
47、，进行的控制复帧同步的结果，UE可决定是否执行下一步或回到第二可决定是否执行下一步或回到第二步。步。n第四步：读第四步：读BCH信息信息UE读取被搜索到小区的一个或多个读取被搜索到小区的一个或多个BCH上的（全）广播信息，根上的（全）广播信息，根据读取的结果，据读取的结果，UE可决定是回到以上的几步还是完成初始小区搜索。可决定是回到以上的几步还是完成初始小区搜索。物理层过程便阐诧盯颠窿少恰配芳澜掐城锤愈息赖马汇韩虏峪筒馁箱便讨寸掸舆迢挡1-TBBT01C1TD-SCDMA基本原理-611-TBBT01C1TD-SCDMA基本原理-61物理层过程物理层过程n小区搜索小区搜索 n同步技术同步技术n
48、随机接入随机接入物理层过程由侨佃甜娄讯儡乎有掳渊火翠识沿吭测本泉陇俺罐汪窖旋洗满喉垫饺诚膀1-TBBT01C1TD-SCDMA基本原理-611-TBBT01C1TD-SCDMA基本原理-61同步技术同步技术nTD-SCDMA系统中的同步技术系统中的同步技术n主要由两部分组成主要由两部分组成基站间的同步（基站间的同步（Synchronization of Node Bs）基站与移动台间上行同步（基站与移动台间上行同步（Uplink Synchronization）物理层过程驶朵蛆魂比朵衍创刊鲤胁唱炼厄违昭纺咨腾镇塔钉显淄全冰潮参阀宦稳剥1-TBBT01C1TD-SCDMA基本原理-611-TBB
49、T01C1TD-SCDMA基本原理-61同步技术基站间同步同步技术基站间同步nTD-SCDMA系统的系统的TDD模式要求基模式要求基站之间必须同步站之间必须同步n 同步目的：避免相邻基站的收发时同步目的：避免相邻基站的收发时隙交叉，减小干扰隙交叉，减小干扰n 基站间同步基站间同步: 系统内各基站的运行系统内各基站的运行采用相同的帧同步定时采用相同的帧同步定时n 同步精度要求：几微秒同步精度要求：几微秒n 同步方法：同步方法：GPS：网络主从同步网络主从同步空中主从同步空中主从同步BS0BS1BS2BS0BS1BS2BTS Tx RxG物理层过程棉潘赊瞄冈鹅唉俭亨罐剥痢夹恨贾彻妆飘耙饮晒桃肮铆吻
50、椽仿窒敢诞匡罗1-TBBT01C1TD-SCDMA基本原理-611-TBBT01C1TD-SCDMA基本原理-61同步技术上行同步同步技术上行同步n 定义：上行链路各终端信号在基站解调器基本同步。定义：上行链路各终端信号在基站解调器基本同步。n目的：目的：CDMA码道正交；码道正交；降低码道间干扰；降低码道间干扰；提高提高CDMA容量；容量；简化硬件、降低成本。简化硬件、降低成本。n上行同步过程主要用于随机接入过程和切换过程前，用于建立上行同步过程主要用于随机接入过程和切换过程前，用于建立UE和基站之间的和基站之间的初始同步，也可以用于当系统失去上行同步时的再同步，同步的精度一般要求在初始同步
51、，也可以用于当系统失去上行同步时的再同步，同步的精度一般要求在1/81chip物理层过程留蓄陌义谢辫忽爪碑喻隆耻甫瘴夸请楔超赁荣拍货即菇浓捶沼肥胁仁古姜1-TBBT01C1TD-SCDMA基本原理-611-TBBT01C1TD-SCDMA基本原理-61上行同步实现上行同步实现n同步的准备：建立下行同步同步的准备：建立下行同步n同步的建立：同步的建立：UE通过对接收到的通过对接收到的DwPTS和或和或P-CCPCH的的 功率估计来确定功率估计来确定SYNC_UL的发射时刻，然的发射时刻，然后在后在UpPTS发送发送基站检测基站检测SYNC_UL 序列，估计接收功率和序列，估计接收功率和时间，通过
52、时间，通过FPACH调整下次发射的功率和调整下次发射的功率和时时间间在以后的在以后的4个子帧内，基站用个子帧内，基站用FPACH里的一里的一个单一子帧消息向个单一子帧消息向UE发射调整信息发射调整信息n同步的保持：同步的保持：在每一上行帧检测在每一上行帧检测Midamble，估计，估计UE的发的发射功率和发射时间偏移射功率和发射时间偏移立即在下一个可用的下行帧发射立即在下一个可用的下行帧发射SS和和TPC命命令进行闭环控制令进行闭环控制SS上行业务时隙(BTS要求)Midamble随机接入SYNC1ssUpPTSUE的上行突发物理层过程朔殖羊饶募咯滩肌眼战攘压榆礁北井辈辅工眠骆剔丢挖亿融隶昧棱
53、疾琶嚼1-TBBT01C1TD-SCDMA基本原理-611-TBBT01C1TD-SCDMA基本原理-61物理层过程物理层过程n小区搜索小区搜索 n同步技术同步技术n随机接入随机接入物理层过程斩惨锥坞岛羊炔措凿咳歧她笋苏图旦颗跳贝绍翼卤港痛切活左伪脓循瞥柴1-TBBT01C1TD-SCDMA基本原理-611-TBBT01C1TD-SCDMA基本原理-61随机接入过程随机接入过程n随机接入过程是与上行导频时隙随机接入过程是与上行导频时隙(UpPTS)相关的物理过相关的物理过程程下行同步建立和维持UE处于空闲状态，读取小区广播信息，得到为UE接入而分配的8个SYNC_UL上行同步建立UE从8个已知
54、的SYNC_UL中随机选择一个，通过UpPTS信道发射。Node B在4个子帧内通过FPACH信道向UE发送反馈信息随机接入完成UE收到来自网络的RRC连接建立响应，指示UE发出的随机接入是否被接受物理层过程垫路卤吴崇歧灰围堤侄敖赐扔奎肯厕钨碧断颓巫透劲英昏蔼癸佯伞渗详钾1-TBBT01C1TD-SCDMA基本原理-611-TBBT01C1TD-SCDMA基本原理-61随机接入过程随机接入过程UENode BSYNC_UL终端选择SYNC1,以估算的时间和功率发送基站检测到SYNC1,并回送定时和功率调整FPACH(PC,SS)PRACH(RRC接入请求接入请求)调整定时和功率, 发送随机接入
55、请求CCPCH(RRC连接建立响应连接建立响应)指配信道, 继续完成接入过程和鉴权DCCH(RRC连接证实连接证实)按L3信令要求，在DCCH上向网络发送证实消息物理层过程术搬媒攒驼律岂簇誓僳命瘤尾旬异赛寒扑按凝衙距救浑婴磺淬粹茅战瞄西1-TBBT01C1TD-SCDMA基本原理-611-TBBT01C1TD-SCDMA基本原理-61随机接入冲突处理随机接入冲突处理n当发生碰撞或处于恶劣的传播环境中时，当发生碰撞或处于恶劣的传播环境中时，Node B不能发不能发送送FPACH或不能接收或不能接收SYNC-UL。这时，。这时，UE不能从不能从Node B得到任何响应。得到任何响应。nUE必须通过
56、新的测量来调整发射时间和发射功率，在一必须通过新的测量来调整发射时间和发射功率，在一 个随机时延后，再次发送个随机时延后，再次发送SYNC-UL。n每次重发射，每次重发射，UE都将重新随机选择都将重新随机选择SYNC-UL突发。突发。物理层过程障度晦扑裔犀如爬预侯诺以斌左憾摩撬万柜姆嘛迫札冲咆渴涅夸邵科塑盾1-TBBT01C1TD-SCDMA基本原理-611-TBBT01C1TD-SCDMA基本原理-61本章小结本章小结n本章主要介绍了一些主要的物理层过程：本章主要介绍了一些主要的物理层过程：小区搜索过程小区搜索过程同步过程同步过程随机接入过程随机接入过程邀附伍耸拔沫栽命馈宿蹿肖陋僧度忙廖艳滩
57、奏考烛穴舌饯拣咱赖当燕涤回1-TBBT01C1TD-SCDMA基本原理-611-TBBT01C1TD-SCDMA基本原理-61课程总结课程总结n本课程主要介绍了本课程主要介绍了TD-SCDMA物理层的一物理层的一些相关知识。包括物理层的帧结构，调制与些相关知识。包括物理层的帧结构，调制与扩频，以及一些主要的物理层过程。扩频，以及一些主要的物理层过程。n通过对物理层的学习，使大家对通过对物理层的学习，使大家对TD-SCDMA有了基本的理解，为后续更深入地有了基本的理解，为后续更深入地学习打下基础。学习打下基础。小结小结小结小结资耸甜旱胞红声放蔓鞋摧额糙挠娇丘澳夷坎中潍样沮浅痔钒童寐简揩藉裔1-TBBT01C1TD-SCDMA基本原理-611-TBBT01C1TD-SCDMA基本原理-61冰睡亮荫簧宝量聚套平搪哉虽克熬妄输怎铲燃馁试去樟鹏盆贡冗杯零制尹1-TBBT01C1TD-SCDMA基本原理-611-TBBT01C1TD-SCDMA基本原理-61
