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1、仅供培训仅供培训1仅供培训仅供培训第一部分：CDMA TDD概述n CDMA TDD 标准概况n 两种TDD技术简单比较n TD-SCDMA主要技术优势2仅供培训仅供培训TDD双工方式的优点n频谱灵活性：不需要成对的频谱。n在2GHz以下已很难找到成对的频谱n上下行使用相同频率，上下行链路的传播特性相同，利于使用智能天线等新技术n支持不对称数据业务：根据上下行业务量来自适应调整上下行时隙个数nFDD系统一建立通信就将分配到一对频率以分别支持上下行业务。在不对称业务中，频率利用率显著降低nFDD系统也可以用不同宽度的频段来支持不对称业务，但：n频段相对固定，不可能灵活使用(例如下行频段比上行频段
2、宽一倍)n成本低：无收发隔离的要求，可以使用单片IC来实现RF收发信机3仅供培训仅供培训TDD双工方式问题及解决方法n峰值/平均发射功率之比随时隙数增加而增加(低速/话音业务)nTDD系统对峰值/平均发射功率比有要求,此比值随时隙数增加而增加，例如TD-SCDMA可能再增加7dB；而UTRA-TDD则可能增加12dB(单时隙业务)n因CDMA要求线性工作，对发射功率和功率放大器要求较高nTD-SCDMA使用智能天线，基站接受灵敏度增加9dB，故仍然可能使用低发射功率达到较远通信距离n总的说来，在使用相同发射功率级别的手持机条件下，TD-SCDMA的通信距离比WCDMA要大n通信距离(小区半径)
3、主要受电波传播的时延所限制。对于TD-SCDMA系统，典型小区半径设置在11公里，这主要出于人口密集地区设置考虑。如果允许牺牲15%的容量，小区半径可达到40-50公里。nITU要求TDD系统支持终端移动速度为120km/h。但仿真试验结果表明在目前的芯片及算法条件下，可高于该值。4仅供培训仅供培训TDD和FDDn在第三代移动通信中必要的两种双工方式nFDDn适合于大区制的全国系统n适合于对称业务，如话音、交互式实时数据业务等nTD-SCDMAn尤其适合于高密度用户地区：城市及近郊区的局部覆盖n适合于对称及不对称的数据业务，如话音、实时数据业务、特别是互联网方式的业务n能提供成本低廉的设备n预
4、计在预计在3G3G中，使用移动卫星实现全球覆盖，使用中，使用移动卫星实现全球覆盖，使用FDDFDD提供大区制对称提供大区制对称业务，全国网，特别在城市及近郊区使用业务，全国网，特别在城市及近郊区使用TD-SCDMATD-SCDMA系统，用多模终端系统，用多模终端实现漫游实现漫游5仅供培训仅供培训IMT2000的CDMA TDD标准概况n两种CDMA TDD：TD-SCDMA和UTRA TDDn两种TDD方案的异同：n项目TD-SCDMAUTRA TDDn带宽和码片速率1.6MHz/1.28Mcps 5MHz/3.84Mcpsn帧结构7时隙/5ms15时隙/10msn智能天线使用选项n同步CDM
5、A1/8chip1/4chipsn多用户检测使用使用n切换接力切换硬切换n设计思想全面满足IMT2000要求与WCDMA配合使用n相同技术：信道编码和交织、调制(QPSK)、DCA、DTX、ODMA等等6仅供培训仅供培训TD-SCDMA网络同步n网络同步: 系统内各基站的运行采用相同的帧同步定时n同步的目的：避免相邻基站的收发时隙交叉，减小干扰n同步精度要求：几微秒n同步方法：nGPS：n网络主从同步n空中主从同步BS0BS1BS2BS0BS1BS2BTS Tx RxG7仅供培训仅供培训3G 业务与功能n未来的未来的“承载业务承载业务”z电路交换（对称）用于诸如语音、视频会议、. 等实时 业务
6、z包交换（非对称）用于诸如电子邮件、因特网及内部网 访问、 视频点播、 . 等非实时业务 z实时业务与非实时业务的混和n无线多媒体的数据业务无线多媒体的数据业务z移动速度为最高240km/h时，数据速率为 8 . 64/144 kbit/sz手持机环境(速度30km/h),数据速率为 8 . 384 kbit/s z室内环境(速度3 km/h)，数据速率可达2Mbit/s 8仅供培训仅供培训TDD小区搜索和接入问题n小区搜索基本要求n以每200KHz步长在全部带宽内搜索基站n在短时间内完成母网搜索nTDD系统小区搜索的困难n上下行链路使用相同载波频率，用户离基站的距离可能远远大于离一个终端的距
7、离n用户不可能预先知道那一部分信号是来自基站n随机接入的问题n防止碰撞n建立上行同步9仅供培训仅供培训 动态信道分配 (DCA)z频域频域 DCAz频域DCA中每一小区使用多个无线信道(频道)z在给定频谱范围内，与 5 MHz 的带宽相比， TD-SCDMA 的1.6 MHz 带宽使其具有3倍以上的无线信道数(频道数)z时域时域 DCAz在一个TD-SCDMA 载频上，使用7个时隙减少了每个时隙中同时处于激活状态的用户数量z每载频多时隙，可以将受干扰最小的时隙动态分配给处于激活状态的用户z码域码域 DCAz在同一个时隙中，通过改变分配的码道来避免偶然出现的码道质量恶化z空域空域 DCAz通过智
8、能天线，可基于每一用户进行定向空间去耦 (降低多址干扰)下述几种动态信道分配方法全面降低了相应的小区间干扰，从而使频谱利用率得以优化下述几种动态信道分配方法全面降低了相应的小区间干扰，从而使频谱利用率得以优化10仅供培训仅供培训第二部分： TD-SCDMA技术n TD-SCDMA关键技术n TD-SCDMA物理层简介11仅供培训仅供培训TD-SCDMA的关键技术n智能天线+多用户检测n多时隙的TDMA多码道DS_CDMAn同步CDMAn信道编码和交织(和3GPP相同)n接力切换预期达到的目标预期达到的目标n高频谱利用率n低设备成本n满足IMT2000基本要求12仅供培训仅供培训TD-SCDMA
9、简介 帧结构Radio frame10msMulti frame Sub-frame5msTS5TS4TS0TS2TS1GTS3TS6DwPTSUpPTSDataMidambleData675usgL1144chips13仅供培训仅供培训 n TD-SCDMA技术基础：智能天线智能天线z使用智能天线使用智能天线 .z能量仅指向小区内处于激活状态的移动终端z正在通信的移动终端在整个小区内处于受跟踪状态z不使用智能天线不使用智能天线 .z能量分布于整个小区内z所有小区内的移动终端均相互干扰，此干扰是CDMA容量限制的主要原因智能天线的优势智能天线的优势减少小区间干扰降低多径干扰基于每一用户的信噪比
10、得以增加降低发射功率提高接收灵敏度增加了容量及小区覆盖半径14仅供培训仅供培训 联合检测 (JD)z联合检测作用z避免多址干扰z检测动态范围急剧增大，无需软切换z小区内干扰最小化z联合检测原理z特定的空中接口“突发”结构允许收信机对无线信道进行信道估计 z根据估计的无线信道，对所有信号同时进行检测15仅供培训仅供培训TD-SCDMA全向码道和赋形码道GDwPTSUpPTSn两种赋形波束n得到小区覆盖的全向波束n针对用户终端的赋形波束nBCH/DwPTS必须使用全向波束，覆盖整个小区，在帧结构中使用专门时隙n业务码道通常使用赋形波束，只覆盖个别用户BCHTS5TS4TS0TS2TS1TS3TS6
11、16仅供培训仅供培训TD-SCDMA技术基础:同步CDMAn定义n上行链路各终端信号在基站解调器完全同步n优点nCDMA码道正交，n降低码道间干扰，n提高CDMA容量n简化硬件，降低成本t基站解调器码道1码道2码道N17仅供培训仅供培训上行同步n同步的建立n在随机接入时建立n依靠BTS接收到的SYNC1n立即在下一个下行帧SS位置进行闭环控制n同步的保持n在每一上行帧检测Midamblen立即在下一个下行帧SS位置进行闭环控制n出现失步的可能性n有限小区半径(取决于G的宽度，可能超过10km)n比较宽的容许范围(+/- 4 chips)n失步后执行链路重建SS上行业务时隙(BTS要求)Mida
12、mble随机接入SYNC1ssUpPTSUE的上行突发18仅供培训仅供培训TD-SCDMA技术： 接力切换nMS和BS0通信nBS0通知邻近基站信息,并提供用户位置信息n基站类型、载频、定时等n切换准备nMS搜索基站，建立同步nMS或BS发起切换请求n系统决定切换执行nMS同时和两个基站建立通信n完成切换n不使用宏分集BS0BS1BS2MS19仅供培训仅供培训TD-SCDMA与WCDMA及GSM的切换nTD-SCDMA(1.28Mcps TDD)与3GPP内其他模式之间的测量和切换已经在3GPP内进行讨论并正在完善之中nTD-SCDMA -GSM: 测量和切换与UTRA 3.84Mcps TD
13、D相同nGSM - TD-SCDMA: 在GSM以后的版本中, 将会考虑向3G系统的切换问题, 包括向TD-SCDMA的测量和切换(在3GPP GERAN讨论)20仅供培训仅供培训TD-SCDMA简介 小区搜索TS5TS4TS0TS2TS1GTS3TS6DwPTSUpPTSnTDD系统的小区搜索和FDD系统的主要区别：n上下行信号工作于相同频率，可能接收到附近用户的强上行信号nDwPTS同时起Pilot和SCH的作用，处于没有其它本小区多址干扰的独立时隙。当DwPTS搜索到，下行同步便获得了。nBTS之间同步，所有小区的DwPTS将出现在重叠的时隙，便于切换中进行测量n搜索过程：设定载波频率；
14、搜索DwPTS；获得BCH(在TS0时隙)n搜索DwPTS的方法：接收并记录任意5ms的数据，用已知正交码序列在一个个窗口内求相关。TS5TS45msTS621仅供培训仅供培训TD-SCDMA随机接入n随机接入必须完成的工作：n上行同步、功率控制、系统获得接入要求、用户鉴权、分配业务码道等n随机接入必须考虑的问题：nRACH/FACH的高效率工作；n防止碰撞的策略；n加快接入速度。n随机接入过程：nUE：开环功率控制和开环同步控制，发射UpPTS，等待BTS回答nBTS：控制UE的发射功率和时延，获得UE接入要求n系统：鉴权和分配码道GDwPTSUpPTSTS5TS4TS0TS2TS1TS3T
15、S622仅供培训仅供培训随机接入过程UENode BUpPTS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FPACHRACH调整定时和功率, 发送随机接入请求FACH指配信道, 继续完成接入过程和鉴权23仅供培训仅供培训信道及映射关系24仅供培训仅供培训TD-SCDMA简介 物理层总结n低码片速率:1.28Mcps(WCDMA的1/3)n适合智能天线和同步CDMA TDD的帧结构n用智能天线+多用户检测联合算法达到全部资源同时工作的效果n采用和3GPP相同的调制、信道编码、交织和复接技术n提供不对称上下行业务n功率控制和上行同步控制:n控制频率:0-20
16、0次/秒n功率控制步长:1-3dBn同步控制精度:1/8码片宽度n开环和闭环控制25仅供培训仅供培训结论：结论：TD-SCDMA主要优势主要优势n完全满足对3G 业务与功能的需求z能在现有稳定的GSM网络上迅速而直接部署z能实现从第二代到第三代的平滑演进z完全满足第三代业务的要求n突出的频谱利用率：比其它3G标准的现有设备高一倍n无需使用成对的频段n支持蜂窝组网，可以形成宏小区、微小区及微微小区，每个小区可支持不同的不对称业务n灵活、自适应的上下行业务分配，特别适合各种变化的不对称业务(如无线因特网)n系统成本低26仅供培训仅供培训第三部分 TD-SCDMA高层信令流程n 无线接口协议结构n
17、高层信令流程27仅供培训仅供培训无线接口协议结构n 无线接口协议结构n 无线接口高层各（子）层的主要n 功能28仅供培训仅供培训无线接口协议层结构29仅供培训仅供培训无线接口协议层结构无线接口主要分为三层：nL1层-物理层nL2层-数据链路层，包括MAC层、RLC层、BMC层、PDCP层nL3层-网络层，包括RRC层等子层30仅供培训仅供培训无线接口高层各（子）层的主要功能nMAC层-完成逻辑信道和传输信道的映射nRLC层-保证数据的正确有效传输nBMC层-小区广播消息和分配等BMC消息的保存和传送nPDCP层- IP数据流的头部压缩与解压缩(如：TCP/IP 和RTP/UDP/IP头部)以及
18、将非接入层送来的PDCP-SDU转发到RLC层31仅供培训仅供培训高层信令流程n 随机接入过程n 小区更新过程n 切换过程32仅供培训仅供培训(一) 随机接入过程33仅供培训仅供培训34仅供培训仅供培训35仅供培训仅供培训（二）小区更新过程36仅供培训仅供培训小区选择（重选）过程37仅供培训仅供培训38仅供培训仅供培训（三）切换过程n 硬切换n GSM到UMTS的切换n UMTS到GSM的切换39仅供培训仅供培训硬切换（FDD and TDD)40仅供培训仅供培训GSM到UMTS的切换41仅供培训仅供培训UMTS到GSM的切换42仅供培训仅供培训第四部分 TD-SCDMA射频特性n 频带与信道
19、安排n 发射特性n 接收特性n 共存分析43仅供培训仅供培训TD-SCDMA的频带与信道安排n ITU建议的3G移动通信频谱方案n TD-SCDMA的信道安排44仅供培训仅供培训ITU建议的3G移动通信频谱方案 TDD TDD 1900 1920 2010 2025 ITU的核心分配建议(MHz) TDD & FDD (UL) TDD TDD & FDD (DL) 1850 1910 1930 1990 ITU的补充分配建议(MHz)注：TD-SCDMA除ITU的建议外，不排斥对其他频谱的利用45仅供培训仅供培训TD-SCDMA的信道安排n带 宽：1.6MHzn扫描间隔：0.2MHz n信 道
20、 号：Nt=5*F (0.0F3276.6MHz）46仅供培训仅供培训TD-SCDMA的发射特性n 发射功率特性n 发射频谱特性n 发射交调抑制n 调制特性47仅供培训仅供培训TD-SCDMA的发射功率特性 项目 UE BSn最大输出功率 21dBm 34dBmn最小输出功率 -49dBm 4dBmn空闲模式功率 -65dBm -82dBmn功率控制步长 1,2,3dB 1,2,3dB48仅供培训仅供培训TD-SCDMA的发射频谱特性 项目 UE BSn所占带宽 1.6MHz 1.6MHzn频率稳定性 0.1PPM 0.05PPMn邻道泄漏 33dB(1) 40dB(1) 比(大于) 43dB
21、(2) 50dB(2)n杂散辐射 符合ITU-R SM.32949仅供培训仅供培训TD-SCDMA的发射交调抑制nUE的交调抑制:在1.6MHz或3.2MHz邻道存在TD-SCDMA干扰信号时，交调产品分别不高于-31dBc或-41dBcnBS的交调抑制:当在邻道1.6MHz、3.2MHz、4.8MHz存在低于有用信号30dB的TD-SCDMA干扰信号时，所产生的交调产品不会高于带外辐射或杂散功率50仅供培训仅供培训TD-SCDMA的调制特性 项目 UE BSn发射滤波器 RRC RRCnEVM(小于) 17.5% 12.5%nPCDE(小于) -21dB -28dB51仅供培训仅供培训TD-
22、SCDMA的接收特性n 参考灵敏度电平n 邻道选择性n 阻塞特性n 交调特性52仅供培训仅供培训TD-SCDMA的参考灵敏度电平nUE的参考灵敏度电平 -108dBm nBS的参考灵敏度电平 -110dBm53仅供培训仅供培训TD-SCDMA的邻道选择性nUE的邻道选择性 ACS=33dBnBS的邻道选择性 ACS=45dB54仅供培训仅供培训TD-SCDMA的阻塞特性nUE的阻塞特性:在下列干扰情况下,UE的性能不会受到影响 带内:-61dBm(3.2MHz);-49dBm(4.8MHz) 带外:-44dBm(1);-30dBm(2);-15dBm(3)nBS的阻塞特性:在下列干扰情况下,U
23、E的性能不会受到影响 带内:-40dBm(3.2MHz);带外:-15dBm55仅供培训仅供培训TD-SCDMA的交调特性nUE的交调特性:在下列干扰情况下,UE的性能不会受到影响 CW干扰: -46dBm (3.2MHz) TD-SCDMA干扰:-46dBm (6.4MHz)nUE的交调特性:在下列干扰情况下,UE的性能不会受到影响 CW干扰: -48dBm (3.2MHz) TD-SCDMA干扰:-48dBm (6.4MHz)56仅供培训仅供培训TD-SCDMA的共存分析nTD-SCDMA与UTRA-FDD模式间的共存分析nTD-SCDMA与UTRA-TDD模式间的共存分析57仅供培训仅供培训TD-SCDMA与UTRA-FDD模式间的干扰分析 58仅供培训仅供培训TD-SCDMA与URTA-TDD模式间的干扰分析(1)59仅供培训仅供培训TD-SCDMA与URTA-TDD模式间的干扰分析(2)60仅供培训仅供培训TD-SCDMA与URTA-TDD模式间的干扰分析(3)61仅供培训仅供培训62
