td系统基本知识培训资料课件.ppt

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1、2022/12/6,1,主要内容,TD-SCDMA概述 TD-SCDMA原理 TD-SCDMA关键技术,2022/12/6,2,WCDMA,TD-SCDMA,CDMA2000,2001年3月，TD-SCDMA被纳入3GPP R4规范（LCR TDD）；由中国提出的第一个完整的通信技术标准，适合于独立组网及混合组网；TD-SCDMA系统频谱利用率高、抗干扰能力强，集多种多址技术于一体：CDMATDMAFDMA SDMA采用了智能天线、联合检测、接力切换、上行同步、动态信道分配、软件无线电等先进技术；国内企业拥有TD-SCDMA核心知识产权（IPR） ，尤其在最能体现TD-SCDMA特征的物理层上

2、。,3G,2022/12/6,3,中国3G频谱划分,60 MHz,30 MHz,FDD,TDD,100 MHz,15MHz,40 MHz,1785,1850,1755,1880,1920,1980,2010,2025,2110,2170,2200,2400,Satellite,Empty,Satellite,2300,2022/12/6,4,TD-SCDMA标准概况,多址接入方式 ：DS-CDMA/TDMA码片速率 : 1.28Mcps(WCDMA的1/3)双工方式 ：TDD载频宽度 ：1.6MHz扩频技术 ：OVSF调制方式 ：QPSK,8PSK编码方式 ：1/21/3的卷积编码，Turbo

3、编码,2022/12/6,5,主要内容,TD-SCDMA概述 TD-SCDMA原理 多址方式 双工方式 物理层 TD-SCDMA关键技术 TD-SCDMA优势 TD-SCDMA产品 TD-SCDMA方案建议,2022/12/6,6,Time Division-Synchronous Code Division Multiple Access (时分双工的同步码分多址),什么是TD-SCDMA？,2022/12/6,7,TD-SCDMA多址方式,每个用户通过临时分配到的CDMA码来被识别,下行,下行,下行,上行,time,energy,frequency,SDMA,1.6 MHz,最多可达16个

4、码道,TD-SCDMA ：FDMA、TDMA、CDMA、SDMA的最优结合,时隙,2022/12/6,8,TD-SCDMA的多址方式,频分多址 TDD模式反映在频率上，是上行下行共用一个频点， 节省了带宽。在频率轴上，不同频点的载波可以共存。时分多址 在时间轴上，上行和下行分开，实现了TDD模式。码分多址 能量轴上，每个频点的每个时隙可以容纳16个码道。空分多址 通过使用智能天线技术，针对不同的用户使用不同 的赋形波束覆盖，有效的降低干扰，提高系统的容量。,2022/12/6,9,主要内容,TD-SCDMA概述 TD-SCDMA原理 多址方式 双工方式 物理层 TD-SCDMA关键技术,202

5、2/12/6,10,时分双工（TDD）,频分双工（FDD）：上下行采用分开的对称的频段,时分双工（TDD）：上下行采用相同的频段,WCDMA,TD-SCDMA,2022/12/6,11,时分双工特点,频谱分配灵活,高效支持非对称业务,有利于先进技术应用,不需射频双工器，降低成本,2022/12/6,12,时分双工特点-频率灵活分配,上行,下行,频率保护间隔,TDD,FDD,TD-SCDMA： 频宽1.6 MHz 基于TDD工作方式,频带较窄,双工间隔较窄,已分配,未分配,TD-SCDMA,频率利用率高，无需对称频段，可见缝插针利用零散频段，易获频率资源可变切换点技术灵活支持数据业务，提高频谱利

6、用率,2022/12/6,13,时分双工特点-高效支持非对称业务,上行,下行,数据下载,数据上传,灵活分配上/下行时隙比例，高效支持非对称业务,2022/12/6,14,时分双工特点-有利于先进技术应用,上/下行工作于同一频点，信道环境具有互易性，有利于智能天线等先进技术的应用,双向行使,单向行使,?,2022/12/6,15,TD-SCDMA的双工方式优点,TDD的优点易于使用非对称频段, 无需具有特定双工间隔的成对频段适应用户业务需求，灵活配置时隙，优化频谱效率上行和下行使用同个载频，故无线传播是对称的,有利于智能天线技术的实现 无需笨重的射频双工器，小巧的基站，降低成本,2022/12/

7、6,16,主要内容,TD-SCDMA概述 TD-SCDMA原理 多址方式 双工方式 物理层 TD-SCDMA关键技术, 时隙结构 码字 信道,2022/12/6,17,+,TD-SCDMA帧结构,下行时隙,上行时隙,上/下行时隙,保护间隔,每个无线子帧有两个上/下行转换点,+,TS0,TS1,TS6,TS5,TS4,TS3,TS2,DwPTS,GP,UpPTS,无线帧,无线子帧,无线子帧,5ms,5ms,10ms,2022/12/6,18,TD-SCDMA时隙转换点,上行时隙 ：下行时隙,TS1,TS6,TS2,TS3,TS4,TS5,2022/12/6,19,TD-SCDMA特殊时隙,DwP

8、TS： 下行同步与小区搜索，75sMain GP：上/下行保护间隔， 75sUpPTS： 上行同步、随机接入，125s,TS0,TS1,TS6,TS5,TS4,TS3,TS2,2022/12/6,20,特殊时隙,DwPTS:用于下行同步和小区初搜：32Chips用于保护；64Chips用于导频序列；时长75us32个不同的SYNC-DL码，用于区分不同的基站；UpPTS: 用于建立上行初始同步和随机接入；160Chips: 其中128Chips用于SYNC-UL，32Chips用于保护G96Chips保护时隙，时长75us用于下行到上行转换的保护,SYNC 64c,SYNC1 128c,GP

9、32c,GP 32c,G,TS0,TS1,2022/12/6,21,TD-SCDMA常规时隙,每时隙由 864 Chips组成，时长675us；业务和信令由两个数据块组成，每个数据块分别由352 Chips组成；16 Chips为保护；TS0为下行广播时隙； TS1为上行时隙。,每时隙可同时承载16个SF = 16的码道,2022/12/6,22,在TD-SCDMA系统中，P-CCPCH （BCH）必须分配在TS0；P-CCPCH必须使用全向波束，覆盖整个小区/扇区；因此，P-CCPCH不能采用波束赋型；TS0的突发结构同业务时隙（Traffic Timeslot）。,业务时隙TS0,2022

10、/12/6,23,业务时隙TS1-TS6,业务时隙可以安排：公共信道（包括共享信道）；专用信道；需要进行扩频、加扰操作；可以波束赋型，对用户定向发射接收；需要功率控制；可以携带 L1层的控制命令（TFCI、TPC、SS Symbol）；,2022/12/6,24,Data： 数据部分，用于承载用户/信令数据 Midamble：训练序列，用于信道估计、功率电平测量 TFCI：传输格式组合指示，指示传输格式组合方式 SS：同步偏移，同步调整指令 TPC：发射功率控制，发射功率调整指令 GP：保护间隔，发射机关闭时延保护,业务时隙结构,2022/12/6,25,训练序列码Midamble,训练序列的

11、作用： 上下行信道估计：用于联合检测 功率测量：用于在下行发送TPC调整指令 上行同步保持:用于在下行发送SS调整指令 用来区分相同小区、相同时隙内的不同用户的训练序列的构成：整个系统有128个长度为128chips的基本midamble码，分成32个码组，每组4个。一个小区采用哪组基本midamble码由基站决定，基站决定本小区将采用这4个基本midamble中的哪一个在同一小区的同一时隙内用户具有相同的基本Midamble码序列，不同用户的Midamble序列只是基本训练序列的时间移位由144Chips组成； Midamble的发射功率与同一个突发中的数据符号的发射功率相同 对Midamb

12、le不进行扩频和加扰的操作,2022/12/6,26,TD-SCDMA码字,2022/12/6,27,扰 码,用于区分小区128个扰码分成32组，每组4个扰码码组由基站使用的SYNC_DL序列确定扰码长度为16,2022/12/6,28,SYNC_DL、SYNC_UL和Midamble,SYNC_DL：用于区分小区SYNC_UL：用于区分上行接入时的ueMidamble：用于区分同一时隙的不同用户,2022/12/6,29,TD-SCDMA码字,2022/12/6,30,TD-SCDMA信道,2022/12/6,31,TD-SCDMA与WCDMA物理信道,2022/12/6,32,TD-SCD

13、MA单小区的最大容量,TD-SCDMA单小区的最大用户数是24个：每个BRU（Basic Resource Unit）传输的速率：352（一个数据块chip数）*2（一个时隙两个数据块）/16（扩频因子）/5ms（一个子帧长度）8.8kbps每个时隙支持最大16个信道码，共有6*1696 BRU/子帧假定传输的为12.2kbps的语音信号，则需要2个BRU来承载上下行共需要4个BRU因此，可以容纳的最大用户数为：96/424个用户但是：时隙还需要配置RACH、上行共享信道等公共信道，根据配置不同，需要占用2BRU，因此小区实际容量为23个12.2k语音用户。,2022/12/6,33,TD-S

14、CDMA小区半径的计算,2022/12/6,34,小区最大覆盖距离计算小区覆盖半径dmax依赖与保护时隙tgap，其关系式为： dmax =c tgap / 2,C为信号空中传播的速度，约300m/us,GP和小区半径的关系,2022/12/6,35,主要内容,TD-SCDMA概述 TD-SCDMA原理 TD-SCDMA关键技术,2022/12/6,36,智能天线（Smart Antenna） 上行同步（Uplink Synchronization） 联合检测（Joint Detection） 接力切换（Conventional handover） 动态信道分配（Dynamic Channel

15、 Allocation）,TD-SCDMA关键技术,(.),2022/12/6,37,智能天线的引入,目标将目标用户的能量最大化将其他用户的干扰最小化思想发展空分技术静态的固定扇区-动态的天线波束,2022/12/6,38,智能天线,优势： 用户跟随 能量集中 干扰抑制,智能天线：多根天线阵元组成的天线阵列,智能天线进行下行波束赋形，形成方向性波束，跟踪用户,2022/12/6,39,TDD方式更能够体现智能天线的优势,智能天线是TDD的优势,FDD方式 ：由于上、下行链路信号传播的无线环境受频率选择性衰落影响不相同，所以根据上行链路计算得到的权值不能直接应用于下行链路TDD方式 ：上、下行链

16、路使用相同频率传输信号，且间隔时间短，链路无线传播环境差异不大，可以使用相同权值,TDD方式,FDD方式,2022/12/6,40,智能天线, 广播波束 业务波束,智能天线在使用中有两种工作模式：,智能天线在使用前需要校准,智能天线在广播信道和业务信道分别工作于两种模式，工作在业务信道上时波束较窄，增益较大，这样一方面可以节省移动台和基站发射功率，另一方面可以减小干扰。,智能天线产品分类：线阵、圆阵,2022/12/6,41,智能天线优势-干扰抑制,上行: 基站接收信号有方向性，对接收方向 以外干扰有很强的抑制作用,下行: 波束赋形后低旁瓣泄漏大大减小对 小区内/小区间其他用户信号的干扰,20

17、22/12/6,42,智能天线（Smart Antenna） 上行同步（Uplink Synchronization） 联合检测（Joint Detection） 接力切换（Conventional handover） 动态信道分配（Dynamic Channel Allocation）,TD-SCDMA关键技术,(.),2022/12/6,43,码道非正交,多址干扰,扩频码到达基站接收机时间不同步,上行同步,2022/12/6,44,上行同步：每个移动终端发射的码道信号到达基站的时间相同。使正交扩频码的各个码道在解扩时完全正交，相互间不会产生多址干扰。避免码道非正交所带来的干扰，大大提高CD

18、MA的系统容量，提高频谱利用率。,TD-SCDMA 最大限度的克服MAI （多址干扰）,上行同步,2022/12/6,45,上行同步,同步的建立(开环同步)在随机接入时建立依靠NodeB接收到的SYNC_UL立即在对应的FPACH（下行物理信道）进行控制同步的保持(闭环同步)在每一上行帧检测Midamble立即在下一个下行帧进行闭环控制出现失步后重新建立同步（外环同步),UE,Node B,UpPTS,FPACH,2022/12/6,46,智能天线（Smart Antenna） 上行同步（Uplink Synchronization） 联合检测（Joint Detection） 接力切换（Co

19、nventional handover） 动态信道分配（Dynamic Channel Allocation）,TD-SCDMA关键技术,(.),2022/12/6,47,联合检测,ISI（符号间干扰）,MAI（多址干扰）,CDMA系统中存在干扰,传统接收机,2022/12/6,48,联合检测,联合检测,优势 ：抑制ISI（符号间干扰）与MAI（多址干扰） 抑制远近效应，降低功率控制要求,接收信号,能量,MAI,ISI,接收信号,能量,MAI,ISI,接收信号,能量,热噪声,热噪声,热噪声,WCDMA,TD-SCDMA,联合检测 ：通过数据符号间、码间的相关性在多个用 户中检 测，提取出所需的

20、信号。,2022/12/6,49,联合检测优势-抗远近效应,接收信号,能量,MAI,接收信号,能量,MAI,接收信号,能量,热噪声,热噪声,热噪声,传统接收机,联合检测,传统接收机： 小信号被淹没联合检测： 小信号依然能够解调,2022/12/6,50,联合检测的优缺点,联合检测的优点：降低干扰扩大容量降低功控要求，削弱远近效应,联合检测的缺点：增加系统复杂度(矩阵求逆)系统处理时延需要要消耗一定的资源,2022/12/6,51,智能天线（Smart Antenna） 上行同步（Uplink Synchronization） 联合检测（Joint Detection） 接力切换（Convent

21、ional handover） 动态信道分配（Dynamic Channel Allocation）,TD-SCDMA关键技术,(.),2022/12/6,52,接力切换,定义：利用智能天线和上行同步等技术，在对UE的距离和方位进行定位的基础上，根据UE方位和距离信息作为辅助信息来判断目前UE是否移动到了可进行切换的相邻基站的临近区域。如果UE进入切换区，则RNC通知该基站做好切换的准备，从而达到快速、可靠和高效切换的目的。优点：接力切换通过与智能天线和上行同步等技术有机结合，巧妙地将软切换的高成功率和硬切换的高信道利用率综合起来，是一种具有较好系统性能的优化的切换方法，同时测量对象数目的减少

22、使得终端的功耗降低。,2022/12/6,53,三种切换,软切换,硬切换,接力切换,2022/12/6,54,三种切换技术比较(切换前),接力切换,硬切换,软切换,2022/12/6,55,三种切换技术比较(切换中),接力切换,硬切换,软切换（长期保持）,基站A,基站B,基站A,基站B,基站A,基站B,软切换浪费资源！,硬切换容易掉话！,2022/12/6,56,三种切换技术比较(切换后),接力切换,硬切换,软切换,2022/12/6,57,接力切换过程,2022/12/6,58,接力切换与软/硬切换的比较,与软切换比较相同点：具有较高的切换成功率、较低的掉话率以及较小的上行干扰等优点不同点：

23、接力切换不需要同时有多个基站为一个移动台提供服务，因而克服了软切换需要占用的信道资源多、信令复杂、增加下行链路干扰等缺点。与硬切换比较相同点：具有较高的资源利用率，简单的算法、以及较轻的信令负荷等优点。不同点：接力切换断开原基站和与目标基站建立通信链路几乎是同时进行的，因而克服了传统硬切换掉话率高、切换成功率低的缺点。,与软切换比较,与硬切换比较,接力切换是介于硬切换和软切换之间的一种新的切换方法。传统的软切换、硬切换都是在不知道UE的准确位置下进行的，因而需要对所有邻小区进行测量，而接力切换只对UE移动方向的少数小区测量。,2022/12/6,59,智能天线（Smart Antenna） 上

24、行同步（Uplink Synchronization） 联合检测（Joint Detection） 接力切换（Conventional handover） 动态信道分配（Dynamic Channel Allocation）,TD-SCDMA关键技术,(.),2022/12/6,60,动态信道分配(DCA),动态信道分配是利用系统的综合信息，对系统中的所有资源同一实施分配、调度和管理，在确保通信链路和系统性能的前提下，最大限度地提高系统资源利用率。,2022/12/6,61,动态信道分配(DCA),减小干扰增加系统容量,慢速DCA,快速DCA,交叉时隙调整,在终端接入和链路持续期间，对信道进行

25、动态地分 配和调整。 应用： 信道调整 资源整合,2022/12/6,62,动态信道分配,慢速DCA(把资源分配给小区)主要任务是进行小区间的资源分配，在每个小区内分配和调整上下行链路资源、测量网络端和用户端的干扰，并根据本地干扰情况为信道分配优先级。快速DCA(把资源分配给承载业务)信道分配：根据其需要的RU的多少为承载业务分配物理信道；信道调整：RNC对小区负荷情况，终端移动情况，和信道质量的监测结果，动态对RU进行调配和切换,2022/12/6,63,TD-SCDMA 关键技术小结,智能天线,时分双工,上行同步,联合检测,接力切换,动态信道分配,高效的频谱利用率强大的抗干扰能力 高效支持非对称数据业务满码道工作，码道受限系统大大节省系统成本,2022/12/6,64,Thank You,