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1、TD-SCDMA系统概念,TD-SCDMA(Time Division-Synchronization Code Division Multiple Access)是ITU正式发布的第三代移动通信空间接口技术规范之一，它得到了CWTS及3GPP的全面支持,是中国电信百年来第一个完整的通信技术标准，是UTRA FDD可替代的方案,是集CDMA、TDMA等技术优势于一体、系统容量大、频谱利用率高、抗干扰能力强的移动通信技术,采用了智能天线、联合检测、同步CDMA、多时隙、可变扩频系统、自适应功率调整等技术,TD-SCDMA多址方式,TD-SCDMA多址方式,时分多址 在时间轴上，上行和下行分开，实
2、现了TDD模式频分多址 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码分多址 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。智能天线由于采用了波束赋形技术，可以有效的降低干扰，提高系统的容量,TD-SCDMA中的智能天线技术,原理：利用多根发送天线发送相同的数据流，并且根据用户的具体来波方向进行加权，利用波束赋形为特定用户提供定向的波束，降低多址干扰作用：不使用智能天线：能量分布于整个小区内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 使用智能天线：能量仅指向小区
3、内处于激活状态的移动终端正在通信的移动终端在整个小区内处于受跟踪状态,联合检测的作用,降低符号间干扰（ISI）与多址干扰（MAI）提高系统容量 降低功控要求 削弱远近效应,TD-SCDMA中的联合检测技术,TD-SCDMA中的联合检测技术,e是接收的数据序列，A是系统矩阵，由扩频码C和信道冲激响应h决定，冲激响应h根据接收到的训练序列信号和已知的训练序列就可以估算出（训练序列就是TD-SCDMA系统在帧结构中设置的用来进行信道估计的训练midamble序列），d是发射的数据符号序列，n是噪声。联合检测的目的就是根据上式中的和估计出用户发送的原始信号d。而扩频码也是已知的，那么我们就可以达到估计
4、用户原始信号d的目的,TD-SCDMA的物理信道的信号格式,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,TD-SCDMA物理信道的无线帧结构,一个TD-SCDMA帧长度为10ms，分为2个结构完全相同的子帧，每个子帧的时长是5ms。主要是考虑到智能天线的运用（智能天线每隔5ms进行一次波束赋形）。每个5ms的子帧包含7个常规时隙（TS0TS6）,3个特殊时隙（DwPTS,GP,UpPTS）。,物理信道帧结构,TS0固定用作下行时隙，发送系统广播等公共信息。TS1固定用作上行时隙。根据系统需要，其他常规时隙可灵活配置成上行或下行以实现不对称业务传输，上下行转换由一个转换点分开
5、，目前可将时隙配置为3：3；2：4；1：5。,上下行转换点的调整,上下行时隙配置为3：3和2：4的无线帧示意图,时隙划分不一致时的交叉时隙干扰,TD-SCDMA常规时隙突发（burst）结构,突发由864码片组成，时长675us；包括两个数据块、一个midamble码（训练序列）和一个保护间隔组成。数据块长度分别为352chip，两个数据块的总长度为704chip，所包含的符号数与扩频因子有关；midamble码长为144chip；保护间隔长为16chip。,突发结构中的midamble码（训练序列）,TD-SCDMA系统中，基本midamble码长度为128chip，个数为128个，分成32
6、组，每组4个。用于进行信道估计、测量，如上行同步的保持以及功率测量等。在同一小区内，同一时隙内的不同用户所采用的midamble码由一个基本的midamble码经循环移位后而产生。传输时midamble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，在信道解码时用作信道估计。,TD-SCDMA突发结构中的控制信令,TD-SCDMA 系统中的突发结构提供了传送 L1 控制信令的可能这里提到的 L1控制信令包括TFCI（传输格式合成指示）,TPC,SSL1 控制信令在相应物理信道的数据部分发送，即 L1 控制信令和数据比特具有相同的扩频操作对于每个用户，TFCI信息将在每 10ms无
7、线帧里发送一次。编码后的 TFCI符号在子帧内数据块内都是均匀分布的。TFCI的发送是由高层信令配置的 对于每个用户，TPC信息在每 5ms子帧里发送一次，这使得 TD-SCDMA系统可以进行快功率控制。对于每个用户，SS信息在每 5ms子帧里发送一次,上行导频时隙UpPTS,用于建立上行初始同步与随机接入，以及越区切换时邻近小区测量；由160个码片组成，其中128个用于SYNC-UP，32个用于保护，时长125us;256种不同的SYNC-UP码，分为32个码组，以对应32个SYNC-DL码，每组有8个不同的SYNC-UP码，即每个基站对应8个确定的SYNC-UP码。,下行导频时隙DwPTS
8、,用于下行同步与小区初搜；由96个码片组成，其中64个用于导频序列，32个用于保护，时长75us;32个不同的SYNC-DL码，以区分不同的基站；全向发送，不进行波束赋形。,保护时隙GP,由96个码片组成，时长75us用于上行到下行转换的保护在小区搜索时，确保DwPTS的可靠接收，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工作确定基站的覆盖半径。,保护时隙GP与覆盖半径的关系,Node B在DwPTS发送的下行同步码在下行链路传播,经过一段时延后被手机接收.在UE进行初始上行同步时,为了让Node B在规定的时间准时接收到UE在UPPTS发送的上行同步码,UE必须提
9、前一段时间发送.因为TD-SCDMA是时分双工的,上下行都工作在同一频率,所以在同一时刻,UE只能接收或只能发射,所以信号在Node B与UE之间的双向时延275us(GP的时长为75us),即信号在Node B和UE之间的传播时延75/2 us.这样,Node B所支持的最大覆盖半径为(75/2 us)*(3*108 m/s)=11.25km.,TD-SCDMA信道模式,逻辑信道 直接承载用户业务，分为控制信道和业务信道，分别承载控制平面业务和用户平面业务传输信道 物理层与L2的接口，是物理层对MAC层提供的服务。分为专用信道和公共信道，分别传输针对一个用户的专用信息和针对所有用户的公共信息
10、物理信道 各种信息在无线接口传输时的最终体现形式，每一种使用特定的载波频率，码（扩频码和扰码）以及载波相对相位都可理解为一类特定信道,逻辑信道及其分类,MAC层通过逻辑信道为高层提供服务。逻辑信道的类型是根据MAC提供不同类型的数据传输业务而定义的。逻辑信道通常划分为两类：即用来传输控制平面信息的控制信道，和传输用户平面信息的业务信道。控制信道 BCCH：广播系统控制信息的下行链路信道；PCCH：传输寻呼信息的下行链路信道；CCCH：在网络和终端之间发送控制信息的双向信道，它总是映射到FACH/RACH上；DCCH：在网络和终端之间传送专用控制信息的点对点的双向信道，该信道在UE建立RRC连接
11、建立过程期间建立；SHCCH：网络和终端之间传输控制信息的双向信道，用来对上行/下行共享信道进行控制。业务信道 CTCH：用来向全部或部分UE传输用户信息的点对多点信道；DTCH：专门用于一个UE传输自身用户信息的点对点双向信道。,传输信道分类（一）,专用传输信道 仅有一种专用传输信道DCH，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。公共传输信道 公共传输信道有 6 类：BCH、PCH、FACH、RACH、USCH和 DSCH。其主要特性如下：1)广播信道(BCH)广播信道是下行传输信道，用于广播系统和小区的特有信息。2)寻呼信道(PCH)寻呼信道是下行传输信道，当
12、系统不知道移动台所在的小区时，用于发送给移动台的控制信息 3)前向接入信道(FACH)前向接入信道(FACH)是下行传输信道，当系统知道移动台所在的小区时，用于发送给移动台的控制信息。FACH也可以承载一些短的用户信息数据包,传输信道分类（二）,4)随机接入信道(RACH)随机接入信道是上行传输信道，用于承载来自移动台的控制信息。RACH 也可以承载一些短的用户信息数据包 5)上行共享信道(USCH)上行共享信道(USCH)是几个 UE共享的上行传输信道，用于承载专用控制数据或业务数据 6)下行共享信道(DSCH)下行共享信道(DSCH)是几个 UE 共享的下行传输信道，用于承载专用控制数据或
13、业务数据,物理信道及分类,物理信道根据其承载的信息不同被分成了不同的类别，有的物理信道用于承载传输信道的数据，而有些物理信道仅用于承载物理层自身的信息物理信道分为专用物理信道和公共物理信道两大类;专用物理信道(DPCH)：DCH映射到专用物理信道 DPCH。专用物理信道采用前面介绍的突发结构，由于支持上下行数据传输，下行通常采用智能天线进行波束赋形。公共物理信道（CPCH）:1)主公共控制物理信道(P-CCPCH)2)辅助公共控制物理信道(S-CCPCH)3)物理随机接入信道(PRACH)4)快速物理接入信道(FPACH)5)物理上行共享信道(PUSCH)6)物理下行共享信道(PDSCH)7)
14、寻呼指示信道（PICH）,传输信道到物理信道的映射,专用物理信道(DPCH),专用传输信道DCH的数据由专用物理信道 DPCH承载，DPCH所使用的码和时隙等配置信息通过信令消息配置给UE专用物理信道可位于频带内任意时隙和任意码道，一个UE可以在同一时刻配置多条DPCH,下行采用的扩频因子为16和1，上行的扩频因子可以从116间选择；DPCH支持TPC,SS,以及TFCI所有物理层信令；由于支持上下行数据传输，下行通常采用智能天线进行波束赋形,主公共控制物理信道(P-CCPCH),传输信道 BCH的数据由 P-CCPCH承载，提供全小区覆盖模式下的系统信息广播，UE通过解码该信道数据来获取小区
15、系统信息TD-SCDMA 中，P-CCPCH的位置(时隙/码)是固定的(Ts0)。P-CCPCH 采用固定扩频因子SF=16，总是采用 TS0 的码道1和码道2来承载BCH数据（P-CCPCH 1和P-CCPCH 2）P-CCPCH 单向下行信道，需要覆盖整个区域,不进行波束赋形.P-CCPCH 不支持 TFCI，SS,以及TPC对P-CCPCH信道的测量是UE物理层测量的重要部分,辅助公共控制物理信道(S-CCPCH),S-CCPCH用于承载传输信道PCH和 FACH的数据，所使用的时隙和码道等配置信息在小区中广播可以映射到一个或多个辅助公共控制S-CCPCH为单向下行信道，使用固定扩频因子
16、 SF=16,可以支持采用 TFCI，但不使用TPC和SS;S-CCPCH也使用2个码道（S-CCPCH 1 和S-CCPCH 2）来构成一个S-CCPCH信道对S-CCPCH可位于任意一个下行时隙,物理随机接入信道(PRACH),PRACH承载传输信道RACH的数据，其配置(使用的时隙和码道)通过小区系统信息广播PRACH可以采用扩频因子 SF=16,SF=8 或 SF=4，对于不同的扩频因子，其信道结构参数也相应变化：SF=16,持续时间为4个子帧（20ms），SF=8，持续时间为2个子帧（10ms），SF=4，持续时间为1个子帧（5ms）PRACH为单向上行信道，可位于任一上行时隙小区中
17、PRACH信道数目与FPACH数目有关，两者配对使用PRACH的数据不与来自其它传输信道的数据编码组合，因此没有TFCI,同时也不使用TPC和SS,快速物理接入信道(FPACH),FPACH不承载传输信道信息，因此不使用TFCI，但数据域内包含SS和TPC，其使用的时隙与码道等配置信息在小区中广播FPACH为单向下行信道，作为对 UE 发出的 UpPTS 信号的应答,调整UE的发送功率和同步偏移，以支持建立上行同步采用扩频因子SF=16，单子帧交织，信道持续时间为5ms,物理上行共享信道(PUSCH),PUSCH承载传输信道USCH的数据PUSCH支持传送 TFCI,物理下行共享信道(PDSC
18、H),PDSCH承载传输信道DSCH的数据PDSCH支持传送 TFCI,寻呼指示信道（PICH）,寻呼指示信道（PICH）不承载传输信道数据，使用的时隙和码道等配置信息在小区中广播寻呼指示信道（PICH）为单向下行信道，使用扩频因子SF=16，PICH使用2个码道，持续时间（10ms）。根据需要可将多个连续的PICH帧构成一个PICH块寻呼指示信道（PICH）与PCH配对使用，以指示UE是否需要解读其后跟随的PCH信道（映射到S-CCPCH）,上行导频信道（UpPCH）,上行导频信道（UpPCH）就是整个上行导频时隙（UpPTS）UE通过其发送（SYNC_UL）上行同步码,建立与Node B的
19、上行同步多个UE可同时发起上行同步，但必须有不同的上行同步码，Node B在同一UpPTS时隙最多识别8个不同的（SYNC_UL）上行同步码,下行导频信道（DwPCH）,下行导频信道（DwPCH）就是整个上行导频时隙（DwPTS）Node B通过其发送（SYNC_DL）下行同步码,UE用来建立与Node B的下行同步Node B在该信道发送唯一的（SYNC_DL）下行同步码,具体值由配置决定，功率覆盖整个小区且保持不变,TD-SCDMA系统功率控制技术,CDMA系统是干扰受限系统，必要的功率控制可以有效地限制系统内部的干扰电平，从而降低小区内和小区间的干扰;功率控制可以克服蜂窝系统的“远近效应
20、”并减小UE 的功耗;可以补偿衰落，接收功率不够可要求发射方增大发射功率；移动信道是一个衰落信道，快速闭环功控可随着信号的起伏进行快速改变发射功率，使接收电平由起伏变得平坦。,TD-SCDMA功率控制分类,开环功率控制接收机通过测量接收到的导频信号的功率大小和有关信息，估计传播路径的损耗，并根据路径损耗来调整自己的发射功率；接收功率越大，说明收发双方距离较近或由非常好的传播路径，发射的功率就越小；开环功率控制只能在决定接入初期发射功率和切换时决定切换后初期发射功率的时候应用。,闭环功率控制内环功率控制：测量SIR与目标SIR比较，并向UE发送指令调整其发射功率若测量SIR目标SIR，则降低UE
21、发射功率外环功率控制：每隔外环功率控制周期T动作一次统计测量的BLER与目标BLERtarget 的比较，根据比较结果，得到外环输出结果；当测量的平均BLER比目标BLER大时，目标信噪比SIRtarget向上调整一个步长up作为外环输出结果；反之，目标信噪比SIRtarget向下调整一个步长down作为外环输出结果。,TD功率控制分类图,功率控制,开环功率控制,闭环功率控制,外环,内环,TD系统中的功率控制,TD-SCDMA的功率控制特性,开环功率控制：UpPCH,PRACH闭环功率控制：DPCH,TD-SCDMA系统的上行功率控制,对上行发射功率，系统将通过高层信令指示一个上行发射功率的最
22、大允许值，这个值应低于由UE功率等级确定的最大功率值。上行功率控制必须使总的上行发射功率不得超过这个最大值。UpPCH UE UpPCH的发射功率采用开环功控制。开环功控的计算公式如下：PUpPTS=LPCCPCH+PRXUpPCHdes+(i-1)*Pwrramp 式中,PUpPTS:UE发射功率(dBm)；LP-CCPCH:测量到的路径损耗(dB)(P-CCPCH参考发射功率在BCH中广播)；PRXUpPTS,des:基站期望在小区接收机得到的接收功率(dBm)（BCH中广播）；Pwrramp:UE 在每个UpPCH传输中按照Power Ramp step值增加它的发射功率（i=1 时为初
23、始信号功率）,TD-SCDMA系统的上行功率控制,PRACH UE在P-RACH上的发射功率可由下式计算得到：PPRACH=LP-CCPCH+PRXP-RACH,des 式中，PPRACH:P-RACH 上的发射功率;PRXP-RACH,des:基站接收机希望得到的P-RACH的功率，由网络在F-PACH中给出。专用物理信道(DPCH)利用DPCH 上的TPC 符号进行闭环功率控制，功率调整的动态范围为80dB，功率控制步长可取1,2,3dB。上行DPCH 的初始发射功率由高层指示。,TD-SCDMA系统的下行功率控制,公共物理信道的发射功率 P-CCPCH的发射功率 由高层信令设置，并可通过
24、网络决定对其进行修改。P-CCPCH的参考功率在BCH 上周期广播,UE 可以根据接收到的P-CCPCH 功率与参考功率比较以估算路径损耗。F-PACH的发射功率 F-PACH的发射功率值由网络设置（比较理想的配置是寻找FPACH一次接入成功率在95%以上，2次接入成功率达到100%的FPACH发射功率的最小值）。S-CCPCH，PICH的发射功率 S-CCPCH和PICH与P-CCPCH的发射功率差值由高层信令设置。PICH与P-CCPCH参考功率的差值在BCH中广播。,TD-SCDMA系统的下行功率控制,专用物理信道(DPCH)下行链路专用物理信道的初始发射功率由网络设置。直到第一个上行D
25、PCH 到达后，其发射功率由Node B 采用基于SIR的闭环控制。接收 SIR 由 UE 进行周期性测量得到，当测量值大于目标值时，则 TPC 命令置为“down”，当测量值小于目标值时，TPC 命令置为“up”。在 Node B 侧，对 TPC 比特位进行软判决，若判决结果为“down”，则将发射功率降低一个功率控制步长，若判决结果为“up”，则将发射功率增加一个步长。当由于失去同步而接收不到 TPC 比特时，发射功率将保持在一个固定值上，当由于失去同步不能进行SIR 测量时，则在失步期间，TPC 命令总是置为“up”。,TD-SCDMA系统的无线资源管理（RRM）,无线资源管理（RRM）
26、是无线网络控制器（RNC）的重要组成部分，用于实现相应的计算功能、控制功能和资源配置功能，其作用主要包括三个方面：1)确保用户申请业务的服务质量（QOS），包括误块率（BLER）、误比特率(BER）、时间延迟（Delay）、业务优先等级等2)确保系统规划的覆盖 3)充分提高系统容量,RRM的组成结构,算法模块决策模块资源分配模块无线资源数据库对外接口模块,RRM算法模块,功率控制模块（Power Control,PC）：主要功能是在维持链路通信质量的前提下尽可能小的消耗功率资源，从而降低网络中的相互干扰和延长终端电池的使用时间。切换控制模块（Handover Control,HC）：主要功能是
27、为保证移动用户通信的连续性，或者基于网络负载和操作维护等原因，将用户从当前的通信链路转移到其它小区。接纳控制模块（Admission Control,AC）：当新的用户和越区切换的用户发起呼叫时，网络执行接纳控制过程，其目的是维持网络的稳定性和已接纳用户的QoS。包调度模块（Packet Scheduler,PS）：主要功能是用于服务分组数据业务，其具体的调度速率由网络负荷情况决定。负载控制模块（Load Control,LC）；主要功能是连续计算网络的负荷信息，并将该信息提供给其它模块。当网络出现过载情况时，LC通过RRM中其它模块的综合作用将网络恢复到正常的状态。动态的信道分配模块（DCA
28、）：主要功能是负责将信道分配到小区、信道优先级排序、信道选择、信道调整和资源整合。无线链路监测模块（RLS）：负责监测无线链路的质量，当检测到通信链路质量变坏时，向相应的RRM模块发出报告。资源管理模块（Resources Management RM）：包括码分配（Code Assignment CA）逻辑信道资源和传输信道资源的管理。除以上所列的模块之外，RRM 还包括拥塞控制（CC）模块、小区选择（CS）模块和无线承载控制（RBC）模块,主要功能模块在系统中的位置,RRM虽然定位在网络层，但所有算法的设计都是基于物理层技术的，将分散在终端（UE）、基站（Node B）和RNC中在RNC中的
29、算法主要有：PC、HC、AC、LC、PS、RM、CC、CS和RLS在Node B中的算法有：LC和PC在UE中的算法有：PC 说明：任何算法的执行都是三者相互协调、相互作用的结果。,接纳控制（AC）的目的,在3G系统中，同时服务的最大用户数不仅受限于可用的码字而且也要考虑用户之间的干扰。当新的激活用户数增加的时侯，每一个连接的质量就会下降，在网络中引入接入控制的目的，也在于维持网络的稳定和已建立连接的QoS，主要表现在：（1）在基于CDMA技术的移动通信系统中，接入一个新呼叫将增加系统的干扰。（2）干扰增加将减少小区覆盖。如果小区的覆盖范围降低到规划值以下，那么就会使已建立连接的QoS不能得到
30、保证。（3）在较高负荷的系统中，干扰增长将促使系统稳定性降低，并可能导致丢话。主要目的 判断网络能否为新接入的用户提供满足要求的通信质量 判断由于新接入的业务小区的干扰水平是否可以接受,TD-SCDMA系统的接入控制技术主要分为两个步骤：1）第一个步骤是检验可用资源，决定用户接入的时隙；2）第二个步骤是根据选定的时隙，确定在该时隙下是否能够接入系统。根据接入控制的原理，分别确定上行和下行链路的接入情形，只有在上行和下行链路都允许接入系统的前提下，才允许用户接入系统,接纳控制（AC）的内容,上行链路的接入控制（一）,上行链路的接入控制分为基于接收功率的接入控制算法和基于吞吐量的接入控制算法两种：
31、（1）基于接收功率的接入控制算法 在基于接收功率的接入控制算法中，如果新用户或者修改的用户接入系统后，系统的总干扰水平比门限值高，则上行接入控制算法不允许新用户接入，即满足以下条件的用户将被接入系统：Itotal_old+IIthreshold Ithreshold为门限值，可以由无线网络规划设置，I为由于新的终端接入系统而产生的干扰功率增加。由上式可看出，基于接收功率的接入控制算法的关键在于对I的估算,上行链路的接入控制（二）,（2）基于吞吐量的接入控制算法 由于影响系统稳定的一个重要因子是系统的负载，所以可以直接通过控制负载的方法实现接入功能。根据这一原理，满足如下条件的用户将被允许接入系
32、统：UL+LthresholdUL 式中，UL为接入新用户前的小区负载，L为对新用户接入系统后引起的系统负载增量,下行链路的接入控制,下行链路接入控制算法可分为基于发送功率的接入控制算法和基于吞吐量的接入控制算法：（1）基于发送功率的接入控制算法 下行链路负载决定于下行链路总的传输功率PtxTotal。因此，基站的发送功率就成了下行链路接入控制判决的依据。与上行链路接入控制策略相似，如果接入新用户后基站的总传输功率没有超过设定的目标值，则新用户的接入请求就被允许，反之则被拒绝，即只有满足了下式的用户可以被接入系统：PtxTotal+PtxTotalPthreshold 式中，Pthreshol
33、d为由RNC设定的门限值。需要注意的是PtxTotal不仅包括了新接入用户所需要的功率，还包括了本小区内已经存在的用户由于接受新用户而增加干扰所需要的功率提升。在通常情况下，PtxTotal可由下行链路开环控制算法估算。（2）基于吞吐量的接入控制算法 与上行链路基于吞吐量的接入控制算法基本相同,DCA的组成,慢速DCA 上下行业务比例不对称时，调整各小区上下行时隙比例 快速DCA 为接入的用户分配满足要求的无线资源，并可根据系统状态对已分配的资源进行调整,动态信道分配分类,频域DCA 在给定频谱范围内，与5MHz带宽相比，TD-SCDMA的1.6MHZ带宽使其具有3倍以上的无线信道数时域DCA
34、 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码域DCA 在同一时隙中，通过改变分配的码道来避免偶然出现的码道质量恶化空域DCA 通过智能天线，基于每一用户进行定向空间去耦，来降低多址干扰,慢速DCA,进行各个小区间的资源分配，在每个小区内分配和调整上下行链路的资源，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,在终端接入和链路持续期间，对信道进行动态地分配和调整，可以通过信道选择、信道调整、资源整合等方法进行,快速DCA的信道选择,信道选择是基于信道优先级排序。信道优先级排序的方法有很多，不同方法对DCA的性能影响很大，目前主要的方法有：1）固
35、定优先级排序 2）基于干扰测量 3）基于负荷测量 4）基于RU占用个数 一般说来，对于对称业务和非对称业务，我们有常用的选择：对称业务采用基于码道的算法较好，使得各个载波/时隙资源分配较均衡；对于非对称业务，业务强度较低时，算法性能相差不大业务强度大时，基于干扰和负荷的算法较优，系统资源利用率较高,信道选择流程,不同信道选择方法对DCA性能的影响,基于干扰 VS 基于负荷,固定排序 VS 基于RU个数,快速DCA的信道调整,在通话过程中，信道调整可降低掉话率或改善通话质量。信道调整触发的原因：1）信道质量恶化且功率控制失效 2）信道质量恶化且不宜执行切换 3）码分配占用了过多的“虚码道”4）资
36、源整合时调用信道调整 5）RRM其它算法触发,信道调整对性能的影响,快速DCA的资源整合,其原理类似于计算机的磁盘碎片整理,快速DCA的资源整合,资源整合的原则：尽量不断开已建立的连接，而将某些连接调整到其它的时隙中，如果其它时隙不能接受，则考虑降低低优先级非实时业务的传输速率、释放资源，甚至可以断开某些低优先级业务的连接。可以根据运营商的策略决定是否允许高优先级用户抢占低优先级用户的资源。如果运营商采用所有业务或用户共享全部或者至少是部分网络资源的策略，则应该允许资源抢占。资源整合的目的和过程：资源整合过程就是通过信道调整把新呼叫所需要的资源尽量集中在一个时隙的过程，从而提高大带宽业务的接入
37、成功率、切换成功率，提高系统容量和资源利用率。被移出的用户在新时隙中被接纳前也需要做接纳判决，如果不能通过接纳判决，则整合操作失败。资源整合是在用户接入过程执行的，对处理时延有较严格要求。资源整合在工程上使算法设计和实现简单、有效；能够配合终端支持多种业务，降低终端的复杂性。,快速DCA的资源整合流程,资源整合对性能的影响,快速DCA流程,DCA所具有的技术优势,提高了频谱利用率减少了掉话，提升了链路和系统的性能解决了大带宽业务低接入成功率提升了系统总的接入成功率解决了不对称业务资源优化适合非对称业务及多业务共存的系统弥补了终端的控制能力不足简化功率控制和切换的要求,切换概念与切换方式,越区切
38、换硬切换软切换接力切换,越区切换,在现代无线通信系统中，为了在有限的频率范围内为尽可能多的用户终端提供服务，将系统服务的地区划分为多个小区或扇区工作在移动通信系统中的用户终端经常要在使用过程中不停的移动，当从一个小区或扇区的覆盖区域移动到另一个小区或扇区的覆盖区域时，要求用户终端的通信不能中断，这个过程称为越区切换 说明：这里的通信不中断可以理解为可能丢失部分信息但不致影响通信。,硬切换,当用户终端从一个小区或扇区切换到另一个小区或扇区时，先中断与原基站的通信，然后再与新的基站建立通信硬切换技术在其切换过程中有可能丢失信息,硬切换示意图,硬切换流程,软切换,当用户终端从一个小区或扇区移动到另一
39、个具有小区或扇区时，在保持与原基站通信的同时，和新基站也建立起通信连接，与两个基站之间传输相同的信息，完成切换之后才中断与原基站的通信。优点：软切换过程不丢失信息，不中断通信缺点：存在需要占用的信道资源较多、信令复杂导致系统负荷加重、增加下行链路干扰等缺点，而且当终端在不同频点间进行切换时，仍然只能采用硬切换的方式，无法避免硬切换的缺陷。,软切换示意图,软切换流程,接力切换,接力切换适用于同步CDMA移动通信系统，是TD-SCDMA移动通信系统的核心技术之一。采取了上行预同步的技术，由UE侧对目标小区进行预同步，但是并不占用目标小区的码道，只有当收到原服务小区下发的“DCCH Physical
40、 Channel Reconfiguration”信令时，才会先把上行链路接入到目标小区中，随后把下行链路也接入到目标小区中，而在这一过程中，实际上经过了UE测量，RNC判决，目标NodeB波束赋形，UE与目标NodeB上行同步完成，UE切换至目标NodeB，原NodeB释放信道几个步骤。其中涉及到的关键技术包括智能天线，上行同步，以及采用TDD的方式从而保证上下行链路的可互为估计性，基于这几种技术之上的接力切换可以说是为TD-SCDMA系统量身打造的切换方式。而接力切换也为TD系统带来了信道利用率高，切换成功率高，切换掉话率低，切换算法简单，较轻的信令负荷等优点。优点：将软切换的高成功率和硬
41、切换的高信道利用率综合到接力切换中，使用该方法可以在使用不同载频的SCDMA基站之间，甚至在SCDMA系统与其他移动通信系统如GSM、IS95的基站之间实现不中断通信、不丢失信息的越区切换。,接力切换过程,接力切换中的 测量过程 UE对本小区基站和相邻小区基站的导频强度进行测量接力切换的判决过程 根据各种测量信息合并综合系统信息，依据一定准则和算法来判决UE是否应当切换接力切换的执行过程 将通信链路由当前服务小区切换到目标小区,接力切换示意图,UE收到切换命令前的场景（上下行均与源小区连接）,UE收到切换命令后执行接力切换的场景（利用开环预计同步和功率控制，首先只将上行链转移到目标小区，而下行
42、链路仍与源小区通信。基站B（目标小区）和基站A（源小区）在各自的下行链路上发送相同的数据，但是此时UE只在基站A的下行链路上接收数据。）,UE执行接力切换完毕后的场景（经过N个TTI后，下行链路转移到目标小区，完成接力切换）,接力切换流程,切换方式总结,硬切换：节约资源，易于实现，但是切换成功率低，容量引起掉话软切换：高切换成功率，但是浪费资源，成本高接力切换：设计思想是利用TDD系统特点和上行同步技术，在切换测量期间，利用开环技术进行并保持上行预同步，即UE可提前获取切换后的上行信道发送时间、功率信息；在切换期间，可以不中断业务数据的传输，从而达到减少切换时间，提高切换的成功率、降低切换掉话
43、率的目的,TD系统中的HSDPA技术,背景：TD-SCDMA 采用 TDD 的双工方式，可以动态地调整上下行时隙，较好地支持非对称业务。但是，由于无线数据业务的急剧增加，上下行业务量的非对称性会更加凸显出来。另外，系统本身必须更具有适合传输数据业务一些特性，如高数据量、高突发性、高可靠性等。对此，在第三代移动通信技术的发展过程中，3GPP Release 5 版本规范中引入了一个重要的增强技术 HSDPA（High Speed Downlink Packet Access）,TD系统HSDPA的实现,通过引入几种新的传输信道(高速下行共享信道HS-DSCH)和物理信道(高速下行共享物理信道HS
44、-PDSCH；共享控制信道HS-SCCH；共享指示信道HS-SICH)增强空中接口，并在UTRAN中增加相应的功能实体。从底层引入AMC（自适应调制编码）和HARQ（混合 ARQ）技术增加数据吞吐量。在整体构架上增强 Node B 的处理功能，在Node B中的MAC层中引入一个新的MAC-hs实体，专门完成HS-DSCH的相关参数和HARQ协议等相关处理，在高层和接口加入相关操作信令。,TD系统HSDPA的信道（一）,传输信道HS-DSCH及其映射的物理信道HS-PDSCH，支持下行高速分组数据业务，负责传输用户数据，HS-DSCH信道采用了1和16两种不同的扩频系数，这样使得Node B可
45、以更加灵活地应对不同的信道条件，进行合理的分组数据调配，提高数据的传输速率,TD系统HSDPA的信道（二）,共享控制信道（HS-SCCH）是下行物理层控制信道，负责传输对HS-DSCH信道解码所必须的控制信息 共享指示信道（HS-SICH）信道是上行信道，负责传输必要的反馈控制信息，主要是对传输分组的应答和下行链路质量的反馈信息,HSDPA中的AMC,AMC自适应调制编码 TD-SCDMA以AMC的方式，即通过改变调制方式和信道编码来调整传输速率。HSDPA调制分为QPSK和16QAM两种。在有利位置的用户（如离基站较近的用户）会被分配较高的调制等级和较高的编码速率（例如16QAM和R=3/4
46、的码率），而在不利位置的用户（接近小区边缘的用户）会被分配较低的调制等级和编码速率（例如QPSK和R=1/2的码率）,HSDPA中的混合自动重传HARQ,混合自动重传HARQ（Hybrid Automatic Repeat reQuest）结合了自动重传请求（ARQ）和前向纠错（FEC）技术相的一种纠错方法，通过发送附加冗余信息，改变编码速率来自适应信道条件，是一种基于链路层的隐含的链路自适应技术。在HSDPA中，HARQ技术主要作用是补偿AMC选择的传输格式不恰当带来的误码。,HARQ+AMC,AMC的机制提供了大动态范围的粗略的、慢速的自适应控制HARQ的机制则提供了小动态范围的精确的、快
47、速的自适应控制AMC的机制对测量的误差和时延敏感HARQ是对信道即时状态的反应，与测量误差和时延无关将HARQ与AMC这两种链路自适应技术结合使用可以取得比较理想的效果，即AMC基于信道测量结果等信息大致决定数据传输速率，HARQ在此基础上根据实时信道条件再对数据传输速率进行微调。,HSDPA中的快速分组调度,为了能更好地适应无线信道的快速变化，HSDPA技术中将调度功能单元放在Node B新增的MAC-hs功能实体中。根据无线信道的质量状况、等待发送的数据量、业务的优先级、UE的能力级以及可分配的资源等因素，分组调度算法可快速地实现共享资源的最优分配。,多载波HSDPA,TD-SCDMA单小
48、区多载波是指在一个小区内同时支持多个载波，其中定义一个主载波，其它载波为辅载波。只有主载波TS0时隙上有公共控制信道，而专用信道可配置在主载波和辅载波上。这样，在不增加小区数量，不影响邻区关系和TS0公共物理信道覆盖的前提下，通过增加载波扩大了小区的容量。多载波HSDPA是指一个UE可以同时使用多个载频的HSDPA资源，这样使得UE的理论峰值速率大大提高，理论上单载波HSDPA理论峰值速率为2.8Mbit/s，当采用N载波时，理论上可以获得N倍的2.8Mbit/s的峰值速率。,多载波HSDPA,假设条件：SF=1，采用16QAM调制，HARQ的损耗情况暂不考虑：若采用1：5配置，每时隙传输的比特数为:7044（16AQM调制）2816bits每个子帧：28165（5个时隙传下行）14080bits则：传输速率：14080/0.0052.816Mbps,
