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1、TD-SCDMA无线网络关键技术,南京华苏科技有限公司,TD-SCDMA系统的关键技术,1.TDD时分双工方式 2.联合检测 3.智能天线 4.软件无线电 5.上行同步 6.动态信道分配 7.接力切换 8.功率控制,培训目标,学完本课程后，您应该能：1.了解联合检测技术的设计思想和优势2.列出智能天线技术给网络带来的好处3.知道TD-SCDMA采用上行同步技术的原因4.了解软件无线电技术的设计思想和对网络运营的益处5.了解基本的无线资源管理算法：信道配置，功率控制，接力切换等算法的原理和效果,目录,1.联合检测（Joint Detection）2.智能天线（Smart Antenna）3.上行
2、同步（Uplink Synchronization）4.软件无线电（Soft Defined Radio）5.TD-SCDMA无线资源管理 5.1 动态信道分配（Dynamic Channel Allocation）5.2 功率控制（Power Control）5.3 接力切换（Baton Handover）,目录,1.联合检测（Joint Detection）2.智能天线（Smart Antenna）3.上行同步（Uplink Synchronization）4.软件无线电（Soft Defined Radio）5.TD-SCDMA无线资源管理 5.1 动态信道分配（Dynamic Chan
3、nel Allocation）5.2 功率控制（Power Control）5.3 接力切换（Baton Handover）,传统接收机解调技术,能量,频率,ISI,MAI,热噪声,能量,频率,ISI,MAI,热噪声,1.每个用户的信号“分别”进行扩频码匹配处理2.只有在理想正交的情况下，才能完全消除多址干扰的影响,CDMA信号在空中传播,传统接收机解调,能量,频率,ISI,MAI,热噪声,能量,频率,热噪声,对多个用户的信号进行“联合”处理，充分利用用户信号的扩频码、幅度、定时、延时等信息，一步解调出所用用户的信号。,CDMA信号在空中传播,使用联合检测,联合检测的设计思想,联合检测的数学模
4、型,K个用户信道估计A,K个用户联合检测,用户A,用户B,用户K,用户数据X,接收数据A,用户1：e1=a11*x1+a21*x2其中e1、a11、a21已知，求x1,用户2：e2=a12*x1+a22*x2其中e1、a11、a21已知，求x1,联合求解：,e1=a11*x1+a21*x2e2=a12*x1+a22*x2,E=AX，确定性计算,联合检测的信道模型,联合检测的信道估计,1.只要接收端知道A（扩频码c和信道冲激响应h），就可以估计出符号序列d 2.扩频码c已知，信道冲激响应h可以利用突发结构中的训练序列（Midamble）求解,e=Ad+n,M*,M,h,h=M*/M,联合检测算法
5、,线性检测算法 匹配滤波算法 MF 迫零块均衡算法 ZF-BLE 最小均方误差块均衡算法 MMSE-BLE非线性检测算法 迫零反馈算法 ZF-DF 最小均方误差反馈算法 MMSE-DF,联合检测的效果,减少多址干扰和多径干扰，提高系统容量提高小区覆盖，改善业务质量降低UE的发射功率，提高待机及通话时间克服CDMA特有的“远近效应”，降低对功率控制的要求,联合检测技术的后续发展,更快 加快计算速度，支持更多用户数，提高系统容量更准 改进算法，支持对同频小区间用户的联合检测，进一步降低干扰 改进信道估计方法，尽量避免由于信道估计不准确影响干扰消除效果,目录,1.联合检测（Joint Detecti
6、on）2.智能天线（Smart Antenna）3.上行同步（Uplink Synchronization）4.软件无线电（Soft Defined Radio）5.TD-SCDMA无线资源管理 5.1 动态信道分配（Dynamic Channel Allocation）5.2 功率控制（Power Control）5.3 接力切换（Baton Handover）,智能天线的设计思想,智能天线系统的组成,天线阵列圆阵或线阵收发信机一个阵元一套射频收发单元智能天线算法,合分路器,W1,PA,W1,PA,W1,PA,S(t),智能天线算法基本原理,智能天线的效果,对用户起到空间隔离，消除干扰的作用
7、 最大化对期望用户的能量 最小化对其他用户的干扰阵列天线和赋型算法可以提供15dB以上的增益，从而 增加覆盖范围，减少站点数量 减少发射功率，延长移动台通话和待机时间 提高信号接收质量，增加系统容量智能天线的发射增益比接收增益大（仿真结果大约相差2-3dB），对于下行流量较大的非对称数据业务非常适合,智能天线的后续发展,开发双极化智能天线，减小天线 尺寸和重量采用光纤射频拉远单元（RRU），以光纤代替馈线，进 一步降低天馈成本,目录,1.联合检测（Joint Detection）2.智能天线（Smart Antenna）3.上行同步（Uplink Synchronization）4.软件无线电
8、（Soft Defined Radio）5.TD-SCDMA无线资源管理 5.1 动态信道分配（Dynamic Channel Allocation）5.2 功率控制（Power Control）5.3 接力切换（Baton Handover）,上行同步的基本概念,上行同步的目的,减小同时隙内用户间的上行多址干扰和多径干扰，增加小区容量和小区半径 Cch4,0=(1,1,1,1)Cch4,1=(1,1,-1,-1)1,1,-1,-1 1,1,-1,-1 Cch4,2=(1,-1,1,-1)Cch4,3=(1,-1,-1,1)1,-1,-1,1 1,-1,-1,1使TD-SCDMA具有区别于cd
9、ma2000和WCDMA的专利，具有自主知识产权,SF=4,理想无时延,延时1chip,上行同步建立,终端选择SYNC-UL,以估算的时间和功率发送,调整定时和功率，发送随机接入请求,基站检测到SYNC-UL，并回送定时和功率调整,发送随机接入响应，进行后续的信令接续,UpPCH(UpPTS),FPACH,FRACH(RACH),SCCPCH(FACH),UE,NodeB,上行同步保持,业务数据,业务数据,Midamble,SS,GP,目录,1.联合检测（Joint Detection）2.智能天线（Smart Antenna）3.上行同步（Uplink Synchronization）4.软
10、件无线电（Soft Defined Radio）5.TD-SCDMA无线资源管理 5.1 动态信道分配（Dynamic Channel Allocation）5.2 功率控制（Power Control）5.3 接力切换（Baton Handover）,软件无线电（SDR）的由来,解决多制式系统的“互通性”多种移动通信系统，各国制式、频率各不相同，不能互通、兼容，对于跨国漫游的人们带来了极大的不便减少技术演变过程中的投资浪费 技术的演进需要更换硬件，极大地增加了设备投资的成本，基站要全部更换,软件无线电（SDR）的设计思想,尽可能以软件（算法）实现射频硬件部分的功能 构造一个具有开放性、标准化
11、、模块化的通用硬件平台 各种功能，如工作频率、调制解调类型、数据格式、加密模式、通信协议等用软件来完成 使A/D和D/A转换器的工作频率尽可能靠近射频工作频段 新一代无线通信系统具有高度灵活性、开放性,软件无线电（SDR）实现模型,模拟前端,宽带A/D,数字下变频器,高速DSP处理器,宽带D/A,数字上变频器,软件无线电（SDR）实现的难度,高速数字信号采用技术 根据“奈奎斯特第一定律”，要想无失真地传递某一频率的信号，需要以不低于该信号最高频率2倍的采样频率进行采样 目前能够实现中频采样（100MHz），射频前端采用模拟技术实现 随着技术的发展，采样点逐渐向射频前端推进，最终达到射频部分 完
12、全数字化的目标,采用软件无线电后的效果,多种通信制式的设备共享硬件平台，节省机房，降低投资技术演进时只需要进行软件升级，新技术、新制式网络建设速度大大加快,目录,1.联合检测（Joint Detection）2.智能天线（Smart Antenna）3.上行同步（Uplink Synchronization）4.软件无线电（Soft Defined Radio）5.TD-SCDMA无线资源管理 5.1 动态信道分配（Dynamic Channel Allocation）5.2 功率控制（Power Control）5.3 接力切换（Baton Handover）,RRM的主要任务,为了保证所请
13、求的，需要将映射成接入层的一些特性，从而利用接入层的资源为本条连接服务通信配置在保证所请求的的前提下，使用户的发射功率最小，从而减少该对于整个系统的干扰，提高系统的容量和覆盖功率控制确保移动到其他小区（系统）后，能够继续得到服务，以保证切换控制贯穿整个过程的主线：保证，节约功率，减小干扰,的基本流程,：上层发送测量控制命令：开始测量测量的执行者：，：生成测量报告：通过算法进行判决，决策：资源的控制和执行,目录,1.联合检测（Joint Detection）2.智能天线（Smart Antenna）3.上行同步（Uplink Synchronization）4.软件无线电（Soft Define
14、d Radio）5.TD-SCDMA无线资源管理 5.1 动态信道分配（Dynamic Channel Allocation）5.2 功率控制（Power Control）5.3 接力切换（Baton Handover）,所请求信道资源的特性,业务类型（）会话类业务（）流类业务（）交互类业务（）背景类业务（）质量要求（）速率要求：用户和普通用户可以不相同,慢速和快速,：小区载频优先级动态调整，载频上下行时隙分配与调整，各时隙优先级的动态调整一般情况下，主载波优先级最高时隙优先级有两种设置方式：，适用于建网初期，容量小的场景各时隙按照负荷均衡的原则分配业务，试用于容量大的场景：针对每个的通信资源
15、的分配，主要是载频，时隙，信道码资源与码资源的分配管理,目录,1.联合检测（Joint Detection）2.智能天线（Smart Antenna）3.上行同步（Uplink Synchronization）4.软件无线电（Soft Defined Radio）5.TD-SCDMA无线资源管理 5.1 动态信道分配（Dynamic Channel Allocation）5.2 功率控制（Power Control）5.3 接力切换（Baton Handover）,功控的目的,克服远近效应克服阴影衰落和快衰落降低网络干扰，提高业务质量提高系统容量,功率控制的类型,开环功率控制：用于初始接入过程
16、闭环功率控制：用于业务进行过程上行，下行内环功率控制上行，下行外环功率控制,开环功率控制,测量导频信道功率,RACH,UE通过测量导频信道的接受功率，计算上行初始发射功率,TD-SCDMA采用TDD方式，上行、下行频率相同，因此对于上行初始功率的估计更准确，开环功率控制效果好于FDD方式,闭环功率控制上行内环功率控制,设置SIRtar,上行信号,发送TPC200次/秒,测量信号-干扰比SIR，并与SIR目标值相比较,NodeB控制UE的发射功率,SIRmeaSIRtar,TPC=00,SIRmeaSIRtar,TPC=11,SIRmea=SIRtar,TPC=00,闭环功率控制下行内环功率控制
17、,下行信号,发送TPC200次/秒,UE控制NodeB的发射功率,UE的L3软件模块设置SIRtar,L1测量信号-干扰比SIR，并与SIR目标值进行比较,闭环功率控制上行外环功率控制,内环功控,RNC通过功率调整SIRtar，间接控制UE的发射功率,BLERmeaBLERtar,SIRtar上升,BLERmeaBLERtar,BLERmea=BLERtar,设置BLERtar,RNC,设置SIRtar,上行信号,SIRtar下降,Do nothing,测量接收信号的BLER,并与BLERtar相比较,闭环功率控制下行外环功率控制,内环功控,UE通过动态调整SIRtar,间接控制NodeB的发
18、射功率,UE的L3软件模块测量接收信号的BLER，并与BLERtar相比较,目录,1.联合检测（Joint Detection）2.智能天线（Smart Antenna）3.上行同步（Uplink Synchronization）4.软件无线电（Soft Defined Radio）5.TD-SCDMA无线资源管理 5.1 动态信道分配（Dynamic Channel Allocation）5.2 功率控制（Power Control）5.3 接力切换（Baton Handover）,切换的分类,硬切换任何移动通信系统都能够支持软切换特有（，）接力切换特有,接力切换,接力切换的设计思想利用上行
19、同步技术，在切换测量期间，使用上行预同步的技术，提前获取切换后的上行通信发送时间，功率信息，从而达到减少切换时间，提高切换的成功率，降低切换掉话率的目的接力切换的优势相对于软切换，占用系统资源少，提高了系统容量相对于应切换，业务中断时间很短，且掉话率低,切换的基本过程,信号强度是否切换？：预同步信号质量向哪个小区切换？：向目标小区下发切换请求干扰水平：通过源小区向下发切换命令,测量,判决,执行,问题,请说明联合检测的设计思想，以及采用该技术后带来的好处请说明智能天线的设计思想，以及采用该技术后带来的好处请说明系统采用上行同步技术的原因请说明采用思想设计的系统给网络运营带来的好处对于某种业务，其指标主要包括哪些方面的内容？请说明开环，闭环功率控制的区别请说明上行内环，外环功率控制的区别请说明硬切换，软切换和接力切换各自的特点,谢谢,
