DSCDMA基础原理简介.ppt

TD-SCDMA 无线接入网原理,培训目标,学完本课程后，您应该能： 了解TD-SCDMA系统的发展和演进 阐明TD-SCDMA的双工技术及多址技术特点 描述TD-SCDMA采用的语音编码和信道编码 理解扩频码和扰码在TD-SCDMA系统中的用途 知道TD-SCDMA采用的调制方式,目 录,TD-SCDMA系统概述 双工技术和多址技术 TD-SCDMA无线基本原理 TD-SCDMA的语音编码 TD-SCDMA的信道编码 TD-SCDMA的帧结构和时隙结构 TD-SCDMA的扩频、加扰 TD-SCDMA的调制方式 TD-SCDMA的联合检测和智能天线,目 录,TD-SCDMA系统概述 双工技术和多址技术 TD-SCDMA无线基本原理 TD-SCDMA的语音编码 TD-SCDMA的信道编码 TD-SCDMA的帧结构和时隙结构 TD-SCDMA的扩频、加扰 TD-SCDMA的调制方式 TD-SCDMA的联合检测和智能天线,移动通信发展历程,AMPS,TACS,NMT,其它,第一代 80年代,模拟,TD-SCDMA与其他3G制式技术比较,1995年11月，CATT（电信科学技术研究院）和美国Cwill公司合资成立信威公司，开发SCDMA（大灵通）无线通信系统 1998年6月，CATT代表中国向国际电联（ITU）提交TD-SCDMA技术提案 1999年10月，CATT和西门子公司组建联合团队，合作开发TD-SCDMA系统 1999年11月5日，TD-SCDMA写入ITU-R M.1457规范 2001年3月16日，TD-SCDMA 写入3GPP R4 系列规范，成为了真正意义上的可商用国际标准 2002年10月，中国为TDD分配155MHz频率资源,TD-SCDMA发展历程,第三代公众移动通信系统的工作频段： （一）主要工作频段： 频分双工 (FDD) 方式： 1920-1980MHz / 2110-2170MHz 时分双工 (TDD) 方式： 1880-1920MHz、2010-2025MHz （二）补充工作频率： 频分双工 (FDD) 方式： 1755-1785MHz / 1850-1880MHz 时分双工 (TDD) 方式：2300-2400MHz （三）卫星移动通信系统工作频段： 1980-2010MHz / 2170-2200MHz,中国3G频谱分配,TD-SCDMA的含义： Time Division DuplexSynchronous Code Division Multiple Access 时分双工同步码分多址接入 这里的同步Synchronous含义就是上行下行同步。 我国目前TD-SCDMA使用频段2010-2025MHz,中国3G频谱分配,2002年10月30日，TD-SCDMA 产业联盟正式成立,TD-SCDMA发展历程,2003年8月29日。华为和西门子成立了合资公司：鼎桥 (TD-TECH)，研发TD-SCDMA技术 2004 年12 月9 日，温家宝总理在荷兰接通了来自北京的全球第一个TD-SCDMA 商用手机国际长途电话 2005 年3 月，TD-SCDMA 试验网在北京建成 2006年1月20日信息产业部正式颁布，3G三大国际标准之一的“中国标准” TD-SCDMA为我国通信行业标准 2007年4月，中国移动TD-SCDMA网络建设揭开序幕 2008年4月1日，中国移动TD-SCDMA网络放号，开始商用,TD-SCDMA发展历程 (续),Node B,RNC,CN,华为 中兴 上海贝尔阿尔卡特 所有符合UMTS标准的核心网供应商,测试仪器,华为 大唐 中兴 普天,华为 大唐 中兴 普天,泰克 安捷伦 罗德-施瓦茨 ,TD-SCDMA系统产业链,3G的业务应用会话型业务,语音业务和可视电话,3G的业务应用后台类业务,图铃下载,数据下载,E_mail收发,3G的业务应用流媒体业务,视频点播 (VOD),3G的业务应用交互类业务,GSM /GPRS BSS,BTS,BSC,NodeB,RNC,PCU,UMTS TD-SCDMA,SS7,SCP,SMS,SCE,PSTN ISDN,Internet, Intranet,HLR/AUC,SGSN,CG,BG,GGSN,GPRS backbone,Other PLMN,MGW,MGW,VMSC Server,GMSC Server,IP/ATM Backbone,Nc,Mc,Nb,RAN,CN,TD-SCDMA网络结构,UE,UTRAN总体结构图,网络结构和接口,TD-SCDMA的帧结构,Q3,Q4,Q3,Q4,Q1,Q2,Q1,Q2,Q3,2000,2001,2002,Q1,Q2,Q3,2004,Q1,Q2,2007,3GPP R4 LCR TDD,3GPP R5 HSDPA,3GPP R6 MBMS,3GPP R7 HSUPA,TD-SCDMA 标准进展3GPP,3GPP R8 LTE TDD,2010,20,四个核心业务能力： 带宽优势：改善客户体验 话音域支持视频、话音和数据并发、多媒体广播：3G特色应用,随着正式商用，3G特色业务会越来越多,TD核心业务能力,21,利用高带宽，提高视频播放效果 客户端达30帧/秒，WAP达15-20帧/秒，画面更流畅清晰（2G仅5-10帧/中等清晰度）,垂直专区入口影视/音乐/财经/体育/娱乐,3G网络下手机视频节目播放流畅，过渡至2G网络视频质量自动调整为2G网络下的视频质量。,全新3G手机视频WAP门户展现,增加热门推荐，包括视频内容推荐和文字信息推荐,手机视频业务是对2G用户体验提升最明显的业务，是3G业务粘性的重要体现,手机视频用户新体验,22,全曲下载和在线视听是无线音乐业务中用户体验提升明显的业务亮点，是3G粘性的重要体现,无线音乐用户新体验,速度：大幅提升下载速率，缩短下载时间，一首大小为1MB的全曲文件，下载时间将从现2G网平均130秒左右减少到3G网的10秒左右。 音乐随身听客户端：充分体现3G的带宽优势，针对3G手机推出专用新版客户端。,23,更好体验,对适合PC呈现的网页重新进行排版，适合手机展现,更快速度,大页面分为若干小页面，利用 压缩技术提高页面下载速度,方便使用,无需安装客户端，通过导航页面提供 常用网站列表，推荐关联网站,2G时代手机多数只能访问WAP网站，即使通过一些客户端软件能够实现访问互联网站，但访问速度慢 抓住3G契机，通过部署WEB网关，提升对用户访问互联网的体验、速度和便利性 具备对用户访问互联网的适配能力、加速能力、分析能力和业务推荐能力 优化用户体验，从“通道”转向“通道+应用”,为用户提供手机高速访问互联网的全新体验,24,3G业务总体规划思路,重点业务,亮点业务,储备业务,个人市场： 1、上网卡业务 2、手机上网业务 手机互联网、手机电视、全曲下载,家庭市场： 1、无线座机 2、家庭网关,集客市场： 行业解决方案,可视电话、多媒体彩铃、视频点播,视频会议、视频留言、视频共享、彩像,25,3G个人特色业务,数据卡,随e行3G卡,TD手机,可视电话,视频留言,视频会议,多媒体彩铃,视频共享,视频IVVR,可视电话补充业务,目 录,TD-SCDMA系统概述 双工技术和多址技术 TD-SCDMA无线基本原理 TD-SCDMA的语音编码 TD-SCDMA的信道编码 TD-SCDMA的帧结构和时隙结构 TD-SCDMA的扩频、加扰 TD-SCDMA的调制方式 TD-SCDMA的联合检测和智能天线,双工技术：区分用户的上行/下行信号,频分双工（FDD）：以不同频率区分上行和下行 优点：实现简单 缺点：上下行业务不对称时（主要是数据业务）频谱利用效率低 时分双工（TDD）：以不同时隙区分上行和下行 优点 在上下行业务不对称时可以给上下行灵活分配不同数量的时隙，频谱效率高 上行和下行使用相同频率载频，便于引入智能天线、联合检测等新技术 缺点 实现较复杂，需要GPS同步 和CDMA技术一起使用时，上下行之间的干扰控制难度较大,多址技术：区分不同用户,频率,码,时间,FDMATDMACDMA,F3TS3码1,F3TS2码2,F2TS1码3,F1TS1码4,TD-SCDMA使用的多址接入技术： FDMATDMACDMASDMA（智能天线）,目 录,TD-SCDMA系统概述 双工技术和多址技术 TD-SCDMA无线基本原理 TD-SCDMA的语音编码 TD-SCDMA的信道编码 TD-SCDMA的帧结构和时隙结构 TD-SCDMA的扩频、加扰 TD-SCDMA的调制方式 TD-SCDMA的联合检测和智能天线,TD-SCDMA通信模型,信源 解码,信源 编码,Interleaving,deinterleaving,信道编码 交织,去交织 信道 解码,调制,解调,射频发射,射频接收,无线信道,加扰,解扰,扩频,解扩,时隙 突发 脉冲,时隙 信息 提取,常用术语,Bit（比特）：经过信源编码的，含有信息的数据 Symbol（符号）：经过信道编码、交织后的数据 Chip（码片）：经过最终扩频得到的数据 Chip Rate (cps)：码片速率，CDMA系统的基础参数 TD-SCDMA系统码片速率为1.28Mcps Spreading Factor（SF，扩频因子）：扩频码的长度,TD-SCDMA通信模型,信源 解码,信源 编码,Interleaving,deinterleaving,信道编码 交织,去交织 信道 解码,调制,解调,射频发射,射频接收,无线信道,加扰,解扰,扩频,解扩,时隙 突发 脉冲,时隙 信息 提取,TD-SCDMA的信源编码,TD-SCDMA与WCDMA系统都是采用AMR (Adaptive Multi-Rate) 语音编码 编码共有8种，速率从12.2Kbps4.75Kbps，与目前各种主流移动通信系统使用的编码方式兼容，有利于设计多模终端 12.2kbps (GSM-EFR), 10.2kbps, 7.95kbps 7.40kbps (IS-641,US-TDMA speech codec), 6.70kbps (PDC-EFR) 5.90kbps, 5.15kbps, 4.75kbps,TD-SCDMA通信模型,信源 解码,信源 编码,Interleaving,deinterleaving,信道编码 交织,去交织 信道 解码,调制,解调,射频发射,射频接收,无线信道,加扰,解扰,扩频,解扩,时隙 突发 脉冲,时隙 信息 提取,TD-SCDMA的信道编码,信道编码的作用：增加符号间的相关性，以便在受到干扰的情况下恢复信号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 编码类型 语音业务：卷积码（1/2、1/3） 数据业务：卷积码或Turbo码 编码效率将直接影响用户对数据业务的体验,TD-SCDMA的交织,交织的作用：打乱符号间的相关性，减小信道快衰落和干扰带来的影响,1,1,1,1,3,3,3,3,4,4,4,4,发送端交织过程,这段数据处于深衰落，或者有强干扰,2,2,2,2,TD-SCDMA通信模型,信源 解码,信源 编码,Interleaving,deinterleaving,信道编码 交织,去交织 信道 解码,调制,解调,射频发射,射频接收,无线信道,加扰,解扰,扩频,解扩,时隙 突发 脉冲,时隙 信息 提取,无线帧 10ms,子帧,5ms,TS5,TS4,TS0,TS2,TS1,GP,TS3,TS6,DwPTS,UpPTS,TD-SCDMA帧结构：73,7个常规时隙（TS0TS6）3个辅助时隙 DwPTS：下行导频时隙，用于下行同步 UpPTS：上行导频时隙，用于上行同步 GP：上行、下行同步间的保护时隙,TD-SCDMA常规时隙（TS0TS6）结构,Midamble码：又称为训练序列，用于信道估计，估计结果用于联合检测算法 物理层控制信息：物理层过程（如功率控制、上行同步等）的控制信号,物理层控制信息,TD-SCDMA通信模型,信源 解码,信源 编码,Interleaving,deinterleaving,信道编码 交织,去交织 信道 解码,调制,解调,射频发射,射频接收,无线信道,加扰,解扰,扩频,解扩,时隙 突发 脉冲,时隙 信息 提取,TD-SCDMA使用的扩频码：OVSF (Walsh),OVSF：正交可变扩频因子，由Walsh矩阵生成 码道定义：Cch SF, k, SF为扩频因子，k 为码道号, 0 k SF-1,TD-SCDMA典型业务需要的扩频码资源,TD-SCDMA使用的上行扩频因子为1/2/4/8/16，下行为1或16,上行 公共信道,TS0,TS1,TS2,TS3,TS4,TS5,TS6,用户业务在时隙中的分配,下 行 公 共 信 道,TD-SCDMA通信模型,信源 解码,信源 编码,Interleaving,deinterleaving,信道编码 交织,去交织 信道 解码,调制,解调,射频发射,射频接收,无线信道,加扰,解扰,扩频,解扩,时隙 突发 脉冲,时隙 信息 提取,TD-SCDMA系统扩频码、扰码的区别,区别1：作用不同 扩频码