华为技术培训教程-TD-SCDMA_无线接入网原理.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-RM.1457规范2001年3月16日，TD-SCDMA写入3GPPR4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,2002年10月30日，TD-SCDMA产业联盟正式成立,TD-SCDMA发展历程(续),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),NodeB,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/GPRSBSS,BTS,BSC,NodeB,RNC,PCU,UMTSTD-SCDMA,SS7,SCP,SMS,SCE,PSTNISDN,Internet,Intranet,HLR/AUC,SGSN,CG,BG,GGSN,GPRSbackbone,OtherPLMN,MGW,MGW,VMSCServer,GMSCServer,IP/ATMBackbone,Nc,Mc,Nb,RAN,CN,TD-SCDMA网络结构,UE,Q3,Q4,Q3,Q4,Q1,Q2,Q1,Q2,Q3,2000,2001,2002,Q1,Q2,Q3,2004,Q1,Q2,2007,3GPPR4LCRTDD,3GPPR5HSDPA,3GPPR6MBMS,3GPPR7HSUPA,TD-SCDMA标准进展3GPP,3GPPR8LTETDD,2010,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,CDMA实现原理：码序列的相关性,CDMA实现原理：扩频,UE1:111UE2:11c1:11111111c2:11111111UE1c1：11111111UE2c2：11111111UE1c1UE2c2：02020202,UE1c1UE2c2：02020202UE1使用c1解扩：c111111111解扩结果：02020202积分判决：4（表示1）4（表示1）UE2使用c2解扩：c211111111解扩结果：02020202积分判决：4（表示1）4（表示1）,CDMA实现原理：解扩,CDMA实现原理：频域解释,功率谱,Echip,Eb/No=Ec/Io增益,码分多址（CDMA）的技术特点,抗干扰能力强，频率复用度高，频谱利用率大大提高保密性强：扩频后的信号近似白噪声系统的用户容量是软容量，各有利弊占用带宽较大：对功放要求高（耗电较大）自干扰系统系统内用户互相干扰，技术实现难度大,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ChipRate(cps)：码片速率，CDMA系统的基础参数TD-SCDMA系统码片速率为1.28McpsSpreadingFactor（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(AdaptiveMulti-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,7.95kbps7.40kbps(IS-641,US-TDMAspeechcodec),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12345678910111213141516171819202122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：CchSF,k,SF为扩频因子，k为码道号,0kSF-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：作用不同扩频码用于区分同一个小区相同时隙内的不同用户扰码用于区分不同小区，相邻小区需要分配不同的扰码区别2：对码序列的相关性的要求不同扩频码只需要关注码间互相关特性扰码不但关注码间互相关特性，还要考虑码本身的自相关特性,TD-SCDMA使用的扰码序列：Gold序列,Gold序列：由m序列的不同相位异或而成比m序列数量多：2n-1个（n为移位寄存器长度）码间干扰比m序列稍大（大10左右）TD-SCDMA的扰码长度固定为16chips，共有128个,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,调制的作用,把需要传递的信息送上射频信道不同的调制方式可以极大地影响空中接口提供数据业务的能力2PSK：定义2个相位，每个相位需要1个比特表示0018014PSK：定义4个相位，每个相位需要2个比特表示000900118010270118PSK（EDGE采用）：定义8个相位，每个相位由3个比特表示00004500190010135011180100225101270110315111,TD-SCDMA调制方式,QPSK4相移键控,16QAM16正交幅度调整用于HSDPA,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,复杂多变的无线传播环境,Distance(m),