TD-SCDMA工作原理

1、.1TD-SCDMA 工作原理.2第一章第一章TDSCDMA概述概述一、什么是一、什么是TDSCDMA二、二、TDSCDMA的多址方式的多址方式三、为什么采用三、为什么采用TDSCDMA四、四、 TDSCDMA主要参数主要参数五、五、 TDSCDMA主要优势主要优势六、六、 TDSCDMA标准进展标准进展七、中国七、中国3G频谱分配频谱分配八、产品演进方案八、产品演进方案.3一、什么是TD-SCDMATime Division-Synchronous Code Division Multiple Access(时分双工的同步码分多址)ITU正式发布的第三代移动通信空中接口技术规范之一，它得到了

2、3GPP的全面支持；集CDMA、TDMA、FDMA技术优势于一体、系统容量大、频谱利用率高、抗干扰能力强；采用智能天线、联合检测、接力切换、动态信道分配、上行同步等先进技术，有效提高系统性能.4二、TD-SCDMA的多址方式.5三、为什么采用 TD-SCDMA?3G国际标准(ITU/3GPP)、TDD唯一商用标准支持不同环境需求，完全可以独立组网特别适合数据业务的非对称性频谱效率高网络规划和运营优势设备可靠性和成本优势差异化业务竞争国际漫游优势(全球TDD频段)未来演进优势运营先发优势.6 支持所有无线网络情景n伞形覆盖伞形覆盖n高起点容量高起点容量 n本地覆盖本地覆盖n容量扩充容量扩充n室内

3、覆盖室内覆盖 n容量扩充容量扩充n企业网络企业网络塔顶天线室外天线室内天线大区制大区制小区制小区制微小区制微小区制.7 业务上最佳适应于实现无线因特网n实现了对无线网络的要求n由用户应用产生的适于上下行不对称的包交换业务，高效利用系统资源n混合了面向连接和无连接业务，允许多种应用方案（例如：语音+数据）n可变化的用户数据速率 （8 kbit/s . 2 Mbit/s）n由”尽力而为”（2G）向”业务质量”（QoS，3G）演变.8四、TD-SCDMA主要参数多址接入方式: TDMA/DS-CDMA双工方式: TDD码片速率: 1.28Mcps载频宽度: 1.6MHz调制方式: QPSK，8PSK

4、编码方式: 1/2-1/3的卷积编码，Turbo编码.9 时分双工 (TDD)TD-SCDMA 的优势的优势n易于使用非对称频段易于使用非对称频段, 无无需具有特定双工间隔的成需具有特定双工间隔的成对频段对频段n适应用户业务需求，灵活适应用户业务需求，灵活配置时隙，优化频谱效率配置时隙，优化频谱效率n上行和下行使用同个载频，上行和下行使用同个载频，故无线传播是对称的故无线传播是对称的,有有利于智能天线技术的实现利于智能天线技术的实现 n无需笨重的射频双工器，无需笨重的射频双工器，小巧的基站，降低成本小巧的基站，降低成本时分双工时分双工 (TD-SCDMA):上行频带和下行频带相同上行频带和下行

5、频带相同 D U D D D DDD频分双工频分双工 (FDD):上行频带和下行频带分离上行频带和下行频带分离 DD D D DDDUU上行D下行未使用 资源:.10TDD双工方式问题考虑双工方式问题考虑峰值/平均发射功率之比随时隙数增加而增加(低速/话音业务)TDD系统对峰值/平均发射功率比有要求,此比值随时隙数增加而增加，例如TD-SCDMA可能增加7dB；而UTRA-TDD则可能增加12dB(单时隙业务)因CDMA要求线性工作，对发射功率和功率放大器要求较高，TD-SCDMA使用智能天线，基站接受灵敏度增加9dB，固仍然可能使用低发射功率达到较远通信距离通信距离(小区半径)主要受电波传播

6、的时延所限制。对于TD-SCDMA系统，典型小区半径设置在11公里。如果允许引入部分干扰，小区半径可达到40-50公里。采用多时隙不连续传输方式，抗快衰落和多普勒效应能力比连续传输的 FDD方式差，ITU仅要求TDD系统支持终端移动速度为120km/h。但仿真试验结果表明在目前的芯片及算法条件下，可高于该值。.11TDD和和FDD在第三代移动通信中必要的两种双工方式FDD适合于大区制的全国系统适合于对称业务，如话音、交互式实时数据业务等TDD（TD-SCDMA）尤其适合于高密度用户地区：城市及近郊区的局部覆盖适合于对称及不对称的数据业务，如话音、实时数据业务、特别是互联网方式的业务能提供成本低

7、廉的设备预计在预计在3G3G中，使用移动卫星实现全球覆盖，使用中，使用移动卫星实现全球覆盖，使用FDDFDD提供大区制对称提供大区制对称业务，全国网，特别在城市及近郊区使用业务，全国网，特别在城市及近郊区使用TD-SCDMATD-SCDMA系统，用多模终端系统，用多模终端实现漫游实现漫游.12五、TD-SCDMA主要优势完全满足对3G 业务与功能的需求能在现有稳定的GSM网络上迅速而直接部署能实现从第二代到第三代的平滑演进完全满足第三代业务的要求突出的频谱利用率和系统容量无需使用成对的频段支持蜂窝组网，可以形成宏小区、微小区及微微小区，每个小区可支持不同的不对称业务灵活、自适应的上下行业务分配

8、，特别适合各种变化的不对称业务(如无线因特网)系统成本低.13灵活高效的频谱使用每个载频带宽为1.6MHz（FDD模式为2*5MHz）在相同的频带宽度内，可支持的载波数大大超过FDD模式可单个频率使用在频率资源紧张的国家和地区，频率可单个使用，频谱使用灵活因特网的应用导致上、下行数据业务流量的明显不同对上行与下行进行无线资源的自适应分配是频谱利用率优化的关键由于使用了智能天线，提高了系统容量智能天线波束指向用户，降低了多址干扰，提高了系统的容量，频谱效率加倍。无线干扰的最小化设计是实现最高频谱利用率的又一关键点.14更高的频谱利用率鸡尾酒会效应：CDMA系统为干扰受限系统，服务质量(QoS)、

9、比特率和覆盖范围在动态环境中互相依赖，功率控制及无线资源的优化管理至关重要。和WCDMA、CDMA2000相比，TD-SCDMA在设备实现中，更容易做到功率及无线资源的精细管理与控制，提高信道利用率，降低了每用户的平均成本。.15更高的语音频谱利用率频谱利用率相对较高，每用户平均成本低。频率容易规划，可“见缝插针”，充分利用零碎频段。.16更高的数据频谱利用率 10M带宽频率，WCDMA可支持一个载波，TD-SCDMA可支持六个载波。 TD-SCDMA在非对称设置下，其数据传输的频谱利用率是WCDMA的2倍。.17灵活的上下行分层容量配置特别适合不对称数据业务，快速满足业务的动态发展需求。提升

10、网络资源利用率，节约运营费用。.18灵活的上下行区域容量配置特别适合不对称数据业务，快速满足业务的动态发展需求。提升网络资源利用率，节约运营费用。.19呼吸效应不明显智能天线和TDD时分效应.20覆盖与容量相关联负载因子直接与每小区支持的话务量有关更多的话务意味着更多的干扰小区呼吸最大建议负载: 70 %（ 典型 30-50 %）50%的负载意味着链路预算中减少3dB051015202500,20,40,60,81Load factorLoss (dB)BS小区呼吸小区呼吸更高负载更高负载BS服务质量小区覆盖小区容量优化及调整.21WCDMA中的小区呼吸话务负载话务负载直接影响直接影响小区大小

11、小区大小在网优时在网优时可用可用RRM控制小区控制小区呼吸呼吸0%0%20%20%40%40%60%60%80%80%100%100%0 00. 10. 10. 20. 20. 30. 30. 40. 40. 50. 50. 60. 60. 70. 7Traffi c l oad factorTraffi c l oad factorRel ati ve cel l si zeRel ati ve cel l si ze增加负载至增加负载至 800 kbps 覆盖缩小覆盖缩小低负载低负载 200 kbps 大覆盖大覆盖128 kbps64 kbps8 kbps144 kbps64 kbps64

12、 kbps144 kbps144 kbps64 kbps64 kbps.22覆盖收缩效应不明显.23接力切换资源占用少15TD-SCDMA采用接力切换，一个用户不同时占用多个基站的空中业务信道资源及其网络传输资源。节约了基站资源，增加了用户接入量。节约运营商网络传输资源，减少运营投入。简化了RAN系统的处理，提高了集成度。.24动态信道分配提高资源利用定义在终端接入和链路持续时间期间，对信道进行动态信道分配和调整应用信道调整:降低掉话率资源整合:提高接入率.25系统成本低系统频谱利用率高、容量大同一基站支持的用户数多，系统及服务费用降低使用智能天线不需使用大功率射频器件，基站成本大幅度下降系统

13、可靠性高，维护费用低.26六、TD-SCDMA标准进展TD-SCDMA和WCDMA同属3GPP范畴，一个TDD模式，一个FDD模式。3GPP对R4版本(及后向兼容的R99版本)的冻结，也标志着TD-SCDMA R4版本的稳定。3GPP对R5、R6版本的完善，相关TD-SCDMA的部分也在同步的完善。TD-SCDMA和WCDMA在标准上的成熟度是完全一样的。密切跟踪(预研)后3G新技术的发展。.27TD-SCDMA标准进展TD-SCDMA标准在3GPP R4方面的进展与WCDMA完善状况一样，对R4版本按时冻结；维护及修改相关标准: 目前LCR TDD Uu较稳定，相关修改很少； Iub接口有少

14、量修改文稿； 经过研究对部分RRM射频参数做了一些修改。.28TD-SCDMA标准进展对3GPP R5/R6标准完善、更新及发展UDHSA(上下行高速接入)专用/共享资源的快速分配IMS（多媒体子系统）:全IP软切换，实现与NGN的融合MBMS:单向、点到多点、向大量用户传输高速数据空中接口基站同步方法:利用DwPTS进行基站间同步终端定位:信号到达角(AOA)辅助定位方法(由智能天线和上行同步共同完成).29七、中国3G频谱分配.30八、产品演进方案.31第二章 无线资源管理一、什么是无线资源管理二、无线资源管理有何必要三、RRM在协议层中的位置四、TD-SCDMA系统特点五、TD-SCDM

15、A系统资源内涵六、TD-SCDMA系统无线资源管理七、功率控制八、TD-SCDMA系统切换控制方案九、TD-SCDMA系统接纳控制方案十、 TD-SCDMA系统动态信道分配方案十一、负荷拥塞控制十二、 TD-SCDMA无线链路监测方案十三、 TD-SCDMA系统系统数据包调度方案.32一、什么是无线资源管理？无线资源管理就是对移动通信系统中的有限无线资源进行分配和管理，使系统性能和容量达到联合最佳状态。.33二、无线资源管理有何必要？由于CDMA是统计时分复用资源，每个载波所有的用户共享频率、时间和功率资源，因此，CDMA是一个干扰受限系统，它必须在有效的无线资源管理和网络的优化规划等技术的配

16、合下，才能获得理想的频谱利用率。RRM是提高和优化系统和网络性能核心技术，也是影响移动通信设备和整体系统性能的关键部分。其最终目的是保证网络服务质量(QoS)的前提下，最大限度的提高频谱利用率和系统容量。.34三、RRM在协议层中的位置.35四、TD-SCDMA系统特点TDD 模式独特的帧结构TDMA/CDMA/FDMA/SCDMA智能天线联合检测上行同步软件无线电.36五、TD-SCDMA系统资源内涵.37六、TD-SCDMA系统无线资源管理频率功率码道时隙空间域虚拟物理资源 频率 功率 码道 时隙 空间域 虚拟物理资源TDD系统FDD系统.381、RRM主要过程功率控制过程负荷控制过程接纳

17、控制过程切换控制过程AMR模式控制包调度控制动态信道分配(DCA) 功率控制过程 负荷控制过程 接纳控制过程 切换控制过程 AMR模式控制 包调度控制 动态资源分配(DRC)TDD系统FDD系统.392、RRM使用的准则功率准则基于接收功率基于发射发射功率基于干扰功率容量准则基于吞吐量基于资源利用率基于覆盖 质量准则 基于QoS 基于SIR 基于BER 容量准则 .403、新技术对无线资源管理的影响智能天线对无线资源管理的影响联合检测对无线资源管理的影响上行同步对无线资源管理的影响.41七、功率控制1、什么是供率控制 通过一定的机制和算法控制发射机的发射功率，使发射机以合适的功率大小发射信号。

18、.422、功率控制有什么好处？最小化网络干扰，小区内/间干扰通过控制，保证上下行链路的质量对抗阴影衰落和快速衰落克服远近效应，减轻角效应省电，减少UE和基站的发射功率最终提高系统容量和性能最终提高系统容量和性能.433、功率控制方法常用功率控制方式分类1按实现方式集中式/分布式2按通信链路上行/下行(前向后向)3按环路方式开环/外环/内环4按所用准则强度/信噪比/误码(块)率5按调整方式理想功控/非理想功控.444、功率控制要研究的问题周期步长时延准确度收敛性.455、TD-SCDMA系统功率控制方案TD-SCDMA系统功率控制特点TD-SCDMA系统功率控制方案.466、TD-SCDMA系统

19、功率控制特点简单精确的开环功率控制简单稳步的外环功率控制简单实用的内环功率控制.477、开环功率控制(1)主要用于随机接入过程，补偿路径损耗和阴影、拐角等效应带来的功率变化(2)与内环功控相结合，提高快速功控的效果和性能.488、TD-SCDMA系统外环功控为内环功控设置SIRtarget根据环境的变化调整SIRtarget设置链路的SIRtarget范围主要用于DPCH.499、内环功率控制方案方法:基于检测接收机端的接收信噪比来进行发射功率调整的目的:使发射机以合理的功率发射，既不能低也不需要高作用:对抗各种衰落，降低系统干扰.5010、TD-SCDMA系统功控-快速内环+开环方法1. 快

20、速内环+周期性的开环调整方法2. 快速内环+事件触发的开环调整.5111、功率控制技术演进新技术对功控的影响功率控制的演进方向.5212、智能天线对功率控制的影响减轻干扰，抗远近干扰的能力较强功率控制的边界约束条件较为宽松对功率控制的要求降低了使功率控制的流程发生变化功率控制的平衡点方程变得复杂.5313、联合检测对功率控制的影响能有效降低小区MAI，从而降低了CDMA系统中远近效应，进而降低功率控制要求不能只通过对功控模型的某些参数的简单修正得到，而是具有较为复杂的非线性关系.54八、 TD-SCDMA系统切换控制方案切换控制概述TD-SCDMA系统切换解决方案TD-SCDMA系统接力切换优

21、势切换控制技术演进方向.551、切换控制概述什么是切换？为什么要设计切换触发切换的主要因素？切换控制分类切换控制基本过程切换控制要研究的问题.562、什么是切换？ 在移动通信系统中，当呼叫中的移动台从一个小区移动到另一个小区，或由于无线传输、业务负荷量调整、激活操作维护、设备故障等原因，为了保证通信的连续性，系统要将该移动台与旧的小区建立的联系转移到新的小区上。这就是“越区切换”，简称“切换”。.573、触发切换的原因？信号强度通信质量移动速度网络原因.584、切换的分类方式硬/软(更软)/接力切换同频切换、异频切换小区内切换/小区间切换系统内切换/系统间切换其他分类方式(同步/异步).595

22、、切换的基本过程切换控制过程测量过程判决过程执行过程切换的基本流程控制流程信令流程.606、切换控制要研究的问题切换准则确定切换参数选择切换性能评估.61(1)、切换准则确定基于信号强度准则基于信号质量准则基于干扰准则基于负荷准则基于链路预算准则基于速率准则基于联合算法准则.62(2)、切换的参数选择 切换判决所用参数信号强度门限参数质量门限参数负荷/干扰门限类门限参数其他门限参数.63(3)、切换性能评估系统切换率切换成功率系统掉话率呼叫阻塞率资源利用率.647、TD-SCDMA系统接力切换解决方案接力切换概述接力切换特点接力切换过程.65(1)接力切换概念 接力切换使用上行预同步技术，在切

23、换过程中，UE从源小区接收下行数据，向目标小区发送上行数据，即上下行通信链路先后转移到目标小区(2)接力切换特点具有硬切换和软切换两者优点克服硬切换和软切换两者缺点(3)接力切换应用应用于同步TDD系统中TD-SCDMA系统已使用.66（4）接力切换过程测量过程预同步过程判决过程执行过程.67接力切换的过程预同步接力切换预同步过程分为开环预同步和闭环预同步开环预同步是针对基站间同步偏差固定，且同步精度高的情况闭环预同步，基站间不同步时采用闭环预同步，移动台与目标基站间需要一个反馈过程确定上行时间提前量.68接力切换过程判决切换判决过程主要是RNC根据切换判决算法，确定移动台是否需要切换，以及切

24、换到哪个小区。切换判决算法主要依据移动台测量的P-CCPCH功率或信噪比，一些算法加入负荷等网络信息。切换判决算法可以使用绝对门限、相对门限以及两种结合的方法。.69接力切换过程执行RNC判决移动台切换后，在目标小区为移动台分配信道。RNC通知目标小区为移动台建立无线链路。RNC通过Iub接口同时发送数据。RNC通知UE将物理信道重配置到目标小区。UE执行重配置，使用新的信道回重配置完成。RNC收到重配置完成后通知原服务小区将无线链路释放。.70（5）接力切换的优势充分利用同步网络优势，在切换操作前使用预同步技术，使移动台在与原小区通信保持不变的情况下与目标小区建立同步关系。在切换操作中大大减

25、少因失步造成的丢包，这样在不损失容量的前提下，极大的提升了通信质量。大大缩短切换过程中的时延。降低了网络中的干扰，提升了容量和质量。接力切换具有硬切换和软切换两者的优点。.718、切换控制技术演进方向新技术的影响自适应门限多级业务切换跨时隙业务的切换准则方法多频点中的切换不同扇区或波束间的切换.72九、 TD-SCDMA系统接纳控制方案接纳控制概述TD-SCDMA系统接纳控制解决方案TD-SCDMA接纳控制方案性能优势接纳控制技术演进方向.731、接纳控制概述什么是接纳控制？为什么要做接纳控制？CDMA与TDMA&FDMA比较接纳控制基本方法接纳控制算法的性能评估.74（1）什么是呼叫接纳控制

26、？Call Admission Control (CAC) 判断发起呼叫的用户是否可以接入系统，从而分配无线资源防止系统过载保证业务的服务质量(包括新用户和已连接用户).75(2)何时使用接纳控制？UE的初始接入、无线承载建立UE发生切换处于连接模式的UE需增加业务.76(3)CDMA与TDMA&FDMA接纳控制比较TDMAFDMACDMATD-SCDMA基于时隙资源硬判决基于频点资源硬判决基于负荷资源软判决基于频点资源硬判决基于负荷资源软判决.77(4)接纳控制基本方法基于硬资源的CAC基于干扰的CAC基于负荷的CAC基于链路增益矩阵的CAC.78(5)接纳控制要研究的问题采用何种接纳控制准

27、则接纳控制门限参数的选择确定接纳控制方法的性能指标(接纳成功率、系统掉话率、系统资源利用率、算法复杂度等).792、TD-SCDMA系统接纳控制解决方案基于码道硬资源的接纳控制方法特点.803、TD-SCDMA系统接纳控制方法优势适合TD-SCDMA系统，简单实用.814、接纳控制技术演进方向多级业务系统中系统容量的归一化表示多级业务系统接入新用户的负荷增量预测多频点系统接纳控制方案结合智能天线技术的呼叫接纳控制结合联合检测技术的呼叫接纳控制结合定位技术的呼叫接纳控制.82十、 TD-SCDMA系统动态信道分配方案动态信道分配概述TD-SCDMA系统动态信道分配方案TD-SCDMA动态信道分配

28、方案优势动态信道分配技术的演进方向.831、动态信道分配概述什么是动态信道分配？动态信道分配所要解决的问题？动态信道分配要研究的问题？.84(1)动态信道分配基本概念将系统中的资源动态的分配给接入的业务。按照分配方式分类固定(FCA)动态(DCA)混合(HCA).85(2)动态信道分配所要解决的问题 如何确保业务QoS，如何充分有效的利用有限的信道资源，以提供尽可能多的用户接入是动态信道分配技术要解决的问题。DCA技术的研究对象频率、时隙、扩频码的分配利用空间位置和角度信息优化资源配置DCA是一种最小化系统自身干扰的方法，其减小系统内干扰的手段更为多元化.86(3)动态信道分配要研究的问题策略

29、:业务构成、系统负荷、网络性能指标、信道和干扰的变化情况主要方法慢速DCA快速DCA.872、TD-SCDMA系统动态信道分配方案慢速DCA(SDCA)为小区分配资源修改小区的公共配置和公共信息快速DCA(FDCA)为承载业务分配资源对用户进行信道分配和信道重配置.88(1)慢速DCA慢速DCA为小区分配资源:频域资源的规划(工作频点)时域资源的调配(上下行时隙的分配)基于干扰等为信道分配优先级.89上下行时隙分配(1).90上下行时隙分配(2).91上下行时隙分配(3)划分小区上下行时隙比例，SDCA算法的主要工作之一，也是研究的热点和难点策略追求整个系统的容量最大化兼顾系统对各个小区多种业

30、务阻塞率的要求.92信道优先级的分配(1)为接纳控制作准备涉及到资源分配的原则单载波系统信道优先级是时隙优先级.93信道优先级的分配(2)常用方法:系统负荷Node B和UE测量的本地干扰各时隙的干扰容限空闲码道数的多少依据业务确定设定优先级.94(2)快速DCA信道选择信道调整资源整合.953、DCA所具有的技术优势提高了频谱利用率减少了掉话提升链路和系统性能解决了大带宽业务低接入成功率增加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.964、动态信道分配技术演进方向如何根据小区负荷和上下行业务量比例关系的变化动

31、态的调整时隙分配结合定位技术、智能天线和联合检测技术进行灵活的信道分配利用智能天线的定向波束，减轻交叉时隙的干扰多频点系统中的DCA技术.97十一、负荷拥塞控制 通过一定的方法或准则，对系统承载能力进行监控和处理，确保系统在具有高性能高容量的目标下能稳定可靠的工作。.981、负荷拥塞控制的功能 LCC的主要功能是什么？Load & Congestion Control （LCC）预防拥塞拥塞控制.992、 LCC的基本步骤 步骤一、时隙负荷统计 步骤二、拥塞检测和拥塞恢复检测 步骤三、拥塞处理和拥塞恢复处理 测量上报、计算、门限判决、处理动作.1003、TD-SCDMA中LCC的特点以时隙为单

32、位统计负荷分级控制按拥塞的时隙个数划分级别增加了硬资源的拥塞判决和处理过程.1014、TD-SCDMA中负荷拥塞方案优势.1025、负荷拥塞控制技术的演进方向智能天线和联合检测技术的LCC多频点系统的LCC多业务系统负荷因子的归一化表示方法自适应门限研究.103十二、 TD-SCDMA无线链路监测方案无线链路监测概述TD-SCDMA无线链路监测解决方案TD-SCDMA无线链路监测性能优势.1041、无线链路监测概述什么是无线链路监测？为什么要做无线链路监测？与RRM其他模块的关系无线链路监测要研究的问题？.105(1)什么是无线链路监测？ 按一定的方式或准则对无线链路的质量进行监测，并根据监测

33、结果进行相应的处理。.106(2)为什么要做无线链路监测？无线链路质量不断变化协调RRM各模块之间的关系.107(3)无线链路监测需要研究的问题如何监测链路质量？如何监测链路恢复？如何调用其他模块？.1082、TD-SCDMA无线链路监测解决方案无线链路恶化监测无线链路恶化处理无线链路恶化恢复检测无线链路恶化恢复处理.109(1)RLS无线链路恶化检测无线链路质量监测无线链路恶化判决 此阶段的关键是如何有效检测链路质量和设计判决链路恶化的准则.110(2)RLS无线链路质量检测方法 基于导频强度和信号质量相结合的方法，包括:Node B单独上报参数的监测算法Node B和UE联合上报参数的算法

34、.111(3)RLS无线链路恶化处理 无线链路恶化处理是RLS算法的关键，包括三个步骤:判定恶化链路业务模型判定恶化原因确定处理方法，即调用优先级.112(4)RLS无线链路恶化恢复检测原由:经过恶化处理的无线链路，一段时间后链路有可能恢复正常，为了保证业务的QoS和充分利用系统资源，需要对进行过恶化处理的链路进行恶化恢复检测，以便采取相应的恢复处理措施。方法:对功率和信号质量进行测量，并与相应的门限值进行比较，确定链路是否已经恢复正常。.113(5)RLS无线链路恶化恢复处理恢复业务原有配置对只进行了DCA或HC处理的恶化链路不做恢复处理.1143、无线链路监测性能优势及时监测各个无线链路的

35、质量情况对恶化链路提供合理的处理解决方案及时对恶化恢复链路进行恢复处理使RRM各功能模块有机协调工作.115十三、 TD-SCDMA系统数据包调度方案包调度概述TD-SCDMA系统包调度解决方案TD-SCDMA系统包调度方案性能优势包调度技术演进方向.1161、包调度概述包业务的特点包调度的目的包调度算法组成.117(1)包调度特点尽力而为的传输Best Effort3G业务的重要组成部分业务很强的突发性Bursty.118(2)包调度的目的Packet Schedule数据包调度，简称包调度(PS)保证服务质量(QoS)尽可能利用系统资源，提高吞吐量动态的分配和调整报业无占用的资源传输速率发

36、射功率.119第三章TD-SCDMA系统结构一、基于GSM核心网的TD-SCDMA二、试验网结构三、无线接口协议结构.120一、基于GSM核心网的TD-SCDMA 基于GSM核心网技术的TD-SCDMA系统(如图1)，即采用TD-SCDMA的无线接入网络，接入到GSM协议的核心网中(可以是传统GSM设备，也可以是以IP核心交换机为构架的支持GSM协议的设备)； .121TSM标准建立在GSM标注和TD-SCDMA标准之上。它是对部分GSM规范加以修改或扩充，使之能够支持TD-SCDMA的物理层而得到的。TSM规范的编号及内容与GSM对应的规范相一致。.122TSM系统是GSM核心网络支持下的T

37、D-SCDMA系统。其标准基于TD-SCDMA标准，但又不同于TD-SCDMA标准。两者在物理层的基本结构上保持一致。TSM系统的核心思想就是在现有的GSM网络中用TD-SCDMA技术提供第三代移动通信业务，以实现GSM向3G的平滑过渡。.123一方面利用第三代移动通信频谱来解决GSM系统容量不足，特别是在高密度区用户容量不足的问题，另一方面可以为用户提供第三代移动通信业务，即在初期实现高达384kbps的多种速率的数据业务。.124 RNS BSCE CN BTSC BTSC Gb Abis+ UE MSC/VLR SGSN Gs GGSN GMSC Gn HLR/AuC Gr Gc C D

38、 E Gi PST N A Uu Gp G MSC/VLR Gn OM C-R OM C-S/G 上 层网 管 上 层网 管 双 模 UE BTS MS Um Abis 图1 基于GSM核心网的TD-SCDMA系统的基本结构空中接口(Uu接口)的无线接入部分使用TD-SCDMA技术；基站收发信机BTSC通过Abis+接口与基站控制器BSCE相连；BSCE通过A接口与MSC/VLR相连，通过Gb接口与SGSN相连；使用GSM核心网；.125图1中所涉及到的设备实体包括：移动台(UE):无线部分使用TD-SCDMA技术基站收发信机(BTSC):为一个小区服务的无线收发信设备。其无线部分使用TD-S

39、CDMA技术，通过Abis+接口与BSCE相连基站控制器(BSCE):具有对一个或多个BTSC进行控制以及相应呼叫控制的功能实体BTSC和BSCE设备组成了基站子系统(BSS)。基站控制器（BSCE）,它是保持原GSM的BSC硬件不变，仅对软件进行修改而成的。修改的主要目的是为了把原GSM的资源描述映射到TD-SCDMA的资源表中。这种映射在高层信令中将对无线资源控制子层（RRC）的协议造成影响，而其上层MM，CM和下层DL都不受影响。.126图1中所涉及到的设备实体包括：A接口和Gb接口与GSM系统完全相同，不需要任何修改。Abis+是在Abis标准基础上的升级。空中接口Uu的物理层在底层（

40、如射频、子帧结构、时隙结构及主要物理信道）和TD-SCDMA标准相同，其第二、三层结构主要基于GSM标准。.127图1中所涉及到的设备实体包括：移动业务交换中心(MSC):对位于它管辖区域中的移动台进行控制、交换的功能实体拜访位置寄存器(VLR):MSC为所管辖区域中MS呼叫接续所需检索信息的数据库。VLR存储与呼叫处理有关的一些数据，例如用户的号码、所处区域的识别、向用户提供的业务等参数归属位置寄存器(HLR):管理部门用于移动用户管理的数据库。每个移动用户都应在其归属位置寄存器中注册登记服务GPRS支持节点(SGSN):执行移动性管理、安全管理和接入控制和路由选择等功能网关GPRS支持节点

41、(GGSN):负责提供GPRS PLMN与外部分组数据网的接口，并提供必要的网间安全机制(如防火墙)。.128二、试验网结构 如图2、图3所示的现有GSM网络中，使用TD-SCDMA的BSS设备，而保持GSM的核心网络。它继续使用A接口和Gb接口来分别提供话音(包括电路交换型数据)和分组数据业务；继续使用GSM的SIM卡、鉴权中心、短消息中心和网络管理。整个试验系统由三部分组成：GSM核心网TD-SCDMA无线接入网(RAN)，包括BSCE，BTSC及相关的操作维护终端测试用终端，包括移动终端和固定终端、便携式PC、局域网服务器等。 另外，在考虑TD-SCDMA系统到GSM的切换(可选)时，在

42、组网结构中还需要增加相应的GSM系统的BSC和BTS(图中未包括)。.1291、单系统配置 BTSC BTSCBSCE MSC/VLR SGSNHLRInternetPSTNGGSNGSM 核心网TD-SCDMA 无线接入网单系统配置无线子系统设备包括2个BTSC(TD-SCDMA基站)和1个BSCE(TD-SCDMA基站控制器)。核心网设备包括MSC/VLR和SGSN/GGSN，HLR/EIR以及相关的操作维护设备。图2.1302、多系统配置 BTSC BTSCBSCE MSC/VLR SGSNHLRInternetGGSNBSCE BTSC BTSC BTSC MSC/VLR SGSNHL

43、RPSTNGGSNBSCE BTSC系统 1系统 2BSCE图3.1313、频率配置 设备工作频率：设备工作频率： 20102025MHzTD-SCDMA网络采用以下的工作频段项目BTSUE工作频率范围(MHz)2010-20252010-2025载波频率(MHz)2010.82012.42014.02015.82017.42019.02020.82022.42024.02010.82012.42014.02015.82017.42019.02020.82022.42024.0.1324、 TD-SCDMA空中接口参数载频间隔载频间隔: 1.6MHz每载波码片速率每载波码片速率: 每载波码片速

44、率为1.28Mcps扩频方式扩频方式: 直接序列扩频方式(DS)，扩频因子SF=1/2/4/8/16双工方式双工方式: TDD调制方式调制方式: QPSK和8PSK帧结构帧结构: 超帧720ms, 无线帧10ms 子帧子帧: 一个10ms无线帧由两个子帧组成，每个子帧长为5ms时隙数时隙数: 每子帧时隙数为7，作为业务信道，三个特殊时隙作为控制保护带保护带: TD-SCDMA系统间、TD-SCDMA与其它制式间的保护带待技术试验测试后确定。.1334、 TD-SCDMA空中接口参数信道编码信道编码: 卷积码、turbo码功率控制：开环+闭环控制长度：1dB、2dB或3dB控制速率：200次/s

45、支持核心网：GSM、MAP智能天线：基站由8个天线组成天线阵.1345、TD-SCDMA与WCDMA及GSM的切换TD-SCDMA(1.28Mcps TDD)与3GPP内其他模式之间的测量和切换已经在3GPP内进行讨论并正在完善之中TD-SCDMA -GSM: 测量和切换与UTRA 3.84Mcps TDD相同GSM - TD-SCDMA: 在GSM以后的版本中, 将会考虑向3G系统的切换问题, 包括向TD-SCDMA的测量和切换(在3GPP GERAN讨论).135三、无线接口协议结构 无线接口协议结构 无线接口高层各（子）层的主要 功能.136无线接口协议层结构 L3 control co

46、ntrol control control Logical Channels Transport Channels PHY L2/MAC L1 RLC DC Nt GC L2/RLC MAC RLC RLC RLC RLC RLC RLC RLC Uu接口无线协议栈的分层结构 BMC L2/BMC RRC control PDCP PDCP L2/PDCP .1371、无线接口协议层结构无线接口主要分为三层：L1层-物理层L2层-数据链路层，包括MAC层媒体接入控制 、RLC层无线链路控制、BMC层广播/多播控制、PDCP层分组数据汇聚协议L3层-网络层，包括无线资源控制RRC层等子层.138

47、RRC子层包含功能实体路由功能实体（RFE）广播控制实体（BCFE）寻呼及通告功能实体（PVFE）专用控制功能实体（DCFE）共享控制功能实体（SCFE）传输模式实体（TME）.1392、无线接口高层各（子）层的主要功能MAC层-完成逻辑信道和传输信道的映射RLC层-保证数据的正确有效传输RLC子层提供了3类SAP，对应于RLC的3种操作模式：非确认（UM）、确认（AM）、透明（TM）。BMC层-小区广播消息和分配等BMC消息的保存和传送。广播/多播控制子层（BMC）位于用户平面，处于RLC子层上，是L2的一个子层。该子层除了广播/多播服务以外的其它服务都是透明的。在网络侧（UTRAN）侧；B

48、MC子层对于每个小区都有一个BMC实体。每个BMC实体要求单独占用一个逻辑信道CTCH，BMC要RLC提供非确认模式服务。.140BMC子层的功能存储小区广播（CB）消息；业务流量监控和小区广播服务（CBS）的无线资源请求；BMC消息的调度；1.把BMC消息发送给用户。.141PDCP层- IP数据流的头部压缩与解压缩(如：TCP/IP 和RTP/UDP/IP头部)以及将非接入层送来的PDCP-SDU转发到RLC层。分组数据汇聚协议（PDCP）子层；PDCP子层协议应用在PS域，每个PS域的无线接入承载（RAB）都与一个无线承载（RB）相关联；每个RB都与一个PDCP实体相关联，而每个PDCP

49、又都与一个RLC实体相关联.142PDCP子层功能在发送和接收实体中分别完成IP数据的头压缩和解压缩用户数据的发送1.对于配置为支持无损SRNS重定位的无线承载。.143层之间的业务接入点（SAP）在物理层和MAC子层之间的SAP提供传输信道，在RLC与MAC子层之间的SAP提供逻辑信道。.144第四章TD-SCDMA物理层结构物理层位于GSI参考模型中的最底层，它的主要任务是为上层提供数据传输服务以及完成其它一些基本过程，如物理层测量、小区选择、随机接入；同步建立与确定等。物理层向上层提供的服务主要通过层间抽象服务原语(Primitive)来实现，这种抽象服务原语描述了层间信息的逻辑交换。.

50、145原语共分四类.146一、物理信道1、物理信道结构 TD-SCDMA系统的物理信道采用4层结构：系统帧号、无线帧、子帧、时隙/码。系统使用时隙和扩频码来在时域和码域上区分不同的用户信号。.147信道的映射与组合传输信道的数据通过物理信道来承载，除FLASH和PCH两者都映射到物理信道S-CCPCH外，其它传输信道到物理信道都有一一对应的映射关系。即该传输信道的数据由该物理信道来承载。.148传输信道与物理信道的映射关系传输信道物理信道DCH专用物理信道 DPCHBCH主公共控制信道 P-CCPCH PCH辅公共控制信道 S-CCPCHFACH辅公共控制信道 S-CCPCH寻呼指示信道 PI

51、CHRACH物理随机接入信道 PRACHUSCH物理上行共享信道 PUSCHDSCH物理下行共享信道 PDSCH下行导频信道 DwPCH上行导频信道UpPCH快速物理接入信道FPACH.149 由表可见，所有的传输信道都有一个物理信道来与之相映射。而物理信道与传输信道没有映射关系。这些物理信道不承载来自传输信道的信息。PCH和FACH都映射到S-CCPCH，来自PCH和FACH的数据可以在物理层进行编码组合生成CCTrCH。RACH和BCH也不可能进行组合。.150传输信道：分公共传输信道、专用传输信道，位于MAC与物理层之间。.151物理信道分类专用物理信道(DPCH)用于承载来自专用信道(

52、DCH)的数据。公共物理信道主公共控制物理信道(P-CCPCH),用于承载来自传输信道BCH的数据。P-CCPCH使用两个码分信道来承载BCH数据。UE上电后将搜索并对该信道上的数据解码，以获得小区系统信息。辅巩固控制物理信道(S-CCPCH)用于承载来自传输信道FACH和PCH的数据。S-CCPCH也使用两个码分信道(S-CCPCH1和S-CCPCH2)来构成一个S-CCPCH信道时，该信道可位于任一个下行时隙，使用时隙中的任意一对码分信道和训练序列。.152物理信道分类快速物理接入信道(FPACH)不承载传输信道信息，Node B使用FPACH来响应在UpPTS时隙收到的用户接入请求，调整

53、用户的发送功率和同步偏移。物理随机接入信道(PRACH)用于承载来自传输信道RACH的数据。物理上行共享信道(PUSCH)用于承载来自传输信道USCH的数据。所谓共享指的是同一物理信道可由多个用户分时使用。物理下行共享信道(PDSCH)用于承载来自传输信道DSCH的数据。寻呼指示信道(PICH)不承载传输信道的数据，但却与传输信道PCH配对使用。.1532、子系统子帧结构.1543、时隙、时隙(TS)结构结构每时隙由704 Chips组成，时长675us；业务和信令数据由两块组成，每个数据块分别由352 Chips组成；训练序列(Midamble)由144 Chips组成；16 Chips为保

54、护；可以进行波束赋形；Data352chipsMidamble144chipsGP16Data352chips675 s864chips.1554、训练序列 (Midamble)由144Chips组成：由长度为128的基本训练序列生成，基本训练序列（共128个） ；128个基本训练序列分成32组，以对应32个SYNC-DL码；每组为4个不同的基本训练序列，即一个小区可选择4个不同的基本训练序列；训练序列的作用：上下行信道估计；功率测量；上行同步保持；.1565、TD-SCDMA特殊时隙(275s).1576、DwPTS下行导频时隙n用于下行同步和小区初搜：n该时隙由96 Chips组成: 32

55、用于保护；64用于同步；时长75usn32组不同的SYNC-DL码，用于区分不同的小区；n为全向或扇区传输，不进行波束赋形；GP (32chips)SYNC-DL(64chips)75 s.1587、GP保护时隙96 Chips保护时隙，时长75us用于下行到上行转换的保护在小区搜索时，确保DwPTS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工作确定基本的基站覆盖半径.1598、UpPTS上行导频时隙用于建立上行初始同步和随机接入，以及越区切换时邻近小区测量；160 Chips: 其中128用于SYNC-UL，32用于保护SYNC-UL有256种不同的码，

56、可分为32个码组，以对应32种SYNC码，每组为8个不同的SYNC-UL码，即每一个小区对应于8个确定的SYNC-UL码BTSC从终端上行信号中获得初始波束赋形参数GP (32chips)SYNC-UL(128chips)125 s.1609、TD-SCDMA常规时隙.161位置：位于midamble的两侧TPC: 调整步长是1, 2或3dBSS；最小精度是1/8个chipTFCI；分四个部分位于相邻的两个子帧内.16210、TD-SCDMA码字.16311、波束赋形.16412、SYNC_DL、SYNC_UL和Midamble码 在3GPP的规范中， SYNC_DL、SYNC_UL和Mida

57、mble码都是以码片速率的形式给出的，因而不需要扩频，此外，这几种码在不同的邻近小区有不同的配置，因而也不需要进行加扰处理。但规范中给出的是码的实值序列，需进行复数化处理。.165二、物理层过程.1661、小区搜索.167小区搜索小区搜索搜索DwPTS，获得时隙同步通过相关方法确定SYNC-DL序号，进而可以确定该小区基本midamble的组号和扰码的组号。扰码和基本midamble码的识别接收P-CCPCH上midamble序列，通过相关方法确定基本Midamble序号，然后根据基本midamble码和扰码之间一一对应关系，确定扰码号（各种码对应关系）。控制多帧同步读取P-CCPCH上控制多

58、帧的MIB信息。读BCH信息.168l系统内切换系统内切换同频切换同频切换 异频切换异频切换小区内切换小区内切换l系统间切换系统间切换TDTD与与GSMGSM间的切换间的切换TDTD与其他与其他3G3G系统（系统（WCDMA/CDMA2000/TDD HCRWCDMA/CDMA2000/TDD HCR）间的）间的切换切换.169l硬切换硬切换系统间切换（Inter-RAT HO）l接力切换接力切换UE在进行硬切换前先与目标小区进行同步。其理论思想是利用上行同步技术，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信道发送时间、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

59、掉话率的目的。但与硬切换没有本质的区别，也不能确保切换过程中不掉话。l小区内切换小区内切换 基于通信质量而调整小区内时隙资源的分配。.170小区搜索(续)TDD系统的小区搜索和FDD系统的主要区别：上下行信号工作于相同频率，可能接收到附近用户的强上行信号DwPTS同时起Pilot和SCH的作用，处于没有其它本小区多址干扰的独立时隙。当DwPTS搜索到，下行同步便获得了。BTS之间同步，所有小区的DwPTS将出现在重叠的时隙，便于切换中进行测量搜索过程：设定载波频率；搜索DwPTS；获得BCH(在TS0时隙)搜索DwPTS的方法：接收并记录任意5ms的数据，用已知正交码序列在一个个窗口内求相关。

60、TS5TS4TS0TS2TS1GTS3TS6DwPTSUpPTSTS5TS45msTS6.1712、随机接入.172随机接入(续)随机接入必须完成的工作：上行同步、功率控制、系统获得接入要求、用户鉴权、分配业务码道等随机接入必须考虑的问题：RACH/FACH的高效率工作；防止碰撞的策略；加快接入速度。随机接入过程：UE：开环功率控制和开环同步控制，发射UpPTS，等待BTS回答BTS：控制UE的发射功率和时延，获得UE接入要求系统：鉴权和分配码道GDwPTSUpPTSTS5TS4TS0TS2TS1TS3TS6.1733、时间提前.1744、上行同步.1755、TD-SCDMA网络同步网络同步: