TD-SCDMA第十一课-第十六课

1、 解读解读TD-SCDMA关键技术关键技术子学习情境二子学习情境二情境引入情境引入 众所周知，第三代移动通信系统的性能要远远优于众所周知，第三代移动通信系统的性能要远远优于你知道为什么你知道为什么TDSCDMA系统的抗干扰能力强、容量大、系统的抗干扰能力强、容量大、掉话率低、对人体辐射小吗？通过子学习情境二的学习，掉话率低、对人体辐射小吗？通过子学习情境二的学习，你就能找到答案。并对你就能找到答案。并对TD-SCDMA系统应用的新技术有全系统应用的新技术有全面的了解。本学习情境会向你全面介绍面的了解。本学习情境会向你全面介绍TDD技术、智能天技术、智能天线技术、联合检测技术、动态信道分配技术、

2、接力切换技线技术、联合检测技术、动态信道分配技术、接力切换技术和功率控制技术等关键技术在术和功率控制技术等关键技术在TD-SCDMA系统中的应用。系统中的应用。这也是你要成为这也是你要成为TD-SCDMA工程师必须掌握的理论知识。工程师必须掌握的理论知识。 子学习情境二：解读子学习情境二：解读TD-SCDMA关键技术关键技术内容内容1：TD-SCDMA与其他移动通信系统的比较与其他移动通信系统的比较 内容内容2: TD-SCDMA系统特有关键技术的应用系统特有关键技术的应用 3G频谱比较频谱比较60 MHz30 MHz FDDTDD100 MHz15MHz 40 MHz 155MHz17851

3、8501755188019201980 201020252110217022002400 Satellite Empty Satellite 2300关键技术比较关键技术比较时分双工时分双工 (TDD)上行频带和下行频带相同上行频带和下行频带相同 D U D D D D D频分双工频分双工 (FDD)上行频带和下行频带不同上行频带和下行频带不同 DUU 上行上行D下行下行UTD-SCDMAPHSWCDMACDMA2000GSMTD-SCDMA，PHS使用智能天线；使用智能天线；WCDMA, CDMA2000，GSM使用普通天线使用普通天线分集天线分集天线智能天线智能天线关键技术比较关键技术比较

4、联合检测联合检测（多用户检测技术）（多用户检测技术）Rake接收技术接收技术（单用户检测技术）（单用户检测技术）TD-SCDMAWCDMACDMA2000关键技术比较关键技术比较ttd d1 1d d2 2d d3 3联合检测技术最大处理联合检测技术最大处理16条多径，条多径，RAKE接收技术最大处理接收技术最大处理4条多径条多径关键技术比较关键技术比较接力切换接力切换硬切换硬切换软切换软切换TD-SCDMAWCDMACDMA2000GSMPHS关键技术比较关键技术比较BS0BS1BS2BS0BS1BS2BTS Tx RxGTD-SCDMA是同步是同步CDMA系统，可以降低干扰系统，可以降低干

5、扰关键技术比较关键技术比较Node B之间要求同步 同步精度要求：几微秒同步方法：GPS空中主从同步Node B不需要同步可以是同步或者异步CDMA2000TD-SCDMAPHSWCDMAGSM关键技术比较关键技术比较n物理信道上的差别决定了关键技术方面的不同：物理信道上的差别决定了关键技术方面的不同：TD-SCDMA在宏蜂窝必须使用智能天线系统，而且能够发挥智能天在宏蜂窝必须使用智能天线系统，而且能够发挥智能天线的性能。智能天线系统对于线的性能。智能天线系统对于PHS则是可选项。则是可选项。WCDMA和和CDMA2000一般采用分集天线技术；一般采用分集天线技术；GSM不支持智能天线，一般采

6、用分集技术。不支持智能天线，一般采用分集技术。TD-SCDMA采用联合检测技术，算法复杂度不高；采用联合检测技术，算法复杂度不高；WCDMA可以采用可以采用联合检测技术，但是算法复杂度过高，一般采用联合检测技术，但是算法复杂度过高，一般采用RAKE接收技术。接收技术。RAKE接收也是接收也是CDMA2000的关键技术。的关键技术。TD-SCDMA采用接力切换，采用接力切换，WCDMA和和CDMA2000采用软切换，采用软切换，GSM和和PHS则采用硬切换。则采用硬切换。TD-SCDMA、CDMA2000和和PHS系统在空中接口，基站和用户是同步的，系统在空中接口，基站和用户是同步的，而而WCD

7、MA和和GSM则不要求同步。则不要求同步。后续演进分析后续演进分析技术政府监政府监管管技术演进技术演进频率资源频率资源终端用户需求终端用户需求运营商动力运营商动力终端终端, ,芯片芯片结结论论WCDMA/HSPAWCDMA/HSPA有长期演进的路线全球统一3G频段高质量话音和中低速数据成熟2G运营商竞争需求产业链逐渐成熟TD-SCDMATD-SCDMA决定因素进行中较多优势高质量话音和中低速数据GSM/EDGEGSM/EDGEEDGE-LTE较强优势话音和低速数据话音需求有上升空间的运营商成本低CDMA/EV-DOCDMA/EV-DO高通主导演进路线较强优势高质量话音和中低速数据CDMA运营商

8、竞争需求WiMAX/WiMAX/移动移动宽带接入宽带接入演进路线清晰劣势无线宽带数据后续演进分析后续演进分析n在未来移动宽带在未来移动宽带/无线宽带技术特征趋同无线宽带技术特征趋同OFDM Based;MIMO, include Space multiplex and Beamforming无论在无论在LTE, 还是还是LTE(FDD),LTE(TDD) 技术的本质是相同的技术的本质是相同的. 不同之处在于不同的利益集团的不同利益驱动不同之处在于不同的利益集团的不同利益驱动nWimax/WCDMA/TD SDMA Wimax网络侧的规范标准化工作尚在进行中网络侧的规范标准化工作尚在进行中全球频

9、率没有标准化全球频率没有标准化, 由于利用问题由于利用问题, 也很难标准化也很难标准化.最大的问题在于频率最大的问题在于频率,存在很大的政策风险存在很大的政策风险,大规模应用有困难大规模应用有困难没有体现中国利益没有体现中国利益WCDMA有严密的演进路径有严密的演进路径 (R4-HSPA-HSPA+ -LTE)全球漫游比较好全球漫游比较好LTE仍然还是设备制造商推进的标准仍然还是设备制造商推进的标准, 受受NGMN影响影响.TD-SCDMA频率资源丰富频率资源丰富, 23002400MHz 尚待开发尚待开发国际标准国际标准LTE(TDD) 与与FDD 同步进行中同步进行中中国国内中国国内TD

10、SCDMA下一代的技术和标准在蕴量制定中下一代的技术和标准在蕴量制定中后续演进分析后续演进分析n加大加大TD SCDMA的后续演进标准和系统的开发的后续演进标准和系统的开发, 实现跨越式发展实现跨越式发展未来几年移动宽带业务发展将渐入佳境未来几年移动宽带业务发展将渐入佳境WCDMA HSDPA 定义为主打移动宽带市场定义为主打移动宽带市场,实现与实现与GSM协同发展协同发展.在移动宽带数据发展顺利的情况下在移动宽带数据发展顺利的情况下,基于投资保护的考虑基于投资保护的考虑, HSPA 向向HSPA+ 的渐进的渐进演进演进; 对于这些运营商来说对于这些运营商来说, LTE 的商业应用会相对比较慢

11、一些的商业应用会相对比较慢一些.Wimax 在频率在频率, 核心网侧没有突破之前市场仍然比较局限核心网侧没有突破之前市场仍然比较局限.在中国明确在中国明确TD SCDMA 商用主体运营商之后商用主体运营商之后, 运营商主导运营商主导,快速形成产业链快速形成产业链, TD SCDMA 下一代的标准和商用化的推进将加快下一代的标准和商用化的推进将加快, 达到领先达到领先.TD SCDMA 目前的核心频段是目前的核心频段是20102015MHz, 在业务量达到饱和的时间远早于具有在业务量达到饱和的时间远早于具有20M*2 的的FDD 3G运营商运营商(假设一个假设一个FDD 3G运营商分配运营商分配

12、20M*2带宽带宽).在新的频段商部署在新的频段商部署TDD LTE将更加有利于运营商建立未来的移动宽带市场的领先将更加有利于运营商建立未来的移动宽带市场的领先优势优势 只有运营商和设备商紧密配合只有运营商和设备商紧密配合, 才能达到战略和市场双赢才能达到战略和市场双赢.LTE演进中演进中, TDD/FDD的主要技术特征趋同的主要技术特征趋同, 应用场景相同应用场景相同,满足灵活使用频谱的需满足灵活使用频谱的需求求. 频谱决定一切频谱决定一切, 产品的实现形式上产品的实现形式上TDD/FDD统一统一.子学习情境二：解读子学习情境二：解读TD-SCDMA关键技术关键技术内容内容1：TD-SCDM

13、A与其他移动通信系统的比较与其他移动通信系统的比较内容内容2: TD-SCDMA系统特有关键技术的应用系统特有关键技术的应用 目录目录vTDD技术技术v智能天线技术智能天线技术v联合检测技术联合检测技术v动态信道分配动态信道分配v接力切换技术接力切换技术v功率控制功率控制时分双工 (TDD):上行频带和下行频带相同 D U D D D DDD频分双工 (FDD):上行频带和下行频带分离 DD D D DDDUU上行D下行未使用 TDD技术技术n易于使用非对称频段易于使用非对称频段, 无需具有特无需具有特定双工间隔的成对频段定双工间隔的成对频段n适应用户业务需求，灵活配置时适应用户业务需求，灵活

14、配置时隙，优化频谱效率隙，优化频谱效率n上行和下行使用同个载频，故无上行和下行使用同个载频，故无线传播是对称的线传播是对称的,有利于智能天线有利于智能天线技术的实现技术的实现 n无需笨重的射频双工器，小巧的无需笨重的射频双工器，小巧的基站，降低成本基站，降低成本目录目录vTDD技术技术v智能天线技术智能天线技术v联合检测技术联合检测技术v动态信道分配动态信道分配v接力切换技术接力切换技术v功率控制功率控制Talk自适应阵列基站自适应阵列基站Talk普通基站普通基站智能天线的作用智能天线的作用n使用智能天线：能量仅指向小区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n不使

15、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干扰干扰智能天线智能天线智能天线基本原理智能天线基本原理n智能天线是一个天线阵列：它由智能天线是一个天线阵列：它由多个天线单元组成，不同天线单多个天线单元组成，不同天线单元对信号施以不同的权值，然后元对信号施以不同的权值，然后相加，产生一个输出信号。相加，产生一个输出信号。n原理：使一组天线和对应的收发原理：使一组天线和对应的收发信机按照一定的方式排列和激励，信机按照一定的方式排列和激励，利用波的干涉原理可以产生强方利用波的干涉原理可以产生强方向性的辐射方向图。向性的辐射方向图。空分多址大大空分多

16、址大大增加系统容量增加系统容量上行上行DOA估计估计上行上行DOA估计估计d:平行上行信号路程差；L:天线阵元间的距离；:来波信号方位角；cos d/L = arccos(d/L)智能天线技术实现智能天线技术实现n上行波束赋形：借助有用信号和干扰信号在入射角度上的差异上行波束赋形：借助有用信号和干扰信号在入射角度上的差异（DOA估计），选择恰当的合并权值（赋形权值计算），形成正估计），选择恰当的合并权值（赋形权值计算），形成正确的天线接收模式，即将主瓣对准有用信号，低增益旁瓣对准干确的天线接收模式，即将主瓣对准有用信号，低增益旁瓣对准干扰信号。扰信号。n上行方向，目的是将上行方向，目的是将8路

17、信号变成一路信号，一个用户对于八根路信号变成一路信号，一个用户对于八根天线所接收到的信号相位不同，即不同的相位角。将接收到的信天线所接收到的信号相位不同，即不同的相位角。将接收到的信号正弦波相位依次前移，通过提供自适应权值进行同向合并。数号正弦波相位依次前移，通过提供自适应权值进行同向合并。数字信号处理器是用于信道估计，给自适应算法提供依据。字信号处理器是用于信道估计，给自适应算法提供依据。智能天线的实现智能天线的实现n下行波束赋形：在下行波束赋形：在TDD方式工用的系统中，由于其上下行电波传方式工用的系统中，由于其上下行电波传播条件相同，则可以直接将此上行波束赋形用于下行波束赋形，播条件相同

18、，则可以直接将此上行波束赋形用于下行波束赋形，形成正确的天线发射模式，即将主瓣对准有用信号，低增益旁瓣形成正确的天线发射模式，即将主瓣对准有用信号，低增益旁瓣对准干扰信号。对准干扰信号。n对于下行来说，是根据上行的信道估计参数，将基带发射信号变对于下行来说，是根据上行的信道估计参数，将基带发射信号变成成8路信号到路信号到8个阵元上，完成波束定向赋形过程。个阵元上，完成波束定向赋形过程。 智能天线技术智能天线算法智能天线算法n智能天线下行赋形算法准则：智能天线下行赋形算法准则：最大接收功率最大接收功率DOA搜索法搜索法最大接收功率特征值分解最大接收功率特征值分解最大信干比特征值分解最大信干比特征

19、值分解n中兴智能天线增强算法：中兴智能天线增强算法：阵元失效补偿：阵元失效时的应阵元失效补偿：阵元失效时的应对措施对措施增强性赋形方案：增强多径时的增强性赋形方案：增强多径时的赋形性能赋形性能用户1发射信号用户K 发射信号DAC/RFDAC/RF:加权向量计算)1 ,(Kw)1 , 1(w), 1( Kaw),(KaKw.天线 1天线 Ka智能天线性能分析智能天线性能分析n阵元个数会影响对干扰的抑制能力，影响容量和覆盖阵元个数会影响对干扰的抑制能力，影响容量和覆盖n8阵元阵列比单天线性能有阵元阵列比单天线性能有9dB的增益的增益 TD-SCDMA系统更适合采用智能天线系统更适合采用智能天线nT

20、DD的工作模式，上行下行的无线传播是对称的，上行的信道估的工作模式，上行下行的无线传播是对称的，上行的信道估计参数可直接应用于下行，相比计参数可直接应用于下行，相比FDD 要准确。要准确。n子帧时间较短（子帧时间较短（5ms），便于支持智能天线下的高速移动），便于支持智能天线下的高速移动n单时隙用户有限（目前最多单时隙用户有限（目前最多8个），计算量小，便于实时自适应个），计算量小，便于实时自适应权值的生成权值的生成TD-SCDMA系统是一个以智能天线为核心的第三代移动通信系统系统是一个以智能天线为核心的第三代移动通信系统智能天线对智能天线对TD-SCDMA系统性能改进分析系统性能改进分析n提

21、高了基站接收机的灵敏度提高了基站接收机的灵敏度n提高了基站发射机的等效发射提高了基站发射机的等效发射功率功率n降低了系统的干扰降低了系统的干扰n降低了系统的误码率降低了系统的误码率n增加了增加了CDMA系统的容量系统的容量n改进了小区的覆盖改进了小区的覆盖n降低了无线基站的成本降低了无线基站的成本 普通天线智能天线目录目录vTDD技术技术v智能天线技术智能天线技术v联合检测技术联合检测技术v动态信道分配动态信道分配v接力切换技术接力切换技术v功率控制功率控制抗干扰技术分类抗干扰技术分类抗干扰技术抗干扰技术单用户检测单用户检测多用户检测多用户检测技术实现简单导致信噪比恶化，系统性能和容量不理想充

22、分利用MAI中的先验信息而将所有用户信号的分离看作一个统一的过程的信号分离方法联合检测联合检测充分利用充分利用MAI，一步之，一步之内将所有用户的信号都内将所有用户的信号都分离开来的一种信号分分离开来的一种信号分离技术离技术联合检测技术联合检测概念联合检测概念n首先估计所有用户的信道冲激响应，然后利用已知的所有用户的扩频码、首先估计所有用户的信道冲激响应，然后利用已知的所有用户的扩频码、扰码和信道估计，对所有用户的信号同时检测扰码和信道估计，对所有用户的信号同时检测 ，消除符号间干扰（，消除符号间干扰（ISI）和用户间干扰（和用户间干扰（MAI），从而达到提高用户信号质量的目的。），从而达到提

23、高用户信号质量的目的。 c c(1)(1)c c(k)(k)c c(K)(K). . . .h h(1)(1)h h(k)(k)h h(K)(K). . . . . . . . . .n ne ed d(1)(1)d d(k)(k)d d(K)(K)滤滤波波器器. . . . . . .d d(1)(1) d d(k)(k) d d(K)(K)b b(1)(1)b b(k)(k)b b(K)(K)d是发射的数据符号序列，e是接收的数据序列，n是噪声e = Adn联合检测原理联合检测原理n联合检测的目的就是根据上式中的联合检测的目的就是根据上式中的A和和e估计用户发送的估计用户发送的dDataM

24、idambleGPDataDataMidambleGPDatae = Ad e = Ad n n A是系统矩阵，由扩频码c和信道脉冲响应h决定 扩频码c已知 信道脉冲响应h利用突发结构中的训练序列 midamble求解出：emid = Gh + nmid , 其中：G由Midamble码构造的矩阵 emid 接收机接收到总信号中的Midamble部分 nmid 噪声联合检测在联合检测在TD-SCDMA系统中的实现系统中的实现emid=Gh+nmid联合检测原理联合检测原理-算法算法n线性联合检测算法线性联合检测算法解相关匹配滤波器法（解相关匹配滤波器法（DFM）迫零线性块均衡法（迫零线性块均衡

25、法（ZF-BLE）：已实现）：已实现 最小均方误差线性块均衡法（最小均方误差线性块均衡法（MMSE-BLE）：已实现）：已实现多小区联合检测多小区联合检测: 消除邻小区强干扰消除邻小区强干扰n非线性联合检测算法非线性联合检测算法最小均方误差判决反馈块均衡法（最小均方误差判决反馈块均衡法（MMSE-BDFE）迫零判决反馈块均衡法（迫零判决反馈块均衡法（ZF-BDFE）TD-SCDMA系统适合采用联合检测技术系统适合采用联合检测技术每时隙内码道数量少基站扰码短上行同步AIR计算量小联合检测在TD-SCDMA系统实现的优势联合检测对联合检测对TD-SCDMA系统性能改进系统性能改进n提高系统容量提高

26、系统容量n增大覆盖范围增大覆盖范围n减小呼吸效应减小呼吸效应n缓解功率控制精度需求缓解功率控制精度需求n削弱远近效应削弱远近效应频率频率MAI检测到信号检测到信号能量能量Frequency允许的信号波动允许的信号波动能量能量智能天线智能天线+联合检测联合检测天 线 1天 线 Ka信道估计联合检测信道解码测 量DOA估 计下 行 波 束 赋形 权 值 产 生天 线 1天 线 Ka用 户 1数 据 产 生用 户 K数 据 产 生智能天线技术的优劣智能天线技术的优劣n1智能天线的主要作用：智能天线的主要作用：n（1）降低多址干扰，提高）降低多址干扰，提高CDMA系统容量。系统容量。n（2）增加基站接

27、收机的灵敏度和基站发射机的等效发射功率。）增加基站接收机的灵敏度和基站发射机的等效发射功率。n2单独采用智能天线也存在下列问题：单独采用智能天线也存在下列问题：n（1）组成智能天线的阵元数有限，所形成的指向用户的波束有一定的宽度）组成智能天线的阵元数有限，所形成的指向用户的波束有一定的宽度（副瓣），对其他用户而言仍然是干扰。（副瓣），对其他用户而言仍然是干扰。n（2）在）在TDD模式下，上、下行波束赋行采用同样的空间参数，由于用户的移模式下，上、下行波束赋行采用同样的空间参数，由于用户的移动，其传播环境是随机变化的，从而使波束赋行产生偏差，特别在用户高速动，其传播环境是随机变化的，从而使波束赋

28、行产生偏差，特别在用户高速移动时更为显著。移动时更为显著。n（3）当用户都在同一方向时，智能天线作用有限。）当用户都在同一方向时，智能天线作用有限。n（4）对时延超过一个码片宽度的多径干扰没有简单有效的办法。）对时延超过一个码片宽度的多径干扰没有简单有效的办法。联合检测技术的优劣联合检测技术的优劣n3联合检测的主要作用：联合检测的主要作用：n（1）基于训练序列的信道估值。）基于训练序列的信道估值。n（2）同时处理多码道的干扰抵消。）同时处理多码道的干扰抵消。n4单独采用联合检测会遇到以下问题：单独采用联合检测会遇到以下问题：n（1）对小区间的干扰没有办法解决。）对小区间的干扰没有办法解决。n（

29、2）信道估计的不准确性将影响到干扰消除的效果。）信道估计的不准确性将影响到干扰消除的效果。n（3）当用户增多或信道增多时，算法的计算量会非常大，难于实时）当用户增多或信道增多时，算法的计算量会非常大，难于实时实现。实现。 关键技术论证关键技术论证-智能天线智能天线+联合检测联合检测从左图可以看出，在下行满码从左图可以看出，在下行满码道的配置下，道的配置下，8天线比天线比4天线提高天线提高23dB的增益，的增益，4天线比单天线天线比单天线提高提高610dB的增益。的增益。即即8天线上每根天线即使只发射天线上每根天线即使只发射1瓦，则相当于单天线需要发射瓦，则相当于单天线需要发射16瓦，而根据功放

30、成本，则可大瓦，而根据功放成本，则可大大节约成本。大节约成本。与与RAKE接收技术的比较接收技术的比较nRAKE接收技术是利用扩频码相关性抑制本小区其它用户的干接收技术是利用扩频码相关性抑制本小区其它用户的干n扰，然而由于多径和扩频码之间的非正交性，本小区其它用户扰，然而由于多径和扩频码之间的非正交性，本小区其它用户n之间没有完全消除，留有残余干扰，作为噪声处理，随着用户之间没有完全消除，留有残余干扰，作为噪声处理，随着用户n数增加，残余干扰累加得越大。数增加，残余干扰累加得越大。n联合检测将参与干扰作为可知信号，从用户信号中消除，因此联合检测将参与干扰作为可知信号，从用户信号中消除，因此n随

31、着用户增加，干扰不会累加，信号质量更好。这带来的另一随着用户增加，干扰不会累加，信号质量更好。这带来的另一n个好处是：个好处是： TD-SCDMA 系统系统 呼吸效应不明显。呼吸效应不明显。 联合检测技术信道分配技术信道分配技术n信道分配指在采用信道复用技术的小区制蜂窝移动系信道分配指在采用信道复用技术的小区制蜂窝移动系统中，在多信道共用的情况下，以最有效的频谱利用统中，在多信道共用的情况下，以最有效的频谱利用方式为每个小区的通信设备提供尽可能多的可使用信方式为每个小区的通信设备提供尽可能多的可使用信道。信道分配过程一般包括呼叫接入控制、信道分配、道。信道分配过程一般包括呼叫接入控制、信道分配

32、、信道调整三个步骤。不同的信道分配方案在这三个步信道调整三个步骤。不同的信道分配方案在这三个步骤中有所区别。骤中有所区别。 固定信道分配（固定信道分配（FCA） 动态信道分配（动态信道分配（DCA） 目录目录vTDD技术技术v智能天线技术智能天线技术v联合检测技术联合检测技术v动态信道分配动态信道分配v接力切换技术接力切换技术v功率控制功率控制DCA的应用的应用nDCA是是TD-SCDMA系统中系统中RRM算法的核心内容之一算法的核心内容之一 nTD-SCDMA系统中一条信道是由系统中一条信道是由 频率频率/时隙时隙/扩频码扩频码 的组的组合唯一确定合唯一确定 nDCA主要研究的是信道的分配和

33、重分配的原则主要研究的是信道的分配和重分配的原则 nDCA通过系统负荷，干扰，用户空间方向角等测量信通过系统负荷，干扰，用户空间方向角等测量信息来确定最优的资源分配方案，降低系统干扰，提高息来确定最优的资源分配方案，降低系统干扰，提高系统容量系统容量 确定小区上下行时隙转换点，触发小区重配对小区上下行负荷进行统计分析获取小区平均负荷信息慢速慢速DCAn慢速慢速DCA：根据小区业务情况，：根据小区业务情况，确定上下行时隙转换点确定上下行时隙转换点快速快速DCAn快速快速DCA的作用的作用 呼叫到达时，为业务分配合适的无线资源呼叫到达时，为业务分配合适的无线资源 呼叫接入后，系统根据承载的业务要求

34、、干扰受限呼叫接入后，系统根据承载的业务要求、干扰受限条件及终端移动要求，由条件及终端移动要求，由RNC进行频率、时隙和码进行频率、时隙和码道的动态调整及信道间的切换道的动态调整及信道间的切换 n在在TD-SCDMA系统中，由于采用了系统中，由于采用了CDMA/TDMA/FDMA/SCDMA多种多址方式，因此系统资源多种多址方式，因此系统资源包括地址码、时隙和频率和空间方向四个方面，其物理包括地址码、时隙和频率和空间方向四个方面，其物理信道就由频率、时隙、码道的组合决定。信道的动态分信道就由频率、时隙、码道的组合决定。信道的动态分配就是根据实际需要和业务状况，根据系统链路资源和配就是根据实际需

35、要和业务状况，根据系统链路资源和系统负荷，对信道参数进行实时配置和调整。系统负荷，对信道参数进行实时配置和调整。 时域时域DCA 码域码域DCA 空域空域DCA 频域频域DCA Process Orchestration 与5MHz的带宽相比，TD-SCDMA的1.6MHz带宽使其具有3倍以上的无线信道数频域频域DCA可使用的无线信道数Business Logic 将受干扰最小的时隙动态地分配给处于激活状态的用户时域时域DCA同一载频6个业务时隙Message Brokering & Transformation 实现多用户在相同载频并行传输，有效提升频谱利用率码域码域DCA同一时隙1

36、6个码道Application Connectivity 通过智能天线，可基于每一用户进行定向空间去耦（降低多址干扰）空域空域DCA空间波束定向赋形快速快速DCA频域频域DCA n在在N频点小区中为用户选择最佳的接入频点，提高系频点小区中为用户选择最佳的接入频点，提高系统的呼通率，降低系统的干扰。主要包括频率资源的统的呼通率，降低系统的干扰。主要包括频率资源的分配与调整两部分分配与调整两部分n频点选择触发原因频点选择触发原因用户接入或切换至用户接入或切换至N频点小区；频点小区；用户由于业务发生重配置用户由于业务发生重配置,原频点资源发生拥塞，迁移至其他频点；原频点资源发生拥塞，迁移至其他频点；

37、N频点小区中某频点过载，部分业务迁移至小区内其他频点；频点小区中某频点过载，部分业务迁移至小区内其他频点；跨时隙承载业务质量发生恶化时，且未满足切换条件，迁移至其他跨时隙承载业务质量发生恶化时，且未满足切换条件，迁移至其他频点频点频域频域DCAn频点选择的原则频点选择的原则根据各频点剩余码道资源情况，确定接入频点的优先级顺序根据各频点剩余码道资源情况，确定接入频点的优先级顺序根据各频点负荷状况，确定接入频点的优先级顺序根据各频点负荷状况，确定接入频点的优先级顺序根据各频点内码道碎片程度和呼叫用户的业务量确定接入频根据各频点内码道碎片程度和呼叫用户的业务量确定接入频点的优先级点的优先级异频切换优

38、先原则，切换用户优先选择异频接入异频切换优先原则，切换用户优先选择异频接入时域时域DCAn主要研究的是如何对时隙资源进行分配与调整，达到主要研究的是如何对时隙资源进行分配与调整，达到提高系统呼通率，降低干扰的目的。提高系统呼通率，降低干扰的目的。n包括时隙资源的分配与再调整两部分。包括时隙资源的分配与再调整两部分。时域时域DCAn时隙选择的原则时隙选择的原则 时隙的上下行的负荷情况时隙的上下行的负荷情况Node B测得的上行时隙的干扰和测得的上行时隙的干扰和UE测得的下行时隙测得的下行时隙干扰干扰各时隙剩余各时隙剩余RU资源情况资源情况用户的方向角信息用户的方向角信息 时域时域DCAn时隙动态

39、调整的触发原因时隙动态调整的触发原因 无线链路质量恶化，功控失效，且未没有合适的切无线链路质量恶化，功控失效，且未没有合适的切换小区换小区时隙间负载严重不均衡时隙间负载严重不均衡高速业务接入时，需要将某一时隙的资源调整至另高速业务接入时，需要将某一时隙的资源调整至另一时隙一时隙 时域时域DCA动态调整前时隙间业务分布状况动态调整前时隙间业务分布状况经过动态信道调整使不同时隙间的用户达到了均衡经过动态信道调整使不同时隙间的用户达到了均衡8个用户个用户 4个用户个用户 1个用户个用户5个用户个用户 4个用户个用户 4个用户个用户经过动态信道调整，使各时隙的负载保持均衡有经过动态信道调整，使各时隙的

40、负载保持均衡有效降低了负荷较高时隙的各用户的干扰。效降低了负荷较高时隙的各用户的干扰。快速快速DCA之码资源分配之码资源分配n研究如何对码资源进行分配与调整，以达到降低干扰，研究如何对码资源进行分配与调整，以达到降低干扰，提高系统的呼通率。包括码资源的分配与调整两部分提高系统的呼通率。包括码资源的分配与调整两部分内容；内容；n快速快速DCA中的码资源包括：中的码资源包括： OVSF码（信道化码）码（信道化码）Midamble码（训练序列码）码（训练序列码） SF=4SF=16SF=8信道化码的特点信道化码的特点n1.分配码的前提：分配码的前提：要保证其到树根路径上和其子树上没有其它码被分配；要

41、保证其到树根路径上和其子树上没有其它码被分配；n2.分配码的结果：分配码的结果：会阻塞掉其子树上的所有低速扩频码和其到根路径上的高速扩会阻塞掉其子树上的所有低速扩频码和其到根路径上的高速扩频码；频码；动态信道分配信道化码分配策略信道化码分配策略n1、码表利用率高、码表利用率高分配掉的码字所阻塞掉的码字越少，说明码表利用率越分配掉的码字所阻塞掉的码字越少，说明码表利用率越高高n2、码表复杂度低、码表复杂度低尽量用短码分配尽量用短码分配C16,0C16,1C16,2C16,3C16,4C16,5C16,6C16,7C16,8C16,9C16,10 C16,11 C16,12 C16,13 C16,

42、14 C16,15C8,0C8,1C8,2C8,3C8,4C8,5C8,6C8,7C4,0C4,1C4,2C4,3C2,0C2,1C1,0信道化码分配筛选分配法信道化码分配筛选分配法黑色的码道表示已经被其它用户作占用，而灰色的码道是黑色黑色的码道表示已经被其它用户作占用，而灰色的码道是黑色码道占用后根据码道使用原则被表示为公共占用或已占用状态，码道占用后根据码道使用原则被表示为公共占用或已占用状态，而图中白色的码道才可以进行分配。而图中白色的码道才可以进行分配。问题问题:在图基础上，分配一个在图基础上，分配一个SF=16,如何分配如何分配?分配分配2个个SF=16码码道道,如何分配如何分配?信

43、道化码分配示例信道化码分配示例SF=2SF=4SF=8SF=160123109876541514131211红色代表已分配的码字绿色代表由于低速扩频因子的码字被分配而屏蔽掉的高速扩频因子码字深蓝代表高速扩频因子的码字被分配而屏蔽掉的低速扩频因子码字宝石篮代表优化分配的码字（根据申请的扩频因子）此时有此时有64K的用户的用户申请接入申请接入4个个12.2K的语音用户的语音用户剩余剩余8个分离的码道个分离的码道可以进行接纳可以进行接纳调整语音用户占用码道调整语音用户占用码道减少了碎片减少了碎片用户用户1用户用户2用户用户3用户用户4用户用户4用户用户3用户用户2用户用户1码域码域DCA-码资源调整

44、码资源调整码资源调整触发时机-高优先级业务因码道碎片而被阻塞时触发调整-周期性检测码表的离散程度，当离散程度较高时及触发训练序列码训练序列码(Midamble)分配分配n训练序列码的作用：训练序列码的作用：信道估计信道估计功率测量功率测量上行同步维持上行同步维持训练序列码的分配原则训练序列码的分配原则n1 UE特定特定midamble分配分配高层明确地为上行和下行分配高层明确地为上行和下行分配UE一个特定的一个特定的midamble码；码；n2 默认的默认的midamble码分配码分配上行和下行上行和下行midamble码由层码由层1根据相应信道化码来分配；根据相应信道化码来分配；n3 公共的

45、公共的midamble码分配码分配下行的下行的midamble码由层码由层1根据当前下行时隙中使用的信道化码的个数来分根据当前下行时隙中使用的信道化码的个数来分配；配；快速快速DCA之信道调整之信道调整n信道调整和整合的触发原因包括：信道调整和整合的触发原因包括：n（1）负荷控制：各时隙负荷不均衡时）负荷控制：各时隙负荷不均衡时n（2）周期性触发：主要是为了防止分配在许多时隙槽）周期性触发：主要是为了防止分配在许多时隙槽中的物理信道碎片，在干扰允许的前提下，尽可能将所中的物理信道碎片，在干扰允许的前提下，尽可能将所有所分配物理信道分配在一个时隙内有所分配物理信道分配在一个时隙内n（3）动态码资

46、源分配：为了接纳用户需求，对把某些）动态码资源分配：为了接纳用户需求，对把某些业务调整到其它时隙和码道业务调整到其它时隙和码道空域空域DCAn运用智能天线技术将空间彼此隔开的用户放入同一时运用智能天线技术将空间彼此隔开的用户放入同一时隙；而落入同一波束区域内的用户放入不同的时隙，隙；而落入同一波束区域内的用户放入不同的时隙，以减小干扰以减小干扰n使智能天线使智能天线 能量仅指向小区内处于激活状态的移动终端；能量仅指向小区内处于激活状态的移动终端；处于不同波束的用户之间干扰较小处于不同波束的用户之间干扰较小UE4UE2UE3UE1n 通过对用户来波方向角的测量，UE1、UE2分配在不同时隙/频率

47、n UE3、UE4分配在相同时隙/频率DCA小结小结nDCA充分体现了充分体现了TD-SCDMA系统频分、时分、码分、空分的特点系统频分、时分、码分、空分的特点nDCA从频域，时域，码域，空域这四维空间将用户彼此分隔，有效从频域，时域，码域，空域这四维空间将用户彼此分隔，有效地降低了小区内用户间的干扰，小区与小区之间的干扰，提高整个地降低了小区内用户间的干扰，小区与小区之间的干扰，提高整个系统的容量系统的容量n由于由于DCA技术的存在使得技术的存在使得TD系统具备更高的频谱利用率系统具备更高的频谱利用率n信道动态分配的技术是一个综合的复杂技术，因此在系统建立的初信道动态分配的技术是一个综合的复

48、杂技术，因此在系统建立的初期，部分信道期，部分信道n分配仍采用固定分配的方式，例如时隙上下行的转换点和频率分配，分配仍采用固定分配的方式，例如时隙上下行的转换点和频率分配，以保证系统以保证系统n工作的稳定。工作的稳定。目录目录vTDD技术技术v智能天线技术智能天线技术v联合检测技术联合检测技术v动态信道分配动态信道分配v接力切换技术接力切换技术v功率控制功率控制切换是指当移动台处于移动状态中通讯从一个基站或信道转移到另一个基站或信道的过程 上、下行链路质量，上、下行链路信号的测量，距离或业务的变化，更优的蜂窝出现，操作和管理的干涉，业务流量情况等切换原因切换概念在蜂窝结构的无线移动通信系统中，

49、当移动台从一个小区移动到另一个小区时，为保持移动用电话不中断通信需要进行的信道切换称为切换切换无线测量、网络判决和系统执行切换步骤切换切换 硬切换硬切换n硬切换：硬切换：n 在早期的频分多址（在早期的频分多址（FDMA）和时分多址（和时分多址（TDMA）移动通）移动通信系统中采用这种越区切换信系统中采用这种越区切换方法。当用户终端从一个小方法。当用户终端从一个小区或扇区切换到另一个小区区或扇区切换到另一个小区或扇区时，先中断与原基站或扇区时，先中断与原基站的通信，然后再改变载波频的通信，然后再改变载波频率与新的基站建立通信。率与新的基站建立通信。软切换软切换n而在软切换过程中，而在软切换过程中

50、，UE先建立与先建立与Node B2的信令和业务连接之后，的信令和业务连接之后，再断开与再断开与Node B1的信令和业务连接，即的信令和业务连接，即UE在某一时刻与在某一时刻与2个基站个基站同时保持联系。同时保持联系。软切换软切换n优点：优点：软切换过程不丢失信息，不中断通信，由于减少了同频干扰，软切换过程不丢失信息，不中断通信，由于减少了同频干扰，增加系统容量。增加系统容量。解决了终端在相同频率的小区或扇区间切换的问题解决了终端在相同频率的小区或扇区间切换的问题, 减少了减少了干扰。干扰。n缺点：缺点：软切换的基础是宏分集，因此软切换实现的增加系统容量被软切换的基础是宏分集，因此软切换实现

51、的增加系统容量被它本身所占用的系统容量所抵消。它本身所占用的系统容量所抵消。 接力切换概念接力切换概念n接力切换接力切换(Baton Handover)是是TD-SCDMA移动通信系统的移动通信系统的核心技术之一。核心技术之一。n其设计思想是利用智能天线获取其设计思想是利用智能天线获取UE的位置距离信息，的位置距离信息，同时使用上行预同步技术，在切换测量期间，使用上同时使用上行预同步技术，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，提高切换的间、功率信息，从而达到减少切换时间，提高切换的成

52、功率、降低切换掉话率的目的。成功率、降低切换掉话率的目的。 接力切换概念接力切换概念接力切换接力切换(Baton Handover)是是TD-SCDMA移动通信系统的核心技术之一。移动通信系统的核心技术之一。其设计思想是利用智能天线获取其设计思想是利用智能天线获取UE的位置距离信息，同时使用上行预同的位置距离信息，同时使用上行预同步技术，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、降低切换掉话率

53、的目的。功率、降低切换掉话率的目的。 UE收到切换命令前收到切换命令前的场景：的场景：上下行均与源小区上下行均与源小区连接连接UE收到切换命令后执收到切换命令后执行接力切换的场景：行接力切换的场景：利用开环预计同步和利用开环预计同步和功率控制，首先只将功率控制，首先只将上行链转移到目标小上行链转移到目标小区，而下行链路仍与区，而下行链路仍与源小区通信源小区通信 UE执行接力切换执行接力切换完毕后的场景：完毕后的场景：经过经过N个个TTI后，下后，下行链路转移到目行链路转移到目标小区，完成接标小区，完成接力切换力切换 接力切换工作流程接力切换工作流程接力切换工作流程接力切换工作流程-预同步预同步

54、n预同步中移动台只是通过接收到的预同步中移动台只是通过接收到的PCCPCH信息估算信息估算UE在源小区和目标小区上行定时偏差在源小区和目标小区上行定时偏差服务小区服务小区预同步小区预同步小区DPCHPCCPCH接力切换优点接力切换优点n接力切换优点接力切换优点 ：与通常的硬切换相比，接力切换除了要进行硬切换所进行的与通常的硬切换相比，接力切换除了要进行硬切换所进行的测量外，还要对符合切换条件的相邻小区的同步时间参数进测量外，还要对符合切换条件的相邻小区的同步时间参数进行测量、计算和保持。接力切换使用上行预同步技术，在切行测量、计算和保持。接力切换使用上行预同步技术，在切换过程中，换过程中，UE

55、从源小区接收下行数据，向目标小区发送上行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。上行预同步数据，即上下行通信链路先后转移到目标小区。上行预同步的技术在移动台在与原小区通信保持不变的情况下与目标小的技术在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起开环同步关系，提前获取切换后的上行信道发送时区建立起开环同步关系，提前获取切换后的上行信道发送时间，从而达到减少切换时间，提高切换的成功率、降低切换间，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。接力切换是介于硬切换和软切换之间的一种掉话率的目的。接力切换是介于硬切换和软切换之间的一种新的切换方法。新的切换方法。 接力切换优点接力切换优点n与软切换相比，都具有较高的切换成功率、较低的掉话率以及较与软切换相比，都具有较高的切换成功率、较低的掉话率以及较小的上行干扰等优点。不同之处在于接力切换不需要同时有多个小的上行干扰等优点。不同之处在于接力切换不需要同时有多个基站为一个移动台提