TD-SCDMA无线通信技术

1、 / www .raisecom. comTD-SCDMA无线通信技术初级篇 /目标目标学习完本课程，您将会：学习完本课程，您将会： 掌握掌握TD-SCDMATD-SCDMA演变进程演变进程 掌握掌握TD-SCDMATD-SCDMA与其他技术比较与其他技术比较 掌握掌握TD-SCDMATD-SCDMA系统结构系统结构 /课程内容课程内容TD-SCDMATD-SCDMA发展概述发展概述TD-SCDMATD-SCDMA与其它技术比较与其它技术比较TD-SCDMATD-SCDMA系统结构系统结构 /AMPSTACSNMT其它第一代 80年代模拟模拟技术GSMCDMA IS95TDMAIS-136PD

2、C第二代 90年代数字需求驱动数字技术语音业务确确切切辉煌第三代 IMT-2000UMTSWCDMAcdma2000需求驱动宽带业务TD-SCDMA移动通信的发展移动通信的发展 /第一代模拟蜂窝通信系统123121312313213123232频分复用移动通信的发展移动通信的发展 /移动通信的发展移动通信的发展n 代表：代表： 北美的北美的AMPSAMPS（高级移动电话业务）（高级移动电话业务） 英国英国TACS(TACS(全接入通信系统全接入通信系统) ) 北欧北欧NMTNMT（北欧移动电话）（北欧移动电话）n 缺点：缺点： 各系统间没有公共接口。各系统间没有公共接口。 数字承载业务难于开展

3、。数字承载业务难于开展。 频率利用率低，无法适应大容量的要求。频率利用率低，无法适应大容量的要求。 安全利用率低，易于被窃听。安全利用率低，易于被窃听。 无法实现不同制式之间的互通无法实现不同制式之间的互通 /1G01110001010001100101110001010001100101110001010001100101110001010001100101110001010001100111100000001011第二代数字系统2G90年代登上舞台GSMCDMA IS-95TDMA IS-136PDC2G移动通信的发展移动通信的发展 /移动通信的发展移动通信的发展代表：代表：TDMATDM

4、A 泛欧泛欧GSMGSM、美国、美国D-AMPSD-AMPS和日本和日本PDCPDCCDMACDMA 高通公司为首的基于高通公司为首的基于IS-95IS-95的的N-CDMAN-CDMA /引入GPRS后,全面提升分组数据通信的速率,达到115Kbit/s,最高可达171Kbit/sPSTNISDN9.6Kbit/s2G2G115Kbit/s2.5GInternet移动通信的发展移动通信的发展 /移动通信的发展移动通信的发展优点： 频谱利用率高频谱利用率高, ,话音质量高话音质量高 容量大容量大: : 比比TACSTACS高高3535倍倍 提供窄带提供窄带ISDNISDN业务业务 标准化程度高

5、标准化程度高, ,开放接口开放接口: : 安全性高安全性高: TMSI,: TMSI,鉴权鉴权, ,加密加密 可以与可以与ISDN,PSTNISDN,PSTN互联互联 可以在可以在SIMSIM卡基础上实现漫游卡基础上实现漫游 /电话怎么老掉线？太 慢 了！用户密度急剧增长用户密度急剧增长数据业务需求不断提高数据业务需求不断提高2G2G系统受空中接口及网络系统受空中接口及网络能力的限制，难以满足市能力的限制，难以满足市场的需求。场的需求。 ButUMTS移动通信的发展移动通信的发展 /移动通信的发展移动通信的发展不足： 频带太窄，不能提供如高速数据、慢速图像与电视图像等的各种宽带信息业务 无线频

6、率资源紧张，抗干扰抗衰落能力不强，系统容量不能满足需要 频率利用率低，切换容易掉话 /移动通信的发展移动通信的发展第三代IMT-2000的三大特点： 无缝的全球漫游。 高速传输。 无缝业务传递，即在固定网、移动网和卫星网上均能互通。 /移动通信的发展移动通信的发展 第三代IMT-2000的目标： 更高和灵活的传输速率；丰富多彩的业务服务。 高品质的话音质量；更大的容量，更低的代价。 更低的发射功率；全球漫游；全球统一频段、统一标准。 高频谱效率。 高服务质量，高保密性能。 提供多媒体业务，速率最高到2Mb/s。 易于第二代系统的过渡、演进。 /IS-136DECTIMT-DS CDMA DSC

7、DMA 2000TD-SCDMAIMT-TD CDMA TDDIMT-MC CDMA MCWCDMAUMTS FDDUMTS TDDIMT-SC TDMA SCIMT-FT FDMA/TDMAIMT 2000 Terrestrial Radio Interfaces移动通信的发展移动通信的发展UMTS FDD /NNI 移动通信的发展移动通信的发展 /ITU 日本 韩国 中国 美国 欧洲 美国移动通信的发展移动通信的发展 /TD提交到提交到ITU1998年年6月月TD在在3GPP融合融合1999年年12月月ITU正式通过正式通过3G标准标准2000年年5月月TD写入写入3GPPR4规范规范20

8、01年年3月月TD率先成为中率先成为中国通信行业标准国通信行业标准2006年年1月月TD-SCDMATD-SCDMA标准演进标准演进 / 自主的知识产权，可以避免西方国家的技术壁垒 TD-SCDMA的发展，可以拉动上下游经济 TD-SCDMA可以保障国家的通信安全 TD-SCDMA可以保证技术的可持续性发展TD-SCDMATD-SCDMA标准演进标准演进 /TD-SCDMATD-SCDMA标准演进标准演进TD演进可分为三个阶段：3GPP （R4）语音语音数据数据N频点频点3GPP （R5/6/7）HSDPA/HSUPA/多载波多载波3GPP LTEOFDMAMIMO基本版本基本版本TD增强技术

9、增强技术长期演进版本长期演进版本20022006年年20072009年年 / HSDPA：在下行链路中引入自适应调制与编码、快速混合自动重传、短时隙结构、快速调度等新技术，在不改变现有网络结构的情况下，对现有UMTS系统平滑升级，可以将下行链路峰值提高到10.814.4Mbps，并通过减少延迟，提高服务质量。 HSDPA标准已经于2004年6月基本完成，2006开始商用 基于TD-SCDMA的HSDPA标准化工作已经结束，多家设备厂商推出了商用系统 2005年1月，第一个HSDPA商用化端对端呼叫完成 HSUPA：利用多码传输、基站控制调度、快速混合重传、短时隙结构等新技术对上行传输链路进行扩

10、充，可达5.76Mbps。 标准化工作于2005年6月冻结 尚没有商用报告TD-SCDMA标准演进 /LTE长期演进版本 峰值速率大幅提升：目标是20MHz频谱带宽提供下行100Mbit/s、上行50Mbit/s的峰值速率； 覆盖范围成倍扩大：小区覆盖最大覆盖范围扩大至100km以上； 频谱利用率明显提高：支持1.25-20MHz的多种系统带宽对称或者非对称灵活配置，提高频谱利用效率。 网络时延显著减小：由于网络的扁平化，用户平面内部单项传输时延低于5ms，控制平面从驻留状态到激活状态的迁移时间小于100ms。22TD-SCDMATD-SCDMA标准演进标准演进 /课程内容课程内容TD-SCD

11、MATD-SCDMA发展概述发展概述TD-SCDMATD-SCDMA与其它技术比较与其它技术比较TD-SCDMATD-SCDMA系统结构系统结构 /3G3G频谱比较频谱比较60 MHz30 MHz FDDTDD100 MHz15MHz 40 MHz 155MHz178518501755188019201980 201020252110217022002400 Satellite Empty Satellite 2300180MH / R99 R4 R5 R6 n 引入 Iu 接口 n 最大速率 2Mbps n 商用版本 2001.6+后续 CR 2000.3 2001.3 2002.6 功能冻

12、结时间点 n 控制与承载分离 n 增加 TD-SCDMA n 有待完善 n 引入IP多媒体域(IMS) n 无线引入 HSDPA n 有待完善 n 研究IMS与PLMN/PSTN/ISDN 的电路交换的互操作 n MBMS n 框架结构的研究 TDTD与与WCDMAWCDMA标准进程标准进程 / 1X Release 0 1X Release A 1X-EV DO 1X-EV DV n 电路域 ANSI -41 n 分组域 mobile IP n 最大速率 153.6K bps n 商用版本 2000 年底 1999 年底 2001 年初 2001.10 标准完成时间 n 最大速率 307K

13、bps n 语音和数据 n 最大速率 2.4M bps n 单独载波支持数据业务 2002.5 n 最大速率 3.1M bps n 同时支持数据和话音业务 CDMA2000CDMA2000标准进程标准进程 /WiMaxWiMax WiMAX全称为World Interoperability for Microwave Access，即全球微波互联接入。WiMAX的另一个名字是802.16。或宽带无线接入(Broadband Wireless Access，BWA)标准。 WIMAX是一项无线城域网(WMAN)技术，是针对微波和毫米波频段提出的一种新的空中接口标准。它用于将无线接入热点连接到互联

14、网，也可连结公司与家庭等环境至有线骨干线路。它可作为线缆和DSL的无线扩展技术，从而实现无线宽带接入。 WiMAX解决的是无线城域网的问题。WiMAX能把信号传送31英里之远，而且，网络连接速度也将飙升至每秒70兆。 3G与WiMax的差别就在于，WiMax倡导的将宽带无线化，而3G倡导的是将无线宽带化。也就是说，WiMax和3G的基础构架并不相同。 /3G3G主流技术比较主流技术比较 /用户容量用户容量比较比较WCDMA和CDMA2000都是干扰受限的系统，实际的用户数小于码道资源。TD-SCDMA由于采用了联合检测和智能天线，实际的用户数接近码道资源,故TD是容量受限。WCDMA和CDMA

15、2000采用的是软切换技术，消耗部分网络资源，在容量上须考虑网络软切换比例。TD-SCDMA采用类似硬切换的接力切换，所以无需考虑软切换比例，但是没有软切换增益。 /覆盖范围比较覆盖范围比较基站的覆盖范围主要由上下行链路的最大允许损耗和无线传播环境决定。在工程上一般通过上下行链路预算，来估算基站的覆盖范围，由于TDSCDMA采用TDD方式，在覆盖上受GP(上下行保护时隙）影响，所以超远覆盖的基站需要牺牲容量得以实现。另外WCDMA和CDMA2000中不同速率业务的覆盖半径不同，速率越高覆盖半径越小。TD-SCDMA的不同速率的业务覆盖半径比较接近。 /网络规划比较网络规划比较WCDMA、TD-

16、SCDMA、cdma20001X的覆盖规划流程基本相同。链路预算中三者不同之处在于WCDMA和CDMA2000的各种速率业务的覆盖半径不同，规划当中需要考虑。TD-SCDMA 中各种不同业务速率覆盖半径接近，所以规划相对简单。 /技术参数技术参数GSMPHSTD-SCDMA多址方式多址方式TDMA/FDMATDMA/FDMAFDMA/TDMA/CDMA双工方式双工方式FDDTDDTDD载频带宽载频带宽2200KHz300KHz1.6MHz码片速率码片速率270Kbps384Kbps1.28M chip/s帧长帧长4.615ms5ms10ms每帧时隙数每帧时隙数882子帧子帧, 10时隙时隙/子

17、帧子帧功率控制功率控制慢速闭环慢速闭环无无闭环闭环功率控制速率功率控制速率2次次/秒秒(480ms/次次)200次次/秒秒调制方式调制方式GMSK / 8PSKQPSKQPSK / 8PSK/ 16QAM编码方式编码方式卷积码卷积码ADPCM卷积码卷积码/Turbo码码TDTD与与2G2G的比较的比较 /LTEWCDMA无线技术演进路线无线技术演进路线 2001-2005年年 2006年年 2007年年 2010年年HSDPA (P1) R5 1.8M/3.6MbpsHSDPA(P2) R5 7.2/14.4Mb/sHSUPA6-8MbpsWCDMA R99/R4 384kb/sGSM/GPR

18、S/EDGE171kbps/384kb/sHSPA+LTECDMA2000无线技术演进路线无线技术演进路线 1xEV-DO Rel. 0DL: 2.4MbpsUL:153.6kbpscdma2000 1x (Rel. 0)153.6kbps1xEV-D0 Rel. ADL: 3.1MbpsUL: 1.8Mbps1xEV-DV Rel. D3.1MbpsAIE Phase 1DO Rel. B（ 多载波 DO）DL：46.5MbpsUL: 27MbpsAIE Phase 2LBC DL: 100Mbps-1GbpsUL: 50-100MbpsAIE Phase 2SBCDL: 100Mbps-1

19、GbpsUL: 50-100MbpsTD-SCDMAHSDPA R5 2.8MbpsTD-SCDMAMC-HSDPA 8.4Mb/sTD-SCDMA R4 384kb/sGSM/GPRS/EDGE171kb/s/384kbpsHSPA+LTETD-SCDMA 无线技术演进路线无线技术演进路线 DL:100MbpsUL:50Mbps DL:100MbpsUL:50MbpsAIE DL:40MbpsUL:10Mbps DL:40MbpsUL10Mbps后续演进比较后续演进比较 /课程内容课程内容TD-SCDMATD-SCDMA发展概述发展概述TD-SCDMATD-SCDMA与其它技术比较与其它技术比较TD-SCDMATD-SCDMA系统结构系统结构 /SRNSDRNSNodeBNodeBNodeBNodeBRNCCNRNC IuIuIur IubIubIubIubUEUu3GPP-UTRAN3GPP-UTRAN体系结构体系结构 /R4R4系统基本结构系统基本结构 /IuIu口口n I