任务1.3WCDMA关键技术

1、项目项目1 3G技术及系统组网技术及系统组网任务任务1.3 WCDMA关键技术关键技术移动通信技术移动通信技术【任务引入】【任务引入】 WCDMA系统之所以可以提供较高的数据传系统之所以可以提供较高的数据传输速率，是由于它采用了多种技术，包括：输速率，是由于它采用了多种技术，包括： 空中接口技术空中接口技术 数字中频技术数字中频技术 RAKE接收技术接收技术 功率控制技术功率控制技术 HSDPA技术技术2【任务目标】【任务目标】 知识目标：知识目标： 了解了解WCDMA的无线信道分类的无线信道分类 了解数字中频技术和了解数字中频技术和HSPDA技术技术 熟悉熟悉RAKE接收技术的原理接收技术的

2、原理 掌握掌握WCDMA采用的功率控制技术采用的功率控制技术 能力目标能力目标 ： 能基本绘制能基本绘制WCDMA系统的空中接口分层系统的空中接口分层 能基本绘制能基本绘制RAKE接收机的框图接收机的框图 素养目标：素养目标： 培养学生团队协作精神培养学生团队协作精神 培养学生自学能力培养学生自学能力3【知识准备】【知识准备】 1.3.1 空中接口技术空中接口技术 1.3.2 数字中频技术数字中频技术 1.3.3 RAKE接收技术接收技术 1.3.4 功率控制技术功率控制技术 1.3.5 HSDPA技术技术41.3.1 空中接口技术空中接口技术 空中接口是用户设备空中接口是用户设备UE和无线接

3、入网和无线接入网UTRAN之间之间的的Uu接口。无线接口技术是各移动通信系统的关接口。无线接口技术是各移动通信系统的关键技术，最基本区别在于物理层。键技术，最基本区别在于物理层。51.3.1 空中接口技术空中接口技术1. 空中接口的分层空中接口的分层 WCDMA的空中接口可以分为物理层、数据的空中接口可以分为物理层、数据链路层和无线资源控制层共三层。链路层和无线资源控制层共三层。61.3.1 空中接口技术空中接口技术1. 空中接口的分层空中接口的分层 物理层物理层 实现比特流的透明传输，为数据链路层提供物实现比特流的透明传输，为数据链路层提供物理信道。理信道。71.3.1 空中接口技术空中接口

4、技术1. 空中接口的分层空中接口的分层 数据链路层数据链路层 MAC子层子层 Media Access Control，介质访问控制，介质访问控制 屏蔽了物理介质的特征，为高层提供使用物理介质屏蔽了物理介质的特征，为高层提供使用物理介质的手段，主要完成对传输信息的格式转换，实现和的手段，主要完成对传输信息的格式转换，实现和维护介质访问控制协议。维护介质访问控制协议。 RLC子层子层 Radio Link Control，无线链路控制，无线链路控制 建立和释放无线链路的逻辑连接建立和释放无线链路的逻辑连接81.3.1 空中接口技术空中接口技术1. 空中接口的分层空中接口的分层 无线资源控制层无线

5、资源控制层 RRC，Radio Resource Control 处理连接管理、无线承载控制、连接移动性管处理连接管理、无线承载控制、连接移动性管理和测量功能。理和测量功能。91.3.1 空中接口技术空中接口技术2. 无线信道的分类无线信道的分类 在在WCDMA的无线接口中，根据不同协议层的无线接口中，根据不同协议层次将无线信道分为三类：逻辑信道、传输次将无线信道分为三类：逻辑信道、传输信道和物理信道。信道和物理信道。101.3.1 空中接口技术空中接口技术2. 无线信道的分类无线信道的分类 逻辑信道逻辑信道 定义了传输信息的类型，这些信息可以是独立定义了传输信息的类型，这些信息可以是独立成块

6、的数据流，也可以是夹杂在一起但是有确成块的数据流，也可以是夹杂在一起但是有确定起始位的数据流，这些数据流包括了所有用定起始位的数据流，这些数据流包括了所有用户的数据。户的数据。111.3.1 空中接口技术空中接口技术2. 无线信道的分类无线信道的分类 传输信道传输信道 对逻辑信道信息进行特定处理后再加上传输格对逻辑信道信息进行特定处理后再加上传输格式等指示信息后的数据流，这些数据流仍然包式等指示信息后的数据流，这些数据流仍然包括所有用户的数据。括所有用户的数据。121.3.1 空中接口技术空中接口技术2. 无线信道的分类无线信道的分类 物理信道物理信道 将属于不同用户、不同功用的传输信道数据流

7、将属于不同用户、不同功用的传输信道数据流分别按照相应的规则确定其载频、扰码、扩频分别按照相应的规则确定其载频、扰码、扩频码、开始结束时间等进行相关的操作，并在最码、开始结束时间等进行相关的操作，并在最终调制为模拟射频信号发射出去。终调制为模拟射频信号发射出去。 不同物理信道上的数据流分别属于不同的用户不同物理信道上的数据流分别属于不同的用户或者是不同的功用。或者是不同的功用。131.3.1 空中接口技术空中接口技术2. 无线信道的分类无线信道的分类 (1) 逻辑信道逻辑信道 逻辑信道是逻辑信道是MAC子层和子层和RLC子层之间的接口子层之间的接口 根据传输控制信息还是业务信息分为两种根据传输控

8、制信息还是业务信息分为两种 控制信道控制信道CCH，Control Channel 业务信道业务信道TCH，Traffic Channel141.3.1 空中接口技术空中接口技术2. 无线信道的分类无线信道的分类 (1) 逻辑信道逻辑信道 (a) 控制逻辑信道：用于传送控制信息控制逻辑信道：用于传送控制信息 广播控制信道广播控制信道 寻呼控制信道寻呼控制信道 专用控制信道专用控制信道 公共控制信道公共控制信道151.3.1 空中接口技术空中接口技术2. 无线信道的分类无线信道的分类 (1) 逻辑信道逻辑信道 (a) 控制逻辑信道：用于传送控制信息控制逻辑信道：用于传送控制信息 广播控制信道广播

9、控制信道 BCCH，Broadcast Control Channel 下行链路信道下行链路信道 用于广播系统控制信息，如位置区识别码（用于广播系统控制信息，如位置区识别码（LAI）信）信息。息。 寻呼控制信道寻呼控制信道 专用控制信道专用控制信道 公共控制信道公共控制信道161.3.1 空中接口技术空中接口技术2. 无线信道的分类无线信道的分类 (1) 逻辑信道逻辑信道 (a) 控制逻辑信道：用于传送控制信息控制逻辑信道：用于传送控制信息 广播控制信道广播控制信道 寻呼控制信道寻呼控制信道 PCCH，Paging Control Channel 下行链路信道下行链路信道 用于基站向移动终端传

10、输寻呼信息用于基站向移动终端传输寻呼信息 专用控制信道专用控制信道 公共控制信道公共控制信道171.3.1 空中接口技术空中接口技术2. 无线信道的分类无线信道的分类 (1) 逻辑信道逻辑信道 (a) 控制逻辑信道：用于传送控制信息控制逻辑信道：用于传送控制信息 广播控制信道广播控制信道 寻呼控制信道寻呼控制信道 专用控制信道专用控制信道 DCCH，Dedicated Control Channel 点对点双向信道点对点双向信道 用于在移动终端和用于在移动终端和RNC之间发送专用控制信息之间发送专用控制信息 公共控制信道公共控制信道181.3.1 空中接口技术空中接口技术2. 无线信道的分类无

11、线信道的分类 (1) 逻辑信道逻辑信道 (a) 控制逻辑信道：用于传送控制信息控制逻辑信道：用于传送控制信息 广播控制信道广播控制信道 寻呼控制信道寻呼控制信道 专用控制信道专用控制信道 公共控制信道公共控制信道 CCCH，Common Control Channel 点对多点双向信道点对多点双向信道 用于在网络和移动终端之间发送公共控制信息用于在网络和移动终端之间发送公共控制信息191.3.1 空中接口技术空中接口技术2. 无线信道的分类无线信道的分类 (1) 逻辑信道逻辑信道 (b) 业务逻辑信道：用于传输用户业务信息，业务逻辑信道：用于传输用户业务信息，例如话音和数据业务。例如话音和数据

12、业务。 专用业务信道专用业务信道 公共业务信道公共业务信道201.3.1 空中接口技术空中接口技术2. 无线信道的分类无线信道的分类 (1) 逻辑信道逻辑信道 (b) 业务逻辑信道：用于传输用户业务信息业务逻辑信道：用于传输用户业务信息 专用业务信道专用业务信道 DTCH，Dedicated Traffic Channel 点对点双向信道点对点双向信道 用于传输某一个用户的信息用于传输某一个用户的信息 公共业务信道公共业务信道 CTCH，Common Traffic Channel 点到多点下行链路信道点到多点下行链路信道 用于基站向全部或者某些用户传送公共用户信息用于基站向全部或者某些用户传

13、送公共用户信息211.3.1 空中接口技术空中接口技术2. 无线信道的分类无线信道的分类 (2) 传输信道传输信道 传输信道是物理层和传输信道是物理层和MAC层之间的接口层之间的接口 根据传输的是针对一个用户的专用信息还根据传输的是针对一个用户的专用信息还是针对所有用户的公共信息分为两种：是针对所有用户的公共信息分为两种： 专用传输信道专用传输信道 公共传输信道公共传输信道221.3.1 空中接口技术空中接口技术2. 无线信道的分类无线信道的分类 (2) 传输信道传输信道 (a) 专用传输信道专用传输信道 DCH，Dedicated Channel 是为某个用户预留的上行或下行传输信道是为某个

14、用户预留的上行或下行传输信道231.3.1 空中接口技术空中接口技术2. 无线信道的分类无线信道的分类 (2) 传输信道传输信道 (b) 公共传输信道公共传输信道 广播信道广播信道 前向接入信道前向接入信道 寻呼信道寻呼信道 随机接入信道随机接入信道241.3.1 空中接口技术空中接口技术2. 无线信道的分类无线信道的分类 (2) 传输信道传输信道 (b) 公共传输信道公共传输信道 广播信道广播信道 BCH，Broadcast Channel 下行点对多点信道下行点对多点信道 用于广播系统或小区的特定信息用于广播系统或小区的特定信息 寻呼信道寻呼信道 随机接入信道随机接入信道 前向接入信道前向

15、接入信道251.3.1 空中接口技术空中接口技术2. 无线信道的分类无线信道的分类 (2) 传输信道传输信道 (b) 公共传输信道公共传输信道 广播信道广播信道 寻呼信道寻呼信道 PCH，Paging Channel 下行点对多点传输信道下行点对多点传输信道 用于基站向整个小区发送寻呼信息用于基站向整个小区发送寻呼信息 随机接入信道随机接入信道 前向接入信道前向接入信道261.3.1 空中接口技术空中接口技术2. 无线信道的分类无线信道的分类 (2) 传输信道传输信道 (b) 公共传输信道公共传输信道 广播信道广播信道 寻呼信道寻呼信道 随机接入信道随机接入信道 RACH，Random Acc

16、ess Channel 上行传输信道上行传输信道 用于移动终端作为被叫时发送寻呼响应信息或者作用于移动终端作为被叫时发送寻呼响应信息或者作为主叫时发送接入信息。为主叫时发送接入信息。 前向接入信道前向接入信道271.3.1 空中接口技术空中接口技术2. 无线信道的分类无线信道的分类 (2) 传输信道传输信道 (b) 公共传输信道公共传输信道 广播信道广播信道 寻呼信道寻呼信道 随机接入信道随机接入信道 前向接入信道前向接入信道 FACH，Forward Access Channel 下行传输信道下行传输信道 用于基站接收到移动终端发来的随机接入信号之后用于基站接收到移动终端发来的随机接入信号之

17、后发送允许接入的信息。发送允许接入的信息。281.3.1 空中接口技术空中接口技术2. 无线信道的分类无线信道的分类 (3) 物理信道物理信道 传输信道是一个虚拟的概念，必须映射到传输信道是一个虚拟的概念，必须映射到物理信道上。物理信道上。 物理信道是各种信息在无线接口传输时的物理信道是各种信息在无线接口传输时的最终体现形式，如载波频率、扩频码、载最终体现形式，如载波频率、扩频码、载波相对相位和相对时间，分为两种：波相对相位和相对时间，分为两种： 专用物理信道专用物理信道 公用物理信道公用物理信道291.3.1 空中接口技术空中接口技术2. 无线信道的分类无线信道的分类 (3) 物理信道物理信

18、道 (a) 专用物理信道专用物理信道 专用物理数据信道专用物理数据信道 DPDCH，Dedicated Physical Data Channel 用于承载用户的业务数据，单码道最大数据速率为用于承载用户的业务数据，单码道最大数据速率为384Kbps。 专用物理控制信道专用物理控制信道 DPCCH，Dedicated Physical Control Channel 用于承载控制信息，为用于承载控制信息，为DPDCH提供解调、功控等控提供解调、功控等控制数据。制数据。301.3.1 空中接口技术空中接口技术2. 无线信道的分类无线信道的分类 (3) 物理信道物理信道 (b) 公共物理信道公共物

19、理信道 物理随机接入信道物理随机接入信道 公共控制物理信道公共控制物理信道 同步信道同步信道 寻呼指示信道寻呼指示信道 捕获指示信道捕获指示信道 公共导频信道公共导频信道311.3.1 空中接口技术空中接口技术2. 无线信道的分类无线信道的分类 (3) 物理信道物理信道 (b) 公共物理信道公共物理信道 物理随机接入信道物理随机接入信道 PRACH，Physical Random Access Channel 用于承载上行信令用于承载上行信令 公共控制物理信道公共控制物理信道 CCPCH，Common Control Physical Channel 下行信道下行信道 主公共控制物理信道主公共

20、控制物理信道P-CCPCH：承载系统消息：承载系统消息 辅公共控制物理信道辅公共控制物理信道S-CCPCH：承载下行信令：承载下行信令321.3.1 空中接口技术空中接口技术2. 无线信道的分类无线信道的分类 (3) 物理信道物理信道 (b) 公共物理信道公共物理信道 同步信道同步信道 SCH，Synchronization Channel 下行信道下行信道 用于小区搜索用于小区搜索 寻呼指示信道寻呼指示信道 PICH，Paging Indicator Channel 下行信道下行信道 用于承载寻呼指示用于承载寻呼指示331.3.1 空中接口技术空中接口技术2. 无线信道的分类无线信道的分类

21、(3) 物理信道物理信道 (b) 公共物理信道公共物理信道 捕获指示信道捕获指示信道 AICH，Acquisition Indication Channel 下行信道下行信道 用于承载对物理随机接入信道用于承载对物理随机接入信道PRACH前缀的捕获指示前缀的捕获指示 公共导频信道公共导频信道 CPICH，Common Pilot Channel 下行信道下行信道 用于扰码识别用于扰码识别341.3.2 数字中频技术数字中频技术 话音信号通过语音编码后得到的是低频信话音信号通过语音编码后得到的是低频信号，需要将它们变成中频信号以便进行处号，需要将它们变成中频信号以便进行处理。在无线信道中传输的是

22、高频信号，因理。在无线信道中传输的是高频信号，因此需要将处理完的中频信号再转换成射频此需要将处理完的中频信号再转换成射频信号，才能发射出去。信号，才能发射出去。 从天线上接收来的是高频信号，不便于处从天线上接收来的是高频信号，不便于处理，需要将它们转换成中频信号再进行相理，需要将它们转换成中频信号再进行相关处理。关处理。351.3.2 数字中频技术数字中频技术 模拟射频器件会使射频指标变化很大，因此要尽模拟射频器件会使射频指标变化很大，因此要尽量减少模拟射频器件，将量减少模拟射频器件，将ADC和和DAC的位置尽量向的位置尽量向射频部分前移。射频部分前移。 鉴于目前器件信号处理能力的考虑，数字中

23、频技鉴于目前器件信号处理能力的考虑，数字中频技术是最好的设计方法。术是最好的设计方法。 数字中频就是在中频部分实现模数转换和采样。数字中频就是在中频部分实现模数转换和采样。361.3.3 RAKE接收技术接收技术1. 信号传播方式信号传播方式 在无线信道中信号传播存在直射、反射、在无线信道中信号传播存在直射、反射、绕射、散射等多种传播方式。绕射、散射等多种传播方式。371.3.3 RAKE接收技术接收技术1. 信号传播方式信号传播方式 (1) 直射波直射波 电波传播过程中没有遇到任何障碍物，沿着直电波传播过程中没有遇到任何障碍物，沿着直线直接到达接收端。线直接到达接收端。1.3.3 RAKE接

24、收技术接收技术1. 信号传播方式信号传播方式 (2) 反射反射 电波在传输过程中，遇到两种不同介质的光滑电波在传输过程中，遇到两种不同介质的光滑界面（如地面、建筑物表面等）时，会发生反界面（如地面、建筑物表面等）时，会发生反射现象。射现象。1.3.3 RAKE接收技术接收技术1. 信号传播方式信号传播方式 (3) 绕射绕射 电波在传播过程中被尖利的边缘阻挡时，会改电波在传播过程中被尖利的边缘阻挡时，会改变传播方向，甚至到达障碍物的背面，即绕过变传播方向，甚至到达障碍物的背面，即绕过障碍物继续向前传播。障碍物继续向前传播。 绕射主要发生在建筑物墙角、电线杆表面等，绕射主要发生在建筑物墙角、电线杆

25、表面等，信号强度与反射波相当。信号强度与反射波相当。1.3.3 RAKE接收技术接收技术1. 信号传播方式信号传播方式 (d) 散射散射 电波在传播过程中遇到表面粗糙的障碍物或者电波在传播过程中遇到表面粗糙的障碍物或者体积小但数目多的障碍物（树叶、街道路标和体积小但数目多的障碍物（树叶、街道路标和路灯杆）时，会在其表面发生散射，形成散射路灯杆）时，会在其表面发生散射，形成散射波。波。 1.3.3 RAKE接收技术接收技术2. 多径衰落多径衰落 基站发出的信号会经过直射、反射、绕射、基站发出的信号会经过直射、反射、绕射、散射等多种传播路径到达手机接收端。散射等多种传播路径到达手机接收端。 手机接

26、收到的是多路信号的合成信号，各手机接收到的是多路信号的合成信号，各路信号幅度、相位不同。路信号幅度、相位不同。 相位相同时强度增加，相反时抵消。相位相同时强度增加，相反时抵消。1.3.3 RAKE接收技术接收技术2. 多径衰落多径衰落 手机在不同的位置，接收到的合成信号强手机在不同的位置，接收到的合成信号强度不同，导致接收的信号时强时弱，即多度不同，导致接收的信号时强时弱，即多径衰落。径衰落。1.3.3 RAKE接收技术接收技术 3. RAKE接收机接收机 RAKE接收技术实际上是一种多径分集接收接收技术实际上是一种多径分集接收技术。技术。 RAKE接收机中的相关器可以分离出多径信接收机中的相

27、关器可以分离出多径信号，然后将这些多径信号分别进行延时和号，然后将这些多径信号分别进行延时和相位偏转，使它们在时间和相位上保持一相位偏转，使它们在时间和相位上保持一致，并根据一定的规则进行合并，从而变致，并根据一定的规则进行合并，从而变害为利，不但解决了多径衰落的影响，也害为利，不但解决了多径衰落的影响，也提高了接收信号的信噪比。提高了接收信号的信噪比。1.3.3 RAKE接收技术接收技术 3. RAKE接收机接收机1.3.4 功率控制技术功率控制技术46 远近效应远近效应1.3.4 功率控制技术功率控制技术47 功率控制是指接收端根据接收到的信号强功率控制是指接收端根据接收到的信号强度来要求

28、发送端调节信号发射功率。度来要求发送端调节信号发射功率。 根据信号传送的方向，功率控制可以分为根据信号传送的方向，功率控制可以分为前向功率控制和反向功率控制。前向功率控制和反向功率控制。1.3.4 功率控制技术功率控制技术48 前向功率控制前向功率控制 前向功率控制需要调节基站的信号发射功率，前向功率控制需要调节基站的信号发射功率，使得移动终端收到基站发来的信号功率达到基使得移动终端收到基站发来的信号功率达到基准值。准值。1.3.4 功率控制技术功率控制技术49 反向功率控制反向功率控制 反向功率控制需要调节移动终端的信号发射功反向功率控制需要调节移动终端的信号发射功率，使得基站接收到的各个移

29、动终端发来的信率，使得基站接收到的各个移动终端发来的信号功率均达到基准值。号功率均达到基准值。1.3.4 功率控制技术功率控制技术50 根据移动终端和基站是否同时参与，功率根据移动终端和基站是否同时参与，功率控制又可以分为开环功率控制和闭环功率控制又可以分为开环功率控制和闭环功率控制。控制。 前向：闭环功率控制前向：闭环功率控制 反向：开环功率控制反向：开环功率控制+闭环功率控制闭环功率控制1.3.4 功率控制技术功率控制技术1.开环功率控制开环功率控制51 在反向开环功率控制中，移动终端不断检在反向开环功率控制中，移动终端不断检测接收到的前向链路信号的功率，如果功测接收到的前向链路信号的功率

30、，如果功率太小则认为基站接收到的反向链路信号率太小则认为基站接收到的反向链路信号的功率也太小，则提高自己的发射功率。的功率也太小，则提高自己的发射功率。1.3.4 功率控制技术功率控制技术1.开环功率控制开环功率控制52 反之，如果检测到接收功率太大则认为基反之，如果检测到接收功率太大则认为基站接收到的反向链路信号的功率也太大，站接收到的反向链路信号的功率也太大，则降低自己的发射功率。则降低自己的发射功率。 由此可见，整个控制过程只需要移动终端由此可见，整个控制过程只需要移动终端独自完成，基站并没有参与其中。独自完成，基站并没有参与其中。1.3.4 功率控制技术功率控制技术2. 闭环功率控制闭

31、环功率控制53 前向功率控制主要采用闭环功率控制。前向功率控制主要采用闭环功率控制。 闭环功率控制需要移动终端和基站双方配闭环功率控制需要移动终端和基站双方配合进行控制，包括两种：合进行控制，包括两种： 内环功率控制内环功率控制 外环功率控制外环功率控制1.3.4 功率控制技术功率控制技术2. 闭环功率控制闭环功率控制54(1) 内环功率控制内环功率控制 移动终端接收到基站发来的信号后，将信移动终端接收到基站发来的信号后，将信噪比噪比Eb/N0与预先的门限值进行比较。与预先的门限值进行比较。 如果高于门限值，要求基站降低发射功率；如果高于门限值，要求基站降低发射功率； 如果低于门限值，要求基站

32、提高发射功率。如果低于门限值，要求基站提高发射功率。1.3.4 功率控制技术功率控制技术2. 闭环功率控制闭环功率控制55(1) 内环功率控制内环功率控制 如何确定信噪比门限值呢？如何确定信噪比门限值呢？ 链路质量是用链路质量是用FER（误帧率）来表示，需要（误帧率）来表示，需要利用利用FER来确定信噪比门限值。来确定信噪比门限值。 在移动环境下，在移动环境下，Eb/N0与与FER之间的关系是之间的关系是不断变化的，需要通过不断变化的，需要通过FER来动态调节信噪来动态调节信噪比门限值。比门限值。 这就涉及外环功率控制。这就涉及外环功率控制。1.3.4 功率控制技术功率控制技术2. 闭环功率控

33、制闭环功率控制56(2) 外环功率控制外环功率控制 外环功率控制用于调节内环功率控制的信外环功率控制用于调节内环功率控制的信噪比门限值。噪比门限值。 移动终端接收基站发来的信号，解调并估移动终端接收基站发来的信号，解调并估计前向链路的计前向链路的FER。1.3.4 功率控制技术功率控制技术2. 闭环功率控制闭环功率控制57(2) 外环功率控制外环功率控制 FER有一个目标值有一个目标值 当实际接收的当实际接收的FER高于目标值，则误帧率太高，高于目标值，则误帧率太高，移动终端就提高内环信噪比门限；移动终端就提高内环信噪比门限； 当实际接收的当实际接收的FER低于目标值，则误帧率较低，低于目标值

34、，则误帧率较低，移动终端就降低内环信噪比门限。移动终端就降低内环信噪比门限。1.3.5 HSDPA技术技术 High Speed Downlink Packet Access 高速下行分组接入高速下行分组接入 是一种移动通信协议，亦称为是一种移动通信协议，亦称为3.5G。 在在WCDMA下行链路中提供分组数据业务，下行链路中提供分组数据业务，在一个在一个5MHz载波上的传输速率可达载波上的传输速率可达8-10 Mbps（如采用（如采用MIMO技术，则可达技术，则可达20 Mbps）。）。58扩展阅读扩展阅读TD-SCDMA关键技术关键技术59TD-SCDMA关键技术关键技术1. 智能天线技术智

35、能天线技术 以往的基站天线不管采用中心激励还是顶点激励，以往的基站天线不管采用中心激励还是顶点激励，天线都是都朝着较宽的覆盖范围发送信号，发给天线都是都朝着较宽的覆盖范围发送信号，发给某一用户的信号会被基站覆盖范围内的所有用户某一用户的信号会被基站覆盖范围内的所有用户接收到，造成了发射功率的浪费，并且造成了不接收到，造成了发射功率的浪费，并且造成了不同用户信号之间的相互干扰。同用户信号之间的相互干扰。TD-SCDMA关键技术关键技术1. 智能天线技术智能天线技术 智能天线的目的是在基站和移动台之间建立一条智能天线的目的是在基站和移动台之间建立一条能量相对集中的无线链路（激光），基站发送给能量相

36、对集中的无线链路（激光），基站发送给某个用户的信号只朝着这个用户的方向发送，同某个用户的信号只朝着这个用户的方向发送，同时可以跟踪用户位置的变化。时可以跟踪用户位置的变化。 这样可以减少对其他用户的干扰，从而提高系统这样可以减少对其他用户的干扰，从而提高系统容量。容量。 TD-SCDMA关键技术关键技术1. 智能天线技术智能天线技术 基站如何知道用户的方位？基站如何知道用户的方位？ 根据收到的上行信号的方向确定用户方位，根据收到的上行信号的方向确定用户方位，产生朝着此方向的下行定向波束。产生朝着此方向的下行定向波束。TD-SCDMA关键技术关键技术1. 智能天线技术智能天线技术 为什么为什么T

37、D-SCDMA系统可以实现智能天线，系统可以实现智能天线，而在其他系统中没有使用这种技术？而在其他系统中没有使用这种技术？ 因为因为TD-SCDMA使用时分双工技术，上下行使用时分双工技术，上下行使用相同的频率，因此上下行信道的衰落使用相同的频率，因此上下行信道的衰落特性相似，基站可以利用上行信道的衰落特性相似，基站可以利用上行信道的衰落特性来估计下行信道的衰落特性，从而实特性来估计下行信道的衰落特性，从而实现智能天线的下行波束赋形。现智能天线的下行波束赋形。TD-SCDMA关键技术关键技术2. 联合检测技术联合检测技术 CDMA系统中每个用户有一个唯一的地址码，接系统中每个用户有一个唯一的地

38、址码，接收端根据用户的地址码来区分不同用户的信号。收端根据用户的地址码来区分不同用户的信号。 发送端发送端 地址调制信号地址调制信号i用户信号用户信号i地址码地址码i 接收端接收端 接收信号用户信号接收信号用户信号1+用户信号用户信号2+用户信号用户信号3+ 用户信号用户信号i 0T接收信号地址码接收信号地址码i dtTD-SCDMA关键技术关键技术2. 联合检测技术联合检测技术地址码地址码用户信号用户信号地址调制信号地址调制信号恢复用户信号恢复用户信号用户用户1用户用户2用户用户3用户用户4TD-SCDMA关键技术关键技术2. 联合检测技术联合检测技术地址码：要求相关性为地址码：要求相关性为

39、0。用户用户11111用户用户21-11-1用户用户311-1-1用户用户41-1-11TD-SCDMA关键技术关键技术2. 联合检测技术联合检测技术 如果地址码之间相关性为如果地址码之间相关性为0，并且信道特性，并且信道特性较好，可以保证接收到不同用户信号之间较好，可以保证接收到不同用户信号之间相关性也为相关性也为0。 使用此用户的地址码就可以提取出此用户使用此用户的地址码就可以提取出此用户的信号，并且将其他用户的信号以及噪声的信号，并且将其他用户的信号以及噪声和干扰降为和干扰降为0。TD-SCDMA关键技术关键技术2. 联合检测技术联合检测技术 由于需要为每个用户分配唯一的地址码，由于需要

40、为每个用户分配唯一的地址码，因此需要很多的地址码，很难保证不同用因此需要很多的地址码，很难保证不同用户地址码之间相关性完全为户地址码之间相关性完全为0。 同时由于信道的干扰，也使得基站接收到同时由于信道的干扰，也使得基站接收到的不同用户信号之间存在一定的相关性。的不同用户信号之间存在一定的相关性。 因此在接收端使用某个用户的地址码提取因此在接收端使用某个用户的地址码提取此用户信号的时候，会存在其他用户信号此用户信号的时候，会存在其他用户信号对他的干扰，这就是多址干扰（对他的干扰，这就是多址干扰（MAI，Multiple Access Interference） 。TD-SCDMA关键技术关键技

41、术2. 联合检测技术联合检测技术 多址干扰是通信中其他用户对本用户的干多址干扰是通信中其他用户对本用户的干扰。扰。 联合检测的目的就是减少多址干扰。联合检测的目的就是减少多址干扰。 单用户检测：将多址干扰当成噪声来处理，单用户检测：将多址干扰当成噪声来处理，只利用本用户的地址码来提取本用户。只利用本用户的地址码来提取本用户。 联合检测：充分利用其他用户的地址码以联合检测：充分利用其他用户的地址码以及多址干扰中的信道估计，从而更好地实及多址干扰中的信道估计，从而更好地实现信号分离。现信号分离。TD-SCDMA关键技术关键技术3. 接力切换技术接力切换技术 切换：通信中的用户从一个小区进入另一切换

42、：通信中的用户从一个小区进入另一个小区并能继续通信。个小区并能继续通信。 切换方式切换方式 硬切换硬切换 软切换软切换 更软切换更软切换 接力切换接力切换TD-SCDMA关键技术关键技术3. 接力切换技术接力切换技术 FDMA和和TDMA系统采用硬切换，先断后切，系统采用硬切换，先断后切，掉话率高，且容易出现乒乓效应。掉话率高，且容易出现乒乓效应。TD-SCDMA关键技术关键技术3. 接力切换技术接力切换技术 CDMA系统采用软切换，先切后断，不易掉系统采用软切换，先切后断，不易掉话，但资源利用率低。话，但资源利用率低。TD-SCDMA关键技术关键技术3. 接力切换技术接力切换技术 TD-SC

43、DMA系统提出了接力切换，先切上行，系统提出了接力切换，先切上行，后切下行。后切下行。TD-SCDMA关键技术关键技术3. 接力切换技术接力切换技术 接力切换过程接力切换过程测量过程测量过程判决过程判决过程1. 执行过程执行过程TD-SCDMA关键技术关键技术3. 接力切换技术接力切换技术1. 测量过程测量过程 在在UE和基站通和基站通信的过程中，信的过程中，UE不断对当前不断对当前服务小区基站服务小区基站和相邻小区基和相邻小区基站的导频信号站的导频信号强度进行测量。强度进行测量。RNCTD-SCDMA关键技术关键技术3. 接力切换技术接力切换技术1. 测量过程测量过程 一旦发现当前一旦发现当

44、前服务小区的导服务小区的导频信号强度在频信号强度在一段时间内持一段时间内持续低于某一门续低于某一门限值，限值，UE通知通知RNC启动接力切启动接力切换的测量过程。换的测量过程。RNCTD-SCDMA关键技术关键技术3. 接力切换技术接力切换技术1. 测量过程测量过程 当前服务小区当前服务小区不断检测不断检测UE的的位置信息，并位置信息，并发送给发送给RNC。RNC当前当前候选候选候选候选当前候选候选TD-SCDMA关键技术关键技术3. 接力切换技术接力切换技术1. 测量过程测量过程 RNC根据测量根据测量信息判断信息判断UE可可能进入哪些相能进入哪些相邻小区，把它邻小区，把它们作为切换候们作为

45、切换候选小区。选小区。RNC当前当前候选候选候选候选当前候选候选TD-SCDMA关键技术关键技术3. 接力切换技术接力切换技术1. 测量过程测量过程 然后然后RNC通知通知UE对这些候选对这些候选小区进行监测小区进行监测和测量，把测和测量，把测量结果发送给量结果发送给RNC。RNC当前当前候选候选候选候选当前候选候选TD-SCDMA关键技术关键技术3. 接力切换技术接力切换技术2. 判决过程判决过程 RNC对收到的对收到的测量结果进行测量结果进行处理，以决定处理，以决定是否进行切换是否进行切换以及切换到哪以及切换到哪个小区。个小区。RNC当前候选候选TD-SCDMA关键技术关键技术3. 接力切

46、换技术接力切换技术 判决过程判决过程首先处理当前小区的测量结果，对它的服首先处理当前小区的测量结果，对它的服务质量跟两个门限值（质量好门限、业务务质量跟两个门限值（质量好门限、业务需求门限）进行比较，有三种情况：需求门限）进行比较，有三种情况：质量好业务需求TD-SCDMA关键技术关键技术3. 接力切换技术接力切换技术判决过程判决过程当前小区的服务质量高于质量好门限，则不对其当前小区的服务质量高于质量好门限，则不对其他监测小区的测量报告进行处理，不进行切换。他监测小区的测量报告进行处理，不进行切换。当前小区的服务质量介于业务需求门限和质量好当前小区的服务质量介于业务需求门限和质量好门限之间，则

47、对所有监测小区的测量报告进行整门限之间，则对所有监测小区的测量报告进行整体评估。如监测小区中存在比当前服务小区信号体评估。如监测小区中存在比当前服务小区信号更好的小区，则判决进行切换，否则不切换。更好的小区，则判决进行切换，否则不切换。当前小区的服务质量低于业务门限需求，则立即当前小区的服务质量低于业务门限需求，则立即对监测小区进行评估，选择最强信号的小区进行对监测小区进行评估，选择最强信号的小区进行切换。切换。质量好业务需求TD-SCDMA关键技术关键技术3. 接力切换技术接力切换技术判决过程判决过程如果判决切换，如果判决切换，则向目标基站则向目标基站提出切换申请，提出切换申请，如果目标基站如果目标基站允许接入，