TD-SCDMA关键技术

1、TD-SCDMA的主要 关键技术目录vTDD技术v智能天线技术v联合检测技术v上行同步v软件无线电v动态信道分配v接力切换技术v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n易于使用非对称频段, 无需具有特定双工间隔的成对频段n适应用户业务需求，灵活配置时隙，优化频谱效率n上行和下行使用同个载频，故无线传播是对称的,有利于智能天线技术的实现 n无需笨重的射频双工器，小巧的基站，降低成本TDD技术智能天线的历史n智能天线技术的核心是自适应天线波束赋形技术。自适应天

2、线波束赋形技术在上世纪60年代开始发展，其研究对象是雷达天线阵，为提高雷达的性能和电子对抗的能力。90年代中期，各国开始考虑将智能天线技术应用于无线通信系统。美国Arraycom公司在时分多址的PHS系统中实现了智能天线；1997年，由我国信息产业部电信科学技术研究院控股的北京信威通信技术公司开发成功了使用智能天线技术的SCDMA无线用户环路系统。另外，在国内外也开始有众多大学和研究机构广泛地开展对智能天线的波束赋形算法和实现方案的研究。1998年我国向国年我国向国际电联提交的际电联提交的TD-SCDMA RTT建议就是第一次提建议就是第一次提出以智能天线为核心技术的出以智能天线为核心技术的C

3、DMA通信系统。通信系统。智能天线的设计思想n没有智能天线的情况下，小区间用户干扰严重n使用智能天线的情况下，n小区间用户干扰得到极大改善智能天线系统的组成n天线阵列n圆阵或线阵n收发信机n一个阵元一套射频收发单元n智能天线算法PAPAPAS(t)w1w2w8合分路器件加权智能天线算法基本原理n 上行：基站根据各个阵元接收信号的相位差上行：基站根据各个阵元接收信号的相位差估计估计UE的方向的方向n 下行：根据下行：根据UE的方向，调整各个阵元上的振的方向，调整各个阵元上的振幅和相位，形成指向该幅和相位，形成指向该UE的指向波束的指向波束aka1.deka1ka0eka0天线阵列下行赋形下行数据

4、信道估计赋形参数估计空域滤波联合检测上行用户数据智能天线算法实现模型圆阵天线线阵天线智能天线的天线阵TD-SCDMA系统更适合采用智能天线nTDD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FDD 要准确。n子帧时间较短（5ms），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8个），计算量小，便于实时自适应权值的生成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智能天线技术智能天线的效果n对用户起到空间隔离、消除干扰的作用最大化对期望用户的能量最小化对其他用户的干扰用户间干扰用户间干扰被有效抑制被有效抑制智能天线的优势n提高了基站接

5、收机的灵敏度n提高了基站发射机的等效发射功率n降低了系统的干扰n增加了CDMA系统的容量n改进了小区的覆盖n降低了无线基站的成本 普通天线智能天线智能天线技术ABCD时隙2A同一时隙同一时隙不同用户不同用户到达基站时间点对齐到达基站时间点对齐BCD上行同步的基本概念上行同步技术上行同步的目的n减小小区内用户间的上行多址干扰和多径干扰，增加小区容量和小区半径n使TD-SCDMA具有区别于cdma2000和WCDMA的专利，拥有自主知识产权SF = 4Cch 4,0 = (1,1,1,1)Cch 4,1 = (1,1,-1,-1) Cch 4,2 = (1,-1,1,-1)Cch 4,3 = (1

6、,-1,-1,1)1,1,-1,-11,-1,-1,1理想无时延理想无时延1,1,-1,-11,-1,-1,1延时延时1chip1,1,-1,-11,-1,-1,1上行同步技术上行同步建立UENode BUpPCH （UpPTS）FPACH 快速物理接入信道PRACH（RACH）物理随机接入信道SCCPCH（FACH）辅助公共控制物理信道终端选择SYNC-UL，以估算的时间和功率发送基站检测到SYNC-UL，并回送定时和功率调整调整定时和功率，发送随机接入请求发送随机接入响应后，进行后续的信令接续上行同步技术上行同步实现n同步的准备：建立下行同步n同步的建立：UE通过对接收到的DwPTS和或P

7、-CCPCH的功率估计来确定SYNC_UL（上行同步序列）的发射时刻，然后在UpPTS（上行导频时隙）发送基站检测SYNC_UL 序列，估计接收功率和时间，通过FPACH(快速物理接入信道)调整下次发射的功率和时间在以后的4个子帧内，基站用FPACH里的一个单一子帧消息向UE发射调整信息物理层过程物理层过程n同步的保持：在每一上行帧检测Midamble（中间吗），估计UE的发射功率和发射时间偏移立即在下一个可用的下行帧发射SS（同步偏移）和TPC命令进行闭环控制上行同步保持SS BitsSS 命令命令含义含义00Down减小k/8 chip个同步偏移11Up增加k/8 chip个同步偏移01

8、Do nothing保持不变业务数据 GP（保护时隙）16业务数据SSMidamble144chips上行同步技术突发结构组成图突发结构组成图352码片325码片动态信道分配DCA的分类 n慢速DCA：根据小区业务情况，确定上下行时隙转换点n快速DCA ：根据对专用业务信道或共享业务信道通信质量监测的结果，自适应地对资源单元（RU，即码道或时隙）进行调配和切换，以保证业务质量。快速DCA分为以下几类：n频域DCA n时域DCA n码域DCA n空域DCA 动态信道分配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DCAn慢速DCA：根据小区业务情况，

9、确定上下行时隙转换点动态信道分配动态信道分配快速DCAn快速DCA的作用 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、干扰受限条件及终端移动要求，由RNC进行频率、时隙和码道的动态调整及信道间的切换 动态信道分配动态信道分配频域频域 DCA (FDMA)业务动态地分配到干扰最小的频率上EnergyTimeFDMAFrequencyCDMATDMA时域时域DCA (TDMA)业务分配到干扰最小的时隙空域空域DCA (SDMA)自适应的智能天线技术选择最佳的解耦方向码域码域DCA (CDMA)改变分配的码道来降低干扰动态信道分配（DCA）的效果1：干扰最小化动态信道分

10、配动态信道分配（DCA）的效果2：带宽“按需分配”系统容量传统信道配置业务源速率动态信道配置动态信道分配切换是指当移动台处于移动状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，信号的测量，距离或业务的变化，更优的蜂窝出现，操作和管理的干更优的蜂窝出现，操作和管理的干涉，业务流量情况等涉，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在蜂窝结构的无线移动通信系统中，当移动台从一个小区移动到中，当移动台从一个小区

11、移动到另一个小区时，为保持移动用电另一个小区时，为保持移动用电话不中断通信需要进行的信道切话不中断通信需要进行的信道切换称为切换换称为切换切换无线测量、网络判决和系统执行无线测量、网络判决和系统执行切换步骤接力切换技术切换切换的分类n硬切换任何移动通信系统都能够支持n软切换CDMA特有（WCDMA，cdma2000）n接力切换TD-SCDMA特有接力切换技术UE 移动方向移动方向目标小区目标小区源小区源小区time通话通话“缝隙缝隙”硬切换n硬切换的特点先中断源小区的链路，后建立目标小区的链路通话会产生“缝隙”接力切换技术硬切换流程硬切换的应用场景n保持连续通话n小区间负载的平衡n系统间（2G

12、3G）切换3G建设初期，覆盖范围有限的情况下2G3G的平滑演进nCDMA系统在特定情况下也需要硬切换软切换资源不足没有Iur接口接力切换技术软切换n软切换特点先建立目标小区链路，后中断源小区链路，可以避免通话“缝隙”CDMA系统所特有，而且只能发生在同频小区间软切换比硬切换占用更多的系统资源UE 移动方向移动方向目标小区目标小区源小区源小区time没有通话没有通话“缝隙缝隙” 接力切换技术软切换流程接力切换n接力切换的设计思想接力切换的设计思想当用户终端从一个小区或扇区移动到另一个小区或当用户终端从一个小区或扇区移动到另一个小区或扇区时，利用智能天线和上行同步等技术对扇区时，利用智能天线和上行

13、同步等技术对UE的距的距离和方位进行定位，根据离和方位进行定位，根据UE方位和距离信息作为切方位和距离信息作为切换的辅助信息，如果换的辅助信息，如果UE进入切换区，则进入切换区，则RNC通知通知另一基站做好切换的准备，从而达到快速、可靠和另一基站做好切换的准备，从而达到快速、可靠和高效切换的目的。这个过程就象是田径比赛中的接高效切换的目的。这个过程就象是田径比赛中的接力赛跑传递接力棒一样，因而我们形象地称之为接力赛跑传递接力棒一样，因而我们形象地称之为接力切换。力切换。接力切换技术优点：将软切换的高成功率和硬切换的高信道优点：将软切换的高成功率和硬切换的高信道利用率综合到接力切换中利用率综合到接力切换中 ，使用该方法可以在，使用该方法可以在使用不同载频的使用不同载频的SCDMA基站之间，甚至在基站之间，甚至在SCDMA系统与其他移动通信系统如系统与其他移动通信系统如GSM、IS95的基站之间实现不中断通信、不丢失信息的基站之间实现不中断通信、不丢失信息的越区切换。的越区切换。 n接力切换的优势接力切换的优势相对于软切换，占用系统资源少，提高了系统容量相对于硬切换，业务中断时间很