TDSCDMA无线网络关键技术课件

TD-SCDMA

无线网络关键技术1概况一点击此处输入相关文本内容点击此处输入相关文本内容整体概述概况三点击此处输入相关文本内容点击此处输入相关文本内容概况二点击此处输入相关文本内容点击此处输入相关文本内容2TD-SCDMA系统的关键技术1.TDD时分双工方式2.联合检测3.智能天线4.软件无线电5.上行同步6.动态信道分配7.接力切换8.功率控制3培训目标学完本课程后，您应该能：1.了解联合检测技术的设计思想和优势2.列出智能天线技术给网络带来的好处3.知道TD-SCDMA采用上行同步技术的原因4.了解软件无线电技术的设计思想和对网络运营的益处5.了解基本的无线资源管理算法：信道配置，功率控制，接力切换等算法的原理和效果4目录1.联合检测（JointDetection）2.智能天线（SmartAntenna）3.上行同步（UplinkSynchronization）4.软件无线电（SoftDefinedRadio）5.TD-SCDMA无线资源管理5.1动态信道分配（DynamicChannelAllocation）5.2功率控制（PowerControl）5.3接力切换（BatonHandover）5目录1.联合检测（JointDetection）2.智能天线（SmartAntenna）3.上行同步（UplinkSynchronization）4.软件无线电（SoftDefinedRadio）5.TD-SCDMA无线资源管理5.1动态信道分配（DynamicChannelAllocation）5.2功率控制（PowerControl）5.3接力切换（BatonHandover）6传统接收机解调技术能量频率ISIMAI热噪声能量频率ISIMAI热噪声1.每个用户的信号“分别”进行扩频码匹配处理2.只有在理想正交的情况下，才能完全消除多址干扰的影响CDMA信号在空中传播传统接收机解调7能量频率ISIMAI热噪声能量频率热噪声对多个用户的信号进行“联合”处理，充分利用用户信号的扩频码、幅度、定时、延时等信息，一步解调出所用用户的信号。CDMA信号在空中传播使用联合检测联合检测的设计思想8联合检测的数学模型K个用户信道估计AK个用户联合检测用户A用户B用户K用户数据X接收数据A用户1：e1=a11*x1+a21*x2其中e1、a11、a21已知，求x1用户2：e2=a12*x1+a22*x2其中e1、a11、a21已知，求x1联合求解：{e1=a11*x1+a21*x2e2=a12*x1+a22*x2E=AX，确定性计算9联合检测的信道模型10联合检测的信道估计1.只要接收端知道A（扩频码c和信道冲激响应h），就可以估计出符号序列d2.扩频码c已知，信道冲激响应h可以利用突发结构中的训练序列（Midamble）求解e=Ad+nM*Mhh=M*/M11联合检测算法线性检测算法

匹配滤波算法MF迫零块均衡算法ZF-BLE

最小均方误差块均衡算法MMSE-BLE非线性检测算法

迫零反馈算法ZF-DF

最小均方误差反馈算法MMSE-DF12联合检测的效果减少多址干扰和多径干扰，提高系统容量提高小区覆盖，改善业务质量降低UE的发射功率，提高待机及通话时间克服CDMA特有的“远近效应”，降低对功率控制的要求13联合检测技术的后续发展更快加快计算速度，支持更多用户数，提高系统容量更准改进算法，支持对同频小区间用户的联合检测，进一步降低干扰改进信道估计方法，尽量避免由于信道估计不准确影响干扰消除效果14目录1.联合检测（JointDetection）2.智能天线（SmartAntenna）3.上行同步（UplinkSynchronization）4.软件无线电（SoftDefinedRadio）5.TD-SCDMA无线资源管理5.1动态信道分配（DynamicChannelAllocation）5.2功率控制（PowerControl）5.3接力切换（BatonHandover）15智能天线的设计思想16智能天线系统的组成天线阵列圆阵或线阵收发信机一个阵元一套射频收发单元智能天线算法合分路器W1PAW1PAW1PAS(t)17智能天线算法基本原理18智能天线的效果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阵列天线和赋型算法可以提供15dB以上的增益，从而增加覆盖范围，减少站点数量减少发射功率，延长移动台通话和待机时间提高信号接收质量，增加系统容量智能天线的发射增益比接收增益大（仿真结果大约相差2-3dB），对于下行流量较大的非对称数据业务非常适合19智能天线的后续发展开发双极化智能天线，减小天线尺寸和重量采用光纤射频拉远单元（RRU），以光纤代替馈线，进一步降低天馈成本20目录1.联合检测（JointDetection）2.智能天线（SmartAntenna）3.上行同步（UplinkSynchronization）4.软件无线电（SoftDefinedRadio）5.TD-SCDMA无线资源管理5.1动态信道分配（DynamicChannelAllocation）5.2功率控制（PowerControl）5.3接力切换（BatonHandover）21上行同步的基本概念22上行同步的目的减小同时隙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

Cch4,0=(1,1,1,1)Cch4,1=(1,1,-1,-1)1,1,-1,-11,1,-1,-1Cch4,2=(1,-1,1,-1)Cch4,3=(1,-1,-1,1)1,-1,-1,11,-1,-1,1使TD-SCDMA具有区别于cdma2000和WCDMA的专利，具有自主知识产权SF=4理想无时延延时1chip23上行同步建立终端选择SYNC-UL,以估算的时间和功率发送调整定时和功率，发送随机接入请求基站检测到SYNC-UL，并回送定时和功率调整发送随机接入响应，进行后续的信令接续UpPCH(UpPTS)FPACHFRACH(RACH)SCCPCH(FACH)UENodeB24上行同步保持业务数据业务数据MidambleSSGPSSBitsSS命令含义00“Down”减少k/8个同步偏移11“Up”增加k/8个同步偏移01“Donothing”保持不变25目录1.联合检测（JointDetection）2.智能天线（SmartAntenna）3.上行同步（UplinkSynchronization）4.软件无线电（SoftDefinedRadio）5.TD-SCDMA无线资源管理5.1动态信道分配（DynamicChannelAllocation）5.2功率控制（PowerControl）5.3接力切换（BatonHandover）26软件无线电（SDR）的由来解决多制式系统的“互通性”多种移动通信系统，各国制式、频率各不相同，不能互通、兼容，对于跨国漫游的人们带来了极大的不便减少技术演变过程中的投资浪费技术的演进需要更换硬件，极大地增加了设备投资的成本，基站要全部更换27软件无线电（SDR）的设计思想尽可能以软件（算法）实现射频硬件部分的功能构造一个具有开放性、标准化、模块化的通用硬件平台

各种功能，如工作频率、调制解调类型、数据格式、加密模式、通信协议等用软件来完成

使A/D和D/A转换器的工作频率尽可能靠近射频工作频段新一代无线通信系统具有高度灵活性、开放性28软件无线电（SDR）实现模型模拟前端宽带A/D数字下变频器高速DSP处理器宽带D/A数字上变频器29软件无线电（SDR）实现的难度高速数字信号采用技术根据“奈奎斯特第一定律”，要想无失真地传递某一频率的信号，需要以不低于该信号最高频率2倍的采样频率进行采样目前能够实现中频采样（100MHz），射频前端采用模拟技术实现随着技术的发展，采样点逐渐向射频前端推进，最终达到射频部分完全数字化的目标30采用软件无线电后的效果多种通信制式的设备共享硬件平台，节省机房，降低投资技术演进时只需要进行软件升级，新技术、新制式网络建设速度大大加快313233目录1.联合检测（JointDetection）2.智能天线（SmartAntenna）3.上行同步（UplinkSynchronization）4.软件无线电（SoftDefinedRadio）5.TD-SCDMA无线资源管理5.1动态信道分配（DynamicChannelAllocation）5.2功率控制（PowerControl）5.3接力切换（BatonHandover）3435RRM的主要任务为了保证ＣＮ所请求的ＱＯＳ，需要将ＱＯＳ映射成接入层的一些特性，从而利用接入层的资源为本条连接服务－－通信配置在保证ＣＮ所请求的ＱＯＳ的前提下，使用户的发射功率最小，从而减少该ＵＥ对于整个系统的干扰，提高系统的容量和覆盖－－功率控制确保ＵＥ移动到其他小区（系统）后，能够继续得到服务，以保证ＱＯＳ－－切换控制

贯穿整个ＲＲＭ过程的主线：保证ＱＯＳ，节约功率，减小干扰36ＲＲＭ的基本流程ＳＴＥＰ１：上层发送测量控制命令ＳＴＥＰ２：开始测量测量的执行者：ＵＥ，ＮＯＤＥＢ，ＲＮＣＳＴＥＰ３：生成测量报告ＳＴＥＰ４：通过算法进行判决，决策ＳＴＥＰ５：资源的控制和执行

37目录1.联合检测（JointDetection）2.智能天线（SmartAntenna）3.上行同步（UplinkSynchronization）4.软件无线电（SoftDefinedRadio）5.TD-SCDMA无线资源管理5.1动态信道分配（DynamicChannelAllocation）5.2功率控制（PowerControl）5.3接力切换（BatonHandover）38ＣＮ所请求信道资源的ＱＯＳ特性业务类型（ＴＲＡＦＦＩＣＣＬＡＳＳＥＳ）

会话类业务（ＣＯＮＶＥＲＳＴＡＴＩＯＮＡＬ）流类业务（ＳＴＲＥＡＭＩＮＧ）交互类业务（ＩＮＴＥＲＡＣＴＩＶＥ）背景类业务（ＢＡＣＫＧＲＯＵＮＤ）质量要求（ＢＬＥＲ）速率要求：ＶＩＰ用户和普通用户可以不相同39404142慢速和快速ＤＣＡＳＬＯＷＤＣＡ：小区载频优先级动态调整，载频上下行时隙分配与调整，各时隙优先级的动态调整

一般情况下，主载波优先级最高时隙优先级有两种设置方式：ＴＳ２，ＴＳ５＞ＴＳ３，ＴＳ６＞ＴＳ１，ＴＳ４适用于建网初期，容量小的场景各时隙按照负荷均衡的原则分配业务，试用于容量大的场景ＦＡＳＴＤＣＡ：针对每个ＵＥ的通信资源的分配，主要是载频，时隙，信道码资源与ＭＩＤＡＭＢＬＥ码资源的分配管理43目录1.联合检测（JointDetection）2.智能天线（SmartAntenna）3.上行同步（UplinkSynchronization）4.软件无线电（SoftDefinedRadio）5.TD-SCDMA无线资源管理5.1动态信道分配（DynamicChannelAllocation）5.2功率控制（PowerControl）5.3接力切换（BatonHandover）44功控的目的克服远近效应克服阴影衰落和快衰落降低网络干扰，提高业务质量提高系统容量45464748功率控制的类型开环功率控制：用于初始接入过程闭环功率控制：用于业务进行过程上行，下行内环功率控制上行，下行外环功率控制4950开环功率控制测量导频信道功率RACHUE通过测量导频信道的接受功率，计算上行初始发射功率TD-SCDMA采用TDD方式，上行、下行频率相同，因此对于上行初始功率的估计更准确，开环功率控制效果好于FDD方式51闭环功率控制——上行内环功率控制设置SIRtar上行信号发送TPC200次/秒测量信号-干扰比SIR，并与SIR目标值相比较NodeB控制UE的发射功率SIRmea>SIRtarTPC=00SIRmea<SIRtarTPC=11SIRmea=SIRtarTPC=0052闭环功率控制——下行内环功率控制下行信号发送TPC200次/秒UE控制NodeB的发射功率UE的L3软件模块设置SIRtarL1测量信号-干扰比SIR，并与SIR目标值进行比较5354闭环功率控制——上行外环功率控制内环功控RNC通过功率调整SIRtar，间接控制UE的发射功率BLERmea>BLERtarSIRtar上升BLERmea<BLERtarBLERmea=BLERtar设置BLERtarRNC设置SIRtar上行信号SIRtar下降Donothing测量接收信号的BLER,并与BLERtar相比较55闭环功率控制——下行外环功率控制内环功控UE通过动态调整SIRtar,间接控制NodeB的发射功率UE的L3软件模块测量接收信号的BLER，并与BLERtar相比较56目录1.