广东移动技术汇报-TD-SCDMA技术基础培训

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2024/1/31CombaTELECOMSYSTEMSTD-SCDMA技术根底培训Page:2

2024/1/31索引1.TD-SCDMA概述2.TD-SCDMA系统的特点和优势3.TD-SCDMA的根本原理4.TD-SCDMA的关键技术Page:3

2024/1/311.1移动通信技术开展AMPSTACSNMT其它第一代80年代模拟模拟技术GSMCDMAIS95TDMAIS-136PDC第二代90年代数字需求驱动数字技术语音业务第三代IMT-2000UMTSWCDMAcdma2000需求驱动宽带业务TD-SCDMAPage:4

2024/1/311.1移动通信技术开展(续)3G体制

WCDMA核心网络：基于MAP和GPRS无线传输技术：WCDMA－FDD/TDD

TD-SCDMA核心网络：基于MAP无线传输技术：TD-SCDMA

cdma2000核心网络：基于ANSI41和MIP无线传输技术：cdma2000Page:5

2024/1/311.2第三代移动通信的多址方式FrequencyPowerTimeCDMA下行信道TimeFreq5MHz5MHz上行信道1.6MHzTimeFreq下行上行下行上行多址方式：CDMA成为主流根本定型的技术：基于直接扩频CDMA技术Page:6

2024/1/311.2第三代移动通信的多址方式(续)多址方式：SDMA-空分多址技术codesFDMA(3carrieswithin5Mhz)TDMA(7timeslots)timefrequencyCDMA(16codes)Page:7

2024/1/311.33G三种技术的简单比较WCDMATD-SCDMACDMA2000载频间隔5M*21.6M1.25M*2码片速率3.84Mc/s1.28Mc/s1.228Mc/s双工方式FDDTDDFDD帧长10ms10ms(子帧5ms)20ms信道编码卷积码、Turbo码卷积码、Turbo码卷积码、Turbo码调制方式QPSK/BPSKQPSK/8PSK数据调制：QPSK/BPSK功率控制开环结合快速闭环开环结合闭环开环结合快速闭环功率控制速率1500次/s200次/s800次/s基站同步同步/异步同步同步Page:8

2024/1/311.43G频段划分核心频段：1885~2025MHz和2110~2200MHz共230MHz其中FDD：下行：2110~2170MHz上行：1920~1980MHz

MSS：卫星移动空对地：2170~2200MHz地对空：1980~2021MHz

TDD：1885~1920，2021~2025共50MHz国际ITU对3G频段的划分Page:9

2024/1/311.43G频段划分〔续〕我国对3G频段的划分TDD,155MHzband!!!A.核心频段频分双工〔FDD〕方式：1920~1980MHz/2110~2170MHz共2×60MHz时分双工〔TDD〕方式：1880~1920MHz/2021~2025MHz共55MHzB.补充工作频段频分双工〔FDD〕方式：1755~1785MHz/1850~1880MHz共2×30MHz时分双工〔TDD〕方式：2300~2400MHz共100MHz新频段C.卫星移开工作频段1980~2021MHz/2170~2200MHzD.扩展频段825~835MHz/870~880MHz；885~915MHz/930~960MHz；1710~1755MHz/1805~1850MHzPage:10

2024/1/311.5UTRAN总体网络结构图SRNSDRNSNodeBNodeBNodeBNodeBRNCCNRNC

IuIuIur

IubIubIubIubUEUuPage:11

2024/1/31

第二代 第二代+

第二代++

第三代IMT2000北美欧洲CDMAIS-95ACDMAIS-95BCDMA2000-1xCDMA2000GSMTDMAGSM+GPRS,HSCSDGSM++EDGEWCDMA普通分组数据业务高速电路交换数据GSM增强数据率1.62G向3G的过渡Page:12

2024/1/31索引1.TD-SCDMA概述2.TD-SCDMA系统的特点和优势3.TD-SCDMA的根本原理4.TD-SCDMA的关键技术Page:13

2024/1/312.1什么是TD-SCDMA?FDMA、TDMA和CDMA的最优结合1.6MHz最多可达16个码道每个用户通过临时分配到的CDMA码来被识别时隙上行下行上行上行timeenergyfrequencyPage:14

2024/1/312.2灵活高效的频谱利用率每个载频带宽为1.6MHz〔FDD模式为2*5MHz〕在相同的频带宽度内，可支持的载波数大大超过FDD模式可单个频率使用在频率资源紧张的国家和地区，频率可单个使用，频谱使用灵活因特网的应用导致上、下行数据业务流量的明显不同对上行与下行进行无线资源的自适应分配是频谱利用率优化的关键由于使用了智能天线，提高了系统容量智能天线波束指向用户，降低了多址干扰，提高了系统的容量，频谱效率加倍。无线干扰的最小化设计是实现最高频谱利用率的又一关键点Page:15

2024/1/312.3支持所有无线网络覆盖umbrellacoveragehighstart-upcapacity

localcoveragecapacityexpansionindoorcoveragecapacityexpansioncorporatenetworks...aboveroof-toplevel...belowroof-toplevel...onroom-ceilinglevelMacroCellsMicroCellsPicoCells1.28McpsTDDPage:16

2024/1/312.4业务上最正确适应于实现无线Internet实现了对无线网络的要求由用户应用产生的适于上下行不对称的包交换业务，高效利用系统资源混合了面向连接和无连接业务，允许多种应用方案〔例如：语音+数据〕可变化的用户数据速率〔8kbit/s...2Mbit/s〕由〞尽力而为〞〔2G〕向〞业务质量〞〔QoS，3G〕演变Page:17

2024/1/31系统频谱利用率高、容量大同一基站支持的用户数多，系统及效劳费用降低使用智能天线不需使用大功率射频器件，基站本钱大幅度下降系统可靠性高，维护费用低2.5系统本钱低Page:18

2024/1/312.6时分双工－TDDTDD的优势易于使用非对称频段,无需具有特定双工间隔的成对频段适应用户业务需求，灵活配置时隙，优化频谱效率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无需笨重的射频双工器，小巧的基站，降低成本时分双工(TD-SCDMA):

上行频带和下行频带相同

DUDDDDDD频分双工(FDD):

上行频带和下行频带分离

DDDDDDDUU上行D下行未使用资源:Page:19

2024/1/312.7TD-SCDMA的主要技术特点Page:20

2024/1/312.8TD-SCDMA的主要优势完全满足对3G业务与功能的需求能在现有稳定的GSM网络上迅速而直接部署能实现从第二代到第三代的平滑演进完全满足第三代业务的要求突出的频谱利用率和系统容量无需使用成对的频段支持蜂窝组网，可以形成宏小区、微小区及微微小区，每个小区可支持不同的不对称业务灵活、自适应的上下行业务分配，特别适合各种变化的不对称业务(如无线因特网)系统本钱低Page:21

2024/1/31索引1.TD-SCDMA概述2.TD-SCDMA系统的特点和优势3.TD-SCDMA的根本原理3.1概述3.2信道映射3.3帧结构3.4信道编码3.5扩频和调制3.6物理层过程

4.TD-SCDMA的关键技术Page:22

2024/1/313.1.1TD-SCDMA的空中接口协议结构RRCMAC物理层BMCRLCRLCRLCRLCRLCRLCRLCRLCPDCPPDCP传输信道逻辑信道无线承载ControlControlControlControlControl控制面信令用户面消息Uu接口边界L1L2/MACL2/RLCL2/BMCL2/PDCPL3Page:23

2024/1/313.1.2TD-SCDMA信道分类逻辑信道

控制信道—BCCH、PCCH、CCCH、DCCH、SHCCH

业务信道—DTCH、CTCH传输信道

公共传输信道—RACH、FACH、DSCH、USCH、BCH、PCH

专用传输信道—DCH物理信道

专用物理信道—DPCH

公共物理信道—P-CCPCH、S-CCPCH、FPACH、PRACHDwPCH、UpPCH、PICHPage:24

2024/1/313.1.3编码复合传输信道CCTrCH

专用CCTrCH：对应于一个或多个DCH的编码和复用结果共用CCTrCH：对应于一个共用信道的编码和复用结果，这些共用信道分别包括上行链路的RACH和USCH信道及下行链路的DSCH、BCH、FACH和PCH信道。对于每个专用型的CCTrCH和上行/下行同步CCTrCH，可能有一个TFCI。Page:25

2024/1/31索引1.TD-SCDMA概述2.TD-SCDMA系统的特点和优势3.TD-SCDMA的根本原理3.1概述3.2信道映射3.3帧结构3.4信道编码3.5扩频和调制3.6物理层过程

4.TD-SCDMA的关键技术Page:26

2024/1/313.2.1TD-SCDMA传输信道到物理信道的映射传输信道物理信道DCH专用物理信道(DPCH)BCH主公共控制物理信道(P-CCPCH)PCH辅助公共控制物理信道(S-CCPCH)FACH辅助公共控制物理信道(S-CCPCH)RACH物理随机接入信道(PRACH)USCH物理上行共享信道(PUSCH)DSCH物理下行共享信道(PDSCH)

下行导频信道(DwPCH)

上行导频信道(UpPCH)

寻呼指示信道（PICH）

快速物理接入信道F-PACHPage:27

2024/1/313.2.2TD-SCDMA专用信道的映射Sub-frame2nRLCPDUCodedbitsRLCPDUCodedbitsAirframenAirframen+1Sub-frame2n+1Sub-frame2(n+1)Sub-frame2(n+1)+1一个专用传输信道映射到一个或几个物理信道上，每一次分配都有一个确定的交织周期。将一帧分成几个可用于上下行信息传输的时隙Page:28

2024/1/313.2.3TD-SCDMA公共信道的映射Codech0Codech1Codech2Codech3Codech4Codech5Codech6Codech7Codech8Codech9CodechACodechBCodechCCodechDCodechECodechFTs0DwPTSUpPTSTs1Ts6BCH/PCH/FACHP-CCPCH1P-CCPCH2Page:29

2024/1/31索引1.TD-SCDMA概述2.TD-SCDMA系统的特点和优势3.TD-SCDMA的根本原理3.1概述3.2信道映射3.3帧结构3.4信道编码3.5扩频和调制3.6物理层过程

4.TD-SCDMA的关键技术Page:30

2024/1/313.3.1TD-SCDMA独特的帧结构TD-SCDMA帧结构每帧有两个上/下行转换点TS0为下行时隙TS1为上行时隙三个特殊时隙GP,DwPTS,UpPTS其余时隙可根据根据用户需要进行灵活UL/DL配置Radioframe10msSystemFrameNumberSub-frame5msTS5TS4TS0TS2TS1GPTS3TS6DwPTSUpPTSDataMidambleData675usgL1144chipsPage:31

2024/1/313.3.2TD-SCDMA的常规时隙〔TS〕每时隙由864Chips组成，时长675us；业务和信令数据由两块组成，每个数据块分别由352Chips组成；训练序列(Midamble)由144Chips组成；16Chips为保护；可以进行波束赋形。Data352chipsMidamble144chipsGP16Data352chips675

sPage:32

2024/1/313.3.3TD-SCDMA的常规时隙〔续〕码片号(CN)区域长度(chip数目)区域长度(符号数目)区域长度(µs)区域内容0-351352与SF有关275数据352-4951449112.5Midamble496-847352与SF有关275数据848-86316112.5保护间隔Datasymbols352chipsMidamble144chipsDatasymbols352chipsGP16CP864*TcPage:33

2024/1/313.3.4TPC/SS/TFCI位置：位于midamble的两侧TPC:调整步长是1,2或3dBSS：最小精度是1/8个chipTFCI：分四个局部位于相邻的两个子帧内Page:34

2024/1/313.3.5TD-SCDMA的下行导频时隙－DwPTS用于下行导频、同步和小区初搜；该时隙由96Chips组成:32用于保护；64用于同步；时长75us32组不同的SYNC-DL码，用于区分不同的小区；为全向或扇区传输，不进行波束赋形；一个SYNC_DL唯一标识一个基站和一个码组，每个码组包含4个特定的扰码，每个扰码对应一个根本的Midamble码。GP(32chips)SYNC-DL(64chips)75

sPage:35

2024/1/31标识小区的码称为同步码SYNC_DL，在下行导频时隙(DwPTS)发射。SYNC_DL用来区分相邻小区以便于进行小区测量。与SYNC_DL有关的过程是下行同步、码识别和P-CCPCH交织时间确实定。每一子帧中的DwPTS的设计目的既是为了下行导频，同时也是为了下行同步，基站将在小区的全方向或在固定波束方向以满功率发送。整个系统有32组长度为64的根本SYNC_DL码一个SYNC_DL唯一标识一个基站和一个码组，一个每个码组包含4个特定的扰码，每个扰码对应一个特定的根本midamble码。DwPTS是一个QPSK调制信号，所有DwPTS的相位用来指示复帧中P-CCPCH上的BCH的MIB位置。3.3.6TD-SCDMA的下行同步码－SYNC_DLPage:36

2024/1/313.3.7TD-SCDMA的保护时隙－GP96Chips保护时隙，时长75us用于下行到上行转换的保护在小区搜索时，确保DwPTS可靠接收，防止干扰UL工作在随机接入时，确保UpPTS可以提前发射，防止干扰DL工作确定根本的基站覆盖半径DwPTS96chipsMainGP96chipsUpPTS160chips75

sPage:37

2024/1/313.3.8TD-SCDMA的上行导频时隙－UpPTS用于建立上行初始同步和随机接入，以及越区切换时邻近小区测量；160Chips:其中128用于SYNC-UL，32用于保护；SYNC-UL有256种不同的码，可分为32个码组，以对应32种SYNC码，每组为8个不同的SYNC-UL码，即每一个小区对应于8个确定的SYNC-UL码；RNC从终端上行信号中获得初始波束赋形参数。GP(32chips)SYNC-UL(128chips)125

sPage:38

2024/1/31随机接入的特征信号称为SYNC_UL，在上行导频时隙发射。与SYNC_UL有关的过程有上行同步的建立和初始波束成形测量。每一子帧中的UpPTS在随机接入和切换过程中用于建立UE和基站之间的初始同步，当UE处于空中登记和随机接入状态时，将发射UpPTS。整个系统有256个不同的根本SYNC_UL，分成32组，每组8个。码组是由基站确定，因此，8个SYNC_UL对基站和已下行同步的UE来说都是的。当UE要建立上行同步时，将从8个的SYNC_UL中随机选择1个，并根据估计的定时和功率值在UpPTS中发射。3.3.9TD-SCDMA的上行同步码－SYNC_ULPage:39

2024/1/313.3.10TD-SCDMA的扰码128个扰码分成32组，每组4个扰码码组由基站使用的SYNC_DL序列确定扰码长度为16Page:40

2024/1/313.3.10TD-SCDMA的训练序列－Midamble码在同一小区同一时隙上的不同用户所采用的midamble码由同一个根本的midamble码经循环移位后而产生；由144Chips组成：由长度为128的根本训练序列生成，根本训练序列〔共128个〕；128个根本训练序列分成32组，以对应32个SYNC-DL码；每组为4个不同的根本训练序列，即一个小区可选择4个不同的根本训练序列；一个小区采用哪组根本midamble码由基站决定，基站决定本小区将采用这4个根本midamble中的哪一个moldable的发射功率与同一个突发中的数据符号的发射功率相同。训练序列的作用：上下行信道估计；功率测量；上行同步保持。Page:41

2024/1/313.3.11TD-SCDMA的码分配CodeGroupAssociatedCodesSYNC-DLIDSYNC-ULID

ScramblingCodeIDMidambleCodeIDGroup100~7(000~111)0(00)0(00)1(01)1(01)2(10)2(10)3(11)3(11).Group3231248~255(000~111)124(00)124(00)125(01)125(01)126(10)126(10)127(11)127(11)Page:42

2024/1/31索引1.TD-SCDMA概述2.TD-SCDMA系统的特点和优势3.TD-SCDMA的根本原理3.1概述3.2信道映射3.3帧结构3.4信道编码3.5扩频和调制3.6物理层过程

4.TD-SCDMA的关键技术Page:43

2024/1/313.4.1TD-SCDMA的数据收发过程手机数据编码&复用扩频调制射频发送射频接收解调解扩解码解交织基站数据Page:44

2024/1/313.4.2编码和复用的根本过程datadatadataTrCH-i10、20、40or80msdataCRCdataCRCdataCRC0、8、12、16or24bitsdataCRCdataCRCdataCRCdataCBLCBLCBLCedBLCedBLCedBL卷积码或Turbo码CodeddataDTXCodeddataDatabefore1stinterleavingDataafter1stinterleaved交织器列数：1、2、4或8无线帧无线帧无线帧无线帧数目：1、2、4或8RatematcheddataTrCH-i+1TrCH-1TrCH-2TrCH-ICCTrCH10ms时间内Ph-1Ph-2Ph-P10ms时间内Databefore2stinterleavedDataafter2stinterleaveddata1data2训练序列GPTFCISSTPC物理信道映射Page:45

2024/1/313.4.3信道编码方案传输信道类型编码方式编码率BCH卷积编码1/3

PCHRACH卷积编码1/3，1/2DCH,DSCH,FACH,USCH1/2Turbo编码1/3

无编码Page:46

2024/1/313.4.4编码和复用的信道编码技术

信道编码技术是通过给原数据添加冗余信息，从而获得纠错能力适合纠正非连续的少量错误目前使用较多的是卷积编码和Turbo编码〔1/2，1/3〕无纠错编码：BER<10-1~

10-2不能满足通信需要卷积编码：BER<10-3满足语音通信需要Turbo码：BER<10-6满足数据通信需要原理和目的作用和效果Page:47

2024/1/313.4.5信道编码技术举例床前明月光春眠不觉晓白发三千丈红豆生南国床床前前明明月月光光春春眠眠不不觉觉晓晓白白发发三三千千丈丈红红豆豆生生南南国国床？前前明明月月光光春春眠眠？不觉觉晓晓白白发发三三？千丈？红红豆豆生生南？国国Page:48

2024/1/313.4.6信道编码－卷织码

时延小信道误码率在10－3数量级适合实时业务TD-SCDMA采用卷积编码的传输信道：BCH、PCH、RACH，编码速率为1/2和1/3

Output0

G0=557(octal)

Input

D

D

D

D

D

D

D

D

Output1

G1=663(octal)

Output2

G2=711(octal)

Rate1/3convolutionalcoder

卷积码的应用卷积码的特点Page:49

2024/1/313.4.7信道编码－Turbo码

译码复杂信道误码率可以到达10－6非常适合对误码率敏感而对时延不敏感的非实时分组业务Turbo编码结构基于两个或多个弱过失控制码组合，信息比特在两个编码交织器之间交织，产生两个相同的信息流，然后这些信息流复用并有可能打孔TD-SCDMA系统中使用Turbo码的传输信道有DCH、DSCH、FACH、USCH编码速率为1/3交织器卷积编码器1卷积编码器2复用输入输出Turbo码的应用Turbo码的特点Page:50

2024/1/313.4.8信道编码－交织技术

交织的优点帧内交织:一个帧内部的数据比特位置的变换操作帧间交织:不同帧之间数据的位置变换Turbo编码的内部交织:Turbo编码的内部交织比较复杂，它不属于上面两种简单的交织模式，它的算法可以看作是帧内交织和帧间交织的复杂嵌套。交织分类交织技术是改变数据流的传输顺序，将突发的错误随机化。提高纠错编码的有效性提高纠错编码的有效性交织的缺点由于改变了数据流的传输顺序，必须要等整个数据块接收后才能纠错，加大了处理延时，因此交织深度应根据不同的业务要求有不同的选择特殊情况下，假设干个随机独立过失有可能交织为突发过失Page:51

2024/1/313.4.9交织技术举例床春白红？？？？？？？？前眠发豆明不三生明不三生月觉千南月觉千南光晓丈国光晓丈国床前明月光春眠不觉晓白发三千丈红豆生南国床床前前明明月月光光春春眠眠不不觉觉晓晓白白发发三三千千丈丈红红豆豆生生南南国国床春白红床春白红前眠发豆前眠发豆明不三生明不三生月觉千南月觉千南光晓丈国光晓丈国床？？前明明月月光光春？？眠不不觉觉晓晓白？？发三三千千丈丈红？？豆生生南南国国编码交织去交织解码突发错误Page:52

2024/1/31索引1.TD-SCDMA概述2.TD-SCDMA系统的特点和优势3.TD-SCDMA的根本原理3.1概述3.2信道映射3.3帧结构3.4信道编码3.5扩频和调制3.6物理层过程

4.TD-SCDMA的关键技术Page:53

2024/1/313.5.1数据调制连续二进制比特复数符号00+j01+110-111-j连续二进制比特复数符号000Cos(11pi/8)+jsin(11pi/8)001Cos(9pi/8)+jsin(9pi/8)010Cos(5pi/8)+jsin(5pi/8)011Cos(7pi/8)+jsin(7pi/8)100Cos(13pi/8)+jsin(13pi/8)101Cos(15pi/8)+jsin(15pi/8)110Cos(3pi/8)+jsin(3pi/8)111Cos(pi/8)+jsin(pi/8)所谓数据调制就是把2个〔QPSK调制〕或3个〔8PSK调制〕连续的二进制比特映射成一个复数值的数据符号Page:54

2024/1/313.5.2扩频的过程TD-SCDMA中，上行信道码的SF为：1、2、4、8、16

下行信道码的SF为：1、16数据比特OVSF码扰码扩频后码片Page:55

2024/1/313.5.3正交可变扩频因子〔OVSF)－码树Page:56

2024/1/313.5.4扩频调制简单原理

扩频的根本方式抗干扰抗噪音抗多径衰落功率谱密度低，具有隐蔽性和低的截获概率优点信息的频谱扩展后形成宽带传输相关处理后恢复成窄带信息数据fS〔f〕f0扩频前的信号频谱信号S〔f〕ff0扩频后的信号频谱信号Page:57

2024/1/313.5.5扩频调制简单原理TIm{T}Re{T}cos(wt)Complex-valuedchipsequencefromsummingoperations-sin(wt)Splitreal&imag.partsPulse-shapingPulse-shapingPage:58

2024/1/313.5.6解扩简单原理输入信号扩频码在T=Ts时刻判决解扩输出0Ts(*)dt积分Page:59

2024/1/313.5.7扩频调制举例SpectrumPage:60

2024/1/313.5.8扩频调制原理T实部与虚局部离脉冲成型cos(wt)-sin(wt)Re(T)Im(T)∑串并转换串并转换…………下行物理信道1Cch,SF,mjI+jQSdl,nG1Cch,SF,mjI+jQSdl,nG2下行物理信道2脉冲成型Page:61

2024/1/31索引1.TD-SCDMA概述2.TD-SCDMA系统的特点和优势3.TD-SCDMA的根本原理3.1概述3.2信道映射3.3帧结构3.4信道编码3.5扩频和调制3.6物理层过程

4.TD-SCDMA的关键技术Page:62

2024/1/313.6.1小区搜索过程搜索DwPTSUE通过与接收到的PN序列中的SYNC_DL进行匹配，与某一小区的DwPTS同步识别扰码和基本Midamble码UE通过试探法或排除法确定P-CCPCH采用的Midamble码，从而进一步确定扰码控制复帧同步控制复帧由调制在DwPTS上的QPSK符号序列定位，UE通过n个连续DwPTS检测BCH主信息块的位置，实现控制复帧的同步读BCH信息UE读取被搜索小区的一个或多个BCH上的广播信息，完成小区搜索过程Page:63

2024/1/31在初始小区搜索中，UE搜索到一个小区，建立DwPTS同步，获得扰码和根本midamble码，控制复帧同步，然后读取BCH信息。初始小区搜索利用DwPTS和BCH进行。第一步：搜索DwPTSUE利用DwPTS中SYNC_DL得到与某一小区的DwPTS同步，这一步通常是通过一个或多个匹配滤波器(或类似的装置)与接收到的从PN序列中选出来的SYNC_DL进行匹配实现。为实现这一步，可使用一个或多个匹配滤波器〔或类似装置〕。在这一步中，UE必须要识别出在该小区可能要使用的32个SYNC_DL中的哪一个SYNC_DL被使用3.6.1小区搜索过程〔续〕Page:64

2024/1/31第二步:识别扰码和根本midamble码UE接收到P-CCPCH上的midamble码，DwPTS紧随在P-CCPCH之后。在现在的TD-SCDMA系统中，每个DwPTS对应一组4个不同的根本midamble码，因此共有128个midamble码且互不重叠。根本midamble码的序号除以4就是SYNC_DL码的序号。因此说32个SYNC_DL和P-CCPCH32个midamble码组一一对应〔也就是说，一旦SYNC_DL确定之后，UE也就知道了该小区采用了哪4个midamble码〕，这时UE可以采用试探法和错误排除法确定P-CCPCH到底采用了哪个midamble码。在一帧中使用相同的根本midamble码。由于每个根本midamble码与扰码是相对应的，知道了midamble码也就知道了扰码。根据确认的结果，UE可以进行下一步或返回到第一步。3.6.1小区搜索过程〔续〕Page:65

2024/1/31第三步：控制复帧同步UE搜索在P-CCPCH里的BCH的复帧MIB〔MasterIndicationBlock〕，它由经过QPSK调制的DwPTS的相位序列〔相对于在P-CCPCH上的midamble码〕来标识。控制复帧由调制在DwPTS上的QPSK符号序列来定位。[n]个连续的DwPTS足以可以检测出目前MIB在控制复帧中的位置。根据为了确定正确的midamble码所进行的控制复帧同步的结果，UE可决定是否执行下一步或回到第二步。第四步：读BCH信息UE读取被搜索到小区的一个或多个BCH上的〔全〕播送信息，根据读取的结果，UE可决定是回到以上的几步还是完成初始小区搜索。3.6.1小区搜索过程〔续〕Page:66

2024/1/313.6.2上行同步过程上行同步的准备UE首先与小区建立下行同步上行同步的建立UE从8个已知的SYNC_UL中随机选择一个，根据估计的定时和功率发射，NodeB根据检测到的SYNC_UL系列，在FPACH信道向UE发送反馈信息上行同步的保持NodeB通过测量同一时隙不同UE的Midamble码估计UE的发射功率和发射时间偏移，在下一个下行时隙中发射SS和PC命令，使UE进行调整上行同步的作用：使正交扩频码的各个码道在解扩时正交，减小干扰Page:67

2024/1/313.6.2上行同步过程〔续〕定义：上行链路各终端信号在基站解调器完全同步。目的：CDMA码道正交；降低码道间干扰；提高CDMA容量；简化硬件、降低本钱。t基站解调器码道1码道2码道NPage:68

2024/1/31下行同步上行同步的建立上行信道的首次发送在UpPTS这个特殊时隙进行，SYNC_UL突发的发射时刻可通过对接收到的DwPTS和/或P-CCPCH的功率估计来确定。在搜索窗内通过对SYNC_UL序列的检测，NodeB可估计出接收功率和时间，然后向UE发送反响信息,调整下次发射的发射功率和发射时间，以便建立上行同步。在以后的4个子帧内，NodeB将向UE发射调整信息〔用F-PACH里的一个单一子帧消息〕。同步的保持在每一上行时隙检测Midamble，估计UE的发射功率和发射时间偏移在下一个下行时隙发送SS命令和TPC命令进行闭环控制上行同步过程，通常用于系统的随机接入，也可以用于当系统失去上行同步时的再同步3.6.2上行同步过程〔续〕Page:69

2024/1/313.6.3基站间同步同步的目的：相邻基站的收发时隙不能交叉，否那么，将出现严重干扰。TDD系统各基站之间必须实现同步同步精度要求：几微秒同步方法：GPS：简单基站同步通过空中接口中的特定突发时隙，即网络同步突发来实现基站通过接收其他小区的下行导频DwPTS来实现同步RNC通过Iub接口向基站发布同步信息BS0BS1BS2BS0BS1BS2BTSTxRxGPage:70

2024/1/313.6.4随机接入过程下行同步建立和维持读取小区广播信息，得到UE为接入而分配的8个SYNC_UL上行同步建立以具有较高同步精度的定时和功率发射RRC连接请求随机接入完成UE收到来自网络的RRC连接建立响应，指示UE发出的随机接入是否被接受Page:71

2024/1/313.6.4随机接入过程〔续〕随机接入必须完成的工作：上行同步、功率控制、系统获得接入要求、用户鉴权、分配业务码道等随机接入必须考虑的问题：RACH/FACH的高效率工作；防止碰撞的策略；加快接入速度。随机接入过程：UE：开环功率控制和开环同步控制，发射UpPTS，等待BTS答复NodeB：控制UE的发射功率和时延，获得UE接入要求系统：鉴权和分配码道Page:72

2024/1/31UENodeBUpPTS终端选择SYNC1,以估算的时间和功率发送基站检测到SYNC1,并回送定时和功率调整FPACHRACH调整定时和功率,发送随机接入请求FACH指配信道,继续完成接入过程和鉴权3.6.4随机接入过程〔续〕Page:73

2024/1/313.6.5功率控制功率控制技术是CDMA系统的根底，没有功率控制就没有CDMA系统。功率控制可以补偿衰落，接收功率不够时要求发射方增大发射功率功率控制可以克服远近效应，对上行功控而言，功率控制的目标即为所有的信号到达基站的功率够用即可由于移动信道是一个衰落信道，快速闭环功控可以随着信号的起伏进行快速改变发射功率，使接收电平由起伏变得平坦Page:74

2024/1/313.6.6功率控制的种类开环接收机测量接收到的宽带导频信号的功率，并估计传播路径损耗，根据路径损耗计算得到需要发射的功率。闭环测量信噪比和目标信躁比比较，并向移动台发送指令调整它的发射功率内环控制外环控制测量误帧率〔误块率〕，调整目标信噪比接收到的功率越强，说明收发双方距离较近或有非常好的传播路径，发射的功率就越小开环功控只能在决定接入初期发射功率和切换时决定切换后初期发射功率的时候使用。开环功率控制假设测定SIR>目标SIR，降低移动台发射功率,假设测定SIR<目标SIR，增加移动台发射功率闭环功率控制Page:75

2024/1/313.6.7开环功率控制NodeBUE进行功率估计

接收机测量接收到的宽带导频信号的功率，并估计传播路径损耗，根据路径损耗计算得需要发射的功率开环控制原理Page:76

2024/1/313.6.8闭环－内环功率控制功率控制的目的：使基站处接收到的每个UE信号的bit能量相等NodeBUE下发TPC测量接收信号SIR并比较内环设置SIRtar200Hz每一个UE都有一个自己的控制环路Page:77

2024/1/313.6.9闭环－外环功率控制NodeBUE下发TPC测量接收信号SIR并比较内环设置SIRtar可以得到BLER稳定的业务数据测量传输信道上的BLER外环RNC测量接收数据BLER并比较设置BLERtar10-100HzPage:78

2024/1/313.6.10功率控制的参数

上行链路下行链路功率控制速率可变闭环：0-200次/秒。开环：(约200us–3575us的延迟)可变闭环：0-200次/秒。步长1,2,3dB(闭环)1,2,3dB(闭环)备注所有数值不包括处理和测量时间。

开环功率控制：UpPTS、PRACH闭环功率控制：DPCHPage:79

2024/1/31索引1.TD-SCDMA概述2.TD-SCDMA系统的特点和优势3.TD-SCDMA的根本原理4.TD-SCDMA的关键技术

4.1TDD技术

4.2智能天线

4.3联合检测

4.4接力切换

4.5动态信道分配

4.6上行同步

4.7软件无线电Page:80

2024/1/314.1TDD技术易于使用非对称频段,无需具有特定双工间隔的成对频段适应用户业务需求，灵活配置时隙，优化频谱效率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无需笨重的射频双工器，小巧的基站，降低本钱时分双工(TDD):

上行频带和下行频带相同DUDDDDDD频分双工(FDD):

上行频带和下行频带分离

DDDDDDDUU上行D下行未使用

Page:81

2024/1/31时分双工(TDD):

上行频带和下行频带相同

DUDDDDUD时分双工(TDD):

上行频带和下行频带相同

DUDDDDUU时分双工(TDD):

上行频带和下行频带相同

DUDDDUUU三上三下两上四下一上五下4.1TDD技术〔续〕Page:82

2024/1/31索引1.TD-SCDMA概述2.TD-SCDMA系统的特点和优势3.TD-SCDMA的根本原理4.TD-SCDMA的关键技术

4.1TDD技术

4.2智能天线

4.3联合检测

4.4接力切换

4.5动态信道分配

4.6上行同步

4.7软件无线电Page:83

2024/1/314.2.1智能天线智能天线的优势减少小区间和小区内干扰降低多径干扰等效发射功率提高提高接收灵敏度改进了小区覆盖（合成波束）增加了容量及小区覆盖半径降低发射功率，基站成本降低使用智能天线...定向发射、定向接收正在通信的移动终端在整个小区内处于受跟踪状态不使用智能天线...全向发射、全向接收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TDD?–基站端--FDD?Page:84

2024/1/314.2.2智能天线〔续〕－根本概念天线阵：是一列取向相同、同极化、低增益的天线按照一定的方式排列和鼓励，利用波的干预原理产生强方向性的方向图天线阵的排列：一般等距，主要有等距直线排列、等距圆周排列、等距平面排列智能天线的分类：线阵、圆阵；全向阵、定向阵Page:85

2024/1/314.2.3智能天线〔续〕－智能天线的原理利用信号在传输方向上的差异，将不同天线阵元的信号相位经过加权后进行叠加，实空分，最大限度地利用有限的信道资源利用了空间上距离方位的差异导致了各个阵元上接收信号相位不同Δx阵元1阵元M-2...θΔd阵元M-1阵元0u0(t)u1(t)uM-1(t)uM-2(t)ΔxPage:86

2024/1/314.2.4智能天线〔续〕－智能天线的处理过程智能天线是采用自适应天线阵，天线各阵元通过自适应网络，自适应调整加权值，到达自适应改变天线方向图，从而自适应跟踪多个用户从上行来说：基站利用智能天线对来自移动台的多径电波进行波达估计，进行空间滤波，与联合检测结合进行上行波束成型从下行来说：基站利用智能天线对发射信号进行下行波束成型，使基站发射信号能够沿着移动台来波方向发送回移动台Page:87

2024/1/314.2.5智能天线〔续〕－智能天线的处理过程图示……天线阵列1M=8空域滤波联合检测上行用户数据信道估计赋形参数估计下行赋形欲发下行数据Page:88

2024/1/31索引1.TD-SCDMA概述2.TD-SCDMA系统的特点和优势3.TD-SCDMA的根本原理4.TD-SCDMA的关键技术

4.1TDD技术

4.2智能天线

4.3联合检测

4.4接力切换

4.5动态信道分配

4.6上行同步

4.7软件无线电Page:89

2024/1/314.3.1联合检测频率MAI检测到信号能量接收到的信号刚刚大于MAI，信噪比很差Frequency允许的信号波动能量采用了联合检测技术解扩后，接收到的信号有效减少MAI，信号比较“干净〞，其它无用的信号都被过滤掉了。联合检测Page:90

2024/1/314.3.2联合检测〔续〕－联合检测介绍多用户检测：为了提高CDMA系统的容量，将其它用户的信息联合加以利用，多用户检测包括联合检测和干扰抵消。联合检测：利用所有用户的相关先验信息，在一步之内将所有用户的信号别离出来。使用联合检测的原因：快速的进行信道估计和相对简单的运算复杂度Page:91

2024/1/314.3.3联合检测〔续〕－联合检测原理联合检测的目的就是根据上式中的A和e估计用户发送的de=Ad＋nd是发射的数据符号序列，e是接收的数据序列，n是噪声Page:92

2024/1/314.3.4联合检测〔续〕－如何实现联合检测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局部nmid噪声关键是突发序列中的训练序列DataMidambleGPDataDataMidambleGPDataPage:93

2024/1/314.3.5联合检测＋智能天线

智能天线的主要作用：降低多址干扰，提高系统容量智能天线所不能克服的问题时延不超过码片宽度的多径干扰和多普勒效应(高速移动)

联合检测：基于训练序列的信道估值，同时处理多码道的干扰抵消

联合检测和智能天线相结合技术，可以基本抵消MAI的影响，大大提高系统的抗干扰能力和容量Page:94

2024/1/314.3.6联合检测＋智能天线系统模型Page:95

2024/1/314.3.7联合检测〔续〕－联合检测对容量的提高

如果每时隙只有1个用户信号,

联合检测(JD)不是有效的.

在同步CDMA模式下,多个用户共享每个时隙,联合检测是有效的.

通过联合检测的MAI计算矩阵,去除多用户干扰(MAI，由CDMA多个用户信号引起的)

结论：通过去除MAI增加了CDMA的负载系数，JD增加了的CDMA系统容量(

乘3).

通过去除

MAI,对多用户信号检测动态范围达20dB，无需快速功率控制.Page:96

2024/1/31索引1.TD-SCDMA概述2.TD-SCDMA系统的特点和优势3.TD-SCDMA的根本原理4.TD-SCDMA的关键技术

4.1TDD技术

4.2智能天线

4.3联合检测

4.4接力切换

4.5动态信道分配

4.6上行同步

4.7软件无线电Page:97

2024/1/314.4.1接力切换－概念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，操作和管理的干预，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，当移动台从一个小区移动到另一个小区时，为保持移动用不中断通信需要进行的信道切换称为越区切换越区切换无线测量、网络判决和系统执行切换步骤Page:98

2024/1/314.4.2接力切换〔续〕－硬切换不同载频间的硬切换同一载频下的硬切换〔强制性硬切换〕系统间硬切换〔如与GSM之间〕不同模式间硬切换〔如FDD与TDD之间〕Page:99

2024/1/31技术基础：智能天线和上行同步技术获得UE的具体位置特点：软切换的高成功率、低掉话率和硬切换的高资源利用率、算法简单的综合4.4.3接力切换〔续〕－技术特点Page:100

2024/1/314.4.4接力切换〔续〕－根本原理基站控制器根据用户的方位和距离信息经过判断是否进入切换区，通过一个信令交换过程，从一个小区切换到另一个小区Page:101

2024/1/314.4.5接力切换〔续〕－示意图

NodeB_ANodeB_BUE收到切换命令前的场景〔上下行均与源小区连接〕UE收到切换命令后执行接力切换的场景〔利用开环预计同步和功率控制，首先只将上行链转移到目标小区，而下行链路仍与源小区通信。基站B〔目标小区〕和基站A〔源小区〕在各自的下行链路上发送相同的数据，但是此时UE只在基站A的下行链路上接收数据。〕

NodeB_ANodeB_BUE执行接力切换完毕后的场景〔经过N个TTI后，下行链路转移到目标小区，完成接力切换〕Page:102

2024/1/314.4.6接力切换〔续〕－与硬切换比较接收到切换命令前

接收到切换命令后〔在激活时间点，上下行链路同时转移到目标小区，并且首先要进行同步和接入过程〕

NodeB_ANodeB_B

NodeB_ANodeB_BPage:103

2024/1/31Ø

RSCP_DL_DROP：切换测量启动门限，当UE接收到当前效劳小区的PCCPCHRSCP低于RSCP_DL_DROP的时候，这时指示当前效劳小区效劳质量下降，需要启动切换测量。Ø

RSCP_DL_ADD：候选小区PCCPCHRSCP检测门限，候选小区的PCCPCHRSCP必须大于RSCP_DL_ADD才有可能成为切换目标小区。Ø

RSCP_DL_COMP：切换当中使用的滞后量，防止产生由于信号的随机起伏产生不必要的切换，并且保证切换后的信道质量。当候选小区的PCCPCHRSCP大于RSCP_DL_ADD之后，然后判断该候选小区的PCCPCHRSCP与当前效劳小区的PCCPCHRSCP相比较是否大于RSCP_DL_COMP，大于那么切换，并且该候选小区作为切换目标小区，小于那么该候选小区不能保证切换后的信道质量，不能作为切换目标小区。Ø

T1：用于切换的计时器，保证测量结果的可靠性。Ø

T2：用于切换的计时器，防止由于信号随机起伏引起不必要的切换操作。RNC根据UE的测量报告进行分析判决，当UE测量上报的当前效劳小区的PCCPCHRSCP在一段时间T1内持续低于一个预先给定的门限值RSCP_DL_DROP时，RNC指配UE对相邻小区的PCCPCHRSCP进行测量，按如下准那么判决是否切换并选择目标小区：PCCPCH_RSCPcandidate>RSCP_DL_ADD并且PCCPCH_RSCPcandidate－PCCPCH_RSCPserving>RSCP_DL_COMP〔持续时间T2〕4.4.7接力切换〔续〕－基于接收强度的判决Page:104

2024/1/31NodeBsourceNodeBtargetUERNCUE定位信息邻小区列表，所有基站信息UE搜索邻小区中的所有基站建立同步切换判决切换指令发现目标基站，测量报告，切换请求确认切换完成删除无线链路停止发射和接收信号无线链路业务连接无线链路业务连接无线链路业务连接同步保持4.4.8接力切换〔续〕－切换过程Page:105

2024/1/314.4.9接力切换〔续〕－总结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。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基站为一个移动台提供效劳，因而克服了软切换需要占用的信道资源多、信令复杂、增加下行链路干扰等缺点。与硬切换相比，两者具有较高的资源利用率，简单的算法、以及较轻的信令负荷等优点。不同之处在于接力切换断开原基站和与目标基站建立通信链路几乎是同时进行的，因而克服了传统硬切换掉话率高、切换成功率低的缺点。传统的软切换、硬切换都是在不知道UE的准确位置下进行的，因而需要对所有邻小区进行测量，而接力切换只对UE移动方向的少数小区测量。Page:106

2024/1/31索引1.TD-SCDMA概述2.TD-SCDMA系统的特点和优势3.TD-SCDMA的根本原理4.TD-SCDMA的关键技术

4.1TDD技术

4.2智能天线

4.3联合检测

4.4接力切换

4.5动态信道分配

4.6上行同步

4.7软件无线电Page:107

2024/1/314.5.1动态信道分配〔DCA〕-分类频域DCA频域DCA中每一小区使用的无线信道〔频道〕在给定频谱范围内，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〔频道数〕时域DCA在一个TD-SCDMA载频上，使用7个时隙减少了每个时隙中同时处于激活状态的用户数量每载频多时隙，可以将受干扰最小的时隙动态地分配给处于激活状态的用户码域DCA在同一个时隙中，通过改变分配的码道来防止偶然出现的码道质量恶化每个时隙16个码道，实现多用户在相同载频并行传输，有效提升频谱利用率空域DCA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〕智能天线和联合检测技术相结合，有效降低系统干扰Page:108

2024/1/314.5.2动态信道分配〔DCA〕-分配算法慢速DCA资源分配到小区根据小区的业务情况，确定上下行时隙转换点TS5TS4TS0TS2TS1GPTS3TS6DwPTSUpPTSTD-SCDMA系统子帧结构固定的上下行时隙转换点可根据业务需求动态调整的上下行时隙转换点快速DCA为业务分配资源根据系统负荷和链路质量触发信道调整包括码资源管理和信道动态调整完成时隙的优先级排队、交叉时隙干扰的消除、码资源的分配和回收以及信道资源调整整合功能等Page:109

2024/1/314.5.3动态信道分配-快速DCA码资源种类CDMA码分多址技术的目的是实现多用户在相同载频并行传输，有效提升频谱利用率。信道码分配的目标是为每个用户分配自己的信道码〔OVSF码〕，在同一个载频上标识并区分不同用户的连接〔信源-信宿〕，从而实现了多用户在相同载频并行传输。在TD-SCDMA系统中，用扰码区分小区，物理信道靠OVSF码区分。Midamble码的分配也采用一定的策略。由于正交可变扩频因子码是稀有资源，一个小区对应一张码表，为了使得系统既能接入尽量多的用户，提高系统的容量，就必须考虑码资源的合理使用问题，所以对于信道化码资源的规化和管理就非常重要。Page:110

2024/1/314.5.4动态信道分配-快速DCA码资源分配

区分不同小区的扰码区分不同用户的信道化码区分不同用户的Midamble码一个小区有一个主扰码，一个主扰码下对应一个码树，信道化码的码树是一个典型的二叉树，对应于SF=1~16TD-SCDMA系统中所用到的码的类型：

在RNC中主要需要规划的是信道化码和训练序列码信道化码的产生：Page:111

2024/1/314.5.5动态信道分配〔DCA〕-信道化码分配原那么

码表利用率高：分配掉的码字所阻塞掉的码字越少，说明码表利用率越高码表复杂度低：尽量用短码分配分配码的前提：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频码；例如：三个结果任取一个红色：已分配的码字；绿色：由于低速扩频因子码字被分配而阻塞掉的高速扩频因子码字；蓝色：由于高速扩频因子码字被分配而阻塞掉的低速扩频因子码字；黑色：根据申请的扩频因子而优化分配的码字。Page:112

2024/1/314.5.6动态信道分配〔DCA〕-动态调整信道调整和整合的目的:通过进行资源调整，减少码资源碎片以便接纳更多的用户信道调整和整合的触发