D-SCDMA基础理论知识

TD-SCDMA基础理论知识刁兆坤手机（成都）（北京）四川TD项目组2008年7月TD-SCDMA：国家和集团公司最新政策变化背景目前，TD发展形势与上半年发生较大变化，国家大力推动TD发展，有三年1亿用户的宏伟目标，中国移动将全力以赴发展TD。中国移动TD二期建设即将开始，三年TD规划马上会启动。同时，国家对中国移动采取非对称管制政策影响可能较小，工信部更倾向于鼓励弱势企业发展。政府对TD的鼓励和扶持力度会进一步加大，如分配188号段，下一步可能会鼓励政府机关单位、国企使用TD手机等。

在这种形势下，中国移动未来三年中TD建设将成为主要工作，因此，各省需要考虑本省TD在未来三年中建设，包括话务分流、建设规模、投资。对应TD有积极和谨慎的策略，积极的策略考虑“TD用户三年1个亿”，50％数据业务量由TD承载。目录一、TD-SCDMA总体介绍TD-SCDMA：3G国际标准FDDCDMAMCCDMADSTDDUTRATDDTD-SCDMATD-SCDMA和WCDMA在标准上的成熟度是完全一样的3GPPR4版本(后向兼容R99)的冻结，标志着TD-SCDMAR4版本的稳定3GPP对R5、R6版本的完善，相关TD-SCDMA的部分也在同步地完善中国为TD-SCDMA分配了充足的带宽

1850190019502000205021002150220022501850190019502000205021002150Japan

Korea(w/oPHS)North

America1885MHz2025MHz1880MHz1980MHz2010MHzIMT2000MSS2160MHzReservedMSS2110MHz18951918MHz2170MHzITUallocationsIMT2000IMT2000MSSADBEFCADBEFCPCSMSSIMT2000PHS1885MHz1980MHzEuropeUMTSMSSDECTUMTSMSSGSM1800IMT2000MSSChina

IMT2000MSSGSM1800MSSMobileSatellite

System230023502400TDDTDDReserved(Unpaired)22002250230023502400TDDTDD中国为TD-SCDMA分配了充足的带宽（续）60MHz30

MHzFDDTDD100

MHz15

MHz

Satellite

178518501755188019201980201020252110217023002400

Satellite

40

MHz中国3G频谱分配：

全球3G频谱分配：目前全球已发放的137张3G运营牌照其中104张牌照包含TDD频率TD-SCDMA非成对频谱占用，为频谱分配带来极大的灵活性TD-SCDMA拥有更高的语音和非对称数据应用的频谱效率TD-SCDMA提供差异化业务类型TD-SCDMA：有竞争力的3G选择TD-SCDMA：同样支持向HSDPA演进

HARQMAC-hs

FCS+MIMOAMC

HSDPAforTD

提供2.8Mbps/载波，8.4Mbps/小区的高速下行速率HS-DSCH&HS-SCCH16QAMTD-SCDMA独特的组网优势TD-SCDMA能同时保证各业务的连续覆盖TD-SCDMA呼吸效应弱TD-SCDMA无线资源丰富逐次规划保证建网与市场需求同步，满足各业务随时间不断演进的需求，避免资源浪费。分层建设保证逐次规划结果之间的相互独立，使网络健康发展TD-SCDMA独特的组网优势TD-SCDMA呼吸效应弱TD-SCDMA小区呼吸效应不明显，容量和覆盖可分别考虑覆盖范围容量TD-SCDMATD-SCDMAWCDMACDMA2000TD-SCDMA丰富的无线资源1.6MHz最多可达16个码道每个用户通过临时分配到的CDMA码来被识别时隙下行下行下行上行timeenergyfrequency

FDMA、TDMA和CDMA的完美结合

关键技术高频谱利用率网规网优简单低成本服务低成本终端高效支持非对称业务差异化竞争后续平滑演进TD-SCDMATD-SCDMA空中接口基本原理usedRUavailableRUTD-SCDMA系统优势智能天线联合检测同步CDMA接力切换动态信道分配时分双工8单元全向智能天线8单元定向智能天线利用接收到的多个用户的信号，实现目标用户信号的判决优势抑制ISI（符号间干扰）与MAI（多址干扰）抑制远近效应，降低功率控制要求接收信号能量MAIISI接收信号能量MAIISI接收信号能量热噪声热噪声热噪声传统接收机联合检测接力切换：一个用户不同时占用多个基站的空中业务信道资源及其网络传输资源。节约系统资源。软切换NodeBWCDMACDMA2000接力切换TD-SCDMARNCNodeBNodeBNodeBRNC智能天线时分双工上行同步联合检测接力切换动态信道分配高效的频谱利用率高效支持非对称数据业务满码道工作，码道受限系统大大节省系统成本TD-SCDMA支持各种应用环境农村宏基站郊区宏基站+微基站l市区室内室内分布TD-SCDMA大中城市室外覆盖方案STM-1E13载3扇宏基站微基站高业务量区3载全向宏基站低业务量区单载全向宏基站RNCTD-SCDMA室内覆盖解决方案解决室内覆盖和容量可以利用原有的室内分布系统（如和GSM合路）类似于2G和3G其他系统乡镇农村无线覆盖方案县城全向宏基站RNC旅游景点公路乡镇公路公路/铁路乡镇/旅游景点全向宏基站全向宏基站公路微基站微基站

重点解决覆盖问题E1全向宏基站覆盖解决方案总结大中城市室内覆盖乡镇农村特征

地形环境复杂业务量高数据业务比例大

建筑物屏蔽数据业务比例较大

地形空旷业务量低主要为话音业务需求

连续覆盖热点地区高容量

无缝覆盖

广覆盖

部分地区重点覆盖方案

宏基站提供连续覆盖宏基站与微基站组合组网满足热点地区需求

微基站室内分布式

宏基站广覆盖平滑扩容方案覆盖容量业务量/容量时间NodeB：扇区增加载波扇区化:全向改成定向增加室内覆盖RNC：多机架不需要对称频率频率利用率高资源分配灵活高效支持非对称业务设备成本低U上行D下行空FDD

DDDDDDUUTDDDUDDDDDDU增大覆盖降低干扰提高容量能量集中空间方向性经济定位方式对链路预算的影响提供波束赋形增益，平均约6～8dB与联合检测算法相结合，消除干扰，干扰储备量减小对功率分配的影响公共信道发射功率大，保证公共信道/专用信道的覆盖均衡多个小功放替代单个大功放，降低基站成本相同发射功率下，覆盖距离增大，基站数目降低高切换成功率上行预同步继承了软切换的优点高资源利用率规避了软切换的缺点应用DCA信道调整：降低掉话率资源整合：提高接入率频域调整时域调整空域调整调整要素码域调整网络规划简单，覆盖及用户接入的稳定性好扩容方便容量TD-SCDMAWCDMA/CDMA2000TD-SCDMA网络特点－呼吸效应不明显AMR64K128K384KTD-SCDMA网络设计难点TDD频率的干扰非对称业务的引进输入

覆盖需求

话务需求

服务质量和等级

网络拓扑结构NodeB,RNC的数量和结构输出无线设计TD-SCDMA商用设备TD-SCDMA网络设计的目标覆盖、容量、质量的平衡网络设备的最大利用率TD-SCDMA网络设计原则TD-SCDMA网络设计与2G系统的差异GSMTD-SCDMA干扰同、邻频干扰同频内码间干扰、MAI干扰，时隙比例不同覆盖受传播特性和发射功率等的影响与干扰、容量紧密相关容量与给定带宽有关与干扰、覆盖紧密相关频率规划关键是提高频率复用系数、增加容量码规划、时隙比例规划TD-SCDMA网络设计与WCDMA的差异TD-SCDMA网络规划覆盖规划容量规划时隙比例规划规划预测仿真码规划频率规划覆盖规划链路预算发射功率赋形增益干扰储备与容量规划相对独立不同的区域采用不同的覆盖方式覆盖范围容量TD-SCDMAWCDMACDMA2000容量规划网络容量估算业务模型+现网数据可以结合上下行时隙比例进行容量规划覆盖容量上行下行频率规划结合相邻小区的码字使用情况分配频率N频点规划可有效降低干扰无需成对频段，频谱利用灵活5M频段就可以满足一定规模的独立组网需求N频点方案TD-SCDMA系统频率配置解决方案每小区/扇区N个载波，包含一个主载波，N-1个辅载波所有公共信道均配置于主载波，辅载波仅配置业务信道公共信道+业务信道公共信道+业务信道公共信道+业务信道f1f2fN公共信道(+业务信道)业务信道业务信道f1f2fN降低干扰提高容量提高容量，有效降低同频干扰码规划以码组为单位进行规划先扰码后导频码的规划顺序同码字复用距离足够大无线网络规划流程与业务有关的预测输出参数YES基于话务假设的MonteCarlo仿真设定上下行固定负荷NO邻区规划标准邻区规划&

扰码分配扰码分配原则YESNO估算站间距确定网络结构参数RNP输入&设备配置确定小区和站址基于导频电平的预测(与业务无关)YESNO无线网络预设计导频预测OK?话务预测可用?网络性能是否满足要求?站址勘测&选择TD-SCDMA基站分类根据室外单元和室内单元连接方式不同，TD-SCDMA设备可分为射频拉远型基站、中频拉远型基站、基带光纤拉远型基站以及微基站设备；在2006年规模试验网中主要采用的设备为射频（中频）拉远型基站及微蜂窝设备；基带光纤拉远型基站是厂家近阶段推出的新设备类型，根据基带处理能力可分为资源池型（大容量）和紧凑型（小容量）两类。射频拉远型宏基站介绍集束电缆（7in1）-48V电源Iub接口控制电缆GPS天线上跳线接口单元基带单元中频/射频单元GPS同步单元Iub功放天线射频电缆拉远射频拉远宏基站中频拉远型宏基站介绍Iub中频远端射频/功放天线中频电缆拉远中频拉远宏基站

接口单元基带单元中频单元GPS同步单元上跳线中频集束电缆（5in1）-48V电源Iub接口控制电缆GPS天线BBURRU基带光纤拉远型宏基站介绍拉远光纤-48V电源Iub接口控制电缆GPS天线上跳线Iub基带远端射频/功放中频天线基带光纤拉远基带拉远宏基站接口单元基带单元基带接口GPS同步单元系列化TD-SCDMA无线产品射频拉远型宏基站微基站基带拉远型宏基站BBU六通道RRS单通道RRS紧凑型BBU基站基带光纤拉远典型场景应用设计BBU＋RRU典型应用场景大容量BBU小容量BBU多通道RRU单通道RRU应用场景

密集城区、一般城区宏蜂窝

宏蜂窝＋室内覆盖、补盲、补热

大容量的室内覆盖，如机场、奥运场馆

室内覆盖，盲区，热点地区

郊区、农村、高速公路的宏蜂窝采用大容量和小容量的BBU、多通道和单通道的RRU灵活组合使用，可以满足各种场景的室内外覆盖需求。基带光纤拉远典型场景应用设计室外覆盖宏蜂窝室外组网在城区主要采用大容量BBU，为扩容考虑，应当支持容量平滑升级、支持S333～S666站型，可以处理邻近的微蜂窝容量、室内覆盖容量，支持基带池功能，支持基带板的N+1热备份。如果需要采用6载波的配置，需要室外单元采用大功率、多通道的RRU，需要支持每通道2W射频功率，以满足覆盖平衡需求。在农村可以采用小容量BBU，以支持S111站型为主。各城市包括的住宅区、工业区和商业区之间的人群迁移特征比较明显。相应的移动话务也在类似迁移。由于光纤拉远方式的特点，同时RRU可以使用资源池进行多小区大容量的连接，可以根据话务的迁徙特点，使BBU部分得到更加有效的利用。基带光纤拉远典型场景应用设计室内分布系统C2基带光纤拉远型设备安装结构图A1A2A3C1G1A1:天线A2:RRUA3:主机柜C1:上跳线C3:光纤C2:校准馈线C4:RRS电源线G1:GPSC4C3G2G3G2:GPS馈线G3:GPS避雷器（防雷箱）基带光纤拉远型设备安装接地示意图基带光纤拉远型设备安装连线图（中兴）基带拉远设备机柜安装图资源池型（大容量）紧凑型（小容量）基带拉远设备室内设备线缆连接图尾纤基带拉远设备室内设备安装结构图－室内覆盖基带拉远设备室内设备安装结构图－室外覆盖基带拉远设备机柜安装图抱杆安装挂墙安装室外安装内容安装项目：智能天线安装GPS天线安装RRU/TPA(室外单元)安装直流电源室外防雷盒安装（部分厂家需要）线缆连接射频跳线、校正线、馈线/光缆、直流电源控制线、接地线智能天线RRURRU/TPA室外防雷盒GPS天线馈线/光缆直流电源线/控制线天线跳线天线设备尺寸天线设备安装方式楼面室外单元（RRU/TPA）安装方式单机抱杆安装挂墙安装背靠背抱杆安装铁塔室外单元（RRU/TPA）安装方式平台内侧单独挂靠固定无线设备工程参数汇总各类线缆使用限制小结：从工程经验考虑，室内室外连接线缆一般不超过100米，目前厂家提供的线缆基本可满足工程要求，对个别线缆超过100米的基站也可以采用特殊手段解决。BBU+RRU级联端口需求根据带宽需求的计算结果，1.25G光口可以承载三载扇八天线，2.5G光口可以承载六载扇八天线：目录二、HSDPA技术基础知识HSDPA的三大驱动力HSDPA作为数据传输手段有三大驱动力:竞争其他的服务供应商其他的技术手段运营商需要最大优化固定资产投资终端用户需要更快更方便的应用高移动性的ADSL宽带体验“ImplementingHSDPAismoreacaseof‘when’ratherthan‘if’”AMCFastScheduling16QAMN频点，非对称时隙SF16,5ms,波束赋型MAC-hs3NewPhysicalChannelsHARQ（HybridARQ）HSDPA——”高速“=2.8Mbps×NHSPDSCHHSDPA新增信道HSDPA——“高速”，来自资源整合和细分传输信道：HS-DSCH物理信道

HS-PDSCH下行信道，承载HSDPA业务数据

HS-SCCH下行信道，HSDPA专用的下行控制信道，承载所有相关底层控制信息

HS-SICH上行信道，用于反馈相关的上行信息，包括ACK/NACK和CQIHS-PDSCHUEs共享HSDPA资源TTI(5ms)RU(HS-PDSCH)UE1UE2UE3UE4RU：单位无线资源。HSDPA资源由NodeB进行调度，基本调度时间单位为一个TTI（即5ms）。UE共享HSDPA的方式可以有两种：1）在一个TTI内，多个UE分配不同的码资源；2）不同UE的数据在不同的TTI内发送。0123456HSDPA专用物理信道:HS-PDSCH/HS-SCCH/HS-SICHHSDPA–协议栈结构RLCMAC-dHS-DSCHFPL2L1HS-DSCHFPL2L1RLCMAC-dPHYMAC-hsPHYMAC-hsUuIubHSDPA专用传输信道：HS-DSCH：高速下行共享传输信道HSDPA专用协议实体：MAC-hsHSDPA专用协议实体：MAC-hsHSDPA专用IubFP目录三、HSUPA技术基础知识HSUPA原理HSDPA调度策略调度参考因素： 用户上报的CQI、平均吞吐量、综合调度优先级（SPI/ARP）、GBR、时延、PQ内数据量、HARQ状态等调度算法：PF(侧重公平或者侧重吞吐量可调),RR,MaxC/I；码分、时分、时分+码分的调度方法过程：计算每个UE的优先级，形成一个优先级队列；从最高优先级的UE开始；为该UE分配资源，包括功率、时隙、码道等；如果还有剩余资源，跳到下一个UE，直至所有的资源分配完或所有的UE分配结束；HSUPA调度策略调度参考因素：用户上报的SI（UPH、SNPL、TEBS、HLBS、HLID等）本小区干扰余量邻小区干扰余量综合调度优先级（SPI/ARP）保证速率GBRHARQ状态等调度算法：PF(侧重公平或者侧重吞吐量可调),RR,MaxC/I；码分、时分、时分+码分的调度方法过程：计算每个UE的优先级，形成一个优先级队列；从最高优先级的UE开始；为该UE分配资源，包括功率、时隙、码道等；更新资源，包括时隙、码道、邻小区干扰余量、本小区干扰余量等如果还有剩余资源，跳到下一个UE，直至所有的资源分配完或所有的UE分配结束。HSUPA的同时在线用户数的确定原则HSUPA的同时在线用户数主要取决于DPCH信道、HSUPA公共信道PRACH/多个HSDPAHS-SICH和E-PUCH资源池的配置；3:3时隙转换点时，E-DCH资源池可以占用1~2个时隙；4:2时隙转换点时，E-DCH资源池一般会占用2~3个时隙；公共信道与并发业务的DPCH信道还需要预留出大约一个时隙的资源；一般提供HSUPA的小区通常也会提供HSDPA业务，同理通常也会预留一个时隙的下行DPCH信道，考虑到伴随信道的帧分复用，用户数量可以控制在8-16之间。目录四、TD与GSM的互操作TD-GSM互操作策略（小区重选）空闲状态下的小区重选策略:TD网络优先的策略。即在TD和2G共同覆盖范围内，TDUE优先选择到TD的网络，以减少2G网络的压力，同时保证TD网络的利用率。TD2GUE在2G和TD的共同覆盖区内优选到TD网络TD-GSM互操作策略（移动性）在TD网络建设的初期阶段并不能象2G网络那样做到全覆盖。在TD网络未覆盖的区域，需要通过切换到2G网络来保证业务的连续性。根据业务种类的不同，系统间切换的流程和策略也有所不同。TD语音业务由于早期的网络覆盖原因，不能提供全网覆盖，有时需要切换到2G网络，切换到2G网络后，可以让UE一直在2G网络保持到通话结束，然后在空闲模式时，通过小区重选重新选择到TD的网络。TD数据业务由于早期的网络覆盖原因，不能提供全网覆盖，有时需要重选到2G网络，但当UE移动到TD覆盖范围内,可以考虑重选回TD网络以获得更好的服务.TD-GSM互操作策略网络选择和负载均衡TD-SCDMA网络和2G网络共存时，TD-SCDMA网络的主要优势在于视频和高速数据业务的服务。因此可以考虑把语音业务和低速数据业务尽可能在2G网络上承载，TD-SCDMA网络主要承载视频和高速数据业务。另外，应该充分利用两个网络的容量，在2G网络负载过重时可以考虑把某些2G用户切换到TD-SCDMA网络；同样，在TD-SCDMA网络负载过重时可以考虑把某些TD-SCDMA用户切换到2G网络。TD-SCDMA与这些功能相关的算法有：RRC重定向，RA