TD-SCDMA基本原理和关键技术_精品文档.ppt

1、TD-SCDMA基本原理和关键技术基本原理和关键技术滁州分公司滁州分公司 何金海何金海2目录目录uTD-SCDMA基本原理基本原理uTD-SCDMA关键技术关键技术3目录目录uTD-SCDMA基本原理基本原理TD-SCDMA概念解释网络结构工作频段关键指标uTD-SCDMA关键技术4TD-SCDMA概念解释概念解释TD-SCDMA (Time Division-Synchronization Code Division Multiple Access,时分时分-同步码分多址同步码分多址)TD(“TDD”,Time Division Duplex,时分双工)S(Synchronization,同

2、步)CDMA(Code Division Multiple Access,码分多址)5TD-SCDMA概念解释概念解释u时分双工（时分双工（TDDTDD）：以不同时隙区分上行和下行）：以不同时隙区分上行和下行优点优点在上下行业务不对称时可以给上下行灵活分配不在上下行业务不对称时可以给上下行灵活分配不同数量的时隙，频谱效率高同数量的时隙，频谱效率高上行和下行使用相同频率载频，便于引入智能天上行和下行使用相同频率载频，便于引入智能天线、联合检测等新技术线、联合检测等新技术缺点缺点实现较复杂，需要实现较复杂，需要GPSGPS同步同步和和CDMACDMA技术一起使用时，上下行之间的干扰控制技术一起使用

3、时，上下行之间的干扰控制难度较大难度较大6目录目录uTD-SCDMA基本原理基本原理TD-SCDMA概念解释网络结构工作频段关键指标uTD-SCDMA关键技术7TD-SCDMA网络结构网络结构 TD-SCDMA网络主要包括核心网和无线接入网两部分8TD-SCDMA网络结构网络结构TD-SCDMA网络结构9目录目录uTD-SCDMA基本原理基本原理TD-SCDMA概念解释网络结构工作频段关键指标uTD-SCDMA关键技术10TD-SCDMA工作频段工作频段频率范围带宽频点数主要频段2010-2025MHz15MHz9辅助频段辅助频段(小灵通占用小灵通占用)1880-1920MHz40MHz25扩

4、展频段2300-2400MHz100MHz62 TDD TDD TDD1880 1920 2010 2025 2300 2400TD-SCDMA工作频段单频点带宽单频点带宽1.6MHz雷达、导航等军用雷达、导航等军用PHS(小灵通小灵通)A A频段频段 B B频段频段 C C频段频段11TD-SCDMA工作频段工作频段TD-SCDMA频率资源划分TS5TS4TS0TS2TS1TS3TS61个固定下行时隙6个灵活配置时隙 2010 TDD 20259个载波(频点)15MHz带宽频分频分时分时分码分码分16个码道12目录目录uTD-SCDMA基本原理基本原理TD-SCDMA概念解释网络结构工作频段

5、关键指标uTD-SCDMA关键技术13TD-SCDMA关键指标关键指标TD-SCDMA与其他两个标准主要技术指标对比与其他两个标准主要技术指标对比14TD-SCDMA关键指标关键指标 在在10M频带下频带下(等效等效TD-SCDMA 6载频载频)，WCDMA的工程优的工程优化值为化值为60个用户左右；个用户左右；TD-SCDMA验证已达验证已达108个，还有进个，还有进一步提升的余地一步提升的余地WCDMA(10M频带频带)5MHz 上行上行 满码道支持满码道支持128AMR 5MHz下行下行TD-SCDMA(10M频带频带)1.6MHz 上下行上下行 满码道支持满码道支持24个个AMR6 6

6、个载波满码道共支持个载波满码道共支持144144个个AMRAMR业务容量指标对比15目录目录uTD-SCDMA基本原理uTD-SCDMA关键技术关键技术CDMA扩频通信技术TDD时分双工技术智能天线技术上行同步技术接力切换技术联合检测技术16CDMA扩频通信扩频通信 多址技术：区分不同用户频分多址 时分多址 码分多址17CDMA扩频通信扩频通信信源信源编码信道编码加扰噪声数字调制扩频脉冲成型滤波D/A转换信宿信源解码信道解码解扰数字解调解扩脉冲成型滤波A/D转换空中信道Chip码片Bit比特Symbol符号系统结构18CDMA扩频通信扩频通信+1-1+1-1+1-1+1-1码(序列)的相关性

7、+1 +1 +1 +1 -1 +1 -1 +1相关(相关性100%)不相关(相关性0)编码1编码1编码2编码3编码419CDMA扩频通信扩频通信CDMA实现原理：扩频UE1 +1 -1 UE2 -1 +1 c1 +1 -1 +1 -1 +1 -1 +1 -1c2 +1 +1 +1 +1 +1 +1 +1 +1UE1c1 +1 -1 +1 -1 -1 +1 -1 +1UE2c2 -1 -1 -1 -1 +1 +1 +1 +1UE1c1+UE2c2 0 -2 0 -2 0 +2 0 +220CDMA扩频通信扩频通信CDMA实现原理：解扩UE1c1+UE2c20-20-20+20+2UE1使用c1解

8、扩:c1+1-1+1-1+1-1+1-1解扩结果0+20+20-20-2求和硬判决求和硬判决 +4(表示表示+1)-4(表示表示-1)UE2使用c2解扩:c2+1+1+1+1+1+1+1+1解扩结果0-20-20+20+2求和硬判决求和硬判决 -4(表示表示-1)+4(表示表示+1)21CDMA扩频通信扩频通信CDMA实现原理：数学解释空中发送数据:UE1c1+UE2c2用户1接收数据解扩:(UE1c1+UE2c2)c1=UE1c1c1UE2c2c1由于c1c1=1(相关)，c2c1=0(不相关)因此上式=UE122CDMA扩频通信扩频通信1:Bit 经过信源编码的含有信息的数据称为“比特”2

9、:Symbol 经过信道编码、交织后和数字调制后的复值数据称为“符号”3:Chip 用于和符号相乘的一比特码信号称为“码片”4:Spreading Factor 每个数据符号内的码片数称为“扩频因子”常用术语23TD-SCDMA系统中的扩频码和扰码系统中的扩频码和扰码u在TD-SCDMA系统中使用Walsh 码做为扩频码，在系统同步时，码之间完全正交，正交的目的是减少用户之间的干扰。在TD-SCDMA系统中，定义了SF1，2，4，8，16 共 五种。其中：上行用到 SF1，2，4，8，16 五种；下行用到SF1和16两种。24TD-SCDMA系统中的扩频码和扰码系统中的扩频码和扰码u在TD-S

10、CDMA系统中，扩频码的作用是用来区分同一时隙中的不同用户 25TD-SCDMA系统中的扩频码和扰码系统中的扩频码和扰码u在TD-SCDMA中，扰码长度固定为16bit，共有128个扰码序列。采用扰码来标识小区属性。26CDMA扩频通信特点扩频通信特点u抗干扰能力强，频率复用度高，频谱利用率大大提高u保密性强：扩频后信号近似白噪声u占用带宽较大：对功放要求高(耗电较高)u自干扰系统：系统内用户相互干扰(干扰受限系统)，需借助数字信号处理技术实现27目录目录uTD-SCDMA基本原理uTD-SCDMA关键技术关键技术CDMA扩频通信TDD时分双工技术智能天线技术上行同步接力切换技术联合检测技术2

11、8n频分双工（FDD）：上行频段和下行频段分开TDD时分双工技术时分双工技术n时分双工（TDD）：上行频段和下行频段一样 优点点n无需成无需成对的的频率率n无需双工器，无需双工器，简单的射的射频前前端端n有利于非有利于非对称称业务传输n便于便于实现智能天智能天线缺点缺点n峰均比高峰均比高n传输距离受到距离受到时隙限制隙限制n终端移端移动速度受限速度受限29TD-SCDMATD-SCDMA帧结构帧结构每帧有两个上每帧有两个上/下行转下行转换点换点三个特殊时隙三个特殊时隙DwPTSDwPTS，GPGP，UpPTSUpPTS七个常规时隙七个常规时隙TS0TS0永为下行时隙永为下行时隙TS1TS1永为

12、上行时隙永为上行时隙TS2-TS6TS2-TS6可根据根据用户可根据根据用户需要进行灵活需要进行灵活UL/DLUL/DL配配置置System Frame Number 5msTS5TS4TS0TS2TS1GPTS3TS6DwPTSUpPTSDataMidambleData675usGPL1144chipsTD-SCDMA系统独特的帧结构系统独特的帧结构Sub-frameRadio frame10msTime slot30TD-SCDMA常规时隙配置常规时隙配置2上4下适合CS+PS业务1上5下适合PS业务，提供少量CS业务DDDDUUUDDDDDuTS0永为下行时隙，用作公共控制信道传输；永为

13、下行时隙，用作公共控制信道传输；uTS1永为上行时隙；第一个时隙转换点在永为上行时隙；第一个时隙转换点在TS0TS0和和TS1TS1之间；之间；uTS1到到TS6之间有之间有5 5个点，均可以作为第二个时隙转换点；个点，均可以作为第二个时隙转换点；u实际应用中，由于下行数据量大于上行，因此采用实际应用中，由于下行数据量大于上行，因此采用3:33:3，2:42:4，1:51:5；3上3下适合CS业务DDDUUUDDD31GP(32chips)SYNC-DL(64chips)75s特殊时隙特殊时隙DwPTS下行导频时隙下行导频时隙u用于下行同步和小区初搜；用于下行同步和小区初搜；u3232个不同的

14、个不同的SYNC-DLSYNC-DL码，小区搜索时用于区分不同的基站；码，小区搜索时用于区分不同的基站；u3232个不同的个不同的SYNC-DLSYNC-DL码，严格定义了不同的码组；码，严格定义了不同的码组；u为全向或整个扇区发射，不进行波束赋形；为全向或整个扇区发射，不进行波束赋形；下行导频时隙由下行导频时隙由96 Chips组成组成:32用于保护；用于保护；64用于导频序列；时长用于导频序列；时长75us32GP(32chips)SYNC-UL(128chips)125s特殊时隙特殊时隙UpPTS上行导频时隙上行导频时隙u用于建立上行初始同步和随机接入；用于建立上行初始同步和随机接入；u

15、256256种不同的种不同的SYNC-ULSYNC-UL码，分为码，分为3232个码组个码组,每组每组8 8个；个；u3232个码组对应个码组对应3232个个SYNC-DLSYNC-DL码码,即每一基站对应即每一基站对应8 8个确定的个确定的SYNC-SYNC-ULUL码；码；上行导频时隙由上行导频时隙由160 Chips:其中其中128用于用于SYNC-UL，32用于保护；用于保护；33特殊时隙特殊时隙 GP保护时隙保护时隙GP时隙由时隙由96 Chips组成，时长组成，时长75us，用于上下时隙转换点的隔离保护，用于上下时隙转换点的隔离保护GP(96chips)75su在小区搜索时，确保在

16、小区搜索时，确保DwPTSDwPTS可靠接收，防止干扰可靠接收，防止干扰ULUL工作；工作；u在随机接入时，确保在随机接入时，确保UpPTSUpPTS可以提前发射，防止干扰可以提前发射，防止干扰DLDL工作；工作；u确定基本的基站覆盖半径：确定基本的基站覆盖半径：DmaxDmax=ttc c（光速）（光速）=96/2/(1.28=96/2/(1.2810106 6）c=11.25kmc=11.25km34Data352chipsMidamble144chipsGP16Data352chips675s常规时隙普通时隙结构常规时隙普通时隙结构u业务和信令数据由两块组成，每个数据块分别由业务和信令数据由两块组成，每个数据块分别由352 Chips352 Chips组成；组成；u训练序列训练序列(MidambleMidamble)由由144 Chips144 Chips组成；组成；u16 Chips16 Chips为保护；为保护；u可以进行波束赋形；可以进行波束赋形；每个常规时隙由每个常规时隙由864 Chips组成，时长组成，时长675us；35普通时隙数据区普通时隙数据区 u数据区对称的分