TDSCDMA关键技术介绍.ppt

1、TD-SCDMA关键技术关键技术主要内容：主要内容：TD-SCDMA系统使用的关键技术各种关键技术对系统性能的影响各种关键技术对规划组网的影响关键技术：关键技术：TDD技术智能天线技术联合检测技术动态信道分配接力切换技术功率控制时分双工(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

2、低成本TDD技术技术TalkTalk干扰干扰自适应阵列基站自适应阵列基站普通基站普通基站智能天线的作用智能天线的作用n使用智能天线：使用智能天线：能量仅指向小区内处于激活能量仅指向小区内处于激活状态的移动终端状态的移动终端正在通信的移动终端在整个正在通信的移动终端在整个小区内处于受跟踪状态小区内处于受跟踪状态n不使用智能天线：不使用智能天线：能量分布于整个小区内能量分布于整个小区内所有小区内的移动终端均相所有小区内的移动终端均相互干扰，此干扰是互干扰，此干扰是CDMA容容量限制的主要原因量限制的主要原因智能天线技术智能天线技术智能天线智能天线智能天线技术智能天线技术智能天线基本原理智能天线基本

3、原理n智能天线是一个天线阵列：它由多个天线单元组成，不同天线单元对信号施以不同的权值，然后相加，产生一个输出信号。n原理：使一组天线和对应的收发信机按照一定的方式排列和激励，利用波的干涉原理可以产生强方向性的辐射方向图。空分多址大大空分多址大大增加系统容量增加系统容量智能天线技术智能天线技术上行上行DOA估计估计上行上行DOA估计估计d:平行上行信号路程差；L:天线阵元间的距离；:来波信号方位角；cosd/L=arccos(d/L)智能天线技术智能天线技术智能天线技术实现智能天线技术实现n上行波束赋形：借助有用信号和干扰信号在入射角度上行波束赋形：借助有用信号和干扰信号在入射角度上的差异（上的

4、差异（DOA估计），选择恰当的合并权值（赋形估计），选择恰当的合并权值（赋形权值计算），形成正确的天线接收模式，即将主瓣对权值计算），形成正确的天线接收模式，即将主瓣对准有用信号，低增益旁瓣对准干扰信号。准有用信号，低增益旁瓣对准干扰信号。n下行波束赋形：在下行波束赋形：在TDD方式工用的系统中，由于其上方式工用的系统中，由于其上下行电波传播条件相同，则可以直接将此上行波束赋下行电波传播条件相同，则可以直接将此上行波束赋形用于下行波束赋形，形成正确的天线发射模式，即形用于下行波束赋形，形成正确的天线发射模式，即将主瓣对准有用信号，低增益旁瓣对准干扰信号。将主瓣对准有用信号，低增益旁瓣对准干扰信

5、号。智能天线技术智能天线技术智能天线实现示意图智能天线实现示意图 智能天线系统主要包含如下部分：智能天线系统主要包含如下部分：智能天线阵列（圆阵，线阵）、智能天线阵列（圆阵，线阵）、多多RFRF通道收发信机子系统（每根天线对应一个通道收发信机子系统（每根天线对应一个RFRF通道）、通道）、基带智能天线算法（基带实现，各用户单独赋形）。基带智能天线算法（基带实现，各用户单独赋形）。智能天线技术智能天线技术TD-SCDMA系统更适合采用智能天线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

6、，相比计参数可直接应用于下行，相比FDD 要准确。要准确。n子帧时间较短（子帧时间较短（5ms），便于支持智能天线下的高速移动），便于支持智能天线下的高速移动n单时隙用户有限（目前最多单时隙用户有限（目前最多8个），计算量小，便于实时自适应个），计算量小，便于实时自适应权值的生成权值的生成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技术智能天线对智能天线对TD-SCDMA系统性能改进分析系统性能改进分析普通天线智能天线n提高了基站接收机的灵敏度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降低了系统的误码率n增加了CDMA系统的容量n改进了小区的覆盖

7、n降低了无线基站的成本 智能天线技术智能天线技术抗干抗干扰技技术分分类抗干扰技术抗干扰技术单用户检测单用户检测多用户检测多用户检测技术实现简单导致信技术实现简单导致信噪比恶化，系统性能噪比恶化，系统性能和容量不理想和容量不理想充分利用充分利用MAIMAI中的先验信中的先验信息而将所有用户信号的息而将所有用户信号的分离看作一个统一的过分离看作一个统一的过程的信号分离方法程的信号分离方法联合检测联合检测干扰抵消干扰抵消基本思想是判决反馈，它首先基本思想是判决反馈，它首先从总的接收信号中判决出其中从总的接收信号中判决出其中部分的数据，根据数据和用户部分的数据，根据数据和用户扩频码重构出数据对应的信号

8、，扩频码重构出数据对应的信号，再从总接收信号中减去重构信再从总接收信号中减去重构信号，如此循环迭代号，如此循环迭代充分利用充分利用MAIMAI，一步，一步之内将所有用户的信之内将所有用户的信号都分离开来的一种号都分离开来的一种信号分离技术信号分离技术联合检测技术联合检测技术联合检测技术联合检测技术联合检测概念联合检测概念n首先估计所有用户的信道冲激响应，然后利用已知的所有用户的扩频码、首先估计所有用户的信道冲激响应，然后利用已知的所有用户的扩频码、扰码和信道估计，对所有用户的信号同时检测扰码和信道估计，对所有用户的信号同时检测，消除符号间干扰，消除符号间干扰（ISI）和用户间干扰（）和用户间干

9、扰（MAI），从而达到提高用户信号质量的目的。），从而达到提高用户信号质量的目的。n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dd是发射的数据符号序列，e是接收的数据序列，n是噪声e1=c1*(h1c1*d1+h2c2*d2+h3c3*d3+n)e2=c2*(h1c1*d1+h2c2*d2+h3c3*d3+n)=Ade3=c3*(h1c1*d1+h2c2*d2+h3c3*d3+n)e=Adn联合检测原理联合检测原理联合检测技术联合检测技术DataMidambleGPDataDataMidambleGPData关键是突发序列中的训练序列关键是突发序列中的训练序列e=Ad e=Ad n n

10、 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已知 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部分 e：接收到的数据序列 n：噪声联合检测在联合检测在TD-SCDMA系统中的实现系统中的实现emid=Gh+nmid联合检测技术联合检测技术联合检测原理联合检测原理-算法算法n线性联合检测算法线性联合检测算法解相关匹配滤波器法（解相关匹配滤波器法（DFM）迫零线性块均衡法（迫零线性块均衡法（ZF-BLE）：已实现）：已实现 最小均方误差线性块均衡法（最小均

11、方误差线性块均衡法（MMSE-BLE）：已实现）：已实现多小区联合检测多小区联合检测:消除邻小区强干扰消除邻小区强干扰n非线性联合检测算法非线性联合检测算法最小均方误差判决反馈块均衡法（最小均方误差判决反馈块均衡法（MMSE-BDFE）迫零判决反馈块均衡法（迫零判决反馈块均衡法（ZF-BDFE）根据目前的情况，在根据目前的情况，在TD-SCDMA系统中，采用了线性算法的一系统中，采用了线性算法的一种，即迫零线性块均衡（种，即迫零线性块均衡（ZF-BLE）法。）法。联合检测技术联合检测技术TD-SCDMA系统适合采用联合检测技术系统适合采用联合检测技术联合检测在TD-SCDMA系统实现的优势联合

12、检测技术联合检测技术联合检测对联合检测对TD-SCDMA系统性能改进系统性能改进n提高系统容量n增大覆盖范围n减小呼吸效应n缓解功率控制精度需求n削弱远近效应频率频率MAI检测到信号检测到信号能量能量Frequency允许的信号波动允许的信号波动能量能量联合检测技术联合检测技术智能天线智能天线+联合检测联合检测联合检测技术联合检测技术与与RAKE接收技术的比较接收技术的比较nRAKE接收技术是利用扩频码相关性抑制本小区其它用户的干接收技术是利用扩频码相关性抑制本小区其它用户的干 扰，扰，然而由于多径和扩频码之间的非正交性，本小区其它用户之间没然而由于多径和扩频码之间的非正交性，本小区其它用户之

13、间没有完全消除，留有残余干扰，作为噪声处理，随着用户数增加，有完全消除，留有残余干扰，作为噪声处理，随着用户数增加，残余干扰累加得越大。残余干扰累加得越大。n联合检测将参与干扰作为可知信号，从用户信号中消除，因此随联合检测将参与干扰作为可知信号，从用户信号中消除，因此随着用户增加，干扰不会累加，信号质量更好。这带来的另一个好着用户增加，干扰不会累加，信号质量更好。这带来的另一个好处是：处是：TD-SCDMA 系统系统 呼吸效应不明显呼吸效应不明显。联合检测技术联合检测技术信道分配技术信道分配技术n信道分配指在采用信道复用技术的小区制蜂窝移动系信道分配指在采用信道复用技术的小区制蜂窝移动系统中，

14、在多信道共用的情况下，以最有效的频谱利用统中，在多信道共用的情况下，以最有效的频谱利用方式为每个小区的通信设备提供尽可能多的可使用信方式为每个小区的通信设备提供尽可能多的可使用信道。信道分配过程一般包括呼叫接入控制、信道分配、道。信道分配过程一般包括呼叫接入控制、信道分配、信道调整三个步骤。不同的信道分配方案在这三个步信道调整三个步骤。不同的信道分配方案在这三个步骤中有所区别。骤中有所区别。n信道分配方案可分为以下三种：信道分配方案可分为以下三种：固定信道分配（固定信道分配（FCA）动态信道分配（动态信道分配（DCA）混合信道分配（混合信道分配（HCA）动态信道分配动态信道分配DCA的应用的应

15、用nDCA是是TD-SCDMA系统中系统中RRM算法的核心内容之一算法的核心内容之一 nTD-SCDMA系统中一条信道是由系统中一条信道是由 频率频率/时隙时隙/扩频码扩频码 的组的组合唯一确定合唯一确定 nDCA主要研究的是信道的分配和重分配的原则主要研究的是信道的分配和重分配的原则 nDCA通过系统负荷，干扰，用户空间方向角等测量信通过系统负荷，干扰，用户空间方向角等测量信息来确定最优的资源分配方案，降低系统干扰，提高息来确定最优的资源分配方案，降低系统干扰，提高系统容量系统容量 动态信道分配动态信道分配DCA的分类的分类n慢速慢速DCA：根据小区业务情况，确定上下行时隙转换点根据小区业务

16、情况，确定上下行时隙转换点n快速快速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，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（自适应地对资源单元（RU，即码道或时隙）进行调配和切换，即码道或时隙）进行调配和切换，以保证业务质量。快速以保证业务质量。快速DCA分为以下几类：分为以下几类：频域频域DCA 时域时域DCA 码域码域DCA 空域空域DCA 动态信道分配动态信道分配慢速慢速DCAn慢速慢速DCA：根据小区业务情况，确定上下行时隙转换点：根据小区业务情况，确定上下行时隙转换点动态信道分配动态信道分配快速快速DCAn快速快速DCA的作用的作用 呼叫到达时，为业务分配合适的无线资源呼叫到达时，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，由端移动要求，由RNC进行频率、时隙和码道的动态调整及信进行频率、时隙和码道的动态调整及信道间的切换道间的切换 动态信道分配动态信道分配ProcessOrchestration与5MHz的带宽相比，TD-SCDMA的