TD-SCDMA网络基础知识培训教材.ppt

1,td-scdma网络基础知识,2,本课件总共有两章，第一章：3g移动通信基础知识；第二章：td-scdma网络基础知识。第一章的内容为没有3g通信基本知识的人打下继续学习的基础，是下一部分学习的必修前导知识，本部分重点是3g网络中使用的技术，以讲清物理概念为目标，不过多追求理论推导。第二章介绍具体的移动通信网络系统td-scdma蜂窝移动通信系统。重点让学员建立清楚的移动网络体系，掌握移动网络的空中接口技术，本课件没有涉及直放站方面的技术。 本课件内容新颖，实用性强，附有很多实用的图表，可作为新员工的培训教材，适合从事直放站行业人士阅读参考。由于编者水平有限以及编写仓促，本书难免有不足之处和错误之处，敬请读者批评指正,前 言,3,目 录,第一章: 3g移动通信基础知识 1、3g移动通信的社会背景 2、3g移动通信网络提供的业务 3、移动通信网络演进路线 4、3g网络标准的比较 5、移动通信的基本过程 6、3g常用名词解释 7、ovsf code的生成和特点 8、gold code的生产和特点 9、ovsf和gold code在网络中的应用 附件（课件大纲）,第二章：td-scdma网络基础知识 1、什么是td-scdma？ 2、3gpp umts演进路线 3、td-scdma发展历程 4、td-scdma网络介绍 5、td-scdma系统结构 6、td-scdma系统接口 7、td-scdma是如何工作的？ 8、td-scdma网络移动性管理 9、td-scdma系统常用技术,第一章: 3g移动通信基础知识 1、3g移动通信的社会背景 2、3g移动通信网络提供的业务 3、移动通信网络演进路线 4、3g网络标准的比较 5、移动通信的基本过程 6、3g常用名词解释 7、ovsf code的生成和特点 8、gold code的生产和特点 9、ovsf和gold code在网络中的应用 第二章：td-scdma网络基础知识 附件（课件大纲）,第一章：3g基础知识,5,1、3g移动通信的社会背景 2、3g移动通信网络提供的业务 3、移动通信网络演进路线 4、3g网络标准的比较 5、移动通信的基本过程 6、3g常用名词解释 7、ovsf code的生成和特点 8、gold code的生产和特点 9、ovsf和gold code在网络中的应用,第一章: 3g移动通信基础知识,6,1、3g移动通信的社会背景,1、3g移动通信的社会背景,gsm,7,2、3g移动通信网络提供的业务,在3g网络的规范中，用户的业务分成了4类： 会话类业务：包括语音（voice）、视频（video） 交互类业务：如：qq、msn等即时通信业务 流业务：如：流媒体等 背景业务：如：wap（手机上网）、e-mail、传真等,2、3g移动通信网络提供的业务,8,3、移动通信网络演进路线,3、移动通信网络演进路线,9,4、3g网络标准的比较,3g网络标准,3g无线传输技术标准,相关技术参数,4、3g网络标准的比较,10,1、3g移动通信的社会背景 2、3g移动通信网络提供的业务 3、移动通信网络演进路线 4、3g网络标准的比较 5、移动通信的基本过程 6、3g常用名词解释 7、ovsf code的生成和特点 8、gold code的生产和特点 9、ovsf和gold code在网络中的应用,第一章: 3g移动通信基础知识,5、移动通信的基本过程,11,5、移动通信的基本过程 5.1、编码和调制的概念 5.2、编码和调制的目的 5.3、信源编码（脉冲编码调制pcm） 5.4、信道编码（卷积编码、交织技术） 5.5、调制（基本的数字调制方式）,5、移动通信的基本过程,12,5、移动通信的基本过程,下图表示了信号传输的过程,其中信源可以是语音、数据或图象的电信号“s”，经信源编码构成一个具有确定长度的数字信号序列“m”，人为地再按一定规则加进非信息数字序列，以构成一个一个码子“c”，然后再经调制器变换为适合信道传输的信号。经信道传输后，在接收端经解调器判决输出的数字序列称为“r”，再经信道译码器译码后输出信息序列“而信源译码器则将“ m”变换成客户需要的信息形式“s”,5、移动通信的基本过程,13,5.1、编码和调制的概念 用数字信号承载数字或模拟数据编码:信源编码和信道编码 用模拟信号承载数字或模拟数据调制,5、移动通信的基本过程,14,5.2、编码和调制的目的 信源编码的目的：是减少信息的冗余度,提高信道的传输效率. 信道编码的目的：也叫差错控制,是增加信息在信道传输中的冗余度,使其具有验错或纠错能力,提高信道传输质量. 调制部分的目的：是使经信道编码后的符号能在适当的频段传输.改变信号占据的带宽,改善系统性能.便于多路多址传输.不仅可以进行频谱搬移，把调制信号的频谱搬移到所希望的位置上，从而将调制信号转换成合适于传播的已调信号，而且它对系统的传输有效性和传输的可靠性有着很大的影响，调制方式往往决定了一个通信系统的性能.,5、移动通信的基本过程,15,采样：在时间轴上对信号数字化。 量化：在幅度轴上对信号数字化。 编码：按一定格式记录采样和量化后的数字数据。,5.3、信源编码（脉冲编码调制pcm）,5、移动通信的基本过程,16,一个（n，k，k）卷积编码器由kk-1级移位寄存器和n个输出发生器组成.。 编码输出的n比特不仅取决于正在移入的k比特，还与这之前输入的k-1个k位有关。所以卷积编码器是有“记忆”的。,信道编码（卷积编码）,5.4、信道编码,5、移动通信的基本过程,17,rate 1/2, k=9 coder: g0 = 5618 , g1 = 7538,rate 1/3 , k=9 coder: g0 = 5578 , g1 = 6638 , g2 = 7118,5、移动通信的基本过程,18,turbo编码结构（并行级联卷积码） rate 1/3, k=4,5、移动通信的基本过程,19,信道编码（交织技术）,5、移动通信的基本过程,20,待传输的数据：sunnadacommunication,sunnadacommunication,sunnadacommunication,采用交织技术传输,直接进行传输,交织技术还原,5、移动通信的基本过程,21,5.5、调制（基本的数字调制方式）,5、移动通信的基本过程,22,1、3g移动通信的社会背景 2、3g移动通信网络提供的业务 3、移动通信网络演进路线 4、3g网络标准的比较 5、移动通信的基本过程 6、3g常用名词解释 7、ovsf code的生成和特点 8、gold code的生产和特点 9、ovsf和gold code在网络中的应用,第一章: 3g移动通信基础知识,6、3g常用名词解释,23,6、3g常用名词解释 6.1、典型的3g移动通信系统模型 6.2、码分多址的简单应用(直接序列扩频) 6.3、信息比特速率、码元速率、符号速率、码片速率 6.4、误比特率、误码率、误块率及误帧率的区分 6.5、s/n、c/i、ec/io及eb/no的区分 6.6、imt-2000 6.7、imt-2000定义的3g网络标准 6.8、wcdma、td-scdma和cdma2000的名词解释,6、3g常用名词解释,24,6.1、典型的3g移动通信系统模型,6、3g常用名词解释,25,码分多址（cdma） 定义：以传输信号的码型不同来区分信道建立多址接入的方式 方法：为每个用户分派特定的地址码，用以区别信道，同时每用户可以占用系统全部频率和时隙资源 典型系统：is-95 cdma,6.2、码分多址的简单应用(直接序列扩频),6、3g常用名词解释,26,直接序列扩展频谱系统（ds-ss）,频率,频率,td-scdma系统就是采用的这种扩频方式，扩频后的频带宽度为1.28mhz。,就是直接用具有高码率的扩频码序列在发射端去扩展信号的频谱。而在接收端，用相同的扩频码序列去进行解扩，把展宽的扩频信号还原成原始的信息。 数据比特信息由每一个“chip”携带（=冗余） 如果噪声没有影响到所有的chip，信息就可以修复。 系统重建数据的能力由下面的比值表示tbit/tchip=processgain 如果使用带特有特征的不同扩频序列，可以有多个系统在同一频率内共存。,6、3g常用名词解释,27,码分多址的简单应用(正交数据信道的选择),6、3g常用名词解释,28,码分多址的简单应用(计算形式的举例),6、3g常用名词解释,29,6.3、信息比特速率、码元速率、符号速率、码片速率,数据传输速率 用来标识原始信息和信道编码之前的信息它被定义为每秒能传输的二进制信息位数，单位为“比特秒”，常用符号“bps”。 码元速率(调制速率波特率信号传输速率) 用码元传输速率来衡量传输速率它被定义为每秒钟传送码元的数目，单位为“波特”，常用符号“”表示。 符号速率 用来标识信道化编码之后，进行扩频之前的信息，它被定义为每秒钟传送符号的数目，单位为“符号/秒”，常用符号“sps”表示 码片速率 用来标识经过扩频之后的信息，它被定义为每秒钟传送码片的数目，单位为“码片/秒”，常用符号“cps”表示。,速率关系：symbol rate sf = chip rate,6、3g常用名词解释,30,6.4、误比特率、误码率、误块率及误帧率的区分,误比特率（ber）：又称误比特率，是指错误接收的信息量（比特数）在传送信息总量（比特数）中所占的比例。（误比特率即是信息比特在传输系统中被传错的概率。） 误码率（pe）：是指错误接收的码元数在传送总码元数中所占的比例（误码率即是码元在传输系统中被传错的概率。） 误帧率（fer）：是指错误接收的帧数在传送总帧数中所占的比例（误帧率即是帧在传输系统中被传错的概率。） 误块率（bler）：是指错误接收的传输块数在传送总传输块数中所占的比例（误块率即是传输块在传输系统中被传错的概率。）,6、3g常用名词解释,31,6.5、s/n、c/i、ec/io及eb/no的区分,c/i（载干比）：是有用信号能量与同信道干扰能量的比值。 s/n（信噪比，sir）：是信号功率与噪声功率的比值。 ec/io：是空中接口上每chip的有用信号能量与噪声能量的比值。db值一般均为负值。 eb/no：是空中接口后的每bit的有用信号能量与噪声能量的比值。,6、3g常用名词解释,32,6.6、imt-2000,imt-2000是指international mobile telecom system-2000(国际移动电话系统-2000) imt-2000规范是itu设定的第三代移动通信系统的标准 imt-2000规范涵盖地面系统和卫星系统，实现全球无缝覆盖,6、3g常用名词解释,33,6.7、imt-2000定义的3g网络标准,3gpp（umts） 以欧洲为主体的3g标准化合作组织-3gpp制定的umts标准。 无线传输技术标准 wcdma（欧洲电信标准化协会etsi） td-scdma（中国电信科学技术研究院catt） 3gpp2（cdma2000） 以美国为主体的3g标准化合作组织-3gpp2制定的cdma2000标准 无线接口规范 cdma2000（美国的电信工业协会tia）,6、3g常用名词解释,34,6.8、wcdma、td-scdma和cdma2000名词解释,wcdma:宽带码分多址(wideband code division multiple access) td-scdma：时分同步码分多址（time division-synchronization code division multiple access） cdma2000：码分多址(code division multiple access),6、3g常用名词解释,35,1、3g移动通信的社会背景 2、3g移动通信网络提供的业务 3、移动通信网络演进路线 4、3g网络标准的比较 5、移动通信的基本过程 6、3g常用名词解释 7、ovsf code的生成和特点 8、gold code的生产和特点 9、ovsf和gold code在网络中的应用,第一章: 3g移动通信基础知识,7、ovsf code的生成和特点,36,7、ovsf code的生成和特点,7.1、ovsf code的生成 7.2、ovsf code的正交特性（一） 7.3、ovsf code的正交特性（二）,7、ovsf code的生成和特点,37,cch,sf,i：sf表示矩阵的阶数；i表示矩阵中的第几行码,7.1、ovsf code的生成（扩频码的形成）,sf=1,sf=2,sf=4,sf=8,7、ovsf code的生成和特点,38,7.2、ovsf code的正交特性（一）,0,1,0,1,0,0,1,1,0,1,0,1,0,0,1,1,0,0,0,0,0,0,0,0,cch.8.4,cch.8.4,sum,按位求和为“8”,0 1,1 1,cch.sf.i cch.sf.j=1,i=j,（归一化值）,7、ovsf code的生成和特点,39,7.3、ovsf code的正交特性（二）,0,1,0,1,0,0,1,1,0,1,1,0,0,1,1,0,0,0,1,1,0,1,0,1,cch.8.4,cch.8.6,sum,负逻辑（电路实现）,0 1,1 1,cch.sf.i cch.sf.j=“0”,ij,（归一化值）,按位求和为 “none”(0电平),7、ovsf code的生成和特点,40,1、3g移动通信的社会背景 2、3g移动通信网络提供的业务 3、移动通信网络演进路线 4、3g网络标准的比较 5、移动通信的基本过程 6、3g常用名词解释 7、ovsf code的生成和特点 8、gold code的生产和特点 9、ovsf和gold code在网络中的应用,第一章: 3g移动通信基础知识,8、gold code的生成和特点,41,8、gold code的生成和特点,8.1、gold code的生成 8.2、gold code的特点 8.3、gold code的正交特性（一） 8.4、gold code的正交特性（二）,8、gold code的生成和特点,42,8.1、gold code的生成（扰码的形成）,.0111001,8、gold code的生成和特点,43,8.2、gold code的特点 准正交性 一个伪随机序列有2n-1个输出序列组合 每个序列组合的码长都为2n-1个,8、gold code的生成和特点,44,8.3、gold code的正交特性(一),+1 +1 +1 +1 +1 +1 +1,负逻辑：用+1代表0，用-1代替1,0 0 0 0 0 0 0,0 0 1 1 1 0 1,0 0 1 1 1 0 1,按位求和为7231,8、gold code的生成和特点,45,+1 -1 +1 +1 -1 -1 -1,负逻辑：用+1代表0，用-1代替1,0 1 0 0 1 1 1,0 1 1 1 0 1 0,0 0 1 1 1 0 1,按位求和为-1,8.4、gold code的正交特性(二),8、gold code的生成和特点,46,1、3g移动通信的社会背景 2、3g移动通信网络提供的业务 3、移动通信网络演进路线 4、3g网络标准的比较 5、移动通信的基本过程 6、3g常用名词解释 7、ovsf code的生成和特点 8、gold code的生产和特点 9、ovsf和gold code在网络中的应用,第一章: 3g基础知识,9、ovsf和gold code在网络中的应用,47,依据ovsf的正交特性，选取相应的ovsf，即可解调出所需信号 假设：想提取s1(t), 则应选s1(t)所对应的 ovsf序列cch.sf.i, 依据ovsf的正交特性 scch.sf.i =s1(t)cch.sf.i+ s2(t)cch.sf.j+ s3(t)cch.sf.kcch.sf.i = s1(t)cch.sf.icch.sf.i+ s2(t)cch.sf.jcch.sf.i+ s3(t)cch.sf.kcch.sf.i = s1(t),9、ovsf和gold code在网络中的应用,9、ovsf和gold code在网络中的应用,48,问题：实际蜂窝系统中，信道复用被广泛应用。在不同载波和扇区之间必须复用ovsf。当空中出现多个相同的cch.sf.i时，如何将所需的信号提取出来？ 先区分小区，再区分小区内的不同的信道（用户） gold code,9、ovsf和gold code在网络中的应用,49,ovsf code和gold code的应用举例： 假设： 两个扇区，扰码分别为：cs.i(t)、cs.j(t) 每个扇区各有两个信道通话：s1a(t)、s1b(t)；s2a(t)、s2b(t) 每个信道各分配一个ovsf码：cch.m(t)、 cch.n(t)；cch.m(t)、 cch.n(t)； 则空中的合成信号s为 s = s1a(t)cch.m(t)cs.i(t)+ s1b(t)cch.n(t)cs.i(t)+ s2a(t)cch.m(t)cs.j(t)+ s2b(t)cch.n(t)cs.j(t)+ 提问：如何将s1a(t)从s中提取出来呢？,9、ovsf和gold code在网络中的应用,50,ovsf code和gold code的应用举例： 首先区分扇区，用cs.i(t)来提取该扇区信号 cs.i(t)s = cs.i(t)cs.i(t)s1a(t)cch.m(t)+ s1b(t)cch.n(t)+ cs.i(t)cs.j(t)s2a(t)cch.m(t)+ s2b(t)cch.n(t) s1a(t)cch.m(t)+ s1b(t)cch.n(t) (因为：cs.i(t)cs.i(t)=1； cs.i(t)cs.j(t)1) 然后利用ovsf code的正交特性提出s1a(t) cch.m(t)cs.i(t)s=cch.m(t)cch.m(t)s1a(t)+ cch.m(t)cch.n(t)s1b(t) = s1a(t) (因为：cch.m(t)cch.m(t)=1；cch.m(t)cch.n(t)=0),9、ovsf和gold code在网络中的应用,51,第一章: 3g移动通信基础知识 第二章：td-scdma网络基础知识 1、什么是td-scdma？ 2、3gpp umts演进路线 3、td-scdma发展历程 4、td-scdma网络介绍 5、td-scdma系统结构 6、td-scdma系统接口 7、td-scdma是如何工作的？ 8、td-scdma网络移动性管理 9、td-scdma系统常用技术 附件（课件大纲）,52,第二章：td-scdma网络基础知识,1、什么是td-scdma？ 2、3gpp umts演进路线 3、td-scdma发展历程 4、td-scdma网络介绍 5、td-scdma系统结构 6、td-scdma系统接口 7、td-scdma是如何工作的？ 8、td-scdma网络移动性管理 9、td-scdma系统常用技术,53,1、什么是td-scdma？ td-scdma:time division-synchronous code multiplex access,1、什么是td-scdma？,54,2、3gpp umts演进路线,2、3gpp umts演进路线,55,3、td-scdma发展历程,3、td-scdma发展历程,56,第二章：td-scdma网络基础知识,1、什么是td-scdma？ 2、3gpp umts演进路线 3、td-scdma发展历程 4、td-scdma网络介绍 5、td-scdma系统结构 6、td-scdma系统接口 7、td-scdma是如何工作的？ 8、td-scdma网络移动性管理 9、td-scdma系统常用技术,4、td-scdma网络介绍,57,4、td-scdma网络系统介绍,4.1、td-scdma工作频段 4.2、td-scdma双工方式 4.3、td-scdma信道间隔,4、td-scdma网络介绍,58,4.1、td-scdma工作频段 根据国家无委最新的频谱规划，td-scdma系统可以使用如下频段： 18801920mhz：上/下行共用 20102025mhz：上/下行共用 23002400mhz：上/下行共用,4、td-scdma网络介绍,59,4.2、td-scdma工作方式 时分双工（tdd）,4、td-scdma网络介绍,60,4.3、td-scdma umts信道间隔 单载频信道带宽：1.6mhz 信道间隔的标称值是1.6mhz，但是在一些特殊的情况下可以调整，以获得最优性能； 信道调整步长为200khz，意味着载波频率必须是200khz的倍数。 绝对射频信道号码（uarfcn） uarfcn号/5绝对射频中心频率 码片速率：1.28mcps,4、td-scdma网络介绍,61,举例： 基本的tdd频带为20102025mhz，按1.6mhz的带宽计算，带内共可容纳9个频点； 按td-scdma系统的现场试验规定，系统频段前后必须留有保护带宽200khz,第1个载波的中心频点位于2011.0mhz，在第3和第4两个频点之间加0.2mhz,因为室内和室外的各划分3个和6个频点,最后一个频点位于2024.0mhz处。,4、td-scdma网络介绍,62,第二章：td-scdma网络基础知识,1、什么是td-scdma？ 2、3gpp umts演进路线 3、td-scdma发展历程 4、td-scdma网络介绍 5、td-scdma系统结构 6、td-scdma网络接口 7、td-scdma是如何工作的？ 8、td-scdma网络移动性管理 9、td-scdma系统常用技术,5、td-scdma系统结构,63,5、td-scdma系统结构 5.1、移动设备(me) 5.2、node b 5.3、无线网络控制器（rnc） 5.4、umts陆地无线接入网（utran） 5.5、核心网（cn）,5、td-scdma系统结构,64,5、td-scdma系统结构,用户设备 （ue）,接入网 （utran）,核心网 （cn）,外网,5、td-scdma系统结构,65,5.1、移动设备(me) 根据功能分成两大模块 根据其支持的不同的功能分为不同的类别 根据最大发射功率的能力角度分为四类,5、td-scdma系统结构,66,根据功能分成两大模块： 终端设备(te)：提供与终端功能相关的业务应用。 和电脑的接口 其它类似应用 移动终端(mt)：完成终端系统的无线接入功能。 支持无线接入 无usim可紧急呼叫 网络注册 位置更新 动态软件配置 鉴权加密 存有硬件id 和usim的接口,5、td-scdma系统结构,67,根据其支持的不同的功能分为不同的类别： ps/cs操作模式：手机可同时监测ps和cs域,且能同时进行ps和cs服务 ps操作模式：手机只监测ps域，话音信息也走ps域（如：voip） cs操作模式：手机只监测cs域，数据也从cs域走，相当于在数据的传送方面没有实现包交换,5、td-scdma系统结构,68,根据最大发射功率的能力角度分为四类：,5、td-scdma系统结构,69,5.2、node b 负责一个或多个小区的无线收发 能够处理l1信息 执行调制、解调 每个node b可支持多小区,5、td-scdma系统结构,70,5.3、无线网络控制器（rnc） rnc用来支持和管理它下面所带的node b rnc的功能 控制无线资源，为node b提供相应的服务 过载和拥塞控制 管理控制 决定并控制切换 在iub/iur之间路由数据 外环功率控制 支持l2协议,5、td-scdma系统结构,71,5.4、umts陆地无线接入网（utran） utran包括多个无线网络系统（rns） 无线网络控制器（rnc） node b utran的主要功能 系统的接入控制 无线信道的加密/解密 与移动相关的功能 无线资源管理与控制,5、td-scdma系统结构,72,5.5、核心网（cn）,核心网是通信过程中所涉及的信令，它包括： 业务交换 鉴权 呼叫建立 呼叫释放 移动性管理 核心网部分被分成二个域： 电路域（cn-cs） 分组域（cn-ps）,5、td-scdma系统结构,73,电路域（cn-cs:core network-circuit switched） 完成初期对话音的电路交换:当一个人或终端要与远端的另一个人或终端通信时，就向交换机送入被叫端的用户号码，交换机根据这一号码在主叫和被叫之间建立起一条电路，或指定时分线的某个时隙，主叫端的信息便立即传送到被叫端，其时延仅仅是信息以光速传播时引起的传输时延，主、被叫之间能实时对话交换信息。另外，在电路交换中，通信时建立的电路被一对用户独占，且一直保持到双方挂机。,5、td-scdma系统结构,74,分组域（cn-ps:core network-packet switched） 完成初期对分组数据的分组交换：指将待传送的报文或数据由交换机装配成规定长度和格式的数据块分组，让这些分组独立地以“存储转发”的方式并且可以由不同的路径在网内传输，在接收端的交换机又重新把它们组装成完整的报文或数据。,5、td-scdma系统结构,75,sgsn主要功能(serving gprs supporting node，gprs服务支持节点) 分组域的移动性管理 分组域的安全性管理 分组域的会话管理 分组域的计费 ggsn主要功能(gateway gprs supporting node，gprs网关支持节点) 会话管理 与外部网的互通 路由选择和数据转发 计费,5、td-scdma系统结构,76,msc主要功能(move switch center，移动交换中心) 交换功能和采集呼叫记录是msc的最主要的功能 msc向用户提供许多新的业务 移动交换中心的处理功能与网络的数据库功能分开,msc从hlr、vlr、auc、eir四个业务控制点检索必要的数据。,5、td-scdma系统结构,77,gmsc主要功能(move switch center gateway，移动交换中心网关) 电路交换和采集呼叫记录是msc的最主要的功能 msc向用户提供许多新的业务 移动交换中心的处理功能与网络的数据库功能分开,msc从hlr、vlr、auc、eir四个业务控制点检索必要的数据。,5、td-scdma系统结构,78,hlr的主要功能（home location register,归属位置寄存器） 内容:存储本地用户信息的数据库 永久性的参数: 用户号码(imsi和msisdn) 预定的附加业务 附加的业务信息 鉴权键和鉴权功能 暂时性的参数 用户状态 当前用户vlr(当前位置) 移动台漫游号码(msrn),5、td-scdma系统结构,79,vlr主要的功能（visitation location register,访问位置寄存器） 内容:存储访问用户信息的数据库 移动台状态 位置区域识别码(lai) 临时移动用户识别码(tmsi) 移动台漫游码(msrn),5、td-scdma系统结构,80,eir主要的功能（equipment identify register，设备识别寄存器） 用于移动设备鉴权， 存储移动设备参数的数据库。,auc主要的功能（authentication center,鉴权中心） 用于移动用户鉴权,ec主要的功能（echo clear，回声消除器） 用于消除移动网络和固定网络通话时，移动网络的回声,5、td-scdma系统结构,81,第二章：td-scdma网络基础知识,1、什么是td-scdma？ 2、3gpp umts演进路线 3、td-scdma发展历程 4、td-scdma网络介绍 5、td-scdma系统结构 6、td-scdma网络接口 7、td-scdma是如何工作的？ 8、td-scdma网络移动性管理 9、td-scdma系统常用技术,6、td-scdma网络接口,82,6、td-scdma网络接口 6.1、uu接口上协议栈的分层结构 6.2、物理层结构 6.3、物理层帧结构 6.4、时隙结构（突发脉冲结构） 6.5、扩频码（信道化码） 6.6、扰码 6.7、sync-dl、sync-ul和midamble码 6.8、物理信道总结 6.9、物理信道的分类 6.10、ccpch复帧结构举例 6.11、td-scdma物理层特征参数,6、td-scdma网络接口,83,6、td-scdma网络接口,6、td-scdma网络接口,84,6.1、uu接口上协议栈的分层结构,c平面信令,u平面信息,6、td-scdma网络接口,85,逻辑信道：mac子层向rlc子层提供的服务，它描述的使传送什么类型的信息； 传输信道：物理层向高层提供的服务，它描述的使如何在接口上传送信息； 物理信道：承载传输信道的信息。,6、td-scdma网络接口,86,6.2、物理层结构,6、td-scdma网络接口,87,6.3、物理层帧结构 系统帧号 无线帧 子帧 时隙/码,帧#i,帧#i+1,子帧#2i,子帧#2i+1,ts0,ts1,ts2,ts3,ts4,ts5,ts6,无线帧(10ms),子帧(5ms),时隙(0.675ms),dwpts(75us),g(75us),uppts(125us),转换点,6、td-scdma网络接口,88,每一子帧又分成长度为675us的7个常规时隙和3个特殊时隙； 三个特殊时隙分别为dwpts(下行导频时隙)、gp(保护时隙)和uppts(上行导频时隙)； 在7个常规时隙中,ts0总是分配给下行链路,而ts1总是分配给上行链路； 上行时隙和下行时隙之间由转换点分开。,6、td-scdma网络接口,89,在td-scdma系统中,每个5ms的子帧有两个转换点(dl到ul,ul到dl) 通过灵活的配置上下行时隙的个数，使td-scdma使用上下行对称 及非对称的业务模式。,6、td-scdma网络接口,90,物理信道是将一个突发在所分配的无线帧的特定时隙发射。 无线帧的分配可以是连续的,即每一帧的相应时隙都分配给物理信道; 无线帧的分配也可以是不连续的分配，即将部分无线帧中的相应时隙都分配给物理信道； 一个突发由数据部分、midamble部分和保护间隔组成。 突发的持续时间是一个时隙； 发射机可以同时发射几个突发，在这种情况下，几个突发的数据部分必须使用不同ovsf的信道码，但应该使用相同的扰码。 midamble码部分必须使用同基本midamble码,但可以使用不同偏移码.,6、td-scdma网络接口,91,6.4、时隙结构（突发脉冲结构） 系统共定义了4种时隙结构： dwpts (downlink pilot time slot) uppts (uplink pilot time slot) gp ts0ts6,6、td-scdma网络接口,92,下行导频时隙(dwpts) 每个子帧中的dwpts是为了下行导频和同步而设计的； 该时隙用来发送下行同步码（sync-dl），其时隙长度为96chips，由长为64chips的sync-dl序列和32chips的保护间隔组成； sync-dl是一组pn码，用于区分相邻小区，系统中定义了32个码组； dwpts的发射要满足覆盖整个区域的要求，因此不采用智能天线赋性； 将dwpts放在单独的时隙，一个是便于下行同步的迅速获取，再者，也可以减小对其他下行信号的干扰； 按物理信道来划分，发送下行同步码的信道也叫做下行同步信道（dwpch）,6、td-scdma网络接口,93,上行导频时隙(uppts) 每个子帧中的uppts是为建立上行同步而设计的； 该时隙用来发送上行同步码（sync-ul），其时隙长度为160chips， 由长为128chips的sync-ul序列和32chips的保护间隔组成； sync-ul是一组pn码，用于在接入过程中区分不同的ue； 多个ue可以在同一时刻发起上行同步建立； node b可以在同一子帧的uppts时隙识别多达8个不同的上行同步码； 按物理信道来划分，发送下行同步码的信道也叫做下行同步信道（dwpch）,6、td-scdma网络接口,94,保护时隙(gp) 保护时隙(gp):即在node b侧，由发射向接收转换的保护间隔，时长为75us（96chips）,可用于确定基本的小区覆盖半径为11公里；,6、td-scdma网络接口,95,常规时隙(ts0ts6) ts0ts6共有7个常规时隙被用作用户数据或控制信息的传输，每个时隙被分成了4个域： 两个数据域 一个训练序列域（midamble） 一个用作时隙保护的空域(gp),6、td-scdma网络接口,96,(1)数据域 数据域对称地分布在midamble码两端，每域的长度为352chip，所能承载的数据符号（symbole）数取决于所用的扩频因子； 每一数据域所能容纳的数据符号数s与扩频因子sf的关系为：ssf=352。 上行方向sf可取值为1、2、4、8、16； 下行方向sf可取值为1、16； 数据域由信道码（ovsf）和扰码共同扩频； 将每一个数据符号转换成一些码片，因此增加了信号带宽；,6、td-scdma网络接口,97,(1)数据域 数据域用来承载自传输信道的用户数据或高层控制信息，除此之外，在专有信道和部分公共信道上，数据域的部分数据符号还被用来承载物理层信令； 系统中存在着3种类型的物理层信令：tfci,tpc和ss； 在一个常规时隙的突发中，如果物理层信令存在，则它们被安排在紧靠midamble序列。,6、td-scdma网络接口,98,a、tfci（传输格式组合指示） 用于通知接收方当前激活动传输格式组合接收方籍此可以正确地对接收到的数据进行解码； 一个突发中是否存在tfci，由通信双方的高层在呼叫建立时通过磋商确定，并由高层对物理层进行配置。,6、td-scdma网络接口,99,子帧2n,子帧2n+1,b、tpc（传输功率控制） tpc被通信的双方（网络和ue）用来请求对方增加或减少传输功率； tpc的传输紧跟在同步偏移控制（ss）之后，这两种物理层信令总是共存的； tpc的控制每子帧进行一次，使得系统可以进行快速功率控制。,6、td-scdma网络接口,100,c、ss（同步偏移控制信号） ss被网络用来对ue的传输时延进行控制，该符号仅在下行信道中由意义； 在上行方向，ss符号没有意义，主要时留待将来扩展和保持上、下形信道的对称性； 与tpc的控制相同，ss的控制也是每子帧进行一次，这使得td-scdma系统可以进行快速同步调整。,6、td-scdma网络接口,101,(2)训练序列（midamble） 训练序列域在信道解码时被用来作为信道估计、测量，如上行同步的保持以及功率测量等，不携带用户信息； 训练序列码也叫做midamble码； midamble码长144chips，传输时不进行基带处理和扩频，直接与经基带处理和扩频的数据一起发送，原则上发射功率与同一个突发中的数据符号的发射功率相同； 基本midamble码长度为128chips，个数为128个，分成32组，每组4个，即每个小区配置4个基本的midamble码，但是一般仅用其中的1个，其余3个留给不同的运营商使用； 在一个小区内，同一时隙内的不同用户所采用的midamble码(128位)由一个基本的midamble码经循环移位后而产生；,6、td-scdma网络接口,102,时隙内不同用户的midamble码的截取方法,6、td-scdma网络接口,103,6.5、扩频码（信道化码） 是一种正交可变扩频因子（ovsf）码，具有正交特性； 扩频码的作用是用来区分同一时隙中的不同用户； ovsf码的定义可以采用码数的方式来定义；,6、td-scdma网络接口,104,6.6、扰码 td-scdma的扰码是pn码，具有很好的准正交特性； 符号数据经过信道化码扩频后，还要由一个小区特定的的扰码进行加扰； 共有128个长16chip的基本扰码序列，这128个基本扰码按编号顺序分为32个组，每组4个，每个基本扰码用于下行ue区分不同的小区。,6、td-scdma网络接口,105,6.7、sync-dl、sync-ul和midamble码 在3gpp规范中，sync-dl、sync-ul和midamble这几种码都是直接以码片速率的形式给出的，因而不需要进行扩频； 这几种码在不同的临近小区有不同的配置，因而也不需要进行加扰处理； 所有这几种码的码本都可以在3gpp的规范中直接查到，不需任何生成过程（midamble需通过循环移位来区分用户）； 所需处理只是规范中这几种码都时以实数值的形式给出的，要在无线信道上把它们发送出去，需要进行复数化处理。,6、td-scdma网络接口,106,6.8、物理信道总结 整个系统有32个码组，其中一个sync-dl唯一标识一个基站和一个码组，每个码组包含8个sync-ul,四个扰码和4个基本midamble码，其中扰码和基本midamble码存在一一对应的关系。,6、td-scdma网络接口,107,6.9、物理信道的分类,6、td-scdma网络接口,108,dpch 用来承载来自专用传输信道（dch）的数据； 可以位于频带内的任意时隙和任意允许的信道码，信道的存在时间取决于承载业务的类型和交织周期； 一个ue可以在同一时刻被配置多条dpch，若ue的多时隙能力允许，这些物理信道还可以位于不同的时隙； 下行通常采用智能天线进行波束赋形。,6、td-scdma网络接口,109,p-ccpch 总是位于时隙ts0； 扩频系数sf固定16； 占用第1、2号信道化码：c161、c162； 占用第1、2个midamble shift，即m(1)和m(2)； 仅承载来自传输信道（bch）的信息，没有tfci、tpc、ss信息，用作整个小区下的系统信息广播； 信道编码及交织周期为20ms。,6、td-scdma网络接口,110,s-ccpch 可以位于任意下行时隙，承载传输信道fach和pch数据； 扩频时隙固定16； 可以使用tfci，不使用tpc、ss，具体的信道参数由系统信息广播； 信道编码及交织周期为20ms； 受容量限制，s-ccpch也使用两个码分信道（s-ccpch1和s-ccpch2）来构成一个s-ccpch信道对； 可以配置在任意时隙，任意信道码、任意训练序列位移，如果在ts0，可以与p-ccpch时分复用同一套信道参数。,6、td-scdma网络接口,111,fpach node b使用fpach来相应在uppts时隙收到的ue接入请求，调整ue的发送功率和同步偏移； fpach不承载来自传输信道的数据，也就不需要使用tfci； fpach的扩频因子sf固定为16，单子帧交织，信道的持续时间为5ms,数据域内不包含ss和tpc控制符号； 小区中配置的fpach数目及其他信道参数（如时隙、信道化码、midamble码位移等）信息由系统广播信息广播。,6、td-scdma网络接口,112,prach 用于承载来自传输信道rach的数据； fpach信道可位于任一上行时隙，使用任意允许的信道化码和midamble位移序列； 小区中配置的prach信道数目与fpach信道的数目有关，两者配对使用。,pusch和pdsch 用于承载来自传输信道usch/dsch的数据； 所谓共享指的是同一物理信道可由多个用户分时使用，或者说信道具有较短的持续时间； 由于信道的多用户分时共享性使得闭环功率控制过程无法进行；因而信道上不使用ss和tpc。,6、td-scdma网络接口,113,pich 不承载传输信道的数据，但却与传输信道pch配对使用，用以指示特定的ue是否需要解读其后跟随的pch信道； pich信道指配所需的物理层参数、信道数目以及信道结构等信息由系统信息广播； 其参考功率与p-ccpch配置相同。,6、td-scdma网络接口,114,6.10、ccpch复帧结构举例,6、td-scdma网络接口,115,6.11、td-scdma物理层特征参数,6、td-scdma网络接口,116,6、td-scdma网络接口,117,第二章：td-scdma网络基础知识,1、什么是td-scdma？ 2、3gpp umts演进路线 3、td-scdma发展历程 4、td-scdma网络介绍 5、td-scdma系统结构 6、td-scdma网络接口 7、td-scdma是如何工作的？ 8、td-scdma网络移动性管理 9、td-scdma系统常用技术,7、td-scdma是如何工作的？,118,7、td-scdma是如何工作的？ 7.1、td-scdma的小区搜索过程 7.2、td-scdma的同步过程 7.3、td-scdma的随机接入过程 7.4、物理层测量 7.5、组网小区半径的计算,7、td-scdma是如何工作的？,119,7.1、td-scdma的小区搜索过程,7、td-scdma是如何工作的？,120,7.2、td-scdma的同步过程,7、td-scdma是如何工作的？,121,7.3、td-scdma的随机接入过程,7、td-scdma是如何工作的？,122,7.4、物理层测量,物理层测量（ue侧）,7、td-scdma是如何工作的？,123,物理层测量（utran侧）,7、td-scdma是如何工作的？,124,7.5、组网小区半径的计算,gp为避免uppts（ul）和dwpts（dl）间干扰，确保无干扰接收dwpts，半径11.25。对于大一些的小区，提前uppts将干扰临近ue的dwpts的接收，这是允许和可接受的，因为： 对于大小区，两ue靠近的可能性不大； dwpts无需在每一帧中均被ue接收，初始小区搜索中几个dwpts未能接收也无大妨； uppts并不在每一帧中发射，它仅在随机接入或切换时需要，故干扰的概率很小。,7、td-scdma是如何工作的？,125,7、td-scdma是如何工作的？,126,第二章：td-scdma网络基础知识,1、什么是td-scdma？ 2、3gpp umts演进路线 3、td-scdma发展历程 4、td-scdma网络介绍 5、td-scdma系统结构 6、td-scdma网络接口 7、td-scdma是如何工作的？ 8、td-scdma网络移动性管理 9、td-scdma系统常用技术,8、td-scdma网络移动性管理,127,8、td-scdma网络移动性管理 8.1、umts服务区域组成