华为技术培训资料-TD-SCDMA 无线接口物理层.ppt

TD-SCDMA 无线接口物理层,前 言,无线接口物理层处于无线接口协议模型的最底层，它提供物理介质中保证比特流正确传输所需要的所有功能 物理层通过传输信道实现向上层提供数据传输服务，主要包括多址接入，信道编解码，扩频调制和解扩解调，内环功率控制等功能,培训目标,学完本课程后，您应该能： 描述TD-SCDMA系统无线帧结构和时隙突发结构 描述TD-SCDMA下行同步码、上行同步码、Midamble码、扩频码和扰码功能和用法 结合主要物理层过程（小区搜索、随机接入），描述TD-SCDMA各信道的作用 掌握公共物理信道在系统中的配置原则，并能够根据不同业务占用码资源的情况，计算TD-SCDMA载波的理论容量,目 录,TD-SCDMA无线接口帧结构与时隙结构 TD-SCDMA无线信道结构与功能 TD-SCDMA无线信道配置原则,目 录,TD-SCDMA无线接口帧结构与时隙结构 TD-SCDMA无线信道结构与功能 TD-SCDMA无线信道配置原则,无线帧 10ms,子帧,5ms,GP,DwPTS,UpPTS,TD-SCDMA帧结构：73,7个常规时隙（TS0TS6）3个辅助时隙 DwPTS：下行导频时隙，用于下行同步 UpPTS：上行导频时隙，用于上行同步 GP：上行、下行同步间的保护时隙,DwPTS：下行导频时隙,用于下行同步和小区初搜 由96 Chips组成：32chips用于保护；64chips用于下行同步码 (SYNC-DL) SYNC-DL码共有32种，用于区分相邻小区 SYNC-DL不扩频、不加扰 该时隙全向或扇区传输，不进行波束赋形,GP (32chips),SYNC-DL (64chips),75 s,UpPTS：上行导频时隙,用于上行初始同步和随机接入，以及切换时邻近小区测量 由160 Chips组成：32chips用于保护；128chips用于上行同步码 (SYNC-UL) SYNC-UL码共有256种，分为32个码组（每组8个SYNC-UL码），对应32个SYNC-DL码 SYNC-UL不扩频、不加扰 NodeB通过检测终端发送的SYNC-UL获得初始波束赋形参数,GP (32chips),SYNC-UL (128chips),125 s,GP：保护时隙,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 GP决定了TD-SCDMA系统基站最大覆盖距离,75us,TD-SCDMA 系统覆盖范围,定时时间提前量TA (Time Advanced)2 t TA最大值：GP (96chips) 基站最大覆盖距离（96chip/1.28Mcps光速）/ 211.25公里,TD-SCDMA常规时隙（TS0TS6）结构,Midamble码：又称为训练序列，用于信道估计，估计结果用于联合检测和智能天线算法 物理层控制信息：物理层过程（如功率控制、上行同步调整等）的控制信号,TD-SCDMA物理层控制信息,TPC：Transmission Power Control，传输功率控制 用于内环快速功率控制 每个子帧 SS：Synchronization Shift，同步偏移 控制UE的上行传输时延 保证上行同步,TD-SCDMA物理层控制信息 (续),TFCI：Transmission Format Control Identification，传输格式控制指示，指示时隙内数据的传输格式（数据块位置、大小等）,业务数据,Midamble,业务数据,TPC,时隙 n (864 Chips),SS,GP,TFCI的第1部分,业务数据,Midamble,业务数据,无线帧 10ms,子帧 5ms,-,子帧 5ms,TFCI的第2部分,TPC,SS,TFCI的第3部分,TFCI的第4部分,GP,时隙 n (864 Chips),TD-SCDMA系统中的Midamble码,Midamble：中间码，或称为训练序列；主要作用为： 测量：信号强度和信号质量（BER），用于功率控制、切换等算法 上行同步保持：Midamble码的时延做为SS调整的依据 信道估计：利用Midamble码接收信号，评估无线传播过程中的多址干扰（MAI）和多径干扰（ISI）情况，评估结果用于联合检测,无线信道 F(x),数据1,M,数据2,Midamble码信道估计,信道情况1,信道情况2,不同信道情况下的估计结果,TD-SCDMA系统中的Midamble码 (续),Midamble码长144Chips，由长度为128的基本Midamble码生成 同一时隙内不同用户所采用的Midamble码由基本Midamble码经循环移位后产生,TD-SCDMA 系统中的码表,基本Midamble码共128个，分32组，对应32个SYNC-DL码；基本Midamble码和扰码一一对应，如下表：,目 录,TD-SCDMA无线接口帧结构与时隙结构 TD-SCDMA无线信道结构与功能 TD-SCDMA无线信道配置原则,TD-SCDMA系统中用到的信道,逻辑信道：直接承载用户业务 根据承载内容的不同，分为控制信道和业务信道 传输信道：描述信息如何在无线接口上传输 根据传输的信息属性，分为专用信道和公共信道 物理信道：各种信息在无线接口传输时的物理通道（频率、时隙、码）,各种物资 以何种运输方式送往灾区？ 需要送多少？ 比例如何分配？,专用业务信道 （DTCH） 公共业务信道 （CTCH）,广播控制信道 （BCCH） 寻呼控制信道 （PCCH） 专用控制信道 （DCCH） 公共控制信道 （CCCH）,逻辑业务信道,逻辑控制信道,逻辑信道分类,广播信道 BCH 寻呼信道 PCH 前向接入信道 FACH 反向（随机）接入信道 RACH,专用信道 DCH 上行或下行,公共传输信道,专用传输信道,传输信道分类,物理信道的分类与功能,基站 NodeB,用户终端UE,业务连接,小区搜索与小区选择,寻呼,随机接入,TD-SCDMA物理层过程小区搜索,小区初搜 (DwPTS),基本Midamble码和扰码识别 (PCCPCH),系统消息识别 (PCCPCH),UE搜索一个小区的DwPTS，识别该小区使用的SYNC-DL,UE根据TD-SCDMA系统码表，通过多次试探，识别该小区的基本midamble码和扰码,UE搜索到P-CCPCH里BCH的控制复帧后，读取BCH承载的系统消息,5ms,DwPTS可能的位置,由特征窗确定DwPCH,利用相关法确定本小区所用的 SYNC_DL码及SYNC_DL码的位置,TD-SCDMA系统小区初搜,主公共控制物理信道P-CCPCH,承载传输信道BCH，用于发送系统消息 (System Information) SF16；固定配置在TS0的前两个码道： Cch 16, 0和Cch 16, 1 无波束赋型，以全小区覆盖模式发送,寻呼指示信道PICH,用于发送寻呼指示 (Page Indicator) SF16，一般配置在TS0 寻呼指示 (PI) 的长度LPI2，4或8 ，以一个无线帧为周期 如果某个PI对应的bits全为“1”，表示该PI对应的UE需要对S-CCPCH传送的寻呼消息进行检测 无波束赋型，以全小区覆盖模式发送,PI比特,PI比特,PI比特,PI比特,从公共控制物理信道S-CCPCH,承载传输信道PCH和FACH，用于发送寻呼消息和其他下行信令 SF16，一般配置在TS0 无波束赋型，以全小区覆盖模式发送,TD-SCDMA物理层过程随机接入,UE,Node B,UpPCH （UpPTS）,FPACH,PRACH（RACH）,SCCPCH（FACH）,终端选择SYNC-UL，以估算的时间和功率发送,基站检测到SYNC-UL，并回送定时和功率调整,调整定时和功率，发送随机接入请求,发送随机接入响应后，进行后续的信令接续,快速物理接入信道FPACH,用于发送定时调整和功率调整指示 SF16，可配置在任意一个下行时隙 无波束赋型，以全小区覆盖模式发送,用户1,用户n,物理随机接入信道PRACH,承载传输信道RACH，用于发送上行信令 SF8，一般配置在TS1的Cch 8, 0 无波束赋型，以全小区覆盖模式发送,专用物理信道DPCH,承载传输信道DCH，用于用户业务的收发 上行SF1，2，4，8或16 下行SF1或16 有波束赋型，由智能天线算法确定波束方向,DPCH理论速率（毛速率）,信道映射关系,目 录,TD-SCDMA无线接口帧结构与时隙结构 TD-SCDMA无线信道结构与功能 TD-SCDMA无线信道配置原则,TD-SCDMA物理信道典型配置1,PCCPCH,PCCPCH,SCCPCH,SCCPCH,SCCPCH,SCCPCH,PICH,FPACH,TS0,TS1,TS2,TS3,TS4,TS5,TS6,PICH,PRACH,TD-SCDMA物理信道典型配置2,PCCPCH,PCCPCH,SCCPCH,SCCPCH,SCCPCH,SCCPCH,PICH,TS0,TS1,TS2,TS3,TS4,TS5,TS6,PICH,FPACH,PRACH,TD-SCDMA物理信道特殊配置小容量,典型业务的资源分配,PCCPCH,PCCPCH,SCCPCH,SCCPCH,SCCPCH,SCCPCH,PICH,FPACH,TS0,TS1,TS2,TS3,TS4,TS5,TS6,PICH,PRACH,TD-SCDMA单载波理论容量,语音业务：单载波最多可以支持23个语音用户 每个时隙承载8个用户，3:3时隙配置 数据业务：单载波最大业务速率640kbps 单时隙最大业务速率128kbps，1:5时隙配置,UL,UL,DL,UL,DL,DL,DL,UL,DL,DL,DL,DL,DL,DL,TD-SCDMA的N频点技术,N频点TD-SCDMA小区由一个主载波和若干个辅载波组成 N频点（多载波）技术可以有效提升TD-SCDMA单扇区容量,N频点情况下的资源配置,主载波和辅载波使用相同的扰码和基本Midamble码 小区公共资源，如下行导频信道（DwPTS）、PCCPCH、PICH、PRACH等只在主载波配置 SCCPCH目前只允许配置在主载波 上行导频信道（UpPTS）和FPACH可以配置在任一载波 建议配置在主载波上 辅载波的TS0不使用,N频点情况下的资源配置 (续),主载波和辅载波的上下行转换点配置一致 转换点不一致将导致系统干扰增大 目前由于终端受限 用户在任一个时刻只能工作在一个频点上 多时隙配置应限定为在同一载波上 同一用户的上下行配置在同一载波上,问 题,请画出TD-SCDMA系统无线接口的时隙结构。 Midamble码有哪些作用？ 请说出各物理层控制比特（TFCI、TPC和SS）的功能。,问 题,请列出用于小区搜索的信道以及它们各自的功能。 请列出UE在一次被叫过程中相关物理信道使用的顺序及各自的功能。,问 题,请列出各公共物理信道在典型配置下占用的码道。 N频点配置时为什么各载频的时隙转换点必须相同？,参考资料：3GPP TD-SCDMA物理层规范,TS 25.201：物理层概述 TS 25.221：物理信道和传输信道到物理信道的映射 TS 25.222：复用和信道编码 TS 25.223：扩频和调制 TS 25.224：物理层过程 TS 25.225：物理层测量,参考资料：TD-SCDMA国标物理层规范,2GHz TD-SCDMA数字蜂窝移动通信网 Uu接口物理层技术要求 第一部分：总则，编号为YD/T 1371.12006 2GHz TD-SCDMA数字蜂窝移动通信网 Uu接口物理层技术要求 第二部分：物理信道和传输信道到物理信道的映射，编号为YD/T 1371.22006 2GHz