大话通信之TD-SCDMA.docx

1、 TD-SCDMA与WCDMA有相同的网络结构，但是OVSF码的变化范围却不一样。WCDMA下行4-512，上行为4-256。而TD-SCDMA因为在时间轴上还对用户划分，每个用户都是承载在一个时隙内，自然一个时隙就不能承载太多的用户，也就不需要太多的扩频码。所以TD-SCDMA下行扩频码只有两个，一个是1，一个是16。当采用低速率的业务时就使用为16的扩频因子，但需要高速率业务时，就采用为1的扩频因子，只有两个扩频码，实现起来比较简单，可以降低系统的复杂程度。另外，一个重要的好处就是终端比较容易判断其他用户所采用的扩频码，自己占用了为1的扩频因子，那本时隙就没有其他用户了；若自己占用了两个SF=16的扩频码，其他用户的扩频无外乎就另外14个，试两下就出来了 。那么这样做的好处是什么呢？答案就是方便终端进行多用户检测，也就是通过知道所有用户的扩频码，可以把所有信号都解出来，而不是像以前单用户监测的时候把这些当做噪声来处理。上行的扩频因子可以在1、2、4、8、16之间选择，这样上行可以有更多的选择，、。由于基站子系统是知道小区下所有终端的扩频码的，因此多增加一些扩频码的选择对于基站进行多用户检测并不是什么麻烦事。2、 TD-SCDMA空口的物理层、MAC层、RLC层、RRC层要完成的工作与WCDMA一样，其中RRC、RLC、MAC层的工作机理基本一样，而物理层则不然。3、 实际上，三大标准的主要差异也在于空中接口的物理层！多址复用就是发生在空中接口的物理层！4、 智能天线、联合检测、接力切换、动态分配信道、软件无线电5、 TD-SCDMA空中接口的帧结构，一个无线帧下有两个一模一样的无线子帧。一个子帧有7个时隙。不同的用户信号可以在同一个时隙里发射，一个时隙可以支持多个用户，只要它们采用不同的扩频码。一个无线子帧，除了7个常规时隙外，还有3个特殊时隙，“下行同步”、“保护间隔”、“上行同步”，“保护间隔”是用来隔开上下行，避免上下行撞到一起。6、 TD作为一个时分系统，是非常讲究时间同步的，它要求所有基站之间都必须同步。TD-SCDMA系统是一个“时分双工”的移动通信系统，也就是意味着山下行不是通过采用不同的频段来区隔，而是通过不同的时间段来分别发射下行和上行信号来区隔。“时分双工”系统由于基站和手机采用相同的频率，就存在一个隐患，若没有精确同步，那么收发时隙就可能会错位。在TD-SCDMA中，失步基站很容易对附近所有基站造成很大的干扰。GSM和TD虽然都采用了时分复用，但是双工方式不同。7、 时分双工的好处：（1） 频谱的灵活性，不需要成对的频谱，节省频谱资源。（2） 对不对称业务的支持。对于时分双工而言，上下行工作于同一频段，只是不同的时隙，这样就可以通过调整上下行的时隙数目来适应上下行的业务量。（3） 上下行链路的相关性。由于时分双工系统上下行工作于同一个频率，所以上下行的传播特性比较相近。（4） 设备成本较低。由于上下行工作于相同的频段，其发射机和接收机就比较简单，从而可以使设备的成本比频分双工要低20%-40%。8、 说到时钟同步，目前在现网里广泛应用的一种方式就是通过GPS来校准时钟。现在的TD-SCDMA都支持GPS/北斗系统双模同步方式，减少对美国的依赖。9、 为何需要上行同步：所谓上行同步，指的是同一时隙内的不同用户的信号同步到达基站接收机。TD-SCDMA，同一个时隙里有多个用户同时接入，区分同一个时隙内的不同用户，是靠那些用户采用了不同的扩频码。假如两个用户的信号同时到达基站，则扩频码运算为0，那么对于其中一个信号，基站可以用另一个信号的扩频码对其进行解扩滤除。如果这些用户的信号都同时到达，那么由于扩频码的正交性，一个简单的解扩动作就可以实现对其他用户信号的完美滤除，从而实现区分不同用户的目的。如果不能同时到达，导致扩频码就不正交了，则无法滤除，会产生干扰。（我们为什么说WCDMA、CDMA2000系统的上行都干扰受限，那是因为各个用户上行信号不同步，从而影响了扩频码之间的正交性，抬升了底噪，进而最终影响了系统的容量）。10、 如何进行上行同步：最初手机都必须监听0号时隙的系统信息，得知网络的种种信息（这与GSM网络并无二致），然后手机和基站要进行一个下行信息的同步，这就是“下行同步时隙”的工作。手机在间隔一段时间后，会在“上行同步”这个特殊的时隙发射一串特殊的固定内容的码字，也叫做上行同步序列。基站收到这串序列后，就会进行比对，根据码延迟的位置和功率减少的多少来决定手机接下来的发射功率和时间调整值，并通知手机。手机得知了应该在什么时间发射之后，就会进行时间调整，然后发起接入网络的随即接入消息。注意：上行同步的过程并不是一开始同步后就一劳永逸了，因为手机是移动的，它到基站的距离是在不断变化的，因此手机发射话音和数据的同步时，还会掺杂一段“训练”序列，这个序列跟“上行同步序列”的功能是一样的，都是一段标准的码字，基站根据这段码字进行对比，来判断手机此时此刻的位置，从而不断修正“时间提前量”，从而保证手机与基站始终能够时钟同步。11、 智能天线普通天线的电磁波是向四面八方传播的，而只能天线却可以将电磁波聚焦于某些方位，随着用户的变化来改变自己的传播方式。所谓“智能”，第一它可以跟踪用户的终端的位置，第二它可以根据用户的位置来定向的向用户发射电磁波。智能天线比普通天线宽的多，是因为它是由多根小天线共同组成的天线阵列，外面罩个壳子，就成了智能天线现在的样子。由于智能天线能够定向地跟踪手机，只需要向某个区域发射电磁波，其基站的辐射相对GSM基站而言其实要低得多。波的干涉是智能天线得以实现的最根本的原理。物理知识告我们，频率相同的两列波叠加，会使某些区域的振动增强，某些区域的振动减弱，而且振动加强的区域和振动减弱的区域相互隔开，此谓波的干涉。智能天线中的阵元所发出的电磁波信号经过一定的调节，发生了干涉现象，所以会增强在特定方向上的传播，同时其他无关方向上的电磁波则会相应地被削弱，故而就可以产生定向的电磁波了。好处：（1） 提高基站的接收灵敏度，基站所接受的信号应该为各天线单元之和。（2） 应用智能天线可以有效降低干扰。无论是上行还是下行。在上行方向，基站可以判断手机的位置，从而对其他方向发来的干扰信号有很强的抑制作用。在下行方向，由于发送的信号具有一定的方向性，可以将主瓣指向期望用户方向，旁瓣指望其它信号，因此能大大减小对小区内/小区间其它用户的干扰。12、 接力切换技术TD-SCDMA需要通过上行同步技术来降低干扰，所以就无法和多个基站同时保持连接了。因为手机到不同基站的距离不相等，则无法确定跟哪个基站保持上行同步。接力切换的基本思想是利用智能天线和上行同步等技术，在对手机的距离和方位进行定位的基础上，根据手机的方位和距离信息的变化来判断目前手机是否移动到了可进行切换的相邻基站的邻近区域，如果手机进入切换区域，RNC则通知下一个基站做好切换的准备，从而达到快速、可靠切换的目的。上述过程是上下行分别进行切换的，切换时手机的上行信道与目标小区进行上行预同步，而下行信道先不切换过来，等上行信道先完成同步后，下行信道再切换过来。如果上行切换不成功，手机还可以将上行专用信道切换回原小区，保证用户不掉话。13、 联合检测技术之前一直在说，在CDMA系统中，不用的用户之间是不会产生干扰的，因为它们采用了不同的扩频码。实际上，由于多径效应，终端发出的信号无法精确地同步到达接收机，另外由于远近效应也会使接收机收到的各信号强度不同，这两种情况都可能造成码字之间的正交性被削弱。当不同扩频码之间不再能够保证正交时，不同的用户之间实际上会产生干扰，这就是多址干扰MAI存在的根源所在。传统的CDMA信号检测方法，总是把来自其它用户的干扰（即MAI）看做是一种噪声来处理。即不管三七二十一基站和终端对每个信号进行分离和解析的过程都是独立的，至于掺杂在其中的其它信号，我们通通当做事不关己的噪声来处理。这是单用户检测（SUD）。随着用户数的进一步增加或信号功率的增大，再把MAI当做热噪声一样的干扰，那就会导致信噪比严重恶化，从而使系统容量大幅下降。14、 动态分配信道慢速DCA（动态分配信道）：TD-SCDMA共有7个业务信道，