TD基本原理及关键技术PPT课件.ppt

TD基本原理及关键技术 1 目录 TD基本原理空中接口信道编码扩频调制TD关键技术 2 TD空中接口时隙帧结构 3 TD SCDMA帧结构每帧有两个上 下行转换点三个特殊时隙DwPTS GP UpPTS七个常规时隙TS0永为下行时隙TS1永为上行时隙TS2 TS6可根据根据用户需要进行灵活UL DL配置 SystemFrameNumber 5ms TS5 TS4 TS0 TS2 TS1 GP TS3 TS6 DwPTS UpPTS Data Midamble Data 675us GP L1 144chips TD系统独特的帧结构 Sub frame Radioframe10ms Timeslot 4 TD常规时隙配置 3上3下适合CS业务 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 D D D U U U TS0永为下行时隙 用作公共控制信道传输 TS1永为上行时隙 第一个时隙转换点在TS0和TS1之间 TS1到TS6之间有5个点 均可以作为第二个时隙转换点 实际应用中 由于下行数据量大于上行 因此采用3 3 2 4 1 5 D D D 5 特殊时隙 DwPTS下行导频时隙 用于下行同步 32个不同的SYNC DL码 严格定义了不同的码组 为全向或整个扇区发射 不进行波束赋形 下行导频时隙由96Chips组成 32用于保护 64用于导频序列 时长75us 6 特殊时隙 UpPTS上行导频时隙 用于建立上行初始同步和随机接入 256种不同的SYNC UL码 分为32个码组 每组8个 32个码组对应32个SYNC DL码 即每一基站对应8个确定的SYNC UL码 上行导频时隙由160Chips 其中128用于SYNC UL 32用于保护 7 特殊时隙 GP保护时隙 GP时隙由96Chips组成 时长75us 用于上下时隙转换点的隔离保护 GP 96chips 75 s 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 确定基本的基站覆盖半径 Dmax t c 光速 96 2 1 28 106 c 11 25km 8 常规时隙 普通时隙突发 Burst 结构 业务和信令数据由两块组成 每个数据块分别由352Chips组成 训练序列 Midamble 由144Chips组成 16Chips为保护 可以进行波束赋形 每个常规时隙由864Chips组成 时长675us 9 帧结构 训练序列 Midamble 128个基本训练序列分成32组 以对应32个SYNC DL码 每组为4个不同的基本训练序列 基本训练序列和扰码一一对应 训练序列的作用 上下行信道估计 功率测量 上行同步保持 长144Chips 由长度为128的基本训练序列生成 基本训练序列共128个 10 帧结构 物理层信令TPC SS TFCI 位置 位于Midamble的两侧TPC 调整步长是1 2或3dBSS 最小精度是1 8个chipTFCI 分四个部分位于相邻的两个子帧内 用于指示传输信道组合 11 一个信道就是载波 时隙 扩频码的组合 也叫一个资源单位 ResourceUnit 一个16位扩频码划分的信道是最基本的资源单位 即BRU 下行信道固定SF 1 16上行依据业务不同 SF可取1 2 4 8 16 TD信道单元 基本资源单元BRU RUSF16 12 不同承载类型的无线资源分配 13 目录 TD基本原理空中接口信道编码扩频调制TD关键技术 14 TD数据简要发送过程 数据 编码交织 扩频 加扰 调制 射频发送 射频接收 解调 解扰 解扩 解码解交织 数据 15 信道编码目的 编码目的 在原数据流中加入冗余信息 使接收机能够检测和纠正由于传输媒介带来的信号误差 同时提高数据传输速率 无纠错编码 BER 10 1 10 2 不能满足通信需要 卷积编码 BER 10 3 满足语音通信需要 Turbo码 BER 10 6 满足数据通信需要 16 信道编码和交织技术的使用 床前明月光春眠不觉晓白发三千丈红豆生南国 床床前前明明月月光光春春眠眠不不觉觉晓晓白白发发三三千千丈丈红红豆豆生生南南国国 床春白红床春白红前眠发豆前眠发豆明不三生明不三生月觉千南月觉千南光晓丈国光晓丈国 床春白红 前眠发豆明不三生明不三生月觉千南月觉千南光晓丈国光晓丈国 床 前明明月月光光春 眠不不觉觉晓晓白 发三三千千丈丈红 豆生生南南国国 编码 交织 去交织 解码 突发错误 弱化数据关系 数据冗余 17 目录 TD基本原理空中接口信道编码扩频调制TD关键技术中兴TD设备简介 18 扩频技术原理 1 扩频通信 将信号的频谱展宽后进行传输的技术 其理论解释为Shannon定理 C Wlog2 1 S N 以物理带宽换信息带宽以物理带宽换信噪比 19 扩频技术原理 2 20 扩频过程 数据比特 扩频后码片 OVSF码 扰码 符号速率 SF 1 28Mcps TD SCDMA中 上行信道码的SF为 1 2 4 8 16 下行信道码的SF为 1 16 21 目录 TD基本原理TD关键技术TDD双工技术智能天线技术上行同步技术接力切换技术动态信道分配 22 独特的TDD标准 IS 136 DECT IMT DSCDMADS CDMA2000 TD SCDMA IMT TDCDMATDD IMT MCCDMAMC WCDMA UMTSFDD UMTSTDD IMT SCTDMASC IMT FTFDMA TDMA 23 频分双工 FDD 上行频段和下行频段分开 TDD与FDD比较 时分双工 TD SCDMA 上行频段和下行频段一样 无需成对的频率无需双工器 简单的射频前端非对称业务传输 24 目录 TD基本原理TD关键技术TDD双工技术智能天线技术上行同步技术接力切换技术动态信道分配 25 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 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 空分多址大大增加系统容量 智能天线基本原理 26 智能天线工作原理 上行DOA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 cos d L arccos d L 下行 非来波方向多个信号相位不同相互抵消 下行 来波方向多个信号相位相同 互相叠加 赋形增益 10 lg8 天线 9dBi 27 智能天线对TD系统性能改进 普通天线 智能天线 提高了基站接收机的灵敏度提高了基站发射机的等效发射功率降低了系统的干扰降低了系统的误码率增加了CDMA系统的容量改进了小区的覆盖 28 8天线智能天线圆阵 频率范围 2010 2025MHz单天线增益 8dBi增益 8 8dBi驻波比 1 4主波束下倾 6 5 垂直波束宽度 15 输入阻抗 50 耐功率 50W极化方式 垂直极化 29 8天线智能天线线阵 频率范围 2010 2025MHz单元天线增益 14dbi天线阵增益 23dbi驻波比 1 4水平波束宽度 90 15 垂直波束宽度 7 1 输入阻抗 50 极化方式 垂直极化 30 智能天线安装 31 TD SCDMA系统更适合采用智能天线 TDD的工作模式 便于权值的应用 上行波束赋形矩阵可直接使用于下行子帧时间较短 5ms 便于智能天线支持高速移动单时隙用户有限 目前最多8个 便于实时自适应权值的生成 32 目录 TD基本原理TD关键技术TDD双工技术智能天线技术上行同步技术接力切换技术动态信道分配 33 基站间的同步 SynchronizationofNodeBs 系统内各基站采用相同的帧同步定时上行同步技术 UplinkSynchronization 用于随机接入过程和切换过程前 用于建立UE和基站之间的初始同步也用于当系统失去上行同步时的再同步 TD同步技术 34 TD SCDMA系统的TDD模式要求基站之间必须同步同步目的 避免相邻基站的时隙间干扰基站间同步 系统内各基站的运行采用相同的帧同步定时同步精度要求 几微秒同步方法 GPS网络主从同步 基站间同步 35 上行链路各终端信号在基站解调器基本同步同步精度 一般在1 8 1chip上行同步的作用 CDMA码道正交降低码道间干扰除时隙间干扰提高CDMA容量简化硬件 降低成本 移动台上行同步 36 目录 TD基本原理TD关键技术TDD双工技术智能天线技术上行同步技术接力切换技术动态信道分配 37 接力切换概念 接力切换 BatonHandover 是TD移动通信系统的核心技术之一设计思想 利用智能天线获取UE的位置距离信息 同时使用上行预同步技术使用上行预同步的技术 提前获取切换后的上行信道发送时间 功率信息 从而达到减少切换时间 提高切换的成功率 降低切换掉话率的目的 38 NodeB A NodeB B UE收到切换命令前的场景 上下行均与源小区连接 UE收到切换命令后执行接力切换的场景 利用开环预计同步和功率控制 首先只将上行链转移到目标小区 而下行链路仍与源小区通信 UE执行接力切换完毕后的场景 经过N个TTI后 下行链路转移到目标小区 完成接力切换 NodeB A NodeB B 接力切换过程 39 三种切换方式的对比 40 目录 TD基本原理TD关键技术TDD双工技术智能天线技术上行同步技术接力切换技术动态信道分配 41 动态信道分配的分类 42 确定小区上下行时隙转换点 触发小区重配 慢速DCA 根据小区业务情况 确定上下行时隙转换点 对小区上下行负荷进行统计分析 获取小区平均负荷信息 慢速DCA 43 Midamble码分配 信道码分配 时隙分配 物理层参数的确定 根据业务需求确定基本资源单元 将旧配置进行备份和回收 新业务 业