TD技术原理(1)

1、. .1 1 . .2 2 TD-SCDMA技术培训技术培训 . .3 3 TD-SCDMA TD-SCDMA概述概述 TD-SCDMATD-SCDMA基本原理基本原理 TD-SCDMATD-SCDMA关键技术关键技术 TD-SCDMATD-SCDMA产业化产业化 . .4 4 AMPS TACS NMT 其它 第一代 80年代 模拟 模 拟 技 术 GSMGSM CDMA CDMA IS95IS95 TDMATDMA IS-136IS-136 PDCPDC 第二代 90年代 数字 需求驱动需求驱动 数 字 技 术 语 音 业 务 第三代 IMT-2000 UMTSUMTS WCDMAWCDM

2、A CDMACDMA 20002000 需求驱动需求驱动 宽 带 业 务 TD-TD- SCDMASCDMA 移动通信技术发展移动通信技术发展 . .5 5 第三代移动通信标准化格局第三代移动通信标准化格局 ITU . .6 6 优势 3G3G无线传输技术无线传输技术RTTRTT标准标准 . .7 7 3G3G三种主要技术的比较三种主要技术的比较 WCDMAWCDMATD-SCDMATD-SCDMACDMA2000CDMA2000 载频间隔载频间隔5M5M* *2 21.6M1.6M1.25M1.25M* *2 2 码片速率码片速率3.84Mc/s3.84Mc/s1.28Mc/s1.28Mc/

3、s1.228Mc/s1.228Mc/s 双工方式双工方式FDDFDDTDDTDDFDDFDD 帧长帧长10ms10ms10ms (10ms (子帧子帧5ms)5ms)20ms20ms 信道编码信道编码卷积码、卷积码、TurboTurbo码码卷积码、卷积码、TurboTurbo码码卷积码、卷积码、TurboTurbo码码 调制方式调制方式QPSK/BPSKQPSK/BPSKQPSK/8PSKQPSK/8PSK数据调制：数据调制：QPSK/BPSKQPSK/BPSK 功率控制功率控制开环结合快速闭环开环结合快速闭环开环结合闭环开环结合闭环开环结合快速闭环开环结合快速闭环 功率控制速率功率控制速率1

4、5001500次次/s/s200200次次/s/s800800次次/s/s 基站同步基站同步同步同步/ /异步异步同步同步同步同步 . .8 8 什么是什么是TD-SCDMATD-SCDMA FDMA、TDMA和CDMA的最优结合 1.6 1.6 MHzMHz 最多可达最多可达 1616个码道个码道 每个用户通过临时分配每个用户通过临时分配 到的到的CDMACDMA码来被识别码来被识别 时隙时隙 下行下行 下行下行 下行下行 上行上行 time energy frequency . .9 9 3G核心频段 1755 1785 1850 1880 1900 1920 1980 2010 2025

5、 2100 2170 2300 2400 DECTTDDFDD-UMBBTDDNULLFDD-D 20206030158560 NULLTDDFDD-USATTDDNULLFDD-D 20206030158560 FDD-DTDDTDDFDD-USATTDDNULLFDD-DTDDFDD-U 202060301585601003030 4585205 216 220 1390 1395 1427 1435 1670 1675 1910 1930 2385 2390 ITU 欧洲欧洲/日本日本 美国美国TDD 中国中国 . .1010 TD-SCDMATD-SCDMA概述概述 TD-SCDMAT

6、D-SCDMA基本原理基本原理 概述概述 信道映射信道映射 复用及信道编码复用及信道编码 扩频和调制扩频和调制 物理层过程物理层过程 TD-SCDMATD-SCDMA关键技术关键技术 TD-SCDMATD-SCDMA产业化产业化 . .1111 SRNSDRNS NodeBNodeBNodeBNodeB RNC CN RNC IuIu Iur Iub Iub IubIub UE Uu . .1212 TD-SCDMATD-SCDMA概述概述 TD-SCDMATD-SCDMA基本原理基本原理 概述概述 信道映射信道映射 复用及信道编码复用及信道编码 扩频和调制扩频和调制 物理层过程物理层过程 T

7、D-SCDMATD-SCDMA关键技术关键技术 TD-SCDMATD-SCDMA产业化产业化 . .1313 所有的物理信道都采用四层结构：系统帧号、无线帧、子帧和时隙所有的物理信道都采用四层结构：系统帧号、无线帧、子帧和时隙/ /码码 Radio frame 10ms System Frame Number System Frame Number Sub-frameSub-frame 5ms TS5TS5TS4TS4TS0TS0TS2TS2TS1TS1 GPGP TS3TS3TS6TS6 DwPTSDwPTSUpPTSUpPTS DataMidambleData 675us(864chips

8、) g L1L1 144chips 转换点转换点 . .1414 物理信道物理信道 DwPTS (75us) GP(32chips) SYNC_DL(64chips) SYNC_DL是一组PN码，为了便于小区测量，设计PN码集用于区分 相邻小区 TD-SCDMA系统有32组长度为64chip的基本SYNC_DL码 一个SYNC_DL唯一标识一个基站和一个码组，每个码组包含4个特 定的扰码，每个扰码对应一个基本的Midamble码 . .1515 下行同步码下行同步码 q 标识小区的码称为同步码SYNC_DL，在下行导频时隙(DwPTS)发 射。SYNC_DL用来区分相邻小区以便于进行小区测量。

9、与SYNC_DL 有关的过程是下行同步、码识别和P-CCPCH交织时间的确定。每一 子帧中的DwPTS的设计目的既是为了下行导频，同时也是为了下行同 步，基站将在小区的全方向或在固定波束方向以满功率发送。 q 整个系统有32组长度为64的基本SYNC_DL码一个SYNC_DL唯一 标识一个基站和一个码组，一个每个码组包含4个特定的扰码，每个 扰码对应一个特定的基本midamble码。 q DwPTS是一个QPSK调制信号，所有DwPTS的相位用来指示复帧 中P-CCPCH上的BCH的MIB位置。 . .1616 物理信道物理信道 SYNC_UL是一组PN，设计该PN码集用于在接入过程中区分不同

10、的UE 当UE处于空中登记和随机接入状态时，将发射UpPTS TD-SCDMA系统有256个长为128的基本SYNC_UL码，分为32组，每 组8个 码组是由基站确定，对于已下行同步的UE和基站8个SYNC_UL是已知 的 SYNC_UL(128chips) GP(32 chips) UpPTS （125us） . .1717 上行同步码上行同步码 q 随机接入的特征信号称为SYNC_UL，在上行导频时隙发射。与 SYNC_UL有关的过程有上行同步的建立和初始波束成形测量。 q 每一子帧中的UpPTS在随机接入和切换过程中用于建立UE和基站 之间的初始同步，当UE处于空中登记和随机接入状态时，

11、将发射 UpPTS。 q 整个系统有256个不同的基本SYNC_UL，分成32组，每组8个。 码组是由基站确定，因此，8个SYNC_UL对基站和已下行同步的UE 来说都是已知的。当UE要建立上行同步时，将从8个已知的 SYNC_UL中随机选择1个，并根据估计的定时和功率值在UpPTS中 发射。 . .1818 扰码扰码 q 128个扰码分成32组，每组4个 q 扰码码组由基站使用的SYNC_DL序列确定 q 扰码长度为16 . .1919 码分配码分配 Code Group Associated Codes SYNC-DL ID SYNC-UL ID Scrambling Code IDMid

12、amble Code ID Group 1 007 (000111) 0 (00)0 (00) 1 (01)1 (01) 2 (10)2 (10) 3 (11)3 (11) . Group 32 31248255 (000111) 124 (00)124 (00) 125 (01)125 (01) 126 (10)126 (10) 127 (11)127 (11) . .2020 Data symbols 352 chips Midamble 144 chips Data symbols 352 chips GP 16 CP 864*Tc 码片号 (CN) 区域长度 (chip数目) 区域长度

13、 (符号数目) 区域长度 (s) 区域内容 0-351352与SF有关275数据 352-4951449112.5Midamble 496-847352与SF有关275数据 848-86316112.5保护间隔 . .2121 q 在同一小区同一时隙上的不同用户所采用的midamble码由同一个基本的 midamble码经循环移位后而产生 q 整个系统有128个长度为128chips的基本midamble码，分成32个码组，每组4 个。 q 一个小区采用哪组基本midamble码由基站决定，基站决定本小区将采用这4 个基本midamble中的哪一个。 q 一个载波上的所有业务时隙必须采用相同的

14、基本midamble码。 q midamble的发射功率与同一个突发中的数据符号的发射功率相同。 扩频因子（SF）（Q）RU名称突发中每数据块符号数（N）每个物理信道总数据率 （Bit/s） 1RUSF1352281，600 2RUSF2176140，800 4RUSF48870，400 8RUSF84435，200 16RUSF16 基本RU 2217，600 . .2222 物理信道物理信道 Data symbols Midamble Data symbols TPC symbols Time slot x (864 Chips) SS symbols G P 1 st part of T

15、FCI 2 nd part of TFCI Data symbols Midamble Data symbols TPC symbols Time slot x (864 Chips) SS symbols G P 3 rd part of TFCI 4 th part of TFCI Radio Frame 10ms Sub- frame 5ms Sub- frame 5ms . .2323 传输信道传输信道物理信道物理信道 DCH专用物理信道(DPCH) BCH主公共控制物理信道(P-CCPCH) PCH辅助公共控制物理信道(S-CCPCH) FACH辅助公共控制物理信道(S-CCPCH)

16、 RACH物理随机接入信道(PRACH) USCH物理上行共享信道 (PUSCH) DSCH物理下行共享信道 (PDSCH) 下行导频信道 (DwPCH) 上行导频信道 (UpPCH) 寻呼指示信道（PICH） 快速物理接入信道F-PACH . .2424 Code ch 0 Code ch 1 Code ch 2 Code ch 3 Code ch 4 Code ch 5 Code ch 6 Code ch 7 Code ch 8 Code ch 9 Code ch A Code ch B Code ch C Code ch D Code ch E Code ch F Ts0 DwPTS U

17、pPTS Ts1 Ts6 BCH/PCH/FACH P-CCPCH1 P-CCPCH2 . .2525 TD-SCDMATD-SCDMA概述概述 TD-SCDMATD-SCDMA基本原理基本原理 概述概述 信道映射信道映射 复用和信道编码复用和信道编码 扩频和调制扩频和调制 物理层过程物理层过程 TD-SCDMATD-SCDMA关键技术关键技术 TD-SCDMATD-SCDMA产业化产业化 . .2626 TD-SCDMA数据收发过程数据收发过程 . .2727 传输信道类型传输信道类型编码方式编码方式编码率编码率 BCH 卷积编码1/3 PCH RACH 卷积编码 1/3，1/2 DCH,

18、DSCH, FACH, USCH 1/2 Turbo编码1/3 无编码 . .2828 信道编码技术是通过给原数 据添加冗余信息，从而获得 纠错能力 适合纠正非连续的少量错误 目前使用较多的是卷积编码 和Turbo编码（1/2，1/3） 无纠错编码：无纠错编码： BER10BER10-1 -1 10 10-2 -2 不能满足通信需要 卷积编码：卷积编码： BER10BER10-3 -3 满足语音通信需要 Turbo Turbo 码：码： BER10BER目标SIR， 降低移动台发射功 率,若测定SIR RSCP_DL_ADD 并且PCCPCH_RSCP candidate PCCPCH_RSC

19、P serving RSCP_DL_COMP（持续时间T2） . .7777 接力切换总结接力切换总结 q 接力切换是介于硬切换和软切换之间的一种新的切换方法。接力切换是介于硬切换和软切换之间的一种新的切换方法。 与软切换相比，都具有较高的切换成功率、较低的掉话率以及较小 的上行干扰等优点。不同之处在于接力切换不需要同时有多个基站为 一个移动台提供服务，因而克服了软切换需要占用的信道资源多、信 令复杂、增加下行链路干扰等缺点。 与硬切换相比，两者具有较高的资源利用率，简单的算法、以及较 轻的信令负荷等优点。不同之处在于接力切换断开原基站和与目标基 站建立通信链路几乎是同时进行的，因而克服了传统

20、硬切换掉话率高、 切换成功率低的缺点。 q 传统的软切换、硬切换都是在不知道传统的软切换、硬切换都是在不知道UE的准确位置下进行的，因而需的准确位置下进行的，因而需 要对所有邻小区进行测量，而接力切换只对要对所有邻小区进行测量，而接力切换只对UE移动方向的少数小区测量。移动方向的少数小区测量。 . .7878 TD-SCDMATD-SCDMA概述概述 TD-SCDMATD-SCDMA基本原理基本原理 TD-SCDMATD-SCDMA关键技术关键技术 TDDTDD技术技术 智能天线智能天线 联合检测联合检测 接力切换接力切换 动态信道分配动态信道分配 预研技术预研技术 TD-SCDMATD-SC

21、DMA产业化产业化 . .7979 频域频域DCADCA 频域DCA中每一小区使用的无线信道（频道） 在给定频谱范围内，与5MHz的带宽相 比，TD-SCDMA的1.6MHz带宽使其具 有3倍以上的无线信道数（频道数） 时域时域DCADCA 在一个TD-SCDMA载频上，使用7个时隙减少 了每个时隙中同时处于激活状态的用户数量 每载频多时隙，可以将受干扰最小的时 隙动态地分配给处于激活状态的用户 码域码域DCADCA 在同一个时隙中，通过改变分配的码道来 避免偶然出现的码道质量恶化 每个时隙16个码道，实现多用户在相同 载频并行传输，有效提升频谱利用率 空域空域DCADCA 通过智能天线，可基

22、于每一用户进行定向空间 去耦（降低多址干扰） 智能天线和联合检测技术相结合，有 效降低系统干扰 动态信道分配动态信道分配 . .8080 慢速DCA 资源分配到小区 根据小区的业务情况， 确定上下行时隙转换点 TS5TS5TS4TS4TS0TS0TS2TS2TS1TS1 GP TS3TS3TS6TS6 DwPTSDwPTSUpPTSUpPTS TD-SCDMATD-SCDMA系统子帧结构系统子帧结构 固定的上下行时 隙转换点 可根据业务需求动态调 整的上下行时隙转换点 快速DCA 为业务分配资源 根据系统负荷和链路 质量触发信道调整 包括码资源管理和信道动态调整 完成时隙的优先级排队、交叉时隙

23、干 扰的消除、码资源的分配和回收以及 信道资源调整整合功能等 动态信道分配动态信道分配 . .8181 TD-SCDMATD-SCDMA概述概述 TD-SCDMATD-SCDMA基本原理基本原理 TD-SCDMATD-SCDMA关键技术关键技术 TDDTDD技术技术 智能天线智能天线 联合检测联合检测 接力切换接力切换 动态信道分配动态信道分配 预研技术预研技术 TD-SCDMATD-SCDMA产业化产业化 . .8282 HSDPA HSDPA 技术特性技术特性： 16QAM（正交振幅调制） HARQ(混合重传) AMC(自适应调制编码) 快速调度 业务特性业务特性： 2.8 Mbit/s每

24、载波 5 TSs HSDPA HSPDAHSPDA高速下行分组接入技术可以在不改变已经建设的网络结构高速下行分组接入技术可以在不改变已经建设的网络结构 的情况下，提高下行数据业务速率的情况下，提高下行数据业务速率 . .8383 TD-SCDMATD-SCDMA概述概述 TD-SCDMATD-SCDMA基本原理基本原理 TD-SCDMATD-SCDMA关键技术关键技术 TD-SCDMATD-SCDMA产业化产业化 . .8484 中国中国3G移动用户发展预测移动用户发展预测 . .8585 全球全球3G市场状况市场状况 全球全球3G用户分布（总共用户分布（总共1.32亿用户）亿用户） 全球全球

25、3G网络分布（总共网络分布（总共118个商用网络，个商用网络， 分布在分布在48个国家）个国家） n 全球3G网络建设开始启动 n 目前全球的3G用户主要是 集中在日韩这两个国家 n WCDMA近年高速发展， 但60%的用户集中在NTT DoCoMo与和记两家公司 n CDMA20001X和EVDO的 用户数平稳上升，但主要集 中在韩国。其中韩国的EV- DO的用户总数占到全球用户 的90%左右 以上数据截至以上数据截至2004年年9月底月底 . .8686 全球全球3G业务分析业务分析 n 欧洲：欧洲：视频通话、可视信息、体育内容服务 n 日本：日本：开放的平台，更多是信息服务的特点，主要是

26、提供多媒体的信 息，包括附带的音频、图片、视频的服务 n 韩国：韩国：突出网络的优势，多媒体娱乐的特点非常突出，铃声下载为主， 在视频和流媒体上领先 美丽的花朵 . .8787 全球全球3G市场分析市场分析 n 整个全球3G市场目前从建设期开始启动，全球3G市场潜力巨 大，市场前景光明。 n 从业务角度上讲，3G的业务在数据业务方面优势有所体现， 但是并没有明显的突破性的发展 . .8888 全球运营商关注全球运营商关注TD-SCDMA . 国内运营商国内运营商 国外运营商国外运营商 . .8989 TD-SCDMA国内规模商用国内规模商用 n TD-SCDMA快速建网，组建高性能、低成本、广

27、覆 盖、大容量的独立无线网络 n TD-SCDMA能够提供强大的差异化竞争能力 n TD-SCDMA技术先进，有利于网络的可持续性发展 n TD-SCDMA产业成熟，2005年6月TD-SCDMA产品 可以商用 在中国一定会发放独立在中国一定会发放独立TDDTDD牌照牌照 TD-SCDMATD-SCDMA一定会在中国一定会在中国3G3G市场成为主流应用市场成为主流应用 . .9090 TD-SCDMA立足国内，走向世界立足国内，走向世界 n TD-SCDMA是国际3G标准之一 n 截至2004年10月，全球共有104张TDD频段许可证 n TD-SCDMA是TDD技术中唯一可以大规模商用的3G

28、技术和产品 n TD-SCDMA一定会在中国规模商用 n TD-SCDMA可以作为WCDMA网络热点地区补充，提供高速不对 称数据业务，为运营商提供差异化竞争 n TD-SCDMA技术的发展，在一定程度上改变了世界3G技术研究的 方向 TD-SCDMA在世界有广阔的市场发展前景在世界有广阔的市场发展前景 . .9191 TD-SCDMA支持所有的无线网络环境支持所有的无线网络环境 v伞形覆盖伞形覆盖 v高起点容量高起点容量 v本地覆盖本地覆盖 v容量扩充容量扩充 v室内覆盖室内覆盖 v容量扩充容量扩充 v企业网络企业网络 大区制大区制 小区制小区制 微小区制微小区制 . .9292 TD-SC

29、DMA提供更精确的定位业务提供更精确的定位业务 User1 User3 User2 Cell ID Cell Coverage + RTT Sector Info Assisted GPS Networ k Assistance Data Reference Receiver UMTS GPS Ground Station Measurem ent error margin OTDOA + IP-DL . .9393 TD-SCDMA支持国际漫游支持国际漫游 n 目前全球共有104张TDD频段许可证 n 2010-2025MHz是国际3G TDD的核心频段和通用频段 n TD-SCDMA是运营

30、商有效利用TDD频段的最佳选择 . .9494 TD-SCDMA具有更高的系统容量具有更高的系统容量 10M带宽TD-SCDMA容量 6个载波 3个时隙 8个信道化码 用户数=8x3x6=144个用户 TD-SCDMA Node BTD-SCDMA Node B Voice 12.2 kbpsVoice 12.2 kbps 码资源受限 n 采用了TDMA/CDMA/FDMA 多址方式，频谱利用率高，提 高了系统容量 n 采用智能天线和联合检测技 术 ，消除干扰，提高容量 n TDSCDMA系统是一个同 步系统 ，降低干扰，提高容量 TD-SCDMA具有更低的综合成本具有更低的综合成本 上行同步技术简化了上行同步技术简化了 硬件，降低了主设备硬件，降低了主设备 成本成本 LC