通信基本原理概览PPT学习教案

1、会计学1通信基本原理概览通信基本原理概览第一章第一章TDSCDMA系统概述系统概述第1页/共26页第三代移动通信系统TDSCDMA由中国提出的3G标准时分双工TDD和智能天线的公众陆地移动通信系统同步CDMA和低码片速率（LCR）的3G系统采用了多用户检测和接力切换等一系列的高新技术第2页/共26页TDSCDMA工作频段2002年10月，国家信息产业部下发文件关于第三代公众移动通信系统频率规划问题的通知（信部无2002479号）中规定：主要工作频段（FDD方式：1920 1980 MHz / 2110 2170 MHz；TDD方式：1880 1920MHz、2010 2025MHz）。补充工作

2、频段（FDD方式：1755 1785MHz / 1850 1880MHz；TDD方式：2300 2400MHz，与无线电定位业务共用）。从中可以看到TDD得到了155MHz的频段，而FDD（包括WCDMA FDD和CDMA2000）共得到了290MHz的频段。 第3页/共26页TDSCDMA多址方式FDMA、TDMA和CDMA的组合TDD模式下，采用在周期性重复的时间帧里传输基本的TDMA突发脉冲的工作模式，通过周期性地转换传输方向，在同一个载波上交替地进行上下行链路传输 第4页/共26页TDSCDMA网络结构作为TD-SCDMA技术，其实只是在UTRAN接入网方面同WCDMA有所区别，而在上

3、层核心网及业务等方面并没有什么实质性的差别。 RNS RNCC RNS RNC核心网 Node B Node B Iu Iu Iur Iub Iub Iub Iub UTRAN Node B Node B 第5页/共26页第二章第二章TDSCDMA空中接口原理空中接口原理第6页/共26页TDSCDMA帧结构帧，子帧，时隙的概念帧 # i帧 # i+ 1无 线 帧 ( 1 0 m s )子 帧 # 1子 帧 # 2子 帧 ( 5 m s )时 隙 # 0时 隙 # 1时 隙 # 2时 隙 # 6第7页/共26页TDSCDMA帧结构每一个子帧又分成长度为675us的7个常规时隙（TS0 TS6）和

4、3个特殊时隙：DwPTS（下行导频时隙）、G（保护间隔）和UpPTS（上行导频时隙）。 UpPTS (160chips) 子帧 5ms (6400chip) Ts0 Ts1 1.28Mchip/s Ts4 Ts2 Ts3 Ts5 Ts6 DwPTS (96chips) GP (96chips) 转换点 转换点 第8页/共26页TDSCDMA时隙结构 下行导频时隙（下行导频时隙（DwPTS）每个子帧中的DwPTS由Node B以最大功率在全方向或在某一扇区上发射。这个时隙通常是由长为64chips的SYNC_DL和32chips的保护码间隔组成 用于下行同步和小区初搜，32个不同的SYNC-DL

5、码，用于区分不同的基站第9页/共26页TDSCDMA时隙结构 上行导频时隙（上行导频时隙（UpPTS） 上行同步而设计的，当UE处于空中登记和随机接入状态时，它将首先发射UpPTS，当得到网络的应答后，发送RACH。这个时隙通常由长为128chips的SYNC_UL和32chips的保护间隔组成 SYNC-UL有256种不同的码，可分为32个码组，以对应32个SYNC-DL码，每组有8个不同的SYNC-UL码，即每一个基站对应于8个确定的SYNC-UL码第10页/共26页TDSCDMA时隙结构 保护时隙保护时隙 96 Chips保护时隙，时长75us用于下行到上行转换的保护避免 DwPTS（D

6、L）和UpPTS（UL）间的干扰 第11页/共26页TDSCDMA时隙结构 常规时隙常规时隙 TS0 TS6共7个常规时隙被用作用户数据或控制信息的传输，它们具有完全相同的时隙结构业务和信令数据由两块组成，每个数据块分别由352 Chips组成训练序列(Midamble)由144 Chips组成16 Chips为保护共共864 Chips，长675us第12页/共26页TDSCDMA时隙结构 常规时隙常规时隙 物理层信令TPC/SS/TFCITFCI信息将在每10ms无线帧里发送一次 TPC/SS每个子帧（5ms）发射一次 数据数据TFCIMidambleSS TPCTFCI数据数据TFCIM

7、idambleSS TPCTFCI子帧 #2n子帧 #2n+1第 1 部分第 4 部分第 3 部分第 2 部分第13页/共26页TDSCDMA物理信道 专用物理信道DPCH主公共控制物理信道P-CCPCH 辅公共控制物理信道S-CCPCH快速物理接入信道FPACH 物理随机接入信道PRACH 寻呼指示信道PICH 下行导频信道 (DwPCH) 上行导频信道 (UpPCH) 第14页/共26页TDSCDMA物理信道映射到时隙 6.11.5.4.1.4Conversational / speech / UL:12.2 DL:12.2 kbps / CS RAB + UL:3.4 DL:3.4 kb

8、ps SRBs for DCCH 上行：SF8 x 1 code x 2 time slots /无线帧下行：SF 16 x 2 code x 2 time slots /无线帧P-CCPCHS-CCPCHFPACHPICH特殊时隙PRACHDPCH2 DPCHsTS0TS1TS2TS3TS4TS5TS6第15页/共26页TDSCDMA扩频和调制 TD-SCDMA采用OVSF扩频TD-SCDMA采用QPSK方式进行调制（室内环境下的2M业务采用8PSK调制），成形滤波器采用滚降系数为0.22的根升余弦滤波器。 QPSK调制经过信道编码和交织的用户数据成帧IQOVSF码扰码训练序列FIRFIRD

9、ACDACcos(t)-sin(t)第16页/共26页TDSCDMA各种码之间的关系 Associated Codes Code Group SYNC-DL ID SYNC-UL ID (coding criteria) Scrambling Code ID (coding criteria) Basic Midamble Code ID (coding criteria) 0 (00) 0 (00) 1 (01) 1 (01) 2 (10) 2 (10) Group 1 0 07 (000111) 3 (11) 3 (11) 4 (00) 4 (00) 5 (01) 5 (01) 6 (10

10、) 6 (10) Group 2 1 815 (000111) 7 (11) 7 (11) . . . 124 (00) 124 (00) 125 (01) 125 (01) 126 (10) 126 (10) Group 32 31 248255 (000111) 127 (11) 127 (11) 第17页/共26页TDSCDMA系统参数频率 1880 1920MHz、2010 2025MHz） 。补充工作频段（2300 2400MHz） 码片速率 1.28Mcps 带宽 1.6MHz 码片长度 0.78125us 帧长 10ms 调制方式 QPSK 第18页/共26页第三章第三章TDSC

11、DMA关键技术关键技术第19页/共26页智能天线 核心是自适应天线波束赋形技术。在上世纪60年代开始发展，其研究对象是雷达天线阵，为提高雷达的性能和电子对抗的能力。90年代中期，各国开始考虑将智能天线技术应用于无线通信系统。原理是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。如果使用数字信号处理方法在基带进行处理，使得辐射方向图的主瓣自适应地指向用户来波方向，就能达到提高信号的载干比，降低发射功率，提高系统覆盖范围的目的。 第20页/共26页智能天线 智能天线子系统主要包括以下组成部分： 智能天线阵； 射频前端模块（包括线性功率放大器、低噪放

12、和监测控制电路）； 射频带通滤波器； 电缆系统（射频电缆、控制电缆以及射频防雷模块、低频防雷电路）。 天线单元天线单元天线外壳天线外壳功放功放电缆及连接电缆及连接校准单元校准单元天线单元天线单元天线外壳天线外壳功放功放电缆及连接电缆及连接校准单元校准单元第21页/共26页同步CDMA TD-SCDMA基站同步基站同步 同步目的：避免相邻基站的收发时隙交叉，减小干扰基站间同步: 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 空中主从同步第22页/共26页同步CDMA TD-SCDMA上行同步上行同步 上行链路各终端信号在基站解调器基本同步同步的建立 在随机接入时建立 依靠BTS接收到的SYNC_UL立即在对应的F-PACH进行控制同步的保持 在每一上行帧检测Midamble 立即在下一个下行帧SS位置进行闭环控制出现失步的可能性 有限小区半径(取决于G的宽度，可能超过10km)失步后执行链路重建SS上行业务时隙Midamble随机接入SYNC-ULssUpPTSUE的上行突