此生不换独家通信专业资料-40.

1、TD-SCDMA 系统介绍系统介绍 课程内容课程内容第一章第一章 TD-SCDMA发展概述发展概述第二章第二章 TD-SCDMA网络结构网络结构第三章第三章 TD-SCDMA原理原理第四章第四章 TD-SCDMA物理层物理层第五章第五章 TD-SCDMA空中接口空中接口第六章第六章 TD-SCDMA关键技术关键技术课程目标课程目标完成本课程的学习后，您将能够：完成本课程的学习后，您将能够：了解了解TD-SCDMA发展历程。发展历程。掌握掌握TD-SCDMA通信原理。通信原理。掌握掌握TD-SCDMA关键技术。关键技术。掌握掌握TD-SCDMA物理层结构。物理层结构。掌握掌握TD-SCDMA物理

2、层过程物理层过程了解了解TD-SCDMA数据链路层和数据链路层和RRC层层第一第一章章TD-SCDMA发展概述发展概述v 3G发展概述发展概述v 3G频谱分配频谱分配v 3G三种制式性能比较三种制式性能比较本章内容本章内容3G发展概述发展概述3G发展概述发展概述-1G和和2Gq1980s 第一代移动通信系统（第一代移动通信系统（1G） 美国美国AMPS、北欧、北欧NMT、日本、日本NAMTS、英国、英国 TACS 模拟传输，话音业务模拟传输，话音业务 多址方式：多址方式：FDMAq1990s 第二代移动通信系统（第二代移动通信系统（2G）GSM、IS-54、PDC、IS-95(N-CDMA或称

3、或称cdmaOne)数字传输，话音业务与传真等低速率数据业务数字传输，话音业务与传真等低速率数据业务多址方式：多址方式：TDMA（ GSM ）、）、CDMA（IS-95） 3G发展概述发展概述-3Gq第三代移动通信系统最早于第三代移动通信系统最早于1985年提出，称年提出，称为为FPLMTS。q1996年更名为年更名为IMT-2000。qIMT-2000的目标：的目标：全球统一频段，统一制式，全球无缝漫游全球统一频段，统一制式，全球无缝漫游能提供语音、可变速率的数据、视频、多媒体等多能提供语音、可变速率的数据、视频、多媒体等多种业务种业务高频谱利用率高频谱利用率高速传输：高速传输：室内环境支持

4、室内环境支持2Mbps步行室外到室内支持步行室外到室内支持384kbps室外车速环境支持室外车速环境支持144kbps3G发展驱动力发展驱动力q现状：现状：我国有世界最大的我国有世界最大的GSM网，世界第二的移动用户网，世界第二的移动用户数数GSM基本满足移动通信话音通信的要求基本满足移动通信话音通信的要求2000年开始建设年开始建设GPRS，提供数据业务，提供数据业务联通还将开始建设联通还将开始建设IS-95CDMA网络网络q为什么还需要第三代？为什么还需要第三代？频谱资源频谱资源移动数据移动数据竞争竞争民族产业民族产业3G频谱分配频谱分配我国的我国的3G频谱规划频谱规划q主要工作频段主要工

5、作频段 频分双工频分双工( (FDD) )：1920198021102170MHz时分双工时分双工( (TDD) )：1880192020102025MHzq补充工作频段补充工作频段频分双工频分双工( (FDD) )：1755178518501880MHz时分双工时分双工( (TDD) )：23002400MHz， 与无线电定与无线电定位业务共用，均为主要业务，共用标准令行制定。位业务共用，均为主要业务，共用标准令行制定。q卫星移动通信系统工作频段：卫星移动通信系统工作频段：19802010MHz21702200MHzTD-SCDMA支持的业务支持的业务q语音业务语音业务( (会话类业务会话类

6、业务) )q短消息业务短消息业务q数据业务（流类业务、交互类业务、后台类业数据业务（流类业务、交互类业务、后台类业务）务）q定位业务定位业务q组合业务（语音组合业务（语音+ +数据）数据）TD-SCDMA标准的形成标准的形成TD-SCDMA版本版本两种两种TDD标准性能比较标准性能比较 UTRA TDD TD-SCDMA 占用带宽占用带宽/MHz 5 1.6 每载波码片速率每载波码片速率/（Mchip/s） 3.84 1.28 扩频方式扩频方式 DS、SF1/2/4/8/16 DS、SF1/2/4/8/16 调制方式调制方式 QPSK QPSK/8PSK 交织交织/ms 10/20/40/80

7、 10/20/40/80 子帧子帧/ms 无无 5 时隙数时隙数 15 7 上行同步精度上行同步精度 时间提前技术（时间提前技术（4chip） 时间提前技术（时间提前技术（1/8chip） 3G三种制式性能比较三种制式性能比较 WCDMA TD-SCDMA CDMA2000 载波间隔载波间隔（MHz） 5 1.6 1.25 码片速率码片速率（Mchip/s） 3.84 1.28 1.2288 帧长帧长（ms） 10 10（分两个子帧）（分两个子帧） 20 基站同步基站同步 不需要不需要 需要需要 需要，典型方法是需要，典型方法是 GPS 功率控制功率控制 快速功控，上、下行快速功控，上、下行1

8、500Hz 0200 反向：反向：800Hz 前向：慢速、快速功控前向：慢速、快速功控 下行发射分集下行发射分集 支持支持 支持支持 支持支持 频率间切换频率间切换 支持， 可用压缩模式进支持， 可用压缩模式进行测量行测量 支持，可用空闲时隙进行测支持，可用空闲时隙进行测量量 支持支持 检测方式检测方式 相干检测相干检测 联合检测联合检测 相干检测相干检测 信道估信道估计计 公共导频公共导频 DwPCH、UpPCH、中间码、中间码 前向、反向导频前向、反向导频 编码方式编码方式 卷积码、卷积码、Tubro 码码 卷积码、卷积码、Tubro 码码 卷积码、卷积码、Tubro 码码 TD-SCDM

9、A标准的演进标准的演进qR4是是TD-SCDMA第一个正式版本，也是第一个正式版本，也是3GPP规范规范Release4中最重要的一个方面中最重要的一个方面q在后续的标准发展中，在后续的标准发展中，TD-SCDMA在在R5中中引入引入HSDPA，R6中支持中支持MBMSq对对3GPP R5、R6标准完善、更新及发展标准完善、更新及发展qTD-SCDMA LTE 内容回顾内容回顾本章主要介绍了本章主要介绍了q 3G的发展历程的发展历程 q 3G的频谱规划的频谱规划q 3G的业务性能的业务性能q 3G的三种制式之间的差异的三种制式之间的差异第二章第二章TD-SCDMA网络结构网络结构v TD-SC

10、DMA网络结构网络结构v UTRAN的协议结构和功能的协议结构和功能v Uu接口接口本章内容本章内容TD-SCDMA系统网络结构系统网络结构CN：Core Network UTRAN：Universal Terrestrial Radio Access NetworkUE：User EquipmentUTRAN接口的一般协议结构接口的一般协议结构UTRAN的功能的功能q 用户数据传输用户数据传输q 系统接入控制系统接入控制 接入允许控制接入允许控制 拥塞控制拥塞控制 系统消息广播系统消息广播q 无线信道的加密和解密无线信道的加密和解密q 移动性管理功能移动性管理功能 切换管理切换管理 SRNC

11、重定位重定位 寻呼寻呼 UE定位定位 UTRAN的功能（续）的功能（续）q无线资源的管理和控制无线资源的管理和控制 无线资源配置与操作无线资源配置与操作 无线环境的测量无线环境的测量 连接的建立与释放连接的建立与释放 无线承载的分配和重分配无线承载的分配和重分配 RF功率控制功率控制 TDD的上行同步的上行同步q 广播和多播功能广播和多播功能q 跟踪功能跟踪功能q 流量报告流量报告Uu接口协议结构接口协议结构内容回顾内容回顾本章主要介绍了本章主要介绍了q TD-SCDMA系统的网络结构系统的网络结构q UTRAN协议结构和功能协议结构和功能q Uu接口协议结构接口协议结构第三章第三章 TD-S

12、CDMA原理原理v 双工技术和多址技术双工技术和多址技术v TD-SCDMA原理原理本章内容本章内容双工技术双工技术q易于使用不对称频段易于使用不对称频段q时隙配置灵活时隙配置灵活,频谱效频谱效率提高率提高q上下行使用同一个载上下行使用同一个载频频,无线传播对称无线传播对称,有利有利于智能天线实现于智能天线实现q无需笨重的射频双工无需笨重的射频双工器器上行上行未使用未使用下行下行多址技术多址技术多址技术的特点多址技术的特点q抗干扰能力强，频率复用度高，频谱利用率抗干扰能力强，频率复用度高，频谱利用率大大提高大大提高q保密性强保密性强q对同一无线信道的多用户同时访问对同一无线信道的多用户同时访问

13、q每个每个CDMA用户和所有使用同一无线信道的用户和所有使用同一无线信道的用户都存在干扰用户都存在干扰(多址干扰多址干扰)TD-SCDMA通信模型通信模型信源编码信源编码qTD-SCDMA系统采用系统采用AMR（Adaptive Multi-Rate）语音编码）语音编码编码共有编码共有8种，速率从种，速率从12.2Kbps4.75Kbps多种语音速率与目前各种主流移动通信系统使用的多种语音速率与目前各种主流移动通信系统使用的编码方式兼容，有利于设计多模终端编码方式兼容，有利于设计多模终端信道编码信道编码q信道编码的作用：增加符号间的相关性，以便信道编码的作用：增加符号间的相关性，以便在受到干扰

14、的情况下恢复信号在受到干扰的情况下恢复信号q编码类型编码类型语音业务：卷积码（语音业务：卷积码（1/2、1/3），约束长度为），约束长度为9，加加8个尾比特个尾比特数据业务：数据业务：Turbo码（码（1/3），两个），两个8状态的并行级状态的并行级联卷积码（联卷积码（PCCC）构成，加）构成，加6个尾比特个尾比特信道编码：交织信道编码：交织交织的作用是用来纠正突发性连续错误。交织的作用是用来纠正突发性连续错误。基带调制基带调制q数据调制：数据调制：将连续的比特映射为一个符号将连续的比特映射为一个符号q扩频调制：将窄带信号转化为宽带信号进扩频调制：将窄带信号转化为宽带信号进 行传输行传输数据调

15、制：数据调制：QPSK和和8PSK数据调制就是把连续的二进制比特映射成一个复数值的数据符号数据调制就是把连续的二进制比特映射成一个复数值的数据符号QPSK：Quaternary Phase Shift Keying扩频调制扩频调制 TD-SCDMA系统中，上行采用的扩频因子为系统中，上行采用的扩频因子为1/2/4/8/16 下行采用的扩频因子为下行采用的扩频因子为1、16扩频调制扩频调制扩频调制扩频调制扩频调制扩频调制扩频调制扩频调制扩频码扩频码(OVSF)TD-SCDMA系统所采用的是正交可变扩频因子（系统所采用的是正交可变扩频因子（OVSF）码）码加扰加扰qTD-SCDMA共定义了共定义了

16、128个扰码个扰码,分成分成32组组q扰码序列的固定长度为扰码序列的固定长度为16q扰码处理过程不改变基带信号的速率。扰码处理过程不改变基带信号的速率。q对数据进行扰码处理可以标识小区。对数据进行扰码处理可以标识小区。频带调制频带调制 脉冲成形滤波器的基本原理是让通过滤波器的脉冲成形滤波器的基本原理是让通过滤波器的脉冲产生预畸变，用来抵消带限信道引入的畸脉冲产生预畸变，用来抵消带限信道引入的畸变，从而解决码间串扰。变，从而解决码间串扰。内容回顾内容回顾本章主要介绍了本章主要介绍了q 双工技术和多址技术双工技术和多址技术 q 信源编码和信道编码信源编码和信道编码q 调制技术调制技术第四章第四章

17、TD-SCDMA物理层物理层v 物理信道分类物理信道分类v 物理信道帧结构和映射关系物理信道帧结构和映射关系v 编码和复用技术编码和复用技术v 扩频与调制扩频与调制v 物理层过程物理层过程本章内容本章内容信道分类信道分类q在在TD-SCDMA系统的无线接口中，存在三类系统的无线接口中，存在三类不同的信道：不同的信道：逻辑信道：直接承载用户业务；根据承载的是控制逻辑信道：直接承载用户业务；根据承载的是控制平面业务还是用户平面业务，分为控制信道和业务平面业务还是用户平面业务，分为控制信道和业务信道信道传输信道：无线接口层二和物理层的接口，是物理传输信道：无线接口层二和物理层的接口，是物理层对层对M

18、AC层提供的服务；根据传输的是针对一个层提供的服务；根据传输的是针对一个用户的专用信息还是针对所有用户的公共信息，分用户的专用信息还是针对所有用户的公共信息，分为专用信道和公共信道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最终体现物理信道：各种信息在无线接口传输时的最终体现形式，每一种使用特定的形式，每一种使用特定的频率、时隙、信道化码的频率、时隙、信道化码的信道都可以理解为一类特定的信道信道都可以理解为一类特定的信道逻辑信道逻辑信道 业务信道业务信道 控制信道控制信道公共业务信道公共业务信道CTCH专用业务信道专用业务信道DTCH广播控制信道广播控制信道 BCCH寻呼控制信道寻

19、呼控制信道PCCH公共控制信道公共控制信道CCCH专用控制信道专用控制信道DCCH共享控制信道共享控制信道SHCCH传输信道传输信道 公共传输信道公共传输信道 专用传输信道专用传输信道随机接入信道随机接入信道 RACH前向接入信道前向接入信道 FACH广播信道广播信道 BCH寻呼信道寻呼信道 PCH上行共享信道上行共享信道 USCH下行共享信道下行共享信道 DSCH 专用信道专用信道 DCH物理信道物理信道 物理信道是由频率、时隙、信道化码和无线帧等物理信道是由频率、时隙、信道化码和无线帧等定义定义上行物理信道上行物理信道 上行公共物理信道上行公共物理信道 上行专用物理信道上行专用物理信道随机

20、接入物理信道随机接入物理信道 PRACH物理上行共享信道物理上行共享信道 PUSCH专用物理信道专用物理信道 DPCH下行物理信道下行物理信道 下行公共物理信道下行公共物理信道 下行专用物理信道下行专用物理信道主公共控制物理信道主公共控制物理信道 PCCPCH辅公共控制物理信道辅公共控制物理信道 SCCPCH快速物理接入信道快速物理接入信道 FPACH寻呼指示信道寻呼指示信道 PICH物理下行共享信道物理下行共享信道 PDSCH 专用信道专用信道 DPCH特殊时隙：特殊时隙：DwPTSq下行同步时隙下行同步时隙DwPTS不承载用户数据，用来发送下行同步码不承载用户数据，用来发送下行同步码(SY

21、NC-DL)q用于下行同步和小区搜索用于下行同步和小区搜索q不同的下行同步码标识不同小区，发送功率全方向发送不同的下行同步码标识不同小区，发送功率全方向发送qSYNC_DL码共有码共有32个，每个个，每个SYNC_DL码和码和8个个SYNC_UL码码相对应。相对应。q发送下行同步码的时隙为下行导频信道发送下行同步码的时隙为下行导频信道DwPCH特殊时隙：特殊时隙：GPqGP时隙长度为时隙长度为96chips，它使得用户发射的它使得用户发射的UpPTS不不对邻近用户接收对邻近用户接收DwPTS造成影响。造成影响。qGP既用于既用于TDD系统小区覆盖传播时延的保护，同时也系统小区覆盖传播时延的保护

22、，同时也为随机接入的为随机接入的UE提供时延保护，另外还作为下行链路提供时延保护，另外还作为下行链路和上行链路之间的切换点。和上行链路之间的切换点。特殊时隙：特殊时隙：UpPTSq上行同步时隙上行同步时隙UpPTS不承载用户数据，用来发送上行同步码不承载用户数据，用来发送上行同步码(SYNC-UL)q上行同步与随机接入上行同步与随机接入qNodeB可以同时识别可以同时识别8个不同的上行同步码个不同的上行同步码qSYNC_UL码共有码共有256个，每个，每8个个SYNC_UL码和码和1个个SYNC_DL码相码相对应。对应。q发送上行同步码的时隙为上行导频信道发送上行同步码的时隙为上行导频信道Up

23、PCH常规时隙常规时隙q每个时隙可以承载每个时隙可以承载16个个SF=16的码道的码道qData：数据部分，用于承载用户数据：数据部分，用于承载用户数据/信令信令qMidamble：训练序列，用于信道估计和功率测量：训练序列，用于信道估计和功率测量qTFCI：传输格式组合，用于传输格式指示：传输格式组合，用于传输格式指示qSS：同步偏移，用于同步控制：同步偏移，用于同步控制qTPC：发射功率控制，发射功率调整指令：发射功率控制，发射功率调整指令qGP：保护间隔，发射：保护间隔，发射/接收关闭时延保护接收关闭时延保护Midamble码码q训练序列由长度为训练序列由长度为128的基本的基本Mida

24、mble经过扩经过扩展和位移得到，共有展和位移得到，共有128个，分成个，分成32个码组。个码组。q相同小区相同时隙不同用户使用的相同小区相同时隙不同用户使用的Midamble码由同一个基本码由同一个基本Midamble码派生得到码派生得到TD-SCDMA码字分配码字分配 PCCPCHq位于时隙位于时隙TS0q扩频系数扩频系数16，占用第，占用第1、第、第2号信道化码号信道化码q没有没有SS、TFCI、TPCq信道编码与交织周期为信道编码与交织周期为20msq全向发射全向发射PRACHq位于上行时隙位于上行时隙q扩频系数扩频系数16、8、4q占用的时隙、扩频码、占用的时隙、扩频码、Midamb

25、le码在码在BCH中中广播广播q没有没有SS、TPC、TFCIFPACHq 位于下行时隙位于下行时隙q 扩频系数扩频系数16q 占用的时隙、扩频码、占用的时隙、扩频码、Midamble码在码在BCH 中广播中广播q 没有没有SS、TPC、TFCIq 单子帧交织单子帧交织SCCPCHq位于下行时隙位于下行时隙q扩频系数扩频系数16q一个小区中可使用多对一个小区中可使用多对SCCPCHq没有没有SS、TPCq信道编码与交织周期为信道编码与交织周期为20msPICHq位于下行时隙位于下行时隙q扩频系数扩频系数16qPICH的内容由一系列寻呼指示因子组成，全的内容由一系列寻呼指示因子组成，全0表示不接

26、收寻呼数据，全表示不接收寻呼数据，全1 表示接收寻呼数据表示接收寻呼数据专用物理信道专用物理信道DPCHqDCH映射到映射到DPCHq数据速率由使用的数据速率由使用的OVSF决定决定q全向发射或赋形发射全向发射或赋形发射q可包含控制信息可包含控制信息(SS、TFCI、TPC)q下行使用的扩频因子是下行使用的扩频因子是1和和16，上行使用的扩，上行使用的扩频因子是频因子是1/2/4/8/16信道映射信道映射编码和复用过程编码和复用过程 附附 加加C R C 校校 验验 位位 传传 输输 块块 级级 连连 /分分 割割 信信 道道 编编 码码 无无 线线 帧帧 均均 衡衡 第第 一一 次次 交交

27、织织 无无 线线 帧帧 分分 割割 速速 率率 匹匹 配配 物 理 信 道 映 射 子 帧 分 割 传传 输输 信信 道道 复复 用用 物物 理理 信信 道道 分分 割割 第第 二二 次次 交交 织织 子子 帧帧 分分 割割 物物 理理 信信 道道 映映 射射 传传 输输 信信 道道 i 速速 率率 匹匹 配配 传传 输输 信信 道道 m 传传 输输 信信 道道 n 速速 率率 匹匹 配配 编码和复用：编码和复用：CRCqCRC以以TB为单位进行添加为单位进行添加。qCRC码的长度可为码的长度可为24、16、12、8、0bit，具体的比，具体的比特数目由高层根据传输信道所承载的业务类型决定。特

28、数目由高层根据传输信道所承载的业务类型决定。q如果在给定的如果在给定的TTI内没有内没有TB输入输入，则不能执行附加则不能执行附加CRC的操作；如果有的操作；如果有TB输入，但是输入输入，但是输入TB Size0，则同样需要附加则同样需要附加CRC校验比特，此时所有的校验比特，此时所有的CRC为为0。传输块的级联与分段传输块的级联与分段qTB级联是指一个级联是指一个TTI内的所有内的所有TB加上加上CRC后的串行级后的串行级联。联。q如果串联后一个如果串联后一个TTI内的比特数大于一个编码允许的内的比特数大于一个编码允许的最大长度，则在传输块级连后需要进行码块分割。码最大长度，则在传输块级连后

29、需要进行码块分割。码块分割的最大长度将取决于传输信道使用的编码方案。块分割的最大长度将取决于传输信道使用的编码方案。q不同编码方案的最大码块长度不同编码方案的最大码块长度Z为：为： 卷积编码：卷积编码： Z504 Turbo编码：编码： Z5114 不编码：不编码： Z没有限制没有限制q分割后码块长度应相等，若不相等需加入填充比特分割后码块长度应相等，若不相等需加入填充比特信道编码信道编码q信道编码方式：信道编码方式：卷积编码：卷积编码：1/2和和1/3，约束长度为，约束长度为9，加，加8个尾比特个尾比特Turbo编码：编码：1/3，两个，两个8状态的并行级联卷积码状态的并行级联卷积码（PCC

30、C）构成，加）构成，加6个尾比特个尾比特不编码不编码q不同类型的传输信道所使用的编码方案与编码不同类型的传输信道所使用的编码方案与编码率率 传输信道类型传输信道类型 编码方案编码方案 编码率编码率 BCH 1/3 PCH 1/3, 1/2 RACH 1/2 卷积编码卷积编码 1/3, 1/2 Turbo 编码编码 1/3 DCH, DSCH, FACH, USCH 不编码不编码 无线帧长度均衡无线帧长度均衡q无线帧长度均衡是对输入比特序列进行适当的填充，无线帧长度均衡是对输入比特序列进行适当的填充，以保证分割后的各数据段具有相同的比特数，以便于以保证分割后的各数据段具有相同的比特数，以便于将数

31、据映射到物理信道。将数据映射到物理信道。 q无线帧长度均衡后的输出能够分成具有相同长度的无线帧长度均衡后的输出能够分成具有相同长度的Fi个数据段，个数据段，Fi1、2、4或者或者8。它等于一个基本传输。它等于一个基本传输时间间隔（时间间隔（10ms）的倍数，即）的倍数，即Fi = TTI/10ms交织交织q交织的作用：交织的作用：是克服突发性的错误是克服突发性的错误q在在TD-SCDMA中，有两次交织中，有两次交织q第一次交织是进行列交织，与第一次交织是进行列交织，与TTI有关有关q第二次交织为块交织，分为帧交织和时隙交织，帧交第二次交织为块交织，分为帧交织和时隙交织，帧交织是对织是对CCTr

32、CH映射的无线帧上的所有数据进行交织映射的无线帧上的所有数据进行交织处理，时隙交织是对映射到每个时隙的数据进行交织。处理，时隙交织是对映射到每个时隙的数据进行交织。无线帧分割无线帧分割q由于物理层的处理都是以无线帧长度由于物理层的处理都是以无线帧长度(10ms)为单位进为单位进行的，因此如果传输信道配置的行的，因此如果传输信道配置的TTI大于大于10ms，就需，就需要对交织后的数据进行分割。要对交织后的数据进行分割。q因为交织不改变数据速率，加上交织前已经过无线帧因为交织不改变数据速率，加上交织前已经过无线帧长度均衡处理，故分割后的各长度均衡处理，故分割后的各10ms的数据段具有相的数据段具有

33、相同的比特数。同的比特数。速率匹配速率匹配 速率匹配是速率匹配是对对TrCH上的比特进行重复或打孔，上的比特进行重复或打孔，确保在确保在TrCH复用后总的比特率与所分配的专用物理信道的总复用后总的比特率与所分配的专用物理信道的总比特率是相同的。高层给每一个传输信道配置一个速比特率是相同的。高层给每一个传输信道配置一个速率匹配特性，速率匹配特性用于计算重发或打孔的比率匹配特性，速率匹配特性用于计算重发或打孔的比特数量。特数量。传输信道复用传输信道复用q复用以复用以10ms为周期，复用的输入为为周期，复用的输入为TrCH数据，复用数据，复用后形成后形成CCTrCH。q传输信道复用规则：传输信道复用

34、规则：专用传输信道和公共传输信道不能复用到同一专用传输信道和公共传输信道不能复用到同一CCTrCH上。上。对于公共传输信道，只有对于公共传输信道，只有FACH和和PCH可以复用到可以复用到同一同一CCTrCH。承载承载BCH或者或者RACH的的CCTrCH不能承载其他传输不能承载其他传输信道。信道。不同的不同的CCTrCH不能映射到同一个物理信道；一个不能映射到同一个物理信道；一个CCTrCH可以映射到一条或几条物理信道。可以映射到一条或几条物理信道。物理信道分割物理信道分割q当当CCTrCH需要使用多条物理信道同时发送时，则需对需要使用多条物理信道同时发送时，则需对CCTrCH数据进行分割处

35、理，以将比特流分配到不同的数据进行分割处理，以将比特流分配到不同的物理信道（时隙、码道）中去。物理信道（时隙、码道）中去。qCCTrCH数据按照物理码道进行分割，来确定哪些比特数据按照物理码道进行分割，来确定哪些比特映射在哪条物理信道上。映射在哪条物理信道上。子帧分割子帧分割q在在TD-SCDMA系统中，一个无线帧被分为两个子帧，系统中，一个无线帧被分为两个子帧，但是前面的处理都是基于无线帧长度进行的。为了将但是前面的处理都是基于无线帧长度进行的。为了将比特流映射到物理信道上，需要进行子帧分割。比特流映射到物理信道上，需要进行子帧分割。q一个一个10ms的无线帧需经过物理信道分段模块分成两的无

36、线帧需经过物理信道分段模块分成两个个5ms的子帧。的子帧。物理信道映射物理信道映射q一个物理信道的参数包括：时隙、扩频因子和信道化一个物理信道的参数包括：时隙、扩频因子和信道化码。码。q物理信道映射的目的就是明确一条码道需要承载哪些物理信道映射的目的就是明确一条码道需要承载哪些比特。比特。物理信道的形成流程物理信道的形成流程信道编码与复用实例信道编码与复用实例信道编码与复用实例信道编码与复用实例12.2kbps信道编码与复用实例信道编码与复用实例3.4kbps信道编码与复用实例复用信道编码与复用实例复用扩频调制扩频调制 为了保证码流虚部与实部的平衡，对于每个扩频码都伴为了保证码流虚部与实部的平

37、衡，对于每个扩频码都伴随有一个相关的扩频因子（特征乘法算子）。随有一个相关的扩频因子（特征乘法算子）。 用户bit流)(kqW)(kcSymbol级Chip级加权因子信道码扰码vQPSK8PSK扩频调制：加权因子扩频调制：加权因子 不同不同K（码序列号）、（码序列号）、Q（扩频系数）值对应不同的（扩频系数）值对应不同的加权因子加权因子k )(1kQw )(2kQw )(4kQw )(8kQw )(16kQw 1 1 1 -j 1 -1 2 +j 1 +j -j 3 +j +j 1 4 -1 -1 1 5 -j +j 6 -1 -1 7 -j -1 8 1 1 9 -j 10 +j 11 1 1

38、2 +j 13 -j 14 -j 15 +j 16 -1 加扰加扰对数据进行扰码处理是为了标识小区。复扰码对数据进行扰码处理是为了标识小区。复扰码 ，其中元素，其中元素 的取值范围的取值范围为为复扰码序列是由一个长度为复扰码序列是由一个长度为16的二进制实数扰码序列的二进制实数扰码序列 产生的，定义了产生的，定义了128个这样的实数序列，复扰码序列个这样的实数序列，复扰码序列 和和实扰码序列实扰码序列 中的各元素的关系为：中的各元素的关系为：1621,., ,16,.,1; ii. j-1,-j,1,=V21,.,16 161,.,=i;1, 1) j (iiii扩频、加扰过程扩频、加扰过程物

39、理层过程物理层过程q小区搜索小区搜索q随机接入随机接入q上行同步上行同步q功率控制功率控制小区搜索小区搜索确定扰码和基本确定扰码和基本Midamble码码每个每个SYNC-DL对应对应4个基本个基本Midamble码，扰码与基本码，扰码与基本Midamble码一一对应。码一一对应。 UE对对32个下行同步（个下行同步（SYNC-DL）码）码逐一进行搜索，获取当前接入小区逐一进行搜索，获取当前接入小区的下行同步码。的下行同步码。比较比较DwPTS和和TS0 M1相对相位，相对相位，确定确定PCCPCH的位置，建立复帧的位置，建立复帧同步同步UE读取当前小区系统广播信息，读取当前小区系统广播信息，

40、搜索搜索SYNC-DL码码建立复帧同步建立复帧同步读读BCH信息信息随机接入随机接入随机接入过程随机接入过程q step1：UE设置设置UpPCH重发计数为重发计数为Mq step2：UE设置设置UpPCH初始发送功率初始发送功率q step3：UE随机选择随机选择SYNC-UL在在UpPCH子信道发送子信道发送q step4：NodeB随时监测随时监测UpPCH，如果检测到，如果检测到UpPCH， 则发送相关的则发送相关的FPACHq step5：UE监听相关的监听相关的FPACHq step6：UE如果未检测到有效应答，则发送功率增加，如果未检测到有效应答，则发送功率增加， 重发计数减重发

41、计数减1 1，返回，返回step3，如果重发计数为，如果重发计数为0，则报告，则报告 随机接入失败随机接入失败q step7：UE如果检测道有效应答，则依据如果检测道有效应答，则依据FPACH信息，信息， 设置设置PRACH的发送定时和发送功率发送的发送定时和发送功率发送PRACH上行同步上行同步同步过程同步过程q上行同步的建立过程：上行同步建立过程用于随机接入或失步后上行同步的建立过程：上行同步建立过程用于随机接入或失步后的再同步。的再同步。UE以较大定时误差（可以达到几十以较大定时误差（可以达到几十chips）在特殊时隙）在特殊时隙UpPTS上开环发送上开环发送UpPCH。NodeB通过在

42、搜索窗内检测到的通过在搜索窗内检测到的SYNC_UL序列，估计出接序列，估计出接收功率和时间。测量收功率和时间。测量UpPCH的定时偏差，转入闭环控制，通的定时偏差，转入闭环控制，通过过FPACH将定时偏差通知将定时偏差通知UE。UE发送发送PRACH或或DPCH时，就可以以很高的精度建立上行时，就可以以很高的精度建立上行同步。极大减低对业务时隙的干扰。同步。极大减低对业务时隙的干扰。q上行同步的保持：上行同步的保持：NodeB可以在同一个时隙通过测量每个可以在同一个时隙通过测量每个UE的的midamble码来估计码来估计UE的发射功率和发射时间偏移，然后在下一的发射功率和发射时间偏移，然后在

43、下一个可用的下行时隙中发射同步偏移个可用的下行时隙中发射同步偏移( (SS) )命令和功率控制命令和功率控制( (TPC) )命令，以使命令，以使UE可以根据这些命令分别适当调整它的可以根据这些命令分别适当调整它的Tx时间和功时间和功率。从而保证了上行同步的稳定性率。从而保证了上行同步的稳定性。功率控制目的功率控制目的q采用采用CDMA技术的移动通信系统，一直没有克服的主要技术的移动通信系统，一直没有克服的主要问题就是问题就是 “远近效应远近效应”q功率控制目的：克服远近效应、降低小区间干扰、提高功率控制目的：克服远近效应、降低小区间干扰、提高系统容量系统容量功率控制分类功率控制分类q开环功率

44、控制开环功率控制q闭环功率控制闭环功率控制上下行内环功率控制上下行内环功率控制上下行外环功率控制上下行外环功率控制开环功率控制开环功率控制q上行开环功控上行开环功控用于用于UE在上行同步信道（在上行同步信道（UpPCH）和物理随）和物理随机接入信道（机接入信道（PRACH）上发起的随机接入过）上发起的随机接入过程中。程中。初始功率路径损耗初始功率路径损耗NodeB期望的接收功期望的接收功率率上行内环功率控制上行内环功率控制qIf SIRestSIRtar, TPCDown上行外环功率控制上行外环功率控制qIf BLERestBLERtar, SIRtarUp内容回顾内容回顾本章主要介绍了本章主

45、要介绍了q 物理信道的帧结构物理信道的帧结构 q 物理信道的映射关系物理信道的映射关系q 物理信道形成过程物理信道形成过程q 物理层过程物理层过程第五章第五章TD-SCDMA空中接口空中接口v 数据链路层数据链路层v MACv RLCv PDCPv RRCv RRC层层本章内容本章内容Uu接口协议结构接口协议结构MAC层：功能层：功能q逻辑信道与传输信道之间的信道映射逻辑信道与传输信道之间的信道映射q传输格式选择传输格式选择qUE数据流之间的优先级处理数据流之间的优先级处理qUE之间的优先级处理之间的优先级处理q在公共信道上的在公共信道上的UE标识标识q业务量测量业务量测量q动态传输信道类型切

46、换动态传输信道类型切换q加密加密传输信道主要参数传输信道主要参数q传输块传输块TB(Transport Block) MAC子层与物理层之间进行数据交换的基本单元。子层与物理层之间进行数据交换的基本单元。q传输块集传输块集( (TBS Transport Block Set) ) MAC子层和物理层之间子层和物理层之间，在同一时间段内使用同一传在同一时间段内使用同一传输信道交换输信道交换TB的组合。的组合。 q传输块的大小传输块的大小(TB Size) 一个传输块的一个传输块的bit数。数。q传输块集的大小传输块集的大小(TBS Size) 一个传输块集的一个传输块集的bit数。数。传输信道主

47、要参数传输信道主要参数q传输格式传输格式TF( (Transport Format) ) 在一个在一个TTI内，物理层与内，物理层与MAC子层间通过一条传输信道子层间通过一条传输信道交换交换TBS的一种格式。的一种格式。q传输格式集传输格式集TFS( (Transport Format set ) 在一条传输信道上允许传输格式的集合。在一条传输信道上允许传输格式的集合。q传输格式组合传输格式组合TFC(Transport Format combination) 某一时刻的多条传输信道的传输格式组合为在该时刻各某一时刻的多条传输信道的传输格式组合为在该时刻各传输信道的传输格式（传输信道的传输格式

48、（TF）的组合。）的组合。q传输格式组合集传输格式组合集TFCS(Transport Format combination set) 一条一条CCTrCH上所有上所有TFC的集合。的集合。RLC层：功能层：功能q分段分段/重组重组q级联级联q填充填充q错误纠正错误纠正q高层高层PDU的顺序发送的顺序发送q流量控制流量控制q复制检查复制检查q协议错误检查与恢复协议错误检查与恢复q加密加密q暂停暂停/继续功能继续功能RLC层：模式层：模式q透明模式透明模式 发送实体在高层数据上不添加任何额外控制发送实体在高层数据上不添加任何额外控制协议开销，仅根据业务类型决定是否进行分段操作；协议开销，仅根据业务

49、类型决定是否进行分段操作；q非确认模式非确认模式 发送实体在高层发送实体在高层PDU上添加必要的控制协上添加必要的控制协议开销，然后进行传送但不保证传递到对等实体，且没议开销，然后进行传送但不保证传递到对等实体，且没有使用重传协议；有使用重传协议；q确认模式确认模式 发送侧在高层数据上添加必要的控制协议开发送侧在高层数据上添加必要的控制协议开销后进行传送，并保证传递到对等实体。销后进行传送，并保证传递到对等实体。PDCP层：功能层：功能qIP数据流的头压缩和解压缩：头压缩方法依赖于特殊数据流的头压缩和解压缩：头压缩方法依赖于特殊网络层、传输层或上层协议组合，如：网络层、传输层或上层协议组合，如

50、：TCP/IP and RTP/UDP/IP。q用户数据的传输，在用户数据的传输，在NAS层和层和RLC层之间传送数据。层之间传送数据。q支持无损支持无损SRNS重定位：通过保持重定位：通过保持PDCP帧序号，来帧序号，来支持支持SRNS重定位。重定位。BMC层：功能层：功能q 小区广播消息的存储小区广播消息的存储q 监控小区广播的业务流量，计算所需的传输速率，并监控小区广播的业务流量，计算所需的传输速率，并 申请合适的申请合适的CTCH/FACH资源。资源。q 在小区广播业务（在小区广播业务（CBS）时进行无线资源请求。）时进行无线资源请求。 q BMC消息的调度消息的调度q 将小区广播消息

51、传递给上层将小区广播消息传递给上层NAS（UE侧）侧）RRC层：功能层：功能q 广播由非接入层广播由非接入层(核心网核心网)提供的信息提供的信息q 广播与接入层相关的信息广播与接入层相关的信息q 建立、维护和释放建立、维护和释放UE和和UTRAN之间的一个之间的一个RRC连接连接q 建立、重新配置和释放无线承载建立、重新配置和释放无线承载q 分配、重新配置和释放用于分配、重新配置和释放用于RRC连接的无线资源连接的无线资源q RRC连接移动功能连接移动功能q 控制所需的控制所需的Qosq UE测量的报告和对报告模式的控制测量的报告和对报告模式的控制RRC层：功能层：功能(续续)q外环功率控制外

52、环功率控制q寻呼寻呼q加密控制加密控制q空闲模式控制空闲模式控制q慢速动态信道分配慢速动态信道分配q完整性保护完整性保护q初始小区选择和重选初始小区选择和重选qCBS控制控制q上行链路上行链路DCH上无线资源的仲裁上无线资源的仲裁RRC状态：状态：UE工作模式工作模式qUE有两种操作模式：空闲模式和连接模式有两种操作模式：空闲模式和连接模式q空闲模式：空闲模式：UE处于待机状态，没有业务的存在，处于待机状态，没有业务的存在，UE和和UTRAN之间无连接，之间无连接，UTRAN内没有任何有关此内没有任何有关此UE的的信息，由非接入层标识，如：信息，由非接入层标识，如：IMSI、TMSI、P-TM

53、SI等等来区分来区分UE；q连接模式：当连接模式：当UE完成完成RRC连接建立时，连接建立时，UE才从空闲模才从空闲模式转到连接模式式转到连接模式q在连接模式下有四种状态在连接模式下有四种状态: :CELL-DCH CELL-FACH CELL-PCH URA-PCHUE在连接模式下的状态在连接模式下的状态CELL-DCH UE分配专用的物理信道，正在利用自已专用的物理信道进行通分配专用的物理信道，正在利用自已专用的物理信道进行通信，上下行都有专用信道，信，上下行都有专用信道，SRNC准确知道准确知道UE所在的小区。所在的小区。CELL-FACHqUE还没有分配到专用物理信道，可以使用还没有分

54、配到专用物理信道，可以使用RACH/FACH来传来传送信令或少量的用户数据送信令或少量的用户数据qUE在下行方向将连续监视在下行方向将连续监视FACH传输信道，而在上行方向可传输信道，而在上行方向可以使用以使用RACH 随随时发起接入过程。时发起接入过程。 qUE可以建立一个或多个可以建立一个或多个DSCH或或USCH传输信道。传输信道。qUTRAN可以根据可以根据UE最后一次所执行的小区更新过程，知道最后一次所执行的小区更新过程，知道UE当前所在的小区。当前所在的小区。UE在连接模式下的状态在连接模式下的状态CELL-PCHqUE与与UTRAN之间没有专用的物理信道连接。之间没有专用的物理信

55、道连接。qUE可以通过可以通过BCH、FACH使用下行物理信道，但使用下行物理信道，但UE不可以使用不可以使用任何上行物理信道。任何上行物理信道。qUE为了减少功耗，使用为了减少功耗，使用DRX（非连续接收）方式通过所分配的（非连续接收）方式通过所分配的寻呼指示信道（寻呼指示信道（PICH）去监听）去监听PCH信道。信道。qUTRAN根据根据UE上次在上次在Cell-PCH状态下执行的最后一次小区更状态下执行的最后一次小区更新过程，知道新过程，知道UE当前所在的小区当前所在的小区。UE在连接模式下的状态在连接模式下的状态URA-PCHqUE与与UTRAN之间没有专用的物理信道连接。之间没有专用

56、的物理信道连接。qUE可以通过可以通过BCH、FACH使用下行物理信道，但使用下行物理信道，但UE不可以使用不可以使用任何上行物理信道。任何上行物理信道。qUE为了减少功耗，使用为了减少功耗，使用DRX（非连续接收）方式通过所分配的（非连续接收）方式通过所分配的寻呼指示信道（寻呼指示信道（PICH）去监听）去监听PCH信道。信道。qUTRAN根据根据UE上次在上次在URA-PCH状态下执行的最后一次状态下执行的最后一次URA更更新过程，知道新过程，知道UE当前所在的当前所在的URA。RRC子层：子层：RRC状态迁移状态迁移内容回顾内容回顾本章主要介绍了本章主要介绍了q 数据链路层的四个子层功能

57、数据链路层的四个子层功能 q RRC层功能层功能q UE的工作模式级状态转移的工作模式级状态转移第六章第六章TD-SCDMA关键技术关键技术v 上行同步上行同步v 智能天线智能天线v 联合检测联合检测v 接力切换接力切换v 动态信道分配动态信道分配本章内容本章内容上行同步上行同步上行同步是指通过同步调整，使得小区内同一时隙内的上行同步是指通过同步调整，使得小区内同一时隙内的各个用户发出的上行信号在同一时刻到达基站。各个用户发出的上行信号在同一时刻到达基站。上行同步过程上行同步过程q获得下行同步：获得下行同步：UE通过接收通过接收NodeB在在DwPTS时隙下发的下行同步码获得下行同步时隙下发的

58、下行同步码获得下行同步q上行发送上行同步码，上行发送上行同步码，NodeB根据对上行同根据对上行同步码的检测估计接收功率和发射时间，以便建步码的检测估计接收功率和发射时间，以便建立上行同步立上行同步q上行同步的建立上行同步的建立上行同步优势上行同步优势q上行同步的优势：上行同步的优势：降低了小区内的干扰降低了小区内的干扰提高了系统容量提高了系统容量简化基站解调设计方案，降低基站成本简化基站解调设计方案，降低基站成本智能天线智能天线q智能天线是由多根天线阵元组成天线阵列智能天线是由多根天线阵元组成天线阵列q智能天线通过调节各阵元信号的加权幅度和相智能天线通过调节各阵元信号的加权幅度和相位来改变阵

59、列天线的方向图，从而抑制干扰，位来改变阵列天线的方向图，从而抑制干扰，提高信干比。提高信干比。q智能天线能实现天线和传播环境与用户和基站智能天线能实现天线和传播环境与用户和基站之间的最佳匹配。之间的最佳匹配。智能天线实现方式智能天线实现方式天线类型天线类型特点特点优缺点优缺点固定波束切换型利用有限个固定赋型波束覆盖整个小区接收效果较差，但是实现简单。动态相控型估计用户DoA，波束主瓣方向实时跟踪用户方向接收效果较好，但是要求DoA估计必须准确，实时性好。完全自适应型同时估计信号和干扰的DoA，波束主瓣对准信号，零陷对准强干扰能得到最大输出信噪比，但是要求同时估算信号和干扰的DoA，实现复杂度高

60、。智能天线与其它天线方式特点的比较智能天线与其它天线方式特点的比较全向天线全向天线智能天线智能天线扇区化天线扇区化天线智能天线优势智能天线优势q降低了系统干扰降低了系统干扰q提高了基站接收机的灵敏度提高了基站接收机的灵敏度q提高了基站发射机的等效发射功率提高了基站发射机的等效发射功率q增加了系统的容量增加了系统的容量q改善了小区的覆盖改善了小区的覆盖q降低了无线基站的成本降低了无线基站的成本联合检测联合检测q联合检测是多用户检测联合检测是多用户检测(MUD)的一种的一种q多用户检测技术分为联合检测和干扰抵消多用户检测技术分为联合检测和干扰抵消联合检测优势联合检测优势q降低了系统干扰降低了系统干