华为系列TD培训教程01.ppt

1、TD-SCDMA无线接入网原理,培训目标,学完本课程后，您应该能： 了解TD-SCDMA系统的发展和演进 阐明TD-SCDMA的双工技术及多址技术特点 描述TD-SCDMA采用的语音编码和信道编码 理解扩频码和扰码在TD-SCDMA系统中的用途 知道TD-SCDMA采用的调制方式,目 录,TD-SCDMA系统概述 双工技术和多址技术 TD-SCDMA无线基本原理 TD-SCDMA的语音编码 TD-SCDMA的信道编码 TD-SCDMA的帧结构和时隙结构 TD-SCDMA的扩频、加扰 TD-SCDMA的调制方式 TD-SCDMA的联合检测和智能天线,移动通信发展历程,AMPS,TACS,NMT,

2、其它,第一代 80年代,模拟,TD-SCDMA与其他3G制式技术比较,1995年11月，CATT（电信科学技术研究院）和美国Cwill公司合资成立信威公司，开发SCDMA（大灵通）无线通信系统 1998年6月，CATT代表中国向国际电联（ITU）提交TD-SCDMA技术提案 1999年10月，CATT和西门子公司组建联合团队，合作开发TD-SCDMA系统 1999年11月5日，TD-SCDMA写入ITU-R M.1457规范 2001年3月16日，TD-SCDMA 写入3GPP R4 系列规范，成为了真正意义上的可商用国际标准 2002年10月，中国为TDD分配155MHz频率资源,TD-SC

3、DMA发展历程,第三代公众移动通信系统的工作频段： （一）主要工作频段： 频分双工 (FDD) 方式： 1920-1980MHz / 2110-2170MHz 时分双工 (TDD) 方式： 1880-1920MHz、2010-2025MHz （二）补充工作频率： 频分双工 (FDD) 方式： 1755-1785MHz / 1850-1880MHz 时分双工 (TDD) 方式：2300-2400MHz （三）卫星移动通信系统工作频段： 1980-2010MHz / 2170-2200MHz,中国3G频谱分配,2002年10月30日，TD-SCDMA 产业联盟正式成立,TD-SCDMA发展历程 (

4、续),2003年8月29日，华为和西门子成立了合资公司：鼎桥 (TD-TECH)，研发TD-SCDMA技术 2004 年12 月9 日，温家宝总理在荷兰接通了来自北京的全球第一个TD-SCDMA 商用手机国际长途电话 2005 年3 月，TD-SCDMA 试验网在北京建成 2006年1月20日信息产业部正式颁布，3G三大国际标准之一的“中国标准” TD-SCDMA为我国通信行业标准 2007年4月，中国移动TD-SCDMA网络建设揭开序幕 2008年4月1日，中国移动TD-SCDMA网络放号，开始商用,TD-SCDMA发展历程 (续),Node B,RNC,CN,华为 中兴 上海贝尔阿尔卡特

5、所有符合UMTS标准的核心网供应商,测试仪器,华为 大唐 中兴 普天,华为 大唐 中兴 普天,泰克 安捷伦 罗德-施瓦茨 ,TD-SCDMA系统产业链,3G的业务应用会话型业务,语音业务和可视电话,3G的业务应用后台类业务,图铃下载,数据下载,E_mail收发,3G的业务应用流媒体业务,视频点播 (VOD),3G的业务应用交互类业务,GSM /GPRS BSS,BTS,BSC,NodeB,RNC,PCU,UMTS TD-SCDMA,SS7,SCP,SMS,SCE,PSTN ISDN,Internet, Intranet,HLR/AUC,SGSN,CG,BG,GGSN,GPRS backbone

6、,Other PLMN,MGW,MGW,VMSC Server,GMSC Server,IP/ATM Backbone,Nc,Mc,Nb,RAN,CN,TD-SCDMA网络结构,UE,Q3,Q4,Q3,Q4,Q1,Q2,Q1,Q2,Q3,2000,2001,2002,Q1,Q2,Q3,2004,Q1,Q2,2007,3GPP R4 LCR TDD,3GPP R5 HSDPA,3GPP R6 MBMS,3GPP R7 HSUPA,TD-SCDMA 标准进展3GPP,3GPP R8 LTE TDD,2010,目 录,TD-SCDMA系统概述 双工技术和多址技术 TD-SCDMA无线基本原理 TD-

7、SCDMA的语音编码 TD-SCDMA的信道编码 TD-SCDMA的帧结构和时隙结构 TD-SCDMA的扩频、加扰 TD-SCDMA的调制方式 TD-SCDMA的联合检测和智能天线,双工技术：区分用户的上行/下行信号,频分双工（FDD）：以不同频率区分上行和下行 优点：实现简单 缺点：上下行业务不对称时（主要是数据业务）频谱利用效率低 时分双工（TDD）：以不同时隙区分上行和下行 优点 在上下行业务不对称时可以给上下行灵活分配不同数量的时隙，频谱效率高 上行和下行使用相同频率载频，便于引入智能天线、联合检测等新技术 缺点 实现较复杂，需要GPS同步 和CDMA技术一起使用时，上下行之间的干扰控

8、制难度较大,多址技术：区分不同用户,CDMA实现原理：码序列的相关性,CDMA实现原理：扩频,UE1: 11 1 UE2:11 c1:1 1 1 1 1 1 1 1 c2:1 1 1 1 1 1 1 1 UE1c1：1 1 1 1 1 1 1 1 UE2c2：1 1 1 1 1 1 1 1 UE1c1UE2c2：0 2 0 2 0 2 0 2,UE1c1 UE2c2：0 2 0 2 0 2 0 2 UE1使用c1解扩：c11 1 1 1 1 1 1 1 解扩结果： 0 2 0 2 0 2 0 2 积分判决：4（表示1） 4（表示1） UE2使用c2解扩：c21 1 1 1 1 1 1 1 解扩

9、结果： 0 2 0 2 0 2 0 2 积分判决：4（表示1） 4（表示1）,CDMA实现原理：解扩,CDMA实现原理：频域解释,功率谱,Echip,Eb / No = Ec / Io 增益,码分多址（CDMA）的技术特点,抗干扰能力强，频率复用度高，频谱利用率大大提高 保密性强：扩频后的信号近似白噪声 系统的用户容量是软容量，各有利弊 占用带宽较大：对功放要求高（耗电较大） 自干扰系统系统内用户互相干扰，技术实现难度大,频率,码,时间,FDMATDMACDMA,F3TS3码1,F3TS2码2,F2TS1码3,F1TS1码4,TD-SCDMA使用的多址接入技术：FDMATDMACDMASDMA

10、（智能天线）,目 录,TD-SCDMA系统概述 双工技术和多址技术 TD-SCDMA无线基本原理 TD-SCDMA的语音编码 TD-SCDMA的信道编码 TD-SCDMA的帧结构和时隙结构 TD-SCDMA的扩频、加扰 TD-SCDMA的调制方式 TD-SCDMA的联合检测和智能天线,TD-SCDMA通信模型,信源 解码,信源 编码,Interleaving,deinterleaving,信道编码 交织,去交织 信道 解码,调制,解调,射频发射,射频接收,无线信道,加扰,解扰,扩频,解扩,时隙 突发 脉冲,时隙 信息 提取,常用术语,Bit（比特）：经过信源编码的，含有信息的数据 Symbol

11、（符号）：经过信道编码、交织后的数据 Chip（码片）：经过最终扩频得到的数据 Chip Rate (cps)：码片速率，CDMA系统的基础参数 TD-SCDMA系统码片速率为1.28Mcps Spreading Factor（SF，扩频因子）：扩频码的长度,TD-SCDMA通信模型,信源 解码,信源 编码,Interleaving,deinterleaving,信道编码 交织,去交织 信道 解码,调制,解调,射频发射,射频接收,无线信道,加扰,解扰,扩频,解扩,时隙 突发 脉冲,时隙 信息 提取,TD-SCDMA的信源编码,TD-SCDMA与WCDMA系统都是采用AMR (Adaptive

12、Multi-Rate) 语音编码 编码共有8种，速率从12.2Kbps4.75Kbps，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 12.2kbps (GSM-EFR), 10.2kbps, 7.95kbps 7.40kbps (IS-641,US-TDMA speech codec), 6.70kbps (PDC-EFR) 5.90kbps, 5.15kbps, 4.75kbps,TD-SCDMA通信模型,信源 解码,信源 编码,Interleaving,deinterleaving,信道编码 交织,去交织 信道 解码,调制,解调,射频发射,射频接收,无线信道,加扰,解

13、扰,扩频,解扩,时隙 突发 脉冲,时隙 信息 提取,TD-SCDMA的信道编码,信道编码的作用：增加符号间的相关性，以便在受到干扰的情况下恢复信号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 编码类型 语音业务：卷积码（1/2、1/3） 数据业务：卷积码或Turbo码 编码效率将直接影响用户对数据业务的体验,TD-SCDMA的交织,交织的作用：打乱符号间的相关性，减小信道快衰落和干扰带来的影响,1,1,1,1,3,3,3,3,4,4,4,4,发送端交织过程,这段数据处于深衰落，或者有强干扰,2,2,2,2,TD-SCDMA通

14、信模型,信源 解码,信源 编码,Interleaving,deinterleaving,信道编码 交织,去交织 信道 解码,调制,解调,射频发射,射频接收,无线信道,加扰,解扰,扩频,解扩,时隙 突发 脉冲,时隙 信息 提取,无线帧 10ms,子帧,5ms,TS5,TS4,TS0,TS2,TS1,GP,TS3,TS6,DwPTS,UpPTS,TD-SCDMA帧结构：73,7个常规时隙（TS0TS6）3个辅助时隙 DwPTS：下行导频时隙，用于下行同步 UpPTS：上行导频时隙，用于上行同步 GP：上行、下行同步间的保护时隙,TD-SCDMA常规时隙（TS0TS6）结构,Midamble码：又称

15、为训练序列，用于信道估计，估计结果用于联合检测算法 物理层控制信息：物理层过程（如功率控制、上行同步等）的控制信号,物理层控制信息,TD-SCDMA通信模型,信源 解码,信源 编码,Interleaving,deinterleaving,信道编码 交织,去交织 信道 解码,调制,解调,射频发射,射频接收,无线信道,加扰,解扰,扩频,解扩,时隙 突发 脉冲,时隙 信息 提取,TD-SCDMA使用的扩频码：OVSF (Walsh),OVSF：正交可变扩频因子，由Walsh矩阵生成 码道定义：Cch SF, k, SF为扩频因子，k 为码道号, 0 k SF-1,TD-SCDMA典型业务需要的扩频码

16、资源,TD-SCDMA使用的上行扩频因子为1/2/4/8/16，下行为1或16,上行 公共信道,TS0,TS1,TS2,TS3,TS4,TS5,TS6,用户业务在时隙中的分配,下 行 公 共 信 道,TD-SCDMA通信模型,信源 解码,信源 编码,Interleaving,deinterleaving,信道编码 交织,去交织 信道 解码,调制,解调,射频发射,射频接收,无线信道,加扰,解扰,扩频,解扩,时隙 突发 脉冲,时隙 信息 提取,TD-SCDMA系统扩频码、扰码的区别,区别1：作用不同 扩频码用于区分同一个小区相同时隙内的不同用户 扰码用于区分不同小区，相邻小区需要分配不同的扰码 区

17、别2：对码序列的相关性的要求不同 扩频码只需要关注码间互相关特性 扰码不但关注码间互相关特性，还要考虑码本身的自相关特性,TD-SCDMA使用的扰码序列：Gold序列,Gold序列：由m序列的不同相位异或而成 比m序列数量多： 2n-1个（n为移位寄存器长度） 码间干扰比m序列稍大（大10左右） TD-SCDMA的扰码长度固定为16chips，共有128个,TD-SCDMA通信模型,信源 解码,信源 编码,Interleaving,deinterleaving,信道编码 交织,去交织 信道 解码,调制,解调,射频发射,射频接收,无线信道,加扰,解扰,扩频,解扩,时隙 突发 脉冲,时隙 信息 提

18、取,调制的作用,把需要传递的信息送上射频信道 不同的调制方式可以极大地影响空中接口提供数据业务的能力 2PSK：定义2个相位，每个相位需要1个比特表示 00 1801 4PSK：定义4个相位，每个相位需要2个比特表示 00090011801027011 8PSK（EDGE采用）：定义8个相位，每个相位由3个比特表示 0000 45 001 90010135011 180100225101270110315111,TD-SCDMA 调制方式,QPSK 4 相移键控,16QAM 16 正交幅度调整 用于HSDPA,TD-SCDMA通信模型,信源 解码,信源 编码,Interleaving,deinterleaving,信道编码 交织,去交织 信道 解码,调制,解调,射频发射,射频接收,无线信道,加扰,解扰,扩频,解扩,时隙 突发 脉冲,时隙 信息 提取,复杂多变的无线传播环境,Dist