TD-SCDMA系统概述.ppt

1、TD-SCDMA系统概述,2008年12月,课程目标,熟悉TD-SCDMA的网络架构 熟悉TD-SCDMA的关键技术 了解TD-SCDMA的应用优势,TD-SCDMA系统概述,TD-SCDMA：TDD的双工工作方式 系统无须对称上下行频段 灵活调整上下行时隙转换点 便于提供非对称业务,1.1 TD-SCDMA技术特点,TD-SCDMA 同步CDMA（Synchronous CDMA） 智能天线（Smart Antenna） 软件无线电（Software Radio）,TD-SCDMA 扩频调制 码分多址,1.2 TD-SCDMA技术特点,1.3 TD-SCDMA技术特点,用户通过频率、时隙和码

2、字、来波方向来区分,code,SDMA,1.4 TD-SCDMA技术特点,码片速率：1.28Mcps 频带宽度：1.6Mhz 双工方式：TDD 调制方式：QPSK/16QAM 接入技术：CDMA/TDMA/FDMA/SCDMA,集CDMA、TDMA、FDMA、SDMA多址接入技术为一体、系统容量大、频谱利用率高、抗干扰能力强； 采用了智能天线、联合检测、上行同步、接力切换、动态信道分配、低码片速率、功率控制等技术； 满足ITU定义的3种移动通信场景，可以独立组网；,1.5 TD-SCDMA技术特点,思考,TDD和TDMA的区别是什么？ TD-SCDMA的用户是通过哪些因素在空中区分的？,TD-

3、SCDMA系统概述,2 TD-SCDMA网络结构,2.1网络结构简介,2.2 Iu接口简介,2.3 Iub接口简介,2.4 Uu接口简介,CN,RNC,RNC,Node B,Node B,Node B,Node B,Iu,Iu,Iub,Iub,Iub,Iub,Iur,UE,Uu,Uu,RNS,RNS,2.1.1 UTRAN接口参考模型,2.1.2 Uu和Iu接口用户平面,用户平面：传输通过UTRAN的用户数据；,2.1.3 Uu和Iu接口控制平面,控制平面： 对无线接入承载及UE和网络之间的连接进行控制（包括业务请求、不同传输资源的控制和切换等） 提供了非接入层消息透明传输的机制,2.1.4

4、UTRAN接口的通用协议模型,2.1.5 无线网络控制器RNC,RNC是UTRAN的交换和控制单元：,控制RNC（CRNC） 服务RNC（SRNC） 漂移RNC（DRNC）,RNC的功能 UTRAN无线资源管理（RRM）： 接入控制(AC) 切换(HO) 负载控制(LC) 功率控制(PC) 动态信道分配(DCA) 。 UTRAN控制功能；,2.1.6 UTRAN功能,控制和管理RB、提供RAB业务； 执行RRM算法； UTRAN其他算法功能： 系统广播信息 随机接入和信令承载业务建立 UTRAN安全功能 UTRAN移动性管理(MM) 数据库处理 UE定位,2.1.7 UTRAN层的移动性管理(

5、MM),处理UTRAN内部的移动和RRM功能，同时兼顾UE的状态转变，也就是如何处理RRC的状态转变：,主要是基于小区、UTRAN注册区域（URA）、UTRAN无线网络临时识别器（U-RNTI）等概念进行：,2 TD-SCDMA网络结构,2.2 Iu接口简介,2.1 网络结构简介,2.3 Iub接口简介,2.4 Uu接口简介,CN,2.2.1 Iu接口逻辑结构,RNC,Node B,Node B,Iu-CS,Iub,Iub,RNS,CS Domain,PS Domain,BC Domain,Iu-PS,Iu-BC,Iu接口逻辑结构分为: 与CN的CS域连接的Iu-CS接口 与CN的PS域连接的

6、Iu-PS接口 与CN的BC域连接的Iu-BC接口,RANAP主要实现在RNC和CN之间通过对高层协议的封装和承载为上层业务提供信令传输功能； 无线网络层控制面协议与底层承载无关；,RAB是建立在UE和CN之间的，是接入层向非接入层提供的，用于在UE和CN之间传递用户数据；,2.2.5 Iu接口功能,Iu接口功能 RAB 管理功能(建立、维护和释放) 系统内切换、系统间切换和SRNS重定位过程 Iu复位与释放 寻呼 层三消息直传 。,MTP-3B,SSCF-NNI,SSCOP,AAL5,ATM,Physical Layer,Q.2150.1,MTP3B,SSCF-NNI,SSCOP,AAL5,

7、Q.2630.2,控制平面,用户平面,无线 网络层,传输 网络层,传输网络层控制平面,传输网络层用户平面,AAL2,Iu UP,RANAP,SCCP,传输网络层用户平面,2.2.2 Iu-CS接口协议架构,M3UA,IP,SCTP,数据链路,ATM,RTP,UDP/IP,ATM,数据链路,物理层,控制平面,用户平面,无线 网络层,传输 网络层,传输网络层 控制平面,传输网络层 用户平面,AAL5,Iu UP,RANAP,传输网络层 用户平面,GTP-U,UDP,IP,2.2.3 Iu-PS接口协议结构,ATM,数据链路,ATM,数据链路,MTP-3B,SSCF-NNI,SSCOP,AAL5,S

8、CCP,M3UA,IP,SCTP,M3UA,IP,SCTP,UDP,IP,IP,AAL5,ATM,物理层,SA广播平面,无线 网络层,传输网络层,SABP,传输网络层 用户平面,TCP,2.2.4 Iu接口协议架构,IP,TCP,数据链路,SABP的基本过程： 写/代替 取消广播 负载/消息状态查询 重置/重启 失败/错误指示,Iu接口功能-ALCAP 接入链路控制应用部分：主要对无线网络层的命令，如建立、保持和释放数据承载作出反应，实现对用户面AAL2连接的动态建立、维护、释放和控制等功能。,ALCAP协议包含两部分： Q.2630.2 (AAL2 Connection Signaling)

9、动态地在Iu接口上建立和释放AAL2连接、分配和取消AAL2资源。 Q.2150.1 (AAL2 STC)是基于宽带MTP的AAL2信令传送转换器，STC的作用：透传业务可用性报告、拥塞报告，根据上层有关参数的信息完成链路选择功能。,2.2.6 Iu接口功能,3GPP 25.410、25.411、25.412、25.413、25.414、25.415 ATM相关协议 Q2150.1、 Q2630.2 七号信令相关协议 SCCP、MTP3B、SSCOP等,2.2.7 Iu接口相关协议,2 TD-SCDMA网络结构,2.3 Iub接口简介,2.1 网络结构简介,2.2 Iu接口简介,2.4 Uu接

10、口简介,SSCOP,AAL5,ATM,物理层,Q.2150.2,SSCF-UNI,SSCOP,AAL5,Q.2630.2,控制平面,用户平面,无线 网络层,传输 网络层,传输网络层 控制平面,传输网络层 用户平面,AAL2,FP,NBAP,传输网络层 用户平面,SSCF-UNI,2.3.1 Iub接口协议架构,应包括在GSM/GPRS Abis同Iub接口之间的共享传送； RNC和NodeB 之间功能划分应具有尽可能少的选择性； Iub应建立在NodeB的逻辑模型之上； NodeB控制一定数量的小区，并可对这些小区执行添加和删除无线链路的操作； Iub功能应考虑在不同信道类型间进行频繁切换的可

11、能性； 。,2.3.2 Iub接口规范原则,Iub 传输资源的管理 Node B的逻辑OM 实现特定OM传输 系统信息管理 公共信道/专用信道/共享信道的业务管理 定时和同步管理,2.3.3 Iub接口功能,NBAP基本过程分为公共过程和专用过程，分别对应公共链路和专用链路的信令过程；,2.3.4 控制平面NBAP,NBAP协议是通过具体的过程实现的，分为两类： Class 1：携带响应消息的过程 Class 2：无需响应的过程,公共NBAP： 建立UE的第一个无线链路，选择业务终结端点； 公共传输信道控制 小区配置及TDD模式下的小区同步控制 初始化和报告小区或NodeB相关测量等,专用NB

12、AP： 为特定UE增加、删除以及重配RL； 专用信道配置 报告RL的具体测量 RL的差错管理,2.3.5 用户平面FP,Iub的FP是用来传输通过Iub接口的公共传输信道和专用传输信道数据流的协议； 功能是把无线接口的帧转化层Iub接口的数据帧，同时产生一些控制帧进行相应的控制； 控制帧主要完成数据传输中的节点同步，链路同步和定时校准等,3GPP 25.430、 25.431、 25.432、 25.433、 25.434、 25.435 ATM Q2630.2、 Q2150.2 其他 SSCOP等,2.3.6 Iub相关协议,2 TD-SCDMA网络结构,2.4 Uu接口简介,2.1 网络结

13、构简介,2.2 Iu接口简介,2.3 Iub接口简介,RRC,MAC,物理层,RLC,RLC,RLC,RLC,RLC,RLC,RLC,RLC,PDCP,PDCP,BMC,Control,Control,Control,Control,非接入层(NAS),接入层(AS),Radio Bearer,Control Panel Signaling,User Panel Information,层2,层 3,层1,逻辑 信道,传输 信道,2.4.1 Uu协议架构,空闲模式下： PLMN网络的选择和重选； 小区选择和重选； 位置登记； 监听寻呼信息；,2.4.2 Uu接口功能,连接状态和转移状态下 无线

14、资源分配 RRC连接移动性管理 RRC连接管理 无线承载控制 UE测量 系统信息的读取和更新 移动性管理 连接管理,逻辑信道：MAC子层向RLC子层提供的服务，它描述的是传送什么类型的信息； 传输信道：物理层向高层提供的服务，它描述的是如何在空中接口上传送信息； 物理信道：承载传输信道的信息；,2.4.3 Uu接口信道类型,广播控制BCCH,寻呼控制PCCH,公共控制CCCH,专用控制DCCH,控制信道CCH,专用业务DTCH,公共业务CTCH,业务信道TCH,2.4.4 Uu接口逻辑信道,广播信道BCH,寻呼信道PCH,随机接入信道RACH,前向接入信道FACH,高速下行共享信道HS-DSC

15、H,公共传输信道,专用信道DCH,专用传输信道,2.4.5 Uu接口传输信道,传输信道定义无线接口数据传输的方式和特性；,传输块（TB）和传输块集（TBS）； 传输时间间隔（TTI）； 传输格式组合（TFC）； 传输格式组合指示（TFCI）；,2.4.6 传输信道的几个基本概念,P-CCPCH,专用物理信道DPCH,专用物理信道,S-CCPCH,HS-SICH,FPACH,PRACH,PICH,DwPCH/UpPCH,HS-PDSCH,HS-SCCH,公共物理信道,2.4.7 Uu接口物理信道,2.4.8 信道之间的映射关系,MAC主要功能 逻辑信道和传输信道之间的映射 根据瞬时速率，为每个传

16、输信道选择合适的传输格式 数据流之间的优先级处理 公共传输信道上UE的标识 支持公共传输信道上的复用 支持专用传输信道上的复用 业务流量测量并上报RRC 信道类型的切换 控制HS-DSCH上的发送和接收，支持H-ARQ 。,2.4.9 MAC协议,MAC子层的逻辑结构,2.4.10 MAC协议,为高层提供数据传输服务 控制平面，向高层(RRC)提供的服务为信令无线承载(SRB) 业务平面，向高层(PDCP/BMC)提供的服务为无线承载(RB),2.4.11 RLC协议,为高层服务提供3种模式 透明：高层SDU分段，无须附加任何开销 非确认：高层SDU分段或连接，附加一个RLC头 确认 ：高层S

17、DU分段或连接，附加RLC头(数据PDU)和可控制PDU,2.4.12 RLC协议,RLC功能 分段/重组； 级联、填充； 错误纠正(确认模式下通过重传实现) 高层PDU的顺序发送(确认模式) 流量控制 复制检查 顺序号检查(非确认模式下，保证PDU完整性) 加密(非确认/确认模式下) 。,存在于用户平面，只处理分组业务 引入新的网络层协议，所有与上层报文传送相关的功能，被UTRAN的网络层实体以透明方式执行 提高信道效率-报头压缩技术,2.4.13 PDCP子层相关协议,PDCP功能 数据分组报头压缩-RFC2507、RFC3095 用户数据传输 支持无损SRNS重定位,存在于用户平面数据链

18、路层(L2)的一个子层，位于RLC子层之上 每一个小区应该包含一个BMC实体 每一个BMC实体需要一个单独的CTCH，由MAC子层通过非确认模式下的RLC子层提供 UE可以空闲模式下或连接模式的Cell-PCH和URA-PCH RRC状态下接收BMC消息,2.4.14 BMC子层协议,BMC功能 小区广播消息的存储 业务量监测和为小区广播服务申请无线资源 BMC消息的调度 向UE发送BMC消息 向高层(NAS)传递小区广播消息,是UTRAN中高层协议的核心 包括UE和UTRAN之间传递的几乎所有的控制信令-RRC消息： RRC消息承载了建立、修改和释放数据链路层和物理实体所需的全部参数 也携带

19、NAS的一些信令，如MM、CM、SM等 UE在各种状态下无线资源使用情况、测量任何和执行的操作,2.4.15 RRC协议,2.4.16 RRC协议,RRC功能 广播由非接入层(核心网)提供的信息 广播与接入层相关的信息 建立、维护和释放UE和UTRAN之间的一个RRC连接 建立、重配和释放无线承载和用于RRC连接的无线资源 RRC连接移动性管理 控制所需的QoS 外环功率控制 慢速动态信道分配 寻呼 初始小区选择和重选 。,3GPP 25.1xx、25.2xx、25.3xx、25.4xx 25.331：Radio Access networks Radio Resource Control (

20、RRC) Protocol Specifications,2.4.17 Uu接口相关协议,思考,描述TD-SCDMA网络接口分类及功能？ Uu接口的信道类型有那几种及它们之间的映射关系？,TD-SCDMA系统概述,3 TD-SCDMA关键技术,3.1 TDD技术,3.2 智能天线技术,3.3 联合检测技术,3.4 功控和上行同步技术,3.5 接力切换技术,3.6 动态信道分配技术,易于使用非对称频段,无需具有特定双工间隔的成对频段,灵活配置时隙，优化频谱效率,有利于智能天线技术实现,无需射频双工器，基站小成本低,D,D,D,D,D,D,D,D,U,U,U,D,D,D,U,U,U,U,U,U,U

21、,3.1 TDD技术特点,3.2 TDD技术,可配置3:3、2:4、1:5时隙比 严格同步 保护时隙防止上下行信号间的干扰,3 TD-SCDMA关键技术,3.2 智能天线技术,3.1 TDD技术,3.3 联合检测技术,3.4 功控和上行同步技术,3.5 接力切换技术,3.6 动态信道分配技术,智能天线 由多个天线单元组成的阵元天线 通过改变各个天线单元的加权幅度和相位在空间形成天线方向性波束,3.2.1 什么是智能天线？,天线阵,1、设备冗余度提高，增加可靠性； 2、补偿信号衰落，提高接收灵敏度；,波束赋形,EIRP提高,1、降低多用户干扰，提高系统容量； 2、可用于用户定位和接力切换；,1、

22、降低基站发射功率，降低成本； 2、提高小区覆盖半径；,3.2.2 应用智能天线技术带来什么？,智能天线波束成形： 广播波束； 业务波束；,3.2.3 智能天线波束成形和分类,根据阵列排列： 圆阵、线阵天线； 平面格状、立体格状；,根据支持频段情况： 窄带：A、B、AB； 宽带：ABC、BC；,根据极化方式： 单极化； 双极化；,全向阵广播波束,全向阵业务波束,智能天线技术： 能量可指向小区内激活状态的移动UE； 通信中的移动终端在小区内处于受跟踪状态；,普通天线技术： 能量散布于整个小区； 小区内通信终端均相互干扰，此干扰是CDMA系统容量受限的主要原因；,3.2.4 智能/普通天线对比,上行

23、链路智能天线增益 下行链路智能天线增益,上行链路多天线接收产生合成增益 下行链路波束赋形产生链路性能增益,3.2.5 智能天线性能分析,智能天线总增益(Node B发射) 发射天线增益： 8dBi/15dBi 阵列天线增益： 9dB(=10lg8) 波束赋形增益： 8dB(69dB),智能天线总增益(Node B接收) 接收天线增益： 8dBi/15dBi 阵列天线增益： 9dB(=10lg8) 波束赋形增益： 8dB(69dB),智能天线总增益(UE接收) 接收天线增益： 2dBi 阵列天线增益： 0dB 波束赋形增益： 0dB,智能天线总增益(UE发射) 发射天线增益： 2dBi 阵列天线

24、增益：0dB 波束赋形增益： 0dB,3.2.6 智能天线增益增大,上行: 提高基站接收灵敏度（10lgN dB） 下行: 增大覆盖距离（等效功率增加10lgN dB）,能量集中照得很远,能量集中,增加覆盖,全向照明区域小,3.2.7 智能天线接收能力提高,上行：基站接收信号有方向性，对接收方向以外干扰有很强的抑制作用,下行：波束赋形后低旁瓣泄漏，大大减小对小区内/小区间其他用户信号的干扰,3.2.8 智能天线干扰抑制,降低了系统的干扰,干扰抑制度,3.2.9 智能天线改善接收性能,改善了接收信噪比：,增加了CDMA系统的容量： 全向小区容量：N 三扇区容量：3N 智能天线小区容量：45N 空

25、分多址小区容量：LN,3.2.10 智能天线容量增大,智能天线小区的容量计算,用户的定位（DOA） 估计每个用户的主到达方向 估计每个用户的各多径的到达方向,基于智能天线的单小区定位，无需GPS、只需一个小区参与定位，是最经济的定位方式,3.2.11 智能天线实现单基站定位,3.2.12 智能天线算法原理,GOB算法：是一种固定波束扫描的方法 当用户在小区中移动时，它通过测向确定用户信号的到达方向(DOA)，然后根据信号的DOA选取预先设定的波束赋形系数进行加权，将方向图的主瓣指向用户方向，从而提高用户的信噪比,3.2.13 智能天线常用算法,EBB算法：是一种自适应的波束赋形算法 其方向图没

26、有固定的形状，随着信号及干扰而变化。EBB算法目标：最小化其他用户信号干扰，最大化有用信号的能量,智能天线算法主要为切换波束算法和自适应算法,角度估计误差较大 不需要实时计算，运算量小，响应速度快,跟着精度较高 动态相应速度较慢，健壮性差，运算量大,3.2.14 全向/定向智能天线,3.2.15 智能天线创新技术,创新技术提出背景： 天线面积大 室外单元挂高要求 TD天线支持频段有限 其他难题,天馈发展“四化”： 天线双极化：尺寸减少50%，支持LTE 塔放小型化：天馈减负、 易美化、降低施工难度 频段宽带化：尺寸接近2G天线，支持2300Mhz 远端电调化：易优化,3 TD-SCDMA关键技

27、术,3.3 联合检测技术,3.1 TDD双工技术,3.2 智能天线技术,3.4 功控和上行同步技术,3.5 接力切换技术,3.6 动态信道分配技术,ISI,MAI,Direct Path,Multi-Path,Multi-Path,DATA FIELD 1,midamble,DATA FIELD 2,guard,Data Field 1,Midamble,Data Field 2,GP,Data Field 1,Midamble,Data Field 2,GP,N Symbols (Q chips / symbol),1,2,K,3.3.1 联合检测概述,MAI,ISI,Signal Powe

28、r,Frequency,Power,Frequency,Power,联合检测的作用：有效减少MAI干扰；,解扩后的信号功率较大，但是受到MAI的影响，信噪比较差；,采用联合检测后，消除MAI的影响，信噪比大大提高；,3.3.2 联合检测作用,K个用户 信道估计,用户1,用户2,用户K,接收 数据 Y,用户 数据 X,原理：利用对多用户信道的估计，根据某种信号估计准则，估计同时工作的多个码道的用户信息，在多个用户中检测提取出所需的用户信号； 数学模型，信号检测理论:Y = AX; 将估计变换为确定性计算；,K个用户联合检测,甲卷：y1 = a11*x1 + a21*x2 y2 = a12*x1

29、+ a22*x2 其中y1,y2,a11,a12已知，求解x1,合卷：y1 = a11*x1 + a21*x2 y2 = a12*x1 + a22*x2 其中y1,y2,a11,a12 ,a21,a22已知 求解x1,x2,乙卷：y1 = a11*x1 + a21*x2 y2 = a12*x1 + a22*x2 其中y1,y2,a21,a22已知，求解x2,3.3.3 联合检测原理,C(1),h(1),C(k),h(k),C(K),h(K),Data Estimation,Noise,d(1),d(k),d(K),d(1),d(k),d(K),b(1),b(k),b(K),e,发送端的符号（d

30、）经过扩频（扩频码C）和无线信道（信道冲击响应h），到达接收端（接收信号e，包含噪声n）； C已知（扩频码已知），h已知（通过Midamble码计算）； 数学模型，e=Ad+n；,3.3.4 联合检测系统模型,联合检测后的信道响应图（4个用户，初始6码片时延）,3.3.5 联合检测信道响应,单用户情况下，联合检测技术与Rake接收技术的系统误码性能一致，说明联合检测技术与Rake接收技术都有较强的抗多径能力,多用户情况下，联合检测技术比Rake接收技术的系统误码性能要好，说明联合检测技术比Rake接收技术的抗多址干扰的能力强,JD比Rake计算量多3%左右,3.3.6 联合检测性能,信道估计,

31、联合检测,上行数据,DOA估计,赋形权值生成,下行赋形,下行数据,多RF通道收发信机系统,采用联合检测技术和智能天线技术相结合，上行获得分集接收，下行实现波束赋形,3.3.7 联合检测技术-SA+JD,智能天线的主要作用： 降低多址干扰，提高CDMA系统容量； 提高接收灵敏度和EIRP； 智能天线不能克服的问题： 用户处于同一方向； 联合检测： 利用Midamble序列做信道估计，同时处理多码道的干扰抵消。但存在多码道时处理复杂，无法完全解决多址干扰问题；,3.3.8 联合检测技术-SA+JD,移动通信系统结合使用智能天线和联合检测技术，获得理想的效果,系统容量增强,3.3.9 联合检测技术-

32、SA+JD,3 TD-SCDMA关键技术,3.4 功控和上行同步技术,3.1 TDD技术,3.2 智能天线技术,3.3 联合检测技术,3.5 接力切换技术,3.6 动态信道分配技术,基本原理 调整UE发射功率，使距离Node B远近不同的UE的信号到达Node B时都能达到保证通信质量所需的最小信噪比； 调整NodeB发射功率，减少对其他基站和用户的干扰；,3.4.1 功率控制技术,特点 功控是CDMA系统的基础； 补偿衰落，阴影效应和多径衰落； 克服远近效应； 快速功控可以有效提高接收电平稳定度；,3.4.2 功率控制技术,功率控制目的： 通过调整功率，保证上下行链路的质量 减小远近效应 对

33、抗阴影衰落和快速衰落 使网络干扰最小化，减少小区内和小区间干扰水平，提高网络的容量和质量 减少UE和基站的发射功率,功率控制技术分类： 根据链路方向：上行、下行 根据测量指标：基于信号强度、基于SIR、基于BER 根据功率控制信息的获取方式：开环和闭环 根据功率调整大小：连续和离散 根据功率更新的策略：固定和自适应,3.4.3 TD-SCDMA中的功率控制技术,TD-SCDMA采用的功率控制技术： 上下行链路都采用开环、闭环（内环和外环） 每个时隙调整一次功率大小 内环和开环基于SIR、外环基于BER 离散控制 闭环功率控制的步长是固定的,开环功控 主要针对上行链路 主要用于随机接入,3.4.

34、4 开环功控,UE空闲模式下的开环功控,各个信道的初始功率的计算 初始UpPCH信道功率： PUpPCH = LPCCPCH + PRXUpPCHdes + (i-1)* Pwrramp 初始PRACH信道功率：PPRACH=LPCCPCH+PRXPRACHdes+(iUpPCH-1)* Pwrramp 初始上行DPCH信道功率： PDPCH=PRXPDPCHdes+LPCCPCH 下行各个信道的初始功率 DPCH的初始功率( 基站最大发射功率/16 )*业务所占码道数。 其余信道直接分配下行初始发射功率（RNC配置）。,3.4.4 开环功控,3.4.5 开环功率控制过程,上行开环功率控制过程

35、,内环,外环,测量接收信号SIR 并与目标SIR比较,测量接收数据BLER 并与目标BLER比较,下发TPC,设置SIRtar,设置BLERtar,UE,Node B,RNC,外环功率控制 测量误块率，调整目标SIR； 内环功率控制 测量SIR和目标SIR的差异，并向对方发送调整指令；,3.4.6 闭环功率控制,内环功控基于SIR，且使用DPCH的TPC命令；,3.4.7 内环功率控制,内环功控基于SIR，且使用DPCH的TPC命令； Node B估计接收到的上行DPCH的信干比SIRest。 然后，按下列规则生成并发送TPC命令： 如果SIRestSIRtarget，则要发射的TPC命令设置

36、为”down”; 如果SIRestSIRtarget，则要发射的TPC命令设置为”up”。 UE侧执行TPC比特的软判决。 TPC为“Down”：功率减小一个功控步长； TPC为“Up”:：功率增加一个功控步长。,上行闭环功率控制过程；,3.4.8 闭环功率控制过程,下行闭环功率控制过程；,3.4.9 闭环功率控制过程,3.4.10 功率控制-UL功率控制,LPCCPCH为测量的路径损耗；,3.4.11 功率控制-DL功率控制,开环功控对象：UpPCH，PRACH； 闭环功控对象：DPCH；,3.4.12 功率控制,上行同步基本原理 同一时隙不同用户的信号同步到达基站接收机,Code 1,Co

37、de 2,Code n,NB,Uu,3.4.13 上行同步,优点 充分利用Walsh码的正交性 最大限度的克服MAI 简化基站解调设计方案，降低基站成本,上行同步作用 有效定位信道冲击响应 精确同步才能保证扩频码正交 更有效的进行波束赋形和切换判决,TS0,DwPTS,GP,UpPTS,TS1,TS,TS0,DwPTS,GP,UpPTS,TS1,TS,Tp,Tp,TRX-DwPTS,TTX-UpPTS,192Tc,TTX-UpPTS= TRX-DwPTS+192Tc- 2Tp,NB Time,UE Time,3.4.14 上行同步-开环同步,上行内环同步： 通过Midamble码的信道冲击响应

38、得到用户定时信息 与外环同步目标值对比，生成同步控制命令字（SS） 终端根据SS进行调整 上行外环同步 调整内环的同步目标值 保证左右用户的信道冲击响应在接收窗内,3.4.15 上行同步-闭环同步,使用DPCH的SS命令。 Node B连续测量UE时间，并在每个子帧发送必要的SS命令。 UE接收到SS命令后，每经过M子帧，对其发射时间进行一次调整，步长为k/8个chip或者不调整。其中M(18)和k(18)的缺省值通过BCH广播。M和k的数值也可以在呼叫建立时调整。或者在呼叫中Node B通知UE。 SS 编码：,3.4.16 上行同步-闭环同步,Node B测量接收的SYNC-UL时间的偏差

39、UpPCHPOS ，在FPACH上发射。 PRACH开始时间TTX-PRACHTTX-PRACH= TRX-PRACH (UpPCHADV+UpPCHPOS128*Tc)其中TTX-PRACH 是相对UE时间的PRACH发射开始时间。结果表示为1/8chip的整数倍。,3.4.17 上行同步-闭环同步(例),3 TD-SCDMA关键技术,3.5 接力切换技术,3.1 TDD技术,3.2 智能天线技术,3.4 功控和上行同步技术,3.3 联合检测技术,3.6 动态信道分配技术,接力切换基本定义使用上行预同步技术，在切换过程中，UE从源小区接收下行数据，向目标小区发送上行数据，即上下行通信链路先后

40、转移到目标小区。 接力切换原理在切换测量期间，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。 接力切换目标 高切换成功率 高资源利用率,3.5.1 接力切换,（1）测量控制过程,（3）切换判决过程,（2）测量（预同步）过程,（4）切换执行过程,3.5.2 接力切换过程,在t=TRxSFNk接收K小区PCCPCH 在t=TRxSFNi接收i小区PCCPCH,PCCPCH,PCCPCH,服务小区i,DPCH,预同步小区K,开环预同步中移动台是UE通过接收到的信息计算上行同步时间。 同步小区的观测时差计算：SFN-SF

41、N OTD TRxTSk -TRxTSi 非同步小区的观测时差计算：OTD OFFset12800+TRxTSk -TRxTSi,3.5.3 接力切换-开环预同步,频率内报告事件：1G：最佳小区改变 10lgMiOiH1g10lgMprevious_bestOprevious_best,3.5.4 接力切换-测量,1.切换判决过程主要是RNC根据切换判决算法，确定移动台是否需要切换，以及切换到哪个小区。 2.切换判决算法主要依据移动台测量的P-CCPCH功率或信噪比，一些算法加入负荷等网络信息。 3.切换判决算法可以使用绝对门限、相对门限以及两种结合的方法。,RNC判决移动台切换后，在目标小区

42、为移动台分配信道。 RNC通知目标小区为移动台建立无线链路。 RNC同时通过原基站和目标基站发送下行数据； RNC通知UE将物理信道重配置到目标小区。 UE执行重配置，使用新的信道回重配置完成。 RNC收到重配置完成后通知原服务小区将无线链路释放。,3.5.5 接力切换-判决和执行,搜索邻小区并测量,测量报告,切换判决,无线承载业务,无线链路建立,物理信道重配置,无线承载业务,无线链路删除,开环预同步,预同步保持,3.5.6 接力切换过程,切换前,切换中,切换后,3.5.7 接力切换图示,接力切换,硬切换,软切换 （长期保持）,软切换浪费资源！,硬切换容易掉话！,在切换操作中大大减少因失步造成

43、的丢包，这样在不损失容量的前提下，极大的提升了通信质量。实际测试结果已验证了接力切换的性能优势！,3.5.8 接力切换示意图,TD-SCDMA采用接力切换，一个用户不长时间同时占用多个基站的空中业务信道资源及其网络传输资源。 节约了基站资源，增加了用户接入量。 节约运营商网络传输资源，减少运营投入。 简化了RAN系统的处理，提高了集成度。 接力切换资源占用少15%以上,3.5.9 接力切换优点,3 TD-SCDMA关键技术,3.6 动态信道分配技术,3.1 TDD技术,3.2 智能天线技术,3.4 功控和上行同步技术,3.3 联合检测技术,3.5 接力切换技术,定义 在终端接入和链路持续期间，

44、对信道进行动态的分配和调整；DCA技术主要研究的是频率、时隙、扩频码的分配方法，对TD系统而言还可以利用空间位置和角度信息协助进行资源的优化配置；,3.6.1 动态信道分配技术,应用： DCA可使系统资源利用率最大化和提高链路质量。 DCA是一种最小化系统自身干扰的方法，其减小系统内干扰的手段更为多元化。,频域 DCA 每一小区使用多个无线信道（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 DCA 在一个TD-SCDMA载频上，使用6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

45、的时隙动态分配给处于激活状态的用户 码域 DCA 在同一时隙中，通过改变分配的码道来避免偶然出现的码道质量恶化 空域 DCA 通过智能天线，可基于每一用户进行定向空间去耦（降低多址干扰）,3.6.2 动态信道分配技术,策略： 业务构成、系统负荷、网络性能指标、信道和干扰的变化情况；,3.6.3 动态信道分配技术,慢速DCA：把资源分配到小区 频点优先级排序； 时隙优先级排序。,3.6.4 动态信道分配技术,快速DCA：在终端接入和链路持续期间，对信道进行动态地分配和调整；最小化系统内干扰，提高资源利用率；增加大带宽业务的接入和切换成功率 方法： 信道选择 信道调整 资源整合 触发原因： 信道质

46、量恶化且功率控制失效 信道质量恶化且不宜执行切换 码分配占用了过多的“虚码道” 资源整合时调用信道调整 RRM其它算法触发,3.6.5 动态信道分配技术,信道调整对掉话率的改善（上行12.2k业务）,3.6.6 动态信道分配技术,信道调整对掉话率的改善（128K下行流业务 ）,3.6.7 动态信道分配技术,资源整合对下行128K业务呼损率的改善,3.6.8 动态信道分配技术,资源整合对流类业务的切换成功率的影响,3.6.9 动态信道分配技术,智能天线的原理是什么？使用智能天线带来哪些增益？ 为什么联合检测技术配合智能天线技术的应用发挥的功效更大？ 接力切换的主要特征？与硬切换和软切换相比有哪些

47、应用优势？ DCA能为系统带来哪些好处？,思考,TD-SCDMA系统概述,智能天线,联合检测,同步CDMA,接力切换,动态信道分配,时分双工,支持不同环境的组网 支持高效的非对称业务 更高的频谱利用率 接力切换节省资源 呼吸效应不明显 同 径 覆 盖 设备和终端优势,4.1 TD-SCDMA应用优势,针对不同的地理环境、覆盖密集市区、市区、农村等不同话务密度区域、针对室内室外不同业务类型，考虑广覆盖和高速移动等特殊场景，有效地满足各种场景的无线覆盖要求,密集市区,普通城区,郊 区,公路/干道,风景区,室内覆盖,农村,4.2 支持不同环境的组网,4.3 密集市区覆盖方案,建筑物密集，话务量集中，

48、多样性业务需求，要求连续覆盖及高容量,宏蜂窝覆盖 射频拉远宏基站 大容量基带拉远宏基站,补盲和热点补盲 微基站,射频拉远宏基站和微基站 室外覆盖方案成熟稳定， 可大规模部署,微基站,微基站,传输网络,宏基站,RNC,4.4 基带拉远型宏基站微基站覆盖方案,光纤铺设施工难度大,RNC,BBU,基带拉远 RRS,基带拉远 RRS,光纤,光纤,基带拉远 RRS,光纤,微基站,微基站,基带拉远宏基站和微基站室外覆盖方案在一期工程中已经得到广泛应用,4.5 一般城区覆盖方案,建筑物排列比较规律、大型建筑物较少、无线传播环境较好,宏基站,微基站 补盲,室内覆盖主要通过室外站穿透来实现,经过规模应用已经成为成熟、稳定的覆盖方案,4.6 郊区/农村覆盖解决方案,话务特点：用户密度小，分布广、话务量较小，语音覆盖为主,使用挂高4050米或以上的智能天线实现广域覆盖,4.7 地铁隧道