TDSCDMA+關(guān)鍵技術(shù)V20課件

TD-SCDMA關(guān)鍵技術(shù)

TDD雙工技術(shù)

智能天線技術(shù)聯(lián)合檢測(cè)技術(shù)動(dòng)態(tài)信道分配接力切換技術(shù)功率控制目錄易于使用非對(duì)稱(chēng)頻段,無(wú)需具有特定雙工間隔的成對(duì)頻段適應(yīng)用戶業(yè)務(wù)需求，靈活配置時(shí)隙，優(yōu)化頻譜效率上行和下行使用同個(gè)載頻，故無(wú)線傳播是對(duì)稱(chēng)的,有利于智能天線技術(shù)的實(shí)現(xiàn)無(wú)需笨重的射頻雙工器，小巧的基站，降低成本時(shí)分雙工(TDD):

上行頻帶和下行頻帶相同DUDDDDDD頻分雙工(FDD):

上行頻帶和下行頻帶分離

DDDDDDDUU上行D下行未使用

TDD與FDD比較智能天線基本概念天線陣：是一列取向相同、同極化、低增益的天線按照一定的方式排列和激勵(lì)，利用波的干涉原理產(chǎn)生強(qiáng)方向性的方向圖天線陣的排列：一般等距，主要有等距直線排列、等距圓周排列、等距平面排列.陣元間距多為1／2波長(zhǎng)智能天線的分類(lèi)：線陣、圓陣；智能天線是一個(gè)天線陣列：它由多個(gè)天線單元組成，不同天線單元對(duì)信號(hào)施以不同的權(quán)值，然后相加，產(chǎn)生一個(gè)輸出信號(hào)。原理：使一組天線和對(duì)應(yīng)的收發(fā)信機(jī)按照一定的方式排列和激勵(lì)，利用波的干涉原理可以產(chǎn)生強(qiáng)方向性的輻射方向圖。空分多址大大增加系統(tǒng)容量智能天線基本原理智能天線（S.A.）分類(lèi)采取準(zhǔn)動(dòng)態(tài)預(yù)多波束切換方式，利用多個(gè)不同固定指向的波束覆蓋整個(gè)用戶區(qū)，隨著用戶在小區(qū)中的移動(dòng)，基站選擇其中最合適的波束，從而增強(qiáng)接收信號(hào)的強(qiáng)度。自適應(yīng)智能天線多波束智能天線采取全自適應(yīng)陣列自動(dòng)跟蹤方式，通過(guò)不同自適應(yīng)調(diào)整各個(gè)天線單元的加權(quán)值，達(dá)到形成若干自適應(yīng)波束，同時(shí)自動(dòng)跟蹤若干個(gè)用戶的目的，能夠?qū)Ξ?dāng)前的傳輸環(huán)境進(jìn)行最大可能匹配。TD-SCDMA系統(tǒng)更適合采用智能天線TDD的工作模式，便于權(quán)值的應(yīng)用，上行波束賦形矩陣可直接使用于下行；子幀時(shí)間較短（5ms），便于智能天線支持高速移動(dòng)；單時(shí)隙用戶有限（目前最多8個(gè)），便于實(shí)時(shí)自適應(yīng)權(quán)值的生成；提高了基站接收機(jī)的靈敏度提高了基站發(fā)射機(jī)的等效發(fā)射功率降低了系統(tǒng)的干擾降低了系統(tǒng)的誤碼率增加了CDMA系統(tǒng)的容量改進(jìn)了小區(qū)的覆蓋智能天線對(duì)TD系統(tǒng)性能改進(jìn)頻率范圍:2010～2025MHz

單天線增益：8dBi

增益:8×8dBi

駐波比:≤1.4

主波束下傾:6.5°

垂直波束寬度:15°

輸入阻抗:50Ω

耐功率:50W

極化方式:垂直極化8天線智能天線圓陣4+4雙極化天線常規(guī)8陣元面智能天線常規(guī)全向智能天線智能天線安裝

TDD技術(shù)智能天線技術(shù)

聯(lián)合檢測(cè)技術(shù)動(dòng)態(tài)信道分配接力切換技術(shù)功率控制目錄多用戶檢測(cè)的一種，首先估計(jì)所有用戶的信道沖激響應(yīng)，然后利用已知的所有用戶的擴(kuò)頻碼、擾碼和信道估計(jì)，對(duì)所有用戶的信號(hào)同時(shí)檢測(cè)，消除符號(hào)間干擾（ISI）和用戶間干擾（MAI），從而達(dá)到提高用戶信號(hào)質(zhì)量的目的。

聯(lián)合檢測(cè)概念d是發(fā)射的數(shù)據(jù)符號(hào)序列，e是接收的數(shù)據(jù)序列，n是噪聲DataMidambleGPDataDataMidambleGPDataemid=Gh+nmide1=c1*(h1c1*d1+h2c2*d2+h3c3*d3+n)e2=c2*(h1c1*d1+h2c2*d2+h3c3*d3+n)=>=Ade3=c3*(h1c1*d1+h2c2*d2+h3c3*d3+n)e=Ad＋n聯(lián)合檢測(cè)原理TD-SCDMA如何實(shí)現(xiàn)聯(lián)合檢測(cè)

A是系統(tǒng)矩陣，由復(fù)合碼c和信道脈沖響應(yīng)h

決定復(fù)合碼c已知信道脈沖響應(yīng)h利用突發(fā)結(jié)構(gòu)中的訓(xùn)練序列

midamble求解出：emid=Gh+nmid,

其中：

G由Midamble碼構(gòu)造的矩陣

emid

接收機(jī)接收到總信號(hào)中Midamble部分

nmid

噪聲只要接收端知道A（擴(kuò)頻碼c和信道脈沖響應(yīng)h），就可以估計(jì)出符號(hào)序列關(guān)鍵是突發(fā)序列中的訓(xùn)練序列的信道估計(jì)DataMidambleGPDataDataMidambleGPData頻率MAI檢測(cè)到信號(hào)能量接收到的信號(hào)剛剛大于MAI，信噪比很差Frequency允許的信號(hào)波動(dòng)能量采用了聯(lián)合檢測(cè)技術(shù)解擴(kuò)后，接收到的信號(hào)有效減少M(fèi)AI，信號(hào)比較“干凈”，其它無(wú)用的信號(hào)都被過(guò)濾掉了。聯(lián)合檢測(cè)聯(lián)合檢測(cè)作用信道估計(jì)DOA估計(jì)聯(lián)合檢測(cè)信道解碼下行波束賦形權(quán)值產(chǎn)生用戶數(shù)據(jù)產(chǎn)生用戶數(shù)據(jù)產(chǎn)生測(cè)量天線1天線n天線1天線n智能天線聯(lián)合檢測(cè)智能天線+聯(lián)合檢測(cè)聯(lián)合檢測(cè)技術(shù)在TD-SCDMA系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的優(yōu)勢(shì)每時(shí)隙內(nèi)碼道數(shù)量少基站擾碼短上行同步AIR計(jì)算量小無(wú)聯(lián)合檢測(cè)本小區(qū)干擾=7×P自己鄰小區(qū)干擾=0.6×P本小區(qū)

=4.8×P自己總干擾=11.8×P自己?jiǎn)涡^(qū)聯(lián)合檢測(cè)本小區(qū)干擾=7×P自己×0.1=0.7×P自己鄰小區(qū)干擾=4.8×P本小區(qū)

總干擾=5.5×P自己主要矛盾得以解決單小區(qū)聯(lián)合檢測(cè)相比無(wú)聯(lián)合檢測(cè)能夠降低3.3dB的干擾單小區(qū)聯(lián)合檢測(cè)技術(shù)單小區(qū)聯(lián)合檢測(cè)只針對(duì)本小區(qū)的用戶，而將同頻鄰小區(qū)用戶的干擾視作白噪聲；本小區(qū)干擾抑制能力能達(dá)到0.1以下，即可以消除本小區(qū)內(nèi)90%的相互干擾；多小區(qū)聯(lián)合檢測(cè)本小區(qū)干擾=0.7×P自己鄰小區(qū)干擾=4.8×P自己×(0.5+0.5×0.3)=3.12×P自己總干擾=3.82×P自己多小區(qū)聯(lián)合檢測(cè)有效降低鄰小區(qū)干擾次要矛盾得以緩解多小區(qū)聯(lián)合檢測(cè)相比單小區(qū)聯(lián)合檢測(cè)能夠降低1.6dB的干擾多小區(qū)聯(lián)合檢測(cè)技術(shù)多小區(qū)聯(lián)合檢測(cè)就是把同頻相鄰小區(qū)中對(duì)本小區(qū)干擾比較大的用戶信號(hào)納入到聯(lián)合檢測(cè)中；基于成熟的軟件無(wú)線電技術(shù)平臺(tái)，毋須添加任何硬件，直接軟件升級(jí)，無(wú)需冗長(zhǎng)的操作；配置簡(jiǎn)單靈活，對(duì)系統(tǒng)影響小。僅需修改參數(shù)，便可回退到原單小區(qū)聯(lián)合檢測(cè)；ProcessOrchestration與5MHz的帶寬相比，TD-SCDMA的1.6MHz帶寬使其具有3倍以上的無(wú)線信道數(shù)頻域DCA可使用的無(wú)線信道數(shù)BusinessLogic將受干擾最小的時(shí)隙動(dòng)態(tài)地分配給處于激活狀態(tài)的用戶時(shí)域DCA同一載頻6個(gè)業(yè)務(wù)時(shí)隙MessageBrokering&Transformation實(shí)現(xiàn)多用戶在相同載頻并行傳輸，有效提升頻譜利用率碼域DCA同一時(shí)隙16個(gè)碼道ApplicationConnectivity通過(guò)智能天線，可基于每一用戶進(jìn)行定向空間去耦（降低多址干擾）空域DCA空間波束定向賦形動(dòng)態(tài)信道分配的分類(lèi)確定小區(qū)上下行時(shí)隙轉(zhuǎn)換點(diǎn)，觸發(fā)小區(qū)重配慢速DCA：根據(jù)小區(qū)業(yè)務(wù)情況，確定上下行時(shí)隙轉(zhuǎn)換點(diǎn)對(duì)小區(qū)上下行負(fù)荷進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析獲取小區(qū)平均負(fù)荷信息慢速DCAMidamble碼分配信道碼分配時(shí)隙分配物理層參數(shù)的確定根據(jù)業(yè)務(wù)需求確定基本資源單元將舊配置進(jìn)行備份和回收新業(yè)務(wù)業(yè)務(wù)增加、刪除、修改時(shí)隙格式確定記錄物理資源，結(jié)束流程快速DCA——信道分配ProcessOrchestration基于上行時(shí)隙或下行時(shí)隙剩余的基本RU數(shù)進(jìn)行排序，剩余的基本RU數(shù)多，時(shí)隙優(yōu)先級(jí)就越高

基于剩余RU的時(shí)隙優(yōu)先級(jí)排序方法ProcessOrchestration基于基站測(cè)量到的每個(gè)上行時(shí)隙接收總寬帶功率和每個(gè)上行時(shí)隙傳輸載波功率進(jìn)行排序，功率值越小，時(shí)隙優(yōu)先級(jí)越高

基于功率的時(shí)隙優(yōu)先級(jí)排序方法ProcessOrchestration基于上下行時(shí)隙測(cè)量的ISCP進(jìn)行排序，干擾越小，時(shí)隙優(yōu)先級(jí)越高

基于ISCP的時(shí)隙優(yōu)先級(jí)排序方法快速DCA——時(shí)隙排序

TDD技術(shù)

智能天線技術(shù)聯(lián)合檢測(cè)技術(shù)動(dòng)態(tài)信道分配

接力切換技術(shù)功率控制目錄切換方式硬切換：當(dāng)從一個(gè)小區(qū)切換到另一個(gè)小區(qū)時(shí)，首先中斷與原先基站的通信，再與新的基站建立起通信。硬切換在切換過(guò)程中有可能丟失信息。軟切換：用戶終端在使用相同載波頻率的小區(qū)或扇區(qū)之間切換時(shí)，首先同時(shí)與兩個(gè)小區(qū)或扇區(qū)內(nèi)的基站通信，傳輸相同的信息，然后再中斷和原基站的通信。軟切換過(guò)程不丟失信息，不中斷通信，但軟切換只解決了終端在使用相同載波頻率的小區(qū)或扇區(qū)間切換的問(wèn)題。接力切換：不僅具有“軟切換”功能，而且可以在使用不同載波頻率的SCDMA基站之間，甚至在SCDMA系統(tǒng)與其它移動(dòng)通信系統(tǒng)，如GSM或IS-95CDMA系統(tǒng)的基站之間實(shí)現(xiàn)不丟失信息、不中斷通信的理想的越區(qū)切換。實(shí)現(xiàn)接力切換的必要條件是：網(wǎng)絡(luò)要準(zhǔn)確獲得UE的位置信息，包括UE的信號(hào)到達(dá)方向DOA和UE與基站之間的距離。在TD-SCDMA系統(tǒng)中，由于采用了智能天線和上行同步技術(shù)，系統(tǒng)能夠比較容易獲得UE的位置信息。接力切換流程圖NodeBsourceNodeBtargetUERNCUE定位信息鄰小區(qū)列表，所有基站信息UE搜索鄰小區(qū)中的所有基站建立同步切換判決切換指令發(fā)現(xiàn)目標(biāo)基站，測(cè)量報(bào)告，切換請(qǐng)求確認(rèn)切換完成刪除無(wú)線鏈路停止發(fā)射和接收信號(hào)無(wú)線鏈路業(yè)務(wù)連接無(wú)線鏈路業(yè)務(wù)連接無(wú)線鏈路業(yè)務(wù)連接同步保持接力切換示意圖

NodeB_ANodeB_BUE收到切換命令前的場(chǎng)景

（上下行均與源小區(qū)連接）

UE收到切換命令后執(zhí)行接力切換的場(chǎng)景

（利用開(kāi)環(huán)預(yù)計(jì)同步和功率控制，首先只將上行鏈轉(zhuǎn)移到目標(biāo)小區(qū)，而下行鏈路仍與源小區(qū)通信?；綛（目標(biāo)小區(qū)）和基站A（源小區(qū)）在各自的下行鏈路上發(fā)送相同的數(shù)據(jù)，但是此時(shí)UE只在基站A的下行鏈路上接收數(shù)據(jù)。）

NodeB_ANodeB_BUE執(zhí)行接力切換完畢后的場(chǎng)景（經(jīng)過(guò)N個(gè)TTI后，下行鏈路轉(zhuǎn)移到目標(biāo)小區(qū)，完成接力切換）

硬切換接力切換軟切換切換成功率低高高資源占用少少多切換時(shí)延短短長(zhǎng)對(duì)容量的影響低低高呼叫掉話率高低低三種切換方式的對(duì)比接力切換小結(jié)

接力切換是介于硬切換和軟切換之間的一種新的切換方法。與軟切換相比，都具有較高的切換成功率、較低的掉話率以及較小的上行干擾等優(yōu)點(diǎn)。不同之處在于接力切換不需要同時(shí)有多個(gè)基站為一個(gè)移動(dòng)臺(tái)提供服務(wù)，因而克服了軟切換需要占用的信道資源多、信令復(fù)雜、增加下行鏈路干擾等缺點(diǎn)。與硬切換相比，兩者具有較高的資源利用率，簡(jiǎn)單的算法、以及較輕的信令負(fù)荷等優(yōu)點(diǎn)。不同之處在于接力切換斷開(kāi)原基站和與目標(biāo)基站建立通信鏈路幾乎是同時(shí)進(jìn)行的，因而克服了傳統(tǒng)硬切換掉話率高、切換成功率低的缺點(diǎn)。傳統(tǒng)的軟切換、硬切換都是在不知道UE的準(zhǔn)確位置下進(jìn)行的，因而需要對(duì)所有鄰小區(qū)進(jìn)行測(cè)量，而接力切換只對(duì)UE移動(dòng)方向的少數(shù)小區(qū)測(cè)量。

TDD技術(shù)智能天線技術(shù)聯(lián)合檢測(cè)技術(shù)動(dòng)態(tài)信道分配接力切換技術(shù)

功率控制目錄功率控制的作用減少小區(qū)間干擾減少小區(qū)內(nèi)干擾減少UE的功耗克服遠(yuǎn)近效應(yīng)功率控制分類(lèi)開(kāi)環(huán)接收機(jī)測(cè)量接收到的寬帶導(dǎo)頻信號(hào)的功率，并估計(jì)傳播路徑損耗，根據(jù)路徑損耗計(jì)算得到需要發(fā)射的功率。閉環(huán)測(cè)量信噪比和目標(biāo)信噪比比較，并向移動(dòng)臺(tái)發(fā)送指令調(diào)整它的發(fā)射功率內(nèi)環(huán)控制外環(huán)控制測(cè)量誤幀率（誤塊率），調(diào)整目標(biāo)信噪比路損越小，說(shuō)明收發(fā)雙方距離較近或有非常好的傳播路徑，發(fā)射的功率就越小——基于上下行信道對(duì)稱(chēng)的假設(shè)開(kāi)環(huán)功控只能在決定接入初期發(fā)射功率和切換時(shí)決定切換后初期發(fā)射功率的時(shí)候使用?！聪蜷_(kāi)環(huán)功率控制開(kāi)環(huán)功率控制若測(cè)定SIR>目標(biāo)SIR，降低移動(dòng)臺(tái)發(fā)射功率,若測(cè)定SIR<目標(biāo)SIR，增加移動(dòng)臺(tái)發(fā)射功率閉環(huán)功率控制功率控制的分類(lèi)NodeBUE進(jìn)行功率估計(jì)接收機(jī)測(cè)量接收到的寬帶導(dǎo)頻信號(hào)的功率，并估計(jì)傳播路徑損耗，根據(jù)路徑損耗計(jì)算得需要發(fā)射的功率開(kāi)環(huán)功率控制上行開(kāi)環(huán)功控主要用于UE端在UpPTS和PRACH上發(fā)起隨機(jī)接入過(guò)程，此時(shí)UE還沒(méi)有從DPCH信道上收到功率控制命令。閉環(huán)功率控制閉環(huán)功率控制的目的是為了調(diào)整每個(gè)移動(dòng)臺(tái)的發(fā)射功率，減小遠(yuǎn)近效應(yīng)的影響，盡可能保證基站接收到所有移動(dòng)臺(tái)的功率都相等，從而使每個(gè)用戶都能滿足傳輸業(yè)務(wù)的QoS。上行內(nèi)環(huán)控制下行內(nèi)環(huán)控制外環(huán)功率控制功率控制的目的：使基站處接收到的每個(gè)UE信號(hào)的bit能量相等NodeBUE下發(fā)TPC測(cè)量接收信號(hào)SIR并比較內(nèi)環(huán)設(shè)置SIRtar200Hz每一個(gè)UE都有一個(gè)自己的控制環(huán)路內(nèi)環(huán)功率控制上行內(nèi)環(huán)控制

UE根據(jù)開(kāi)環(huán)功率控制，設(shè)定初始DPCH發(fā)射功率，直到初始化發(fā)射之后，進(jìn)入閉環(huán)功率控制。內(nèi)環(huán)功率控制是基于SIR進(jìn)行的。在功率控制過(guò)程中，NodeB周期性的將接收到的SIR測(cè)量值和SIR的目標(biāo)值進(jìn)行比較，如測(cè)量值小于目標(biāo)值，則TPC命令置“up”，當(dāng)測(cè)量值大于目標(biāo)值，TPC命令置“down”。在UE端，對(duì)TPC比特位進(jìn)行軟判決，若判決結(jié)果為“up”，則將發(fā)射功率增加一個(gè)步長(zhǎng)；若判決結(jié)果為“