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)合檢測技術(shù)動態(tài)信道分配接力切換技術(shù)功率控制目錄易于使用非對稱頻段,無需具有特定雙工間隔的成對頻段適應(yīng)用戶業(yè)務(wù)需求，靈活配置時隙，優(yōu)化頻譜效率上行和下行使用同個載頻，故無線傳播是對稱的,有利于智能天線技術(shù)的實現(xiàn)無需笨重的射頻雙工器，小巧的基站，降低成本時分雙工(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，利用波的干涉原理產(chǎn)生強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波長智能天線的分類：線陣、圓陣；智能天線是一個天線陣列：它由多個天線單元組成，不同天線單元對信號施以不同的權(quán)值，然后相加，產(chǎn)生一個輸出信號。原理：使一組天線和對應(yīng)的收發(fā)信機按照一定的方式排列和激勵，利用波的干涉原理可以產(chǎn)生強方向性的輻射方向圖?？辗侄嘀反蟠笤黾酉到y(tǒng)容量智能天線基本原理智能天線（S.A.）分類采取準(zhǔn)動態(tài)預(yù)多波束切換方式，利用多個不同固定指向的波束覆蓋整個用戶區(qū)，隨著用戶在小區(qū)中的移動，基站選擇其中最合適的波束，從而增強接收信號的強度。自適應(yīng)智能天線多波束智能天線采取全自適應(yīng)陣列自動跟蹤方式，通過不同自適應(yīng)調(diào)整各個天線單元的加權(quán)值，達(dá)到形成若干自適應(yīng)波束，同時自動跟蹤若干個用戶的目的，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；子幀時間較短（5ms），便于智能天線支持高速移動；單時隙用戶有限（目前最多8個），便于實時自適應(yīng)權(quán)值的生成；提高了基站接收機的靈敏度提高了基站發(fā)射機的等效發(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)合檢測技術(shù)動態(tài)信道分配接力切換技術(shù)功率控制目錄多用戶檢測的一種，首先估計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頻碼、擾碼和信道估計，對所有用戶的信號同時檢測，消除符號間干擾（ISI）和用戶間干擾（MAI），從而達(dá)到提高用戶信號質(zhì)量的目的。

聯(lián)合檢測概念d是發(fā)射的數(shù)據(jù)符號序列，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)合檢測原理TD-SCDMA如何實現(xiàn)聯(lián)合檢測

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

接收機接收到總信號中Midamble部分

nmid

噪聲只要接收端知道A（擴頻碼c和信道脈沖響應(yīng)h），就可以估計出符號序列關(guān)鍵是突發(fā)序列中的訓(xùn)練序列的信道估計DataMidambleGPDataDataMidambleGPData頻率MAI檢測到信號能量接收到的信號剛剛大于MAI，信噪比很差Frequency允許的信號波動能量采用了聯(lián)合檢測技術(shù)解擴后，接收到的信號有效減少MAI，信號比較“干凈”，其它無用的信號都被過濾掉了。聯(lián)合檢測聯(lián)合檢測作用信道估計DOA估計聯(lián)合檢測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)生測量天線1天線n天線1天線n智能天線聯(lián)合檢測智能天線+聯(lián)合檢測聯(lián)合檢測技術(shù)在TD-SCDMA系統(tǒng)實現(xiàn)的優(yōu)勢每時隙內(nèi)碼道數(shù)量少基站擾碼短上行同步AIR計算量小無聯(lián)合檢測本小區(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自己單小區(qū)聯(lián)合檢測本小區(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)合檢測相比無聯(lián)合檢測能夠降低3.3dB的干擾單小區(qū)聯(lián)合檢測技術(shù)單小區(qū)聯(lián)合檢測只針對本小區(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)合檢測相比單小區(qū)聯(lián)合檢測能夠降低1.6dB的干擾多小區(qū)聯(lián)合檢測技術(shù)多小區(qū)聯(lián)合檢測就是把同頻相鄰小區(qū)中對本小區(qū)干擾比較大的用戶信號納入到聯(lián)合檢測中；基于成熟的軟件無線電技術(shù)平臺，毋須添加任何硬件，直接軟件升級，無需冗長的操作；配置簡單靈活，對系統(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；ProcessOrchestration與5MHz的帶寬相比，TD-SCDMA的1.6MHz帶寬使其具有3倍以上的無線信道數(shù)頻域DCA可使用的無線信道數(shù)BusinessLogic將受干擾最小的時隙動態(tài)地分配給處于激活狀態(tài)的用戶時域DCA同一載頻6個業(yè)務(wù)時隙MessageBrokering&Transformation實現(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同一時隙16個碼道ApplicationConnectivity通過智能天線，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態(tài)信道分配的分類確定小區(qū)上下行時隙轉(zhuǎn)換點，觸發(fā)小區(qū)重配慢速DCA：根據(jù)小區(qū)業(yè)務(wù)情況，確定上下行時隙轉(zhuǎn)換點對小區(qū)上下行負(fù)荷進(jìn)行統(tǒng)計分析獲取小區(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基于上行時隙或下行時隙剩余的基本RU數(shù)進(jìn)行排序，剩余的基本RU數(shù)多，時隙優(yōu)先級就越高

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

基于功率的時隙優(yōu)先級排序方法ProcessOrchestration基于上下行時隙測量的ISCP進(jìn)行排序，干擾越小，時隙優(yōu)先級越高

基于ISCP的時隙優(yōu)先級排序方法快速DCA——時隙排序

TDD技術(shù)

智能天線技術(shù)聯(lián)合檢測技術(shù)動態(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)從一個小區(qū)切換到另一個小區(qū)時，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，首先同時與兩個小區(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)與其它移動通信系統(tǒng)，如GSM或IS-95CDMA系統(tǒng)的基站之間實現(xiàn)不丟失信息、不中斷通信的理想的越區(qū)切換。實現(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，測量報告，切換請求確認(rèn)切換完成刪除無線鏈路停止發(fā)射和接收信號無線鏈路業(yè)務(wù)連接無線鏈路業(yè)務(wù)連接無線鏈路業(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)行接力切換的場景

（利用開環(huán)預(yù)計同步和功率控制，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景（經(jīng)過N個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延短短長對容量的影響低低高呼叫掉話率高低低三種切換方式的對比接力切換小結(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。不同之處在于接力切換不需要同時有多個基站為一個移動臺提供服務(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。與硬切換相比，兩者具有較高的資源利用率，簡單的算法、以及較輕的信令負(fù)荷等優(yōu)點。不同之處在于接力切換斷開原基站和與目標(biāo)基站建立通信鏈路幾乎是同時進(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。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，因而需要對所有鄰小區(qū)進(jìn)行測量，而接力切換只對UE移動方向的少數(shù)小區(qū)測量。

TDD技術(shù)智能天線技術(shù)聯(lián)合檢測技術(shù)動態(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)功率控制分類開環(huán)接收機測量接收到的寬帶導(dǎo)頻信號的功率，并估計傳播路徑損耗，根據(jù)路徑損耗計算得到需要發(fā)射的功率。閉環(huán)測量信噪比和目標(biāo)信噪比比較，并向移動臺發(fā)送指令調(diào)整它的發(fā)射功率內(nèi)環(huán)控制外環(huán)控制測量誤幀率（誤塊率），調(diào)整目標(biāo)信噪比路損越小，說明收發(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——基于上下行信道對稱的假設(shè)開環(huán)功控只能在決定接入初期發(fā)射功率和切換時決定切換后初期發(fā)射功率的時候使用。——反向開環(huán)功率控制開環(huán)功率控制若測定SIR>目標(biāo)SIR，降低移動臺發(fā)射功率,若測定SIR<目標(biāo)SIR，增加移動臺發(fā)射功率閉環(huán)功率控制功率控制的分類NodeBUE進(jìn)行功率估計接收機測量接收到的寬帶導(dǎo)頻信號的功率，并估計傳播路徑損耗，根據(jù)路徑損耗計算得需要發(fā)射的功率開環(huán)功率控制上行開環(huán)功控主要用于UE端在UpPTS和PRACH上發(fā)起隨機接入過程，此時UE還沒有從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)整每個移動臺的發(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臺的功率都相等，從而使每個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UE信號的bit能量相等NodeBUE下發(fā)TPC測量接收信號SIR并比較內(nèi)環(huán)設(shè)置SIRtar200Hz每一個UE都有一個自己的控制環(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。在功率控制過程中，NodeB周期性的將接收到的SIR測量值和SIR的目標(biāo)值進(jìn)行比較，如測量值小于目標(biāo)值，則TPC命令置“up”，當(dāng)測量值大于目標(biāo)值，TPC命令置“down”。在UE端，對TPC比特位進(jìn)行軟判決，若判決結(jié)果為“up”，則將發(fā)射功率增加一個步長；若判決結(jié)果為“