TD-SCDMA無線接口物理層-20081111-B-V1.0

TD-SCDMA無線接口物理層-20081111-B-V1.0第一頁，共44頁。前言無線接口物理層處于無線接口協(xié)議模型的最底層，它提供物理介質中保證比特流正確傳輸所需要的所有功能物理層通過傳輸信道實現(xiàn)向上層提供數(shù)據(jù)傳輸服務，主要包括多址接入，信道編解碼，擴頻調(diào)制和解擴解調(diào)，內(nèi)環(huán)功率控制等功能第二頁，共44頁。培訓目標學完本課程后，您應該能：描述TD-SCDMA系統(tǒng)無線幀結構和時隙突發(fā)結構描述TD-SCDMA下行同步碼、上行同步碼、Midamble碼、擴頻碼和擾碼功能和用法結合主要物理層過程（小區(qū)搜索、隨機接入），描述TD-SCDMA各信道的作用掌握公共物理信道在系統(tǒng)中的配置原則，并能夠根據(jù)不同業(yè)務占用碼資源的情況，計算TD-SCDMA載波的理論容量第三頁，共44頁。目錄TD-SCDMA無線接口幀結構與時隙結構TD-SCDMA無線信道結構與功能TD-SCDMA無線信道配置原則第四頁，共44頁。無線幀10ms子幀5msGPTS5TS4TS0TS2TS1TS3TS6DwPTSUpPTSTD-SCDMA幀結構：7＋37個常規(guī)時隙（TS0～TS6）＋3個輔助時隙DwPTS：下行導頻時隙，用于下行同步UpPTS：上行導頻時隙，用于上行同步GP：上行、下行同步間的保護時隙第五頁，共44頁。DwPTS：下行導頻時隙用于下行同步和小區(qū)初搜由96Chips組成：32chips用于保護；64chips用于下行同步碼(SYNC-DL)SYNC-DL碼共有32種，用于區(qū)分相鄰小區(qū)SYNC-DL不擴頻、不加擾該時隙全向或扇區(qū)傳輸，不進行波束賦形GP(32chips)SYNC-DL(64chips)75s第六頁，共44頁。UpPTS：上行導頻時隙用于上行初始同步和隨機接入，以及切換時鄰近小區(qū)測量由160Chips組成：32chips用于保護；128chips用于上行同步碼(SYNC-UL)SYNC-UL碼共有256種，分為32個碼組（每組8個SYNC-UL碼），對應32個SYNC-DL碼SYNC-UL不擴頻、不加擾NodeB通過檢測終端發(fā)送的SYNC-UL獲得初始波束賦形參數(shù)GP(32chips)SYNC-UL(128chips)125s第七頁，共44頁。GP：保護時隙用于下行到上行轉換的保護在小區(qū)搜索時，確保DwPTS可靠接收，防止干擾UL工作在隨機接入時，確保UpPTS可以提前發(fā)射，防止干擾DL工作GP決定了TD-SCDMA系統(tǒng)基站最大覆蓋距離GP(96chips)75us第八頁，共44頁。TD-SCDMA系統(tǒng)覆蓋范圍基站最大覆蓋距離＝（96chip/1.28Mcps×光速）/2＝11.25公里DwPTSDwPTSUpPTSLUpPTSTS0GpSYNC-DL△tTS1…TS6SYNC-UL△t

TS1…TS6TS0DwPTST=2△t

UpPTS第九頁，共44頁。TD-SCDMA常規(guī)時隙（TS0～TS6）結構Midamble碼：又稱為訓練序列，用于信道估計，估計結果用于聯(lián)合檢測和智能天線算法物理層控制信息：物理層過程（如功率控制、上行同步調(diào)整等）的控制信號業(yè)務數(shù)據(jù)GP16業(yè)務數(shù)據(jù)675s，864chips物理層控制信息Midamble144chips第十頁，共44頁。TD-SCDMA物理層控制信息TPC：TransmissionPowerControl，傳輸功率控制用于內(nèi)環(huán)快速功率控制每個子幀SS：SynchronizationShift，同步偏移控制UE的上行傳輸時延 保證上行同步TPCBitsTPC命令含義00'Down'降低發(fā)射功率11'Up'提高發(fā)射功率SSBitsSS

命令含義00'Down'減小k/8chip同步偏移11'Up'增加k/8chip同步偏移01‘Donothing’保持不變第十一頁，共44頁。TD-SCDMA物理層控制信息(續(xù))TFCI：TransmissionFormatCombinationIdentification，傳輸格式組合指示，指示時隙內(nèi)數(shù)據(jù)的傳輸格式（數(shù)據(jù)塊位置、大小等）

業(yè)務數(shù)據(jù)

Midamble業(yè)務數(shù)據(jù)

TPC

時隙n(864Chips)

SS

GPTFCI的第1部分

業(yè)務數(shù)據(jù)

Midamble

業(yè)務數(shù)據(jù)

無線幀10ms

子幀5ms

-子幀5ms

TFCI的第2部分

TPC

SS

TFCI的第3部分

TFCI的第4部分GP時隙n(864Chips)第十二頁，共44頁。TD-SCDMA系統(tǒng)中的Midamble碼Midamble：中間碼，或稱為訓練序列；主要作用為：測量：信號強度和信號質量（BER），用于功率控制、切換等算法上行同步保持：Midamble碼的時延做為SS調(diào)整的依據(jù)信道估計：利用Midamble碼接收信號，評估無線傳播過程中的多址干擾（MAI）和多徑干擾（ISI）情況，評估結果用于聯(lián)合檢測第十三頁，共44頁。無線信道h數(shù)據(jù)1M數(shù)據(jù)2數(shù)據(jù)1*M*數(shù)據(jù)2*h=M*/MMidamble碼信道估計第十四頁，共44頁。信道情況1信道情況2不同信道情況下的估計結果第十五頁，共44頁。TD-SCDMA系統(tǒng)中的Midamble碼(續(xù))Midamble碼長144Chips，由長度為128的基本Midamble碼生成同一時隙內(nèi)不同用戶所采用的Midamble碼由基本Midamble碼經(jīng)循環(huán)移位后產(chǎn)生1~1617~3233~4849~6465~8081~9697~112113~1281~1617~3233~4849~6465~8081~9697~112113~128k=8k=7k=1k=6k=5k=4k=3k=2第十六頁，共44頁。TD-SCDMA系統(tǒng)中的碼表碼組各相關碼SYNC-DLIDSYNC-ULID擾碼ID基本Midamble碼ID碼組100~700112233碼組218~1544556677……碼組3231248~255124124125125126126127127基本Midamble碼共128個，分32組，對應32個SYNC-DL碼；基本Midamble碼和擾碼一一對應，如下表：第十七頁，共44頁。目錄TD-SCDMA無線接口幀結構與時隙結構TD-SCDMA無線信道結構與功能TD-SCDMA無線信道配置原則第十八頁，共44頁。TD-SCDMA系統(tǒng)中用到的信道邏輯信道：直接承載用戶業(yè)務根據(jù)承載內(nèi)容的不同，分為控制信道和業(yè)務信道傳輸信道：描述信息如何在無線接口上傳輸根據(jù)傳輸?shù)男畔傩?，分為專用信道和公共信道物理信道：各種信息在無線接口傳輸時的物理通道（頻率、時隙、碼）糧倉藥庫衣物捐助點公路鐵路水路航空各種物資以何種運輸方式送往災區(qū)？需要送多少？比例如何分配？第十九頁，共44頁。專用業(yè)務信道 （DTCH）公共業(yè)務信道 （CTCH）廣播控制信道 （BCCH）尋呼控制信道 （PCCH）專用控制信道 （DCCH）公共控制信道 （CCCH）邏輯業(yè)務信道邏輯控制信道邏輯信道分類第二十頁，共44頁。廣播信道 BCH尋呼信道 PCH前向接入信道FACH反向（隨機）接入信道RACH專用信道 DCH

上行或下行公共傳輸信道專用傳輸信道傳輸信道分類第二十一頁，共44頁。物理信道的分類與功能基站NodeB

用戶終端UE

業(yè)務連接DPCH –專用物理信道小區(qū)搜索與小區(qū)選擇DwPCH –下行導頻信道(DwPTS)PCCPCH –主公共控制物理信道尋呼PICH –尋呼指示信道SCCPCH –從公共控制物理信道隨機接入UpPCH –上行導頻信道(UpPTS)FPACH –快速物理接入信道PRACH –物理隨機接入信道SCCPCH –從公共控制物理信道第二十二頁，共44頁。TD-SCDMA物理層過程－小區(qū)搜索小區(qū)初搜(DwPTS)基本Midamble碼和擾碼識別(PCCPCH)系統(tǒng)消息識別(PCCPCH)UE搜索一個小區(qū)的DwPTS，識別該小區(qū)使用的SYNC-DLUE根據(jù)TD-SCDMA系統(tǒng)碼表，通過多次試探，識別該小區(qū)的基本Midamble碼和擾碼UE搜索到P-CCPCH里BCH的控制復幀后，讀取BCH承載的系統(tǒng)消息第二十三頁，共44頁。5msDwPTS可能的位置由特征窗確定DwPCH利用相關法確定本小區(qū)所用的SYNC_DL碼及SYNC_DL碼的位置TD-SCDMA系統(tǒng)小區(qū)初搜第二十四頁，共44頁。主公共控制物理信道P-CCPCH承載傳輸信道BCH，用于發(fā)送系統(tǒng)消息(SystemInformation)SF＝16；固定配置在TS0的前兩個碼道：

Cch16,0和Cch16,1無波束賦型，以全小區(qū)覆蓋模式發(fā)送系統(tǒng)消息數(shù)據(jù)GP系統(tǒng)消息數(shù)據(jù)Midamble864chips第二十五頁，共44頁。尋呼指示信道PICH用于發(fā)送尋呼指示(PageIndicator)SF＝16，一般配置在TS0尋呼指示(PI)的長度LPI＝2，4或8，以一個無線幀為周期如果某個PI對應的bits全為“1”，表示該PI對應的UE需要對S-CCPCH傳送的尋呼消息進行檢測無波束賦型，以全小區(qū)覆蓋模式發(fā)送PI0PI1……保留Midamble保留……PIk-1GP864chipsPI比特PI比特PIkPIk+1……保留Midamble保留……PIn-1GP864chipsPI比特PI比特第二十六頁，共44頁。從公共控制物理信道S-CCPCH承載傳輸信道PCH和FACH，用于發(fā)送尋呼消息和其他下行信令SF＝16，一般配置在TS0無波束賦型，以全小區(qū)覆蓋模式發(fā)送下行信令數(shù)據(jù)GP下行信令數(shù)據(jù)864chipsTFCIMidamble第二十七頁，共44頁。TD-SCDMA物理層過程－隨機接入UENodeBUpPCH（UpPTS）FPACHPRACH（RACH）SCCPCH（FACH）終端選擇SYNC-UL，以估算的時間和功率發(fā)送基站檢測到SYNC-UL，并回送定時和功率調(diào)整調(diào)整定時和功率，發(fā)送隨機接入請求發(fā)送隨機接入響應后，進行后續(xù)的信令接續(xù)第二十八頁，共44頁?？焖傥锢斫尤胄诺繤PACH用于發(fā)送定時調(diào)整和功率調(diào)整指示SF＝16，可配置在任意一個下行時隙無波束賦型，以全小區(qū)覆蓋模式發(fā)送定時偏移功率偏移……Midamble……定時偏移功率偏移GP864chips用戶1用戶n…………第二十九頁，共44頁。物理隨機接入信道PRACH承載傳輸信道RACH，用于發(fā)送上行信令SF＝8，一般配置在TS1的Cch8,0無波束賦型，以全小區(qū)覆蓋模式發(fā)送上行信令數(shù)據(jù)GP上行信令數(shù)據(jù)864chipsTFCI，SS，TPCMidamble第三十頁，共44頁。專用物理信道DPCH承載傳輸信道DCH，用于用戶業(yè)務的收發(fā)上行SF＝1，2，4，8或16下行SF＝1或16有波束賦型，由智能天線算法確定波束方向用戶數(shù)據(jù)GP用戶數(shù)據(jù)864chipsTFCI，SS，TPCMidamble第三十一頁，共44頁。DPCH理論速率資源單元RU業(yè)務數(shù)據(jù)碼片數(shù)/突發(fā)脈沖符號數(shù)/突發(fā)脈沖QPSK下的符號數(shù)/突發(fā)脈沖QPSK下的理論最大數(shù)據(jù)速率RUSF1352×2＝704704704×2＝14081408/5ms＝281.6KRUSF2352×2＝704352352×2＝704704/5ms＝140.8KRUSF4352×2＝704176176×2＝352352/5ms＝70.4KRUSF8352×2＝7048888×2＝176176/5ms＝35.2KRUSF16352×2＝7044444×2＝8888/5ms＝17.6K第三十二頁，共44頁。信道映射關系傳輸信道PCHBCHFACHRACHDCHSCCPCH物理信道PCCPCHDPCHPRACHPCCH邏輯信道BCCHDCCHCTCHDTCH尋呼用戶數(shù)據(jù)及隨路信令小區(qū)廣播業(yè)務系統(tǒng)消息信令L3數(shù)據(jù)第三十三頁，共44頁。目錄TD-SCDMA無線接口幀結構與時隙結構TD-SCDMA無線信道結構與功能TD-SCDMA無線信道配置原則第三十四頁，共44頁。TD-SCDMA物理信道典型配置－1PCCPCHPCCPCHSCCPCHSCCPCHSCCPCHSCCPCHPICHFPACHTS0TS1TS2TS3TS4TS5TS6PICHPRACH第三十五頁，共44頁。TD-SCDMA物理信道典型配置－2PCCPCHPCCPCHSCCPCHSCCPCHSCCPCHSCCPCHPICHTS0TS1TS2TS3TS4TS5TS6PICHFPACHPRACH第三十六頁，共44頁。典型業(yè)務的資源分配PCCPCHPCCPCHSCCPCHSCCPCHSCCPCHSCCPCHPICHFPACHTS0TS1TS2TS3TS4TS5TS6PICHPRACHUserA語音UserAUserAUserC可視電話UserCUserCUserCUserCUserCUserCUserCUserCUserDUserDPS128KUserB語音UserBUserB第三十七頁，共44頁。TD-SCDMA單載波理論容量語音業(yè)務：單載波最多可以支持23個語音用戶每個時隙承載8個用戶，3:3時隙配置數(shù)據(jù)業(yè)務：單載波最大業(yè)務速率640kbps單時隙最大業(yè)務速率128k