TDSCDMA無(wú)線網(wǎng)絡(luò)關(guān)鍵技術(shù)課件

TD-SCDMA

無(wú)線網(wǎng)絡(luò)關(guān)鍵技術(shù)1概況一點(diǎn)擊此處輸入相關(guān)文本內(nèi)容點(diǎn)擊此處輸入相關(guān)文本內(nèi)容整體概述概況三點(diǎn)擊此處輸入相關(guān)文本內(nèi)容點(diǎn)擊此處輸入相關(guān)文本內(nèi)容概況二點(diǎn)擊此處輸入相關(guān)文本內(nèi)容點(diǎn)擊此處輸入相關(guān)文本內(nèi)容2TD-SCDMA系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)1.TDD時(shí)分雙工方式2.聯(lián)合檢測(cè)3.智能天線4.軟件無(wú)線電5.上行同步6.動(dòng)態(tài)信道分配7.接力切換8.功率控制3培訓(xùn)目標(biāo)學(xué)完本課程后，您應(yīng)該能：1.了解聯(lián)合檢測(cè)技術(shù)的設(shè)計(jì)思想和優(yōu)勢(shì)2.列出智能天線技術(shù)給網(wǎng)絡(luò)帶來(lái)的好處3.知道TD-SCDMA采用上行同步技術(shù)的原因4.了解軟件無(wú)線電技術(shù)的設(shè)計(jì)思想和對(duì)網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)的益處5.了解基本的無(wú)線資源管理算法：信道配置，功率控制，接力切換等算法的原理和效果4目錄1.聯(lián)合檢測(cè)（JointDetection）2.智能天線（SmartAntenna）3.上行同步（UplinkSynchronization）4.軟件無(wú)線電（SoftDefinedRadio）5.TD-SCDMA無(wú)線資源管理5.1動(dòng)態(tài)信道分配（DynamicChannelAllocation）5.2功率控制（PowerControl）5.3接力切換（BatonHandover）5目錄1.聯(lián)合檢測(cè)（JointDetection）2.智能天線（SmartAntenna）3.上行同步（UplinkSynchronization）4.軟件無(wú)線電（SoftDefinedRadio）5.TD-SCDMA無(wú)線資源管理5.1動(dòng)態(tài)信道分配（DynamicChannelAllocation）5.2功率控制（PowerControl）5.3接力切換（BatonHandover）6傳統(tǒng)接收機(jī)解調(diào)技術(shù)能量頻率ISIMAI熱噪聲能量頻率ISIMAI熱噪聲1.每個(gè)用戶(hù)的信號(hào)“分別”進(jìn)行擴(kuò)頻碼匹配處理2.只有在理想正交的情況下，才能完全消除多址干擾的影響CDMA信號(hào)在空中傳播傳統(tǒng)接收機(jī)解調(diào)7能量頻率ISIMAI熱噪聲能量頻率熱噪聲對(duì)多個(gè)用戶(hù)的信號(hào)進(jìn)行“聯(lián)合”處理，充分利用用戶(hù)信號(hào)的擴(kuò)頻碼、幅度、定時(shí)、延時(shí)等信息，一步解調(diào)出所用用戶(hù)的信號(hào)。CDMA信號(hào)在空中傳播使用聯(lián)合檢測(cè)聯(lián)合檢測(cè)的設(shè)計(jì)思想8聯(lián)合檢測(cè)的數(shù)學(xué)模型K個(gè)用戶(hù)信道估計(jì)AK個(gè)用戶(hù)聯(lián)合檢測(cè)用戶(hù)A用戶(hù)B用戶(hù)K用戶(hù)數(shù)據(jù)X接收數(shù)據(jù)A用戶(hù)1：e1=a11*x1+a21*x2其中e1、a11、a21已知，求x1用戶(hù)2：e2=a12*x1+a22*x2其中e1、a11、a21已知，求x1聯(lián)合求解：{e1=a11*x1+a21*x2e2=a12*x1+a22*x2E=AX，確定性計(jì)算9聯(lián)合檢測(cè)的信道模型10聯(lián)合檢測(cè)的信道估計(jì)1.只要接收端知道A（擴(kuò)頻碼c和信道沖激響應(yīng)h），就可以估計(jì)出符號(hào)序列d2.擴(kuò)頻碼c已知，信道沖激響應(yīng)h可以利用突發(fā)結(jié)構(gòu)中的訓(xùn)練序列（Midamble）求解e=Ad+nM*Mhh=M*/M11聯(lián)合檢測(cè)算法線性檢測(cè)算法

匹配濾波算法MF迫零塊均衡算法ZF-BLE

最小均方誤差塊均衡算法MMSE-BLE非線性檢測(cè)算法

迫零反饋算法ZF-DF

最小均方誤差反饋算法MMSE-DF12聯(lián)合檢測(cè)的效果減少多址干擾和多徑干擾，提高系統(tǒng)容量提高小區(qū)覆蓋，改善業(yè)務(wù)質(zhì)量降低UE的發(fā)射功率，提高待機(jī)及通話時(shí)間克服CDMA特有的“遠(yuǎn)近效應(yīng)”，降低對(duì)功率控制的要求13聯(lián)合檢測(cè)技術(shù)的后續(xù)發(fā)展更快加快計(jì)算速度，支持更多用戶(hù)數(shù)，提高系統(tǒng)容量更準(zhǔn)改進(jìn)算法，支持對(duì)同頻小區(qū)間用戶(hù)的聯(lián)合檢測(cè)，進(jìn)一步降低干擾改進(jìn)信道估計(jì)方法，盡量避免由于信道估計(jì)不準(zhǔn)確影響干擾消除效果14目錄1.聯(lián)合檢測(cè)（JointDetection）2.智能天線（SmartAntenna）3.上行同步（UplinkSynchronization）4.軟件無(wú)線電（SoftDefinedRadio）5.TD-SCDMA無(wú)線資源管理5.1動(dòng)態(tài)信道分配（DynamicChannelAllocation）5.2功率控制（PowerControl）5.3接力切換（BatonHandover）15智能天線的設(shè)計(jì)思想16智能天線系統(tǒng)的組成天線陣列圓陣或線陣收發(fā)信機(jī)一個(gè)陣元一套射頻收發(fā)單元智能天線算法合分路器W1PAW1PAW1PAS(t)17智能天線算法基本原理18智能天線的效果對(duì)用戶(hù)起到空間隔離，消除干擾的作用最大化對(duì)期望用戶(hù)的能量最小化對(duì)其他用戶(hù)的干擾陣列天線和賦型算法可以提供15dB以上的增益，從而增加覆蓋范圍，減少站點(diǎn)數(shù)量減少發(fā)射功率，延長(zhǎng)移動(dòng)臺(tái)通話和待機(jī)時(shí)間提高信號(hào)接收質(zhì)量，增加系統(tǒng)容量智能天線的發(fā)射增益比接收增益大（仿真結(jié)果大約相差2-3dB），對(duì)于下行流量較大的非對(duì)稱(chēng)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)非常適合19智能天線的后續(xù)發(fā)展開(kāi)發(fā)雙極化智能天線，減小天線尺寸和重量采用光纖射頻拉遠(yuǎn)單元（RRU），以光纖代替饋線，進(jìn)一步降低天饋成本20目錄1.聯(lián)合檢測(cè)（JointDetection）2.智能天線（SmartAntenna）3.上行同步（UplinkSynchronization）4.軟件無(wú)線電（SoftDefinedRadio）5.TD-SCDMA無(wú)線資源管理5.1動(dòng)態(tài)信道分配（DynamicChannelAllocation）5.2功率控制（PowerControl）5.3接力切換（BatonHandover）21上行同步的基本概念22上行同步的目的減小同時(shí)隙內(nèi)用戶(hù)間的上行多址干擾和多徑干擾，增加小區(qū)容量和小區(qū)半徑

Cch4,0=(1,1,1,1)Cch4,1=(1,1,-1,-1)1,1,-1,-11,1,-1,-1Cch4,2=(1,-1,1,-1)Cch4,3=(1,-1,-1,1)1,-1,-1,11,-1,-1,1使TD-SCDMA具有區(qū)別于cdma2000和WCDMA的專(zhuān)利，具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)SF=4理想無(wú)時(shí)延延時(shí)1chip23上行同步建立終端選擇SYNC-UL,以估算的時(shí)間和功率發(fā)送調(diào)整定時(shí)和功率，發(fā)送隨機(jī)接入請(qǐng)求基站檢測(cè)到SYNC-UL，并回送定時(shí)和功率調(diào)整發(fā)送隨機(jī)接入響應(yīng)，進(jìn)行后續(xù)的信令接續(xù)UpPCH(UpPTS)FPACHFRACH(RACH)SCCPCH(FACH)UENodeB24上行同步保持業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)MidambleSSGPSSBitsSS命令含義00“Down”減少k/8個(gè)同步偏移11“Up”增加k/8個(gè)同步偏移01“Donothing”保持不變25目錄1.聯(lián)合檢測(cè)（JointDetection）2.智能天線（SmartAntenna）3.上行同步（UplinkSynchronization）4.軟件無(wú)線電（SoftDefinedRadio）5.TD-SCDMA無(wú)線資源管理5.1動(dòng)態(tài)信道分配（DynamicChannelAllocation）5.2功率控制（PowerControl）5.3接力切換（BatonHandover）26軟件無(wú)線電（SDR）的由來(lái)解決多制式系統(tǒng)的“互通性”多種移動(dòng)通信系統(tǒng)，各國(guó)制式、頻率各不相同，不能互通、兼容，對(duì)于跨國(guó)漫游的人們帶來(lái)了極大的不便減少技術(shù)演變過(guò)程中的投資浪費(fèi)技術(shù)的演進(jìn)需要更換硬件，極大地增加了設(shè)備投資的成本，基站要全部更換27軟件無(wú)線電（SDR）的設(shè)計(jì)思想盡可能以軟件（算法）實(shí)現(xiàn)射頻硬件部分的功能構(gòu)造一個(gè)具有開(kāi)放性、標(biāo)準(zhǔn)化、模塊化的通用硬件平臺(tái)

各種功能，如工作頻率、調(diào)制解調(diào)類(lèi)型、數(shù)據(jù)格式、加密模式、通信協(xié)議等用軟件來(lái)完成

使A/D和D/A轉(zhuǎn)換器的工作頻率盡可能靠近射頻工作頻段新一代無(wú)線通信系統(tǒng)具有高度靈活性、開(kāi)放性28軟件無(wú)線電（SDR）實(shí)現(xiàn)模型模擬前端寬帶A/D數(shù)字下變頻器高速DSP處理器寬帶D/A數(shù)字上變頻器29軟件無(wú)線電（SDR）實(shí)現(xiàn)的難度高速數(shù)字信號(hào)采用技術(shù)根據(jù)“奈奎斯特第一定律”，要想無(wú)失真地傳遞某一頻率的信號(hào)，需要以不低于該信號(hào)最高頻率2倍的采樣頻率進(jìn)行采樣目前能夠?qū)崿F(xiàn)中頻采樣（100MHz），射頻前端采用模擬技術(shù)實(shí)現(xiàn)隨著技術(shù)的發(fā)展，采樣點(diǎn)逐漸向射頻前端推進(jìn)，最終達(dá)到射頻部分完全數(shù)字化的目標(biāo)30采用軟件無(wú)線電后的效果多種通信制式的設(shè)備共享硬件平臺(tái)，節(jié)省機(jī)房，降低投資技術(shù)演進(jìn)時(shí)只需要進(jìn)行軟件升級(jí)，新技術(shù)、新制式網(wǎng)絡(luò)建設(shè)速度大大加快313233目錄1.聯(lián)合檢測(cè)（JointDetection）2.智能天線（SmartAntenna）3.上行同步（UplinkSynchronization）4.軟件無(wú)線電（SoftDefinedRadio）5.TD-SCDMA無(wú)線資源管理5.1動(dòng)態(tài)信道分配（DynamicChannelAllocation）5.2功率控制（PowerControl）5.3接力切換（BatonHandover）3435RRM的主要任務(wù)為了保證ＣＮ所請(qǐng)求的ＱＯＳ，需要將ＱＯＳ映射成接入層的一些特性，從而利用接入層的資源為本條連接服務(wù)－－通信配置在保證ＣＮ所請(qǐng)求的ＱＯＳ的前提下，使用戶(hù)的發(fā)射功率最小，從而減少該ＵＥ對(duì)于整個(gè)系統(tǒng)的干擾，提高系統(tǒng)的容量和覆蓋－－功率控制確保ＵＥ移動(dòng)到其他小區(qū)（系統(tǒng)）后，能夠繼續(xù)得到服務(wù)，以保證ＱＯＳ－－切換控制

貫穿整個(gè)ＲＲＭ過(guò)程的主線：保證ＱＯＳ，節(jié)約功率，減小干擾36ＲＲＭ的基本流程ＳＴＥＰ１：上層發(fā)送測(cè)量控制命令ＳＴＥＰ２：開(kāi)始測(cè)量測(cè)量的執(zhí)行者：ＵＥ，ＮＯＤＥＢ，ＲＮＣＳＴＥＰ３：生成測(cè)量報(bào)告ＳＴＥＰ４：通過(guò)算法進(jìn)行判決，決策ＳＴＥＰ５：資源的控制和執(zhí)行

37目錄1.聯(lián)合檢測(cè)（JointDetection）2.智能天線（SmartAntenna）3.上行同步（UplinkSynchronization）4.軟件無(wú)線電（SoftDefinedRadio）5.TD-SCDMA無(wú)線資源管理5.1動(dòng)態(tài)信道分配（DynamicChannelAllocation）5.2功率控制（PowerControl）5.3接力切換（BatonHandover）38ＣＮ所請(qǐng)求信道資源的ＱＯＳ特性業(yè)務(wù)類(lèi)型（ＴＲＡＦＦＩＣＣＬＡＳＳＥＳ）

會(huì)話類(lèi)業(yè)務(wù)（ＣＯＮＶＥＲＳＴＡＴＩＯＮＡＬ）流類(lèi)業(yè)務(wù)（ＳＴＲＥＡＭＩＮＧ）交互類(lèi)業(yè)務(wù)（ＩＮＴＥＲＡＣＴＩＶＥ）背景類(lèi)業(yè)務(wù)（ＢＡＣＫＧＲＯＵＮＤ）質(zhì)量要求（ＢＬＥＲ）速率要求：ＶＩＰ用戶(hù)和普通用戶(hù)可以不相同39404142慢速和快速ＤＣＡＳＬＯＷＤＣＡ：小區(qū)載頻優(yōu)先級(jí)動(dòng)態(tài)調(diào)整，載頻上下行時(shí)隙分配與調(diào)整，各時(shí)隙優(yōu)先級(jí)的動(dòng)態(tài)調(diào)整

一般情況下，主載波優(yōu)先級(jí)最高時(shí)隙優(yōu)先級(jí)有兩種設(shè)置方式：ＴＳ２，ＴＳ５＞ＴＳ３，ＴＳ６＞ＴＳ１，ＴＳ４適用于建網(wǎng)初期，容量小的場(chǎng)景各時(shí)隙按照負(fù)荷均衡的原則分配業(yè)務(wù)，試用于容量大的場(chǎng)景ＦＡＳＴＤＣＡ：針對(duì)每個(gè)ＵＥ的通信資源的分配，主要是載頻，時(shí)隙，信道碼資源與ＭＩＤＡＭＢＬＥ碼資源的分配管理43目錄1.聯(lián)合檢測(cè)（JointDetection）2.智能天線（SmartAntenna）3.上行同步（UplinkSynchronization）4.軟件無(wú)線電（SoftDefinedRadio）5.TD-SCDMA無(wú)線資源管理5.1動(dòng)態(tài)信道分配（DynamicChannelAllocation）5.2功率控制（PowerControl）5.3接力切換（BatonHandover）44功控的目的克服遠(yuǎn)近效應(yīng)克服陰影衰落和快衰落降低網(wǎng)絡(luò)干擾，提高業(yè)務(wù)質(zhì)量提高系統(tǒng)容量45464748功率控制的類(lèi)型開(kāi)環(huán)功率控制：用于初始接入過(guò)程閉環(huán)功率控制：用于業(yè)務(wù)進(jìn)行過(guò)程上行，下行內(nèi)環(huán)功率控制上行，下行外環(huán)功率控制4950開(kāi)環(huán)功率控制測(cè)量導(dǎo)頻信道功率RACHUE通過(guò)測(cè)量導(dǎo)頻信道的接受功率，計(jì)算上行初始發(fā)射功率TD-SCDMA采用TDD方式，上行、下行頻率相同，因此對(duì)于上行初始功率的估計(jì)更準(zhǔn)確，開(kāi)環(huán)功率控制效果好于FDD方式51閉環(huán)功率控制——上行內(nèi)環(huán)功率控制設(shè)置SIRtar上行信號(hào)發(fā)送TPC200次/秒測(cè)量信號(hào)-干擾比SIR，并與SIR目標(biāo)值相比較NodeB控制UE的發(fā)射功率SIRmea>SIRtarTPC=00SIRmea<SIRtarTPC=11SIRmea=SIRtarTPC=0052閉環(huán)功率控制——下行內(nèi)環(huán)功率控制下行信號(hào)發(fā)送TPC200次/秒U(xiǎn)E控制NodeB的發(fā)射功率UE的L3軟件模塊設(shè)置SIRtarL1測(cè)量信號(hào)-干擾比SIR，并與SIR目標(biāo)值進(jìn)行比較5354閉環(huán)功率控制——上行外環(huán)功率控制內(nèi)環(huán)功控RNC通過(guò)功率調(diào)整SIRtar，間接控制UE的發(fā)射功率BLERmea>BLERtarSIRtar上升BLERmea<BLERtarBLERmea=BLERtar設(shè)置BLERtarRNC設(shè)置SIRtar上行信號(hào)SIRtar下降Donothing測(cè)量接收信號(hào)的BLER,并與BLERtar相比較55閉環(huán)功率控制——下行外環(huán)功率控制內(nèi)環(huán)功控UE通過(guò)動(dòng)態(tài)調(diào)整SIRtar,間接控制NodeB的發(fā)射功率UE的L3軟件模塊測(cè)量接收信號(hào)的BLER，并與BLERtar相比較56目錄1.