2 TD-SCDMA 关键技术介绍
第三代移动通信TD-SCDMA系统主要技术简介
3. 第三代移动通信TD－SCDMA系统主要设备和技术介绍.1 TD－SCDMA标准的提出与形成.2 TD－SCDMA系统概述.2.1 TD-SCDMA系统主要技术性能概括地讲，TD－SCDMA系统的主要技术性能有：1. 工作频率： 2010～2025MHz2. 载波带宽： 1.6MHz3. 占用带宽： 5MHz (容纳三个载波，即1.6MHz×3)4. 每载波码片速率： 1.28Mcps5. 扩频方式： DS , SF=1/2/4/8/166. 调制方式： QPSK7. 帧结构：超帧720ms, 无线帧10ms8. 子帧： 5ms9. 时隙数： 710. 支持的业务种类：* 高质量的话音通信* 电路交换数据 (与当前GSM网络9.6Kbps兼容)* 分组交换数据（9.6~384Kbps，以后达到2Mbps）* 多媒体业务* 短消息11. 每载波支持对称业务容量：每时隙话音信道数：16 （8Kbps话音，双向信道，同时工作；也可以用两个信道支持13Kbps话音)每载波话音信道数：16×3＝48 （对称业务）频谱利用率： 25Erl./MHz12. 每载波支持非对称业务容量：每时隙总传输速率：281.6Kbps (数据业务)每载波总传输速率：1.971Mbps频谱利用率： 1.232Mbps/MHz13. 基站覆盖范围：在人口密集市区： 3~5Km (根据电波传播环境条件决定)在城市郊区；适当调整时隙结构可达到10～20Km (与FDD制式相同)14. 通信终端移动速度：基于智能天线和联合检测的高性能数字信号处理技术，经过仿真，通信终端的移动速度可以达到250km/h。
15.具有良好的系统兼容性:* 支持与GSM/MAP、CDMA/IS-41核心网的连接* 支持与GSM系统间的切换及漫游* 具有与WCDMA(FDD 或TDD)相同的高层信令及网络结构* 支持核心网向全IP方向发展3.2.2 TD－SCDMA主要技术特点及优势根据ITM－2000的技术规范，为满足ITU规定的第三代移动通信的基本要求我们在TD－SCDMA系统中使用了许多国际上最新的先进技术，达到最大的系统容量、最高的频谱利用率、最强的抗干扰能力和最好的性能价格比，以适应以后发展的非对称数据业务、宽带多媒体和话音业务的需要。
2TD-LTE原理及关键技术
后面两页只介绍下“扁平网络”,其他三个技术(频分多址、MIMO、ICIC)在第二章有详从上表中可以看到，宽带无线接入和宽带移动通信系统的基本传输和多址技术趋于一致，均基于OFDM技术。
LTE在上行采用了SC-FDMA以降低信号峰平比（PAPR），但其主要实现方式为离散傅立叶变换扩展OFDM（DFT-S-OFDM）技术。
IEEE802.20采用基于调度或跳频的OFDMA，同时在上行采用半正交OFDMA以提高系统容量。
在参数设计方面，IEEE802.20采用了最小的子载波间隔9.6kHz，有利于得到较高的频谱效率。
LTE出于对高移动性的考虑，采用了最大的子载波间隔（15kHz）。
IEEE802.16e子载波间隔居中（11.16kHz）。
为了实现很小的传输延迟，LTE和MBFDD/MBTDD都采用了很小的子帧长度（0.911～1ms），相对而言，802.16e子帧长度较大。
LTE和IEEE802.20都采用长、短两种CP，其中短CP用于正常小区大小的单播业务，长CP用于MBSFN或超大小区。
IEEE802.16e采用4中可选的CP长度。
从资源分配的角度上说，LTE和IEEE802.16e支持集中式（Localized）和分布式（Distributed）子载波分配方式。
IEEE802.20支持频域调度和跳频方式。
在调制技术方面，3种技术均采用QPSK、16QAM和64QAM，IEEE802.16e还支持BPSK调制，IEEE802.20还在上行考虑了可以获得低PAPR的8PSK调制。
在多天线技术方面，3个标准均采用了基于预编码的空间复用、SDMA（空分多址）及开环发射分集技术。
所不同的是，LTE只在下行支持单用户的多流空间复用，上行仅采用多用户MIMO。
另外，LTE还采用了下行波束赋形技术，IEEE802.16e 则采用了类似的自适应天线系统。
在链路自适应技术方面，3种技术均采用了频域调度、自适应调制编码（AMC）、HARQ和功率控制。
现代通信技术必背知识点
1、移动通信作为无线通信的一种，指利用无线频段使处于移动状态中的用户与对方实时进行信息交换。
2、移动通信特点①移动终端机动性好，要求高。
②无线电波传播模式复杂，干扰较严重。
③入网方式和信令形式较复杂。
3、大区制通常只设一个BS负责服务区内的移动通信。
大区制有一个至数个无线频道，用户几十至几百个。
该体制网络结构简单，所需频道数少，不需交换设备，投资少，见效快，适合用户数较少的区域4、小区制整个服务区域分为若干小区，各小区分别设置一个BS，负责本小区移动通信。
如下图所示。
同时，在移动交换中心统一控制下，实现小区间移动用户通信的转接以及与PSTN的互通。
6、GSM以“FDMA+TDMA”方式实现多用户通信，容量较模拟移动通信显著提高。
TDMA把每个频道分成8个时隙，每一时隙为一个信道，信道总数8×125=1000个，实际可用信道数992个。
7、基于CDMA的移动通信系统涉及扩频、多址接入、蜂窝组网、频率复用等技术，是包括频域、时域和码域三维信号处理的一种协作，具有抗干扰性好，抗多径衰落，安全性高，同频率可在多个小区重复使用，容量和质量可权衡取舍等特性。
4）3G关键技术①多用户检测技术。
②Rake多径分集接收技术。
③功率控制技术。
④高效的信道编/解码技术。
3.TD-SCDMATD-SCDMA由中国信息产业部电信科学技术研究院和德国西门子公司合作开发。
2000年5月5日，世界无线电行政大会正式接纳TD-SCDMA为国际承认的3G标准，与WCDMA、CDMA2000并列成为三大主流3G标准。
它是中国通信史上第一个具有自主知识产权的国际通信标准，具有里程碑式意义。
2）TD-SCDMA关键技术（1）联合检测技术（2）智能天线（3）软件无线电SDR（4）综合采用多种多址方式TD-SCDMA使用FDMA、TDMA、CDMA和SDMA。
（5）动态信道分配（6）上行同步3）TD-SCDMA主要特点①频谱效率高；②支持多载频；③不存在“呼吸效应”及软切换；④组网灵活，频谱利用灵活、频率资源丰富；⑤与GSM组网易于实施；⑥灵活高效承载非对称数据业务。
TD-SCDMA基本原理和关键技术
CDMA扩频通信
多址技术：区分不同用户
频分多址
时分多址
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码分多址
CDMA扩频通信
系统结构
信
信源
源
编码
信道 编码
数字 调制
扩频
加扰
脉冲 成型 滤波
D/A 转换
Bit 比特
Symbol 符号
Chip 码片
信
信源
宿
解码
信道 解码
数字 解调
解扩
解扰
噪声
空中信道
脉冲 成型 滤波
A/D 转换
17
CDMA扩频通信
TD-SCDMA系统中的资源单元
一个信道就是载频/时隙/扩频码的组合，也叫一个资源单位(Resource Unit) 。 一个16位扩频码划分的信道是最基本的资源单位，即BRU。 下行信道固定SF = 1，16；上行依据业务不同，SF可取1，2，4，8，16
基本资源单元 BRU＝RUSF16
37
RU速率计算
如果扩频因子为SF=16，采用QPSK调制方式，则每码道承载的毛
速率（即BRU毛速率）为17.6kbit/s。计算公式如下：
38
附-数字调制
QPSK数字调制就是把2个连续的二进制比特映射成一个复数值的数 据符号，映射关系见下图：
39
不同RU速率
考虑到实际中存在冗余，BRU纯速率=17.6/2=8.8kbit/s
TD-SCDMA关键技术
12
TD-SCDMA关键指标
TD-SCDMA与其他两个标准主要技术指标对比
13
TD-SCDMA关键指标
业务容量指标对比
WCDMA (10M频带)
5MHz 上行 5MHz下行
TD-SCDMA技术简介-11.
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当前TD研发状况
标准： 大唐、西门子、北邮、重邮、清华、传输所、华为、三星等； RAN部分： Node B — 大唐、西门子；
RNC — 大唐、UT斯达康； CN部分： 大唐、UT斯达康； 终端部分：
① 大唐与飞利浦、三星电子联合组建公司致力于TD-SCDMA终端芯片组 和参考设计方案的核心技术研发； ② 大唐与TI、Nokia、LG、大霸、普天等联合成立上海凯明公司，进行 TD-SCDMA/ WCDMA双模终端芯片开发；
DS
QPSK 卷积码TURBO 10ms 200
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第二部分： TD-SCDMA技术
• TD-SCDMA物理层简介
• TD-SCDMA关键技术
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物理层简介
• 无线接口协议
• 帧结构
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无线接口协议层结构
层3
控
制
/
层2
测
量
层1
无线资源控制 (RRC)
DS
BPSK/QPSK 卷积码TURBO码 10ms 1500Hz
CDMA2000 1.25MHz 1.2288Mcps FDD ANSI-41 同步（GPS） 3GPP2 R0， A,B,C DS(1x)，MC （3X） BPSK/QPSK 卷积码 TURBO 5/20ms 800
TD-SCDMA 1.6MHz 1.28Mcps TDD GSM-MAP 同步 R4,R5
– 相同技术：信道编码和交织、调制(QPSK)、DCA、DTX、ODMA等等
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三种制式技术比较
项目 带宽 码片速率 双工方式 核心网 网络同步 标准进程
TD-SCDMA系统
1、 TD-SCDMA发展历程
2、TD-SCDMA基本参数
3、TD-SCDMA主要特点
4、实践活动
6
1
TD-SCDMA发展历程
TD-SCDMA的发展历程大致可以分为如下五个阶段： （1）准备阶段：从1995年到1998年6月。该阶段开始于1995年 以电信科学技术研究院李世鹤博士等为首的一批科研人员承担了 国家九五重大科技攻关项目基于SCDMA的无线本地环路（WLL
1
TD-SCDMA发展历程
2005年4月，天碁科技率先发布了支持384kbit/s数据传输的TDSCDMA和GSM双模终端的商用芯片组； 2006年3月至12月，北京、上海、青岛、保定、厦门建设TDSCDMA规模试验网； 2006年12月至2008年12月，后续试验网扩容和放号等相关工作 正按部委统一规划有序进行，全国10大城市建设了TD-SCDMA试 商用网； 2009年1月，TD-SCDMA系统正式商用。
SCDMA产业化专项测试结束。
1
TD-SCDMA发展历程
（4）产业化阶段：2000年12月至2005年4月。2000年12月TDSCDMA技术论坛成立；2002年10月，国家公布3G频谱方案，TDSCDMA获强力支持，获得155MHz频谱；2002年10月，TDSCDMA产业联盟成立；2003年6月，TD-SCDMA论坛加入3GPP
道：专用信道和用于ODMA（Opportunity Driven Multiple Access
，机会驱动的多址接入）网络的专用传输信道（ODCH）。DCH 在整个小区或小区内的某一部分使用波束赋形的天线进行发射。
2）传输信道
（2）公共信道（在这类信道中，当消息是发给某一特定的UE 时，需要有内识别信息），公共传输信道有： ① 广播信道（BCH）：广播信道是一个下行传输信道，用于 广播系统和小区的特有信息。 ② 寻呼信道（PCH）：寻呼信道是一个下行传输信道，用于 当系统不知道移动台所在的小区位置时，承载发向移动台的控制 信息。寻呼信道与PI的发射相随，支持睡眠模式。
TD—SCDMA关键技术与主要射频指标
在Ｔ Ｄ 式下 ，可 以方便地实现上／ Ｄ模 下行链路 间 的灵活切换。这一模式的突出优势是 ．在上／ 下行链
空分 （ＤＭＡ）四种 多址 接入 技术 的优势 ，全面满足 路 间的 时隙分配 可 以被一 个灵活 的转换 点改 变 ．以 Ｓ ＩＵ Ｔ 提出的Ｉ －２ ０ 要求 与ＷＣ ＭＡ、ｃ ｍａ０ ０ ＭＴ ０ ０ Ｄ ｄ ２ ０ 并 满足不 同的业 务要求。Ｔ — ＣＤ 技术 ，通过灵活 Ｄ Ｓ ＭＡ 称为主流的３ 技术标 准。 Ｇ Ｔ － Ｃ ＭＡ的关键技术 ．如时分双 工 （Ｄ Ｄ ＳＤ Ｔ Ｄ）、 地改 变上／ 下行链路的转换点可 以实现 ３ 时代的对称 Ｇ 和非对称业务 。合适 的Ｔ —Ｓ ＤＭＡ时域操作模式可 Ｄ Ｃ
智能天线 （ ＳＡ）、联 合 检 测 （ Ｄ） 、上 行 同 步 自行解 决所有 对称和 非对称业 务 以及 任何 混合业务 Ｊ
下行链路 资源分配问题。每个子帧有两个上下 （ ＳＣ）换 的上／ （Ｈ Ｂ Ｏ），可使系统容量、性能有很大提 升。此外 ， 行转换点Ｓ ，第一个 转换 点固定在Ｄ Ｔ 结束处 ， Ｐ ＷＰ ｓ
户业务 ．Ｔ －Ｓ Ｄ Ｄ Ｃ ＭＡ采用Ｔ Ｄ Ｄ 方式 ．可 以通过 调整 稳定能力 ．有时也用频率稳定性 （ｒｑｅｃ ｓ ｂｌｙ Ｆ ｕｎｙ ｔ ｉｔ ） ｅ ａ ｉ 业务切 换点来 进一步提 高容量 ．对 无线电频率 利用 表 示 。 较 为 灵活 ．使 其 无 线 电频 率 利 用率 得 到 进一 步 提 升。
、
（） ２ 最大 输 出功率 （ Ｘ ｍＵｍ Ｕ Ｐ Ｍａ ｉ Ｏ ｔ Ｕｔ
定 义 ：在指 定参 考条 件下 ．在 天线接 口处 一个
ＴＤ—Ｓ ＣＤＭＡ的 无线 电 频 率利 用 率 高 ．可 较 ｐ ｗｅ ， ｏ ｒ Ｐｍａ ｘ）
TD-SCDMA系统演进和关键技术
！ 核心网： Ｐ６ Ｉ 全Ｉ ＋ Ｓ ｖ Ｍ ！ Ｍ Ｍ Ｐ —ｏＰ ｅ ｅ ：线 ！键 术ＡＣ ＨＲ Ｆ 、 能 业务扩展：Ｂ Ｓ ｅｒｔ－ｅｒ 天技 关 Ｍ、ＡＱ Ｐ 智 ： Ｓ
！ 融合的全Ｉ ６ Ｐ网 ｖ ！ 环境： 无线泛在服务 ： 组网方式 自适应布置和重配置
Ｉ网络 拓 扑 结 构 ：自 适 应 灵 活 Ｉ布置 的无线泛在网络 Ｉ极限速 率 ：Ｏ ｉ ｓ ｌ ｂ ／ １０ Ｍｂｔ ￣ ｉ ｓ ／ Ｇｔ
２ 第 二 阶 段
ＴＤ—ＳＣＤ Ｍ Ａ 演 进 过 程 如 图 ｌ所 示 。 演 进 过 程 大 体 分 为 ４个 阶 段 ， 每 个 阶 段 又 分 不 同 层 次 ： 分 别 是 单 载 波 ＴＤ— ＣＤＭ Ａ Ｓ 系 统 、 多 载 波 ＴＤ—Ｓ ＣＤＭ Ａ 系 统 、 单 载 波 ＨＳ ＰＡ 系 统 、 多 载 波 ＨＳ Ｐ 系 统 、单 载 ｘ ｘ Ａ 波 ＬＴ 系 统 、 多 载 波 ＬＴＥ 系 统 和 ＴＤＤ 未 Ｅ
２． 单 载 波 技 术 １
ＨＳｘ ＰＡ 可 在 现 有 ＴＤ—Ｓ ＣＤＭ Ａ 网 络 的 基 础 上 进 行 演 进 ， 在 无 线 接 入 网 络 侧 进 行 相 应 的 修 改 ， 使 得 下 行 传 输 速 率 从 ３ ４ ｋ ｉ ｓ 升 到 每 载 波 ２８ Ｍ ｂ ｔｓ 网 络 ８ ｂｔ 提 ／ ． ｉ ， ／ 架 构 及 核 心 网 络 保 持 不 变 。 Ｈ Ｓｘ ＰＡ 可 以 为 运 营 商 拓 展 更 广 阔 的 空 间 ， 为 数 据 业 务 最 终 超过 语 音 业 务 奠 定 技 术 基 础 。
１ 第 一 阶 段
第 一 阶 段 主 要 包 括 单 载 波 和 多 载 波 的 ＴＤ—Ｓ ＣＤＭＡ 系统 ，采 用 的 关键 技 术 有 ＣＤＭＡ 、上 行 同 步 、智 能 天 线 、联 合 检 测
TD-SCDMA的关键技术及无线网络规划特点
效利用智能天线技术， 从而从空间上抑制干扰和噪声， 在链路预算
上带来赋形增益以达到改善系统覆盖和容量等各方面的效果。 智能天线的基本思想是天线以多个高增益窄波束动态地跟 踪多个期望用户。在接收模式下． 来自窄波束之外的信号被抑
制： 在发射模式下， 能使期望用户接收的信号功率最大， 同时使
Ｔ ．Ｃ ＭＡ 系统 规 模 实 验 网络 得 到 的测 试 结 果 ， 能 制 定 更合 理 的 无 线 网 络 规 划 方 案 ， 障 快 速 ＤＳ Ｄ 才 保
稳 定 的无 线 网络 建 设 。
１ 引 言
Ｔ ． Ｄ Ａ综合了 Ｆ Ｍ Ｔ Ｍ Ｃ Ｍ ＤＳ Ｍ Ｃ Ｄ Ａ、Ｄ Ａ、Ｄ Ａ和 Ｔ Ｄ模式下的 Ｄ
了保证 Ｔ ． Ｄ Ａ独立组网时无线网络的稳健性和可持续发 ＤＳ Ｍ Ｃ
展， 需要根据 Ｔ ． Ｄ Ａ技术的实际情况， ＤＳ Ｍ Ｃ 针对其技术本身的 特点和设备现状， 分析无线网络规划的特点和必须考虑的问题。
智能天பைடு நூலகம் 、 联合检测和动态信道分配等先进技术， 期望提供业务 和无线资源的最佳适配．提高频谱效率以建立一个具有高频谱 效率和高经济效益的先进移动通信系统。在 目前 国家提倡增
对语音业务来说 ， 需要的是上下行对称切换点分配， 因此， 全网 可以采用上下行时隙为３ 的对称切换点分配方式进行组网。 ： ３ 随着网络的发展， 会出现数据业务需求量迅速增加的区域。 目 前在上下行时隙比例为 ３ 的对称切换点分配方式下，如果 ： ３ 要实现３４ ｂ／数据业务， ８ ｉ ｋｔ ｓ 需要占用 ３ 个时隙内的所有资源单 元， 而不能实现其他业务功能。 因此为了在数据业务需求较高的 地区有效地实现高速数据业务， 应考虑在该区域内使用非对称
TD-SCDMA基本原理和关键技术
智能天线
TDD双工
TDD双工方式： 上下行信道使用相同频率，利于智能天线的实现 便于提供非对称业务 不需要对称的频率资源
D U U U D D D
DATANG MOBILE COMMUNICATIONS EQUIPMENT CO.,LTD.
TD-SCDMA技术特点
TD-SCDMA技术特点
智能天线
TDD双工
5ms子帧
联合检测
联合检测： 有效降低多用户干扰 和智能天线联合使用，大大提升了系统容量
Power
联合检测计算量随用户数量成非线性迅速增长
DATANG MOBILE COMMUNICATIONS EQUIPMENT CO.,LTD.
44
Subframe #1
Subframe #2
Subframe #1
Subframe #2
Radio frame #i
DATANG MOBILE COMMUNICATIONS EQUIPMENT CO.,LTD.
Radio frame #i+1
扩频与调制
OVSF码 经过信道 编码和交 织的数据 流 扰码
(864Chips)
DATANG MOBILE COMMUNICATIONS EQUIPMENT CO.,LTD.
物理层时隙结构（1）
GP (32chips)
SYNC_DL(64chips)
75 s 96chips
DwPTS
用于下行同步和小区初搜； 32个不同的SYNC_DL码，每个小区用1个SYNC_DL码，由网络规划确定； 对SYNC_DL码（DwPCH）不进行扩频、加扰操作；
在TD-SCDMA系统中，TS0可认为是特殊时隙 P-CCPCH（BCH）必须分配在TS0； 对TS0上的信道不进行功率控制； TS0上的信道进行全小区覆盖，除了FACH信道外不进行波束赋形。
TD-SCDMA系统关键技术
ＳｃＩ ＥＮ ＧＥ ＆ ＴＥ ＣＨ № ＬＯＧＹ ｌ ＮＦ ＯＲＭＡＴｉ ＯＮ
高 新 技 术
Ｔ Ｄ—Ｓ ＣＤ ＭＡ 系统 关键 技术
鞠 凤 伟 （ 朝 阳移 动分公 司 辽 宁朝 阳 １ ２ ２ ０ ０ ０）
摘 要： 本文作 者通过 学 习有关Ｔ Ｄ － Ｓ Ｃ Ｄ Ｍ Ａ 系统知识 ， 针对Ｔ Ｄ － Ｓ Ｃ Ｄ Ｍ Ａ系统 的特 点 ， 以 自己的深 刘理解详细 分析 了Ｔ Ｄ — Ｓ Ｃ Ｄ Ｍ Ａ ￣ ． ， 须使 用的 关键 技 术 ， 其 中主 要 包括 Ｔ ＤＤ． 智能天线， 动态 信道 分 配 ， 联合检测 ． 功 率控 制 ． 接 力切 换 六 大技 术 。 关键词 ： 智能天线 联合检洲 Ｔ Ｄ Ｄ 中 图分 类 号 ： Ｔ Ｎ ９ １ １ 文献标识码 ： Ａ 文 章 编号 ： １ ６ ７ ２ － ３ ７ ９ １ （ ２ ０ １ ３ ） ０ ６ （ ｅ ） －０ ０ ０ １ －０ ２ 移 动通 信的发 展 已经经历 了两代 ， 其 系 统 ， 采 用Ｆ Ｄ Ｍ Ａ多址 方 式 。 第 二 代 移 动通 Ｄ ＭＡ＋ Ｔ ＤＭＡ多址 方式 ， 第三 代 移 动通 信 统 是 正 在 全 世 界 营 运 的 主 要 移 动 通 信 系 Ｆ 统。 现在 ， 移 动 通 信 系统 又 进 入 了 一 个新 的
智能天线、 联 合检 测 、 软 件 无 线 电 等 无线 通 足 。
降低成本 。
信 中 的先 进 技术 ， 解 决 了这些 技 术应 用 中 的
如 果采 用 ＣＤ ＭＡ， ５ 个 组分 别 使 用不 同
３ ． ２ 智能天 线技 术
智 能 天 线 技 术 简 单 的 归纳 一 下 就 是 利 用ＴＤ － Ｓ Ｃ Ｄ ＭＡ上 下行 同频 的特 点 ， 上 下行 方向（ Ｄ ＯＡ） 估计 出用户所在的方 向， 使 得 天 线 的 能 量仅 指 向小 区 内处 于 激 活 状态 的
TD-SCDMA关键技术浅析-联合检测
频 域传 送 不 同用 户 的数 据 ，使 整个 系 统 的容 量大 幅 度地 提 高 。若 要 提高
系统 容量 就 要 降低 系统 的干 扰 ，从 码 的 正交 性 角度 来 说 ，只 要找 到 符合 要
求 的正交 码 ，再 通 过扩 频技 术 使不 同用户 间保 持正 交 关系 就 能 降低 干扰 。 但 实 际的Ｔ Ｄ Ｄ 模式 中 由于无 线信 道 的时变 性 以及 多径 效 应等 ，使 同一 个用 户 信 号 经过不 同路径而 形 成的 符号 间 多径干 扰 （ Ｓ ） ，而不 同用 户之 间存 在 ＩＩ
ｘ 是要解 调 的用 户信 息 ，所 以，关键 是 求Ａ 阵 ，要想 求解Ａ 阵 ，必须 先 了 矩 矩 解 Ａ 阵 和哪 些 因 素有 关 。我 们 知道 用户 发 射 的数 据 符号 序 列ｄ 矩 ，要经 过扩 频 码 ｃ 作 、信道 的冲击 响ｈ 响后 ，还 有 噪声ｎ 操 影 干扰 影响 ，那 么到 达接 收端
信 息
ｉ 蠢一 ｊ ＶＡＬＬＥＪ 科 学 Ｌ
ＴＤ—Ｓ ＭＡ关 键 技 术 浅 析 一 合 检 测 ＣＤ 联
钱 李
浙江 杭州 ３０５ ） １ ０ ３ （ 浙江华为通信技术有 限公司
摘
要 ： 具有 中 国自己的知 识产权 的３ 国际标 准Ｔ — Ｃ Ｍ Ｇ Ｄ Ｓ Ｄ Ａ目前 已经 大规模 的进入 商用阶段 。Ｔ — ｃ Ｍ 能够在 国际标准 中脱颖 而出来 源于该 系统拥有 多项关键 Ｄ ｓＤ Ａ
２０年 １ ７ ０９ 月 日，工 业 和信 息化 产 业部 分 别为 中 国移 动 、 中国联 通 和 中 国 电信发放 ３牌 照 ，标 志着 我 国正式进 入３ 时代 ，并 大规模 进入 商用 阶段 。 Ｇ Ｇ Ｔ－ＣＭ 标准 的提 出与其 他两 种制 式具 有明显 的技 术上 的优势 ，表 现在 频谱 ＤＳＤ Ａ 资源利 用率 高、系 统容 量大 、抗干 扰能 力强 、上下 行 时隙分配 灵活 等各 个方 面 ，此 外Ｔ～ ＣＭ系 统还 比较适 合在 为人 口密集 地 区提供 较大 的话 务量 、吞 ＤＳＤＡ 吐量 以及多媒 体业 务。这 些突 出优势源 于 该系统 实现 了多种 关键 技术 。 联合 检测 ：
TD_SCDMA关键技术
接力切换—— 切换概念（软切换流程）
Node B active 无线链路业务连接
UE
Node B monitored
RNC
UE搜索本小区和邻 小区中所有基站 测量报告 切换判决 无线链路同步建立 建立无线链路业务连接 激活集更新指令 激活集更新完毕 停止发射和接 收信号 删除无线链路
接力切换—— 切换概念（接力切换）
理论上，联合检测和智能天线相结合技术，可以完全 抵消MAI的影响，大大提高系统的抗干扰能力和容量
上行同步
定义
☺ 上行链路各终端信号在基 站解调器完全同步 码道1 码道2
优点
☺ ☺ ☺ ☺ CDMA码道正交， 降低码道间干扰， 提高CDMA容量 简化硬件，降低成本
码道N
基站解调器
t
上行同步
☺ 扩频码c已知 ☺ 信道脉冲响应h可以利用突发结构中的训练序列midamble求解 出
Data
Midamble
Data
GP
Data
Midamble
Data
GP
ห้องสมุดไป่ตู้
联合检测
联合检测技术：迫零算法(ZF)、最小均方差算法 (MMSE)、使用反馈后的迫零算法和最小均方差算法 联合检测的优点：降低干扰，扩大容量，降低功控要 求，削弱远近效应 联合检测的缺点：大大增加系统复杂度、增加系统处 理时延、需要要消耗一定的资源
联合检测—— 多用户检测
联合检测（Joint Detection，JD）技术是在多用户检测 （Multi-User Detection，MUD）技术基础上提出 多用户检测的基本原理
☺ a)多址干扰是由扩频码的结构带来的，是伪随机信号存在一定的 结构性规律，彼此不独立。 ☺ b)扩频码有严格的数学描述规律，各码组之间的互相关函数都是 已知的。 ☺ c)基于上述a，b，从理论上讲，利用多址干扰规律，在解调某一 用户信号时，把其它用户信号都视为有用信号。
TD-SCDMA培训资料
TD-SCDMA培训资料TDSCDMA 培训资料一、TDSCDMA 简介TDSCDMA 是 Time DivisionSynchronous Code Division Multiple Access 的缩写，即时分同步码分多址接入技术。
它是我国提出的具有自主知识产权的第三代移动通信（3G）标准之一。
TDSCDMA 相对于其他 3G 标准，具有独特的技术特点和优势。
例如，它采用了时分双工（TDD）模式，能够灵活地分配上下行时隙，更好地适应非对称业务的需求；同时，其智能天线技术能够有效地提高频谱利用率和系统容量，降低干扰。
二、TDSCDMA 关键技术（一）智能天线技术智能天线通过多个天线阵元组成的天线阵列，能够根据信号的到达方向自适应地调整波束方向和形状，从而增强有用信号，抑制干扰信号。
这大大提高了系统的性能和容量。
（二）联合检测技术联合检测技术可以有效地消除多址干扰和码间干扰，提高系统的性能和容量。
它通过对多个用户的信号进行联合检测和处理，提高了接收信号的质量。
（三）接力切换技术接力切换是一种介于硬切换和软切换之间的切换技术。
它能够在不中断业务的情况下，快速、准确地完成切换，减少了切换过程中的掉话率和中断时间。
（四）动态信道分配技术TDSCDMA 采用动态信道分配技术，能够根据用户的业务需求和信道质量，实时地分配信道资源，提高频谱利用率和系统容量。
三、TDSCDMA 网络架构TDSCDMA 网络主要由核心网（CN）、无线接入网（RAN）和用户设备（UE）三部分组成。
核心网负责处理语音、数据和多媒体等业务的交换和控制。
无线接入网由基站（Node B）和无线网络控制器（RNC）组成。
基站负责与用户设备进行无线通信，无线网络控制器则负责对基站进行控制和管理。
用户设备包括手机、数据卡等终端设备，用于用户接入网络并使用各种业务。
四、TDSCDMA 频谱资源TDSCDMA 所使用的频谱资源在全球范围内得到了一定的分配和规划。
WCDMA的基本原理及关键技术(第一部分)
Satellite
Empty
Satellite
30 MHz
60 MHz
40 MHz
15 MHz
100 MHz
FDD
WCDMA+CDMA2000
TDD
TD-SCDMA
WCDMA标准演进
继承R99的所有业务和功 能；
电路域结构发生改变， 控制与承载分离MSC采用 MSC SERVER和MGW实现； 继承2G（GSM、GPRS ）的所有业务和功能； 继承R4的所有业务和 功能； 核心网引入IMS（IP 多媒体域）； 无线引入HSDPA。 RAN向IP发展，增强 的IP QOS。 无线引入HSUPA MBMS框架结构的研究
CDMA原理图
编码技术
信源编码
信源编码的目的是通过压缩编码来去掉信号源中的冗余成分，以达 到压缩码率和带宽，实现信号的有效传输；
最常用的信源编码是PCM，它采用A律波形编码。分为取样、量化 和编码三步；一路语音信号编码后的速率为64Kb/s;
移动通信中如果采用PCM编码技术，则传一路话音信号需要64K带 宽，传8路话音需要512K带宽。对于1个频点只有200KHZ带宽的 GSM系统来说，会造成频率资源的浪费，因此GSM系统中采用 GMSK编码技术，编码后的速率为13Kb/s； 第三代移动通信系统中，不仅要支持语音通信，还要支持多媒体数 据业务，因此必须采用更加先进的编码技术。在WCDMA中，采用 了自适应多速率语音编码（AMR）技术。它支持8种编码速率：12.2 、10.2、7.95、7.4、6.7、5.9、5.15和4.75Kb/s.
白发三千丈
红豆生南国
红红豆豆生生南南国国
红红豆豆生生南？国国
编码技术
卷积码
TD-SCDMA室内覆盖的关键技术及工程实施要点
３ Ｔ 室 内 覆 盖 工 程 实 施 要 点 及 解 决 方 案 Ｄ
３１ 信源方式与分布系统的综合选取 ． 室内覆盖工程中， 信源方式与分布系统的综合选取主
他手机不得不抬高发射功率， 从而导致整个室内系统的
噪声抬高。 ２４ Ｇ与 ２ ． ３ Ｇ共用室内分布系统
要是根据无线环境考虑目标话务量、 覆盖要求 、 电源要求、 机房要求 、 具体场景特点要求等因素， 最终采用既可达到 所需的覆盖要求又可合理控制成本的分布系统。 现就一般
的室内覆盖系统是 ３ Ｇ运营商吸引用户并快速盈利的一 个非常实际的问题。 本文结合工作的实际， Ｔ 对 Ｄ室内覆
盖涉及的关键问题及工程实施的难点进行了分析 ． 并给
站设 备对接收到的信号进行放大，为室内分布系统提
供信号源。
射频远端模块通过光纤将基站 的射 频部 分拉远 ． 实现 基站射频部分 与基带部 分的分离 ，使 得大容量
外界 网络的干扰 ，同时在系统服务区域话务量较高时 会增加施主基站小区的负担。直放站作为信号源接人 室内分布系统，是利用施主天线空间耦合或利用耦合 器件 直接耦合存在富余容量的基站信号，再利用直放
的要求。室内覆盖的建设可以有效解决室内的覆盖、 容
量和质量问题 ， 同时也是运营商提升品牌 ， 争夺用户的 主要手段。因此 ， 如何快速经济地在重要楼宇建设优质
在室内覆盖系统中， 可以作为信号源的有： 蜂窝基站、
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２２ 信 号外泄的控制 ．
生掉话 。２ 、ａ ｄ ３ 参数设置较高 ， 可以在 Ｗ Ｄ Ａ信号变 ＣＭ
由于 ３ Ｇ是干扰受限系统，因此减少不必要 的干扰 对提高网络容量有很重要的影响。由于各种墙体的损耗
酒店、 高级写字楼等比较大型的室内建筑。
TD—SCDMA HSDPA无线网络规划关键技术研究
Ｃ （ｈｓ ｃｍ ｉｎ Ｃ ｃａ ｂ ｉ 方式重传一次比不重传有 ４ｄ ｅｏ ｎｇ Ｂ的增
益； １ 在 ／ ２码率时 Ｉ ｉ ｒ ｅｔ ｄｎａｃ ） Ｒ（ ｃ ｍ ｎ ｌ ｅｕｄｎｙ 方式 比 Ｃ ｎ ｅ ａｒ Ｃ
好 ０ Ｂ左右．因为 Ｉ ＿ｄ ３ Ｒ方式可以传更多的校验 比特。
信道反馈处理。最后 Ｎ ｄ ｏｅ Ｂ参考反馈信息做出下行资源
分配。
快速调度算法是指将用户的无线资源调度功能从 Ｒ Ｃ下放到 Ｎ ｄ Ｎ ｏｅＢ进行． 从而降低调度的时延， 达到无线 资 源的更 有效 利用 。 目前 的调 度算 法包 括 Ｒ （ｕｄ Ｒｒ ｎ ｏ ｒ ｉ 、Ｆ ｒ ｏｉ ａｆｒ Ｍ ｘＣＩ ｏ ｎ Ｐ （ｏ ｒｏ ｌａ） ａ ／三种调度算法 ， ｂ ） ｐ ｐ ｔｎ ｉ、 其中Ｐ Ｆ
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Ｍ Ａ的实践与创新
Ｔ — ＣＤ ＳＤ Ａ 无 线 网络 规 划 关 键 技 术 研 究 Ｄ Ｓ ＭＡ Ｈ Ｐ
丁 海煜 ， 刘 佳
（ 中国移 动通 信研 究 院 北 京 １０ ５ ） ０ ０ ３
使得系统采用了更为低阶的调制方式 ，导致了小区吞吐
一
１ １
差
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删 茸 他 七
一 Ｄ 薯一 唧茸
量的下降。在室内仿真图上 ， 随着小区用户数的增加 ， 不
同调度算法的小区吞吐量呈现不同的变化趋势： ａ ／ Ｍ ＣＩ ｘ
算法小区吞吐量有所提高， Ｒ 而 Ｒ算法小区吞吐量下降，
控制、 Ｍ Ａ Ｃ控制、Ｑ 闭环反馈三个过程。Ｕ ＣＩ Ｅ在 Ｈ ． Ｃ ＳＳ Ｈ Ｉ
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5.3 接力切换 (Baton Handover)
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Page 26
目
录
1. 联合检测 (Joint Detection) 2. 智能天线 (Smart Antenna) 3. 上行同步 (Uplink Synchronization) 4. 软件无线电 (Soft Defined Radio)（省略） 5. TD-SCDMA无线资源管理
5.1 动态信道分配 (Dynamic Channel Allocation) 5.2 功率控制 (Power Control)
5.3 接力切换 (Baton Handover)
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Page 3
移动通信系统中的干扰
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上行同步保持
业务数据 Midamble SS 144chips
SS 命令 'Down'
业务数据
GP 16
SS Bits 00
含义 减小k/8 chip个同步偏移
11 01
'Up' ‘Do nothing’
多址干扰 (MAI) 多径干扰 (ISI)
扩频信号
有用信号
a
c
b
功 率
MAI
+
=
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传统接收机解调技术
能量 能量
ISI
ISI
MAI 热噪声 频率 CDMA信号在空中传输
MAI 热噪声 频率 传统接收机解调
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目
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1. 联合检测 (Joint Detection) 2. 智能天线 (Smart Antenna) 3. 上行同步 (Uplink Synchronization) 4. 软件无线电 (Soft Defined Radio) 5. TD-SCDMA无线资源管理
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智能天线的设计思想
没有智能天线的情况下， 小区间用户干扰严重
使用智能天线的情况下，小区
间用户干扰得到极大改善
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用户1 用户2 用户 数据 用户K X
K个用户 联合检测
合卷：
e1 = a11*x1 + a21*x2 e2 = a12*x1 + a22*x2 其中e1, e2, a11, a12 , a21, a22已知 求解x1 , x2 e = AX，确定性计算
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Page 6
联合检测的数学模型
甲卷：
K个用户 信道估计A
e1 = a11*x1 + a21*x2
其中e1, a11, a21已知，求解x1
接收 数据 E
乙卷： e2 = a12*x1 + a22*x2 其中e2, a12, a22已知，求解x2
此决定UE应该使用的发送功率和时间调整值，在接下来的4个子帧中的某一子
帧通过FPACH信道发送给UE。在FPACH信道中还包含UE初选的SYNC-UL码字 信息以及NodeB接收到SYNC_UL的相对时间，以区分在同一时间段内使用不同 SYNC-UL的UE，以及不同时间段内使用相同SYNC-UL的UE。UE在FPACH上接 收到这些信息控制命令后，就可得知自己的上行同步请求是否已经被系统接受 。
5.1 动态信道分配 (Dynamic Channel Allocation) 5.2 功率控制 (Power Control)
5.3 接力切换 (Baton Handover)
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智能天线概述
智能天线具有良好的赋形能力：主要表现在广播波束和业务波束的赋形
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波束赋形技术
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波束赋形实现
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波束赋形算法
下行波束赋形算法是TD-SCDMA系统智能天线的核心，主要包括多波 束形成/切换算法和自适应算法 多波束形成/切换
每个用户的信号“分别”进行扩频码匹配处理 只有在理想正交的情况下，才能完全消除多址干扰的影响
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联合检测的设计思想
能量 能量
ISI
MAI 热噪声 频率 CDMA信号在空中传输
热噪声
使用联合检测
对多个用户的信号的多径分量进行“联合”处理，充分利用用户信 号的扩频码、幅度、定时、延迟等信息，大幅度降低多径和多址干 扰
自适应算法
主要有两种：GOB 算法和 EBB 算法
GOB算法是系统预先定义了指向各个 方向的波束，在天线工作时，根据上行检 测最强信号方向，选择相应的定向波束， 通过对天线阵列中各个天线设定相应波束 形成向量，将定向波束指向目标方向。 EBB算法，根据用户的通信状态，自适 应调整用户的波束与方向；
增加k/8 chip个同步偏移 保持不变
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目
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1. 联合检测 (Joint Detection) 2. 智能天线 (Smart Antenna) 3. 上行同步 (Uplink Synchronization) 4. 软件无线电 (Soft Defined Radio)（省略） 5. TD-SCDMA无线资源管理
在下行链路上UE和系统取得同步后，由于UE和NodeB的距离关系，系统还
不能正确接收UE发送的消息。为了避免在不恰当的时间发送消息而对系统造成 干扰，UE在上行方向首先要在UpPTS时隙上发送SYNC_UL（根据SYNC-DL) 系统收到UE发送的SYNC_UL，就可得到SYNC_UL的定时和功率信息。并由
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上行同步保持
详细过程：来自用户终端的信号进行8倍的过取样，即在解调出的基带信号中， 对每个码片(Chip)等时间取8个样值（见下图），然后和此取得的样值求相关。 当相关峰未达到所需值时，再向前或向后搜寻，直至获得收到信号的同步起点 为止。这样获得此接收帧的同步起点以及它与期望的同步起点之间的距离 SS(其单位为每次取样的间隔,即l/8Chlp的整数倍)。
GOB算法
EBB算法
两种算法对比：EBB同GOB相比，当信 号多个方向传播时，EBB算法可以充分利 用多个方向的信号能量，而GOB只能选 择其中一个方向
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智能天线的优点
优点:
减少小区间和小区内干扰 降低多径干扰 降低发射功率
扩频码c已知，信道脉冲响应h可以利用突发结构中的训练序列Midamble求解
h = M*/ M M*
h
M
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联合检测的效果
减少多址干扰和多径干扰，提高系统容量 减少噪声上升，提高覆盖 克服CDMA特有的“远近效应”，降低对功率控制的要求
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智能天线算法基本原理
上行：基站根据各个阵元接收信号的相位差估计UE的方向 下行：根据UE的方向，调整各个阵元上的振幅和相位，形成指向该 UE的指向波束
Δd
eka0 ka0
...
a
eka1 ka1
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ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
上行同步建立
TD-SCDMA系统对上行同步定时有着严格要求，不同用户的数据都要以基站 的时间为基准，在预定的时刻到达NodeB。步进调整的时间精度为1/8chip， 对应的时间是0.097μs，每次调整最大变化量为1chip。
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上行同步建立流程图
UE
终端选择SYNCUL，以估算的时 间和功率发送
Node B
UpPCH （UpPTS）
FPACH PRACH（RACH） SCCPCH（FACH） 基站检测到SYNCUL，并回送定时和 功率调整