子情境一、解析TD-SCDMA物理层结构
TD-SCDMA物理层及关键技术
采用不同双工模式的无线通信系统的特点和通信效率是不同 的。TDD模式中由于上下行信道采用同样的频率，因此上 下行信道之间具有互惠性，这给TDD模式的无线通信系统 带来许多优势。比如，智能天线技术在TD-SCDMA系统中 的成功应用。 另外，由于TDD 模式下上下行信道采用相同的频率，不需要 为其分配成对频率，在无线频谱越来越宝贵的今天，相比 于FDD 系统具有更加明显的优势。
时分双工 (TDD): 易于使用非对称频段, 无需具 上行频带和下行频带相同
有特定双工间隔的成对频段 适应用户业务需求，灵活配 置时隙，优化频谱效率
DUDDDDDD
上行和下行使用同个载频， 频分双工 (FDD): 故无线传播是对称的,有利于 上行频带和下行频带分离 智能天线技术的实现 D DDDDDD 无需笨重的射频双工器，小 U 巧的基站，降低成本
汇报提纲
TD-SCDMA物理层
信道映射 时隙 扩频和调制 物理层过程
基本调制参数
码速率
载波间隔 数据调制方式 码片调制 扩频特性
1.28Mcps
1.6MHz QPSK 或 8PSK(可选项) 根升余弦 滚降系数 = 0.22 正交 Q码片/符号, 其中 Q = 2p, 0 <= p <= 4
Qk = 1
Qk = 2
Qk = 4
扩频码区分不同用户
扩频通信常用术语
扩频码的种类
扩频码
扰码
128个扰码分成32组，每组4个 扰码码组由基站使用的SYNC_DL序列确定 扰码长度为16
码分配
Code Group
Associated Codes
SYNC-DL ID SYNC-UL ID Scrambling Code ID Midamble Code ID
TD-SCDMA概述及网络结构
TD-SCDMA标准发展历程
1998年6月 30日TDSCDMA提 交到ITU 1999年12月TD1999年12月TDSCDMA开始与 SCDMA开始与 UTRA TDD在 TDD在 3GPP融合 3GPP融合 2001年3月 TD-SCDMA 写入3GPP R4系列规范 2002年10月 中国为TDD分 配155MHz频 率
信道在系统中的配置
N频点载波的定义
移动通信技术发展
第一代 80年代 模拟 第二代 90年代 数字 第三代 IMT-2000
AMPS TACS NMT 其它
数 模 拟 需求驱动 字 技 技 术 术
GSM CDMA IS95 TDMA IS-136 PDC 语 音 需求驱动 业 务 宽
带
TDSCDMA
业 CDMA 务 2000 UMTS WCDMA
R4核心网外部接口名称定义
R4核心网外部接口名称定义
无线网格子系统RAN
UTRAN网络结构
NODE B：对于用户端而言，NODE B的主要任务是实现Uu接口的物理功能； 对于网络端而言，NODE B的主要任务是通过使用为各种接口定义的协议栈来 实现Iub接口的功能通过Uu接口，NODE B可以实现TD-SCDMA无线接入物理 性道的功能，并用能把来自于传输信道的信息根据RNC的安排映射到物理信道。 RNC：一个RNC通常可以包含SRNC、DRNC和CRNC的功能，这几个概念是 从不同层次上对RNC的一种描述。SRNC和DRNC是针对一个具体的UE和 UTRAN连接中，从专用数据处理的角度进行区别的；而CRNC却是从管理整个 小区公共资源的角度出发派生的概念。 RNC的整个功能可以分为两部分；UTRAN无线资源管理和控制功能。RRM是 一系列算法的集合，主要用于保持无线传播路径的稳定性和无线资源连接的 QoS，采用的方法是高效共享和管理无线资源。UTRAN控制功能包含了所有和 RB建立、保持和释放相关的功能，这些功能能够支持RRM算法。 CRNC把NODE B看成两个实体：公共传输和基站通信内容集合体。在RNC中 控制这些功能的部分称为CRNC。 SRNC主要是针对一个移动用户而言，SRNC负责启动/终止用户数据的传送、 控制和核心网的Iu连接以及通过无线接口协议和UE进行信令交互。用户专用信 道的数据调度由SRNC完成，而公共信道上的数据调度在CRNC中进行。 DRNC是指除了SRNC之外的其他RNC，控制UE使用的小区资源，可以进行宏 分集合并、分裂。
T26-TD-SCDMA_物理层综述(方绍湖)
下行同步码作为TD-SCDMA系统中重要的资源只有32个，必须采用 复用的方式在不同的小区中使用，一般而言，同频相邻小区将使用 不同的下行同步码标识不同的小区。
1
TD-SCDMA物理层简介
常规时隙物理层信令TPC/SS/TFCI
TPC symbols 1 st part of TFCI code word 2nd part of TFCI SS symbols code word Data symbols Midamble Data symbols G P Data symbols Midambl e 3 rd part of TFCI code word SS symbols TPC symbols 4th part of TFCI code word G Data symbols P
使用两个码分信道（S-CCPCH1和S-CCPCH2）来构成一个S-CCPCH信道对。该信
道可位于任一个下行时隙，使用时隙中的任意一对码分信道和Midamble移位序列。 在TS0，主、辅公共控制信道也可以进行时分复用。在一个小区中，可以使用一对 以上的S-CCPCHs。
物理层根据配置可以把来自一条或多条FACH和一条PCH得数据组合在一条编码组
1
TD-SCDMA物理层简介
物理信道帧结构
System Frame Number
TD-SCDMA帧结构 每帧有两个上/下行转换点 TS0为下行时隙 TS1为上行时隙 三个特殊时隙GP, DwPTS, UpPTS 其余时隙可根据根据用户 需要进行灵活UL/DL配置
Radio frame 10ms 5ms Sub-frame
传输信道：
传输信道作为物理层向高层提供的服务，它描述的是 信息如何在空中接口上传输。
3-TD-SCDMA 物理层原理资料
TD-SCDMA 技术与实现/ 物理层原理
TD-SCDMA系统中的小区初搜
DwPTS可能的位置
特征窗确定DwPCH
5ms
0.7
0.6
利用相关法确定本小区所用的 SYNC_DL码及SYNC_DL码的位置
0.5
0.4
Cell search:
步骤 1: 搜索DwPTS，确定DwPTS同步 步骤 2: 识别扰码和基本 midamble 步骤 3: 控制复帧同步 步骤 4: 解读广播信息
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2018/10/15
TD-SCDMA系统子帧结构
Subframe 5ms (6400chip) Switching Point 1.28Mcps
DwPTS (96chips)
UL : DL 2:4 DL
GP (96chips)
UpPTS (160chips)
Switching Point
英文解释 Down link pilot Time Slot
Guard Period Uplink pilot Time Slot
中文解释
SYNC-DL Synchronous Downlink SYNC-UL Synchronous Uplink DwPCH UpPCH Downlink pilot channel Uplink pilot channel
TD-SCDMA 技术与实现/ 物理层原理
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2018/10/15
本章培训内容
本章内容:
1：物理层概述 2：CDMA的基本概念 3：TD-SCDMA时隙结构 4：TD-SCDMA系统中的信道 5：信道在实际载波中的配置及系统容量 6：信道编码与复用 7：数据扩频、加扰和调制 8：本章练习
图4TD-SCDMA物理信道的分层结构
无线帧的分配可以是连续的，即每一帧 的相应时隙都分配给某物理信道。
无线帧的分配也可以是不连续的，即将 部分无线帧中的相应时隙分配给该物理信道。
TD-SCDMA系统的物理信道分为专用物 理信道和公共物理信道。
下面介绍主要的物理信道。
1．专用物理信道（DPCH）
专用传输信道（Dedicated Channel， DCH）映射到专用物理信道（DPCH）。
2．公共物理信道（CPCH）
（1）主公共控制物理信道（P-CCPCH） （2）辅助公共控制物理信道（S-CCPCH） （3）物理随机接入信道（PRACH）
（4）快速物理接入信道（FPACH） （5）物理上行共享信道（PUSCH） （6）物理下行共享信道（PDSCH） （7）寻呼指示信道（PICH）
图5-7 DwPTS的时隙结构
图5-8 UpPTS的时隙结构
4．TD-SCDMA突发结构
图5-9 TD-SCDMA系统的突发结构
表5-1 突发中每个数据块包含的符号数
扩频因子
每个数据块符号数（N）
1
352
2
176
4
88
8
44
16
22
（1）数据块
TD-SCDMA系统的数据块用于承载来自 传输信道的用户数据或高层控制信息，也提 供了传送控制平面上物理层控制信令的功能。
2．TD-SCDMA物理信道分层
图5-4 TD-SCDMA物理信道的分层结构
3．TD-SCDMA物理信道帧结构
图5-5 TD-SCDMA无线子帧结构
图5-6 TD-SCDMA系统对称/非对称业务的时隙分配示意图
（1）下行导频时隙（DwPTS） （2）上行导频时隙（UpPTS） （3）保护间隔（GP）
TD-SCDMA基本原理资料
Midamble 144chips
675 s
Data 352chips
GP 16
由864 Chips组成，时长675us； 业务和信令数据由两块组成，每个数据块分别由352 Chips组成； 训练序列(Midamble)由144 Chips组成；
16 Chips为保护；
可以进行波束赋形；
1对信道
带宽 25kHz/每载波
蜂窝的概念
每载波带宽: 25kHz
基本物理层技术
复用方式: FDMA
电路交换 硬切换
890
915 上行
935 下行
960MHz
网络功能
FDMA 频分多址接入
Power Time
FDMA
Frequency
第二代移动通信系统－GSM
蜂窝的概念
第三代移动通信－ TDD (TD-SCDMA)
蜂窝的概念 每载波带宽: 1.6MHz 相邻小区可以使用相同频 率 基本物理层技术 复用方式: TDMA+CDMA+FDMA＋ SDMA 每时隙有16个码道 数字调制 (QPSK) 网络功能 电路，包交换 硬，接力切换
物理信道帧结构
TS0总是固定地用作下行时隙。用来发送系统广播信息等公 共信息。 TS1总是固定地用作上行时隙。 其它的常规时隙可以根据需要灵活地配置成上行或下行以实 现不对称业务的传输，上下行的转换由一个转换点分开,目 前可以根据需要将时隙配置成3：3； 2：4；1：5.
常规时隙
Data 352chips
GP保护时隙
TD-SCDMA物理信道
TD-SCDMA物理信道TD-SCDMA系统的物理信道采用4层结构:系统帧号、无线帧、子帧、时隙/码。
依据资源分配方案的不同，子帧或时隙/码的配置结构也可能有所不同。
系统使用时隙和扩频码在时域和码域上来区分不同的用户信号。
TDD模式下的物理信道由突发（Burst）构成，这些Burst仅在所分配的无线帧中的特定时隙发射。
无线帧的分配可以是连续的（即每一帧的时隙都分配给物理信道），也可以是不连续的（即仅有部分无线帧中的时隙分配给物理信道）。
除下行导频（DwPTS）和上行接入（UpPTS）突发外，其他所有用于信息传输的突发都具有相同的结构，即由2个数据部分、1个训练序列码和1个保护时间片组成。
数据部分对称地分布于训练序列的两端。
1个突发的持续时间就定义为1个时隙。
1个发射机可以在同一时刻、同一频率上发射多个突发以对应同一时隙中的不同信道，不同信道使用不同的OVSF信道化码来实现物理信道的码分。
在TD-SCDMA系统中，每个小区一般使用1个基本的训练序列码。
对这个基本的训练序列码进行等长的循环移位（长度取决于同一时隙的用户数），又可以得到一系列的训练序列。
同一时隙的不同用户将使用不同的训练序列位移。
因此，1个物理信道是由频率、时隙、信道码、训练序列位移和无线帧分配等诸多参数来共同定义的。
1.1帧结构3GPP定义的1个TDMA帧长度为10ms。
TD-SCDMA系统为了实现快速功率控制和定时提前校准以及对一些新技术的支持（如智能天线），将1个10ms 的帧分成2个结构完全相同的子帧，每个子帧的时长为5ms。
每个5 ms的子帧由3个特殊时隙和7个常规时隙（TS0～TS6）组成。
常规时隙用作传送用户数据或控制信息。
在这7个常规时隙中，TS0总是固定地用作下行时隙来发送系统广播信息（在单载频小区，通常不承载业务），而TS1总是固定地用作上行时隙。
其他的常规时隙可以根据需要灵活地配置成上行或下行，以实现不对称业务的传输，如分组数据。
TD-SCDMA的核心网内部结构及各网元解读
核心网内部分为CS域和PS域，电路与是基于GSM Phase2+的电路核心网的基础上演进而来，网络单元包括移动业务交换中心（MSC）、访问位置寄存器（VLR）、网管移动业务交换中心（GMSC），分组域基于GPRS核心网的基础上演进而来，网络单元包括业务GPRS 支持节点（SGSN）、网关GPRS支持节点（GGSN）归属位置寄存器（HLR）、鉴权中心（AUR）和设备标识寄存器（EIR）为电路与和分组域共同网元。
从整个CN子系统来看，UMTS R99核心网与GSM、GPRS的核心网之间的差别主要体现在IU接口与A接口的差别、CAMEL的差别以及业务上的差别等。
无线接入网络的网络单元包括无线网络控制中心（RNC）和TD-SCDMA的收发信基站（Node B）两部分。
无线网络子系统与GSM、GPRS相比发生了革命性的变化。
此外核心网PS域通过Gi、Gp接口接入其他PLMN网络或PDN网络，CS域通过PSTN接入固定网络或其他PLMN.如下图：MSC移动交换中心（MSC）是CS域网络的核心，它踢狗交换功能、负责完成移动用户呼叫接入、信道分配、呼叫接续、话务量控制、计费、基站管理等功能，并提供面向系统其他功能实体和面向固定网（PSTN/ISDN/PDN）的接口功能。
作为网络的核心，MSC与其他网络单元协同工作，完成移动用户位置登记、越区切换和自动漫游、合法性检验及信道转接等功能。
MSC从VLR/HLR/AUC数据库获取处理移动用户的位置登记和呼叫请求所需的数据。
反之，MSC也根据其最新获取的信息请求更新数据库的部分内容。
VLR拜访位置寄存器（VLR）是服务于器控制区域内的移动用户的，它存储着进入其控制区域内已登记的移动用户的相关信息，为已登记的移动用户提供建立呼叫接续的必要条件。
VLR从该移动用户的归属位置寄存器（HLR）获取并存储必要的数据。
一旦移动用户离开改VLR得控制区域，则从新在另一个VLR登记，原LVR将取消临时记录的移动用户数据。
TD-SCDMA物理层过程及相关知识
物理层过程及相关知识•UE工作流程•物理层基本概念•物理层状态及过程物理层过程及相关知识•UE工作流程•物理层基本概念•物理层状态及过程物理信道结构•TD-SCDMA物理信道采用四层结构：系统帧，无线帧，子帧，时隙/码。
•不同的资源分配方案，子帧或时隙/码的配置结构可能有所不同。
•物理信道实际就是一个突发，在分配的无线帧中的特定时隙发射。
•时隙用于在时域和码域上区分不同用户信号。
•一个突发的持续时间就是一个时隙。
一个物理信道是由频率、时隙、信道码和无线帧分配来定义的子帧结构在7个主时隙中，TS0总是分配给下行链路，TS1一般用于上行链路。
转换点（SP）：第1个转换点用于下行时隙到上行时隙的转换，位置固定在DwPTS结束处。
第2个转换点用于上行时隙到下行时隙的转换，可以根据需要灵活配置。
，以最大功率全向保护间隔GP•DwPTS和UpPTS之间的保护间隔GP占用96chip，它使得某用户发射的UpPTS不对邻近用户接收DwPTS造成影响。
•GP既用于TDD系统小区覆盖传播时延的保护，同时也为随机接入的UE提供时延保护。
•还作为下行链路和上行链路之间的切换点，用于射频的收发通道转换。
业务时隙突发结构•两个用户数据块各占352chip，突发的数据部分由信道化码和扰码共同扩频；•训练序列码，144chip，发送功率和数据部分相同；•用于信道估计，测量，和频率偏移估计等；•数据块中所包含的符号数与扩频因子SF有关；码组基本中间码、扰码、SYNC-UL、SYNC-DY与码组之间的对应关系物理信道分类主公共控制物理信道PCCPCH•用于承载BCH上的广播信息。
•PCCPCH的位置（时隙/码）是固定的（TS0）.•PCCPCH采用固定的扩频因子SF=16，总是低两个码道。
•PCCPCH使用特定的midamble码。
•PCCPCH不进行波束赋形，采用全向天线发送。
其它物理信道¾SCCPCH，用于承载来自传输信道FACH和PCH上的数据。
移动通信软件工程师培训之三：TD-SCDMA物理层
熟悉TD-SCDMA物理层 协议栈的结构和功能。
学会使用相关工具和平 台进行TD-SCDMA物理 层开发和调试。
提高在实际项目中解决 TD-SCDMA物理层相关 问题的能力。
TD-SCDMA物理层概述
TD-SCDMA是时分同步码分多址接入技术的简称，是一种第三代移动通信技术标准。
TD-SCDMA物理层包括无线传输链路和物理信道两部分，负责实现信号的传输和接 收。
TD-SCDMA物理层的关键技术包括时隙同步、多径抑制、智能天线、联合检测等， 这些技术对于提高信号质量和系统性能具有重要意义。
02 TD-SCDMA物理层技术 原理
多址接入技术
时分复用多址接入（TDMA）
每个用户在特定的时间间隔内使用相同的频率，实现了多用户同时通信。
码分多址接入（CDMA）
每个用户使用独特的扩频码进行调制，实现了在同一时间和频率上多个用户同 时通信。
主要功能
MAC层协议主要负责将数据分割成适当大小的数据块，并 在无线信道上调度和传输这些数据块。它还负责处理碰撞 和冲突，以确保数据的可靠传输。
与下层的关系
MAC层协议与下层协议栈中的物理层进行交互，以实现数 据的调度和传输。
PHY层协议
01
PHY层协议概述
物理（PHY）层协议是TD-SCDMA物理层协议栈的最底层，负责实际
05 TD-SCDMA物理层安全 机制
加密与解密技术
加密技术
使用特定的算法和密钥对传输的数据 进行加密，确保数据在传输过程中不 被非法获取和窃听。
解密技术
接收端使用相应的密钥和算法对加密 的数据进行解密，还原出原始数据。
鉴权与授权机制
鉴权机制
通过验证用户身份信息，确认用户是否具有访问或使用特定 资源的权限。
TD-SCDMA物理层结构
TD-SCDMA物理层结构当前第三代移动通信系统中的几大主流技术标准——WCDMA、CDMA2000、TD-SCDMA，TD-SCDMA是我国唯一自主研发的一项移动通信技术，并且成为世界标准的3G三项技术之一，在国内，TD-SCDMA无线技术由中国移动在运营。
TD-SCDMA就是时分同步码分多址，它不是单一的码分多址，而是FDMA+TDMA+CDMA，即在频域上用不同频率区分用户，在时域上将每个频率分成不同的时间段（时隙），在码域上又将每个时隙用多个不同的正交码区分，把这些正交码分给不同用户，提高用户容量。
TD-SCDMA采用时分双工技术，就是用不同时间区分上下行，即在同一频率实现双工。
TD-SCDMA的物理结构，3GPP定义的一个TDMA帧长为10ms，只有TD 分为两个5MS的子帧，因为可运用智能天线技术，每隔5ms进行一次波束的赋形，在更短的时间里跟踪用户；用功率控制技术，每5ms做次功率控制，1s200次，频率越高可减小干扰。
一个5ms的子帧分为10个时隙，其中有7个常规时隙和3个特殊时隙。
第一个特殊时隙是下行导频时隙DwPTS，共96码片，发送下行同步码，定义了32个码组，用于区分小区，用来做下行同步的，在手机开机时就需要和服务小区完成下行同步，手机要不停的搜索主频点的下行同步码，当手机找到下行同步码，并且和网络同步，完成下行同步，同时，手机也确定了本小区所使用的上行同步码范围，还有小区的扰码和midamble码，它们有一定的对应关系；第二个特殊时隙是保护间隔GP，用来防止上下行相互干扰，确定基本的基站覆盖；第三个特殊时隙是上行导频时隙UpPTS，发送上行同步码，整个系统有256个上行同步码，分成32组，每组8个，一个下行同步码对应8个上行同步码，手机开机后主叫、被叫、位置更新等的第一步就是要建立上行同步，手机估算一个初始的发射功率发送上行同步码，网络就会通过FPACH信道回复用户的功率及时间信息调整，接下来用户才可以进行业务信道请求过程。
TD-SCDMA系统结构概述(含结构图)
TD-SCDMA系统结构概述
TD-SCDMA无线系统由若干个通过Iu接口连接到CN的无线网络子系统RNS组成。
其中一个RNS包含1个RNC和1个或多个Node B，而Node B通过Iub接口与RNC相连接。
在无线网络内部，RNC之间通过Iur接口进行信息交互，Iu和Iur接口是逻辑接口，Iur 接口可以是RNC之间的直接物理连接，也可以通过任何合适传输网络的虚拟连接来实现。
RNC主要负责接入网无线资源的管理，包括接纳控制、功率控制、负载控制、切换和分组调度等。
通过RRC协议执行的相应过程来完成这些功能。
Node B主要功能是进行空中接口的物理层处理，如信道交织和编码、速率匹配和扩频等。
同时它也执行无线资源管理部分的内环功控。
OMC-R作为TD-SCDMA 无线系统的操作维护中心，主要完成对RNS系统的网络设备RNC、Node B以及OMC-R自身的操作维护，提供包括配置维护管理、告警管理、性能管理、软件管理、日志管理、安全管理等功能。
在系统开通过程中能够对网络设备进行数据配置，在系统运行过程中能够监控网络的运行状况和质量，并提供系统软件和数据升级功能。
图TD-SCDMA系统结构。
TD-SCDMA物理层概述
TD-SCDMA物理层概述第三代移动通信系统的空中接口，即移动终端和接入网之间的接口Uu，主要由物理层（L1），数据链路层（L2）和网络层（L3）组成。
图3.1 空中接口协议结构上图描述了TD-SCDMA与物理层(L1)有关的UTRAN无线接口协议体系结构。
物理层连接L2的媒质接入控制（MAC）子层和L3的无线资源管理（RRC）子层。
图中不同层/子层之间的圈表示服务接入点(SAPs)。
物理层向MAC层提供不同的传输信道，信息在无线接口上的传输方式决定了传输信道的特性。
MAC层向L2的无线链路控制(RLC)子层提供不同的逻辑信道，传输信息的类型决定了逻辑信道的特性。
物理信道在物理层定义，TDD模式下一个物理信道由码、频率和时隙共同决定，物理层由RRC控制。
物理层向高层提供数据传输服务，这些服务的接入是通过传输信道来实现的，为提供数据服务，物理层需要完成以下功能：1. 传输信道的前向纠错码的编译码2. 传输信道和编码组合传输信道的复用/解复用3. 编码组合传输信道到物理信道的映射4. 物理信道的调制/扩频和解调/解扩5. 频率和时钟(码片、比特、时隙和子帧)同步6. 开环/闭环功率控制7. 物理信道的功率加权和合并8. 射频处理（注：射频处理描述见3GPP TS25.100系列规范）9. 错误检测和控制10. 速率匹配(复用在DCH上的数据)11. 无线特性测量，包括FER、SIR、干扰功率，等等12. 上行同步控制13. 上行和下行波束成形(智能天线)14. UE 定位(智能天线)3.1.1 多址接入接入方案是直接序列扩频码分多址(DS-CDMA)，扩频带宽为1.6MHz，采用不需配对频率的TDD(时分双工)工作方式。
TDD模式定义如下：TDD：一种双工方法，它的前向链路和反向链路的信息是在同一载频的不同时间间隔上进行传送的。
在TDD模式下，物理信道中的时隙被分成发射和接收两个部分，前向和反向的信息交替传送。
TD-SCDMA物理层
转换点的时间计算：一个子帧是5ms（即5000us），一个子帧由长度为674us的7个常规时隙和3个特殊时隙组成，其中DWPTS时隙长75us，UPPTS时隙长125us，GP时隙长75us,那么两个转换点的时隙=5000-675*7-75-75-125=0，也就是说在转换点那里没有保护间隔，但是每个突发数据块里都有16chip的GP存在，不知道是不是利用它来做转换的，还请高手来指正。
下行发射分集：由于移动通信中存在着严重的多径衰落，影响传输的可靠性。
为了提高在多径环境下的传输性能。
通常采用分集技术，由于目前技术条件的限制，空间分集还只能用于发射端。
在TD-SCDMA系统中，一般将发射分集作为一种选项技术。
在3GPP协议中，DPCH、PCCPCH 和DWPTS的下行发射分集是可选项，所以UE对它们的支持是必须的。
1、DPCH的发射分集：可采用闭环发射分集，也可以采用时间开关发射分集（TSTD）；2、 PCCPCH的发射分集：可采用TSTD或者空间码分集（SCTD）。
小区搜索：在初始小区搜索中，UE搜索到一个小区，并检测其发射的DWPTS，建立下行同步，获得小区扰码和基本中间码，控制复帧同步，然后读取BCH信息。
初始小区搜索按以下步骤进行：1、搜索DWPTS：UE利用SYNC-DL序列获得某一小区的DWPTS，建立下行同步。
在这里，UE必须识别出该小区使用的32个SYNC-DL中的某一个。
2、识别扰码和基本中间码：UE需要确定该小区的中间码，这是通过检测TS#0信标信道的中间码来实现的。
在TDSCDMA系统中，共有128个基本中间码，且互不重叠，每个SYNC-DL 序列对应一组4个不同的基本中间码。
3、UE搜索BCH的复帧主信息块的位置。
4、读BCH信息：UE读取搜索到小区的一个或多个BCH上的（全）广播信息，根据其结果，决定是否完成初始小区搜索。
物理层：在TD-SCDMA系统中，很多技术需要物理层的支持，这种支持体现为相关的物理层处理，如功率控制、小区搜索、上行同步、随机接入等。
探讨TD-SCDMA物理层过程
网络发起 ， 并 根据接收到下行信道的情况 ， 估算一个初始的发射功率和
时间 ， 通过开环功率控制的方式在上行导频信道 中发出。 当网络检测到
用户发出的上行 同步码 ，将通过 Ｆ Ｐ Ａ Ｃ Ｈ快速物理接人信道给用户 回复
７ 个， 每个时隙都是由 ４ 个部分组成 ， 两个 Ｄ Ａ Ｔ Ａ域用来传送该信道对 应 的信息 ，一个 Ｍｉ ｄ ａ ｍ ｂ ｌ ｅ 码域用来做信道估计 、上行同步保持 、功率 测量 ，Ｇ Ｐ保护 间隔 。在这 ７个常规时隙里 ，Ｔ Ｓ ０固定用作 下行 ，传送
Ｍｉ ｄ ａ ｍｂ ｌ ｅ码 对比 ，哪一个更接近就是哪一个 ，进而确定 了一一对应的 扰码 ，完成 了和小区的上下行 同步 。
（ 二 ）随机 接 入 过 程
权 ，本文着重介绍 Ｔ Ｄ － Ｓ Ｃ Ｄ Ｍ Ａ 的几个物理层 过程 。
一
、
Ｔ Ｄ － Ｓ Ｃ Ｄ Ｍ Ａ物理 层
随机接入过程是指手机和网络建立连接的过程 ， 手机在做 随机接入
（ 二 ）物 理 信 道
Ｔ Ｄ — Ｓ Ｃ Ｄ Ｍ Ａ 系统 中的信道分为 ３种 ， 有逻辑信道 、传输信道 、物 理信道 ， 其 中， 逻辑信道位于 Ｒ Ｌ Ｃ 层和 Ｍ Ａ Ｃ层之间 ， 它描述的是传送 什 么类型 的信道 ，传输信 道位 于 Ｍ Ａ Ｃ层和物理层之间描述的是信 息如 何 在空中接 口上传输 ， 最后通过物理层 映射在物理信道上 ， 也就是说空 中传输的都是物理信道承载的信息。Ｔ Ｄ — Ｓ Ｃ Ｄ Ｍ Ａ 系统中常见的物理信
继而完成整个随机接人 的过程。 （ 三 ）上行同步过程 上行同步是指手机 向网络方向的同步 ， 它分 为 ３个 阶段。 第一阶段 ， 上行 同步准备阶段 ， 也是手机完成下行同步的过程 ， 这个过程就是手机
TD-SCDMA的系统结构、基站硬件介绍
单板正常运行
单板处于加载状态 单板工作 未使用 无故障 单板有硬件告警，需更换 单板外部接口故障，需处理 正常 CPRI光纤链路故障 CPRI链路上的RRU存在硬件故障 CPRI链路上的RRU存在天馈连接故障
13
二、TD-SCDMA基站硬件设备介绍
5、UBBP面板功能介绍
面板标识
RUN
颜色
绿色 常亮 常灭
7
二、TD-SCDMA基站硬件设备介绍
2、TBBP530基带处理板满配置和典型配置
典型配置
满配置
8
二、TD-SCDMA基站硬件设备介绍
3、MPT单板的面板和功能
主控：包括配置管理、设备管理、软件管理、性能监视、主备倒换、告警、日志等O&M功能，并实现对系 统内部各单板的控制；处理Iub接口的NBAP协议，完成整个Node B内的呼叫处理。 交换：框内各单板的低速用户面数据和控制/维护信号都经过MPT板交换到目标端口。 时钟：集成OCXO及锁相模块，为基站各业务提供统一的时钟；MPT集成单星卡，提供绝对时间信息和1PPS 参考时钟源。 传输：MPT在初始配置的时候，完成基本传输的功能，包括4个E1和1个电口FE、一个光口FE的传输接口， 完成ATM、PPP、IP over E1和IP over Ethernet的协议处理。
11
二、TD-SCDMA基站硬件设备介绍
5、UBBP面板功能介绍
UBBP UBBP是基带接口处理板，除了实现BBP的功能外还提供3个光口可通过光纤连接 DRRU，硬件上可通过选配不同光模块支持6.14G和2.5G光纤接口。 BBP/BBI单板的主要功能包括： 实现BBP及BBI之间的业务通道； 实现BBI/BBP单板和主控板之间的控制管理通道； 完成L1上下行基带算法处理； 完成L2处理，包括 MAC-hs/MAC-e，HARQ处理； 完成呼叫信令等应用层功能；
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Iur
功能：Iur口是 Iub 口Iu 延 伸 。 的 DRNS 它支持基本的 RNC 之 间 的 移 RNC 动性、支持公共 Iub Iub 信道业务、支持 NodeB NodeB 专用信道业务和 支持系统管理过 Uu 程。
UTRAN接口协议模型
接入层和非接入层：
核心网的基本结构
国际电信联盟（ITU）将该系统正式命名为国际移动通信
2000（IMT-2000, International Mobile Telecommunications in the year 2000）。
欧洲电信标准协会（ETSI）称其为通用移动通信系统 （UMTS, Universal Mobile Telecommunication System）。
WCDMA WCDMA FDD 5M 3.84Mc/s 同步/异步 GSM 欧洲、日本 2001 GSM MAP
cdma2000 cdma2000,兼容IS95 FDD 1.25M×n (n=1,3,6) (1.2288×n)Mc/s GPS同步 窄带CDMA 北美、韩国 2000 ANSI-41
TD-SCDMA TD-SCDMA TDD 1.6M 1.28Mc/s 同步(GPS或其他方式) GSM
中联通WCDMA基于GSM核心网，平滑过渡，有良好的网络兼容性
中移动TD须单独建网，目前中移动推GSM与TD网共享使用
TD-SCDMA标准发展历程
TD-SCDMA标准发展历程
2002年10月30日，TD-SCDMA 产业联盟正式成立
TD-SCDMA标准发展历程
2002年2月，第一次TD－SCDMA户外移动通话公开演示会取得了圆满的
旺财的约会圆满结束
3G 你好我好他也好！
旺财追到了MM
商家赚了钱
电信服务商收服务费 电信运营商收使用费
第三代移动通信系统
三种主流技术：
WCDMA
CDMA2000 TD-SCDMA
三种主流技术比较
技术名称 空中接口 双工方式 频带宽度 码片速率 同步要求 继承基础 采用地区 商用试验 核心网
具有全球标准
使用全球公共频带 具有全球使用的小型终端 具有全球漫游能力
第三代移动通信系统
从媒体（Media）→多媒体（Multi-media） 微蜂窝结构 提高改良的频率使用效率 具有易于向下一代系统发展的灵活性 具有高速的分级数据速率
IMT-2000无线传输业务速率要求
成功。演示结果表明：TD－SCDMA终端的移动时速超过125公里／小时， 基站信号功率覆盖半径超过16公里，通话话音清晰，图像传输稳定。
为进一步推动TD－SCDMA的产业化进程，2002年3月8日大唐移动通信
设备有限公司正式宣告挂牌成立。公司致力于提供3G和3G后的无线传 输解决方案，提供TD－SCDMA全套系统产品及服务，并通过不断创新、
Uu
UE
UTRAN基本结构
无线网络控制器（RNC）：
无线网络控制器（RNC）是UTRAN的交换和控制元素，
RNC位于Iub和Iu接口之间；
RNC的整个功能可以分为两部分：UTRAN无线资源管理
（Radio Resource Management，RRM）和控制功能。
UTRAN基本结构
基站（Node B）：
TD-SCDMA基站系统运行开局与维护
通信工程系
子学习情境一
解析TD-SCDMA 物理层结构
情境引入
3G已经迈步向我们走来，三大运营商 ――联通的“沃”，电信的“天翼”，移动 的G3宣传广告随处可见。那么，你知道什 么是3G吗？Ｇ３又是什么呢？你能够说出 一次成功的通信要经历哪些过程吗？
情境引入
UTRAN地面接口
CN
Iu
SRNS DRNS
Iu
Iur RNC Iub NodeB Iub NodeB Iub NodeB
RNC
Iub NodeB
Uu
UE
UTRAN地面接口
CN
Iu
SRNS DRNS
Iu
Iur RNC
RNC
Iu接口是连接UTRAN和CN的接口，也可以把它看成是RNS Iub 和核心网之间的一个参考点。它将系统分成用于无线通信的 Iub Iub Iub UTRAN和负责处理交换、路由和业务控制的核心网两部分。 NodeB NodeB NodeB NodeB 结构：一个CN可以和几个RNC相连，而任何一个RNC和 CN之间的Iu接口可以分成三个域：电路交换域（Iu-CS）、分 组交换域（Iu-PS）和广播域（Iu-BC），它们有各自的协议 Uu 模型。 UE 功能：Iu接口主要负责传递非接入层的控制信息、用户信息、 广播信息及控制Iu接口上的数据传递等。
GSM MAP
三种主流技术比较
W-CDMA具有先天的市场优势; CDMA2000建设成本低廉 ; TD-SCDMA技术新、市场吸引力大。
TD-SCDMA的优势
TD－SCDMA的系统容量大大高于另外两种标准，特别适合于 大城市等高业务密度区域。
可以动态调整上下行数据传输速率，特别适合处理上下行不 对称的Internet型数据业务。
ITU
日本
韩国
中国
美国
欧洲
美国
2G向3G演进
CdmaOne IS-95-A
· · · Voice 14.4kbps CSD&PD · · ·
CDMA2000 1X
High Capacity Voice 153kbps Packet Rel.A-307kbps
CDMA2000 1xEV-DO/DV
· 2.4Mbps Packet
在线游戏 网页浏览 定位业务 (LCS)
3G应用业务畅想
旺财要去约会
旺财的约会
1 视频通信约MM
Hi…
Hi…
旺财的约会
2 位置业务引路线
带你去个新地方 哪里我也不知道
只要按照指示走
既快又准真方便
旺财的约会
3 手机支付解困难
糟糕！ 时间刚到5点半，现金只剩5毛5。 烛光晚餐怎么办，还好手机可支付！
UTRAN基本结构
CN Iu SRNS RNC Iub NodeB Iub NodeB Iur RNC Iub NodeB Iub NodeB DRNS Iu
Uu
UE UMTS系统由核心网CN、无线接入网UTRAN和手机终端UE三部分 组成。UTRAN由基站控制器RNC和基站Node B组成。
CN通过Iu接口与UTRAN的RNC相连。其 UTRAN基本结构 中Iu接口又被分为连接到电路交换域的IuCS，分组交换域的Iu-PS，广播控制域的 Iu-BC。 CN Iu SRNS RNC Iub NodeB Iub NodeB Iur RNC Iub NodeB Iub NodeB DRNS Iu
CDMA IS95 TDMA IS-136 PDC
语 音 需求驱动 业 务
带
业 务
宽
TD-SCDMA
CDMA 2000
WCDMA
1980s，第一代移动通信系统，1983年美国的AMPS，1980年 北欧的NMT，1985年英国TACS系统1979年日本的NAMTS等
第三代移动通信系统
第三代移动通信技术（3G，Third Generation）的理论研究、 技术开发和标准制定工作起始于80年代中期；
自主的知识产权，可以避免西方国家的技术壁垒 TD-SCDMA的发展，可以拉动上下游经济 TD-SCDMA可以保障国家的通信安全 TD-SCDMA可以保证技术的可持续性发展
UMTS系统概述
UMTS系统由用户设备（User Equipment，UE）域、无线接入网 （RAN）域和核心网（CN）域组成。
核心网从逻辑上分为： 电路交换域 （Circuit Switching，CS） 分组交换域 （Packet Switching，PS）
UMTS R99网络结构
R99核心网络－功能实体
核心网络分为CS域和PS域。CS域以原有的GSM网络为基础，
PS域以原有的GPRS网络为基础。
CS域：用于向用户提供电路型业务的连接，实现方式包括TDM方式
·
GPRS
新运营商 1995 1999
144kbps Packet
TD-SCDMA 2002/3/4 2005/6
2000
2001/2/3
2G 7-14.4Kbps
2.5G 57-155Kbps
2.75G 144-384Kbps
3G 2Mbps 10Mbps+
中国2G向3G演进
中电信CDMA网络也可平滑过渡至CDMA2000
·
??
CdmaOne IS-95-B
· · Voice 9.6kbps CSD · · Voice 64kbps Packet ·
CDMA2000 3X EDGE
384kbps Packet · ·
·
??
W-CDMA HSDPA
High Capacity Voice 153kbps Packet
GSM
和ATM方式。它包括MSC/ VLR、GMSC等交换实体以及用于与其它网
络互通的IWF实体等。
PS域：用于向用户提供分组型业务的连接，实现方式为IP包分组方
式。它包括SGSN、GGSN以及与其它PLMN互连的BG等网络实体。
UMTS R4网络结构
R4核心网络－功能实体
ห้องสมุดไป่ตู้
运营成本方面，由于采用了智能天线等新技术，TD－SCDMA
基站大大降低了发射功率，可以降低产品成本和系统运营成