TD基础理论介绍

扩频技术优点： 抗干扰能力强 保密性好 实现码分多址接入 抗衰落、抗多径干扰 能精确定时和测距
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3.1 CDMA系统通信模型
扩频码是一种正交可变扩频因子(OVSF)码，保证在同一时隙上的不同扩频因子 的扩频码保持正交。扩频码用于区分同一个小区相同时隙内的不同用户。OVSF 码可以用码树的方法来定义。
3.1 CDMA系统通信模型
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3.1 CDMA系统通信模型
扩展频谱通信(Spread Spectrum Communication) ，是一种信息传输方式，其信 号所占有的频带宽度远大于所传信息必需的最小带宽；频带的扩展是通过一个独 立的码序列来完成，用编码同样的码进行及调制的方法来实现的，与所传信息数 据无关；在接收端则用相关同步接收、解扩及恢复所传信息数据。
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目录
TD系统基础 TD网络结构 物理层 切换过程及参数介绍 关键技术
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TD系统基础
1.1 TD基本概念
来自百度文库
1.2 2G到3G的演进
1.3中国3G频谱分配情况
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1.1 TD基本概念
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2.2 TD-SCDMA网络结构
PS域实体
CS域实体
TD-SCDMA 3GPP R4 网络结构
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2.2 TD-SCDMA网络结构
Iu接口是连接UTRAN和核心网之间的接口，同GSM 的A接口一样，Iu接口 也是一个开放的接口，这也使通过Iu接口相连接的UTRAN与CN可以分别由 不同的设备制造商提供。Iu接口可以分为电路域的Iu-CS接口和分组域的IuPS 接口。 Iub接口是RNC与NodeB之间的接口，用来传输RNC和NodeB之间的信令及 无线接口的数据。 Iur 接口是两个RNC之间的逻辑接口，用来传送RNC之间的控制信令和用户 数据。同Iu接口一样，Iur接口也是一个开放的接口。Iur接口最初设计是为了 支持RNC之间的软切换，但是后来也加入了其他的有关特性，现在Iur接口 的主要功能是支持基本的RNC之间的移动性，支持公共信道业务，支持专用 信道业务和支持系统管理过程。空中接口（无线接口）主要用来建立，重配 置和释放各种无线承载业务。 Uu 接口：和Iu接口一样，空中接口也是一个完全开放的接口。
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3.3 TD时隙及帧结构
常规时隙－（TS0-TS6)
TS0总是用于下行，TS1总是用于上行，其他时隙可变 业务和信令数据由两个数据块组成，每个数据块352 chips 训练序列(Midamble)由144 chips组成，用于估计信道的冲激响应 可以进行波束赋形，只覆盖指定用户
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3.3 TD时隙及帧结构
每个小区使用一个码组实现小区间的区分 Midamble部分通过基本的Midamble码移位区分小区内用户 数据部分通过不同的扩频码/时隙区分小区内用户
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3.3 TD时隙及帧结构
物理信道毛速率计算
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1.2 2G到3G的演进
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1.2 2G到3G的演进
5种第三代移动通信无线传输技术和三大主流：
CDMA的技术有三种： MC-CDMA (CDMA 2000 MC) DS-CDMA (UTRA / WCDMA 和CDMA 2000 DS) TDD CDMA (TD-SCDMA 和UTRA TDD) TDMA 的技术有两种： SC-TDMA (UWC-136) 多载波CDMA MC-TDMA(EP-DECT)
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3.2 信道及映射
物理信道：（是由频率、时隙、信道码和无线帧分配来定义的） • • • • • • • • • • 专用物理信道（DPCH）：与NodeB间传输用户专用数据 主公共控制物理信道（P-CCPCH）： 广播小区信息 辅助公共控制物理信道（S-CCPCH）：向UE传输控制信息与分组数据 寻呼指示信道（PICH）：通过UE是否应该监听寻呼信道 物理随机接入信道（PRACH）：UE通过它发起对网络的接入 物理上行共享信道（PUSCH）：一组UE通过它向网络进行数据传输 物理下行共享信道（PDSCH）：网络通过它向一组UE进行数据传输 快速物理接入信道（FPACH）：NodeB通过它对UE单一突发承载接入的响应 下行导频信道（DwPCH）：用于下行同步、导频 上行导频信道（UpPCH）：用于上行同步
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3.2 信道及映射 信道映射关系
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3.3 TD时隙及帧结构
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3.3 TD时隙及帧结构
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3.3 TD时隙及帧结构
DwPTS下行导频时隙结构
用于下行同步和小区初搜： 该时隙由96 Chips组成: 32用于保护；64用于导频序列； 32个不同的SYNC-DL码，用于区分相邻小区； 为全向或扇区传输，不进行波束赋形； SYNC-DL不加扰 GP保护时隙
• • • • • • • • • • • •
TD-SCDMA(Time Division Duplex – Synchronous Code Division Multiplex Access)— —时分双工同步码分多址接入。 TD—时分双工 特点：系统无须对称上下行频段 灵活调整上下行时隙转换点 便于提供非对称业务 S- Synchronous 同步CDMA（Synchronous CDMA） 智能天线（Smart Antenna） 软件无线电（Software Radio） CDMA- Code Division Multiplex Access码分多址 在一个宽带的无线载波上，利用一组正交码将载波分成一组信道。 理想情况下，各个信道两两正交，互不干扰，用不同的编码来区分不同的用 户。
UpPTS上行导频时隙
用于建立上行初始同步和随机接入，以及越区切换时邻近小区测量； 160 Chips：其中128用于SYNC-UL，32用于保护 SYNC-UL有256种不同的码，可分为32个码组，以对应32个SYNC-DL码，每组 有8个不同的SYNC-UL码，即每一个基站对应于8个确定的SYNC-UL码 NodeB从终端上行信号中获得初始波束赋形参数。
3.3 TD时隙及帧结构
物理信道毛速率计算
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3.4 物理层过程
手机开机流程：
手机开机
网络选择
小区选择
位置登记
驻留网络
空闲模式
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3.4 物理层过程
小区搜索过程： 初始小区搜索中，UE 搜索到一个小区，并检测其所发射的DwPTS，建立下行同 步，获得小区扰码和基本midamble 码，控制复帧同步，然后读取BCH 信息。
三大主流： TD-SCDMA、WCDMA、CDMA2000
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1.2 2G到3G的演进
三种主流3G标准技术性能比较
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1.3中国3G频谱分配情况
工作频段： A频段 1880MHz ——1920MHz B频段 2010MHz ——2025MHz C频段 2300MHz ——2400MHz 目前广州使用的是B频段，即2010-2025MHZ，共15MHZ，能提供9个频点；
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2.2 TD-SCDMA网络结构
R5版本网络结构核心网CN部分
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2.2 TD-SCDMA网络结构
R5版本的目标是构造全IP移动网络，在研究过程中分化为R5、R6两个版本。 R5主要定义了全IP网络的架构，R6的重点则集中于业务增强及与其他网络的 互通方面。 R5在无线接入网方面提出了高速下行分组技术（HSDPA），最大的变化是在 R4版本上增加了IP多媒体子网络（IMS），它与分组域一起实现实时和非实 时的多媒体业务，并可实现与电路域的互操作，可在分组域提供增强型话音 业务，代替传统的话音业务，实现话音从窄带到宽带迁移的目标。 MRF：多媒体资源功能； CSCF：呼叫状态控制； MGCF：媒体网关控制功能； T-GSW：信令传输网管功能； R-GSW：漫游信令网关功能； IMS：IP多媒体子系统；
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3.3 TD时隙及帧结构
Midamble码
在同一小区同一时隙上的不同用户所采用的midamble码由同一个基本的 midamble 码经循环移位后而产生。 整个系统有128个长度为128chips的基本midamble码，分成32个码组，每组4个。 一个小区采用哪组基本midamble码由基站决定，基站决定本小区将采用这4个基 本midamble中的哪一个。 一个载波上的所有业务时隙必须采用相同的基本midamble码。 midamble的发射功率与同一个突发中的数据符号的发射功率相同。
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1.1 TD基本概念
•
TD-SCDMA集CDMA、TDMA、FDMA、SDMA技术优势于一体、系统容量大、频 谱利用率高、抗干扰能力强的移动通信技术。
•
它采用了智能天线、联合检测、接力切换、同步CDMA、软件无线电、低码片 速率、多时隙、可变扩频系统、自适应功率调整等技术。
a Q 4 (1,1,1,1) a Q 4 (1,1, 1, 1) (1) a Q 2 (1, 1)
(k 2) (k 2) ( k 1)
a Q 2 (1,1) a
( k 1) Q 1
( k 1)
a
( k 3) Q4 (k 4)
(1, 1,1 ,1)
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TD网络结构
2.1 UMTS系统网络结构 2.2 TD-SCDMA网络结构 2.3接口通用协议模型
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2.1 UMTS系统网络结构
CN-核心网：主要处理UMTS内部所有的语音呼叫、数据连接和交换以及和外部其它网络 的连接和路由选择。 UTRAN：陆地无线接入网，用于处理所有和无线有关的功能。 RNC（无线网络控制器）：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。 Node B主要是进行空中接口的物理层处理，如信道交织和编码、速率匹配和扩频等等。 同时它也执行无线资源管理部分的内环功控。 UE：用户设备，可分为移动设备（ME）域和用户业务识别单元（USIM）域。
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3.3 TD时隙及帧结构
GP保护时隙
用于下行到上行转换的保护 在小区搜索时，确保DwPTS可靠接收，防止干扰UL工作 在随机接入时，确保UpPTS可以提前发射，防止干扰DL工作 确定基本的基站覆盖半径 AC信道估计,计算天线补偿因子.
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3.3 TD时隙及帧结构
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2.3接口通用协议模型
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2.3接口通用协议模型
空中接口协议模型
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物理层
3.1 CDMA系统通信模型 3.2 信道及映射 3.3 TD时隙及帧结构 3.4 物理层过程 3.5 无线连接监控算法
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a Q 4 (1, 1, 1,1)
Qk = 1 Qk = 2 Qk = 4
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3.1 CDMA系统通信模型
扩频过程：
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3.2 信道及映射
逻辑信道：（逻辑信道的类型是由传输信息的类型定义的） 控制信道 • 广播控制信道（BCCH） • 寻呼控制信道（PCCH） • 专用控制信道（DCCH） • 公共控制信道（CCCH） • 共享信道控制信道（SHCCH） 业务信道 • 专用业务信道（DTCH） • 公共业务信道（CTCH） 传输信道：（传输信道的定义根据是数据通过空中接口的传递方式及其特点） 公共传输信道 • 随机接入信道（RACH） • 上行共享信道（USCH） • 广播信道（BCH） • 前向接入信道（FACH） • 寻呼信道（PCH） • 下行共享信道（DSCH） 专用传输信道 • 专用信道（DCH）