TD-SCDMA技術(shù)簡介第一部分：CDMATDD概述CDMATDD標準概況兩種TDD技術(shù)簡單比較TD-SCDMA主要技術(shù)優(yōu)勢TDD雙工方式的優(yōu)點頻譜靈活性：不需要成對的頻譜。在2GHz以下已很難找到成對的頻譜上下行使用相同頻率，上下行鏈路的傳播特性相同，利于使用智能天線等新技術(shù)支持不對稱數(shù)據(jù)業(yè)務：根據(jù)上下行業(yè)務量來自適應調(diào)整上下行時隙個數(shù)FDD系統(tǒng)一建立通信就將分配到一對頻率以分別支持上下行業(yè)務。在不對稱業(yè)務中，頻率利用率顯著降低FDD系統(tǒng)也可以用不同寬度的頻段來支持不對稱業(yè)務，但：頻段相對固定，不可能靈活使用(例如下行頻段比上行頻段寬一倍)成本低：無收發(fā)隔離的要求，可以使用單片IC來實現(xiàn)RF收發(fā)信機TDD雙工方式問題及解決方法峰值/平均發(fā)射功率之比隨時隙數(shù)增加而增加(低速/話音業(yè)務)TDD系統(tǒng)對峰值/平均發(fā)射功率比有要求,此比值隨時隙數(shù)增加而增加，例如TD-SCDMA可能再增加7dB；而UTRA-TDD則可能增加12dB(單時隙業(yè)務)因CDMA要求線性工作，對發(fā)射功率和功率放大器要求較高TD-SCDMA使用智能天線，基站接受靈敏度增加9dB，故仍然可能使用低發(fā)射功率達到較遠通信距離總的說來，在使用相同發(fā)射功率級別的手持機條件下，TD-SCDMA的通信距離比WCDMA要大通信距離(小區(qū)半徑)主要受電波傳播的時延所限制。對于TD-SCDMA系統(tǒng)，典型小區(qū)半徑設置在11公里，這主要出于人口密集地區(qū)設置考慮。如果允許犧牲15%的容量，小區(qū)半徑可達到40-50公里。ITU要求TDD系統(tǒng)支持終端移動速度為120km/h。但仿真試驗結(jié)果表明在目前的芯片及算法條件下，可高于該值。TDD和FDD在第三代移動通信中必要的兩種雙工方式FDD適合于大區(qū)制的全國系統(tǒng)適合于對稱業(yè)務，如話音、交互式實時數(shù)據(jù)業(yè)務等TD-SCDMA尤其適合于高密度用戶地區(qū)：城市及近郊區(qū)的局部覆蓋適合于對稱及不對稱的數(shù)據(jù)業(yè)務，如話音、實時數(shù)據(jù)業(yè)務、特別是互聯(lián)網(wǎng)方式的業(yè)務能提供成本低廉的設備預計在3G中，使用移動衛(wèi)星實現(xiàn)全球覆蓋，使用FDD提供大區(qū)制對稱業(yè)務，全國網(wǎng)，特別在城市及近郊區(qū)使用TD-SCDMA系統(tǒng)，用多模終端實現(xiàn)漫游IMT2000的CDMATDD標準概況兩種CDMATDD：TD-SCDMA和UTRATDD兩種TDD方案的異同：項目 TD-SCDMA UTRATDD帶寬和碼片速率 1.6MHz/1.28Mcps 5MHz/3.84Mcps幀結(jié)構(gòu) 7時隙/5ms 15時隙/10ms智能天線 使用 選項同步CDMA 1/8chip 1/4chips多用戶檢測 使用 使用切換 接力切換 硬切換設計思想 全面滿足IMT2000要求 與WCDMA配合使用相同技術(shù)：信道編碼和交織、調(diào)制(QPSK)、DCA、DTX、ODMA等等TD-SCDMA網(wǎng)絡同步網(wǎng)絡同步:系統(tǒng)內(nèi)各基站的運行采用相同的幀同步定時同步的目的：避免相鄰基站的收發(fā)時隙交叉，減小干擾同步精度要求：幾微秒同步方法：GPS：網(wǎng)絡主從同步空中主從同步BS0BS1BS2BS0BS1BS2BTSTxRxG3G業(yè)務與功能未來的“承載業(yè)務”電路交換（對稱）用于諸如語音、視頻會議、...等實時業(yè)務包交換（非對稱）用于諸如電子郵件、因特網(wǎng)及內(nèi)部網(wǎng)訪問、視頻點播、...等非實時業(yè)務

實時業(yè)務與非實時業(yè)務的混和無線多媒體的數(shù)據(jù)業(yè)務移動速度為最高240km/h時，數(shù)據(jù)速率為8...64/144kbit/s手持機環(huán)境(速度30km/h),數(shù)據(jù)速率為8...384kbit/s室內(nèi)環(huán)境(速度3km/h)，數(shù)據(jù)速率可達2Mbit/s

TDD小區(qū)搜索和接入問題小區(qū)搜索基本要求以每200KHz步長在全部帶寬內(nèi)搜索基站在短時間內(nèi)完成母網(wǎng)搜索TDD系統(tǒng)小區(qū)搜索的困難上下行鏈路使用相同載波頻率，用戶離基站的距離可能遠遠大于離一個終端的距離用戶不可能預先知道那一部分信號是來自基站隨機接入的問題防止碰撞建立上行同步

動態(tài)信道分配(DCA)頻域DCA頻域DCA中每一小區(qū)使用多個無線信道(頻道)在給定頻譜范圍內(nèi)，與5MHz的帶寬相比，TD-SCDMA的1.6MHz帶寬使其具有3倍以上的無線信道數(shù)(頻道數(shù))時域DCA在一個TD-SCDMA載頻上，使用7個時隙減少了每個時隙中同時處于激活狀態(tài)的用戶數(shù)量每載頻多時隙，可以將受干擾最小的時隙動態(tài)分配給處于激活狀態(tài)的用戶碼域DCA在同一個時隙中，通過改變分配的碼道來避免偶然出現(xiàn)的碼道質(zhì)量惡化空域DCA通過智能天線，可基于每一用戶進行定向空間去耦(降低多址干擾)下述幾種動態(tài)信道分配方法全面降低了相應的小區(qū)間干擾，從而使頻譜利用率得以優(yōu)化第二部部分：：TD-SCDMA技技術(shù)TD-SCDMA關(guān)鍵技技術(shù)TD-SCDMA物物理層層簡介介TD-SCDMA的的關(guān)鍵技技術(shù)智能天天線+多用用戶檢檢測多時隙隙的TDMA＋＋多碼碼道DS_CDMA同步CDMA信道編編碼和和交織織(和和3GPP相同同)接力切切換預期達達到的的目標標高頻譜譜利用用率低設備備成本本滿足IMT2000基本本要求求TD-SCDMA簡簡介:幀結(jié)構(gòu)構(gòu)Radioframe10msMultiframeSub-frame5msTS5TS4TS0TS2TS1GTS3TS6DwPTSUpPTSDataMidambleData675usgL1144chipsTD-SCDMA技術(shù)基礎(chǔ)礎(chǔ):智能天線線使用智能能天線...能量僅指指向小區(qū)區(qū)內(nèi)處于于激活狀狀態(tài)的移移動終端端正在通信信的移動動終端在在整個小小區(qū)內(nèi)處處于受跟跟蹤狀態(tài)態(tài)不使用智智能天線線...能量分布布于整個個小區(qū)內(nèi)內(nèi)所有小區(qū)區(qū)內(nèi)的移移動終端端均相互互干擾，，此干擾擾是CDMA容量限制制的主要要原因智能天線線的優(yōu)勢勢減少小區(qū)區(qū)間干擾擾降低多徑徑干擾基于每一一用戶的的信噪比比得以增增加降低發(fā)射功率率提高接收靈敏敏度增加了容量及及小區(qū)覆蓋半半徑聯(lián)合檢測(JD)聯(lián)合檢測作用用避免多址干擾擾檢測動態(tài)范圍圍急劇增大，，無需軟切換換小區(qū)內(nèi)干擾最最小化聯(lián)合檢測原理理特定的空中接接口“突發(fā)””結(jié)構(gòu)允許收收信機對無線線信道進行信信道估計根據(jù)估計的無無線信道，對對所有信號同同時進行檢測測TD-SCDMA全向碼道和賦賦形碼道GDwPTSUpPTS兩種賦形波束束得到小區(qū)覆蓋蓋的全向波束束針對用戶終端端的賦形波束束BCH/DwPTS必須須使用全向波波束，覆蓋整整個小區(qū)，在在幀結(jié)構(gòu)中使使用專門時隙隙業(yè)務碼道通常常使用賦形波波束，只覆蓋蓋個別用戶BCHTS5TS4TS0TS2TS1TS3TS6TD-SCDMA技術(shù)基礎(chǔ):同同步CDMA定義上行鏈路各終終端信號在基基站解調(diào)器完完全同步優(yōu)點CDMA碼道道正交，降低碼道間干干擾，提高CDMA容量簡化硬件，降降低成本t基站解調(diào)器碼道1碼道2碼道N上行同步同步的建立在隨機接入時時建立依靠BTS接接收到的SYNC1立即在下一個個下行幀SS位置進行閉閉環(huán)控制同步的保持在每一上行幀幀檢測Midamble立即在下一個個下行幀SS位置進行閉閉環(huán)控制出現(xiàn)失步的可可能性有限小區(qū)半徑徑(取決于G的的寬度，可能能超過10km)比較寬的容許許范圍(+/-4chips)失步后執(zhí)行鏈鏈路重建SS上行業(yè)務時隙隙(BTS要要求)Midamble隨機接入SYNC1ssUpPTSUE的上行突突發(fā)TD-SCDMA技術(shù):接力切換MS和BS0通信BS0通知鄰鄰近基站信息息,并提供用用戶位置信息息基站類型、、載頻、定定時等切換準備MS搜索基站，，建立同步步MS或BS發(fā)起切換請請求系統(tǒng)決定切切換執(zhí)行MS同時和和兩個基站站建立通信信完成切換不使用宏分分集BS0BS1BS2MSTD-SCDMA與WCDMA及GSM的切換換TD-SCDMA(1.28McpsTDD)與3GPP內(nèi)其其他模式之之間的測量量和切換已已經(jīng)在3GPP內(nèi)進進行討論并并正在完善善之中TD-SCDMA-->GSM:測測量和切切換與UTRA3.84McpsTDD相相同GSM-->TD-SCDMA:在GSM以后的的版本中,將會考考慮向3G系統(tǒng)的切切換問題,包括向向TD-SCDMA的測量和和切換(在在3GPPGERAN討論論)TD-SCDMA簡簡介:小區(qū)搜索TS5TS4TS0TS2TS1GTS3TS6DwPTSUpPTSTDD系統(tǒng)統(tǒng)的小區(qū)搜搜索和FDD系統(tǒng)的的主要區(qū)別別：上下行信號號工作于相相同頻率，，可能接收收到附近用用戶的強上上行信號DwPTS同時起Pilot和SCH的作用，，處于沒有有其它本小小區(qū)多址干干擾的獨立立時隙。當當DwPTS搜索到到，下行同同步便獲得得了。BTS之間間同步，所所有小區(qū)的的DwPTS將出現(xiàn)現(xiàn)在重疊的的時隙，便便于切換中中進行測量量搜索過程：：設定載波頻頻率；搜索索DwPTS；獲得得BCH(在TS0時隙)搜索DwPTS的方方法：接收并記記錄任意5ms的數(shù)數(shù)據(jù)，用已已知正交碼碼序列在一一個個窗口口內(nèi)求相關(guān)關(guān)。TS5TS45msTS6TD-SCDMA隨機接入隨機接入入必須完完成的工工作：上行同步步、功率率控制、、系統(tǒng)獲獲得接入入要求、、用戶鑒鑒權(quán)、分分配業(yè)務務碼道等等隨機接入入必須考考慮的問問題：RACH/FACH的的高效率率工作；；防止碰撞撞的策略略；加快接入入速度。。隨機接入入過程：：UE：開開環(huán)功率率控制和和開環(huán)同同步控制制，發(fā)射射UpPTS，，等待BTS回回答B(yǎng)TS：：控制UE的發(fā)發(fā)射功率率和時延延，獲得得UE接接入要求求系統(tǒng)：鑒鑒權(quán)和分分配碼道道GDwPTSUpPTSTS5TS4TS0TS2TS1TS3TS6隨機接入入過程UENodeBUpPTS終端選擇擇SYNC1,以估算算的時間間和功率率發(fā)送基站檢測測到SYNC1,并回回送定時時和功率率調(diào)整FPACHRACH調(diào)整定定時和和功率率,發(fā)發(fā)送送隨機機接入入請求求FACH指配信信道,繼繼續(xù)完完成接接入過過程和和鑒權(quán)權(quán)信道及映射射關(guān)系TD-SCDMA簡簡介:物理層總結(jié)結(jié)低碼片速率率:1.28Mcps(WCDMA的1/3)適合智能天天線和同步步CDMATDD的幀結(jié)構(gòu)構(gòu)用智能天線線+多用戶戶檢測聯(lián)合合算法達到到全部資源源同時工作作的效果采用和3GPP相同同的調(diào)制、、信道編碼碼、交織和和復接技術(shù)術(shù)提供不對稱稱上下行業(yè)業(yè)務功率控制和和上行同步步控制:控制頻率:0-200次/秒秒功率控制步步長:1-3dB同步控制精精度:1/8碼片寬寬度開環(huán)和閉環(huán)環(huán)控制結(jié)論：TD-SCDMA主要優(yōu)勢完全滿足對3G業(yè)業(yè)務與功能能的需求能在現(xiàn)有穩(wěn)穩(wěn)定的GSM網(wǎng)絡上上迅速而直直接部署能實現(xiàn)從第第二代到第第三代的平平滑演進完全滿足第第三代業(yè)務務的要求突出的頻譜譜利用率：：比其它3G標準的現(xiàn)現(xiàn)有設備高高一倍無需使用成成對的頻段段支持蜂窩組組網(wǎng)，可以以形成宏小小區(qū)、微小小區(qū)及微微微小區(qū)，每每個小區(qū)可可支持不同同的不對稱稱業(yè)務靈活、自適應應的上下行業(yè)業(yè)務分配，特特別適合各種種變化的不對對稱業(yè)務(如如無線因特網(wǎng)網(wǎng))系統(tǒng)成本低第三部分TD-SCDMA高層信信令流程無線接口協(xié)議議結(jié)構(gòu)高層信令流程程無線接口協(xié)議議結(jié)構(gòu)無線接口協(xié)議議結(jié)構(gòu)無線接口高層層各（子）層層的主要功能無線接口協(xié)議議層結(jié)構(gòu)無線接口協(xié)議議層結(jié)構(gòu)無線接口主要要分為三層：：L1層--物理層層L2層--數(shù)數(shù)據(jù)鏈路層，，包括MAC層、RLC層、BMC層、PDCP層L3層層--網(wǎng)絡絡層，，包括括RRC層層等子子層無線接接口高高層各各（子子）層層的主主要功功能MAC層--完完成邏邏輯信信道和和傳輸輸信道道的映映射RLC層--保保證數(shù)數(shù)據(jù)的的正確確有效效傳輸輸BMC層--小小區(qū)廣廣播消消息和和分配配等BMC消息息的保保存和和傳送送PDCP層層----IP數(shù)數(shù)據(jù)據(jù)流流的的頭頭部部壓壓縮縮與與解解壓壓縮縮(如如：：TCP/IP和和RTP/UDP/IP頭頭部部)以以及及將非非接接入入層層送送來來的的PDCP-SDU轉(zhuǎn)發(fā)發(fā)到RLC層高層信令令流程隨機接入入過程小區(qū)更新新過程切換過程程(一)隨隨機機接入過過程（二）小小區(qū)更新新過程小區(qū)選擇擇（重選選）過程程（三）切切換過程程硬切換GSM到到UMTS的切切換UMTS到GSM的切切換硬切換（（FDDandTDD)GSM到到UMTS的切切換UMTS到GSM的切切換第四部分分TD-SCDMA射頻頻特性頻帶與信信道安排排發(fā)射特性性接收特性性共存分析析TD-SCDMA的頻帶與與信道安安排ITU建建議的3G移動動通信頻頻譜方案案TD-SCDMA的信信道安排排ITU建建議的3G移動動通信頻頻譜方案案TDDTDD1900192020102025ITU的核心分分配建議議(MHz)TDD&FDD(UL)TDDTDD&FDD(DL)1850191019301990ITU的補充分分配建議議(MHz)注：TD-SCDMA除ITU的建建議外，，不排斥斥對其他他頻譜的的利用TD-SCDMA的信信道安排排帶寬寬：1.6MHz掃描間隔隔：0.2MHz信道號號：Nt=5*F(0.0<F<3276.6MHz）TD-SCDMA的發(fā)射射特性發(fā)射功率特性性發(fā)射頻譜特性性發(fā)射交調(diào)抑制制調(diào)制特性TD-SCDMA的發(fā)射射功率特性項目UEBS最大輸出功率率21dBm34dBm最小輸出功率率-49dBm4dBm空閑模式功率率-65dBm-82dBm功率控制步長長1,2,3dB1,2,3dBTD-SCDMA的發(fā)射射頻譜特性項目UEBS所占帶寬1.6MHz1.6MHz頻率穩(wěn)定性0.1PPM0.05PPM鄰道泄漏33dB(1)40dB(1)比(大于)43dB(2)50dB(2)雜散輻射符合ITU-RSM.329TD-SCDMA的發(fā)射射交調(diào)抑制UE的交調(diào)抑抑制:在1.6MHz或3.2MHz鄰道存存在TD-SCDMA干擾信信號時，交調(diào)調(diào)產(chǎn)品分別不不高于-31dBc或或-41dBcBS的交調(diào)抑抑制:當在鄰道1.6MHz、、3.2MHz、4.8MHz存在在低于有用信信號30dB的TD-SCDMA干干擾信號時，，所產(chǎn)生的交交調(diào)產(chǎn)品不會會高于帶外輻輻射或雜散功功率TD-SCDMA的調(diào)制制特性項目UEBS發(fā)射濾波器RRCRRCEVM(小于)17.5%12.5%PCDE(小于)-21dB-28dBTD-SCDM