1、1,移動通信技術(shù)(第2版),第5章 TD-SCDMA的發(fā)展及技術(shù)應(yīng)用,2,第5章TD-SCDMA的發(fā)展及技術(shù)應(yīng)用,內(nèi)容 TD-SCDMA的發(fā)展及演進(jìn) TD-SCDMA的無線接入技術(shù) TD-SCDMA的關(guān)鍵技術(shù),3,第5章TD-SCDMA的發(fā)展及技術(shù)應(yīng)用,重點 TD-SCDMA的無線接入技術(shù)、關(guān)鍵技術(shù) 難點 TD-SCDMA的無線接入技術(shù) 目的和要求 了解TD-SCDMA的發(fā)展及演進(jìn) 理解TD-SCDMA的無線接入技術(shù)及其他關(guān)鍵技術(shù),4,1.SDMA與CDMA的互補(bǔ)作用,當(dāng)用戶靠得很近時，純SDMA無法精確分辨用戶位置，利用CDMA可準(zhǔn)確實現(xiàn) SDMA采用CDMA技術(shù)后，運算量降低 CDMA中采

2、用SDMA可精確定位MS，擴(kuò)大系統(tǒng)容量,5,2.TD-SCDMA中“S”的含義,空分多址Space Division Multiple Access（智能天線Smart Antenna） 軟件無線電Soft Radio 同步Synchronous (Sync),6,3. TDSCDMA技術(shù)特點及參數(shù),技術(shù)特點 同步CDMA系統(tǒng)，用軟件和幀結(jié)構(gòu)設(shè)計實現(xiàn)嚴(yán)格的上行同步 基于智能天線的系統(tǒng)，充分發(fā)揮了智能天線的優(yōu)勢，并可使用SDMA 基于軟件無線電技術(shù)，所有基帶數(shù)字信號處理均用軟件實現(xiàn)，而不依賴ASIC 在基帶數(shù)字信號處理上，聯(lián)合使用了智能天線和聯(lián)合檢測技術(shù)，達(dá)到比UTRA TDD高一倍的頻譜利用率

3、 基于智能天線，使用接力切換技術(shù)和CDMA的軟切換相比，簡化了用戶終端的設(shè)計，克服了軟切換要長期大量占用網(wǎng)絡(luò)資源和基站下行容量資源的缺點,7,8,5.1.1 TD-SCDMA的發(fā)展及特點,TD-SCDMA標(biāo)準(zhǔn)提案由我國原無線通信標(biāo)準(zhǔn)組（CWTS，現(xiàn)更名為中國標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)會，CCSA）于1998年6月提交到ITU和相關(guān)國際標(biāo)準(zhǔn)組織，成為IMT-2000無線傳輸技術(shù)候選方案之一 2001年3月在美國加利福尼亞州舉行的3GPP RSG RAN第11次全會將TD-SCDMA列為第三代移動通信系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)之一，包含在3GPP Release 4（R4）中 TD-SCDMA系統(tǒng)全面滿足IMT-2000的基本要求，

4、采用不需配對頻率的TDD雙工模式，以及TDMA/CDMA相結(jié)合的多址接入方式，同時使用1.28Mchip/s的低chip速率傳輸，擴(kuò)頻帶寬為1.6MHz。TD-SCDMA采用了同步CDMA、智能天線、聯(lián)合檢測、接力切換和軟件無線電等一系列高新技術(shù)。,9,技術(shù)特色 采用TDD雙工方式，便于頻譜劃分并能更好地滿足未來移動多媒體業(yè)務(wù)非對稱特性的發(fā)展趨勢和需求 利用DS-CDMA技術(shù)，采用TDMA和CDMA混合多址方式，有利于無線資源的合理分配和高效利用 1.28Mchip/s低chip速率傳輸，使設(shè)備復(fù)雜度和成本較低 采用聯(lián)合檢測，智能天線，上行同步，接力切換等先進(jìn)技術(shù)，抗干擾能力強(qiáng)，掉話率低 適合

5、軟件無線電的應(yīng)用 TD-SCDMA標(biāo)準(zhǔn)與其他3G標(biāo)準(zhǔn)相比具有較明顯的優(yōu)勢 頻譜分配的靈活性 高頻譜利用率 更適合未來非對稱業(yè)務(wù)的特點,10,5.1.2 TD-SCDMA標(biāo)準(zhǔn)的演進(jìn),TD-SCDMA向B3G（4G）TDD系統(tǒng)基本原則 在B3G TDD系統(tǒng)完成商用前，不斷增強(qiáng)TD-SCDMA系統(tǒng)的性能，提高覆蓋和傳輸能力等，以滿足不斷增長的移動數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的需求 同時B3G TDD系統(tǒng)的設(shè)計充分考慮TD-SCDMA系統(tǒng)的特點，做到對TD-SCDMA系統(tǒng)的后向兼容。 TD-SCDMA空中接口技術(shù)增強(qiáng)和演進(jìn)的主要目標(biāo)是提高系統(tǒng)容量和傳輸效率，增強(qiáng)TD-SCDMA對高速移動數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的支持能力 對于語音業(yè)務(wù)，

6、做到提高系統(tǒng)可容納的用戶數(shù)量，增強(qiáng)覆蓋，減小掉話和阻塞率 對于數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，做到提高數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的峰值速率，提高系統(tǒng)的吞吐量，減小業(yè)務(wù)時延，同時提高業(yè)務(wù)的覆蓋范圍,11,12,1. TSM,TSM是TD-SCDMA發(fā)展的第一階段，是TD-SCDMA無線傳輸技術(shù)兼容GSM/GPRS核心網(wǎng)的一種解決方案 TSM規(guī)范在現(xiàn)有的GSM規(guī)范的基礎(chǔ)上修改空中接口而成，采用與LCR基本相同的物理層，保持大部分GSM網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計（包括BSC，MSC等），以提供較GSM更高的頻譜效率和支持更高速率的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù) 由于TSM采用的是TD-SCDMA空中接口并基于GSM的協(xié)議棧，不是一個完整的3G系統(tǒng)，可視為一個2.5G系統(tǒng)，可做

7、到GSM系統(tǒng)向TD-SCDMA的平滑演進(jìn)TSM只是3G和B3G的演進(jìn)中的一個可選階段。對運營商而言如果沒有GSM網(wǎng)絡(luò)，該階段可略過 這一階段的數(shù)據(jù)傳輸速率靜止可達(dá)2Mbit/s，中低速率可達(dá)384kbit/s，高速可達(dá)144kbit/s，語音數(shù)據(jù)傳輸速率12.2kbit/s,13,2. LCR,LCR系統(tǒng)是一個真正意義上的3G系統(tǒng)，采用3G核心網(wǎng)絡(luò)和構(gòu)架，能夠提供所有3G要求的業(yè)務(wù) 作為IMT-2000標(biāo)準(zhǔn)之一，LCR是被ITU和3GPP正式采納的一個國際標(biāo)準(zhǔn)，采用了3GPP的高層協(xié)議和TD-SCDMA空中接口，滿足ITU對IMT-2000的各方面要求 該階段的語音和數(shù)據(jù)服務(wù)是由電路級交換機(jī)或

8、數(shù)據(jù)包交換機(jī)提供 語音服務(wù)速度是12.2kbit/s，而數(shù)據(jù)傳輸最大速率是2Mbit/s,14,3. HSDPA/HSUPA,3GPP認(rèn)為高速下行分組接入HSDPA和高速上行分組接入HSUPA共用信息渠道可提供最好的數(shù)據(jù)包服務(wù)。 通過采用自適應(yīng)調(diào)制編碼AMC技術(shù)、混合自動重傳請求HARQ技術(shù)、快速小區(qū)選擇FCS和快速分組調(diào)度技術(shù)及多天線系統(tǒng)MIMO，與CDMA2000和WCDMA相同帶寬下的情況相比，TD-SCDMA的數(shù)據(jù)傳輸速率和小區(qū)吞吐量都大大提升 在NodeB和UE配置單一天線，以16QAM，3/4Turbo編碼、占用36個無線資源單位（4個數(shù)據(jù)時隙，每個時隙9個碼道）可提供950kbi

9、t/s的數(shù)據(jù)速率 如有更多的無線資源和先進(jìn)的無線電技術(shù)，TD-SCDMA可達(dá)到更高數(shù)據(jù)速率峰值,15,4TDD LTE,國際標(biāo)準(zhǔn)化組織正在推動無線傳輸技術(shù)從2Mbit/s向100Mbit/s（E3G）、1Gbit/s（B3G）的目標(biāo)發(fā)展 相比目前3G系統(tǒng)，3G LTE具有如下主要特點 更高的通信速率和頻譜效率，在20MHz的帶寬下，下行峰值速率為100Mbit/s、上行為50Mbit/s 分組交換與QoS保證，系統(tǒng)在整體架構(gòu)上將基于分組交換，同時通過系統(tǒng)設(shè)計和嚴(yán)格的QoS機(jī)制，保證實時業(yè)務(wù)（VoIP、視頻流等）服務(wù)質(zhì)量 支持各種系統(tǒng)帶寬，除了20MHz的最大帶寬外，還能支持1.25MHz，1.

10、6MHz，2.5MHz，5MHz，10MHz和15MHz等系統(tǒng)帶寬及成對和不成對頻段的部署，以保證將來在系統(tǒng)部署上的靈活性 3G LTE還明確提出了“系統(tǒng)在支持高速移動的基礎(chǔ)上，為低移動速率用戶優(yōu)化”、“提高小區(qū)邊緣用戶的吞吐量”等具體的系統(tǒng)需求,16,54G,4G還沒有確切定義，較獲得認(rèn)同的是“4G將是以IP為基礎(chǔ)的、多功能集成的、各種網(wǎng)絡(luò)融合的寬帶移動通信系統(tǒng)，可提供數(shù)據(jù)傳輸速率達(dá)100Mbit/s1Gbit/s”。 目前所稱的4G實際上是ITU提出的B3G系統(tǒng)，發(fā)展的方向和目標(biāo)是： 網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)化、分組化，移動Internet逐步形成 網(wǎng)絡(luò)技術(shù)數(shù)字化、寬帶化 網(wǎng)絡(luò)設(shè)備智能化、小型化 應(yīng)用

11、于更高的頻段，有效利用頻率 移動網(wǎng)絡(luò)的綜合化、全球化、個人化 各種網(wǎng)絡(luò)的融合 高速率、高質(zhì)量、低費用,17,5.2.1 TD-SCDMA的系統(tǒng)結(jié)構(gòu),TD-SCDMA與UMTS具有一樣的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu) 由CN、UTRAN和UE三個部分組成。 CN和UTRAN間的接口為Iu接口，是有線接口UTRAN和UE間的接口為Uu接口，即空中接口 各組成部分的功能和接口（除空中接口）的含義、分層等均相同,18,5.3 TD-SCDMA的關(guān)鍵技術(shù),智能天線技術(shù) 聯(lián)合檢測 接力切換技術(shù) 動態(tài)信道分配 軟件無線電技術(shù) 其他技術(shù)：系統(tǒng)碼道 同步碼分多址技術(shù),19,5.3.1 接力切換技術(shù),硬切換和軟切換都存在一些缺點如：硬

12、切換掉話率高；軟切換資源利用率低等 TD-SCDMA系統(tǒng)使用了智能天線、聯(lián)合檢測等空時處理技術(shù)及上行同步和特殊的幀結(jié)構(gòu)設(shè)計后，系統(tǒng)的切換控制方法和過程得到改進(jìn)，進(jìn)而系統(tǒng)的切換性能得到提高。 TD-SCDMA系統(tǒng)中的接入切換就是綜合利用了該系統(tǒng)各種技術(shù)特點和優(yōu)勢而發(fā)明的一種不同于傳統(tǒng)切換方式的切換技術(shù),20,1接力切換的特點,設(shè)計思想 利用智能天線和上行同步等技術(shù)，在對UE的距離和到達(dá)角進(jìn)行定位的基礎(chǔ)上，根據(jù)UE方位和距離信息作為輔助信息來判斷目前UE是否移動到了可進(jìn)行切換的相鄰基站的臨近區(qū)域 接力切換概念 利用開環(huán)上行預(yù)同步和功率控制，在切換過程中首先將上行鏈路轉(zhuǎn)移到目標(biāo)小區(qū)，而下行鏈路仍與原

13、小區(qū)保持通信，經(jīng)短暫時間的分別收發(fā)過程后，再將下行鏈路轉(zhuǎn)移到目標(biāo)小區(qū)，完成接力切換,21,特點 與軟切換相比： 接力切換是在精確知道UE位置的情況下進(jìn)行切換，具有較高的切換成功率、較低的掉話率及較小的上行干擾等優(yōu)點 接力切換不需多個基站為一個移動臺提供服務(wù)，克服了軟切換占用信道資源多、信令復(fù)雜導(dǎo)致系統(tǒng)負(fù)荷加重、增加下行鏈路干擾等缺點 與硬切換相比： 具有較高的資源利用率，較簡單的算法，及系統(tǒng)相對較輕的信令負(fù)荷等優(yōu)點 接力切換斷開原基站和目標(biāo)基站建立通信鏈路幾乎是同時進(jìn)行的，克服了掉話率高、切換成功率較低的缺點 使系統(tǒng)性能得到優(yōu)化 不僅UE所需切換測量工作量減少，而且可實現(xiàn)高質(zhì)量的越區(qū)切換，切換

14、掉話率較低，時延也相應(yīng)減少 由于需要監(jiān)測的相鄰小區(qū)減小，也相應(yīng)減少了UE、NodeB和RNC間的信令交互，減輕了網(wǎng)絡(luò)負(fù)荷,22,2接力切換過程,接力切換執(zhí)行分三個過程 測量過程 判決過程 執(zhí)行過程,23,測量過程,接力切換與硬切換的測量過程和要求相同，即需終端進(jìn)行信號強(qiáng)度、質(zhì)量和符合切換條件的相鄰小區(qū)的同步時間參數(shù)進(jìn)行測量、計算和保存 接力切換不需要額外增加新的測量參數(shù) UE需計算和保存的參數(shù)有 本小區(qū)與鄰小區(qū)導(dǎo)頻信道的功率差P 來自各鄰近小區(qū)基站的信號與來自本小區(qū)基站信號的時延差t （上行預(yù)同步及保持過程） 上行預(yù)同步及保持過程并不是一個單獨的時間過程，也不需特別的控制或信令過程，而是在測量

15、過程中同時進(jìn)行的,24,接力切換測量開始后，當(dāng)前服務(wù)小區(qū)不斷檢測UE的位置信息，并將它發(fā)送到RNC RNC判斷UE可能進(jìn)入哪些相鄰小區(qū)，即確定哪些相鄰小區(qū)最可能成為UE切換的目標(biāo)小區(qū)，并作為切換候選小區(qū) 在確定候選小區(qū)后，RNC通知UE對它們進(jìn)行監(jiān)測和測量，把測量結(jié)果報告給RNC。RNC根據(jù)確定的切換算法判斷是否進(jìn)行切換。,25,判決過程,接力切換的判決過程由RNC完成 首先處理當(dāng)前小區(qū)的測量結(jié)果 如果其服務(wù)質(zhì)量還足夠好，則判決不對其他監(jiān)測小區(qū)測量報告進(jìn)行處理 如服務(wù)質(zhì)量介于業(yè)務(wù)需求門限和質(zhì)量好門限間，則激活切換算法對所有的測量報告進(jìn)行整體評估 如評估結(jié)果表明，監(jiān)測小區(qū)中存在比當(dāng)前服務(wù)小區(qū)信號

16、更好的小區(qū)，則判決進(jìn)行切換 如前小區(qū)的服務(wù)質(zhì)量已低于業(yè)務(wù)需求門限，則立即對監(jiān)測小區(qū)進(jìn)行評估，選擇最強(qiáng)的小區(qū)進(jìn)行切換,26,判決切換 RNC立即執(zhí)行接入控制算法，判斷目標(biāo)基站是否可接受該切換申請 如果允許接入，則RNC通知目標(biāo)小區(qū)對UE進(jìn)行掃描，確定信號最強(qiáng)的方向，做好建立信道的準(zhǔn)備并反饋給RNC RNC通過原基站通知UE無線資源重配置的信息，并通知UE向目標(biāo)基站發(fā)SYNC-UL，取得上行同步的相關(guān)信息 RNC發(fā)信令給原基站拆除信道，同時與目標(biāo)小區(qū)建立通信,27,執(zhí)行過程,當(dāng)UE要切換的目標(biāo)小區(qū)確定后，RNC對目標(biāo)小區(qū)發(fā)送無線鏈路建立請求 RNC收到目標(biāo)小區(qū)的無線鏈路建立完成消息后，向原小區(qū)和目標(biāo)小區(qū)同時發(fā)送業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)承載，同時RNC向UE發(fā)送切換命令 UE接收到接入切換命令后，繼續(xù)在原小區(qū)的下行鏈路接收業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)和信令，同時在目標(biāo)小區(qū)發(fā)射上行的承載業(yè)務(wù)和信令 分別收發(fā)的過程持續(xù)一段時間后，接收來自目標(biāo)小區(qū)的下行數(shù)據(jù)，實現(xiàn)閉環(huán)功率和同步控制，中斷和原小區(qū)的通信，完成切換過程 如RNC收到切換成功消息，則刪除原小區(qū)的通信鏈路；如RNC收到切換失敗消息，則刪除目標(biāo)小區(qū)新通信鏈路如由于特殊原因網(wǎng)絡(luò)端沒有收到終端