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2023/9/27CombaTELECOMSYSTEMSTD-SCDMA技術基礎培訓Page:2

2023/9/27索引1.TD-SCDMA概述2.TD-SCDMA系統的特點和優勢3.TD-SCDMA的基本原理4.TD-SCDMA的關鍵技術Page:3

2023/9/271.1移動通信技術發展AMPSTACSNMT其它第一代80年代模擬模擬技術GSMCDMAIS95TDMAIS-136PDC第二代90年代數字需求驅動數字技術語音業務第三代IMT-2000UMTSWCDMAcdma2000需求驅動寬帶業務TD-SCDMAPage:4

2023/9/271.1移動通信技術發展(續)3G體制

WCDMA核心網絡：基于MAP和GPRS無線傳輸技術：WCDMA－FDD/TDD

TD-SCDMA核心網絡：基于MAP無線傳輸技術：TD-SCDMA

cdma2000核心網絡：基于ANSI41和MIP無線傳輸技術：cdma2000Page:5

2023/9/271.2第三代移動通信的多址方式FrequencyPowerTimeCDMA下行信道TimeFreq5MHz5MHz上行信道1.6MHzTimeFreq下行上行下行上行多址方式：CDMA成為主流基本定型的技術：基于直接擴頻CDMA技術Page:6

2023/9/271.2第三代移動通信的多址方式(續)多址方式：SDMA-空分多址技術codesFDMA(3carrieswithin5Mhz)TDMA(7timeslots)timefrequencyCDMA(16codes)Page:7

2023/9/271.33G三種技術的簡單比較WCDMATD-SCDMACDMA2000載頻間隔5M*21.6M1.25M*2碼片速率3.84Mc/s1.28Mc/s1.228Mc/s雙工方式FDDTDDFDD幀長10ms10ms(子幀5ms)20ms信道編碼卷積碼、Turbo碼卷積碼、Turbo碼卷積碼、Turbo碼調制方式QPSK/BPSKQPSK/8PSK數據調制：QPSK/BPSK功率控制開環結合快速閉環開環結合閉環開環結合快速閉環功率控制速率1500次/s200次/s800次/s基站同步同步/異步同步同步Page:8

2023/9/271.43G頻段劃分核心頻段：1885~2025MHz和2110~2200MHz共230MHz其中FDD：下行：2110~2170MHz

上行：1920~1980MHz

MSS：衛星移動空對地：2170~2200MHz

地對空：1980~2010MHz

TDD：1885~1920，2010~2025共50MHz國際ITU對3G頻段的劃分Page:9

2023/9/271.43G頻段劃分（續）我國對3G頻段的劃分TDD,155MHzband!!!A.核心頻段頻分雙工（FDD）方式：1920~1980MHz/2110~2170MHz共2×60MHz

時分雙工（TDD）方式：1880~1920MHz/2010~2025MHz共55MHzB.補充工作頻段頻分雙工（FDD）方式：1755~1785MHz/1850~1880MHz共2×30MHz

時分雙工（TDD）方式：2300~2400MHz共100MHz新頻段C.衛星移動工作頻段

1980~2010MHz/2170~2200MHzD.擴展頻段

825~835MHz/870~880MHz；885~915MHz/930~960MHz；

1710~1755MHz/1805~1850MHzPage:10

2023/9/271.5UTRAN總體網絡結構圖SRNSDRNSNodeBNodeBNodeBNodeBRNCCNRNC

IuIuIur

IubIubIubIubUEUuPage:11

2023/9/27

第二代 第二代+

第二代++

第三代IMT2000北美歐洲CDMAIS-95ACDMAIS-95BCDMA2000-1xCDMA2000GSMTDMAGSM+GPRS,HSCSDGSM++EDGEWCDMA普通分組數據業務高速電路交換數據GSM增強數據率1.62G向3G的過渡Page:12

2023/9/27索引1.TD-SCDMA概述2.TD-SCDMA系統的特點和優勢3.TD-SCDMA的基本原理4.TD-SCDMA的關鍵技術Page:13

2023/9/272.1什么是TD-SCDMA?FDMA、TDMA和CDMA的最優結合1.6MHz最多可達16個碼道每個用戶通過臨時分配到的CDMA碼來被識別時隙上行下行上行上行timeenergyfrequencyPage:14

2023/9/272.2靈活高效的頻譜利用率每個載頻帶寬為1.6MHz（FDD模式為2*5MHz）在相同的頻帶寬度內，可支持的載波數大大超過FDD模式可單個頻率使用在頻率資源緊張的國家和地區，頻率可單個使用，頻譜使用靈活因特網的應用導致上、下行數據業務流量的明顯不同對上行與下行進行無線資源的自適應分配是頻譜利用率優化的關鍵由于使用了智能天線，提高了系統容量智能天線波束指向用戶，降低了多址干擾，提高了系統的容量，頻譜效率加倍。無線干擾的最小化設計是實現最高頻譜利用率的又一關鍵點Page:15

2023/9/272.3支持所有無線網絡覆蓋umbrellacoveragehighstart-upcapacity

localcoveragecapacityexpansionindoorcoveragecapacityexpansioncorporatenetworks...aboveroof-toplevel...belowroof-toplevel...onroom-ceilinglevelMacroCellsMicroCellsPicoCells1.28McpsTDDPage:16

2023/9/272.4業務上最佳適應于實現無線Internet實現了對無線網絡的要求由用戶應用產生的適于上下行不對稱的包交換業務，高效利用系統資源混合了面向連接和無連接業務，允許多種應用方案（例如：語音+數據）可變化的用戶數據速率（8kbit/s...2Mbit/s）由”盡力而為”（2G）向”業務質量”（QoS，3G）演變Page:17

2023/9/27系統頻譜利用率高、容量大同一基站支持的用戶數多，系統及服務費用降低使用智能天線不需使用大功率射頻器件，基站成本大幅度下降系統可靠性高，維護費用低2.5系統成本低Page:18

2023/9/272.6時分雙工－TDDTDD的優勢易于使用非對稱頻段,無需具有特定雙工間隔的成對頻段適應用戶業務需求，靈活配置時隙，優化頻譜效率上行和下行使用同個載頻，故無線傳播是對稱的,有利于智能天線技術的實現無需笨重的射頻雙工器，小巧的基站，降低成本時分雙工(TD-SCDMA):

上行頻帶和下行頻帶相同

DUDDDDDD頻分雙工(FDD):

上行頻帶和下行頻帶分離

DDDDDDDUU上行D下行未使用資源:Page:19

2023/9/272.7TD-SCDMA的主要技術特點Page:20

2023/9/272.8TD-SCDMA的主要優勢完全滿足對3G業務與功能的需求能在現有穩定的GSM網絡上迅速而直接部署能實現從第二代到第三代的平滑演進完全滿足第三代業務的要求突出的頻譜利用率和系統容量無需使用成對的頻段支持蜂窩組網，可以形成宏小區、微小區及微微小區，每個小區可支持不同的不對稱業務靈活、自適應的上下行業務分配，特別適合各種變化的不對稱業務(如無線因特網)系統成本低Page:21

2023/9/27索引1.TD-SCDMA概述2.TD-SCDMA系統的特點和優勢3.TD-SCDMA的基本原理

3.1概述

3.2信道映射

3.3幀結構

3.4信道編碼

3.5擴頻和調制

3.6物理層過程

4.TD-SCDMA的關鍵技術Page:22

2023/9/273.1.1TD-SCDMA的空中接口協議結構RRCMAC物理層BMCRLCRLCRLCRLCRLCRLCRLCRLCPDCPPDCP傳輸信道邏輯信道無線承載ControlControlControlControlControl控制面信令用戶面消息Uu接口邊界L1L2/MACL2/RLCL2/BMCL2/PDCPL3Page:23

2023/9/273.1.2TD-SCDMA信道分類邏輯信道

控制信道—BCCH、PCCH、CCCH、DCCH、SHCCH

業務信道—DTCH、CTCH傳輸信道

公共傳輸信道—RACH、FACH、DSCH、USCH、BCH、PCH

專用傳輸信道—DCH物理信道

專用物理信道—DPCH

公共物理信道—P-CCPCH、S-CCPCH、FPACH、PRACHDwPCH、UpPCH、PICHPage:24

2023/9/273.1.3編碼復合傳輸信道CCTrCH

專用CCTrCH：對應于一個或多個DCH的編碼和復用結果共用CCTrCH：對應于一個共用信道的編碼和復用結果，這些共用信道分別包括上行鏈路的RACH和USCH信道及下行鏈路的DSCH、BCH、FACH和PCH信道。對于每個專用型的CCTrCH和上行/下行同步CCTrCH，可能有一個TFCI。Page:25

2023/9/27索引1.TD-SCDMA概述2.TD-SCDMA系統的特點和優勢3.TD-SCDMA的基本原理

3.1概述

3.2信道映射

3.3幀結構

3.4信道編碼

3.5擴頻和調制

3.6物理層過程

4.TD-SCDMA的關鍵技術Page:26

2023/9/273.2.1TD-SCDMA傳輸信道到物理信道的映射傳輸信道物理信道DCH專用物理信道(DPCH)BCH主公共控制物理信道(P-CCPCH)PCH輔助公共控制物理信道(S-CCPCH)FACH輔助公共控制物理信道(S-CCPCH)RACH物理隨機接入信道(PRACH)USCH物理上行共享信道(PUSCH)DSCH物理下行共享信道(PDSCH)

下行導頻信道(DwPCH)

上行導頻信道(UpPCH)

尋呼指示信道（PICH）

快速物理接入信道F-PACHPage:27

2023/9/273.2.2TD-SCDMA專用信道的映射Sub-frame2nRLCPDUCodedbitsRLCPDUCodedbitsAirframenAirframen+1Sub-frame2n+1Sub-frame2(n+1)Sub-frame2(n+1)+1一個專用傳輸信道映射到一個或幾個物理信道上，每一次分配都有一個確定的交織周期。將一幀分成幾個可用于上下行信息傳輸的時隙Page:28

2023/9/273.2.3TD-SCDMA公共信道的映射Codech0Codech1Codech2Codech3Codech4Codech5Codech6Codech7Codech8Codech9CodechACodechBCodechCCodechDCodechECodechFTs0DwPTSUpPTSTs1Ts6BCH/PCH/FACHP-CCPCH1P-CCPCH2Page:29

2023/9/27索引1.TD-SCDMA概述2.TD-SCDMA系統的特點和優勢3.TD-SCDMA的基本原理

3.1概述

3.2信道映射

3.3幀結構

3.4信道編碼

3.5擴頻和調制

3.6物理層過程

4.TD-SCDMA的關鍵技術Page:30

2023/9/273.3.1TD-SCDMA獨特的幀結構TD-SCDMA幀結構每幀有兩個上/下行轉換點TS0為下行時隙TS1為上行時隙三個特殊時隙GP,DwPTS,UpPTS其余時隙可根據根據用戶需要進行靈活UL/DL配置Radioframe10msSystemFrameNumberSub-frame5msTS5TS4TS0TS2TS1GPTS3TS6DwPTSUpPTSDataMidambleData675usgL1144chipsPage:31

2023/9/273.3.2TD-SCDMA的常規時隙（TS）每時隙由864Chips組成，時長675us；業務和信令數據由兩塊組成，每個數據塊分別由352Chips組成；訓練序列(Midamble)由144Chips組成；16Chips為保護；可以進行波束賦形。Data352chipsMidamble144chipsGP16Data352chips675

sPage:32

2023/9/273.3.3TD-SCDMA的常規時隙（續）碼片號(CN)區域長度(chip數目)區域長度(符號數目)區域長度(μs)區域內容0-351352與SF有關275數據352-4951449112.5Midamble496-847352與SF有關275數據848-86316112.5保護間隔Datasymbols352chipsMidamble144chipsDatasymbols352chipsGP16CP864*TcPage:33

2023/9/273.3.4TPC/SS/TFCI位置：位于midamble的兩側TPC:調整步長是1,2或3dBSS：最小精度是1/8個chipTFCI：分四個部分位于相鄰的兩個子幀內Page:34

2023/9/273.3.5TD-SCDMA的下行導頻時隙－DwPTS用于下行導頻、同步和小區初搜；該時隙由96Chips組成:32用于保護；64用于同步；時長75us32組不同的SYNC-DL碼，用于區分不同的小區；為全向或扇區傳輸，不進行波束賦形；一個SYNC_DL唯一標識一個基站和一個碼組，每個碼組包含4個特定的擾碼，每個擾碼對應一個基本的Midamble碼。GP(32chips)SYNC-DL(64chips)75

sPage:35

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標識小區的碼稱為同步碼SYNC_DL，在下行導頻時隙(DwPTS)發射。SYNC_DL用來區分相鄰小區以便于進行小區測量。與SYNC_DL有關的過程是下行同步、碼識別和P-CCPCH交織時間的確定。每一子幀中的DwPTS的設計目的既是為了下行導頻，同時也是為了下行同步，基站將在小區的全方向或在固定波束方向以滿功率發送。整個系統有32組長度為64的基本SYNC_DL碼一個SYNC_DL唯一標識一個基站和一個碼組，一個每個碼組包含4個特定的擾碼，每個擾碼對應一個特定的基本midamble碼。

DwPTS是一個QPSK調制信號，所有DwPTS的相位用來指示復幀中P-CCPCH上的BCH的MIB位置。3.3.6TD-SCDMA的下行同步碼－SYNC_DLPage:36

2023/9/273.3.7TD-SCDMA的保護時隙－GP96Chips保護時隙，時長75us用于下行到上行轉換的保護在小區搜索時，確保DwPTS可靠接收，防止干擾UL工作在隨機接入時，確保UpPTS可以提前發射，防止干擾DL工作確定基本的基站覆蓋半徑DwPTS96chipsMainGP96chipsUpPTS160chips75

sPage:37

2023/9/273.3.8TD-SCDMA的上行導頻時隙－UpPTS用于建立上行初始同步和隨機接入，以及越區切換時鄰近小區測量；160Chips:其中128用于SYNC-UL，32用于保護；SYNC-UL有256種不同的碼，可分為32個碼組，以對應32種SYNC碼，每組為8個不同的SYNC-UL碼，即每一個小區對應于8個確定的SYNC-UL碼；RNC從終端上行信號中獲得初始波束賦形參數。GP(32chips)SYNC-UL(128chips)125

sPage:38

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隨機接入的特征信號稱為SYNC_UL，在上行導頻時隙發射。與SYNC_UL有關的過程有上行同步的建立和初始波束成形測量。每一子幀中的UpPTS在隨機接入和切換過程中用于建立UE和基站之間的初始同步，當UE處于空中登記和隨機接入狀態時，將發射UpPTS。整個系統有256個不同的基本SYNC_UL，分成32組，每組8個。碼組是由基站確定，因此，8個SYNC_UL對基站和已下行同步的UE來說都是已知的。當UE要建立上行同步時，將從8個已知的SYNC_UL中隨機選擇1個，并根據估計的定時和功率值在UpPTS中發射。3.3.9TD-SCDMA的上行同步碼－SYNC_ULPage:39

2023/9/273.3.10TD-SCDMA的擾碼128個擾碼分成32組，每組4個擾碼碼組由基站使用的SYNC_DL序列確定擾碼長度為16Page:40

2023/9/273.3.10TD-SCDMA的訓練序列－Midamble碼在同一小區同一時隙上的不同用戶所采用的midamble碼由同一個基本的midamble碼經循環移位后而產生；由144Chips組成：由長度為128的基本訓練序列生成，基本訓練序列（共128個）；128個基本訓練序列分成32組，以對應32個SYNC-DL碼；每組為4個不同的基本訓練序列，即一個小區可選擇4個不同的基本訓練序列；

一個小區采用哪組基本midamble碼由基站決定，基站決定本小區將采用這4個基本midamble中的哪一個moldable的發射功率與同一個突發中的數據符號的發射功率相同。訓練序列的作用：上下行信道估計；功率測量；上行同步保持。Page:41

2023/9/273.3.11TD-SCDMA的碼分配CodeGroupAssociatedCodesSYNC-DLIDSYNC-ULID

ScramblingCodeIDMidambleCodeIDGroup100~7(000~111)0(00)0(00)1(01)1(01)2(10)2(10)3(11)3(11).Group3231248~255(000~111)124(00)124(00)125(01)125(01)126(10)126(10)127(11)127(11)Page:42

2023/9/27索引1.TD-SCDMA概述2.TD-SCDMA系統的特點和優勢3.TD-SCDMA的基本原理

3.1概述

3.2信道映射

3.3幀結構

3.4信道編碼

3.5擴頻和調制

3.6物理層過程

4.TD-SCDMA的關鍵技術Page:43

2023/9/273.4.1TD-SCDMA的數據收發過程手機數據編碼&復用擴頻調制射頻發送射頻接收解調解擴解碼解交織基站數據Page:44

2023/9/273.4.2編碼和復用的基本過程datadatadataTrCH-i10、20、40or80msdataCRCdataCRCdataCRC0、8、12、16or24bitsdataCRCdataCRCdataCRCdataCBLCBLCBLCedBLCedBLCedBL卷積碼或Turbo碼CodeddataDTXCodeddataDatabefore1stinterleavingDataafter1stinterleaved交織器列數：1、2、4或8無線幀無線幀無線幀無線幀數目：1、2、4或8RatematcheddataTrCH-i+1TrCH-1TrCH-2TrCH-ICCTrCH10ms時間內Ph-1Ph-2Ph-P10ms時間內Databefore2stinterleavedDataafter2stinterleaveddata1data2訓練序列GPTFCISSTPC物理信道映射Page:45

2023/9/273.4.3信道編碼方案傳輸信道類型編碼方式編碼率BCH卷積編碼1/3

PCHRACH卷積編碼1/3，1/2DCH,DSCH,FACH,USCH1/2Turbo編碼1/3

無編碼Page:46

2023/9/273.4.4編碼和復用的信道編碼技術

信道編碼技術是通過給原數據添加冗余信息，從而獲得糾錯能力適合糾正非連續的少量錯誤目前使用較多的是卷積編碼和Turbo編碼（1/2，1/3）無糾錯編碼：BER<10-1~

10-2不能滿足通信需要卷積編碼：BER<10-3滿足語音通信需要Turbo碼：BER<10-6滿足數據通信需要原理和目的作用和效果Page:47

2023/9/273.4.5信道編碼技術舉例床前明月光春眠不覺曉白發三千丈紅豆生南國床床前前明明月月光光春春眠眠不不覺覺曉曉白白發發三三千千丈丈紅紅豆豆生生南南國國床？前前明明月月光光春春眠眠？不覺覺曉曉白白發發三三？千丈？紅紅豆豆生生南？國國Page:48

2023/9/273.4.6信道編碼－卷織碼

時延小信道誤碼率在10－3數量級適合實時業務TD-SCDMA采用卷積編碼的傳輸信道：BCH、PCH、RACH，編碼速率為1/2和1/3

Output0

G0=557(octal)

Input

D

D

D

D

D

D

D

D

Output1

G1=663(octal)

Output2

G2=711(octal)

Rate1/3convolutionalcoder

卷積碼的應用卷積碼的特點Page:49

2023/9/273.4.7信道編碼－Turbo碼

譯碼復雜信道誤碼率可以達到10－6非常適合對誤碼率敏感而對時延不敏感的非實時分組業務Turbo編碼結構基于兩個或多個弱差錯控制碼組合，信息比特在兩個編碼交織器之間交織，產生兩個相同的信息流，然后這些信息流復用并有可能打孔TD-SCDMA系統中使用Turbo碼的傳輸信道有DCH、DSCH、FACH、USCH編碼速率為1/3交織器卷積編碼器1卷積編碼器2復用輸入輸出Turbo碼的應用Turbo碼的特點Page:50

2023/9/273.4.8信道編碼－交織技術

交織的優點幀內交織:一個幀內部的數據比特位置的變換操作幀間交織:不同幀之間數據的位置變換Turbo編碼的內部交織:Turbo編碼的內部交織比較復雜，它不屬于上面兩種簡單的交織模式，它的算法可以看作是幀內交織和幀間交織的復雜嵌套。交織分類交織技術是改變數據流的傳輸順序，將突發的錯誤隨機化。提高糾錯編碼的有效性提高糾錯編碼的有效性交織的缺點由于改變了數據流的傳輸順序，必須要等整個數據塊接收后才能糾錯，加大了處理延時，因此交織深度應根據不同的業務要求有不同的選擇特殊情況下，若干個隨機獨立差錯有可能交織為突發差錯Page:51

2023/9/273.4.9交織技術舉例床春白紅？？？？？？？？前眠發豆明不三生明不三生月覺千南月覺千南光曉丈國光曉丈國床前明月光春眠不覺曉白發三千丈紅豆生南國床床前前明明月月光光春春眠眠不不覺覺曉曉白白發發三三千千丈丈紅紅豆豆生生南南國國床春白紅床春白紅前眠發豆前眠發豆明不三生明不三生月覺千南月覺千南光曉丈國光曉丈國床？？前明明月月光光春？？眠不不覺覺曉曉白？？發三三千千丈丈紅？？豆生生南南國國編碼交織去交織解碼突發錯誤Page:52

2023/9/27索引1.TD-SCDMA概述2.TD-SCDMA系統的特點和優勢3.TD-SCDMA的基本原理

3.1概述

3.2信道映射

3.3幀結構

3.4信道編碼

3.5擴頻和調制

3.6物理層過程

4.TD-SCDMA的關鍵技術Page:53

2023/9/273.5.1數據調制連續二進制比特復數符號00+j01+110-111-j連續二進制比特復數符號000Cos(11pi/8)+jsin(11pi/8)001Cos(9pi/8)+jsin(9pi/8)010Cos(5pi/8)+jsin(5pi/8)011Cos(7pi/8)+jsin(7pi/8)100Cos(13pi/8)+jsin(13pi/8)101Cos(15pi/8)+jsin(15pi/8)110Cos(3pi/8)+jsin(3pi/8)111Cos(pi/8)+jsin(pi/8)所謂數據調制就是把2個（QPSK調制）或3個（8PSK調制）連續的二進制比特映射成一個復數值的數據符號Page:54

2023/9/273.5.2擴頻的過程TD-SCDMA中，上行信道碼的SF為：1、2、4、8、16

下行信道碼的SF為：1、16數據比特OVSF碼擾碼擴頻后碼片Page:55

2023/9/273.5.3正交可變擴頻因子（OVSF)－碼樹Page:56

2023/9/273.5.4擴頻調制簡單原理

擴頻的基本方式抗干擾抗噪音抗多徑衰落功率譜密度低，具有隱蔽性和低的截獲概率優點信息的頻譜擴展后形成寬帶傳輸相關處理后恢復成窄帶信息數據fS（f）f0擴頻前的信號頻譜信號S（f）ff0擴頻后的信號頻譜信號Page:57

2023/9/273.5.5擴頻調制簡單原理TIm{T}Re{T}cos(wt)Complex-valuedchipsequencefromsummingoperations-sin(wt)Splitreal&imag.partsPulse-shapingPulse-shapingPage:58

2023/9/273.5.6解擴簡單原理輸入信號擴頻碼在T=Ts時刻判決解擴輸出0Ts(*)dt積分Page:59

2023/9/273.5.7擴頻調制舉例SpectrumPage:60

2023/9/273.5.8擴頻調制原理T實部與虛部分離脈沖成型cos(wt)-sin(wt)Re(T)Im(T)∑串并轉換串并轉換…………下行物理信道1Cch,SF,mjI+jQSdl,nG1Cch,SF,mjI+jQSdl,nG2下行物理信道2脈沖成型Page:61

2023/9/27索引1.TD-SCDMA概述2.TD-SCDMA系統的特點和優勢3.TD-SCDMA的基本原理

3.1概述

3.2信道映射

3.3幀結構

3.4信道編碼

3.5擴頻和調制

3.6物理層過程

4.TD-SCDMA的關鍵技術Page:62

2023/9/273.6.1小區搜索過程搜索DwPTSUE通過與接收到的PN序列中的SYNC_DL進行匹配，與某一小區的DwPTS同步識別擾碼和基本Midamble碼UE通過試探法或排除法確定P-CCPCH采用的Midamble碼，從而進一步確定擾碼控制復幀同步控制復幀由調制在DwPTS上的QPSK符號序列定位，UE通過n個連續DwPTS檢測BCH主信息塊的位置，實現控制復幀的同步讀BCH信息UE讀取被搜索小區的一個或多個BCH上的廣播信息，完成小區搜索過程Page:63

2023/9/27在初始小區搜索中，UE搜索到一個小區，建立DwPTS同步，獲得擾碼和基本midamble碼，控制復幀同步，然后讀取BCH信息。初始小區搜索利用DwPTS和BCH進行。第一步：搜索DwPTSUE利用DwPTS中SYNC_DL得到與某一小區的DwPTS同步，這一步通常是通過一個或多個匹配濾波器(或類似的裝置)與接收到的從PN序列中選出來的SYNC_DL進行匹配實現。為實現這一步，可使用一個或多個匹配濾波器（或類似裝置）。在這一步中，UE必須要識別出在該小區可能要使用的32個SYNC_DL中的哪一個SYNC_DL被使用3.6.1小區搜索過程（續）Page:64

2023/9/27第二步:識別擾碼和基本midamble碼UE接收到P-CCPCH上的midamble碼，DwPTS緊隨在P-CCPCH之后。在現在的TD-SCDMA系統中，每個DwPTS對應一組4個不同的基本midamble碼，因此共有128個midamble碼且互不重疊。基本midamble碼的序號除以4就是SYNC_DL碼的序號。因此說32個SYNC_DL和P-CCPCH32個midamble碼組一一對應（也就是說，一旦SYNC_DL確定之后，UE也就知道了該小區采用了哪4個midamble碼），這時UE可以采用試探法和錯誤排除法確定P-CCPCH到底采用了哪個midamble碼。在一幀中使用相同的基本midamble碼。由于每個基本midamble碼與擾碼是相對應的，知道了midamble碼也就知道了擾碼。根據確認的結果，UE可以進行下一步或返回到第一步。3.6.1小區搜索過程（續）Page:65

2023/9/27第三步：控制復幀同步UE搜索在P-CCPCH里的BCH的復幀MIB（MasterIndicationBlock），它由經過QPSK調制的DwPTS的相位序列（相對于在P-CCPCH上的midamble碼）來標識。控制復幀由調制在DwPTS上的QPSK符號序列來定位。[n]個連續的DwPTS足以可以檢測出目前MIB在控制復幀中的位置。根據為了確定正確的midamble碼所進行的控制復幀同步的結果，UE可決定是否執行下一步或回到第二步。第四步：讀BCH信息UE讀取被搜索到小區的一個或多個BCH上的（全）廣播信息，根據讀取的結果，UE可決定是回到以上的幾步還是完成初始小區搜索。3.6.1小區搜索過程（續）Page:66

2023/9/273.6.2上行同步過程上行同步的準備UE首先與小區建立下行同步上行同步的建立UE從8個已知的SYNC_UL中隨機選擇一個，根據估計的定時和功率發射，NodeB根據檢測到的SYNC_UL系列，在FPACH信道向UE發送反饋信息上行同步的保持NodeB通過測量同一時隙不同UE的Midamble碼估計UE的發射功率和發射時間偏移，在下一個下行時隙中發射SS和PC命令，使UE進行調整上行同步的作用：使正交擴頻碼的各個碼道在解擴時正交，減小干擾Page:67

2023/9/273.6.2上行同步過程（續）

定義：上行鏈路各終端信號在基站解調器完全同步。

目的：

CDMA碼道正交；降低碼道間干擾；提高CDMA容量；簡化硬件、降低成本。t基站解調器碼道1碼道2碼道NPage:68

2023/9/27下行同步上行同步的建立上行信道的首次發送在UpPTS這個特殊時隙進行，SYNC_UL突發的發射時刻可通過對接收到的DwPTS和/或P-CCPCH的功率估計來確定。在搜索窗內通過對SYNC_UL序列的檢測，NodeB可估計出接收功率和時間，然后向UE發送反饋信息,調整下次發射的發射功率和發射時間，以便建立上行同步。在以后的4個子幀內，NodeB將向UE發射調整信息（用F-PACH里的一個單一子幀消息）。同步的保持在每一上行時隙檢測Midamble，估計UE的發射功率和發射時間偏移在下一個下行時隙發送SS命令和TPC命令進行閉環控制上行同步過程，通常用于系統的隨機接入，也可以用于當系統失去上行同步時的再同步

3.6.2上行同步過程（續）Page:69

2023/9/273.6.3基站間同步同步的目的：相鄰基站的收發時隙不能交叉，否則，將出現嚴重干擾。TDD系統各基站之間必須實現同步同步精度要求：幾微秒同步方法：GPS：簡單基站同步通過空中接口中的特定突發時隙，即網絡同步突發來實現基站通過接收其他小區的下行導頻DwPTS來實現同步RNC通過Iub接口向基站發布同步信息BS0BS1BS2BS0BS1BS2BTSTxRxGPage:70

2023/9/273.6.4隨機接入過程下行同步建立和維持讀取小區廣播信息，得到UE為接入而分配的8個SYNC_UL上行同步建立以具有較高同步精度的定時和功率發射RRC連接請求隨機接入完成UE收到來自網絡的RRC連接建立響應，指示UE發出的隨機接入是否被接受Page:71

2023/9/273.6.4隨機接入過程（續）隨機接入必須完成的工作：上行同步、功率控制、系統獲得接入要求、用戶鑒權、分配業務碼道等隨機接入必須考慮的問題：RACH/FACH的高效率工作；防止碰撞的策略；加快接入速度。隨機接入過程：UE：開環功率控制和開環同步控制，發射UpPTS，等待BTS回答NodeB：控制UE的發射功率和時延，獲得UE接入要求系統：鑒權和分配碼道Page:72

2023/9/27UENodeBUpPTS終端選擇SYNC1,以估算的時間和功率發送基站檢測到SYNC1,并回送定時和功率調整FPACHRACH調整定時和功率,發送隨機接入請求FACH指配信道,繼續完成接入過程和鑒權3.6.4隨機接入過程（續）Page:73

2023/9/273.6.5功率控制功率控制技術是CDMA系統的基礎，沒有功率控制就沒有CDMA系統。功率控制可以補償衰落，接收功率不夠時要求發射方增大發射功率功率控制可以克服遠近效應，對上行功控而言，功率控制的目標即為所有的信號到達基站的功率夠用即可由于移動信道是一個衰落信道，快速閉環功控可以隨著信號的起伏進行快速改變發射功率，使接收電平由起伏變得平坦Page:74

2023/9/273.6.6功率控制的種類開環接收機測量接收到的寬帶導頻信號的功率，并估計傳播路徑損耗，根據路徑損耗計算得到需要發射的功率。閉環

測量信噪比和目標信躁比比較，并向移動臺發送指令調整它的發射功率內環控制外環控制測量誤幀率（誤塊率），調整目標信噪比接收到的功率越強，說明收發雙方距離較近或有非常好的傳播路徑，發射的功率就越小開環功控只能在決定接入初期發射功率和切換時決定切換后初期發射功率的時候使用。開環功率控制若測定SIR>目標SIR，降低移動臺發射功率,若測定SIR<目標SIR，增加移動臺發射功率閉環功率控制Page:75

2023/9/273.6.7開環功率控制NodeBUE進行功率估計

接收機測量接收到的寬帶導頻信號的功率，并估計傳播路徑損耗，根據路徑損耗計算得需要發射的功率開環控制原理Page:76

2023/9/273.6.8閉環－內環功率控制功率控制的目的：使基站處接收到的每個UE信號的bit能量相等NodeBUE下發TPC測量接收信號SIR并比較內環設置SIRtar200Hz每一個UE都有一個自己的控制環路Page:77

2023/9/273.6.9閉環－外環功率控制NodeBUE下發TPC測量接收信號SIR并比較內環設置SIRtar可以得到BLER穩定的業務數據測量傳輸信道上的BLER外環RNC測量接收數據BLER并比較設置BLERtar10-100HzPage:78

2023/9/273.6.10功率控制的參數

上行鏈路下行鏈路功率控制速率可變閉環：0-200次/秒。開環：(約200us–3575us的延遲)可變閉環：0-200次/秒。步長1,2,3dB(閉環)1,2,3dB(閉環)備注所有數值不包括處理和測量時間。

開環功率控制：UpPTS、PRACH閉環功率控制：DPCHPage:79

2023/9/27索引1.TD-SCDMA概述2.TD-SCDMA系統的特點和優勢3.TD-SCDMA的基本原理4.TD-SCDMA的關鍵技術

4.1TDD技術

4.2智能天線

4.3聯合檢測

4.4接力切換

4.5動態信道分配

4.6上行同步

4.7軟件無線電Page:80

2023/9/274.1TDD技術易于使用非對稱頻段,無需具有特定雙工間隔的成對頻段適應用戶業務需求，靈活配置時隙，優化頻譜效率上行和下行使用同個載頻，故無線傳播是對稱的,有利于智能天線技術的實現無需笨重的射頻雙工器，小巧的基站，降低成本時分雙工(TDD):

上行頻帶和下行頻帶相同DUDDDDDD頻分雙工(FDD):

上行頻帶和下行頻帶分離

DDDDDDDUU上行D下行未使用

Page:81

2023/9/27時分雙工(TDD):

上行頻帶和下行頻帶相同

DUDDDDUD時分雙工(TDD):

上行頻帶和下行頻帶相同

DUDDDDUU時分雙工(TDD):

上行頻帶和下行頻帶相同

DUDDDUUU三上三下兩上四下一上五下4.1TDD技術（續）Page:82

2023/9/27索引1.TD-SCDMA概述2.TD-SCDMA系統的特點和優勢3.TD-SCDMA的基本原理4.TD-SCDMA的關鍵技術

4.1TDD技術

4.2智能天線

4.3聯合檢測

4.4接力切換

4.5動態信道分配

4.6上行同步

4.7軟件無線電Page:83

2023/9/274.2.1智能天線智能天線的優勢減少小區間和小區內干擾降低多徑干擾等效發射功率提高提高接收靈敏度改進了小區覆蓋（合成波束）增加了容量及小區覆蓋半徑降低發射功率，基站成本降低使用智能天線...定向發射、定向接收正在通信的移動終端在整個小區內處于受跟蹤狀態不使用智能天線...全向發射、全向接收所有小區內的移動終端均相互干擾，此干擾是CDMA容量限制的主要原因TDD?–基站端--FDD?Page:84

2023/9/274.2.2智能天線（續）－基本概念天線陣：是一列取向相同、同極化、低增益的天線按照一定的方式排列和激勵，利用波的干涉原理產生強方向性的方向圖天線陣的排列：一般等距，主要有等距直線排列、等距圓周排列、等距平面排列智能天線的分類：線陣、圓陣；全向陣、定向陣Page:85

2023/9/274.2.3智能天線（續）－智能天線的原理利用信號在傳輸方向上的差別，將不同天線陣元的信號相位經過加權后進行疊加，實空分，最大限度地利用有限的信道資源利用了空間上距離方位的差別導致了各個陣元上接收信號相位不同Δx陣元1陣元M-2...θΔd陣元M-1陣元0u0(t)u1(t)uM-1(t)uM-2(t)ΔxPage:86

2023/9/274.2.4智能天線（續）－智能天線的處理過程智能天線是采用自適應天線陣，天線各陣元通過自適應網絡，自適應調整加權值，達到自適應改變天線方向圖，從而自適應跟蹤多個用戶從上行來說：基站利用智能天線對來自移動臺的多徑電波進行波達估計，進行空間濾波，與聯合檢測結合進行上行波束成型從下行來說：基站利用智能天線對發射信號進行下行波束成型，使基站發射信號能夠沿著移動臺來波方向發送回移動臺Page:87

2023/9/274.2.5智能天線（續）－智能天線的處理過程圖示……天線陣列1M=8空域濾波聯合檢測上行用戶數據信道估計賦形參數估計下行賦形欲發下行數據Page:88

2023/9/27索引1.TD-SCDMA概述2.TD-SCDMA系統的特點和優勢3.TD-SCDMA的基本原理4.TD-SCDMA的關鍵技術

4.1TDD技術

4.2智能天線

4.3聯合檢測

4.4接力切換

4.5動態信道分配

4.6上行同步

4.7軟件無線電Page:89

2023/9/274.3.1聯合檢測頻率MAI檢測到信號能量接收到的信號剛剛大于MAI，信噪比很差Frequency允許的信號波動能量采用了聯合檢測技術解擴后，接收到的信號有效減少MAI，信號比較“干凈”，其它無用的信號都被過濾掉了。聯合檢測Page:90

2023/9/274.3.2聯合檢測（續）－聯合檢測介紹多用戶檢測：為了提高CDMA系統的容量，將其它用戶的信息聯合加以利用，多用戶檢測包括聯合檢測和干擾抵消。聯合檢測：利用所有用戶的相關先驗信息，在一步之內將所有用戶的信號分離出來。使用聯合檢測的原因：快速的進行信道估計和相對簡單的運算復雜度Page:91

2023/9/274.3.3聯合檢測（續）－聯合檢測原理聯合檢測的目的就是根據上式中的A和e估計用戶發送的de=Ad＋nd是發射的數據符號序列，e是接收的數據序列，n是噪聲Page:92

2023/9/274.3.4聯合檢測（續）－如何實現聯合檢測A是系統矩陣，由擴頻碼c和信道脈沖響應h

決定擴頻碼c已知信道脈沖響應h利用突發結構中的訓練序列

midamble求解出：emid=Gh+nmid,

其中：

G由Midamble碼構造的矩陣

emid接收機接收到總信號中的Midamble部分

nmid噪聲關鍵是突發序列中的訓練序列DataMidambleGPDataDataMidambleGPDataPage:93

2023/9/274.3.5聯合檢測＋智能天線

智能天線的主要作用：降低多址干擾，提高系統容量智能天線所不能克服的問題時延不超過碼片寬度的多徑干擾和多普勒效應(高速移動)

聯合檢測：基于訓練序列的信道估值，同時處理多碼道的干擾抵消

聯合檢測和智能天線相結合技術，可以基本抵消MAI的影響，大大提高系統的抗干擾能力和容量Page:94

2023/9/274.3.6聯合檢測＋智能天線系統模型Page:95

2023/9/27