DSCDMA无线接口物理层.ppt

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1、TD-SCDMA无线接口物理层,前 言,无线接口物理层处于无线接口协议模型的最底层，它提供物理介质中保证比特流正确传输所需要的所有功能物理层通过传输信道实现向上层提供数据传输服务，主要包括多址接入，信道编解码，扩频调制和解扩解调，内环功率控制等功能,培训目标,学完本课程后，您应该能：描述TD-SCDMA系统无线帧结构和时隙突发结构描述TD-SCDMA下行同步码、上行同步码、Midamble码、扩频码和扰码功能和用法结合主要物理层过程（小区搜索、随机接入），描述TD-SCDMA各信道的作用掌握公共物理信道在系统中的配置原则，并能够根据不同业务占用码资源的情况，计算TD-SCDMA载波的理论容量,

2、目 录,TD-SCDMA无线接口帧结构与时隙结构TD-SCDMA无线信道结构与功能TD-SCDMA无线信道配置原则,目 录,TD-SCDMA无线接口帧结构与时隙结构TD-SCDMA无线信道结构与功能TD-SCDMA无线信道配置原则,无线帧10ms,子帧,5ms,GP,DwPTS,UpPTS,TD-SCDMA帧结构：73,7个常规时隙（TS0TS6）3个辅助时隙DwPTS：下行导频时隙，用于下行同步UpPTS：上行导频时隙，用于上行同步GP：上行、下行同步间的保护时隙,DwPTS：下行导频时隙,用于下行同步和小区初搜由96 Chips组成：32chips用于保护；64chips用于下行同步码(S

3、YNC-DL)SYNC-DL码共有32种，用于区分相邻小区SYNC-DL不扩频、不加扰该时隙全向或扇区传输，不进行波束赋形,GP(32chips),SYNC-DL(64chips),75 s,UpPTS：上行导频时隙,用于上行初始同步和随机接入，以及切换时邻近小区测量由160 Chips组成：32chips用于保护；128chips用于上行同步码(SYNC-UL)SYNC-UL码共有256种，分为32个码组（每组8个SYNC-UL码），对应32个SYNC-DL码SYNC-UL不扩频、不加扰NodeB通过检测终端发送的SYNC-UL获得初始波束赋形参数,GP(32chips),SYNC-UL(1

4、28chips),125 s,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GP决定了TD-SCDMA系统基站最大覆盖距离,75us,TD-SCDMA 系统覆盖范围,基站最大覆盖距离（96chip/1.28Mcps光速）/211.25公里,DwPTS,DwPTS,UpPTS,L,UpPTS,TS0,Gp,SYNC-DL t,TS1TS6,SYNC-UL t,TS1TS6,TS0,DwPTS,T=2 t,UpPTS,TD-SCDMA常规时隙（TS0TS6）结构,Midamble码：又称为训练

5、序列，用于信道估计，估计结果用于联合检测和智能天线算法物理层控制信息：物理层过程（如功率控制、上行同步调整等）的控制信号,TD-SCDMA物理层控制信息,TPC：Transmission Power Control，传输功率控制用于内环快速功率控制每个子帧SS：Synchronization Shift，同步偏移控制UE的上行传输时延保证上行同步,TD-SCDMA物理层控制信息(续),TFCI：Transmission Format Combination Identification，传输格式组合指示，指示时隙内数据的传输格式（数据块位置、大小等）,业务数据,Midamble,业务数据,TP

6、C,时隙 n(864 Chips),SS,GP,TFCI的第1部分,业务数据,Midamble,业务数据,无线帧 10ms,子帧 5ms,-,子帧 5ms,TFCI的第2部分,TPC,SS,TFCI的第3部分,TFCI的第4部分,GP,时隙 n(864 Chips),TD-SCDMA系统中的Midamble码,Midamble：中间码，或称为训练序列；主要作用为：测量：信号强度和信号质量（BER），用于功率控制、切换等算法上行同步保持：Midamble码的时延做为SS调整的依据信道估计：利用Midamble码接收信号，评估无线传播过程中的多址干扰（MAI）和多径干扰（ISI）情况，评估结果用于

7、联合检测,无线信道h,数据1,M,数据2,Midamble码信道估计,信道情况1,信道情况2,不同信道情况下的估计结果,TD-SCDMA系统中的Midamble码(续),Midamble码长144Chips，由长度为128的基本Midamble码生成同一时隙内不同用户所采用的Midamble码由基本Midamble码经循环移位后产生,TD-SCDMA 系统中的码表,基本Midamble码共128个，分32组，对应32个SYNC-DL码；基本Midamble码和扰码一一对应，如下表：,目 录,TD-SCDMA无线接口帧结构与时隙结构TD-SCDMA无线信道结构与功能TD-SCDMA无线信道配置原

8、则,TD-SCDMA系统中用到的信道,逻辑信道：直接承载用户业务根据承载内容的不同，分为控制信道和业务信道传输信道：描述信息如何在无线接口上传输根据传输的信息属性，分为专用信道和公共信道物理信道：各种信息在无线接口传输时的物理通道（频率、时隙、码）,专用业务信道（DTCH）公共业务信道（CTCH）,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）,逻辑业务信道,逻辑控制信道,逻辑信道分类,广播信道 BCH寻呼信道 PCH前向接入信道 FACH反向（随机）接入信道 RACH,专用信道 DCH 上行或下行,公共传输信道,专用传输信道,传输信道分类,物

9、理信道的分类与功能,基站 NodeB,用户终端UE,业务连接,小区搜索与小区选择,寻呼,随机接入,TD-SCDMA物理层过程小区搜索,小区初搜(DwPTS),基本Midamble码和扰码识别(PCCPCH),系统消息识别(PCCPCH),UE搜索一个小区的DwPTS，识别该小区使用的SYNC-DL,UE根据TD-SCDMA系统码表，通过多次试探，识别该小区的基本Midamble码和扰码,UE搜索到P-CCPCH里BCH的控制复帧后，读取BCH承载的系统消息,5ms,DwPTS可能的位置,由特征窗确定DwPCH,利用相关法确定本小区所用的SYNC_DL码及SYNC_DL码的位置,TD-SCDMA

10、系统小区初搜,主公共控制物理信道P-CCPCH,承载传输信道BCH，用于发送系统消息(System Information)SF16；固定配置在TS0的前两个码道：Cch 16,0和Cch 16,1无波束赋型，以全小区覆盖模式发送,寻呼指示信道PICH,用于发送寻呼指示(Page Indicator)SF16，一般配置在TS0寻呼指示(PI)的长度LPI2，4或8，以一个无线帧为周期如果某个PI对应的bits全为“1”，表示该PI对应的UE需要对S-CCPCH传送的寻呼消息进行检测无波束赋型，以全小区覆盖模式发送,PI比特,PI比特,PI比特,PI比特,从公共控制物理信道S-CCPCH,承载传

11、输信道PCH和FACH，用于发送寻呼消息和其他下行信令SF16，一般配置在TS0无波束赋型，以全小区覆盖模式发送,TD-SCDMA物理层过程随机接入,UE,Node B,UpPCH（UpPTS）,FPACH,PRACH（RACH）,SCCPCH（FACH）,终端选择SYNC-UL，以估算的时间和功率发送,基站检测到SYNC-UL，并回送定时和功率调整,调整定时和功率，发送随机接入请求,发送随机接入响应后，进行后续的信令接续,快速物理接入信道FPACH,用于发送定时调整和功率调整指示SF16，可配置在任意一个下行时隙无波束赋型，以全小区覆盖模式发送,用户1,用户n,物理随机接入信道PRACH,承

12、载传输信道RACH，用于发送上行信令SF8，一般配置在TS1的Cch 8,0无波束赋型，以全小区覆盖模式发送,专用物理信道DPCH,承载传输信道DCH，用于用户业务的收发上行SF1，2，4，8或16下行SF1或16有波束赋型，由智能天线算法确定波束方向,DPCH理论速率,信道映射关系,目 录,TD-SCDMA无线接口帧结构与时隙结构TD-SCDMA无线信道结构与功能TD-SCDMA无线信道配置原则,TD-SCDMA物理信道典型配置1,PCCPCH,PCCPCH,SCCPCH,SCCPCH,SCCPCH,SCCPCH,PICH,FPACH,TS0,TS1,TS2,TS3,TS4,TS5,TS6,

13、PICH,PRACH,TD-SCDMA物理信道典型配置2,PCCPCH,PCCPCH,SCCPCH,SCCPCH,SCCPCH,SCCPCH,PICH,TS0,TS1,TS2,TS3,TS4,TS5,TS6,PICH,FPACH,PRACH,典型业务的资源分配,PCCPCH,PCCPCH,SCCPCH,SCCPCH,SCCPCH,SCCPCH,PICH,FPACH,TS0,TS1,TS2,TS3,TS4,TS5,TS6,PICH,PRACH,TD-SCDMA单载波理论容量,语音业务：单载波最多可以支持23个语音用户每个时隙承载8个用户，3:3时隙配置数据业务：单载波最大业务速率640kbps单

14、时隙最大业务速率128kbps，1:5时隙配置,UL,UL,DL,UL,DL,DL,DL,UL,DL,DL,DL,DL,DL,DL,TD-SCDMA的N频点技术,N频点TD-SCDMA小区由一个主载波和若干个辅载波组成N频点（多载波）技术可以有效提升TD-SCDMA单扇区容量,N频点情况下的资源配置,主载波和辅载波使用相同的扰码和基本Midamble码小区公共资源，如下行导频信道（DwPTS）、PCCPCH、PICH、PRACH等只在主载波配置SCCPCH目前只允许配置在主载波上行导频信道（UpPTS）和FPACH可以配置在任一载波建议配置在主载波上辅载波的TS0不使用,N频点情况下的资源配置(续),主载波和辅载波的上下行转换点配置一致转换点不一致将导致系统干扰增大目前由于终端受限用户在任一个时刻只能工作在一个频点上多时隙配置应限定为在同一载波上同一用户的上下行配置在同一载波上,问 题,请画出TD-SCDMA系统无线接口的时隙结构。Midamble码有哪些作用？请说出各物理层控制比特（TFCI、TPC和SS）的功能。请列出用于小区搜索的信道以及它们各自的功能。请列出UE在一次被叫过程中相关物理信道使用的顺序及各自的功能。请列出各公共物理信道在典型配置下占用的码道。N频点配置时为什么各载频的时隙转换点必须相同？,