第三代移动通信精选文档.ppt

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1、第三代移动通信1 1本讲稿第一页，共八十八页第5章 第三代移动通信l内容 第三代移动通信标准、系统结构、演进、关键技术 WCDMA无线接口分层结构、信道结构和关键技术 cdma2000的信道结构、无线配置及cdma2000 1X的用户起呼过程 TD-SCDMA采用的多址方式、时隙帧结构、脉冲结构及通信连接中的处理程序2本讲稿第二页，共八十八页第5章 第三代移动通信l重点 第三代移动通信的标准、系统结构、关键技术 GSM到WCDMA的演进，IS-95 CDMA到cdma2000的演进 l难点 WCDMA的接口分层、信道结构 cdma2000的信道结构、无线配置 l目的和要求 掌握3G的标准及相关

2、基本概念 了解三种标准的基本技术、特点及演进 3本讲稿第三页，共八十八页5.1第三代移动通信概述l概述对IMT-2000系统的总体要求在服务质量方面对话音质量的改进；无缝覆盖；降低费用；改进服务质量；增加效率和能力在新业务和能力方面灵活接入能力、业务能力，实现在1G和2G中不能实现的新话音和数据业务；低费用提供宽带业务；按需自适应分配带宽在发展和演进能力方面与2G共存、互通，实现2G到3G的平滑过渡 在灵活性方面提供高级别的互通，包括多功能、多环境能力、多模式操作和多频带接入 4本讲稿第四页，共八十八页5.1第三代移动通信概述IMT-2000系统的特点具有全球性漫游的特点 系统终端类型多种多样

3、 提供高质量的话音和数据业务，宽范围的数据速率，不对称数据传输能力，更高级的鉴权和加密算法，提供更强的保密性能与第二代系统的共存和互通 包括卫星和地面两个网络，适用于多环境，更高的频谱利用率，降低同速率业务的价格可同时提供话音、分组数据和图像，并支持多媒体业务 5本讲稿第五页，共八十八页5.1第三代移动通信概述IMT-2000系统结构 系统组成四个功能子系统：核心网CN、无线接入网RAN、移动终端MT和用户识别模块UIM6本讲稿第六页，共八十八页5.1第三代移动通信概述系统标准接口 网络与网络接口NNI 无线接入网与核心网之间的接口RAN-CN 无线接口UNI 用户识别模块和移动台之间的接口U

4、IM-MT 7本讲稿第七页，共八十八页5.1第三代移动通信概述结构分层 物理层v由一系列下行物理信道和上行物理信道组成 链路层v由MAC子层和链路接入控制LAC子层组成vMAC子层根据LAC子层的要求对物理层资源管理与控制，并提供LAC子层所需的QoS级别vLAC子层采用与物理层相对独立的链路管理与控制，并通过ARQ等方式提供MAC子层所不能提供的更高级别的QoS控制，以满足高层业务实体的传输可靠性 8本讲稿第八页，共八十八页5.1第三代移动通信概述高层v集OSI模型中的网络层、传输层、会话层、表示层和应用层为一体v主要负责各种业务的呼叫信令处理，话音业务和数据业务的控制与处理等 9本讲稿第九

5、页，共八十八页5.1第三代移动通信概述l第三代移动通信的标准化概况主要标准及提案 序号提交技术双工方式应用环境提交者1J：W-CDMAFDD、TDD所有环境日本：ARIB2ETSI-UTRA-UMTSFDD、TDD所有环境欧洲：ETSI3WIMS W-CDMAFDD所有环境美国：TIA4WCDMA/NAFDD所有环境美国：T1P15Global CDMA FDD所有环境韩国：TTA6TD-SCDMATDD所有环境中国：CATT7cdma2000FDD、TDD所有环境美国：TIA8Global CDMA FDD所有环境韩国：TTA9UWC-136FDD所有环境美国：TIA10EP-DECTTDD

6、室内、室外到室内欧：ETSI DECT计划10本讲稿第十页，共八十八页5.1第三代移动通信概述宽带CDMA为主流WCDMA基于GSMcdma2000基于IS-95CDMATD-SCDMA11本讲稿第十一页，共八十八页5.1第三代移动通信概述WCDMA与cdma2000的区别三个区别码片速率vcdma2000：1.2288Mc/s或3.6864Mc/s vWCDMA：3.84Mc/s 基站同步方式 vcdma2000：用GPS使基站间严格同步v WCDMA：同步/异步相结合的方式导频信道方式 vcdma2000:公共导频方式 vWCDMA：专用时分导频上引入公共连续导频 12本讲稿第十二页，共八

7、十八页5.1第三代移动通信概述WCDMA与cdma2000的区别参数WCDMAcdma2000最小带宽(MHz)51.25/5采用技术类型直接序列扩频(DS)多载波(MC)码片速率(Mchip/s)3.841.2288/3.6864基站间同步异步/同步同步下行信道导频专用信道采用导频符号与业务数据流时分复用(TM)，并采用公共连续导频采用独立的连续导频业务码道共用(CM)帧长(ms)1020话音编码固定速率可变速率功率控制速度(Hz)160080013本讲稿第十三页，共八十八页5.1第三代移动通信概述l3G网络的演进 GSM网络向WCDMA的演进14本讲稿第十四页，共八十八页5.1第三代移动通

8、信概述l3G网络的演进 IS-95 CDMA网络向cdma2000的演进 15本讲稿第十五页，共八十八页5.1第三代移动通信概述实现3G的关键技术 初始同步与Rake多径分集接收技术初始同步：PN码同步、符号同步、帧同步和扰码同步vcdma2000：通过对导频信道的捕获建立PN码同步和符号同步，通过同步信道的接收建立帧同步和扰码同步 vWCDMA：“三步捕获法”，通过对基本同步信道的捕获建立PN码同步和符号同步，通过对辅助同步信道的不同扩频码的非相干接收，确定扰码组号等，通过对扰码穷举搜索，建立扰码同步 16本讲稿第十六页，共八十八页5.1第三代移动通信概述Rake多径分集接收技术v相干Rak

9、e接收：发送未调导频信号，收端在确知已发数据条件下估计出多径信号的相位，并实现相干方式的最大信噪比合并vWCDMA系统采用用户专用的导频信号；在cdma2000下行链路采用公用导频信号，上行信道采用用户专用的导频信道vRake多径分集技术的另一种体现形式是宏分集及越区切换技术17本讲稿第十七页，共八十八页5.1第三代移动通信概述高效信道编译码技术采用卷积编码、交织技术Turbo编码技术v采用两个并行相连的系统递归卷积编码器，并辅以一个交织器v卷积编码器的输出经并串变换及打孔操作后输出v相应的解码器由首尾相接、中间由交织器和解交织器隔离的两个迭代方式工作的软判输出卷积解码器构成 18本讲稿第十八

10、页，共八十八页5.1第三代移动通信概述Turbo编码技术实现困难v由于交织长度限制，无法用于速率较低、时延要求较高的数据传输v基于MAP的软输出解码算法所需计算量和存储量大v在衰落信道下性能有待研究 19本讲稿第十九页，共八十八页5.1第三代移动通信概述智能天线技术目前仅适应在基站系统中应用用于扩大基站覆盖范围、减少所需的基站数两个重要的组成部分v一是对来自移动台发射的多径电波方向进行到达角DOA估计，并进行空间滤波，抑制其他移动台的干扰，改善信号的传输质量，提高所需信号方向的接收灵敏度v二是对基站发送信号波束形成，使基站发送信号能沿MS电波的到达方向送回MS，从而降低发射功率，减少对其他MS

11、的干扰 20本讲稿第二十页，共八十八页5.1第三代移动通信概述实现关键v多波束形成技术v自适应干扰抑制技术v空时二维的RAKE接收技术v多通道的信道估计v均衡技术困难v存在多径效应，每个天线均需一个Rake接收机，使基站处理单元复杂度提高。21本讲稿第二十一页，共八十八页5.1第三代移动通信概述WCDMA和cdma2000中支持智能天线的关键技术vWCDMA可在整个覆盖区域内实现多波束切换技术；标准中定义了专用导频，易实现自适应天线阵列技术vcdma2000一般在局部热点区域内实现，由于未定义下行专用导频，实现相对困难 22本讲稿第二十二页，共八十八页5.1第三代移动通信概述多用户检测(MUD

12、)技术扩频码准正交造成多个用户间的相互干扰，限制了系统容量的提高多用户检测称为联合检测和干扰对消，降低多址干扰，消除远近效应，提高系统的容量v通过测量各用户扩频码间的非正交性，用矩阵求逆方法或迭代方法消除多用户间的相互干扰v实现关键是把多用户干扰抵销算法的复杂度降低到可接受的程度 23本讲稿第二十三页，共八十八页5.1第三代移动通信概述功率控制技术WCDMA和cdma2000中，上行信道采用开环、闭环和外环功率控制技术，下行信道采用了闭环和外环功率控制技术WCDMA和cdma2000中闭环功率控制速度不同，前者为每秒1600次，后者为每秒800次外环功控：通过对接收误帧率的计算，确定闭环功控所

13、需的信干比门限v通常需采用变步长方法，以加快对信干比门限的调节速度 24本讲稿第二十四页，共八十八页5.2WCDMA(FDD)技术lWCDMA技术概述 技术指标 WCDMAGSM载波间隔5MHz200KHz频率重用系数1118功率控制频率1500Hz2Hz或更低服务质量控制QoS无线资源管理算法网络规划（频率规划）频率分集可采用Rake接收机进行多径分集跳频分组数据基于负载的分组调度GPRS中基于时隙的调度下行发分集支持，以提高下行链路的容量不支持，但可应用25本讲稿第二十五页，共八十八页5.2WCDMA(FDD)技术基站同步方式：支持异步和同步的基站运行 信号带宽：5MHz 码片速率：3.8

14、4Mc/s 发射分集方式：TSTD、STTD、FBTD 信道编码：卷积码、Turbo码 调制方式：QPSK 功率控制：上下行闭环、开环功率控制 解调方式：导频辅助的相干解调方式 语音编码：AMR 26本讲稿第二十六页，共八十八页5.2WCDMA(FDD)技术WCDMA的语音演进l WCDMA采用AMR语音编码l速率：4.75 12.2Kbit/sl采用软切换和发射分集，提高容量l提供高保真的语音模式，并进行快速功率控制 WCDMA的数据演进 WCDMA支持最高2Mbit/s的数据业务，支持包交换 目前采用ATM平台27本讲稿第二十七页，共八十八页5.2WCDMA(FDD)技术l无线接口的分层

15、各移动通信系统基本区别在于无线接口的物理层无线接口用户设备UE和网络之间的Um接口由层1、2和3组成层1(L1)是物理层，层2(L2)和层3(L3)描述MAC、RLC和RRC等子层 28本讲稿第二十八页，共八十八页5.2WCDMA(FDD)技术无线资源控制层RRC位于无线接口的第三层处理UE和UTRAN的第三层控制平面之间的信令处理连接管理功能、无线承载控制功能、RRC连接移动性管理和测量功能 媒体接入控制层MAC MAC层屏蔽了物理介质的特征，为高层提供了使用物理介质的手段高层以逻辑信道的形式传输信息MAC完成传输信息的变换，以信道形式将信息发向物理层 29本讲稿第二十九页，共八十八页5.2

16、WCDMA(FDD)技术物理层是OSI参考模型的最底层，支持在物理介质上传输比特流所需的操作 与层2的MAC子层和层3的RRC子层相连 物理层为MAC层提供不同的传送信道，传送信道定义了信息是如何在无线接口上进行传送的MAC层为层2的无线链路控制RLC子层提供不同逻辑信道，逻辑信道定义了所传送的信息的类型物理信道在物理层进行定义，物理信道是承载信息的物理媒介 30本讲稿第三十页，共八十八页5.2WCDMA(FDD)技术物理层的数据处理过程物理层接收来自MAC层的数据后，进行信道编码和复用，通过扩频和调制，送入天线发射31本讲稿第三十一页，共八十八页5.2WCDMA(FDD)技术物理层技术的实现

17、 32本讲稿第三十二页，共八十八页5.2WCDMA(FDD)技术l信道结构 从不同协议层次讲，承载用户各种业务的信道分为三类：逻辑信道，传输信道，物理信道 逻辑信道直接承载用户业务，分为控制信道和业务信道传输信道是无线接口二层和物理层的接口，是物理层对MAC层提供的服务，分为专用信道和公共信道物理信道是各种信息在无线接口传输时的最终体现形式33本讲稿第三十三页，共八十八页5.2WCDMA(FDD)技术传输信道定义数据是怎样在空中接口中传输的两类：专用传输信道和公共传输信道信道结构 34本讲稿第三十四页，共八十八页5.2WCDMA(FDD)技术专用传输信道DCH DCH包括上行和下行传输信道用来

18、传送网络和特定UE之间的数据信息或控制信息DCH可在整个小区中进行全向传输，也可采用智能天线技术进行波束成型，针对某用户进行传输DCH可进行快速信息速率改变、快速功率控制和宏分集、软切换等 35本讲稿第三十五页，共八十八页5.2WCDMA(FDD)技术公共传输信道广播信道BCHv下行传输信道v广播系统及小区的特定信息 前向接入信道FACHv下行传输信道v在系统知道UE所处小区时，用来给UE传送控制信息，FACH同时也能传送短的用户分组vFACH在整个小区中传输，或采用波束成型天线在小区进行波束传输vFACH采用慢速功率控制，并要求带有UE的ID36本讲稿第三十六页，共八十八页5.2WCDMA(

19、FDD)技术寻呼信道PCHv下行传输信道v系统不知UE所处小区时，用PCH给UE传送控制信息vPCH总在整个小区中发送随机接入信道RACHv上行传输信道v用来传送来自UE的控制信息，也可用来传送较短的用户分组数据。用户在RACH信道发送数据时，可能发生碰撞vRACH采用开环功率控制 37本讲稿第三十七页，共八十八页5.2WCDMA(FDD)技术下行共享信道DSCHv上行传输信道v用来传送数据量较小的分组 公共分组信道CPCHv下行传输信道v几个传送专用控制或业务数据的UE共享一个DSCHvDSCH信道只包含数据信息，不包含控制信息，必须利用DCH中的控制信息 38本讲稿第三十八页，共八十八页5

20、.2WCDMA(FDD)技术物理信道由某一载波频率、码(信道码和扰码)、相位确定在采用扰码与扩频码的信道里，扰码或扩频码任何一种不同，都可确定为不同的信道物理信道包括3层结构：超帧、无线帧和时隙超帧长720ms，包括72个无线帧无线帧包括15个时隙的信息处理单元，时长10ms时隙包括一组信息符号的单元，每时隙符号数取决于物理信道v每个符号的码片数量与物理信道的扩频因子相同 39本讲稿第三十九页，共八十八页5.2WCDMA(FDD)技术物理信道的分类40本讲稿第四十页，共八十八页5.2WCDMA(FDD)技术上行物理信道 两种：上行专用物理数据信道DPDCH和上行专用物理控制信道DPCCH，DP

21、DCH和DPCCH在无线帧通过I/Q复用DPDCH用来传输层2及更高层产生的专用数据；DPCCH用来传输层1的控制信息 上行DPDCH和DPCCH的作用：41本讲稿第四十一页，共八十八页5.2WCDMA(FDD)技术上行公共物理信道物理随机接入信道PRACHv用来传送RACHv传输基于快速捕获指示的时隙ALOHA方式物理分组信道PCPCHv用来传送CPCHv传输基于CSMA-CD方法 42本讲稿第四十二页，共八十八页5.2WCDMA(FDD)技术下行专用物理信道DPCH 可看作下行DPDCH和下行DPCCH的时分复用DPCH包括专用的数据及控制信息v专用数据用于传输层2或更高层产生的数据v控制

22、信息用于传输层1的控制信号下行DPDCH和下行DPCCH作用：43本讲稿第四十三页，共八十八页5.2WCDMA(FDD)技术下行公共物理信道公共控制物理信道CCPCHv分为P-CCPCH(基本CCPCH)和S-CCPCH(辅助CCPCH)vS-CCPCH：用来传送FACH和PCH同步信道SCHv用于小区搜索v分成基本同步信道P-SCH和辅助同步信道S-SCH物理下行共享信道PDSCHv用于传送DSCHv与一个DPCH相联系，所需控制信息在DPCH上传送44本讲稿第四十四页，共八十八页5.2WCDMA(FDD)技术捕获指示信道AICH v用于传送捕获指示信号AI 寻呼指示信道PICHv固定速率(

23、SF=256)的物理信道v用来传送寻呼指示PIvPICH总是与一个S-CCPCH相联系 公共导频信道CPICH v分为：基本CPICH和辅助CPICHv为增加分集效果，一般采用两个天线分集发送v基本CPICH为SCH,P-CCPCH,AICH,PICH提供相位基准，是下行物理信道的缺省相位基准v一个小区只有一个基本CPICH v辅助CPICH作为S-CCPCH和下行DPCH的参考45本讲稿第四十五页，共八十八页5.2WCDMA(FDD)技术传输信道到物理信道的映射 46本讲稿第四十六页，共八十八页5.2WCDMA(FDD)技术l信道编码和复用 包括非压缩和压缩两种方式非压缩模式到编码/复用功能

24、模块的数据以传送块集合形式传输每个传送时间间隔TTI传输一次步骤47本讲稿第四十七页，共八十八页5.2WCDMA(FDD)技术压缩模式一帧的一个或连续几个帧中某些时隙不用作数据传输为保持压缩后的质量不被影响，压缩帧中其它时隙的瞬时传输功率增加，增加量与传输时间的减少相对应何时帧被压缩，取决于网络v压缩帧可周期性出现v压缩帧也可在必须时才出现压缩模式下，传输间隔可以被放置在固定位置，也可放置在任何其他的位置 48本讲稿第四十八页，共八十八页5.2WCDMA(FDD)技术l随机接入与同步随机接入 初始化前，物理层需从高层RRC接收信息，并不断地被高层更新 初始化阶段，物理层将从高层MAC接收信息接

25、入步骤49本讲稿第四十九页，共八十八页5.2WCDMA(FDD)技术同步过程小区搜索 UE搜索小区并判断下行链路的扰码及所在小区帧同步 典型情况下小区搜索步骤v时隙同步 v帧同步和码组指示 v扰码识别 公共信道同步50本讲稿第五十页，共八十八页5.2WCDMA(FDD)技术l发射分集方法：在基站方通过两根天线发射信号，每根天线被赋予不同的加权系数（包括幅度，相位等），使接收方增强接收效果，改进下行链路的性能 包括开环发射分集和闭环发射分集 闭环模式发射分集用于DPCH和PDSCH，关键是加权因子的计算 开环发射分集不需要MS的反馈，基站的发射先经空间时间块编码，再在MS中分集接收解码 51本讲

26、稿第五十一页，共八十八页5.2WCDMA(FDD)技术l功率控制 上行功率控制 lPRACH的功率控制 lDPCCH及DPDCH的功率控制 下行功率控制P-CCPCH和S-CCPCH不进行功率控制下行DPCCH/DPDCH功率控制站址选择分集发射功率控制SSDT DSCH功率控制52本讲稿第五十二页，共八十八页5.2WCDMA(FDD)技术l切换 步骤：无线测量、网络判决和系统执行WCDMA中具有与IS-95 CDMA中所具有的软切换、更软切换、硬切换，还有CDMA到其它系统的切换和空闲切换 CDMA到其它系统的切换：MS从CDMA业务信道转到其它系统业务信道空闲切换：MS处于空闲状态时所进行

27、的切换硬切换通常发生在不同频率的CDMA信道间53本讲稿第五十三页，共八十八页5.3 cdma2000技术 l演进采用码片速率为1.2288Mc/s的单载波直接序列扩频方式方便地与IS-95后向兼容，实现平滑过渡注意BTS和BSC等无线设备的演进BTS：天线、射频滤波器和功率放大器等射频部分可相同，而基带信号处理部分必须更换BSC：必须具有分组交换功能 54本讲稿第五十四页，共八十八页5.3 cdma2000技术无线接口：功能上有了很大的增强在软切换方面将原来的固定门限变为相对门限，增加了灵活性前向快速寻呼信道可实现寻呼或睡眠状态的选择前向链路发射分集技术可减少发射功率，抗瑞利衰落，增大系统容

28、量 反向相干解调提高了反向链路的性能，降低了移动台发射功率，提高了系统容量连续的反向空中接口波形可降低对发射功率的要求、增加系统容量仅在前向辅助信道和反向辅助信道中使用Turbo码 55本讲稿第五十五页，共八十八页5.3 cdma2000技术支持多种帧长，不同的信道中采用不同的帧长，较短的帧可减少时延，但解调性能较低；较长的帧可降低发射功率要求前向基本信道、前向专用控制信道、反向基本信道、反向专用控制信道采用5ms或20ms帧前向辅助信道、反向辅助信道采用20ms、40ms或80ms帧；话音信道采用20ms帧增强的媒体接入控制功能控制多种业务接入物理层，保证多媒体的实现采用了前向快速功控技术提

29、高了前向信道的容量，减少了基站耗电 56本讲稿第五十六页，共八十八页5.3 cdma2000技术cdma2000 1X比IS-95 CDMA系统性能提高采用传输分集发射技术和前向快速功控后，前向信道的容量约为IS-95 CDMA系统的2倍 业务信道采用Tubro码而具有2dB的增益，容量提高到未采用Tubro码时的1.6倍 从网络系统的仿真结果来看传送语音：cdma2000 1X系统容量是IS-95 CDMA的2倍传送数据：cdma2000 1X系统容量是IS-95 CDMA的3.2倍57本讲稿第五十七页，共八十八页5.3 cdma2000技术cdma2000 1X中引入快速寻呼信道，减少了M

30、S电源消耗，延长了MS待机时间，支持cdma2000 1X的MS待机时间是IS-95 CDMA的15倍或更多cdma2000新的接入方式，减少呼叫建立时间，减少MS在接入过程中对其他用户的干扰58本讲稿第五十八页，共八十八页5.3 cdma2000技术l信道结构 信道类型 反向信道 反向导频信道：用于辅助基站进行相关检测v在增强接入信道、反向公用控制信道和反向业务信道的无线配置为3至6时发射v在增强接入信道前导、反向公用控制信道前导和反向业务信道前导也发射 接入信道：用来发起与基站的通信或响应基站的寻呼增强接入信道：用于MS初始接入或响应MS指令消息v可能用于三种接入模式：基本接入模式，功率控

31、制接入模式和备用接入模式59本讲稿第五十九页，共八十八页5.3 cdma2000技术反向公用控制信道：在不用反向业务信道时，MS在基站指定时间段向基站发射用户控制信息和信令信息v可能用于两种接入模式：备用接入模式和指配接入模式反向专用控制信道：用于某一MS在呼叫过程中向基站传送该用户的特定用户信息和信令信息反向基本信道：用于MS在呼叫过程中向基站发射用户信息和信令信息60本讲稿第六十页，共八十八页5.3 cdma2000技术反向辅助码分信道：用于MS在呼叫过程中向基站发射用户信息和信令信息v仅在无线配置RC为1和2，且反向分组数据量突发性增大时建立，并在基站指定的时间段内存在反向辅助信道：用于

32、MS在呼叫过程中向基站发射用户信息和信令信息v仅在无线配置RC为3到6时，且反向分组数据量突发性增大时建立，并在基站指定的时间段内存在61本讲稿第六十一页，共八十八页5.3 cdma2000技术反向信道结构62本讲稿第六十二页，共八十八页5.3 cdma2000技术前向信道导频信道：用于在基站覆盖区中MS捕获、同步和检测v包括前向导频信道、发射分集导频信道、辅助导频信道和辅助发射分集导频信道v需分集接收时可增加一个发射分集导频信道v需灵活的天线和波束赋型技术时可发射多个辅助导频信道v辅助导频信道需要发射分集的情况下，基站将增加一个辅助发射分集导频信道 63本讲稿第六十三页，共八十八页5.3 c

33、dma2000技术同步信道：用于使MS获得初始的时间同步寻呼信道：发送基站系统信息和对MS的寻呼广播信道：发送基站的系统广播控制信息快速寻呼信道：用于基站和区域内的MS进行通信v通知空闲模式的MS，是否在下个前向公用控制信道或寻呼信道接收前向公用控制信道或寻呼信道公用功率控制信道：用于基站进行多个反向公用控制信道和增强接入信道的功率控制公用指配信道：提供对反向链路信道指配的快速响应，以支持反向链路的随机接入信息的传输64本讲稿第六十四页，共八十八页5.3 cdma2000技术前向公用信道：在未建立呼叫连接时发射MS特定消息 前向专用控制信道：用于在呼叫过程中给某一特定MS发送用户信息和信令信息

34、前向辅助码分信道：用于在通话过程中给特定MS发送用户和信令消息v在无线配置RC为1和2，且前向分组数据量突发性增大时建立，并在指定的时间段内存在前向辅助信道：用于在通话过程中给特定MS发送用户和信令消息v在无线配置RC为3到9，且前向分组数据量突发性增大时建立，并在指定的时间段内存在65本讲稿第六十五页，共八十八页5.3 cdma2000技术前向信道结构66本讲稿第六十六页，共八十八页5.3 cdma2000技术cdma2000反向信道调制 反向信道的无线配置 通过无线配置RC来定义反向信道共有六种无线配置v不同的配置使用不同的扩频速率、不同的数据速率、前向纠错和调制特性v前向信道和反向信道的

35、无线配置是相互关联的反向信道的信号处理前向纠错FEC、码符号重复、打孔、块交织、正交调制、正交扩频、数据率和门控、直接序列扩频、正交序列扩频、基带滤波 67本讲稿第六十七页，共八十八页5.3 cdma2000技术cdma2000前向信道调制 前向信道配置了9种特性不同的配置使用不同的扩频速率、不同的数据速率、前向纠错和调制特性前向信道的打孔、正交调制、扩谱技术与反向信道类似 68本讲稿第六十八页，共八十八页5.3 cdma2000技术lcdma2000 1X基本工作过程 用户起呼过程用户通过MS发起一个呼叫，生成初始化消息基站收到初始化消息后，准备建立业务信道，并开始试探发送空业务信道数据基站

36、组成信道指配消息通过寻呼信道发送给MSMS根据所指示的信道信息尝试接收基站发送的前向空业务信道数据69本讲稿第六十九页，共八十八页5.3 cdma2000技术MS接收到N个连续正确帧后，建立相对应的反向业务信道发送业务的前导基站探测到反向业务信道前导数据后，生成基站证实指令消息通过前向业务信道发送给MSMS收到后开始发送反向空业务信道数据基站生成业务选择响应指令通过前向业务信道发送给MSMS处理基本业务信道和其他相应的信道，并发相应的业务连接完成消息在MS和基站间交流振铃和去振铃等消息后，进入对话状态 70本讲稿第七十页，共八十八页5.3 cdma2000技术分组业务 建立前向和反向基本业务信

37、道 建立相应的辅助码分信道 如前向需要传输很多的分组数据，基站通过发送辅助信道指配消息建立相应的前向辅助码分信道 如反向需要传输很多的分组数据，MS通过发送辅助信道请求消息与基站建立相应的反向辅助码分信道辅助性信道增强系统的功能、性能和灵活性，不一定涉及到每一个呼叫过程 71本讲稿第七十一页，共八十八页5.4 TD-SCDMA技术 lSDMA方式 通过空间的分割来区分不同的用户基本技术就是采用自适应阵列天线，在不同用户方向上形成不同的波束 l扇形天线可被看作是SDMA的一个基本方式 SDMA原理：SDMA基站由多个天线和收发信机组成用与多个收发信机相连的DSP来处理接收到的多路信号，精确算出每

38、个MS相应无线链路的空间传播特性，可得上下行波束赋形矩阵，利用该矩阵通过多个天线对发往MS的下行链路信号空间合成，使MS所处位置接收信号最强 72本讲稿第七十二页，共八十八页5.4 TD-SCDMA技术SDMA技术可以大致估算出每个用户的距离和方位 SDMA方式与CDMA的性能互补当几个用户靠得很近，SDMA技术无法精确分辨用户位置，每个用户都受到了邻近其他用户的强干扰而无法正常工作，采用CDMA的扩频技术可轻松降低其它用户的干扰SDMA只需起到部分降低干扰的作用 SCDMA可采用最简化的波束赋形算法，加快运算速度，确保在TDD的上下行保护时间内完成所有信道估计和波束赋形计算TD-SCDMA中

39、“S”表示空分多址(SMQRT ANTENNA智能天线)、SOFT RADIO(软件无线电)和SYSCHRONUS(同步)73本讲稿第七十三页，共八十八页5.4 TD-SCDMA技术TD-SCDMA的主要技术与参数 参数内容多址接入技术和双工方式多址方式：TDMA/CDMA双工方式：TDD码片速率1.28Mchip/s帧长和结构子帧长：5ms每帧7个主时隙，每时隙长675s占用带宽小于1.6MHz相邻信道泄漏功率比ACLR（发射端）UE：(功率等级：+21dBm)ACLR（1.6MHz）=33dB ACLR（3.2MHz）=43dBBS：ACLR（1.6MHz）=40dBACLR（3.2MHz

40、）=50dB74本讲稿第七十四页，共八十八页5.4 TD-SCDMA技术TD-SCDMA的主要技术与参数参数内容相邻信道选择性ACS (接收端)UE：(功率等级：+21dBm)ACS=33dB BS：ACS=45dB随机接入机制在专用上行时隙的RACH突发信道估计训练序列基站间的同步和非同步运行 同步75本讲稿第七十五页，共八十八页5.4 TD-SCDMA技术l时隙帧结构 帧结构 以10ms为一个帧时间单位 每个帧分为了两个5ms的子帧缩短每一次上下行周期的时间，在尽量短的时间内完成对用户的定位子帧结构：76本讲稿第七十六页，共八十八页5.4 TD-SCDMA技术子帧结构分为7个普通时隙(TS

41、0TS6)、一个下行导频时隙(DwPTS)、一个上行导频时隙(UpPTS)和一个保护间隔(GP)；切换点是上下行时隙之间的分界点v通过该分界点的移动，可调整上下行时隙的数量比例，适应各种不对称分组业务时隙上的箭头方向表示上行或下行vTS0必须是下行时隙，TS1一般是上行时隙UpPTS和DwPTS：专门用于上行同步和小区搜索 77本讲稿第七十七页，共八十八页5.4 TD-SCDMA技术信息格式每个时隙的信息只有一种脉冲类型数据信息块1、数据信息块2、同步控制SS、TPC符号、TFCI符号、训练序列Midamble和保护间隔GPv训练序列是用来区分相同小区、相同时隙内的不同用户的 vTFCI用于指

42、示传输的格式vTPC用于功率控制vSS是TD-SCDMA特有的，用于实现上行同步 78本讲稿第七十八页，共八十八页5.4 TD-SCDMA技术l物理层程序物理层程序：空中接口中通信连接中的处理程序包括以下几个部分：同步与小区搜索功率控制时间提前量无线帧的间断发射DTX下行链路发射分集随机接入等 79本讲稿第七十九页，共八十八页5.4 TD-SCDMA技术同步与小区搜索TD-SCDMA小区搜索 下行导频时隙DwPTS搜索 扰码和基本训练序列识别 实现复帧同步 读广播信道BCH 80本讲稿第八十页，共八十八页5.4 TD-SCDMA技术TD-SCDMA同步 上行信道的初始传输同步是靠UE发送的上行

43、导频时隙中的SYNC1实现基站对SYNC1序列探测，估算接收功率和定时，将调整信息反馈给UE，以修改下一发送上行导频的定时和功率。在接下来的四个子帧内，基站将继续对UE发送调整信息 上行信道的基本训练序列可帮助UE保持上行同步 81本讲稿第八十一页，共八十八页5.4 TD-SCDMA技术功率控制l上行信道也需闭环功率控制l其它信道的功率控制方式与WCDMA FDD基本类似l由于TD-SCDMA采用波束赋形技术，对功率控制的速率要求降低时间提前量基站用时间提前量调整UE发射定时，初始值由基站测量PRACH的定时决定TD-SCDMA每子帧5ms测试一次；根据测量结果，调整1/8chip的整数倍，得

44、到最接近的定时 切换时，需加入源小区和目标小区的相对时间差 82本讲稿第八十二页，共八十八页5.4 TD-SCDMA技术无线帧间断发射l当传输信道复用后总比特速率和已分配专用物理信道的总比特速率不同时，上下行链路就要通过间断发射使之与专用物理信道的比特率匹配随机接入接收RRC传来的原语信息确定第一个SYNC1、定时和发射功率等参数 被初始化时接收来自MAC层的原语的初始化信息当发生碰撞或处于恶劣的传播环境中，基站不能发送FPACH或不能接收SCNY1随机接入过程83本讲稿第八十三页，共八十八页5.4 TD-SCDMA技术物理层的测量物理层的测量分为：频率内测量、频率间测量、系统间测量、业务量测

45、量、质量测量和内部测量空闲模式下，基站广播的系统信息中包含测量控制消息测量的主要目的：进行小区选择与重选、切换、动态信道分配DCA、为了定时/同步而对时间提前量的测量等84本讲稿第八十四页，共八十八页5.4 TD-SCDMA技术小区选择/重选的测量 小区选择的测量小区重选的测量切换测量UE端切换准备 UTRAN端切换准备功率控制的测量 UE和基站不断进行信噪比和误码率测量85本讲稿第八十五页，共八十八页5.4 TD-SCDMA技术动态信道分配DCA的测量 正在连接的TD-SCDMA的DCA测量 已连接模式下的TD-SCDMA的DCA测量 邻近保护信道的测量 定位服务LCS的测量 前向链路定位（

46、多基站定位）后向链路定位（单基站定位）86本讲稿第八十六页，共八十八页本章小结l第三代移动通信系统标准中最受关注的是基于GSM系统的WCDMA、基于IS-95 CDMA的cdma2000和TD-SCDMA lWCDMA的传输信道包括专用传输信道和公用传输信道，公用传输信道包括BCH、FACH、PCH、RACH、CPCH、DSCH。传输信道必须映射到物理信道才能实行正常的通信联系 lWCDMA的信道编码/复用可采用压缩方式和非压缩方式。采用压缩方式时，传输间隔可用来进行其它频点的测量 87本讲稿第八十七页，共八十八页本章小结lWCDMA在实现同步时，需先进行小区搜索，小区搜索执行三个步骤：时隙同步、帧同步及码组指示、扰码识别 lcdma2000标准的反向信道和前向信道有不同的信道结构和无线配置，但信息的处理过程基本相同。cdma2000在反向信道结构中增设一些辅助信道以增强系统的功能和灵活性 lTD-SCDMA中的“S”有多重含义，包括空分多址（智能天线技术）、软件无线电和同步 lTD-SCDMA标准由于采用智能天线技术，在很多方面进行了优化，尤其是时隙帧结构，但其信息只有一种脉冲结构 88本讲稿第八十八页，共八十八页