
§3TDSCDMA无线接口物理层课件.ppt
43页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,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:7+3,7个常规时隙(TS0~TS6)+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 (SYNC-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 (128chips),,,,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)/ 2=11.25公里,DwPTS,DwPTS,UpPTS,,,L,UpPTS,TS0,Gp,,SYNC-DL △t,,,TS1…TS6,SYNC-UL △t,,TS1…TS6,TS0,DwPTS,T=2 △t,UpPTS,TD-SCDMA常规时隙(TS0~TS6)结构,Midamble码:又称为训练序列,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,,,,,TPC,,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),,,,,各种物资 以何种运输方式送往灾区? 需要送多少? 比例如何分配?,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) SF=16;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) SF=16,一般配置在TS0 寻呼指示 (PI) 的长度LPI=2,4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,承载传输信道PCH和FACH,用于发送寻呼消息和其他下行信令 SF=16,一般配置在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 SF=16,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,承载传输信道RACH,用于发送上行信令 SF=8,一般配置在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SF=1,2,4,8或16 下行SF=1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,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、FRACH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PPACH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。












