单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,单击此处编辑母版标题样式,W,ireless,S,ignal,P,rocessing and,N,etwork Lab(WSPN),BUPT,*,/59,TD-SCDMA,网络技术及其增强演进,王 文 博,北京邮电大学,2009,年,11,月,23,日,目 录,1.,全球移动通信发展历程,3.,TD-SCDMA,关键技术和理论性能,4.,TD-SCDMA,网络规划与优化,5.,TD-SCDMA,网络试验,2.TD-SCDMA,发展概述,6.TD-SCDMA,演进和发展,移动通信发展历程,1G,（,1980s,）,2G,（,1990s,）,3G,（,2000s,）,模拟通信,通话质量、频谱效率、保密性、安全性存在不足,数字通信,解决了模拟通信的缺陷，成就了一些实力领先的跨国公司,高质量话音业务、高速分组数据业务、更高频谱利用率和容量、多媒体应用,实现了无线移动通信,美国和英国主导,手机成为日常通信工具,欧美主导,改变生活方式和社会形态,现代服务业、政 府、军事等,欧美中主导,无线技术自身的具有持续演进发展的特点,技术的发展可以满足,3G,商用服务提出的需求,无线移动通信技术的持续演进,互联网的发展与移动网的融合,用户的增长与市场的需要,互联网快速发展，且和移动网在用户群上有很多的重合,移动互联网可以解决移动网传统的服务模式的局限性问题，实现互惠互利,用户需要更加优质的网络、稳定的信号、更丰富的内容,语音业务发展到一定的阶段，消费者开始对数据业务和多媒体业务产生巨大的需求量,3G,发展的驱动力,全球移动通信市场现状,2008,年底全球移动用户超过,34,亿，预测,2015,年全球移动用户将达到,45,亿；,3GPP,用户市场份额超过,88,，,3GPP2,（,CDMA1X,、,DO,）为,3,亿；市场份额为,9,；到,LTE,阶段，,3GPP,的用户市场份额至少超过,95,，,LTE,将一通天下；,2009,年底，中国移动通信用户数,7.5,亿，年度增长一半来自农村。
面向未来移动用户仍然有较大的发展空间，到,2010,年将超过,8,亿用户，到,2015,年可达,11,亿用户移动,WiMAX,的商业进展,全球已有,200,多个运营商宣布正在试点,WiMAX,韩国,KT,、美国,Sprint-Nextel,、印度,Tata,通信等运营商合计大约有几百万用户,在巴基斯坦、智利、俄罗斯、巴西等国家都在发展,推动工作不顺利,2008,年,3,月,全球最早部署,WiMAX,的运营商之一，澳大利亚,Buzz Broadband,旗下的,Hervey Bay,，宣布关闭其,WiMAX,网络并放弃这一技术,.Hervey Bay,首席执行官,Garth,Freema,表示，由于时延和抖动性能不佳，,WiMAX,对许多互联网应用方案来说并不适合，也很难被接受，其中问题最大的是,VoIP,全球频谱不确定,移动运营商的认可程度下降,Telephony,WWW,Office,TV,Mobile,Home,无线移动通信发展趋势之一,宽带移动化,无线移动通信发展趋势之二,移动宽带化,Source:Web advertisements,H2 2006,目 录,1.,全球移动通信发展历程,3.,TD-SCDMA,关键技术和理论性能,4.,TD-SCDMA,网络规划与优化,5.,TD-SCDMA,网络试验,2.TD-SCDMA,发展概述,6.TD-SCDMA,演进和发展,率先成为中国移动通信行业标准,TD,提交到,ITU,1998,年,6,月,TD,在,3GPP,融合,1999,年,12,月,ITU,正式通过,3G,标准,2000,年,5,月,TD,写入,3GPP,R4,规范,2001,年,3,月,TD,率先成为中,国通信行业标准,2006,年,1,月,TD-SCDMA,产业链,中兴,大唐,鼎桥,普天,中兴,海信 英华达,联想 迪比特,波导,LG,华立 中电,大唐 重邮,夏新 三星,T3G,凯明,展讯,ADI,重邮,华立,泰克,日本芝测,安捷伦,中创信测,湖北众友,WILLTEK,R&S,中兴,华为,北电,爱立信,诺基亚,ASB,中兴,大唐,鼎桥,爱立信,核心网,RNC,NodeB,终端,芯片,仪表,基本业务,亮点业务,语音,可视电话,短信,多媒体彩铃,主叫显示,奥运大家庭（视频会议、,POC,）,WAP,门户,手机电视,彩铃,手机视频,IVR,彩信,音乐随身听,HSDPA,数据卡,TD-SCDMA,上网本,手机电视和高速数据业务成为未来移动业务新的增值点,TD-SCDMA,产业化进展,多彩业务需求,目 录,1.,全球移动通信发展历程,3.,TD-SCDMA,关键技术和理论性能,4.,TD-SCDMA,网络规划与优化,5.,TD-SCDMA,网络试验,2.TD-SCDMA,发展概述,6.TD-SCDMA,演进和发展,TD-SCDMA,系统关键技术,(1),智能天线（,Smart Antenna,）,智能天线是由一个天线阵、一组相关射频收发信机和先进的基带数字信号处理算法所组成。
采用波束赋形技术，为每一条码道提供一个天线波束其优点：提高接收灵敏度、降低系统内部的干扰、增加系统容量、降低发射功率、克服多径干扰联合检测（,Joint Detection,）,将一个时隙中传输的多个用户信号与多径信号一起处理，精确地解调出各个用户信号，较好地解决了码间干扰和用户间干扰问题TD-SCDMA,综合使用联合检测和智能天线技术，进一步提升了系统性能接力切换（,Baton Handover,）,TD-SCDMA,系统可以获得移动台用户的位置信息，准确地将移动台切换到新的小区，实现无缝切换，避免了软切换中宏分集所占用的大量无线资源，也避免了频繁切换带来的系统不稳定，提高了系统容量和效率TD-SCDMA,系统关键技术,(2),同步,CDMA,（,Synchronous CDMA,）,同步,CDMA,要求上行信道信号必须同步，网络控制移动台动态调整发往基站的发射时间，使上行信号到达时间保持同步，保证上行信道不相关，降低码间干扰从而提高了系统容量，降低了接收机的复杂度低码片速率（,Low,Chiprate,）,采用,1.28MHz,码片速率,硬件容易实现；单个载波占用,1.6MHz,带宽，带宽窄便于灵活安排,在,5MHz,频带内可安排三个载波，可用于,N,频点设计。
TDD+,多时隙,按照上、下行链路所要传输的数据量和干扰最小的原则，动态按需分配时隙，便于传输不对称业务，有效利用信道资源TD-SCDMA,帧结构和,码道,特性,两种赋形波束,针对小区覆盖的全向波束,/,扇区波束,针对单个用户终端的赋形波束,BCH/,DwPTS,必须使用全向波束，覆盖整个小区，在帧结构中使用专门时隙,业务码道通常使用赋形波束，只覆盖个别用户,GP,DwPTS,UpPTS,BCH,TS5,TS4,TS0,TS2,TS1,TS3,TS6,智能天线波束赋型,主要作用：,降低多址干扰，提高,CDMA,系统容量,增加接收灵敏度和发射,EIRP,智能天线所不能克服的问题,时延超过码片宽度的多径干扰,多普勒,频移,(,高速移动,),因而，在移动通信系统中，智能天线必须和其它信号处理技术同时使用,不同赋型特性的影响,BCH/,DwPTS,全向赋型相比业务信道采用波束赋型小区间干扰大,(,同频情况下,),BCH/,DwPTS,全向赋型相比业务信道采用波束赋型在相同覆盖下可能需要功率大,对,BCH/,DwPTS,需采用不同于业务信道的规划策略,N,频点,码道数量和功率分别设定,联合检测原理,由于无线移动信道的时变性和多径效应影响，使得数据之间存在干扰,码间,干扰（,ISI,）,多址,干扰（,MAI,）,通过数据符号间、码间的相关性在多个用户中检测、提取出所需的信号，消除,ISI,和,MAI,多址,干扰（,MAI,）是,CDMA,系统中的主要干扰,在传统的,CDMA,系统信号分离方法中，把,MAI,看作热噪声,联合检测,充分利用,MAI,中的先验信息，如：,已知的用户信道码,已知的训练序列,将非目标用户信息从,MAI,中滤除，进而可有效地提取目标用户信息。
联合检测的优缺点,联合检测易于实现：,每时隙内码道少短扰码上行同步小运算量,联合检测的优点：,降低干扰，扩大容量，降低功控要求，削弱远近效应,联合检测的缺点：,大大增加系统复杂度、增加系统处理时延、需要要消耗一定的资源,上行同步技术,同步的建立,在随机接入时建立,依靠,BTS,接收到的,SYNC1,立即在下一个下行帧,SS,位置进行闭环控制,同步的保持,在每一上行帧检测,Midamble,立即在下一个下行帧,SS(,同步偏移,),位置进行闭环控制,出现失步的可能性,有限小区半径,(,G,的宽度,96chips,，可达,11.25km),比较宽的容许范围,(+/-4 chips,),失步后执行链路重建,SS,上行业务时隙,(BTS,要求,),Midamble,随机接入,SYNC1,ss,UpPTS,UE,的上行突发,DwPTS,DwPCH,DwPCH,称为下行导频信道或下行同步信道，是,TD-SCDMA,中,UE,获取同步的重要信道DwPCH,需要使小区覆盖范围内的所有,UE,都能够接收，其发射不采用智能天线DwPCH,的发射功率一般设置为和主公共控制物理信道,PCCPCH,相同或近似的功率，发射功率较强。
DwPCH,每个子帧中都会发射UpPCH,UpPCH,称为上行导频信道或上行同步信道，是,TD-SCDMA,中,UE,进行随机接入的第一个步骤UpPCH,接收出现问题时，,UE,会逐步抬高其发射功率，但最大功率受限于手机的最大发射功率DwPCH,对,UpPCH,的干扰,由帧结构可以看出，多小区网络中，某小区的,DwPCH,可能对别的小区的,UpPCH,形成干扰,DwPCH,对,UpPCH,的干扰,DwPCH,对,UpPCH,形成有害干扰的条件,干扰基站与被干扰基站同频,1.6M,同频组网的网络,5M,同频组网（或异频组网），基站为全向站,5M,同频组网（或异频组网），基站为扇区化站，但同频扇区天线指向有相对或近似相对的情况,DwPCH,对,UpPCH,的干扰,DwPCH,对,UpPCH,形成有害干扰的条件,干扰基站与被干扰基站之间的距离足够,容易计算，距离在,22.5km,到,82.5km,之内就会形成,DwPCH,对,UpPCH,的干扰,距离超过,45km,，,会形成,TS0,对,UpPCH,的干扰,距离超过,60km,，,会形成,DwPCH,对上行业务时隙的干扰,距离超过,82.5km,，,还会形成,TS0,对上行业务时隙的干扰,DwPCH,对,UpPCH,的干扰,DwPCH,对,UpPCH,形成有害干扰的条件,形成的干扰足够强,利于形成远距离干扰的传播环境，如农村或远郊地区。
基站天线的下倾角设置得较小，最大增益方向接近水平方向这一般也出现在追求大覆盖的郊区和农村,两基站之一为全向站；均为扇区化基站，但方向相对或近似相对,DwPCH,对,UpPCH,的干扰,自由空间损耗模型,COST 231-WI,模型,DwPCH,对,UpPCH,的干扰,当一个小区的,DwPCH,对某小区中的,UpPCH,形成强干扰时，会造成被干扰小区中,UE,接入困难，甚至是无法接入特殊情况形成的大气波导效应,解决方案,UpPTS,Shifting,UpPTS,Shifting-,UpPCH,可配置在上行业务时隙,TS1,当前,UpPCH,所处的时隙被干扰，终端无法接入到网络上，网络通知终端可将,UpPCH,分配到没有干扰的临近时隙,TS1,TD-SCDMA,系统容量特征,TD-SCDMA,系统容量模型新特征,联合检测技术的采用,自适应智能天线技术,基于,TDMA,特性的小区干扰,影响因素,联合检测对链路容量,/,负载,的,影响,智能天线技术在系统级的建模,TD-SC。