通信基本原理概覽PPT學(xué)習(xí)教案

1、會(huì)計(jì)學(xué)1通信基本原理概覽通信基本原理概覽第一章第一章TDSCDMA系統(tǒng)概述系統(tǒng)概述第1頁(yè)/共26頁(yè)第三代移動(dòng)通信系統(tǒng)TDSCDMA由中國(guó)提出的3G標(biāo)準(zhǔn)時(shí)分雙工TDD和智能天線的公眾陸地移動(dòng)通信系統(tǒng)同步CDMA和低碼片速率（LCR）的3G系統(tǒng)采用了多用戶(hù)檢測(cè)和接力切換等一系列的高新技術(shù)第2頁(yè)/共26頁(yè)TDSCDMA工作頻段2002年10月，國(guó)家信息產(chǎn)業(yè)部下發(fā)文件關(guān)于第三代公眾移動(dòng)通信系統(tǒng)頻率規(guī)劃問(wèn)題的通知（信部無(wú)2002479號(hào)）中規(guī)定：主要工作頻段（FDD方式：1920 1980 MHz / 2110 2170 MHz；TDD方式：1880 1920MHz、2010 2025MHz）。補(bǔ)充工作

2、頻段（FDD方式：1755 1785MHz / 1850 1880MHz；TDD方式：2300 2400MHz，與無(wú)線電定位業(yè)務(wù)共用）。從中可以看到TDD得到了155MHz的頻段，而FDD（包括WCDMA FDD和CDMA2000）共得到了290MHz的頻段。 第3頁(yè)/共26頁(yè)TDSCDMA多址方式FDMA、TDMA和CDMA的組合TDD模式下，采用在周期性重復(fù)的時(shí)間幀里傳輸基本的TDMA突發(fā)脈沖的工作模式，通過(guò)周期性地轉(zhuǎn)換傳輸方向，在同一個(gè)載波上交替地進(jìn)行上下行鏈路傳輸 第4頁(yè)/共26頁(yè)TDSCDMA網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)作為T(mén)D-SCDMA技術(shù)，其實(shí)只是在UTRAN接入網(wǎng)方面同WCDMA有所區(qū)別，而在上

3、層核心網(wǎng)及業(yè)務(wù)等方面并沒(méi)有什么實(shí)質(zhì)性的差別。 RNS RNCC RNS RNC核心網(wǎng) Node B Node B Iu Iu Iur Iub Iub Iub Iub UTRAN Node B Node B 第5頁(yè)/共26頁(yè)第二章第二章TDSCDMA空中接口原理空中接口原理第6頁(yè)/共26頁(yè)TDSCDMA幀結(jié)構(gòu)幀，子幀，時(shí)隙的概念幀 # i幀 # i+ 1無(wú) 線 幀 ( 1 0 m s )子 幀 # 1子 幀 # 2子 幀 ( 5 m s )時(shí) 隙 # 0時(shí) 隙 # 1時(shí) 隙 # 2時(shí) 隙 # 6第7頁(yè)/共26頁(yè)TDSCDMA幀結(jié)構(gòu)每一個(gè)子幀又分成長(zhǎng)度為675us的7個(gè)常規(guī)時(shí)隙（TS0 TS6）和

4、3個(gè)特殊時(shí)隙：DwPTS（下行導(dǎo)頻時(shí)隙）、G（保護(hù)間隔）和UpPTS（上行導(dǎo)頻時(shí)隙）。 UpPTS (160chips) 子幀 5ms (6400chip) Ts0 Ts1 1.28Mchip/s Ts4 Ts2 Ts3 Ts5 Ts6 DwPTS (96chips) GP (96chips) 轉(zhuǎn)換點(diǎn) 轉(zhuǎn)換點(diǎn) 第8頁(yè)/共26頁(yè)TDSCDMA時(shí)隙結(jié)構(gòu) 下行導(dǎo)頻時(shí)隙（下行導(dǎo)頻時(shí)隙（DwPTS）每個(gè)子幀中的DwPTS由Node B以最大功率在全方向或在某一扇區(qū)上發(fā)射。這個(gè)時(shí)隙通常是由長(zhǎng)為64chips的SYNC_DL和32chips的保護(hù)碼間隔組成 用于下行同步和小區(qū)初搜，32個(gè)不同的SYNC-DL

5、碼，用于區(qū)分不同的基站第9頁(yè)/共26頁(yè)TDSCDMA時(shí)隙結(jié)構(gòu) 上行導(dǎo)頻時(shí)隙（上行導(dǎo)頻時(shí)隙（UpPTS） 上行同步而設(shè)計(jì)的，當(dāng)UE處于空中登記和隨機(jī)接入狀態(tài)時(shí)，它將首先發(fā)射UpPTS，當(dāng)?shù)玫骄W(wǎng)絡(luò)的應(yīng)答后，發(fā)送RACH。這個(gè)時(shí)隙通常由長(zhǎng)為128chips的SYNC_UL和32chips的保護(hù)間隔組成 SYNC-UL有256種不同的碼，可分為32個(gè)碼組，以對(duì)應(yīng)32個(gè)SYNC-DL碼，每組有8個(gè)不同的SYNC-UL碼，即每一個(gè)基站對(duì)應(yīng)于8個(gè)確定的SYNC-UL碼第10頁(yè)/共26頁(yè)TDSCDMA時(shí)隙結(jié)構(gòu) 保護(hù)時(shí)隙保護(hù)時(shí)隙 96 Chips保護(hù)時(shí)隙，時(shí)長(zhǎng)75us用于下行到上行轉(zhuǎn)換的保護(hù)避免 DwPTS（D

6、L）和UpPTS（UL）間的干擾 第11頁(yè)/共26頁(yè)TDSCDMA時(shí)隙結(jié)構(gòu) 常規(guī)時(shí)隙常規(guī)時(shí)隙 TS0 TS6共7個(gè)常規(guī)時(shí)隙被用作用戶(hù)數(shù)據(jù)或控制信息的傳輸，它們具有完全相同的時(shí)隙結(jié)構(gòu)業(yè)務(wù)和信令數(shù)據(jù)由兩塊組成，每個(gè)數(shù)據(jù)塊分別由352 Chips組成訓(xùn)練序列(Midamble)由144 Chips組成16 Chips為保護(hù)共共864 Chips，長(zhǎng)675us第12頁(yè)/共26頁(yè)TDSCDMA時(shí)隙結(jié)構(gòu) 常規(guī)時(shí)隙常規(guī)時(shí)隙 物理層信令TPC/SS/TFCITFCI信息將在每10ms無(wú)線幀里發(fā)送一次 TPC/SS每個(gè)子幀（5ms）發(fā)射一次 數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)TFCIMidambleSS TPCTFCI數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)TFCIM

7、idambleSS TPCTFCI子幀 #2n子幀 #2n+1第 1 部分第 4 部分第 3 部分第 2 部分第13頁(yè)/共26頁(yè)TDSCDMA物理信道 專(zhuān)用物理信道DPCH主公共控制物理信道P-CCPCH 輔公共控制物理信道S-CCPCH快速物理接入信道FPACH 物理隨機(jī)接入信道PRACH 尋呼指示信道PICH 下行導(dǎo)頻信道 (DwPCH) 上行導(dǎo)頻信道 (UpPCH) 第14頁(yè)/共26頁(yè)TDSCDMA物理信道映射到時(shí)隙 6.11.5.4.1.4Conversational / speech / UL:12.2 DL:12.2 kbps / CS RAB + UL:3.4 DL:3.4 kb

8、ps SRBs for DCCH 上行：SF8 x 1 code x 2 time slots /無(wú)線幀下行：SF 16 x 2 code x 2 time slots /無(wú)線幀P-CCPCHS-CCPCHFPACHPICH特殊時(shí)隙PRACHDPCH2 DPCHsTS0TS1TS2TS3TS4TS5TS6第15頁(yè)/共26頁(yè)TDSCDMA擴(kuò)頻和調(diào)制 TD-SCDMA采用OVSF擴(kuò)頻TD-SCDMA采用QPSK方式進(jìn)行調(diào)制（室內(nèi)環(huán)境下的2M業(yè)務(wù)采用8PSK調(diào)制），成形濾波器采用滾降系數(shù)為0.22的根升余弦濾波器。 QPSK調(diào)制經(jīng)過(guò)信道編碼和交織的用戶(hù)數(shù)據(jù)成幀IQOVSF碼擾碼訓(xùn)練序列FIRFIRD

9、ACDACcos(t)-sin(t)第16頁(yè)/共26頁(yè)TDSCDMA各種碼之間的關(guān)系 Associated Codes Code Group SYNC-DL ID SYNC-UL ID (coding criteria) Scrambling Code ID (coding criteria) Basic Midamble Code ID (coding criteria) 0 (00) 0 (00) 1 (01) 1 (01) 2 (10) 2 (10) Group 1 0 07 (000111) 3 (11) 3 (11) 4 (00) 4 (00) 5 (01) 5 (01) 6 (10

10、) 6 (10) Group 2 1 815 (000111) 7 (11) 7 (11) . . . 124 (00) 124 (00) 125 (01) 125 (01) 126 (10) 126 (10) Group 32 31 248255 (000111) 127 (11) 127 (11) 第17頁(yè)/共26頁(yè)TDSCDMA系統(tǒng)參數(shù)頻率 1880 1920MHz、2010 2025MHz） 。補(bǔ)充工作頻段（2300 2400MHz） 碼片速率 1.28Mcps 帶寬 1.6MHz 碼片長(zhǎng)度 0.78125us 幀長(zhǎng) 10ms 調(diào)制方式 QPSK 第18頁(yè)/共26頁(yè)第三章第三章TDSC

11、DMA關(guān)鍵技術(shù)關(guān)鍵技術(shù)第19頁(yè)/共26頁(yè)智能天線 核心是自適應(yīng)天線波束賦形技術(shù)。在上世紀(jì)60年代開(kāi)始發(fā)展，其研究對(duì)象是雷達(dá)天線陣，為提高雷達(dá)的性能和電子對(duì)抗的能力。90年代中期，各國(guó)開(kāi)始考慮將智能天線技術(shù)應(yīng)用于無(wú)線通信系統(tǒng)。原理是使一組天線和對(duì)應(yīng)的收發(fā)信機(jī)按照一定的方式排列和激勵(lì)，利用波的干涉原理可以產(chǎn)生強(qiáng)方向性的輻射方向圖。如果使用數(shù)字信號(hào)處理方法在基帶進(jìn)行處理，使得輻射方向圖的主瓣自適應(yīng)地指向用戶(hù)來(lái)波方向，就能達(dá)到提高信號(hào)的載干比，降低發(fā)射功率，提高系統(tǒng)覆蓋范圍的目的。 第20頁(yè)/共26頁(yè)智能天線 智能天線子系統(tǒng)主要包括以下組成部分： 智能天線陣； 射頻前端模塊（包括線性功率放大器、低噪放

12、和監(jiān)測(cè)控制電路）； 射頻帶通濾波器； 電纜系統(tǒng)（射頻電纜、控制電纜以及射頻防雷模塊、低頻防雷電路）。 天線單元天線單元天線外殼天線外殼功放功放電纜及連接電纜及連接校準(zhǔn)單元校準(zhǔn)單元天線單元天線單元天線外殼天線外殼功放功放電纜及連接電纜及連接校準(zhǔn)單元校準(zhǔn)單元第21頁(yè)/共26頁(yè)同步CDMA TD-SCDMA基站同步基站同步 同步目的：避免相鄰基站的收發(fā)時(shí)隙交叉，減小干擾基站間同步: 系統(tǒng)內(nèi)各基站的運(yùn)行采用相同的幀同步定時(shí)同步精度要求：幾微秒同步方法：GPS 網(wǎng)絡(luò)主從同步 空中主從同步第22頁(yè)/共26頁(yè)同步CDMA TD-SCDMA上行同步上行同步 上行鏈路各終端信號(hào)在基站解調(diào)器基本同步同步的建立 在隨機(jī)接入時(shí)建立 依靠BTS接收到的SYNC_UL立即在對(duì)應(yīng)的F-PACH進(jìn)行控制同步的保持 在每一上行幀檢測(cè)Midamble 立即在下一個(gè)下行幀SS位置進(jìn)行閉環(huán)控制出現(xiàn)失步的可能性 有限小區(qū)半徑(取決于G的寬度，可能超過(guò)10km)失步后執(zhí)行鏈路重建SS上行業(yè)務(wù)時(shí)隙Midamble隨機(jī)接入SYNC-ULssUpPTSUE的上行突