通信基本原理概覽PPT學習教案

1、會計學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/共26頁第三代移動通信系統(tǒng)TDSCDMA由中國提出的3G標準時分雙工TDD和智能天線的公眾陸地移動通信系統(tǒng)同步CDMA和低碼片速率（LCR）的3G系統(tǒng)采用了多用戶檢測和接力切換等一系列的高新技術(shù)第2頁/共26頁TDSCDMA工作頻段2002年10月，國家信息產(chǎn)業(yè)部下發(fā)文件關(guān)于第三代公眾移動通信系統(tǒng)頻率規(guī)劃問題的通知（信部無2002479號）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）。補充工作

2、頻段（FDD方式：1755 1785MHz / 1850 1880MHz；TDD方式：2300 2400MHz，與無線電定位業(yè)務共用）。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/共26頁TDSCDMA多址方式FDMA、TDMA和CDMA的組合TDD模式下，采用在周期性重復的時間幀里傳輸基本的TDMA突發(fā)脈沖的工作模式，通過周期性地轉(zhuǎn)換傳輸方向，在同一個載波上交替地進行上下行鏈路傳輸 第4頁/共26頁TDSCDMA網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)作為TD-SCDMA技術(shù)，其實只是在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)務等方面并沒有什么實質(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/共26頁第二章第二章TDSCDMA空中接口原理空中接口原理第6頁/共26頁TDSCDMA幀結(jié)構(gòu)幀，子幀，時隙的概念幀 # i幀 # i+ 1無 線 幀 ( 1 0 m s )子 幀 # 1子 幀 # 2子 幀 ( 5 m s )時 隙 # 0時 隙 # 1時 隙 # 2時 隙 # 6第7頁/共26頁TDSCDMA幀結(jié)構(gòu)每一個子幀又分成長度為675us的7個常規(guī)時隙（TS0 TS6）和

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

5、碼，用于區(qū)分不同的基站第9頁/共26頁TDSCDMA時隙結(jié)構(gòu) 上行導頻時隙（上行導頻時隙（UpPTS） 上行同步而設計的，當UE處于空中登記和隨機接入狀態(tài)時，它將首先發(fā)射UpPTS，當?shù)玫骄W(wǎng)絡的應答后，發(fā)送RACH。這個時隙通常由長為128chips的SYNC_UL和32chips的保護間隔組成 SYNC-UL有256種不同的碼，可分為32個碼組，以對應32個SYNC-DL碼，每組有8個不同的SYNC-UL碼，即每一個基站對應于8個確定的SYNC-UL碼第10頁/共26頁TDSCDMA時隙結(jié)構(gòu) 保護時隙保護時隙 96 Chips保護時隙，時長75us用于下行到上行轉(zhuǎn)換的保護避免 DwPTS（D

6、L）和UpPTS（UL）間的干擾 第11頁/共26頁TDSCDMA時隙結(jié)構(gòu) 常規(guī)時隙常規(guī)時隙 TS0 TS6共7個常規(guī)時隙被用作用戶數(shù)據(jù)或控制信息的傳輸，它們具有完全相同的時隙結(jié)構(gòu)業(yè)務和信令數(shù)據(jù)由兩塊組成，每個數(shù)據(jù)塊分別由352 Chips組成訓練序列(Midamble)由144 Chips組成16 Chips為保護共共864 Chips，長675us第12頁/共26頁TDSCDMA時隙結(jié)構(gòu) 常規(guī)時隙常規(guī)時隙 物理層信令TPC/SS/TFCITFCI信息將在每10ms無線幀里發(fā)送一次 TPC/SS每個子幀（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/共26頁TDSCDMA物理信道 專用物理信道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 物理隨機接入信道PRACH 尋呼指示信道PICH 下行導頻信道 (DwPCH) 上行導頻信道 (UpPCH) 第14頁/共26頁TDSCDMA物理信道映射到時隙 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 /無線幀下行：SF 16 x 2 code x 2 time slots /無線幀P-CCPCHS-CCPCHFPACHPICH特殊時隙PRACHDPCH2 DPCHsTS0TS1TS2TS3TS4TS5TS6第15頁/共26頁TDSCDMA擴頻和調(diào)制 TD-SCDMA采用OVSF擴頻TD-SCDMA采用QPSK方式進行調(diào)制（室內(nèi)環(huán)境下的2M業(yè)務采用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)過信道編碼和交織的用戶數(shù)據(jù)成幀IQOVSF碼擾碼訓練序列FIRFIRD

9、ACDACcos(t)-sin(t)第16頁/共26頁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/共26頁TDSCDMA系統(tǒng)參數(shù)頻率 1880 1920MHz、2010 2025MHz） 。補充工作頻段（2300 2400MHz） 碼片速率 1.28Mcps 帶寬 1.6MHz 碼片長度 0.78125us 幀長 10ms 調(diào)制方式 QPSK 第18頁/共26頁第三章第三章TDSC

11、DMA關(guān)鍵技術(shù)關(guān)鍵技術(shù)第19頁/共26頁智能天線 核心是自適應天線波束賦形技術(shù)。在上世紀60年代開始發(fā)展，其研究對象是雷達天線陣，為提高雷達的性能和電子對抗的能力。90年代中期，各國開始考慮將智能天線技術(shù)應用于無線通信系統(tǒng)。原理是使一組天線和對應的收發(fā)信機按照一定的方式排列和激勵，利用波的干涉原理可以產(chǎn)生強方向性的輻射方向圖。如果使用數(shù)字信號處理方法在基帶進行處理，使得輻射方向圖的主瓣自適應地指向用戶來波方向，就能達到提高信號的載干比，降低發(fā)射功率，提高系統(tǒng)覆蓋范圍的目的。 第20頁/共26頁智能天線 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單元校準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單元校準單元第21頁/共26頁同步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)時隙交叉，減小干擾基站間同步: 系統(tǒng)內(nèi)各基站的運行采用相同的幀同步定時同步精度要求：幾微秒同步方法：GPS 網(wǎng)絡主從同步 空中主從同步第22頁/共26頁同步CDMA TD-SCDMA上行同步上行同步 上行鏈路各終端信號在基站解調(diào)器基本同步同步的建立 在隨機接入時建立 依靠BTS接收到的SYNC_UL立即在對應的F-PACH進行控制同步的保持 在每一上行幀檢測Midamble 立即在下一個下行幀SS位置進行閉環(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10km)失步后執(zhí)行鏈路重建SS上行業(yè)務時隙Midamble隨機接入SYNC-ULssUpPTSUE的上行突