3-TD-SCDMA关键技术介绍

不使用智能天线：
能量分布于整个小区内
状态的移动终端
正在通信的移动终端在整个
所有小区内的移动终端均相
互干扰，此干扰是CDMA容 量限制的主要原因
小区内处于受跟踪状态
Talk 干扰
自适应阵列基站
Talk 普通基站
智能天线技术
智能天线
智能天线技术
智能天线基本原理

智能天线是一个天线阵列：它由

无需笨重的射频双工器，小巧
的基站，降低成本
U 上行
U D 下行 未使用
目录
TDD技术 同步技术（比 较重要） 智能天线技术 联合检测技术 动态信道分配 接力切换技术 功率控制
同步技术
同步技术

TD-SCDMA系统中的同步技术

主要由两部分组成：（必考）
基站间的同步（Synchronization of Node Bs） 基站与移动台间上行同步（Uplink Synchroniz技术分类
技术实现简单导致信 噪比恶化，系统性能 和容量不理想
充分利用MAI，一步 之内将所有用户的信 号都分离开来的一种 信号分离技术
单用户检测 抗干扰技术 多用户检测 干扰抵消
充分利用MAI中的先验 信息而将所有用户信号 的分离看作一个统一的 过程的信号分离方法 基本思想是判决反馈，它首先 从总的接收信号中判决出其中 部分的数据，根据数据和用户 扩频码重构出数据对应的信号， 再从总接收信号中减去重构信 号，如此循环迭代
n：噪声 e：接收到的数据序列
A是系统矩阵，由扩频码c和信道脉冲响应h决定 扩频码c已知
信道脉冲响应h利用突发结构中的训练序列
midamble求解出：emid = Gh + nmid
其中：G由Midamble码构造的矩阵; emid 接收机接收到总信号中的Midamble部分
Data
Midamble
智能天线技术
下行链路处理

首先对用户的下行链路的发送数据进行编码调制，然
后根据用户分配的码信息和小区信息进行扩频加扰，
形成用户的发送码片信息。

然后根据上行链路中确定的用户DOA，选择下行波束 赋行的权值，对用户进行下行波束赋行，以便形成用 户的发射波束，达到空分的目的，并最终生成用户待 发送的各个天线上的基带信号。
TD-SCDMA关键技术
中兴通讯学院 TD&W&PCS无线团队
目标
学习完本课程，您将会：
了解TD-SCDMA系统使用的关键技术 掌握各种关键技术对系统性能的影响
了解各种关键技术对规划组网的影响
目录
TDD技术 同步技术 智能天线技术 联合检测技术
动态信道分配
接力切换技术 功率控制
TDD技术
TDD技术

易于使用非对称频段, 无需具 有特定双工间隔的成对频段
时分双工 (TDD): 上行频带和下行频带相同(节约频率资 源）

适应用户业务需求，灵活配臵
时隙，优化频谱效率
DUDDDDDD 频分双工 (FDD): 上行频带和下行频带分离 D DDDDDD

上行和下行使用同个载频，故 无线传播是对称的,有利于智 能天线技术的实现
同步技术
同步技术－－基站间同步

TD-SCDMA系统的TDD模式要求基 站之间必须同步
同步目的：避免相邻基站的收发时
BS2
隙交叉，减小干扰
基站间同步: 系统内各基站的运行采
用相同的帧同步定时
同步精度要求：几微秒 同步方法： GPS 网络主从同步 空中主从同步
BS0
BS1
G
BS0 BS1 BS2
各个用户的同步控制命令
UE上行同步过程
手机发射信号
: :
信道估计 h2 : : 信道估计 hN
天线 Ka
: :
...
同步算法和同步 命令生产
发同步调整 命令SS
目录
TDD技术 同步技术 智能天线技术 联合检测技术
动态信道分配
接力切换技术 功率控制
智能天线技术
智能天线的作用

使用智能天线：
能量仅指向小区内处于激活

非线性联合检测算法
最小均方误差判决反馈块均衡法（MMSE-BDFE） 迫零判决反馈块均衡法（ZF-BDFE） 根据目前的情况，在TD-SCDMA系统中，采用了线性算法的
一种，即迫零线性块均衡（ ZF-BLE）法。
联合检测技术
TD-SCDMA系统适合采用联合检测技术
联合检测在TD-SCDMA系统实现的优势
b
(k) . . .
n e
d (1) ^
滤 波 器
d (k)
c (k)
. . .
h( k )
b (K)
. . .
. . . (k) d
^
. . .
d(K)
d (K) ^
c (K)
h( K )
e1 = c1* (h1c1*d1+h2c2*d2 +h3c3*d3 +n) e2 = c2* (h1c1*d1+h2c2*d2 +h3c3*d3 +n) =>
多个天线单元组成，不同天线单
元对信号施以不同的权值，然后 相加，产生一个输出信号。

原理：使一组天线和对应的收发
信机按照一定的方式排列和激励， 利用波的干涉原理可以产生强方
向性的辐射方向图。
空分多址大大 增加系统容量
智能天线技术
上行DOA估计
上行DOA估计 d:平行上行信号路程差；
L:天线阵元间的距离；
测量
天线 1
信 道 估 计
联 合 检 测
信 道 解 码
天线 Ka
DOA估计
下行波束赋 形权值产生
天线 1
用户1数据产生
天线 Ka
用户K数据产生
联合检测技术

对基带信号进行D/A转换和上变频操作，最终由天线单
元发送出去。
智能天线技术
智能天线的实现

上行方向，目的是将8路信号变成一路信号，一个用
户对于八根天线所接收到的信号相位不同，即不同的
相位角。将接收到的信号正弦波相位依次前移，通过 提供自适应权值进行同向合并。数字信号处理器是用 于信道估计，给自适应算法提供依据。
智能天线技术
智能天线实现示意图
智能天线系统主要包含如下部分：(填空） •智能天线阵列（圆阵，线阵）、 •多RF通道收发信机子系统（每根天线对应一个RF通道）、 •基带智能天线算法（基带实现，各用户单独赋形）。
智能天线技术
上行链路处理

各个天线的射频（RF）单元对接收的信号进行下变频以及A/D转
换，形成接收到的天线阵列基带信号。
Data
GP
Data
Midamble
Data
GP
emid=Gh+nmid
联合检测技术
联合检测原理---算法

线性联合检测算法
解相关匹配滤波器法（DFM）
迫零线性块均衡法（ZF-BLE）：已实现 最小均方误差线性块均衡法（MMSE-BLE）：已实现 多小区联合检测: 消除邻小区强干扰
θ:来波信号方位角； cos θ ＝d/L
θ = arccos(d/L)
智能天线技术
智能天线技术实现

上行波束赋形：借助有用信号和干扰信号在入射角度
上的差异（DOA估计），选择恰当的合并权值（赋形
权值计算），形成正确的天线接收模式，即将主瓣对 准有用信号，低增益旁瓣对准干扰信号。

下行波束赋形：在TDD方式工用的系统中，由于其上 下行电波传播条件相同，则可以直接将此上行波束赋 形用于下行波束赋形，形成正确的天线发射模式，即 将主瓣对准有用信号，低增益旁瓣对准干扰信号。
每时隙内码道数量少 计算量小
基站扰码短
AIR
上行同步
联合检测技术
联合检测对TD-SCDMA系统性能改进
能量

提高系统容量 增大覆盖范围 减小呼吸效应（使用了系 統聯合檢測和智能天線）
频率
能量
MAI
检测到信号


缓解功率控制精度需求
削弱远近效应
允许的信号波动
Frequency
联合检测技术
智能天线+联合检测
用户K 发射信号
天线 1
DAC/RF
w( K ,1)
...
w(1, Ka )
: :
天线 Ka
DAC/RF
...
w( K , Ka )
阵元失效补偿：阵元失效时的
应对措施
增强性赋形方案：增强多径时
加权向量计算
的赋形性能
智能天线技术
智能天线性能分析

阵元个数会影响对干扰的抑制能力，影响容量和覆盖 8阵元阵列比单天线性能有9dB的增益
在以后的4个子帧内，基站用FPACH里的
随机接入SYNC1 ss
一个单一子帧消息向UE发射调整信息

同步的保持：
在每一上行帧检测Midamble，估计UE的
发射功率和发射时间偏移
立即在下一个可用的下行帧发射SS和
UE的上行突发
TPC命令进行闭环控制
同步技术
上行同步实现
TPC symbols 1 st part of TFCI code word 2nd part of TFCI SS symbols code word Data symbols Midamble Data symbols G P Data symbols Midambl e 3 rd part of TFCI code word SS symbols