TD-SCDMA系统连接模式下的层间过程
TD-SCDMA 原理
切换控制
切换概念
切换概念 切换是指当移动台处于移动状态中 通讯从一个基站或信道转移到另一 个基站或信道的过程
切换原因 上、下行链路质量，上、下行链路信号 的测量，距离或业务的变化，更优的 蜂窝出现，操作和管理的干涉，业务 流量情况等 切换步骤 无线测量、网络判决和系统执行
越区切换
在蜂窝结构的无线移动通信系统中，
令复杂、增加下行链路干扰等缺点。
与硬切换相比，两者具有较高的资源利用率，简单的算法、以及较 轻的信令负荷等优点。不同之处在于接力切换断开原基站和与目标基 站建立通信链路几乎是同时进行的，因而克服了传统硬切换掉话率高、 切换成功率低的缺点。 传统的软切换、硬切换都是在不知道UE的准确位置下进行的，因而需 要对所有邻小区进行测量，而接力切换只对UE移动方向的少数小区测量。
扩频因子（SF）（Q） 1 2 RU名称 RUSF1 RUSF2 突发中每数据块符号数（N） 352 176 每个物理信道总数据率 （Bit/s） 281，600 140，800
4
8 16
RUSF4
RUSF8 RUSF16 基本RU
88
44 22
70，400
35，200 17，600
TD-SCDMA关键技术
码域DCA 在同一个时隙中，通过改变分配的码道来 避免偶然出现的码道质量恶化 空域DCA 通过智能天线，可基于每一用户进行定向空间 去耦（降低多址干扰）
每个时隙16个码道，实现多用户在相 同载频并行传输，有效提升频谱利用率 智能天线和联合检测技术相结合，有 效降低系统干扰
HSDPA
技术特性： 16QAM（正交振幅调制） HARQ(混合重传) AMC(自适应调制编码) 快速调度 业务特性：
TD-SCDMA 射频制式简介
TD‐SCDMA射频制式简介一、TD‐SCDMA的基本概念大家所熟知，TD是中国移动所运营的3G制式，那么TD究竟是什么意思呢？TD指的是TD‐SCDMA，英文全称是”Time Division Duplex‐Synchronous Code Division Multiple Access”，翻译成中文为“时分‐同步码分多址”。
来回顾一下通信专业课程中学习过的“多址”概念，通信系统中一般有多个用户（可以理解为每个用户有一个地址，那么系统中就会有多个地址），这些用户如果在同一段时间内都要进行通信，那么该怎样实现大家并行的通信，就是多址所对应的功能。
特别是在频谱资源有限的无线通信系统中，多址的意义显得尤为重要。
（有句话说“有线资源是无限的，无线资源是有限的”，呵呵）多址方式（通信系统中多个用户的信道资源分配）：多数通信系统都是双工的（双向通信），这就涉及一个双工方式（“来”和“去”的信号怎样分配）的问题。
双工方式（同一个用户的上、下行通信资源）：下行信道上行信道频率码域功率时间FDD系统下行信道上行信道频率时间TDD系统简单概括一下，“多址”对应的是多个用户间如何分配信道资源，“双工”对应的是某一个用户上、下行信道如何分配。
手机采用的通信制式：1、GSM 采用FDD+TDD 系统，不同用户使用不同信道，每个用户上、下行采用不同的频率、不同的时隙。
2、CDMA 采用码分多址，不同用户通过码分来区别，上、下行采用不同的频率，时间上连续。
3、TD‐SCDMA 采用时分和码分两种技术，通过码分多址来区别不同用户，每个用户上、下行使用同一频率，通过时分来切换。
二、TD‐SCDMA的物理信道TD-SCDMA 的多址接入方案（多个用户连接到同一个基站）是直接序列扩频码分多址(DS-CDMA)， 码片速率为1.28Mcps，扩频带宽约为1.6MHz，采用不需配对频率的TDD(时分双工)工作方式。
它的下行（前向链路）和上行（反向链路）的信息是在同一载频的不同时隙上进行传送的。
TD-SCDMA接口协议与信令流程.
UERNC
UERNC UERNC UERNC UERNC UERNC UERNC UERNC UERNC
CM Service Request
Authentication Request Authentication Response CM Service Accept SETUP Call Processing Alerting Connect Connect Acknowledge 非接入层作用是在UE与核 心网之间传递消息或用户数 据 非接入层协议可参考3GPP TS 24.008; TS 23.060
Iur
RNC Iub NodeB Iub NodeB
Iub
NodeB
Iub NodeB
Uu
UE
TD-SCDMA接口协议
几个与RNC相关的名词
TD-SCDMA接口协议
UTRAN接口通用协议模型
控制面 用户面
无线网络层
应用协议
数据流
传输网络用户面
传输网络层
传输网络控制面
ALCAP传输网络用户面源自信令承载用户面的作用
传输通过接入网的用户数据
在UTRAN系统中，无线网络层每个接口上都有用户面和控制面。
所有无线网络层的用户面数据和控制面数据都是传输网络层的用户 面。
TD-SCDMA接口协议
接入层和非接入层
Non-Access Stratum
Iu
proto cols
Radio protocols (1)
式。前者用于实时性不高的业务（如分组业务），后者用于实 时业务（如Iu CS的AMR语音数据）
TD-SCDMA接口协议
RANAP协议功能简介
RANAP：无线接入网络应用部分协议，主要实现在RNC和CN之 间通过对高层协议的封装和承载为上层业务提供信令传输功能。 RANAP功能
(信息与通信)TD-SCDMA网络及其协议和接口1021
不同厂商的应用程序能够相互协作。
03
应用层协议还负责实现用户身份认证、授权管理和计
费等功能。
04 TD-SCDMA网络接口
Uu接口
01
Uu接口是空中接口，是移动台与 基站之间的通信接口。
02
它定义了无线传输的物理层、数 据链路层和网络层。
Uu接口支持TD-SCDMA的无线 资源管理功能，包括功率控制、 切换和接入控制等。
还将探讨TD-SCDMA网络在实际部署 中面临的问题和挑战，以及未来发展 的趋势和方向。
02 TD-SCDMA网络技术基 础
UTRA TDD模式
1
UTRA TDD模式是TD-SCDMA网络的核心技术 之一，它支持灵活的上下行链路配置，能够适应 不同的业务需求。
2
UTRA TDD模式采用时分复用技术，将信号在时 间上分割成多个时隙，每个时隙传输一个信号， 提高了频谱利用率。
TD-SCDMA网络的未来发展
增强型TD-SCDMA技术
通过引入新技术和频谱资源，提升网络性能和用户体验。
TD-LTE技术
基于TD-SCDMA技术演进，实现更高速的数据传输和更高效的频谱利用率。
TD-SCDMA网络的未来发展
• 融合组网：将TD-SCDMA网络与其他网络融合，实现优 势互补和协同发展。
管理和调度无线资源。
无线资源管理包括功率控制、 切换控制、负载均衡等，这 些技术能够提高网络性能和
用户满意度。
无线资源管理还支持动态分配 和调整无线资源，以适应不同
用户和业务的需求。
03 TD-SCDMA网络协议栈
物理层协议
01
物理层协议定义了无线信道上的信号传输方式，包 括调制、扩频、多址接入等。
TD-SCDMA系统
1、 TD-SCDMA发展历程
2、TD-SCDMA基本参数
3、TD-SCDMA主要特点
4、实践活动
6
1
TD-SCDMA发展历程
TD-SCDMA的发展历程大致可以分为如下五个阶段： （1）准备阶段：从1995年到1998年6月。该阶段开始于1995年 以电信科学技术研究院李世鹤博士等为首的一批科研人员承担了 国家九五重大科技攻关项目基于SCDMA的无线本地环路（WLL
1
TD-SCDMA发展历程
2005年4月，天碁科技率先发布了支持384kbit/s数据传输的TDSCDMA和GSM双模终端的商用芯片组； 2006年3月至12月，北京、上海、青岛、保定、厦门建设TDSCDMA规模试验网； 2006年12月至2008年12月，后续试验网扩容和放号等相关工作 正按部委统一规划有序进行，全国10大城市建设了TD-SCDMA试 商用网； 2009年1月，TD-SCDMA系统正式商用。
SCDMA产业化专项测试结束。
1
TD-SCDMA发展历程
（4）产业化阶段：2000年12月至2005年4月。2000年12月TDSCDMA技术论坛成立；2002年10月，国家公布3G频谱方案，TDSCDMA获强力支持，获得155MHz频谱；2002年10月，TDSCDMA产业联盟成立；2003年6月，TD-SCDMA论坛加入3GPP
道：专用信道和用于ODMA（Opportunity Driven Multiple Access
，机会驱动的多址接入）网络的专用传输信道（ODCH）。DCH 在整个小区或小区内的某一部分使用波束赋形的天线进行发射。
2）传输信道
（2）公共信道（在这类信道中，当消息是发给某一特定的UE 时，需要有内识别信息），公共传输信道有： ① 广播信道（BCH）：广播信道是一个下行传输信道，用于 广播系统和小区的特有信息。 ② 寻呼信道（PCH）：寻呼信道是一个下行传输信道，用于 当系统不知道移动台所在的小区位置时，承载发向移动台的控制 信息。寻呼信道与PI的发射相随，支持睡眠模式。
TD-SCDMA资料PPT课件
9 TD-SCDMA Product intro, Jul - 2004
保护时隙（GP）
TD-SCDMA概 述
测试系统
Tx测试
Rx测试
96 Chips保护时隙，时长75us 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
；
10 TD-SCDMA Product intro, Jul - 2004
TD-SCDMA概 述
测试系
SMU200A(WinIQsim) + FSQ(K76&K77)
TD-SCDMA Product intro, Jul - 2004
TD-SCDMA 帧结构
TD-SCDMA概 述
测试系统
Tx测试
Rx测试
Multi frame
Radio frame 10ms
5ms Sub-frame
G
UpPTS
TS0
TS1 TS2 TS3 TS4 TS5 TS6
L1
g
Data
Midamble
上下行信道估计； 功率测量； 上行同步保持；
7 TD-SCDMA Product intro, Jul - 2004
DwPTS下行引导时隙
TD-SCDMA概 述
测试系统
Tx测试
Rx测试
GP (32chips) SYNC-DL(64chips)
75 s
用于下行同步和小区初搜： 该时隙由96 Chips组成: 32用于保护；64用于同 步；时长75us 32组不同的SYNC-DL码，用于区分不同的基站； 为全向或扇区传输，不进行波束赋形；
TD SCDMA
频率和码规划
频率和码规划
TD-SCDMA系统占用15MHz频谱，其中2010MHz～2025MHz为一阶段频段，干扰小，划分为3个5MHz的频段。每 个载频占用带宽为1.6MHz，因此对于5M、10M、15M带宽，分别可支持3、6、9个载频，可以同频组网或异频组网。 同频组网频谱利用率高，邻小区同频干扰大，需损失一定容量换取性能改善；异频组网能有效减少邻小区同频干 扰的影响，改善系统性能，但频谱利用率较低，需要更多的频率资源。目前TD系统的频率规划多采用N频点方案， 即每扇区配置N个载波，其中包含一个主载频、N-1个辅载频。公共控制信道均配置于主载频，辅载频配置业务信 道。主载频和辅助载频使用相同的扰码和mi-damble码。N频点方案可以降低系统干扰，提高系统容量，改善系统 同频组网性能 。
时隙规划
时隙规划
TD-SCDMA系统可以灵活配置上下行时隙转换点，来适应不同业务上下行流量的不对称性。合理配置上下行 时隙转换点是提高系统频谱利用率的有效手段。在具体进行时隙比例规划时，可以根据业务发展状况灵活配置， 根据上下行承载所占BRU比例进行时隙比例的计算。业务发展初期，适应语音业务上下对称的特点可采用3∶3 （上行∶下行）的对称时隙结构；数据业务进一步发展时，可采用2∶4或1∶5的时隙结构 。
TD-SCDMA系统使用具有对应关系的下行导频码、上行导频码、扰码和Midamble码。TD-SCDMA系统128个基 本扰码按编号顺序分为32个组，每组4个，每个基本扰码用于下行UE区分不同的小区。在码规划中，首先确定每 个逻辑小区下行导频码在32个可选码组中的对应序号，然后根据所处的序列位置在对应的4个扰码中为小区选择 一个合适的扰码。基本Midamble码与扰码一一对应，可随着扰码的确定而确定。相比于WCDMA的512个码字，TDSCDMA系统码资源相对较少，因此TD扰码规划较WCDMA网络要求更高 。
第11章 WCDMA移动通信系统
在R5网络中，核心网叠加了IP多媒体 子系统（IMS），无线接入网引入了 HSDPA技术，无线接入网和核心网中采用 全IP传输。
在R6网络中，网络架构变化不大，考 虑更多的是增加了新的功能或对已有功能 的增强。R7、R8版本正在不断的完善中。
1．R99网络结构及接口
（1）R99网络结构
图11-4
（3）在业务方面，研究包括多媒体 广播与/多播业务（MBMS）、Push 业务、Presence、PoC（Push-ToTalk over Cellular）业务、网上聊天 业务及数字权限管理等。
（4）无线接入方面采用的新技术有 正交频分复用调制（OFDM）技术、 多天线技术（MIMO）、高阶调制技 术和新的信道编码方案等，OFDM和 MIMO也是后3G的重点技术。
（1）移动设备（ME） （2）通用用户识别模块（USIM
Cu接口是USIM和ME之间的接口， Cu接口采用标准接口。
2．通用陆地无线接入网络 （UTRAN）
无线接入网（UTRAN）位于两个开 放接口Uu和Iu之间，完成所有与无线有关 的功能。
主要功能有宏分集处理、移动性管理、 系统的接入控制、功率控制、信道编码控 制、无线信道的加密与解密、无线资源配 置、无线信道的建立和释放等。
WCDMA移动终端中通用用户识别模 块（USIM）的功能也是从GSM的用户识 别模块（SIM）的功能延伸而来的。
WCDMA的主要技术性能如表11-1所 示，本节将对表征WCDMA特点的内容做 出简要解释。
（1）WCDMA支持两种基本的双工 工作方式：频分双工（FDD）和时分 双工（TDD）。 （2）WCDMA是一个宽带直扩码分 多址（DS-CDMA）系统，
4．外部网络（EN）
核心网的电路交换域（CS）通过 GMSC与外部网络相连，如公用电话交换 网（PSTN）、综合业务数据网（ISDN） 及其他公共陆地移动网（PLMN）。
TD-LTE系统随机接入过程MAC子层设计与仿真
２０１１年第３期总第１６５期光通信研究ＳＴＵＤＹｏＮｏＰＴｌＣＡＬＣＯＭＭＵＮＩＣＡＴｌ０ＮＳ２０１１．０６
（Ｓｕｍ．Ｎｏ．１６５）
无线通信技术ＴＤ—ＬＴＥ系统随机接人过程ＭＡＣ子层设计与仿真
武绍旭１．李小文１。郝明华２（１．重庆邮电大学移动通信重点实验室，重庆４０００６５ｌ２．杭州友华通信工程设计公司重庆分公司，重庆４０００６５）摘要：从时分同步的码分多址（ＴＤＳＣＤＭＡ）长期演进（ＴｎＬＴＥ）随机接入过程的应用场景入手，详细介绍基于竞争的随机接入过程的基本原理，并以网络端为例，设计了相应的随机接入过程媒体接入控制（ＭＡＣ）子层的流程。通过说明和描述语言（ＳＤＬ）以及树表结合表示法（ＴＴＣＮ）协仿真，生成随机接入过程的消息顺序图（ＭＳＣ）。验证了信号流程设计及数据的正确性。谈流程设计已应用于ＴＤＬＴＥ无线综合测试仪表的开发中。关键词：ＴＤｓｃＤＭＡ长期演进ｌ随机接入，说明和描述语言；树表结合表示法中田分类号：ＴＮ９２９．５文献标识码：Ａ文章编号：１００５—８７８８（２０１１）０３一００６７－０４
ＤｅｓｉｇｎａｎｄｓｉｍｕｌａｔｉＯｎＯｆｒａｎｄｏｍａｃｃｅｓｓｐｒＯｃｅｓｓ
ＭＡＣｓｕｂＰｌａｙｅｒｉｎＴＤ—ＬＴＥｓｙｓｔｅｍｓ
ＷｕＳｈ∞ｘｕｌ，ＬｉＸｉ∞ｗ蚰１，ＨａｏＭｉｎｇｌＩ岫２
（１．ＫｅｙＬａｂｏｆＭｏｂｉｌｅＣｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，ＣｈｏｎｇｑｉｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＰｏｓｔｓａｎｄＴｅｌｅｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ，Ｃｈｏｎｇｑｉｎｇ４０００６５，Ｃｈｉｎａ，２．ＣｈｏｎｇｑｉｎｇｂｒａｎｃｈＣｏｍｐａｎｙ，ＨａｎｇｚｈｏｕＹｏｕｈｕａＣｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎＤｅｓｉｇｎＩｎｓｔｉｔｕｔｉｏｎＣｏ．，Ｌｔｄ．，Ｃｈｏｎｇｑｉｎｇ４０００６５，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：ｏｎｔｈｅｂａｓｉｓｏｆｔｈｅａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓｃｅｎａｒｉｏｓｏｆｔｈｅＴ１）．ＬＴＥｒａｎｄｏｍａｃｃｅｓｓｐｒｏｃｅｓｓ，ｔｈｉｓｐａｐｅｒｉｎｔｒｏｄｕｃｅｓｉｎｄｅｔａｉｌｔｈｅｆｕｎｄａｍｅｎｔａｌｐｒｉｎｃｉｐｌｅｏｆｔｈｅｃｏｍｐｅｔｉｔｉｏｎ—ｂａｓｅｄｒａｎｄｏｍａｃｃｅｓｓｐｒｏｃｅｓｓ。ｔａｋｉｎｇｎｅｔｗｏｒｋｅｎｄａｓａｎｅｘａｍｐｌｅ，ｄｅｓｉｇｎｓａｎａｐｐｒｏｐｒｉ・
TD基础理论介绍
3.1 CDMA系统通信模型
广州市宜通世纪科技有限公司
3.1 CDMA系统通信模型
扩展频谱通信(Spread Spectrum Communication) ，是一种信息传输方式，其信 号所占有的频带宽度远大于所传信息必需的最小带宽；频带的扩展是通过一个独 立的码序列来完成，用编码同样的码进行及调制的方法来实现的，与所传信息数 据无关；在接收端则用相关同步接收、解扩及恢复所传信息数据。
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2.2 TD-SCDMA网络结构
R5版本网络结构核心网CN部分
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2.2 TD-SCDMA网络结构
R5版本的目标是构造全IP移动网络，在研究过程中分化为R5、R6两个版本。 R5主要定义了全IP网络的架构，R6的重点则集中于业务增强及与其他网络的 互通方面。 R5在无线接入网方面提出了高速下行分组技术（HSDPA），最大的变化是在 R4版本上增加了IP多媒体子网络（IMS），它与分组域一起实现实时和非实 时的多媒体业务，并可实现与电路域的互操作，可在分组域提供增强型话音 业务，代替传统的话音业务，实现话音从窄带到宽带迁移的目标。 MRF：多媒体资源功能； CSCF：呼叫状态控制； MGCF：媒体网关控制功能； T-GSW：信令传输网管功能； R-GSW：漫游信令网关功能； IMS：IP多媒体子系统；
3.3 TD时隙及帧结构
物理信道毛速率计算
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3.4 物理层过程ຫໍສະໝຸດ 手机开机流程：手机开机
网络选择
小区选择
位置登记
驻留网络
空闲模式
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3.4 物理层过程
小区搜索过程： 初始小区搜索中，UE 搜索到一个小区，并检测其所发射的DwPTS，建立下行同 步，获得小区扰码和基本midamble 码，控制复帧同步，然后读取BCH 信息。
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IMT-DS FDD(WCDMA)系统连接模式下的层间过程 IMT-DS FDD(WCDMA) System Interlayer Procedures in Connected Mode
20XX-XX-XX发布 20XX-XX-XX实施 中华人民共和国无线标准通信研究组 印 发
通信标准参考性技术研究报告 I
目 次 前 言 ..................................................................................................................................................................... III 1 范围 ....................................................................................................................................................................... 1 2 引用标准 ................................................................................................................................................................. 1 3 空白 ....................................................................................................................................................................... 1 4 连接模式的一般描述 ............................................................................................................................................. 1 5 无线承载控制---过程概要 ..................................................................................................................................... 2 5.1 可配置参数 .......................................................................................................................................................... 2 5.2 典型的配置情况 .................................................................................................................................................. 2 5.3 RRC基本过程 .................................................................................................................................................... 3 5.3.1 类别1：无线承载配置 .................................................................................................................................... 3 5.3.2 类别2：传输信道的配置 ................................................................................................................................ 3 5.3.3 类别3：物理信道配置 .................................................................................................................................... 4 5.3.4 类别4：传输格式组合限制 ............................................................................................................................ 4 5.3.5 类别5：CRNC中上行专用信道的控制 ........................................................................................................ 4 6 过程举例 ................................................................................................................................................................. 4 6.1 RRC连接建立和释放过程 .................................................................................................................................. 5 6.1.1 RRC连接建立 .................................................................................................................................................. 5 6.1.2 UE发起的信令连接建立 ................................................................................................................................. 7 6.1.3 一般RRC连接释放 ........................................................................................................................................... 7 6.2 无线承载控制过程 ........................................................................................................................................... 11 6.2.1 无线承载配置 ................................................................................................................................................. 11 6.2.2 传输信道重配 ................................................................................................................................................. 23 6.2.3 物理信道重配 ................................................................................................................................................. 26 6.2.4 传输格式组合控制 ......................................................................................................................................... 31 6.2.5 上行DCH的动态资源分配控制 ................................................................................................................... 32 6.2.6 上行DCH的变速率分组传输 ....................................................................................................................... 34 6.3 数据传输 ........................................................................................................................................................... 36 6.3.1 采用 TFCI-word硬分割的DSCH上的应答模式数据传输.......................................................................... 36 6.3.2 采用TFCI-word逻辑分割的DSCH上的应答模式数据传输....................................................................... 37 6.3.3 CPCH上的数据传输 ...................................................................................................................................... 39 6.3.4 USCH上的数据传输（TDD） ...................................................................................................................... 41 6.3.5 DSCH上的数据传输（TDD） ...................................................................................................................... 41 6.4 RRC连接移动性过程 ...................................................................................................................................... 41 6.4.1 切换测量报告 ................................................................................................................................................... 41 6.4.2 小区更新 ......................................................................................................................................................... 42 6.4.3 URA更新......................................................................................................................................................... 44 6.4.4 无线链路增加 ................................................................................................................................................. 47 6.4.5 无线链路去除 ................................................................................................................................................. 48 6.4.6 组合的无线链路增加和去除 ......................................................................................................................... 49 6.4.7 硬切换 ............................................................................................................................................................. 50