14.2 TD-SCDMA在线视频

下面我们来着重给大家讲一讲

中国的3G制式

也就是TD-SCDMA

它的一些技术特点

我们先看看TD

SCDMA

这个名词的解释

这个TD指的就是

时分双功

TDD S还有 CDMA

后面的CDMA很容易理解

前面我们第三章

就给大家做过

基本概念的说明了

码分 多址

S的理解

我们要稍微说道说道

S的理解有多重含义

第一重含义

S指的是

也就是同步的意思

经常的我们叫做是

时分双功同步CDMA

反正叫这个名

那么S第一重含义就指的

这是一个同步CDMA系统

那么同步的含义

CDMA的同步

我们在前面第三章讲

基本概念的时候

反复的强调过

这就意味着说

一个小区当中的多个手机用户

那么他在发送自己数据的时候

要相互同步

要保证到呢基站侧

所接收到的不同用户的信号

大致在时序上是对齐的

这就是第一重同步CDMA

S指的是同步的含义

那么第二重意思

S指的是smart

智能的意思

因为 TD-SCDMA系统

当中

广泛的运用了一些

高级的信号处理技术

代表性的就是智能天线

Smart

所以 S第二种含义

就指的是

智能的意思

并列信号处理

我们

用俗话讲

就叫智能天线smart

Smart

所以我们把它缩写

就叫S点

好

TDSCDMA

的一些

概念性解释

它的名词解释

我们就介绍这么多

那么下面我们看看

TD-SCDMA

它的一些关键技术

它的主要参数

首先我们看看

TD-SCDMA的主要参数

一个载波所占用的带宽

是1.6兆赫兹

它的码片速率是一点28兆

它的扩频方式

最短是1 最长是16

它的调制方式是QPSK

8PSK 信道编码有卷积码

TURBO码 帧长为了兼容CDMA

它其实也取得是10毫秒

分为两个子帧

每个子帧的5毫秒

我们看一下这张胶片当中

在我们国家运营TD-SCDMA

它的无线频段

无线频干的主要划分为

4个频段

这4个频段当中

前2个是核心频段

第一个频段是1900~

1920

一共20兆带宽

另外一个是2010~2025

这样是15兆

带宽

这两个频段是当初3GPP

和国际无线大会

给3GTDD模式所划分

核心频段

这两个频段呢是全世界通用的

在我们国家就分配了

TD-SCDMA运营

这是分配给中国移动的

那么考虑到用户的进一步升级

网络的扩容业务的增长

除了核心频段之外

实际上中国移动还有另外两个

频段

其中有一个下频段

是

1880~1900

这一共20兆片段

这是当初中国移动运营的

TDD频段

除此以外

还有一个高频段

是在2.3~2点

4G赫兹

一共100兆

这100兆带宽

是一个扩展的频段

对于TDD系统的发展而言

有4个频段

有两个核心两个扩展

已经是很好的一件事情

至少在无线频率资源上

是非常宝贵

下面我们再看一下

TD-SCDMA它的一些物理

信道

以及帧格式

我们首先先看看他的帧结构

TD-SCDMA的帧结构

它与WCDMA系统

实际上是有一定兼容性的

大家观察

它一帧是10毫秒

我们把它划分为两个子帧

有5毫秒一个子帧

然后每一个子帧

我们又划分为

7个时隙

其中

时隙0

固定的下行时隙

后面的6个时隙

1到6

那么它的链路方向是可以

调整的

你可以是123

时隙123

这是上行时隙

那么456是下行时隙

也可以是比如说12上行时隙

3456下行时隙等等都可以

那么在TD-SCDMA系统

当中

引入了两个

上下写链路的切换

切换点

第一个我们称为是

逐步切换点

它位于实际

零和时隙一之间

就在这个位置

那么第二个切换点是辅切换点

第二个切换点

它的位置

当初制定标准的时候

实际上是可以任意变化的

它是不固定的

只不过后来我们考虑到

组网实际上这个位置

最后呢

在特定的网络架构下

实际上是确定的

我们在主切换点

它又我们引入了

把主切换点

又划分为三个数据结构

一个是 DWPTS下行导频

时隙

另外一个是UPPTS

上行导频时隙

中间还有一段

我们称为是主板时隙GAP

所以大家看

TD-SCDMA帧格式

实际上帧格式的设计是比较巧妙的

并且这个结构

也被TDLTE所继承了

所以帧格是TD-SCDMA

的核心知识产权

并且专利点

现在也应用到了

4GLT系统当中来

所以这是最重要的一个知识产权

或者专利点

那么TD-SCDMA系统

它的信道也划分为逻辑传输物理

信道

这张胶片就给了网络侧

这三组性能之间相互验收关系

我们不再详细介绍了

下面我们再来简单的讲一讲

TD-SCDMA

它的智能天线技术

TD-SCDMA系统当中

它运用到了一些高级信号处理

技术

其中智能天线

就是个典型的代表

另外一类关键技术

我们称为是联合检测

联合检测技术

实际上

我们在第9章

给大家讲过的

多用户检测

它是一种简单线性多用户检测

技术

所以它可以有效的

消除用户间的干扰

同时

整个实现的复杂度呢不是特别大

而智能天线技术

我们也多说两句

20年前的时候

当时我们管这类技术

叫做自适应

正面信号处理

AAA技术

自适应正面信号处理

后来我们引入了MIMO多天线技术

波数成型

波数成型

所以实际上讲智能天线

近似就可以认为是

波数成型技术

也就是beam forming

所以智能天线

在3G时代

还认为是一项非常突出的

有重要意义的关键技术

但到了4G和5G以后

我们已经不单独提这个技术

因为这个4G5G

广泛的采用了MIMO

而MIMO当中

最主要的一类技术

就是

波数成型

也并不说明

那么智能天线与联合检测的组合

我们可以胶片上给的示意

来说明

大家看这是一个正列

接收

然后多用户检测产生出来

加权的系数

这就是这是它的一个基本结构

那么智能天线

和多用户检测

它对于系统性能有多大的提升

理论上

我们可以用这样胶片

来说明

它的智能天线的性能增益

同学们观察胶片

可以发现了

对于TD-SCDMA而言

它的典型配置

是8个阵元

在8个帧元的配置当中

TD-SCDMA

获得的增益

大约8~9

和地域个DB

换言之

这个增益我们也称它为是阵列

增益

或者说波数成型的增益

它就大概到8~9个db

这也是它最大的

能获得的增益数了

那么对于联合检测来讲

在TD-SCDMA的实用

设备当中

主要采用的是一些

简化的

多用户检测算法

比如我们在第8章

给大家讲过的

这个解相关就线性解相关

还有后来我们曾经提到过的

串行干扰抵消 并行干扰抵消 等等

这些都是具有实用意义的

一些高性能的多用户检测算法

我们再来看一看

在扩频技术上

TD-SCDMA的特点

这类技术我们称为是

第一码片速率

就简称叫做是LCR

对于TD-SCDMA来讲

它的码片速率是1.28兆 CPS

就1.28兆码片每秒

那么这个速率

相对于3.84兆的

WCDMA而言

那么它的码片速率

只有3.84兆的1/3

所以它就叫低码片速率模式

与之相对应的

应当也有高码片速率模式

那么对于TD-SCDMA

系统而言

它是没有办法

因为它就是LCR 后面我们会

提到过的

又UTRA TDD那些系统

它的码片速率

实际上可以比WCDMA还高

所以我们就可以称之为是高

码片速率

不管怎么说

TD-SCDMA它还是一个

CDMA的多址接入方式

主体实际上是码分的

并不是时分的

然后我们再来看

物理层的 TD-SCDMA的第

第6个关键技术

主要是进行了功率控制

因为在TD-SCDMA系统当中

也需要传化话音信号

那么大家所有的用户

都是靠码分来区分的

实际上在时频上全是重叠或者

叠加的

因此

它的电路的功率控制

就非常的重要

虽然它不必要像ITD系统

像IS-95那样

进行频繁的功率控制

这种频繁的功率监测和控制

但是

TD-SCDMA系统当中

仍然还是需要有功控机制的

只不过它功控机制

实际上是一个慢速的功控

它的发射功率的计算公式

我们就不再说了

请大家自己看一看

TD-SCDMA的功率

控制的一些参数

书上有一件事

我们不提了

下面我们再讲一讲

TD-SCDMA在网络层

的一些关键技术

第一个最有特色的技术

就是所谓的接力切换

TD-SCDMA系统

它可以实现

两个基站之间

进行接力辅助移动盘进行切换

大家看这是两个基站

假设说移动盘

这在路上进行平移

移动它在这个位置

它与基站之间的距离就比较小

那么在另外一个位置

一直移动弹力基站的距离就比较

大

那么移动台在A基站和B基站

这两个基站的切换

那么移动它的位置

就会远离了A基站

那么逐渐的接近B基站

也就是说

假设说移动台在这个过程当中

要有通话

我们就得考虑

进行切换

从A基站给移动来提供服务

切换到 B基站

跟移动端提供服务

在2G以前

这种切换的方式

我们主要用到的是硬切换

软硬切换的概念

咱们在这简单提一下

那么后面在第15章和16章

当中

我们再详细讨论

所谓硬切换就指的是说

先断掉

原来的服务基站

然后在与新的

就叫切换过去的目标基站

建立起了通信电路

换言之呢

它就是一个先断

后期切样的过程

那么类似的软切换

正好是相反的

它是先建立起来

与新基站的通信链路

然后才断掉了

与老基站的通信联络

换一句话讲

它实际上是先切后段断

还是很重要的

主要的一个工作特点

那么什么是接力切换呢

它既不是硬切换

也不是软切换

实际上是在这两者之间

做了比较好的折中

同学们都见过接力跑

假如说4×100

除了最后一棒以外

那么中间是三棒

就第一棒

第二棒

第三棒

好

这三棒的同学

他实际上快跑到

这个目标点的时候

他都要伸出手去

下一班的同学

在在与前者前一半同学之间

就要进行接力棒的交接

就是你放手

我伸手

那么这个叫接力棒

就从一个运动员

切换到呢

就传递到另外一个运动员

所以这就是

接力切换的基本思想

就他借鉴了这种

接力跑当中

交接棒的这种概念

那么在接力切换当中

移动台它的数据信息

两个基站之间切的时候

实际上是同时

同时请大家听明白

就接力切换

它是同时断开

接力

也就是说

老的基站A基站

断开服务链路的同时

新的基站目标基站B基站

它就建立起来通信联络了

所以正好是一个交接的过程

理论上来讲

这种接力切换

它的响应速度会比较快

那么它对系统性能的提升

是比较显著的

但是接力切换

就像我们人的日常生活经验一样

假如说

是没有经验的一些选手

或者说他的能力有限

在进行接力跑的时候

很容易掉棒

对吧

这是我们经常能看到的一个现象

好多甚至在一些国际重大比赛

当中

也有可能掉

所以接力切换

它是一个临界状态

如果你控制的不好的话

临界状态就不稳定

往往有可能会出错

那么类似的

TD-SCDMA虽然设计的

机制

是非常好的

但是在实际运营当中

人们发现的切换

其实远不像理论上的预计

那样

能发挥着很好的优势

所以虽然这个概念

还是有一定价值的

但实际现在的

TD-SCDMA的设备

往往主要还是采用的

传统意义上的硬切换方式

网络侧的第二个技术

就是BCA技术的动态信道分配

所谓的动态信道分配

说白了

其实就是动态时隙

和码资源的分配

那么通过把有限的时隙和码字

这样的一些重要无限资源的

分配动态的调整和分配

可以极大的提高链路

或者系统的吞吐率

满足用户的使用

所以这个就是它的第二个特点

细节我们就不介绍了

第三个特点是

TD-SCDMA开始

已经普遍的采用了软交换

或者是全IP

这样的核心网机制

那么不在核心网当中

不再单独存在

硬件的

移动交换中心

这样的设备了

它把移动交换中心

这样的一个硬件设备的拆分了

拆分成现在服务器

就MIC server

一阶段

MGW那么这样它构成

的是一个全IP

全IP的网络

它不再是单独的一个基本的配置

以上就是我们对

TD-SCDMA

它的一些基本原理的介绍

和关键技术的介绍