Chapter3_TD-SCDMA物理层原理【荐】.doc

第三章 TD-SCDMA 物理层原理 3.1 物理层概述 5 3.1.1 多址接入 6 3.1.2 信道编码和交织 7 3.1.3 调制和扩频 7 3.1.4 物理层过程 7 3.1.5 物理层测量 7 3.2 CDMA的基本概念 8 3.2.1 扩频通信技术特点 8 3.2.2 扩频通信常用术语 10 3.2.3 CDMA系统存在的问题 15 3.3 TD-SCDMA 时隙结构 17 3.3.1 子帧结构及上下行可变转换点 18 3.3.2 TD-SCDMA 系统中的码表 22 3.3.3 特殊时隙介绍－DwPTS 23 3.3.4 特殊时隙介绍－GP 26 3.3.5 特殊时隙介绍－UpPTS 27 3.3.6 常规时隙 －（TS0－TS6） 29 3.4 TD-SCDMA系统中的信道 37 3.4.1 逻辑信道 37 3.4.2 传输信道 38 3.4.3 物理信道 39 3.4.4 逻辑信道、传输信道、物理信道映射关系 43 3.5 信道在实际载波中的配置及系统容量 44 3.5.1 单载波情况下信道的配置 44 3.5.2 单载波情况下系统的容量 47 3.5.3 多载波的基本概念 49 3.6 信道编码与复用 54 3.6.1 信道编码的目的 54 3.6.2 信道编码中用到的基本概念 55 3.6.3 信道编码及复用过程 59 3.7 数据扩频、加扰和调制 71 3.7.1 基站调制、扩频及加扰的实现 71 3.8 本章练习 74 本章目标： 熟悉TD-SCDMA 帧结构，时隙结构，结构 熟悉TD-SCDMA 扩频码、下行同步、上行同步、Midamble码和扰码功能和用法 熟悉TD-SCDMA信道的概念以及信道映射原理 了解不同业务占用码资源情况 物理层概述 第三代移动通信系统的空中接口，即移动终端和接入网之间的接口Uu，主要由物理层（L1），数据链路层（L2）和网络层（L3）组成。 空中接口协议结构 上图描述了TD-SCDMA与物理层(L1)有关的UTRAN无线接口协议体系结构。物理层连接L2的媒质接入控制（MAC）子层和L3的无线资源管理（RRC）子层。图中不同层/子层之间的圈表示服务接入点(SAPs)。物理层向MAC层提供不同的传输信道，信息在无线接口上的传输方式决定了传输信道的特性。MAC层向L2的无线链路控制(RLC)子层提供不同的逻辑信道，传输信息的类型决定了逻辑信道的特性。物理信道在物理层定义，TDD模式下一个物理信道由码、频率和时隙共同决定物理层由RRC控制 传输信道的前向纠错码的编译码 传输信道和编码组合传输信道的复用/解复用 编码组合传输信道到物理信道的映射 物理信道的调制/扩频和解调/解扩 频率和时钟(码片、比特、时隙和子帧)同步 开环/闭环功率控制 物理信道的功率加权和合并 射频处理（注： 射频处理描述见3GPP TS25.100系列规范） 错误检测和控制 速率匹配(复用在DCH上的数据) 无线特性测量，包括FER、SIR、干扰功率，等等 上行同步控制 上行和下行波束成形(智能天线) UE 定位(智能天线) 多址接入 接入方案是直接序列扩频码分多址(DS-CDMA)，扩频带宽为1.6MHz，采用不需配对频率的TDD(时分双工)工作方式。TDD模式定义如下： TDD：一种双工方法，它的前向链路和反向链路的信息是在同一载频的不同时间间隔上进行传送的。在TDD模式下，物理信道中的时隙被分成发射和接收两个部分，前向和反向的信息交替传送。 因为在TD-SCDMA中，除了采用了DS-CDMA外，它还具有TDMA的特点，因此，经常将TD-SCDMA的接入模式表示为TDMA/CDMA。 1.6MHz的载频带宽是根据200KHz的载波光栅配置方案得来的。一个10ms帧分成2个5ms子帧，每个子帧中有7个常规隙和3个特殊时隙。因此，一个基本物理信道的特性由频率、码和时隙决定。TD-SCDMA使用的帧号（0--4095）与UTRA建议相同。 信道的信息速率与符号速率有关，符号速率可以根据1.28Mcps的码速率和扩频因子得到。上下行的扩频因子都在1到16之间，因此各自调制符号速率的变化范围为80.0K 符号/秒～1.28M 符号/秒。 信道编码和交织 TD-SCDMA支持三种信道编码方式： 卷积编码； Turbo编码； 不编码。 信道编码方式由高层选择，为了使传输错误随机化，需要进一步进行比特交织。 调制和扩频 TD-SCDMA采用QPSK和8PSK或16QAM，成形滤波器采用滚降系数为0.22的根升余弦滤波器。 CDMA的本质是扩频(和加扰)过程与调制过程紧密关联，TD-SCDMA采用了多种不同的扩频码。 采用信道码区分相同资源的不同信道； 为区分相同资源的不同信道，采用由3GPP 25.223