td-scdma 系统特征与 rrm

北京北方烽火科技有限公司 1

TD-SCDMATD-SCDMA 系统特征与系统特征与 RRMRRM

肖登坤博士

烽火移动通信设备有限公司

2005 年 1 月 10 日


目录目录Part 1: Part 1: TD-SCDMATD-SCDMA 物理层特征物理层特征Part 2: Part 2: TD-SCDMA TD-SCDMA 关键新技术关键新技术Part 3:Part 3: TDD RRM vs. FDD RRMTDD RRM vs. FDD RRMPart 4: Part 4: 新技术与新技术与 RRMRRM


第一部分：第一部分： TD-SCDMATD-SCDMA 物理层特征物理层特征一般描述一般描述

物理层帧结构物理层帧结构

简单物理层过程简单物理层过程

TDD vs.FDDTDD vs.FDD


TD-SCDMATD-SCDMA 描述描述

TDDTDD--SSCDMACDMA??????TDDTDD:: TTime ime DDivision ivision DDuplexuplex 时分双工时分双工

SS?? ：： SSynchronization,ynchronization, SSpace division,pace division, SSoft radioft radioo3S3S 技术：技术：同步、空分、软件无线电同步、空分、软件无线电

CDMA?CDMA?:: CCode ode DDivision ivision MMultiple ultiple AAccessccess

码分多址接入：码分多址接入：用不同的码字区分用户用不同的码字区分用户


TD-SCDMATD-SCDMA 物理层帧结构物理层帧结构 (( 一一 ))

Radio frame10ms

Supper frame 720ms

Sub-frame

5ms

GDwPTS UpPTS

Data Midamble Data

675us

g

144chips

CP

TFCI


TD-SCDMATD-SCDMA 帧结构帧结构 (( 二二 ))

TS0

(a) DL/UL 对称分配

TS0

(b) DL/UL 不对称分配

转折点

转折点DwPTS G UpPTS

UpPTSGDwPTS


物理层控制命令结构物理层控制命令结构 data Midamble data data Midamble data

TFCI 1 TFCI 2 TFCI 3 TFCI 4

5ms 5ms

Data Midamble Data Data midamble data

TFCI1 TFCI 2

ss TPC

TFC 3 TFCI 4

SS TPC

5ms 5ms

不发送 SS 和 TPC 时的物理层控制命令结构

发送 SS 和 TPC 时的物理层控制命令结构


DwPTS/UpPTSDwPTS/UpPTS 的时隙结构的时隙结构

GP(32chip) SYNC-DL(64chips)

75us

DwPTS 的时隙结构

SYNC-UL(128chip) GP(32chip)

125us

UpPTS 的时隙结构


TD-SCDMATD-SCDMA 物理层过程小区搜物理层过程小区搜索索

Tdn-1Tdn Td0 Tu2Tu1

G

Tu3

DwPTS UpPTS

搜索过程包括：搜索搜索过程包括：搜索 DwPTSDwPTS 、识别扰码和基本中间码、控制复帧同步、、识别扰码和基本中间码、控制复帧同步、读读 BCHBCH 信息。信息。TDDTDD 系统的小区搜索和系统的小区搜索和 FDDFDD 系统的主要区别（系统的主要区别（ 11 ））上下行信号工上下行信号工作于相同频率，可能接收到附近用户的强上行信号（如规作于相同频率，可能接收到附近用户的强上行信号（如规划合理则不存在这种情况）。（划合理则不存在这种情况）。（ 22 ）） DwPTSDwPTS 同时起同时起 PilotPilot 和和 SCSCHH 的作用，处于没有其它本小区多址干扰的独立时隙。当的作用，处于没有其它本小区多址干扰的独立时隙。当 DwPTSDwPTS 搜索搜索到，下行同步便获得了。（到，下行同步便获得了。（ 33 ）） BTSBTS 之间同步，所有同频小区的之间同步，所有同频小区的 DwPDwPTSTS 将出现在重叠的时隙，但相互正交，便于切换中进行测量。将出现在重叠的时隙，但相互正交，便于切换中进行测量。

5ms


TD-SCDMATD-SCDMA 物理层过程随机接物理层过程随机接入入

Tdn-1Tdn Td0 Tu1Tu0

G

Tum

DwPTS UpPTS

随机接入必须完成的工作：随机接入必须完成的工作：上行同步、功率控制、系统获得接入要求、用户鉴权、分配业务码道等上行同步、功率控制、系统获得接入要求、用户鉴权、分配业务码道等

随机接入必须考虑的问题随机接入必须考虑的问题：： RACH/FACHRACH/FACH 的高效率工作；的高效率工作；防止碰撞的策略；防止碰撞的策略；加快接入速度。加快接入速度。

随机接入过程：随机接入过程： UEUE ：开环功率控制和开环同步控制，发射：开环功率控制和开环同步控制，发射 UpPTSUpPTS ，等待，等待 BTSBTS 回答。回答。 BTSBTS ：控制：控制 UEUE 的发射功率和时延，获得的发射功率和时延，获得 UEUE 接入要求接入要求 RNCRNC ：接入控制：接入控制 CNCN ：鉴权：鉴权


TD-SCDMA TD-SCDMA 物理层特点物理层特点低码片速率低码片速率 :1.28Mcps(WCDMA:1.28Mcps(WCDMA 的的 1/3)1/3)适合智能天线和同步适合智能天线和同步 CDMACDMA 的帧结构的帧结构SASA ＋＋ JD+DCAJD+DCA ＋同步技术使资源利用率非常高。＋同步技术使资源利用率非常高。采用和采用和 3GPP3GPP 相同的调制、信道编码、交织和复接相同的调制、信道编码、交织和复接技术技术提供不对称上下行业务提供不对称上下行业务功率控制和上行同步控制功率控制和上行同步控制 :: 控制频率控制频率 :0-200:0-200 次次 // 秒秒功率控制步长功率控制步长 :1-3dB:1-3dB 同步控制精度同步控制精度 :1:1 码片宽度码片宽度开环和闭环控制开环和闭环控制


TDD vs.FDD TDD vs.FDD 双工方式比较双工方式比较TDDTDD 和和 FDDFDD 是第三代移动通信中两种必要的双工方式是第三代移动通信中两种必要的双工方式传统的传统的 FDDFDD 仍被重视仍被重视适合于大区制的全国系统适合于大区制的全国系统适合于对称业务，如话音、交互式实时数据业务等适合于对称业务，如话音、交互式实时数据业务等TDDTDD 方式受到更大关注方式受到更大关注适合于高密度用户地区：城市及近郊区的局部覆盖适合于高密度用户地区：城市及近郊区的局部覆盖适合于对称及不对称的数据业务，如话音、实时数据业务、特别是互联网方式适合于对称及不对称的数据业务，如话音、实时数据业务、特别是互联网方式

的业务的业务能提供成本低廉的设备能提供成本低廉的设备TDDTDD 方式的突出优势在于方式的突出优势在于：：上下行传输信道互易，利于使用智能天线、多用户检测等新技术；上下行传输信道互易，利于使用智能天线、多用户检测等新技术；可高效率地满足不对称业务需要可高效率地满足不对称业务需要可能降低产品成本、价格、体积、重量等可能降低产品成本、价格、体积、重量等便于利用不成对的频谱资源便于利用不成对的频谱资源


TDD vs.FDD TDD vs.FDD 双工方式比较双工方式比较未来可能的组网方式：未来可能的组网方式：使用移动卫星实现全球覆盖，使用移动卫星实现全球覆盖，使用使用 FDDFDD 提供大区制对称业务，提供大区制对称业务，在城市及近郊区使用在城市及近郊区使用 TDDTDD 系统，目前的试系统，目前的试验证明验证明 TD-SCDMATD-SCDMA 可以单独组网。可以单独组网。用多模终端实现系统间无缝漫游用多模终端实现系统间无缝漫游


TDD vs.FDD TDD vs.FDD 物理层比较物理层比较无线传输系统无线传输

技术参数 W- CDMA UTRA TD- CDMA TD- SCDMA 信道带宽（MHz） 5/ 10/ 20/ 5/ 10/ 20 1. 6/ 5 信道要求特点上下对称上下可调上下可调多址接入方式 DS- CDMA TD- CDMA TD- SCDMA 频段 U: 1920- 1980, d: 2110- 2170 1900- 1920, 2010- 2025 1900- 1920, 2010- 2025

核心网兼容性 GSM MAP GSM MAP GSM MAP 帧长（ms） 10 10 5*2

数据 QPSK/ BPSK QPSK DQPSK/ 8PSK 调制方式

扩频 QPSK QPSK QPSK

最高移动速度 500km/ h 120km/ h（240） 110km/ h（240）纠错编码方式卷积码

RS码（数据）卷积码

Turbo码卷积码

Turbo码、RS码扩频方式前向：Wal sh（信道码）+Gol d序列

218（区分小区）；反向：Wal sh（信道码）+Gol d序列 241（区分用户）；

前向：Wal sh（信道码）+PN序列（区分小区）；反向：Wal sh（信道码）+PN序列（区分用户）；

前向：Wal sh（信道码）+PN序列（区分小区）；反向：Wal sh（信道码）+PN序列（区分用户）；

交织方式卷积码：帧内交织；RS码：帧间交织卷积码：帧内交织；RS码：帧间交织，交织深度{10，20，40，80}

卷积码：帧内交织；RS码：帧间交织，交织深度{10，20，40，80}

多速率业务可变扩频因子和多码 RI 检测，高速率业务盲检测，低速率业务

可变扩频因子，多时隙，多码 RI 检测可变扩频因子，多时隙，多码 RI 检测

功率控制开环+快速闭环（1 . 6kHz）开环+快速闭环（200Hz）开环+快速闭环（200Hz）码片速率(Mcps) N*4. 096, N=1, 2, 4 N*3. 84, N=1, 2, 4 N*1. 28, N=1, 3, 6, 9


IMT2000IMT2000 的的 CDMA TDDCDMA TDD 标准简标准简概概两种两种 CDMA TDD RTTCDMA TDD RTT ：：

TD-SCDMATD-SCDMA 和和 UTRA TDDUTRA TDD两种两种 TDDTDD 方案的异同：方案的异同：项目项目 TD-SCDMATD-SCDMA UTRA TDDUTRA TDD带宽和码片速率带宽和码片速率 1.6MHz/1.28Mcps 1.6MHz/1.28Mcps 5MHz/3.84Mcps5MHz/3.84Mcps帧结构帧结构 77 时隙时隙 /5ms 15/5ms 15 时隙时隙 /10ms/10ms智能天线智能天线使用使用难使用难使用同步同步 CDMACDMA 1chip1chip 2chips2chips多用户检测多用户检测使用使用使用使用 (( 暂选暂选 ))软件无线电软件无线电全面使用全面使用部分使用部分使用切换切换接力切换接力切换硬切换硬切换相同技术：信道编码和交织、调制相同技术：信道编码和交织、调制 (QPSK)(QPSK) 、、 DCADCA 、、 DTXDTX 等等等等


第二部分：第二部分： TD-SCDMATD-SCDMA 关键新技术关键新技术

TD-SCDMATD-SCDMA 采用的新技术及目的采用的新技术及目的

智能天线智能天线

多用户联合检测多用户联合检测

上行同步上行同步

软件无线电软件无线电

接力切换接力切换


TD-SCDMATD-SCDMA 的关键新技术的关键新技术

智能天线智能天线多用户检测多用户检测多时隙的多时隙的 TDMATDMA ＋＋ DSDS_CDMA(_CDMA( 帧结构帧结构 ))

同步同步 CDMACDMA

用软件无线电技术实现用软件无线电技术实现接力切换接力切换

预期达到的目标预期达到的目标

高频谱利用率高频谱利用率低设备成本低设备成本满足满足 IMT2000IMT2000 基本要基本要求求


TD-SCDMATD-SCDMA 新技术新技术智能天线概念智能天线概念

利用信号传输的空间特性实现抑制干扰提取信号的目的。利用信号传输的空间特性实现抑制干扰提取信号的目的。接收端可以利用信号与干扰的来波方向的不同来区分它　接收端可以利用信号与干扰的来波方向的不同来区分它　　们。　们。所形成的波束可实现空间的滤波作用，它对期望的信号方所形成的波束可实现空间的滤波作用，它对期望的信号方向具有很高的增益，而对不希望的干扰信号实现近似零陷向具有很高的增益，而对不希望的干扰信号实现近似零陷的滤波作用，以达到抑制和减少干扰的目的。的滤波作用，以达到抑制和减少干扰的目的。一般情况下，波束随着每个用户发出的期望信号的到达方一般情况下，波束随着每个用户发出的期望信号的到达方向，不断地随着时间在动态地改变。在移动通信中至少要向，不断地随着时间在动态地改变。在移动通信中至少要求智能天线跟踪变化的速率要大于用户的移动及信道快衰求智能天线跟踪变化的速率要大于用户的移动及信道快衰落的变化率，才能起到自适应跟踪用户的目的。落的变化率，才能起到自适应跟踪用户的目的。


智能天线的两种形式智能天线的两种形式波束切换方式的智能天线波束切换方式的智能天线

在接收断，预先设置了一组在接收断，预先设置了一组 NN 个不同入射角方向的窄波束个不同入射角方向的窄波束，，在根据在根据期望信号的来波方向（期望信号的来波方向（ DOA)DOA) 和相关的信号误差准则，在和相关的信号误差准则，在 NN 个波束中个波束中选择一个最合适的，并在该波束上接收信号。选择一个最合适的，并在该波束上接收信号。

自动跟踪用户的智能天线自动跟踪用户的智能天线　　在接收端，利用一组阵列天线，通过不断地调整自适应的加权值，在接收端，利用一组阵列天线，通过不断地调整自适应的加权值，

达到若干个自适应波束同时跟踪若干个用户的目的。达到若干个自适应波束同时跟踪若干个用户的目的。


TD-SCDMATD-SCDMA 新技术新技术智能天线空间波束示意图智能天线空间波束示意图

空分多址大大增加系统容量

•降低发射功率•波束赋形时可以克服多径传播问题

基带数字信号处理

为每条信道提供一

条赋形天线发射波

束


智能天线原理结构图智能天线原理结构图

天线阵

模数转换

波束形成网

络

自适应数字信号处理器

－y(t)

本地参考信号

z(t)

e(t)


Array Signal ModelArray Signal Model Point Sources, Narrow band plane Waveform. Uniform Linear Array (for simplicity in presentation).

Wavefront of the kth signal

k cd kk /sin

d

)(tsk )( kk ts

k

)()()( 11

1 tntstx k

K

k

)()()( 21

2 tntsetx kj

K

k

k

)()()( )1(

1

tntsetx MkMj

K

kM

k

) ( ) ( ) (t t tn As x ]) ( ) ( [1k a a A

TKt s t s t]) ( ) ( [ ) (1 s

TMt t t]) ( ) ( [ ) (1n n n


The Array Processing GainThe Array Processing Gain SINR for Single Antenna and Array Processing

Array Processing Gain

For example : Single signal with

K

kk

K

kk

InOut

P

P

tsE

tsESINRSINR

2

2

1

2

22

2

1,1,1

})({

})({

21

,1 P

SINR Out OutH

HH

OutArray SINRMP

MP

SINR ,121

2111

, *)()(

ww

waaw

)( 1aw Out

OutArray

InOut

InArrayOutarrayarray SINR

SINR

SINRSINR

SINRSINRGain

,1

,

,1,1

,,

/

/

wwwaaw

waaw

HK

kk

Hkk

H

HH

OutArray

P

PSINR

2

21

111,

)()(

)()(

K

kk

InArray

P

PSINR

2

2

1,

MGainarray


TD-SCDMATD-SCDMA 新技术新技术智能天线基站示意图智能天线基站示意图

RF TRx 1

RF TRx N

LOClock

Tx ProcModulation

BeamformingCombination

L1 ProcChannel coding

InterleavingMux/Demux

Rx ProcSync

SA+JDDemodulation

MODEM DSP

Ant array


智能天线性能度量准则智能天线性能度量准则最小均方误差准则（最小均方误差准则（ MMSE)MMSE)

　　　　使阵列输出信号和本地参考信号的使阵列输出信号和本地参考信号的

误差最小，以此求出最佳的权值矩误差最小，以此求出最佳的权值矩

阵阵WW 。。信噪比（信噪比（ SNR)SNR) 准则准则

　　在使信号输出信噪比最大的前　　在使信号输出信噪比最大的前提下求出提下求出最佳的权值矩阵最佳的权值矩阵WW 。。

似然性能准则似然性能准则　　在输入信号似然函数最大时　　在输入信号似然函数最大时求出求出最佳的权值矩阵最佳的权值矩阵WW 。。

d

ik


DOA-based BeamformingDOA-based Beamforming An example for DOA-based Beamforming

-40 -30 -20 -10 0 10 20 30 40-60

-50

-40

-30

-20

-10

0

DOA (deg.)

Bea

m p

atte

rn

Classical BeamformingMRC


Beamforming in TD-SCDMA UplinkBeamforming in TD-SCDMA Uplink Data model in base-band:

The output of the mth antenna at time n

Output sequence corresponding to a data block of N symbols

The output of the ZF multiuser detector (MF+interference canceller)

The joint code-channel MF conducts an operation Coherently combining the outputs of all antennas provides a array gain of the spatial matched filter.

)()()(~ 1

0,, mnhmcanh

Q

mkkkmkm

)(~

)()( ,, lQnhldnxl

kmkkm

)()()(1

, nvnxnyK

kkmm

Tmmm wNQyye )]1()1([ T

kkk Nddd )]()1([ ndHe mm

TTK

T ][ 1 ddd

mHzf

m eWd )(ˆ


Beamforming in TD-SCDMA DownlinkBeamforming in TD-SCDMA Downlink Since the uplink channel and the downlink channel in T

DD are reci-procal, the downlink channel impulse response can be obtained from uplink.

The spatial signature of each user are embedded in the the uplink channels of the M antennas

From the estimated uplink space-time channel ( therefore the downlink space-time channel), we can consider the following BF techniques in the downlink:

DOA -based (Fourier-type technique) BF MRC BF using the spatial channel at the maximum power instant Maximum output- power eigenfiltering BF Maximum output SINR eigenfiltering BF


Beamforming in TD-SCDMA DownlinkBeamforming in TD-SCDMA Downlink

Signal, interference and noise

DOA-based BF

nsnIs RRRRRR ~

WMn

K

kii

HiiI

Hkk C

nIss RRRIRHHRHHR ,,,,, 2

,1

})({..)(maxarg,,1 Lii

Hk ats

wwRww s

w

Desired user



MRC BF by the ‘main path’

)()()2()1(

)()()2()1(

)()()2()1(

,,,,

2,2,2,2,

1,1,1,1,

Whphhh

Whphhh

Whphhh

MkMkMkMk

kkkk

kkkk

H

])()2()1([ Wkkkk hhhH

2)(maxarg)( pp k

pkk hhw



Maximum output- power and maximum SINR BF

1..)(maxarg wwwHHwww

HHkk

Hk ts

wIHHw

wHHww

w )(

)(maxarg

2

,1

K

kii

Hii

H

Hkk

H

k


Antennas Array for Cell Sectoring with application to Antennas Array for Cell Sectoring with application to TD-SCDMATD-SCDMA

Cell sectorization

Desired sector beampattern Beampattern of single directional antenna

0.2

0.4

0.6

0.8

1

30

210

60

240

90

270

120

300

150

330

180 0

0.2

0.4

0.6

0.8

1

30

210

60

240

90

270

120

300

150

330

180 0


Antennas Array for Cell Sectoring with application to Antennas Array for Cell Sectoring with application to TD-SCDMATD-SCDMA

Array-based cell sectorization Under some optimization criterion, choose

Cell sectorization with and without array processing

)}()(arg{2

objH F aww

-180-160-140-120-100 -80 -60 -40 -20 0 20 40 60 80 100 120 140 160 180-20

-18

-16

-14

-12

-10

-8

-6

-4

-2

0


TD-SCDMATD-SCDMA 新技术新技术智能天线系统效益智能天线系统效益

扩大系统的覆盖区域扩大系统的覆盖区域提高系统容量提高系统容量提高频谱利用率提高频谱利用率降低基站发射功率降低基站发射功率减少信号间干扰与电磁环境污染减少信号间干扰与电磁环境污染实施实施 MS(UE)MS(UE) 定位支持新业务定位支持新业务


TD-SCDMATD-SCDMA 新技术新技术智能天线目前发展及问题智能天线目前发展及问题

现状：目前的现状：目前的 SASA 基本达到自动跟踪用户的目的。基本达到自动跟踪用户的目的。

问题：目前的问题：目前的 SASA 技术还不能解决时延超过一个码技术还不能解决时延超过一个码片的多径干扰，也无法克服高速移动多普勒效应造片的多径干扰，也无法克服高速移动多普勒效应造成的信道恶化，因此，应与其它抗干扰技术结合使成的信道恶化，因此，应与其它抗干扰技术结合使用，包括联合检测、干扰抵消及用，包括联合检测、干扰抵消及 RakeRake 接收等接收等


TD-SCDMATD-SCDMA 新技术新技术多用户联合检测技术多用户联合检测技术

联合检测的概念：联合检测的概念：在在 CDMACDMA 系统中能同时检测多个用户，系统中能同时检测多个用户，在强干扰环境下能检测出较弱的信号。在强干扰环境下能检测出较弱的信号。联合检测的优点：联合检测的优点：降低干扰，扩大容量，减低功控要求，削降低干扰，扩大容量，减低功控要求，削弱远近效应弱远近效应联合检测技术：联合检测技术：并行干扰抵消、串行干扰抵消、迫零滤波法、并行干扰抵消、串行干扰抵消、迫零滤波法、迫零解相关法、神经网络法等迫零解相关法、神经网络法等联合检测的缺点：联合检测的缺点：大大增加系统复杂度、增加系统处理时延、大大增加系统复杂度、增加系统处理时延、需要要消耗一定的资源、目前的算法对提高系统容量有限。需要要消耗一定的资源、目前的算法对提高系统容量有限。联合检测的难点：联合检测的难点：理论的可行性与实际实现的复杂性难以调理论的可行性与实际实现的复杂性难以调和，应与其它技术结合使用实现优化和，应与其它技术结合使用实现优化


传统单用户接收机传统单用户接收机解扩匹配滤波器(user1)

解扩匹配滤波器 (userk)

判决准则 (User1)

判决准则 (User k)

输出判决结果(user 1)

输出判决结果 (user k)

输入接收信号


多用户检测接收机多用户检测接收机输出判决结果(user 1)

输出判决结果 (user k)

输入接收信号

最优联合检测算法

匹配滤波器

多径

合并

多径

合并


The introduction of JD algorithmThe introduction of JD algorithm

Joint detection is aim to get the estimated user data d Joint detection is aim to get the estimated user data d according to the system matrix A and received signal according to the system matrix A and received signal e, so the equation can be description as following.e, so the equation can be description as following.

e=Ad+ne=Ad+n

It is known that algorithm of joint detection can be It is known that algorithm of joint detection can be divided into three classes at present:divided into three classes at present:

nonlinear algorithmnonlinear algorithm （（ MLSEMLSE ，， MLSSEMLSSE ）） linear algorithmlinear algorithm （（ ZF_BLEZF_BLE ，， MMSE_BLE,DMF)MMSE_BLE,DMF)

Decision Feed-back algorithmDecision Feed-back algorithm （（ DFDF ））


The introduction of JD algorithm

Nonlinear algorithm （ MLSE ， MLSSE ）－ the maximum random algorithm, is the most optimization multi-user algorithm. But the calculation complexity increased by the exponent according to user number. Therefore,it is hard to implement in the real system.

Linear algorithm and decision feed-back algorithm are the second optimization multi-user detection algorithm. It has a lower complexity than maximum random algorithm, at the same time it can provide better performance than the tradition receiver.


DF Decision Feed-back algorithm is a extension of linear algorithm ， include WMF-BDE,ZF-BDFE,MMSE-BDFE and so on.The basic idea of this algorithm is implemented by the flowing steps:

Firstly,obtain the continuous estimation data of user data by a linear equalizer.

Secondly, feedback the quantity and decision value of estimation data to the continuous estimation according to some feedback rules and form a close ring.

In general, then performance of decision feed-back algorithm at the cost of complex calculation is better than this of linear algorithm.


JD Algorithm

The function of JD subsystem in UE is used to detect The function of JD subsystem in UE is used to detect the data in each RX timeslot, during this process the the data in each RX timeslot, during this process the main technology applied is ZF_BLE(Zero Forcing main technology applied is ZF_BLE(Zero Forcing Block Linear Equation ).Block Linear Equation ).

We can estimate the user sent data d according to the received total signal e and system matrix A.Here A is obtained by spreading code and channel pulse response of all user.

eAA)(Ad *T*T 1ˆ


eAL)(Ld *TT 1*1ˆ

JD AlgorithmWe know that it is easier to obtain the inverse matrix of

triangle than A*TA matrix. In our system, because A*TA is a Hermitian matrix ， it can be decomposed to low triangle matrix and according inverse matrix by the Cholesky method. So the formula of ZF-BLE can be described as following ：


JD REALIZATIONJD REALIZATION

step <2> and <3> designed in FPGAstep <2> and <3> designed in FPGA ，， the others designed in DSP.the others designed in DSP.

(L(L-1-1))**TT × L× L-1 -1 × A× A**TT × e × e Ae B <1>

d d <2><2>

<3><3>

Step <1> is match filter, Step <2> and step <3> are named matrix multStep <1> is match filter, Step <2> and step <3> are named matrix mult

iplicationiplication


JD ProceduresJD Procedures

•JD_CHE: channel estimation •JD_PP: post processing •JD_BGE: generate A_block matrix •JD_MIC: midamble interference cancellation •JD_R: A_block multiply it’s conjugate•JD_CYD: Cholesky decomposition •JD_INV_L:inverse of matrix L•JD_MF: matched filter•JD_EQ: matrix multiplication •JD_DEM: Demodulation


Data Flow in JD (Joint Detection)Data Flow in JD (Joint Detection)

data split(e1,e2,

midamble)Channel

estimation

Midambleinterferenceconcellation

B generator R(A*T*A)generation

MatchedFilter

Inner RAM

ICS

from R(A*T*A)generation

to CholeskyDecomposition

to Temp_BCalculation

high layer

M1

M1

postproce

-ssing

CholeskyDecomposition

Demodulation datadispatch

CC

FC

...

from MatchedFilter

signal to noiseratioM1

equationinverse

FPGA

IQdata

I

Q AGC


JD_CHEJD_CHEFUNCTIONFUNCTION ：： calculate the channel impulse calculate the channel impulse response, and send the output to subsystem M1 and response, and send the output to subsystem M1 and sub-function JD_PP.sub-function JD_PP.

BURST structure:BURST structure:

Data symbols(352chips) Midamble Data symbols(352chips)

675 us

144 chips

GP16CP

Here Midamble is designed for channel estimation, without spreading and scrambling.


JD_CHEJD_CHEIn the figure, it shows there are 8 active channel estimation window.


JD_PPJD_PPFUNCTIONFUNCTION：： used to improve the performance of joint detection and eliminate the effect used to improve the performance of joint detection and eliminate the effect of activeof active users users, to provide some parameters to FPGA or Measurement at the same time. , to provide some parameters to FPGA or Measurement at the same time. The following steps implement JD_PP:The following steps implement JD_PP:Obtain the threshold value Obtain the threshold value

Here T is threshold, P=128, D=0.8854Here T is threshold, P=128, D=0.8854Obtain the channel_ pulse: Obtain the channel_ pulse:

At the same time, obtain some parameterAt the same time, obtain some parameter it is necessary to calculate the actual code channels that are activated, that means, if it is necessary to calculate the actual code channels that are activated, that means, if the values of the taps in a whole estimation window are set to 0, this code channel can be the values of the taps in a whole estimation window are set to 0, this code channel can be thought as inactivated. In this way we get the total number of code channels num_of_vc.thought as inactivated. In this way we get the total number of code channels num_of_vc.

)*/(* DPNoisePowerSNRT

10,else

)(_;0

;)(_)(_

22

Pi

thresholdipulsechannelipulsechannelipulsechannel


JD_MIC(1)JD_MIC(1)FUNCTION ： eliminate the effects to data of E1_IQ ， E2_IQ because of midamble, the detailed introduction is as flowing figure.

E1, 352 chi p E2, 352 chi pmi dambl e, 144 chi p W-1 chi p

I / Q data recei ved

W-1 W-1

* =Midamble Chanenl_pulse

M_data):1():1()12:1(1_

__

1

WhWmidambleWdatam kVCOFNUM

k

k

):1()144:)1(144()12:1(2___

1

WhWmidambleWdatam kVCOFNUM

k

k


JD_BGEJD_BGEFUNCTIONFUNCTION ：： generate A_Block to system matrixgenerate A_Block to system matrix

walsh_scramble_code is related with virtual code and scramble code:walsh_scramble_code is related with virtual code and scramble code:

Walsh_scramble_code(1:16)=spreading_code(1:16)*scramble_codeWalsh_scramble_code(1:16)=spreading_code(1:16)*scramble_code(1:16)(1:16)

num_of_vc),1,2,k (

):1(__*)*:1)1(()1:1()(

QcodescramblewalshWkWkhWQb k

k

h, the size is （ W,1 ）

C_matrix is made of the 16 bit walsh_scramble_code,the size is (Q+W-1,W)

…walsh_scramble_codesize ： (Q+W-1,1)

hmatrixCb k _)(


0

0

R0

R1 R0

R0

R0

R0

R1

R1

JD_R * AA T

JD_R consists of two different blocks R0 、 R1 ， and the lower triangle part is conjugate symmetric to the upper, so only these two have to be calculated.

KijKibbr jl

QW

l

ilji

,1,01

1

*,

maxmax

KjKibbr jl

W

l

iQlji 1,1,1

1

1

*,

max

max

FUNCTION ： calculate , A is system matrix

The result has the toeplitz structure in this format:

* AA T

JD_R(1)

JD_R * AA T


JD_CYDJD_CYD Decompose the matrix R to two matrixes through thDecompose the matrix R to two matrixes through the Cholesky decomposition method. The equation is: e Cholesky decomposition method. The equation is:

where L is a lower triangular matrix.where L is a lower triangular matrix.

nnnn

n

n

aaa

aaa

aaa

...

............

...

...

21

22221

11211

nnnn lll

ll

l

...

............

0...

0...0

21

2221

11

Tnn

Tn

T

Tn

T

l

ll

lll

*

*2

*22

*1

*2111

0...0

............

...0

...

TLL * * AA T

TT LLAA ** *


JD_INV_LJD_INV_L

FUNCTIONFUNCTION ：： calculate the inverse matrix of JD_Lcalculate the inverse matrix of JD_L

1

1...00

0...00

0...10

0...01

LLE

nnnnnnnn bbb

bb

b

aaa

aa

a

...

............

0...

0...0

...

............

0...

0...0

21

2221

11

21

2221

11

JD_INV_L, inverse matrix of L is lower triangular matrix also.


JD_MFJD_MFFUNCTIONFUNCTION ：： match filtermatch filter ，， is andis and1** EA T 2** EA T

*…

NK


JD_EQJD_EQFUNCTIONFUNCTION ：： CALCULATE CALCULATE

32

32

32

32

32

32

1

00...............0

...0...............0

..............................

..............................

...............000

..................00

..................00

0...............00

0...............000

TT

TT

TT

TT

TT

TT

T

'000...............0

''00...............0

...''.....................

..............................

...............'0000

...............''000

..................''00

0...............0''0

0...............00''

3

23

23

3

23

23

23

21

T

TT

TT

T

TT

TT

TT

TT

* *

eALL TT *1*1 )(

This is completed in FPGA


JD_DEMJD_DEM

In order to get the symbols of local user, who may In order to get the symbols of local user, who may occupy some channels, it is necessary to abstract his occupy some channels, it is necessary to abstract his data from this burst. Message about the local user data from this burst. Message about the local user comes from high layer, such as frequency, frame comes from high layer, such as frequency, frame number, code channel number, etc. The output of this number, code channel number, etc. The output of this step is used by ICS.step is used by ICS.


FPGA

A/D

VIT

RX5510

TX5510

I/Q

L-1

(L-1)*T

d̂d̂

X

JD

Ae)*(**)(Lˆ *1*1 eALd TT

JD DATA FLOW


TD-SCDMATD-SCDMA 新技术新技术智能天线和联合检测的结合智能天线和联合检测的结合

智能天线的主要作用：智能天线的主要作用：降低多址干扰，提高降低多址干扰，提高 CDMACDMA 系统容量系统容量增加接收灵敏度和发射增加接收灵敏度和发射 EIRPEIRP

智能天线所不能克服的问题智能天线所不能克服的问题时延超过码片宽度的多径干扰时延超过码片宽度的多径干扰多普勒效益多普勒效益 (( 高速移动高速移动 ))

因而，在移动通信系统中，智能天线必须和其它信号处理技术因而，在移动通信系统中，智能天线必须和其它信号处理技术同时使用同时使用联合检测：利用训练序列作信道估值，同时处理多码道的干扰联合检测：利用训练序列作信道估值，同时处理多码道的干扰抵消。但存在多码道时处理复杂和无法完全解决多址干扰问题抵消。但存在多码道时处理复杂和无法完全解决多址干扰问题结合使用结合使用 SASA 和和 JDJD ，可以获得理想的效果，可以获得理想的效果


SA+JDSA+JD 的联合接收机的联合接收机

下变频

A/D

变换

自适应波束成型与

适应多用户检测 1

自适应波束成型与

适应多用户检测 k

合并

器 1

合并

器 k

User1

User k

信号输入


TD-SCDMATD-SCDMA 新技术新技术同步同步 CDMACDMA

定义定义上行链路各终端信号在基站上行链路各终端信号在基站

解调器完全同步解调器完全同步优点优点 CDMACDMA 码道正交，码道正交，降低码道间干扰，降低码道间干扰，提高提高 CDMACDMA 容量容量

t基站解调器

码道 1

码道 2

码道 N


TD-SCDMATD-SCDMA 新技术新技术上行同步上行同步

同步的建立同步的建立在随机接入时建立在随机接入时建立依靠依靠 BTSBTS 接收到的接收到的 SYNC1SYNC1 在下一个下行帧在下一个下行帧 SSSS位置进行闭环控制位置进行闭环控制

同步的保持同步的保持在每一上行帧检测在每一上行帧检测 MidambleMidamble 在下一个下行帧在下一个下行帧 SSSS位置进行闭环控制位置进行闭环控制

出现失步的可能性出现失步的可能性

失步的可能性极低失步的可能性极低 (( 在超过在超过 7s7s或或 14001400帧帧中均无法同步时才可能发生中均无法同步时才可能发生 ))

SS

上行业务时隙

Midamble

随机接入 SYNC1

ss


TD-SCDMATD-SCDMA 新技术新技术软件无线电软件无线电软件无线电概念软件无线电概念将通信设备的功能尽量用软件来定义将通信设备的功能尽量用软件来定义

软件无线电新技术软件无线电新技术虚拟软件无线电技术虚拟软件无线电技术 (( 把软件放在通用、高速、把软件放在通用、高速、宽带网络平台上进行下载）宽带网络平台上进行下载）

软件无线电在软件无线电在 3G3G 中的应用中的应用在在 3G3G 网络方面的应用网络方面的应用在在 3G3G 终端方面的应用终端方面的应用


•用软件处理基带信号用软件处理基带信号•硬件平台高速（硬件平台高速（ A/DA/D ）变换数字信号处理（）变换数字信号处理（ DSPDSP ））

•用软件处理基带信号用软件处理基带信号•硬件平台高速（硬件平台高速（ A/DA/D ）变换数字信号处理（）变换数字信号处理（ DSPDSP ））

TD-SCDMATD-SCDMA 新技术新技术软件无线电软件无线电

TD-SCDMATD-SCDMA 新技术新技术软件无线电软件无线电

RF收发信机

A/D

D/A

基带处理器

MCU

话音编译码器

人机界面DSP


接力切换技术接力切换技术接力切换接力切换 (Baton Handover)(Baton Handover) 是是 TD-SCDMATD-SCDMA 移动通信系统的移动通信系统的核心技术之一，其设计思想是利用智能天线和上行同步等核心技术之一，其设计思想是利用智能天线和上行同步等技术，在对技术，在对 UEUE 的距离和方位进行定位的基础上，根据的距离和方位进行定位的基础上，根据 UEUE方位和距离信息来判断目前方位和距离信息来判断目前 UEUE 是否移动到了可进行切换的是否移动到了可进行切换的相邻基站的临近区域，如果相邻基站的临近区域，如果 UEUE 进入切换区，则进入切换区，则 RNCRNC 通知通知另一基站做好切换的准备，从而达到快速、可靠和高效切另一基站做好切换的准备，从而达到快速、可靠和高效切换的目的。这个过程就象是田径比赛中的接力赛跑传递接换的目的。这个过程就象是田径比赛中的接力赛跑传递接力棒一样，因而我们形象地称之为接力切换。接力切换通力棒一样，因而我们形象地称之为接力切换。接力切换通过与智能天线和上行同步等技术有机结合，巧妙地将软切过与智能天线和上行同步等技术有机结合，巧妙地将软切换的高成功率和硬切换的高信道利用率综合到接力切换中，换的高成功率和硬切换的高信道利用率综合到接力切换中，是一种具有较好系统性能优化的切换方法。是一种具有较好系统性能优化的切换方法。


TD-SCDMATD-SCDMA 新技术新技术接力切换接力切换

UE 和 BS0 通信RNC 通知 UE邻近基站信息基站类型、工作载频、定时偏差、

等等

UE 对相关基站进行测量RNC根据测量结果发起相关指示UE切换成功后，原来的链路拆除。

BS0

BS1

BS2


接力切换的技术基础实现接力切换的必要条件是：网络要准确获得 UE的位置信息，包括 UE 的波到达方向 DOA 和 UE 与基站之间的距离。在 TD-SCDMA 系统中，由于采用了智能天线和上行同步技术，因此，系统可以较为容易获得 UE 的位置信息。

（ 1 ）在 TD-SCDMA 系统中，利用智能天线和基带数字信号处理技术，可以使天线阵根据每个 UE 的DOA为其进行自适应的波束赋形，对每个 UE来讲，好象始终都有一个高增益的天线在自动地跟踪它。从而获得 UE 的方向信息。


接力切换的技术基础接力切换的技术基础（ 2 ）在 TD-SCDMA 系统中，有一个专门用于上行同步的时隙 UPPTS ，利用上行同步技术，系统可以获得 UE信号传输的时间偏移，进而可以计算得到 UE 与基站之间的距离。

（ 3 ）在（ 1 ）和（ 2 ）之后，系统就可准确获得了 UE 的位置信息。

因此，上行同步、智能天线和数字信号处理等先进的通信电子技术，是 TD-SCDMA 移动通信系统实现接力切换的关键技术基础。


接力切换的测量过程接力切换的测量过程（ 1 ）和 FDD 相比 UE 测量的范围较小，测量时间较充裕。利用帧结构的特点，可在空闲的 slot内进行测量。

（ 2 ）当当前服务小区的导频信号强度在一段时间 T1内持续低于某一个门限值 T_DROP 时， UE向 RNC 发送由接收信号强度下降事件触发的测量报告，从而可启动系统的接力切换测量过程。


接力切换的判决过程接力切换的判决过程（ 1） RNC 可以根据这些测量信息分析判断 UE 可能进入哪些相邻小区，即确定哪些相邻小区最有可能成为 UE切换的目标小区，并把这些小区作为切换候选小区。

（ 2 ）在确定了候选小区后， RNC 通知UE对它们进行监测和测量， UE测量完后，把测量结果报告给 RNC ， RNC根据确定的切换算法（包括判断对方资源是否满足的 CAC 算法）判断是否进行切换，如果判决结果表示目前 UE应该进行切换，就向UE发送切换指令，开始实行切换过程。


接力切换的执行过程接力切换的执行过程（ 1 ）当前服务小区可以将UE的位置信息及其它相关信息传送到 RNC ， RNC再将这些信息传送给目标小区，目标小区可以根据得到的信息确定如何对 UE进行精确的定位和波束赋形， UE在与当前服务小区保持业务信道连接的同时，网络通过当前服务小区的广播信道或前向接入信道通知UE目标小区的相关系统信息，这样UE在接入目标小区时，能够非常快速地完成上行同步的过程。

（ 2 ）当UE的切换准备就绪的时候，由 RNC规定精确的切换时间 T2 ，并通过当前服务小区向UE发送切换命令， UE在收到切换命令之后的 T2 时间内，准确开始执行切换过程，即释放与原小区的链路连接，执行目标小区的上行同步过程，接入目标小区。


接力切换的执行过程接力切换的执行过程

（ 3） UE 发送无线资源重配置完成的消息给网络侧。网络侧则释放原有链路。此时， MAC 层传输块即可通过已保持同步的 UE 与目标小区的业务信道进行信息传输。


接力切换信令流程接力切换信令流程

UE Node_B1 Node_B2 RNC

DCH connection

Measurement control message

Measurement report

Handover

decision

Admission

control

Physical channel reconfiguration

Release DCH connection

RL-setup-CNF

DCH connection

Report

criteria

fulfilled

SYNC-UL

FPACH

Physical channel reconfiguration complete

RL-release-REQ

RL-release-CNF

RL-setup-REQ


TD-SCDMATD-SCDMA 新技术新技术网络同步网络同步

TDDTDD 系统各基站之间必须实现同步系统各基站之间必须实现同步同步的目的：相邻基站的收发时隙同步的目的：相邻基站的收发时隙不能交叉，否则，将出现严重干扰不能交叉，否则，将出现严重干扰同步精度要求：同步精度要求： 55 微秒微秒同步方法：同步方法： GPSGPS ：简单：简单主从同步，对主从同步，对 RNCRNC 同步：方便，但同步：方便，但

对不同对不同 RNCRNC 管理的基站难以同步管理的基站难以同步主从同步，对邻近参考基站同步：主从同步，对邻近参考基站同步：

只需要知道基站之间的距离。但必只需要知道基站之间的距离。但必须随时获得同步须随时获得同步

主要使用主要使用 GPSGPS 同步方式同步方式

BS0

BS1

BS2

BS0BS1BS2

BTS Tx Rx

G


第三部分第三部分 TDD RRM vs.FDD RRMTDD RRM vs.FDD RRM

RRMRRM 概念作用目的手段准则概念作用目的手段准则两种系统的物理资源两种系统的物理资源两种系统完成两种系统完成 RRMRRM 的一些过程的一些过程两种系统两种系统 RRMRRM 的比较的比较


RRMRRM 的基本概念的基本概念

概念：概念：对网络的无线资源进行管理。对网络的无线资源进行管理。作用：作用：根据需要对对网络的无线资源实时进行配根据需要对对网络的无线资源实时进行配置和重配置，包括一系列控制过程。最合理利用有置和重配置，包括一系列控制过程。最合理利用有限资源限资源 ++ 最佳保证通信质量。在系统容量、服务质最佳保证通信质量。在系统容量、服务质量和小区覆盖之间进行平衡。量和小区覆盖之间进行平衡。手段：手段：通过一些过程控制处理通过一些过程控制处理准则：准则：功率功率 (( 接收功率、干扰功率接收功率、干扰功率 )) 准则，质量准则，质量 (Q(QoSoS 、、 SIRSIR 、、 BERBER 等等 )) 准则，容量准则准则，容量准则 ((吞吐量、覆吞吐量、覆盖盖 ))


目前两种系统可用的物理资源目前两种系统可用的物理资源TDD-SCDMATDD-SCDMA

频率频率功率功率码道码道时隙时隙空间域空间域

FDD-WCDMAFDD-WCDMA

频率频率功率功率码道码道


两种系统完成两种系统完成 RRMRRM 的一些过程的一些过程TDD-SCDMATDD-SCDMA

功率控制过程功率控制过程负荷控制过程负荷控制过程接纳控制过程接纳控制过程切换控制过程切换控制过程AMRAMR 模式控制模式控制包调度控制过程包调度控制过程无线承载控制过程无线承载控制过程无线链路检测过程无线链路检测过程拥塞控制过程拥塞控制过程动态的信道分配过程动态的信道分配过程

FDD-WCDMAFDD-WCDMA

功率控制过程功率控制过程负荷控制过程负荷控制过程接纳控制过程接纳控制过程切换控制过程切换控制过程AMRAMR 模式控制模式控制包调度控制过程包调度控制过程无线承载控制过程无线承载控制过程无线链路检测过程无线链路检测过程拥塞控制过程拥塞控制过程码分配过程码分配过程


RRMRRM各功能实体之间的关系各功能实体之间的关系过程之间：过程之间：交互影响关系、相互制约关系、优先级关系、交互影响关系、相互制约关系、优先级关系、输入输出参数关系。输入输出参数关系。过程与准则：任何算法都是一个过程，而准则则是过程与准则：任何算法都是一个过程，而准则则是过程中判断的依据。过程中判断的依据。最优算法与工程算法：工程算法是算法性能和实现最优算法与工程算法：工程算法是算法性能和实现复杂度的折衷。算法性能的发挥是受硬件环境影响复杂度的折衷。算法性能的发挥是受硬件环境影响的。的。个别算法的最优不等于整体的最优，工程上追求的个别算法的最优不等于整体的最优，工程上追求的是整体性能的最优化。是整体性能的最优化。


两种系统两种系统 RRMRRM 的比较的比较资源管理对象：资源管理对象： TDDTDD 比比 FDDFDD内容多内容多

资源管理难度资源管理难度：： TDDTDD 比比 FDDFDD更复杂更复杂

资源管理过程的复杂度：各有不同资源管理过程的复杂度：各有不同


功率控制（功率控制（ TPCTPC ）的比较）的比较和和 WCDMAWCDMA 系统相比，系统相比， TD-SCDMATD-SCDMA 系统中的功率控制有系统中的功率控制有下列特点：下列特点：（（ 11 ）开环功率控制实现简单，精度高，效果好，由于上）开环功率控制实现简单，精度高，效果好，由于上下型传播环境的对称性。下型传播环境的对称性。（（ 22 ）内环功控要求的速度底，要求的精度也低，控制频）内环功控要求的速度底，要求的精度也低，控制频率率 0-200Hz0-200Hz；而；而 FDDFDD 要求为要求为 1500H1500H ，实现也复杂。，实现也复杂。（（ 33 ）对外环功率控制要求的精度的也低。）对外环功率控制要求的精度的也低。（（ 44 ）） FDDFDD 系统压缩模式的功率控制在实现上相当复杂，系统压缩模式的功率控制在实现上相当复杂，而而 TDDTDD 不存在这种情况。不存在这种情况。


切换控制（切换控制（ HCHC ）的比较）的比较FDDFDD 系统中包括系统中包括 SHOSHO 和和 SSHOSSHO 。。 SHOSHO 的实现要在的实现要在 RNCRNC 中中要进行宏分集；要进行宏分集； SSHOSSHO 在在 Node BNode B 中要进行微分集；占用的中要进行微分集；占用的下行容量较多，实现的复杂度较高。如果切换率超过下行容量较多，实现的复杂度较高。如果切换率超过 30%30% ，，则没有任何增益而言。则没有任何增益而言。

TDDTDD 系统中的系统中的 BHOBHO ，对测量的速度和精度，对，对测量的速度和精度，对 SASA 定位的定位的精度要求都比较高。其实现的复杂度也较高。但不占用下精度要求都比较高。其实现的复杂度也较高。但不占用下行链路的容量。行链路的容量。


负载控制（负载控制（ LCLC ）的比较）的比较FDDFDD 系统中的系统中的 LCLC是基于上行接收功率和下行发射是基于上行接收功率和下行发射功率进行控制的，以小区或扇区为单位。功率进行控制的，以小区或扇区为单位。

TDDTDD 系统是时分的，负载的概念是以时隙系统是时分的，负载的概念是以时隙 (slot)(slot) 为为单位，实现起来比较复杂。因为每个小区有多个单位，实现起来比较复杂。因为每个小区有多个 slslotot 。在。在 CMCM 中要开辟较多的存储单元，而数据库的中要开辟较多的存储单元，而数据库的设计和操作也相对复杂。设计和操作也相对复杂。


呼叫接纳控制（呼叫接纳控制（ CACCAC ）的比较）的比较FDDFDD 系统中系统中 CACCAC 的判别只考虑两维资源，即功率的判别只考虑两维资源，即功率资源和码资源。资源和码资源。TDDTDD 系统中系统中 CACCAC 的判别只考虑四维资源，即功率的判别只考虑四维资源，即功率资源、码资源、时隙资源、波束资源。资源、码资源、时隙资源、波束资源。TDDTDD 系统中系统中 CACCAC 的算法要比的算法要比 FDDFDD 系统中系统中 CACCAC 算算法复杂。法复杂。


拥塞控制（拥塞控制（ CCCC ）的比较）的比较在在 FDDFDD 系统发生系统拥塞的情况下，通常可采取系统发生系统拥塞的情况下，通常可采取的手段包括，降低内换功率控制中的目标的手段包括，降低内换功率控制中的目标 SIRSIR；降；降低分组调度的速率和功率；进行向其它小区的强迫低分组调度的速率和功率；进行向其它小区的强迫切换。切换。在在 TDDTDD 系统发生系统拥塞的情况下，采取的手段系统发生系统拥塞的情况下，采取的手段除包括除包括 FDDFDD 系统所采取的全部手段外，还包括时系统所采取的全部手段外，还包括时隙调整、波束调整。隙调整、波束调整。 TDDTDD 系统对拥塞控制的处理系统对拥塞控制的处理要比要比 FDDFDD 灵活。灵活。


包调度（包调度（ PSPS ）的比较）的比较在调度方式在调度方式 FDDFDD 系统包括基于码分的调度、基于系统包括基于码分的调度、基于时分的调度、混合调度。时分的调度、混合调度。TDDTDD 系统中的系统中的 PSPS除包含基于码分的调度、基于时除包含基于码分的调度、基于时分的调度、还包含基于波束的调度和基于四维资源分的调度、还包含基于波束的调度和基于四维资源的混合调度。的混合调度。


TD-SCDMATD-SCDMA 系统中系统中 DCADCA 算法算法DCADCA （（ Dynamic Channel AllocationDynamic Channel Allocation ））分为慢速分为慢速 DCADCA 和快和快速速 DCADCA 。有如下优。有如下优点：点：（（ 11 ）能够限制干扰、最小化信道重用距离，从而高效率）能够限制干扰、最小化信道重用距离，从而高效率地利用有限的无线资源，提高系统容量利用率。地利用有限的无线资源，提高系统容量利用率。（（ 22 ）适应）适应 3G3G 业务的需要，尤其是高速率的、上下行不对业务的需要，尤其是高速率的、上下行不对称的网络业务和多媒体业务。称的网络业务和多媒体业务。（（ 33 ）） DCADCA 具有频带利用率高、无需信道预规划、可以自具有频带利用率高、无需信道预规划、可以自动适应网络中负载和干扰的变化等优点。其缺点在于，动适应网络中负载和干扰的变化等优点。其缺点在于， DCDCAA 算法相对于算法相对于 FCAFCA （固定信道分配）来说较为复杂，系统（固定信道分配）来说较为复杂，系统开销比较大。开销比较大。


慢速慢速 DCA DCA 的特点的特点慢速慢速 DCADCA 的主要任务是进行各个小区间的上下行的主要任务是进行各个小区间的上下行slotslot 分配。分配。根据网络端和用户端的干扰测量结果，为信道进行根据网络端和用户端的干扰测量结果，为信道进行动态的优先级排序。动态的优先级排序。相邻小区间由于上下行时隙划分不一致所带来的交相邻小区间由于上下行时隙划分不一致所带来的交叉时隙干扰严重问题是慢速叉时隙干扰严重问题是慢速 DCADCA技术要解决的技术要解决的“瓶颈”问题。 “瓶颈”问题。


快速快速 DCA DCA 的特点的特点快速快速 DCADCA包括信道分配和信道调整两个过程。包括信道分配和信道调整两个过程。（（ 11 ）信道分配指的是根据其需要资源单元（）信道分配指的是根据其需要资源单元（ Resource UniResource Unitsts ，， RUsRUs ）的多少为承载业务分配一条或多条物理信道；）的多少为承载业务分配一条或多条物理信道；一般要根据慢速一般要根据慢速 DCADCA 得到的该小区信道优先级列表，在优得到的该小区信道优先级列表，在优先级最高的时隙中分配先级最高的时隙中分配 RURU 资源。（用在建立链路时资源。（用在建立链路时 .).)（（ 22 ）信道调整（也就是信道重分配）可以通过）信道调整（也就是信道重分配）可以通过 RNCRNC 对小对小区负荷情况、终端移动情况和信道质量的监测结果，动态区负荷情况、终端移动情况和信道质量的监测结果，动态地对资源单元（主要是时隙和码道）进行调配和切换。地对资源单元（主要是时隙和码道）进行调配和切换。 (( 应应用在负荷控制和拥塞控制过程中。）用在负荷控制和拥塞控制过程中。）


快速快速 DCADCA 遵循的一些原则遵循的一些原则用于信道分配的基本用于信道分配的基本 RURU单元单元是一个码字是一个码字 // 时隙时隙 //频率频率 //波束的组合。波束的组合。信道分配对实时业务和非实时业务是不同的。信道分配对实时业务和非实时业务是不同的。实时业务在整个通信过程中保持其信道占用，但是为其实时业务在整个通信过程中保持其信道占用，但是为其分配的资源是可以变化的（比如对于可变速率业务）。分配的资源是可以变化的（比如对于可变速率业务）。非实时业务的信道分配遵循“非实时业务的信道分配遵循“ Best effortBest effort 策略”，只在策略”，只在发送专用数据包时分配信道，在没有可用资源时挂起请发送专用数据包时分配信道，在没有可用资源时挂起请求。求。


快速快速 DCADCA 遵循的一些原则遵循的一些原则多速率业务通过对多速率业务通过对 RURU 的集中分配获得；这可以在的集中分配获得；这可以在码域实现（在一个时隙中集中多个码字，即码域实现（在一个时隙中集中多个码字，即 MulticMulticodeode ），也可以在时域中实现（在一个帧中集中多），也可以在时域中实现（在一个帧中集中多个时隙，即个时隙，即 MultislotMultislot ），还可以进行二者的随意组），还可以进行二者的随意组合。合。由于在上下行时隙中，每个时隙最大可用码字的数由于在上下行时隙中，每个时隙最大可用码字的数目依赖于几个物理条件，比如信道特性、环境、是目依赖于几个物理条件，比如信道特性、环境、是否使用其它进一步提高容量的技术（比如智能天否使用其它进一步提高容量的技术（比如智能天线）等等。终端的多码控制能力也是一个需要考虑线）等等。终端的多码控制能力也是一个需要考虑的问题，实际开发中往往受到终端实现能力的限制。的问题，实际开发中往往受到终端实现能力的限制。


第四部分：新技术与第四部分：新技术与 RRMRRM

智能天线的影响智能天线的影响联合检测的影响联合检测的影响同步的影响同步的影响


新技术对新技术对 RRMRRM 算法总的影响算法总的影响

使数学建模变得复杂使数学建模变得复杂 SA+JD+SSSA+JD+SS

使链路仿真和系统仿真变得复杂使链路仿真和系统仿真变得复杂


智能天线对智能天线对 RRMRRM 的影响的影响

对物理资源的影响：对物理资源的影响：扩大了物理资源的内涵，增加了物理资源的数量，增加了对物理资扩大了物理资源的内涵，增加了物理资源的数量，增加了对物理资

源利用的灵活度和管理的复杂度。源利用的灵活度和管理的复杂度。

对过程处理的影响：对过程处理的影响： PCPC ：对不同信道的功率分配与控制，功控的处理流程发生变化。：对不同信道的功率分配与控制，功控的处理流程发生变化。特别时特别时 SASA和和 JDJD 对功率控制的影响更大，现在是研究的热点。对功率控制的影响更大，现在是研究的热点。

ACAC ：接纳控制回旋余地大，信道分配流程有“：接纳控制回旋余地大，信道分配流程有“空域信道组空域信道组”概念。”概念。 LCLC ：负荷控制维数增加，出现了空域负荷控制。：负荷控制维数增加，出现了空域负荷控制。


SASA 对过程处理的影响对过程处理的影响

HCHC ：接力切换的条件和准则问题，波束间的更软：接力切换的条件和准则问题，波束间的更软切换问题，对移动用户的切换管理难度很大。切换问题，对移动用户的切换管理难度很大。

PS:PS: 使使 PSPS 算法变得十分灵活，在传统的调度方法算法变得十分灵活，在传统的调度方法基础上又出现了基于波束的调度。基础上又出现了基于波束的调度。


智能天线对智能天线对 TPCTPC 影响影响全向码道和赋形码道全向码道和赋形码道

Tdn-1Tdn Td0 Tu1Tu0

G

Tum

DwPTS UpPTS

使用智能天线技术带来的特殊问题使用智能天线技术带来的特殊问题必须至少具有两种赋形波束必须至少具有两种赋形波束得到小区覆盖的全向波束得到小区覆盖的全向波束针对用户终端的赋形波束针对用户终端的赋形波束

BCCH/PCH/DwPTSBCCH/PCH/DwPTS 必须使用全向波束，故在帧结构中使用必须使用全向波束，故在帧结构中使用专门时隙专门时隙DTXDTX 必须获得用户所在位置，否则，必须使用全向波束必须获得用户所在位置，否则，必须使用全向波束

BCCH/PCH


示意图示意图


联合检测对联合检测对 RRMRRM 的影响的影响联合检测本身没有直接产生或映射出新的物理联合检测本身没有直接产生或映射出新的物理资源，但是由于它能有效地降低干扰，所以它对资源，但是由于它能有效地降低干扰，所以它对 RRRMRM也会产生一定的影响，最后都集中体现在基于也会产生一定的影响，最后都集中体现在基于各种准则的门限选择。各种准则的门限选择。PCPC ：：由于两者都可以克服远近效应，显然联合监测可以由于两者都可以克服远近效应，显然联合监测可以

降低功控要求，但两者关系叫复杂，有待与进一步研究。降低功控要求，但两者关系叫复杂，有待与进一步研究。LCLC 、、 ACAC 、、 HCHC ：基本上体现在准则的选择、算法的简：基本上体现在准则的选择、算法的简

化和门限的修正。化和门限的修正。


同步对同步对 RRMRRM 的影响的影响PCPC ：同步能减低码道间的相互干扰，因而可利用：同步能减低码道间的相互干扰，因而可利用的功率资源更多，功控简单。的功率资源更多，功控简单。ACAC ：由于码字同步，有可能使用更多的码道来提：由于码字同步，有可能使用更多的码道来提升接纳能力。升接纳能力。LCLC ：负荷拥塞的门限可以降低，增加了系统容量。：负荷拥塞的门限可以降低，增加了系统容量。HCHC ：缩短切换时间，减少资源浪费，提高切换可：缩短切换时间，减少资源浪费，提高切换可靠率。靠率。


欢迎批评指导！欢迎批评指导！

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td-scdma 系统特征与 rrm

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