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TD重要知识点—基础一、基本概念1、UTRAN系统结构这些接口是网优必须记住的，Uu和Iu接口是开放的，Iub和Iur一般不开放。
2、工作频段A频段：2010-2025MHz（目前主用，共9个频点，室内一般用3个）F频段：1880-1920MHz（热点区域使用）9404 9412 94203、3G技术比较4、TD技术优势频谱利用率高，易于使用非对称频段, 无需具有特定双工间隔的成对频段 适合传输上下行不对称的数据业务上行和下行使用相同频率载频，有利于智能天线技术的实现5、帧结构DwPTS：下行导频时隙，结构如下：用于下行同步和小区初搜SYNC-DL码共有32种，用于区分相邻小区，不扩频、不加扰。
UpPTS：上行导频时隙，结构如下：用于上行初始同步和随机接入，以及切换时邻小区测量SYNC-UL码共有256种，分为32个码组（每组8个SYNC-UL码），对应32个SYNC-DL 码，不扩频、不加扰。
GP：保护时隙，结构如下：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提前发射，防止干扰DL工作GP决定了TD系统基站最大覆盖距离＝（96chip/1.28Mcps×光速）/ 2＝11.25公里TS0～TS6：常规时隙，结构如下：Midamble码：中间码，又称训练序列，主要作用为：⏹测量：信号强度和信号质量（BER），用于功率控制、切换等算法⏹上行同步保持：Midamble码的时延做为同步偏移调整的依据⏹信道估计：利用Midamble码接收信号，评估无线传播过程中的多址干扰（MAI）和多径干扰（ISI）情况，评估结果用于联合检测物理层控制信息：物理层过程（如小区搜索、随机接入、功率控制、上行同步调整等）的控制信号6、TD系统中的码表7、物理信道的分类与功能主公共控制物理信道P-CCPCH：承载传输信道BCH，用于发送系统消息(System Information)扩频因子SF＝16；固定配置在TS0的前两个码道：Cch 16, 0和Cch 16, 1路测RSCP（手机接收电平）的测量信道寻呼指示信道PICH：用于发送寻呼指示(Page Indicator)扩频因子SF＝16，一般配置在TS0寻呼指示(PI) 的长度LPI＝2，4或8 ，以一个无线帧为周期。
图6-2 不同几何形状的天线阵列
2.平面波传播
空时信号可以表示为),,,(t z y x s ，
这其中x ，y 和z 分别代表三维空间坐标系的三个变代表时间。
根据电磁场领域的麦克思维方程，自由空间中信号源的电场E r
满足下式：
012222
=∂∂⋅−∇t
E c E r r （6.1.1）
是光速。
对上式求解得到
图6-7 TD-SCDMA 系统下行信号传输模型
北京邮电大学无线信号处理与网络实验室(WSPN) 作者：彭木根 （pmg@）
版权所有，翻印必究
图6-10 孔径扩展示意图
)()(t s t r = )exp()()(x d jk t s t x r
−= )exp()()(y d jk t s t y r
−=
图6-11 EVESPA估计结果（4个线阵，6个信号)
个阵元组成，其中4个阵元组成均匀线阵。
有三组相干信号（， [800, 1000]和[1200, 1400], 对应的幅度分别为[1, 0.7-0.4i] [ 0.4+0.5i, -0.6+0.4i]。
噪声为高斯噪声，信噪比SNR＝15。
10。
●第三代公众移动通信系统的工作频段： ☐ （一）主要工作频段：⏹ 频分双工 (FDD) 方式：1920-1980MHz / 2110-2170MHz⏹ 时分双工 (TDD) 方式：1880-1920MHz 、2010-2025MHz☐ （二）补充工作频率：⏹ 频分双工 (FDD) 方式：1755-1785MHz / 1850-1880MHz⏹ 时分双工 (TDD) 方式：2300-2400MHz☐ （三）卫星移动通信系统工作频段：⏹ 1980-2010MHz / 2170-2200MHzTD-SCDMA 的优势● 频谱利用率高☐ 不需成对的频谱，能够满足未来扩展需求，为频谱分配带来极大的灵活性 ☐ 相对于FDD 运营商，TDD 运营商频谱获取成本低，同时在业务方面，提高语音和非对称数据应用的频谱效率● TD 系统分配非对称上下行传输，经济高效地支持互联网接入业务 ● 结合智能天线技术，可以提供快速精确定位业务 (LCS)TDD 与FDD 双工方式对比● TDD 的优势：☐ 易于使用非对称频段, 无需具有特定双工间隔的成对频段 ☐适合传输上下行不对称的数据业务5M ＋5M ＝10M 带宽1.6M 带宽TD-SCDMA 与其他3G 制式技术比较3G 业务的应用1.会话业务2.后台业务（Email,数据下载，图铃下载）3.流媒体业务（手机电视，视频点播，交通监控）4.交互类业务（网络游戏，网页浏览，定位业务）TD-SCDMA通信模型●Bit（比特）：经过信源编码的，含有信息的数据●Symbol（符号）：经过信道编码、交织后的数据●Chip（码片）：经过最终扩频得到的数据TD-SCDMA的信源编码TD-SCDMA与WCDMA系统都是采用AMR (Adaptive Multi-Rate) 语音编码：编码共有8种，速率从12.2Kbps～4.75Kbps，与目前各种主流移动通信系统使用的编码方式兼容，有利于设计多模终端TD-SCDMA的信道编码信道编码的作用：增加符号间的相关性，以便在受到干扰的情况下恢复信号●编码类型☐语音业务：卷积码（1/2、1/3）☐数据业务：卷积码或Turbo码⏹编码效率将直接影响用户对数据业务的体验扩频码与扰码☐扩频码用于区分同一个小区相同时隙内的不同用户☐扰码用于区分不同小区，相邻小区需要分配不同的扰码克服干扰的利器：1.联合检测对多个用户的信号的多径分量进行联合处理，充分利用用户信号的扩频码、幅度、定时、延迟等信息，大幅度降低多径和多址干扰联合检测的效果●减少多径干扰和多址干扰，提高系统容量●减少噪声上升，提高覆盖●克服远近效应，降低对功率控制的要求2.智能天线在使用智能天线的情况下，小区间用户干扰得到极大改善切换的分类●硬切换－任何移动通信系统都能够支持●软切换－CDMA特有（WCDMA，cdma2000）●接力切换－TD-SCDMA特有硬切换特点：●硬切换的特点☐先中断源小区的链路，后建立目标小区的链路☐通话会产生“缝隙”软切换特点☐先建立目标小区链路，后中断源小区链路，可以避免通话“缝隙”☐CDMA系统所特有，而且只能发生在同频小区间☐软切换比硬切换占用更多的系统资源接力切换的设计思想☐利用上行同步技术，在切换测量期间，使用上行预同步的技术，提前获取切换后的上行信道发送时间、功率信息，从而达到减少切换时间，提高切换的成功率、降低切换掉话率的目的●接力切换的优势☐相对于软切换，占用系统资源少，提高了系统容量☐相对于硬切换，业务中断时间很短，且掉话率低TD-SCDMA 调制方式业务 接力切换 (续)切换前切换中切换后。
2. TD-SCDMA系统基本参数:TD-SCDMA系统的基本参数如表1-1中所列[41表1-1 TD-SCDMA系统基本参数参数说明码片速率1.28Mcps多址方式FDMA+TDMA+CDMA双工方式TDD数据调制QPSK/8PSK信道间隔1.6MHz信道编码卷积编码十Tu由。
码基站发射功率最大43dBm移动台发射功率最大33dBm小区搜盖半径0.1.12km切换方式硬切换漱切换2接力切换上行同步1/8chip功率控制开环加闭环多速率方案多时隙、可变扩频因子基站间定时同步3. TD-SCDMA系统关键技术:TD-SCDMA系统采用了很多关键技术。
例如:智能天线、多用户联合检测接力切换、上行同步和功率控制等，下面简要介绍其中一些技术。
. 智能天线技术4第一章绪论智能天线技术的核心是自适应天线波束赋形技术。
TD-SCDMA系统的智能天线由8个天线单元的同心圆阵列组成，直径为25cm。
其原理是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，利用波的干涉原理产生强方向性的辐射方向图，使用DSP方法使主瓣自适应地指向移动台方向，可达到提高信号的载干比，降低发射功率等目的。
智能天线的上述性能允许更为密集的频率复用，使频谱效率得以显著提高。
智能天线在TD-SCDMA中的应用主要体现在两个方面:①在上行信号检测中，结合多用户联合检测技术，实现空间和时间的分集接收，提高上行检测解调的性能OO TDD制式下，上下行信道具有对称性。
基站依据上行信号对空间参数进行估值，根据这些估计值对下行信号进行波束赋形。
由于每个用户在小区内的位置不同。
这一方面要求天线具有多向性，另一方面则要求在每一个独立方向上，系统都可以跟踪个别用户。
通过DSP对用户的来波方向进行测量可以满足上述要求。
TD-SCDMA系统的无线子帧设计为5ms，这是下行对上行最大的反应时间，在这么短的时间内，终端移动的距离和信道特性的变化很小，所以可以根据上行获得的空间特性信息来对下行进行波束赋形。
1引言作为第三代移动通信系统标准之一的TD-SCDMA，采用了两项最为关键的技术，即智能天线技术和联合检测技术。
其中智能天线对于系统的作用主要包括：（1）通过多个天线通道功率的最大比合并以及阵列信号处理，明显提高了接收灵敏度；（2）波束赋形算法使得基站针对不同用户的接收和发射很高的指向性，因此用户间的干扰在空间上能够得到很好的隔离；（3）波束赋形对用户间干扰的空间隔离，明显增加了CDMA的容量，结合联合检测技术，使得TD-SCDMA能够实现满码道配置；（4）通过波束赋形算法能够实现广播波束宽度的灵活调整，这使得TD-SCDMA在网络优化过程中小区广播覆盖范围的调整可以通过软件算法实现（常规基站天线的广播波束是固定不可变的，若想调整覆盖范围必须要更换天线），从而明显提高了网优效率；（5）通过对天线阵进行波束赋形使得下行信号能够对准一个（或若干个不同位置的用户）用户，这等效于提高了发射机的有效发射功率（EIRP）。
CDMA系统中采用了大功率线性功放，价格比较昂贵；采用智能天线技术的TD系统可以采用多个小功率功放，从而降低了制造成本。
2基本工作机理根据波束成形的实现方式以及目前的应用情况，智能天线通常可分为多波束智能天线和自适应智能天线。
多波束智能天线采用准动态预多波束的波束切换方式，利用多个不同固定指向的波束覆盖整个小区，随着用户在小区中的移动，基站选择其中最合适的波束，从而增强接收信号的强度。
多波束智能天线的优点是复杂度低、可靠性高，但缺点是它受天线波束宽度等参数影响较大，性能差于自适应智能天线。
自适应智能天线采用全自适应阵列自动跟踪方式，通过不同自适应调整各个天线单元的加权值，达到形成若干自适应波束，同时跟踪若干个用户，从而能够对当前的传播环境进行最大程度上的匹配。
自适应智能天线在理论上性能可以达到最优，但是其实现结构和算法复杂度均明显高于多波束智能天线。
TD-SCDMA系统采用的是自适应智能天线阵，天线阵列单元的设计、下行波束赋形算法和上行DOA预估是智能天线的核心技术。
TDSCDMA智能天线技术TD-的智能天线技术TD-( )，即时分同步的码分多址技术，已正式成为国际电信联盟()第三代移动通信标准建议的一个组成部分，我国具有自主知识产权的TD-、欧洲和美国成为3G 时代最主流的技术TD-集码分多址()、时分多址()、频分多址()等技术优势于一体，采用智能天线、联合检测、接力切换、同步、软件无线电、低码片速率、多时隙、可变扩频系统、自适应功率调整等技术，具有系统容量大、频谱利用率高、抗干扰能力强等优点的移动通信技术近年来随着全球移动通信业务的迅速发展，对信号传输强度、覆盖范围及传输容量要求也越来越高，如何更高效率地利用无线频谱受到了广泛的关注智能天线技术研究了无限资源的空域可分特性，是进一步提高系统容量的有效途径1 智能天线的提出智能天线是在自适应滤波和阵列信号处理技术的基础上发展起来的，是通信系统中能通过调整接收或发射特性来增强天线性能的一种天线智能天线采用空分多址技术，利用信号在传输方向上的差别，将同频率或同时隙、同码道的信号区分开来，最大限度地利用有限的信道资源它利用信号传输的空间特性，从空间位置及入射角度上区分所需信号与干扰信号，从而控制天线阵的方向图，达到增强所需信号抑制干扰信号的目的;同时它还能根据所需信号和干扰信号位置及入射角度的变化，自动调整天线阵的方向图，实现智能跟踪环境变化和用户移动的目的，达到最佳收发信号，实现动态"空间滤波"的效果与无方向性天线相比较，其上、下行链路的增益大大提高，降低了发射功率电平，提高了信噪比，有效地克服了信道传输衰落的影响同时，由于天线波瓣直接指向用户，减小了与本小区内其他用户之间，以及与相邻小区用户之间的干扰，而且也减少了移动通信信道的多径系统是一个功率受限系统，智能天线的应用达到了提高天线增益和减少系统干扰两大目的，从而显着扩大了系统容量，提高了频谱利用率最早的智能天线是出现在20 世纪50 年代的旁瓣对消天线，这种天线包含一个用于接收有用信号的高增益天线和一个或几个用于抑制旁瓣的低增益、宽波束天线将几个这样的环路组合成阵列天线，就构成自适应天线随着阵列信号处理技术的发展，与智能天线有关的术语也越来越多，如智能天线( )、相控阵( )、空分多址()、空间处理( )、数字波束形成( )、自适应天线系统( )等，反映了智能天线系统技术的多个不同的方面2 智能天线的原理TD-智能天线的工作原理是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，利用波的干涉原理产生强方向性的辐射方向图，通过自适应算法，控制天线波束的方向和形状，将高增益的窄波束对准服务用户方向，零陷对准干扰方向，实现波束赋形，达到定向发射和接收的目的自适应算法是智能天线的核心，它分为非盲目算法和盲目算法非盲算法是指需要借助参考信号(导频序列或导频信道)的算法，此时收端知道发送的是什么，按一定准则确定或逐渐调整权值，使智能天线输出与已知输入最大相关，常用的相关准则有(最小均方误差)、(最小均方)、LS(最小二乘)等盲算法无需发端传送已知的导频信号，它一般利用调制信号本身固有的、与具体承载的信息比特无关的一些特征，如恒模、子空间、有限符号集，循环平稳等，并调整权值以使输出满足这种特性非盲算法相对盲算法而言，通常误差较小，收敛速度也较快，但需浪费一定的系统资源将二者结合产生一种半盲算法，即先用非盲算法确定初始权值，再用盲算法进行跟踪和调整，这样做可综合二者的优点，同时也与实际的通信系统相一致3 智能天线的分类智能天线分为两大类:多波束天线与自适应天线阵列多波束天线利用多个并行波束覆盖整个用户区，每个波束的指向是固定的，波束宽度也随天线元数目而确定多波束天线不能实现信号最佳接收，一般只用作接收天线自适应天线阵列一般采用4 ～16 天线阵元结构，阵元间距为半个波长天线阵元分布方式有直线型、圆环型和平面型自适应天线阵列是智能天线的主要类型，可以完成用户信号接收和发送按实现形式智能天线可分为3 类(1)自适应调零智能天线它是以自适应天线技术为基础，采用自适应算法形成方向图，根据天线的输入、输出特性，按一定的算法自动地调节天线阵元的幅度和相位加权，在干扰方向上形成零陷，从而大幅度降低干扰电平，提高系统的信噪比从空间响应看，其自适应天线阵列是一个空间滤波器，天线的物理位置不作改变，由信号检测与处理系统判断出干扰与信号的来向，自适应地改变天线的方向图，并将零陷方向对准干扰，主瓣对准要接收的信号但自适应智能天线对处于主瓣区域内干扰的抑制能力是很有限的(2)等旁瓣针状波束智能天线它也是以自适应天线技术为基础，它的天线方向图是等旁瓣方向图，方向图的加权值是预先计算好的系统工作时，首先通过测向确定信号的到达方向()，选取合适的加权，然后将等旁瓣方向图的主瓣指向目标方向这类智能天线对处于非主瓣区域的干扰，可以通过低的等旁瓣电平来确保抑制，但对处于主瓣区域内的干扰，采用此类智能天线将无法抑制，不及自适应智能天线但等旁瓣智能天线无需迭代，而且响应速度快(3)数字波束形成智能天线它运用数字波束形成()技术，将其波束形成自适应天线阵与数字信号处理技术相结合工作时利用高分辨率的测向算法获得通信基准信号，当基准信号到达波束形成自适应天线阵时，便给信号处理器提供一个方向信息，将各阵元的接收信号转换到基带，由A/D 转换器转换成数字信号，然后根据方向信息对数字信号进行加权处理，在此方向上形成所需的波束4 智能天线的技术优势TD-智能天线通过利用多径可以改善链路的质量，通过减小相互干扰来增加系统的容量，并且允许不同的天线发射不同的数据智能天线的优点归纳如下:(1)增加系统容量系统是一个自干扰系统，其容量的限制主要来自本系统的干扰，系统干扰的降低，信干比的提高便意味着系统容量的提高采用多波束板状天线的智能天线技术，提高了天线增益及载干比(C/I )指标，减少了同频干扰，降低了频率复用系数，提高了频谱利用效率，无需增加新基站即可改善系统覆盖质量、扩大系统容量在TD- 系统中，采用智能天线技术可在不影响通话质量情况下，解决稠密市区容量难题(2)降低信号衰落信号的衰落是高频无线通信的主要问题在陆地移动通信中，随着移动台的移动及环境变化，信号瞬时值及延迟失真的变化非常匀速且不规则，从而造成信号的衰落采用智能天线自适应地构成波束的方向性，使得延迟波方向的增益最小，有效地降低了信号衰落的影响智能天线还可用于分集，减少衰落电波通过不同路径到。
一、TD技术基础1，中国码资源的分配情况：1880-1920MHZ 2010-2025MHZ 2300-2400MHZ2，所有的物理信道都采用四层结构：系统帧号、无线帧、子帧、时隙/码。
1，下行导频时隙（DwPTS）：用于下行导频和下行同步。
SYNC_DL是一组ＰＮ码，为了便于小区的测量，设计ＰＮ码集用于区分不同的小区；ＴＤ有３２组长度为６４chip的SYNC-DL 码；一个SYNC-DL码唯一标示一个基站和一个码组，一个SYNC-DL码包括4个扰码，每个扰码对应一个Midamble码2，上行同步码：每一子帧中的UpPTS在随机接入和切换过程中用于建立UE和基站之间的初始同步，当UE处于空中登记和随机接入状态时，将发射UpPTS。
整个系统有256个不同的基本SYNC-UL，分成32组，每组8个。
3，扰码：128个扰码分成32组，每组4个，扰码长度为16。
4，整个系统有128个长度为128的基本midamble码，分成32个码组，每组4个。
上行扩频因子：1、2、4、8、16 下行扩频因子：1 165，常规时隙－物理层信令TPC/SS/TFCITFCI（Transport Format Combination Indicator）用于指示传输的格式，对每一个CCTrCH，高层信令将指示所使用的TFCI格式。
TPC（Transmit Power Control）用于功率控制，该控制信号每个子帧（5ms）发射一次。
这也意味着TD的功控频率是每秒200次。
每次调整步长为1，2，3dB.SS（Synchronization Shift）是TD-SCDMA系统中所特有的，用于实现上行同步，他也是每隔一个子帧进行一次调整。
6，传输信道：传输信道一般可分为两组---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；专用信道BCH（在这类信道中，UE是通过物理信道来识别）。
7，编码复合信道CCTRCH,编码复合传输信道又分为---专用CCTRCH：对应于一个或多个BCH 的编码和复用结果。
浅析ＴＤ－ＣＤＭＡ移动通信技术摘要：本文主要对第三代移动通信的关键技术——智能天线的原理、特点及应用作了简要的介绍，可使关心3g技术应用和发展的人们对3g网络的技术特点有所了解。
关键词：移动通信3g网络关键技术智能天线1 移动通讯技术的发展及现状移动通信技术应用和发展二十多年来，已经历了从模拟技术到数字技术的变革，从第一代移动通信系统采用的频分多址(fdma)模拟调制方式，到第二代移动通信系统蜂窝系统采用的时分多址(tdma)和码分多址(cdma)的数字调制方式，再到现在以cdma为基础的第三代移动通信系统。
第三代移动通信系统是能够满足国际电联imt-2000／fplmts系统标准的新一代移动通信系统，要求具有很好的网络兼容性，能够实现全球范围内多个不同系统之间的漫游，提供无线宽带业务和实现全球无缝覆盖等新业务。
2 3g的关键技术由于td—scdma是中国自主知识产权的3g标准，得到了中国政府和国内制造商、运营商的大力支持。
与wcdma和cd，ma2000比较，td-scdma系统具有频谱利用率高、产品设备成本低、终端移动速度、抗干扰能力和系统容量得到很好的均衡等优点。
td-scdma系统所采用的关键技术主要有同步cdma技术、多用户检测技术和智能天线技术等。
2.1同步cdma技术在同步码分多址技术中所有用户的伪随机码在到达基站时是同步的。
由于伪随机码之间的同步正交性，可以有效地消除码间干扰，可使系统的容量为其他3g系统的4-5倍。
2.2多用户检测技术在传统的cdma接收机中，各个用户的接收机是相互独立工作的。
在多径衰落的环境下，由于各个用户之间的不完全正交性，造成了各用户之间的相互干扰，并限制系统容量的提高。
采用多用户检测技术，通过检测各个用户扩频码之间的非正交性，利用算法来消除多用户之间的相互干扰，保证在衰落环境下实现大容量。
2.3智能天线技术实际上，智能天线技术是自适应天线技术在通信系统中的应用。
TD智能天线原理和优势
智能天线是指通过智能化的信号处理技术和控制算法，使天线具备自
适应、多参数、多功能的特点。
TD智能天线是指在TD（Time Division）
通信系统中应用的智能天线技术。
TD通信系统是一种时间分割多址（TDD）制式的无线通信制式，其特点是上下行数据通过时间间隔进行交替发送。
智能天线技术在TD通信系统中的应用为系统性能的提升提供了重要手段
和途径。
1.天线阵列：智能天线通常采用天线阵列结构，其中包括多个天线单元，通过对各个天线单元的控制和变换，实现对天线发射和接收方向的调
节和优化。
2.智能信号处理：智能天线通过将接收到的信号进行采集、预处理和
分析，提取有用的信息并进行处理。
利用信号处理和计算能力，实现对信
号的自适应调整和优化。
3.控制算法：智能天线通过控制算法实现对天线阵列的控制和调节。
根据系统要求和环境变化，动态地改变天线发射和接收方向，以达到最佳
的通信质量和系统性能。
1.提高信号质量：智能天线通过自适应调整和优化天线发射和接收方向，降低了通信中的多径干扰和相干衰落，提高了信号的质量和可靠性。
特别是在TD通信系统中，由于上下行数据的交替发送，智能天线能够根
据实际情况动态地调整天线发射和接收方向，有效地提高了通信质量。
2.提高系统容量：智能天线通过改变天线发射和接收方向，实现对覆
盖范围和通信资源的优化配置，提高了系统的容量和频谱利用率。
通过优
化信号传输，减少了信号的重复和冲突，增加了系统的通信能力。
3.改善网络覆盖：智能天线通过调整天线发射和接收方向，可以实现对无线网络覆盖范围的优化。
根据用户分布和网络负载，动态地调整天线的方向和位置，提供更好的信号覆盖和服务质量。
4.提高系统灵活性：智能天线具有多功能和多参数调节的特点，可以根据实际需求和环境变化，灵活地调整天线的工作方式和性能。
与传统天线相比，智能天线具有更高的适应性和灵活性，能够满足不同应用场景的需求。
5.降低成本：智能天线通过优化天线配置和信号传输，降低了通信系统的建设和维护成本。
通过动态地调整天线的方向和位置，减少了对额外天线设备的需求，降低了系统的成本和复杂性。
总之，TD智能天线通过自适应、多参数、多功能的设计和优化，提高了系统的通信质量、容量、覆盖和灵活性，并降低了系统的成本和复杂性。
在TD通信系统以及其他无线通信系统中的应用前景广阔。
随着无线通信技术的不断发展和应用，智能天线将成为未来无线通信系统的重要组成部分，为无线通信的进一步发展提供有力支持。
