TD-SCDMA同步及接入过程

TD-SCDMA系统的上行同步技术一、引言TD-SCDMA（Time Division Synchronous CDMA）是时分同步码分多址的英文缩写。

在CDMA移动通信系统中，下行链路总是同步的。

所以，一般所说的同步CDMA都是指上行同步。

上行同步技术是TD-SCDMA系统关键技术之一。

所谓上行同步，即要求来自不同距离的不同用户终端的上行信号能够同步到达基站。

对于TDD（时分双工）系统来说，上行同步能给系统带来很大的好处。

由于移动通信系统工作在具有严重干扰、多径传播和多普勒效应的实际环境中，要实现理想的同步几乎是不可能的。

但是，让每个用户上行信号的主径达到同步，对改善系统性能、简化基站接收机的设计都有明显好处。

另外，需要指出的是，我们这里讨论的同步是指空中接口的同步，并不包括网络间的同步。

二、TD-SCDMA系统的帧结构TD-SCDMA系统能够实现上行同步，与其系统的帧结构特性有密不可分的关系，系统帧结构的设计是实现上行同步的前提。

TD-SCDMA系统帧结构的设计考虑到了对智能天线和上行同步等新技术的支持。

一个无线帧长为10ms，分成两个5ms子帧。

这两个子帧的结构完全相同。

图1所示为TD-SCDMA子帧结构。

图1 TD-SCDMA子帧结构如图1所示，每个子帧又分成长度为864chips的7个常规时隙（TS0～6）和3个特殊时隙（DwPTS、GP和UpPTS）。

每个子帧的DwPTS是作为下行导频和同步设计的。

该时隙是由长为64chip的下行同步序列SYNC-DL和32chip的保护间隔组成，其时隙结构如图2所示。

采用单独的DwPTS，一是便于下行同步的迅速获取，同时也可以减小对其它下行信号的干扰。

图2 DwPTS的时隙结构每个子帧的UpPTS是为建立上行同步而设计的。

当UE进行随机接入时，将首先在UpPTS上发送SYNC-UL，基站检测到UE发送的SYNC-UL后，将发送FPACH应答，UE接收到基站应答的FPACH后，根据FPACH指示的时间调整量和期望接收功率及测量的路径损耗，设置PRACH的发送定时和发送功率。

TD-SCDMA同步原理TD－SCDMA的频谱利用率高的一个重要因素是它采用了低的码片速率。

UTRA－TDD(欧洲提出的TDD标准)，每个载波占有5MHz的带宽。

但这里有一个很大的问题，就是在ITU的频谱分配上，2010MHz－2025MHz共有15MHz的带宽，只能有3个载波，而每个国家不可能只有一个运营商，至少两个，那么每个运营商只能有一个载波，那就把他的定位定死了，只能做成岛形，不能成蜂窝网。

而我们提出的TD－SCDMA每载波制占用1.6MHz带宽，3个载波就可以组成蜂窝网。

我们能够在1.6MHz的带宽内实现2Mbps的数据业务，同时，由于使用低码片速率，还使得频率使用灵活，系统设备的成本低。

TD－SCDMA的另一个关键技术就是同步CDMA，即指上行链路各终端信号在基站解调器完全同步。

这样，使用正交扩频码的各个码道在解扩时就可以完全正交，相互间不致产生多址干扰，大大的解决了CDMA系统的容量。

为实现同步CDMA，必须解决同步的检测、建立和保持等主要问题，这也是本系统的关键技术之一。

但是,由于各个用户终端在小区覆盖范围内的位置是可以变化的，即使在通信进行过程中，用户还可以以很高速度移动。

由于电波在从基站到用户终端的传播时间的变化，将引起同步的变化。

如果再考虑多径传播的影响，此同步将更为困难，这就是实现同步CDMA的难题所在。

在同步CDMA系统中,同步的检测是用软件，通过求相关的方式获得的。

在无线基站,我们对接收到的,来自用户终端的信号进行8倍的过取样，即在解调出的基带信号中，对每个码片(Chip)等时间取8个样值（见下图），然后和此取得的样值求相关。

当相关峰未达到所需值时，再向前或向后搜寻，直至获得收到信号的同步起点为止。

这样获得此接收帧的同步起点以及它与期望的同步起点之间的距离SS(其单位为每次取样的间隔,即l/8Chlp的整数倍)。

因为在任何时刻,基站在SYNC1时刻只能接收一个终端的接入请求；而在SYNC2时刻只有一个终端在发出此信号，其余终端在此时隙均为空时隙(EMPTY)，故不会有来自本小区内其他终端的干扰，保证了同步的检测的准确性。

TD-SCDMA系统移动台接入过程浅析一、下行同步捕获移动台接入系统的第一步是获得与当前小区的同步。

该过程是通过捕获小区下行同步时隙DwPTS的SYNC_DL来实现的。

SYNC_DL是一个系统预定的64位PN序列，SYNC_DL 最多有32种可能的选择。

系统中相邻小区的SYNC_DL互不相同，不相邻小区的SYNC_DL 可以复用。

SYNC_DL包含在TD_SCDMA无线突发中的DwPTS时隙。

按照TD-SCDMA的无线帧结构，SYNC_DL在系统中每5ms发送一次，并且每次都以恒定满功率值发送该信息。

移动台接入系统时，对32个SYNC_DL码字进行逐一搜索（即用接收信号与32个可能的SYNC_DL逐一做相关），由于该码字彼此间具有较好的正交性，获取相关峰值最大的码字被认为是当前接入小区使用的SYNC_DL。

同时，根据相关峰值的时间位置也可以初步确定系统下行的定时。

二、系统信息读取移动终端（UE）在发起一次呼叫前，必须获得一些与当前所在小区相关的系统信息，比如可使用的随机接入信道（P-RACH）和寻呼信道（F-PACH）资源等。

这些信息周期性地在BCH信道上广播，BCH是一个传输信道（Transport Channel），它映射到P-CCPCH物理信道。

P-CCPCH使用无线子帧中的0时隙（Ts0）。

要从Data symbols域中解出系统广播消息，需要得到4个信息：无线信道的参数模型（理想情况下为信道冲激响应）；当前小区使用的扰码（Scrambling code）;系统帧号; BCH信息使用的扩频因子和扩频码。

1．无线信道参数由对无线突发中的训练序列（midamble码）解码获得。

用户训练序列（midamble码）是一个基本midamble码的不同循环位移的结果，位移间隔可为8的整数倍，同一小区内只使用一种固定的位移方式。

系统共有128个基本midamble码，每个SYNC_DL序列对应4个基本midamble码。

TD-SCDMA无线接入网原理TD-SCDMA（Time Division-Synchronous Code Division Multiple Access）是中国自主研发的第三代移动通信网络技术，是我国在3G标准化过程中提出的一种无线接入技术。

本文将重点介绍TD-SCDMA无线接入网的原理。

TD-SCDMA无线接入网使用宽带时分多址技术（WCDMA）和同步码分多址技术（CDMA）相结合的方式，实现基站和终端之间的无线信道传输。

其主要特点是采用时分复用方式在同一个时隙内进行多用户的并行传输，以及利用CDMA码分复用方式进行用户之间的区分。

这种技术使得TD-SCDMA能够提供更高的频谱效率和更好的抗干扰性能。

TD-SCDMA无线接入网的基本结构由基站和终端组成。

基站负责将用户数据进行调制和解调处理，并提供接入控制、资源分配等功能；终端则负责进行信号调制和解调处理，并通过无线信道与基站进行通信。

TD-SCDMA无线接入网的信道结构主要包括下行链路（从基站到终端）和上行链路（从终端到基站）两个方向。

下行链路主要包括Synchronization Channel（SCH）、Broadcast Channel （BCH）、Paging Channel（PCH）、Forward Traffic Channel （FTC）、Multimedia Broadcast/Multicast Service Channel （MBSCH）等；上行链路主要包括Access Grant Channel （AGCH）、Random Access Channel（RACH）、Forward Traffic Channel（FTC）、Acknowledge Channel（ACK）等。

这些不同的信道承载着不同类型的信息，如控制信息、广播信息、寻呼信息、语音和数据信息等。

在基站和终端之间的通信过程中，主要有以下几个关键技术的支持：1. 时隙和帧结构：TD-SCDMA使用帧结构将时间划分为多个时隙，以实现用户之间的并行传输。

TD-SCDMA无线接入网原理简介TD-SCDMA（Time Division-Synchronous Code Division Multiple Access）是中国自主研发的移动通信技术标准，属于第三代移动通信系统（3G）。

TD-SCDMA无线接入网是3G网络中负责将移动用户与核心网进行连接的部分。

本文将介绍TD-SCDMA无线接入网的原理和实现。

TD-SCDMA系统结构TD-SCDMA系统由无线接入网（UTRAN）、核心网和用户终端组成。

其中，UTRAN是负责将用户终端与核心网进行连接的关键部分。

UTRAN主要包括以下几个关键组件： - NodeB：负责无线信号的接收和发送，以及对用户终端进行切换和连接管理。

- RNC（Radio Network Controller）：负责针对多个NodeB进行协调和控制，包括资源分配、移动性管理等。

- CN（Core Network）：提供核心网络功能，包括用户鉴权、计费、切换等。

TD-SCDMA无线接入网原理频率分离多址技术TD-SCDMA无线接入网采用了频率分离多址（FDMA）技术，将可用频率资源分配给不同的用户。

在一个时隙中，用户终端根据自身需求分配到一定的频率资源，从而实现多用户同时传输数据。

时分多址技术除了频率分离多址技术外，TD-SCDMA还采用了时分多址（TDD）技术。

TDD技术允许上行和下行数据在同一频率上进行传输，通过在不同的时间段分配上行和下行数据传输，实现上下行数据的分离传输。

扩频技术在数据传输过程中，TD-SCDMA使用了扩频技术对数据进行编码和解码。

通过将数据编码成宽带信号，通过将信息分散到宽带信号中的不同频率上，增加传输数据的容量和抗干扰能力。

功控技术TD-SCDMA无线接入网还采用了功控（Power Control）技术，通过动态调整用户终端的发送功率，使得不同距离的用户可以保持相同的信号质量。

功控技术可以提高系统容量和覆盖范围。

TD-SCDMA基站同步解决方案研究TD-SCDMA是中国自主开发的一种移动通信标准技术，随着3G技术的发展，成为中国移动通信的重要组成部分。

然而，在TD-SCDMA基站同步方面面临一些挑战，例如信号传输延迟和多路干扰等问题。

因此，针对这一问题，有必要开展研究TD-SCDMA基站同步解决方案。

首先，需要解释一下TD-SCDMA基站同步是什么。

基站同步是指使所有基站在相同的时间内使用相同的频率和时隙，以保证其发送的信号在同一时刻到达移动终端。

在TD-SCDMA系统中，基站同步对于网络的可靠性，容量和资费水平都具有重要意义。

针对TD-SCDMA基站同步问题，可以采取以下几种解决方案。

首先，基于传统的时钟同步方法，采用GPS同步系统来保持基站之间的时钟同步，具有较高的可靠性和精度。

其次，基于分时复用技术的时域同步方案，可以将TD-SCDMA基站的同步信号传输延迟降到更低的水平。

最后，采用天线阵列和多输入多输出技术的空域同步方案，可以有效解决多路干扰问题。

在实际应用中，针对不同的场景，需要合理选择不同的TD-SCDMA基站同步解决方案。

例如，在城市密集区域，基于时域同步方案可以有效降低信号传输延迟；而在广阔的乡村地区，采用GPS同步系统可以更好地保证基站之间的时钟同步。

同时，在TD-SCDMA系统的建设过程中，应该综合考虑各种同步方案之间的优缺点，适当进行优化和调整，以达到最佳的同步性能。

总之，TD-SCDMA基站同步是TD-SCDMA系统构建的重要部分。

通过选择合适的同步方案，可以提高系统的可靠性和容量，同时也有助于优化网络的服务质量和资费水平。

因此，应该加大对TD-SCDMA基站同步解决方案的研究力度，逐步完善TD-SCDMA系统的建设和应用。

同步是TD—SCDMA中的关键技术，它是业务处理同步定时的基础。

成熟的同步定时解决方案可以使设备满足业务的QoS要求。

同步问题解决不好，会造成业务数据在RNC中的缓冲时延过长，导致整个业务传输时延超出指标，还会导致在Iub接口经常发生丢帧现象，使业务的QoS、BER指标超界。

因此准确地描述业务处理同步定时特性以及与其他的相关性，可以保证用户业务的QoS。

1 同步框架结构(1)同步模型同步涉及TD-SCDMA中的各个节点，包括核心网CN中的MSC，RAN中的RNC、Node B和UE，以及这些节点间的接口Iu-CS接口、Iub接口和Uu接口。

同步可以分为以下几种：a) 网络同步网络同步涉及RAN时钟的稳定性。

定义了RAN中各个节点的参考时钟要求。

b) 节点同步节点同步指的是RAN中节点间的同步。

RNC-NodeB间的同步是为了获得RNC与NodeB间的定时偏差。

NodeB间的同步是为了补偿NodeB间的定时偏差，以获得公共定时参考。

Node B间的同步结果是无线帧同步的前提。

c) 传输信道同步依据无线接口同步定时，为了减小业务由于到达Node B时间过早造成的缓冲时延以及到达时间过晚导致的业务不能发送而造成的数据丢失,需要保证RNC与NodeB间的帧传输同步定时关系。

d) 无线接口同步无线接口同步定义了上、下行无线帧传输同步定时机制。

e) 时间对齐时间对齐是为了减小SRNC中下行链路在SRNC的缓冲延迟（Buffer Delay），在Iu接口定义的同步过程。

（2）同步相关的计数器和参数BFN：NodeB公共帧号计数器，可选锁频于网络同步参考分辨率：1帧，范围： 0——4095RFN：RNC公共帧号计数器，可选锁频于网络同步参考分辨率：1帧，范围： 0——4095SFN：小区系统帧号，在BCH上广播，TDD模式下，SFN =BFNCFN：用于UE和UTRAN空中接口层2传输信道同步；分辨率：1帧，范围： 0—255，当用于PCH时范围为0-4095Frame Offset：帧偏移是一个无线链路特有的物理层参数，用于小区系统帧号和连接帧号间的映射分辨率：1帧，范围： 0—255SFN mod 256= CFN+ 帧偏移（从第二层到第一层）；CFN=(SFN-帧偏移) mod 256 （从第一层到第二层）其中SFN代表的是小区的系统帧号取值为整数,帧偏移代表偏移几帧。