1、XX 大學畢業設計 中文摘要I摘 要移動通信從 20 世紀 80 年代大規模投入商用以來，已經經歷了從模擬通信向數字通信的轉變。隨著移動通信的飛速發展，傳統的以話音和低速數據業務為主的第二代地面移動通信系統己逐漸不能滿足人們的要求，而新興的數據和多媒體業務，如可視電話、Email、視頻傳輸、文件下載等將成為移動通信中不可或缺的業務組成，移動通信的發展已經進入了 3G 時代。目前，國外 3G 系統早已投入商用，國內也在 2009 年 1 月發放了 3G 牌照，各大移動運營商都在積極建設第三代移動通信系統。主流的 3G 標準有三種制式，即 WCDMA，CDMA2000 和 TD-SCDMA。其中，

2、美國提出的 CDMA2000 可兼容目前的窄帶 CDMA 網絡；歐洲提出的WCDMA 則是為了實現與 GSM 網絡的兼容和從 GSM 平滑過渡到 3G 系統而設計的；TD-SCDMA 是由我國提出，并享有自主知識產權的標準，因而備受國家重視。本文的研究工作以 TD-SCDMA 無線網絡規劃項目為背景，結合重慶移動建設 TD-SCDMA 系統網絡的實際情況，從 TD-SCDMA 無線網絡規劃的實際應用出發，對 TD-SCDMA 系統的發展、構成、無線網絡規劃原則和無線網絡規劃的實際應用進行了深入的研究，并采用理論計算的方法，對 TD-SCDMA 無線網絡進行了具體的容量估算、覆蓋范圍確定、站址數

3、量計算等一系列工作。最后結合規劃軟件，考察設計系統在地理信息系統上的覆蓋、導頻干擾及服務質量情況，對規劃的結果進行了仿真，得到了重慶移動江北區 TD-SCDMA 無線網絡建設方案。關鍵詞：關鍵詞：第三代移動通信，TD-SCDMA，網絡規劃，容量，覆蓋XX 大學畢業設計 目 錄II目 錄摘要摘要.I1 緒緒 論論.11.1 研究背景研究背景.11.2 移動通信技術的發展概況移動通信技術的發展概況.21.3 國內國內 TD-SCDMA 的發展動態的發展動態.31.4 TD-SCDMA 標準及其主要技術特點標準及其主要技術特點.41.5 移動通信網絡規劃的意義移動通信網絡規劃的意義.51.6 論文的

4、研究內容和結構安排論文的研究內容和結構安排.52 TD-SCDMA 基本原理和關鍵技術基本原理和關鍵技術.72.2 TD-SCDMA 關鍵技術關鍵技術.142.2.1 TDD 技術 .142.2.2 智能天線技術.142.2.3 聯合檢測技術.152.2.4 上行同步技術.152.2.5 動態信道分配.162.2.6 接力切換技術.172.2.7 功率控制.172.3 本章小結本章小結.18。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。

5、 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。以下省去 n 章。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。

6、。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。

7、。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。6 總結與展望總結與展望.66致致 謝謝.68參考文獻參考文獻.69XX 大學畢業設計 1 緒 論11 緒 論1.1 研究背景第三代移動通信系統(也簡稱 3G)在 1985 年由 ITU（國際電信聯盟）提出，當時稱為未來公共陸地移動通信系統（FPLMTS） 。1991 年 ITU-R 成立 TG8/1 任務組，負責 FPLMTS 標準制定工作，1992 年 ITU 召開世界無線電行政大會（WARC） ，對 FPLMTS 的頻譜進行規劃，分配了 1885-2025MHz 和 21

8、10-2200MHZ 共 230MHZ 的頻段給 FPLMTS。1994 年 ITU-T 和 ITU-R 正式攜手研究FPLMTS，ITU-T 負責網絡方面的工作，ITU-R 負責無線接口方面的標準化工作。1996 年改名為 IMT-2000。IMT-2000 的 TDD-CDMA 空中接口技術規范是由標準化組織和 CWTS 聯合制定的，這二者又都是 3GPP 的組成成員。它們的這兩種TDD-CDMA 的空中接口規范分別是 Universal Terrestrial Radio Access（UTRA）Time Division Duplex（TDD）和 TD-SCDMA（Time Divis

9、ion-synchronous Code Division Multiple Access） ，后者又被稱為是前者的低碼速率組成部分，前者為高碼速率部分。TD-CDMA 第三代移動通信標準是信息產業部電信科學研究院（現大唐電信集團）在主管部門的支持下，根據多年的研究而提出的具有一定特色的第三代移動通信系統標準。該標準文件在我國無線通信標準組（CWTS）最終修改完成后，經信息產業部批準，于 1998 年 6 月提交到 ITU 和相關國際標準組織。現在電信技術的發展，尤其是近十幾年來移動通信技術的發展過程告訴我們，標準是現代技術發展的核心。實踐證明，市場競爭歸根到底是技術之爭、標準之爭。發展 TD

10、-SCDMA 不僅符合我國現階段的利益，也是我們由電信大國走向電信強國邁進的重要一步。隨著我國自主知識產權的 TD-SCDMA 商用網絡建設步伐的加快，在網絡部署工作開始時做好網絡規劃是十分重要和必要的。本論文根據重慶移動網絡的特點和移動通信發展預測對重慶市江北區 TD-SCDMA 無線網絡進行了詳細規劃和設計，通過規劃提出了網絡建設方案，對重慶移動通信的發展具有較為重要的意義：（1）通過 TD-SCDMA 網絡規劃可以從覆蓋、容量及質量三個方面對網絡資源進行優化配置，在建設資金有限的條件下提升網絡運營的效益。（2）通過 TD-SCDMA 網絡規劃和設計，可得到網絡建設的詳細方案及網絡運行的相

11、關參數設置，為快速部署 TD-SCDMA 網絡做好準備。（3）通過對規劃結果的仿真和分析，可以對無線網絡覆蓋和質量不足區域XX 大學畢業設計 1 緒 論2進行預測，為網絡運行后的優化工作提供依據和指導意見。1.2 移動通信技術的發展概況移動無線電話在 20 世紀早期偶爾被海軍和海洋部門用于通信，在 20 世紀 60年代，改進型移動電話系統（Improved Mobile Telephone System, IMTS）開始安裝，在 80 年代移動通信開始盛行。到現在為止的 20 多年里，移動通信已經經歷了從模擬時代到數字時代的演進，其發展大致可分為：第一代移動通信系統，第二代移動通信系統，第三代

12、移動通信系統。第一代移動通信系統屬于模擬系統，如 AMPS（高級移動電話業務） 、TACS(全接入通信系統)及 NMT（北歐移動電話） ，它主要采用頻分多址技術 （Frequency Division Multiple Access, FDMA） ，這種技術是最古老也是最簡單的。模擬系統主要以語音業務為主，基本上很難開展數據業務。模擬移動通信系統不足之處主要如下：（1）模擬移動通信系統制式復雜，各系統間沒有公共接口，不易實現國際漫游。（2）模擬移動通信系統不能提供綜合業務數字網（ISDN）業務。（3）模擬移動通信系統頻率利用率低，用戶容量受到限制。（4）模擬移動通信系統設備價錢高，手機體積大，

13、電池充電后有效工作時間短，給用戶帶來不便。第二代移動通信系統屬數字系統，它主要采用 TDMA 技術或是窄帶 CDMA技術，如中國移動的 GSM 系統和中國電信的窄帶 CDMA 網絡。數字代移動通信有下述特征：（1）頻譜利用率高,話音質量高。（2）容量大: 比 TACS 高 35 倍。（3）提供窄帶 ISDN 業務，可以與 ISDN,PSTN 互聯。（4）標準化程度高，開放接口，可以在 SIM 卡基礎上實現漫游。雖然第二代移動通信系統解決了模擬系統的系統容量小、頻譜利用率低等一些不足，但是，隨著通信的快速發展，移動用戶密度急劇增長，人們對數據業務需求不斷提高，第二代移動通信系統受空中接口及網絡能

14、力的限制，難以滿足通信市場未來發展的需求，因此，ITU 提出了大容量、高速率、全方位的第三代移動通信的概念。3G 主要的特點如下：（1）世界范圍內高度共同性的設計。（2）具有高速和多種速率傳輸能力。XX 大學畢業設計 1 緒 論3（3）多媒體應用能力，多種業務能力和多種終端。（4）實現全球覆蓋和全球無縫漫游。（5）具有較高的頻譜利用率。（6）具有較高的 QoS。（7）具有很高的兼容性、靈活性、和安全性。（8）具有突出的個性化服務。國際電聯公開的 3G 標準有三個：歐洲和日本共同提出的 WCDMA，美國以高通公司為代表提出的 CDMA2000 以及中國以大唐為代表提出的 TD-SCDMA。1.3

15、 國內 TD-SCDMA 的發展動態2002 年，在國家三部委 （發改委、信產部、科技部）的支持下，在大唐的牽頭推動下，由大唐、華為、中興、中國普天、中電塞龍、聯想、華立、南方高科 8 家企業共同發起的 TD-SCDMA 產業聯盟正式成立。經過幾年的發展，聯盟成員不斷增加，幾乎囊括了海信、夏欣、波導、TCL、海天、展訊、T3G、凱明等目前中國最具實力的通信企業。通過這些企業的運作，還直接帶動了西門子、阿爾卡特、愛立信、北電網絡、三星電子、菲利浦、摩托羅拉等國際通信巨頭公司以不同形式加入到產業的發展中來。在 TD-SCDMA 產業化進展方面，目前包括大唐移動在內的 TD-SCDMA 系統設備開發

16、的有數 10 家，而且產品己經成熟，可提供商用。同時，終端芯片、智能天線、測試儀表等方面的廠商也不斷涌現。并且國際電聯在制定 3G 國際標準時，為 TDD 模式在全球劃分了統一頻率。這些都為 TD-SCDMA 標準的全球商用發展提供了良好的契機。2007 年年初中國移動通信集團宣布計劃在北京、上海、天津、沈陽、秦皇島、廣州、深圳、廈門 8 個重點城市建設 TD-SCDMA 試驗網，TD-SCDMA 一期工程就此啟動，一期工程投入資金達 150 億元左右，共建設基站 1.45 萬個。截至2008 年 8 月 24 日，共有 17.5 萬在網用戶，試驗網建設順利結束。緊隨而來的 TD-SCDMA

17、二期工程建設規模延伸至遍及全國東、中、西部的28 個城市（包括重慶） ，共投資 230 億，建設基站 2.3 萬個，近 16 萬無線載扇。第二期 TD-SCDMA 工程采用與第一期不同的建設方案，將和現有的 GSM 網絡平滑銜接、融合組網，即 TD-SCDMA 的網絡將和 2G 網絡共用核心網。此外，電信業務發展移動化、寬帶化、IP 化的趨向越來越明顯。TD-SCDMA 三期工程于 2009 年初啟動，總投資約 588 億，共建設 4.3 萬無線基站，約 34 萬無線載扇，覆蓋佛山、無錫、溫州等 200 個城市，全國 70%以上地市實現 TD-SCDMA 網絡覆蓋，其中東部省份 100%地市實

18、現覆蓋，基站總數XX 大學畢業設計 1 緒 論4超過 10 萬個。TD 三期工程實施中直接將時隙配比從 3:3 調整為 2:4 的最佳配比，雖然語音業務的容量有一定減少，但數據業務的承載能力將提升一半。1.4 TD-SCDMA 標準及其主要技術特點TD-SCDMA 標準由中國提出，由于歐洲己經放棄了 UTRAN TDD 方式，所以 TD-SCDMA 己經是唯一的 TDD（Time Division Duplex）方式的無線傳輸標準。TD-SCDMA 采用了時分雙工、聯合檢測、智能天線、上行同步、接力切換和動態信道分配等多項新技術。與其它 3G 技術相比，TD-SCDMA 系統最主要的區別在于其

19、采用的雙工方式、多址方式和特殊的幀結構。TD-SCDMA 系統的多址方式很靈活，可以看作是頻分多址/時分多址/碼分多址 （FDMA/TDMA/CDMA）的有機結合；雙工方式上是唯一采用時分雙工 TDD 方式 3G 制式；碼片速率為WCDMA 的 1/3 唯一采用上行同步技術 3G 系統。其主要技術特點如下：（1）第三代移動通信需要大約 400MHz 的頻譜資源，在 3GHz 以下很難實現。而 TDD 由于不需要成對的頻率，便于頻率規劃，提高頻率利用率；（2）在第三代移動通信中，數據業務將占主要地位，尤其是不對稱的 IP 業務。TDD 方式特別適用于上下行不對稱、不同傳輸速率的數據業務；（3）T

20、DD 上下行工作于同一頻率，對稱的電波傳播特性使之便于利用智能天線等新技術，可以極大的降低多址千擾、提高系統容量、提高接受靈敏度、降低發射功率和降低無線基站成本；另外，TD-SCDMA 系統的低碼片速率使得基帶信號處理量比 WCDMA 系統大大降低，這樣目前的 DSP 技術可以較好的支持在 TD-SCDMA 系統中采用智能天線技術。（4）TD-SCDMA 系統的幀結構中專門設置了一個特殊時隙 UpPTS（Up Pilot Time Slot） ，這樣保證了上行同步的很好實現，由于系統上行同步，大大降低了系統的干擾，解決了 CDMA 系統上行容量受限的難題，同時可以簡化基站硬件，降低無線基站成本

21、。（5）TDD 系統設備成本低，比 FDD（Frequency Division Duplex）系統低20%50%。（6）由于采用了上行同步技術，TD-SCDMA 系統可以使用接力切換，將軟切換的高成功率及硬切換的高信道利用率的優點結合到一起，節省了系統資源。當然，TD 技術亦帶來了固有的缺點，TDD 系統的主要缺陷在于終端的移動速度和覆蓋距離：（1）采用多時隙不連續傳輸方式，抗快衰落和多普勒效應能力比連續傳輸的 FDD 方式差，因此 ITU 要求 TDD 系統用戶終端的移動速度達 120Km/h，而FDD 系統則要求達到 500Km/h；XX 大學畢業設計 1 緒 論5（2）TDD 系統平均

22、功率與峰值功率之比隨時隙數增加而增加，考慮到耗電和成本因素，用戶終端的發射功率不可能很大，故通信距離（小區半徑）較小，而 FDD 系統的小區半徑可達到數十公里。1.5 移動通信網絡規劃的意義隨著移動通信業務的迅速發展，運營商們需要為網絡基礎建設承擔大量資金。由于網絡建設的巨大花費和無線資源的短缺，精確、有效的網絡規劃變得越來越重要。網絡規劃及優化通過對網絡靜態參數和動態參數的合理配置，可以提高小區的覆蓋與容量，減少對無線資源和通信設備的浪費。移動通信網絡的規劃是包含眾多領域的系統工程。從電磁波的傳播特性到設備成本的控制，不僅需要深入了解各種移動網絡的運行規范，同時也要考慮運營商的需求。特別是蜂

23、窩式移動網絡被采用以后，網絡規劃問題更加復雜化。由于受地形及其他因素的影響，必須對不同無線環境采用不同組網形式來滿足場強覆蓋及網絡容量的需求，這種網絡覆蓋和容量的規劃是網絡規劃最初需要解決的內容。隨著蜂窩移動網絡用戶的增長以及市場競爭的日益激烈，網絡運營商對降低運營成本和提高網絡服務質量的要求也越來越高，因此這也成為目前網絡規劃的主要目標之一。因此網絡規劃設計的好壞對確保實現網絡建設的目標（覆蓋、服務、成本） 、發揮新技術優勢、取得良好的經濟效益起著關鍵作用。TD-SCDMA 是由我國提出的具有自主知識產權第三代移動通信標準，所提供的可變速率，多業務能力，為運營商提供了堅實的技術平臺以及廣闊的

24、市場空間，但同時也為網絡規劃及優化帶來了很大的挑戰。TD-SCDMA 的技術優勢能否得到充分發揮，網絡規劃和設計是至關重要的。因此進行 TD-SCDMA 無線網絡規劃設計有著重要的現實意義。1.6 論文的研究內容和結構安排本文主要圍繞對 TD-SCDMA 的原理、關鍵技術和網絡規劃原理及流程，通過規劃軟件仿真的方式，實現對重慶移動江北區 TD-SCDMA 無線網絡的規劃和設計。論文的章節安排如下：第 1 章，緒論。簡要介紹了課題的來源、意義和移動技術的發展概況，并對論文結構安排進行了說明。第 2 章，TD-SCDMA 基本原理和關鍵技術。主要介紹了 TD-SCDMA 網絡結構、系統物理層技術、

25、編碼調制等原理，以及智能天線、聯合檢測、接力切換等關鍵技術的相關知識，為后續的網絡規劃打下了理論基礎。XX 大學畢業設計 1 緒 論6第 3 章，TD-SCDMA 無線網絡規劃基本原理和流程。主要介紹了 TD-SCDMA 網絡規劃的概念、基本原理以及網絡規劃的基本流程，并結合重慶市江北區的網絡規劃對網絡需求分析及規劃中重要的鏈路預算和容量估算進行了深入的探討。第 4 章，TD-SCDMA 網絡建設方案。主要探討了 TD-SCDMA 在典型環境下及 HSDPA 引入后的組網方案。并結合重慶市江北區網絡規劃的實際情況，對各個區域的網絡建設方案進行了分析。第 5 章，仿真結果分析。利用百林規劃軟件對

26、重慶市江北區的網絡規劃進行仿真，并對結果進行分析和討論。第 6 章，全文總結。XX 大學畢業設計 2 TD-SCDMA 基本原理和關鍵技術72 TD-SCDMA 基本原理和關鍵技術2.2 TD-SCDMA 關鍵技術2.2.1 TDD 技術對于數字移動通信而言，雙向通信可以以頻率或時間分開，前者稱為FDD（頻分雙工） ，后者稱為 TDD（時分雙工） 。對于 FDD，上下行使用不同的頻帶，一般上下行的帶寬是一致的；而對于 TDD，上下行使用相同的頻帶，在一個頻帶內上下行占用的時間可根據需要進行調節，并且一般將上下行占用的時間按固定的間隔分為若干個時段，稱之為時隙。TD-SCDMA 系統采用的雙工方

27、式是 TDD。TDD 方式相對于 FDD 方式來說，有如下的優點：（1）易于使用非對稱頻段，無需具有特定雙工間隔的成對頻段。（2）適應用戶業務需求，靈活配置上下行時隙個數，優化頻譜效率。（3）上行和下行使用相同載頻，故無線傳播是對稱的，有利于智能天線技術的實現。（4）無需笨重的射頻雙工器，基站小巧，成本降低。2.2.2 智能天線技術TD 系統所有的核心技術都緊緊圍繞著智能天線技術。從本質上說，智能天線技術是雷達系統自適應天線陣在通信系統中的新應用。由于受其體積及計算的復雜性限制，目前僅適用于基站系統。智能天線技術的原理是使一組天線和對應的收發信機按照一定的方式排列和激勵，利用波的干涉原理可以產

28、生強方向性的輻射方向圖。如果使用數字信號處理方法在基帶進行處理，可以使得輻射方向圖的主瓣自適應地指向用戶來波方向，在接收模式下，將來自窄波束之外的信號進行抑制，在發射模式下，使期望用戶接收的信號功率最大，同時使窄波束照射范圍以外的非期望用戶受到的干擾最小，從而達到提高信號的載干比，降低發射功率，提高系統的覆蓋范圍的目的。因此智能天線包括兩個重要組成部分，一是對來自移動臺發射的多徑電波方向進行到達角（DOA）估計，并進行空間濾波，抑制其它移動臺的干擾。二是對基站發送信號進行波束賦形，使基站信號能夠沿著移動臺電波的到達方向發送回移動臺，從而降低發射功率，減少對其它用戶的干擾。智能天線的主要優勢有：

29、（1）提高了基站接收機的靈敏度。（2）提高了基站發射機的等效發射功率。（3）降低了系統的干擾。XX 大學畢業設計 2 TD-SCDMA 基本原理和關鍵技術8（4）增加了 CDMA 系統的容量。（5）改進了小區的覆蓋。（6）降低了無線基站的成本。2.2.3 聯合檢測技術聯合檢測技術是多用戶檢測技術的一種。CDMA 系統中的主要干擾是同頻干擾，它可以分為兩部分，一種是小區內部干擾，指的是同小區內部其他用戶信號造成的干擾，又稱多址干擾（Multiple Access Interference，MAI） ；另一種是小區間干擾，指的是其他同頻小區信號造成的干擾，這部分干擾可以通過合理的小區配置來減小其影

30、響。CDMA 系統中多個用戶的信號在時域和頻域上是混疊的，接收時需要在數字域上用一定的信號分離方法把各個用戶的信號分離開來。傳統的 CDMA 系統信號分離方法是把多址干擾（MAI）看作熱噪聲一樣的干擾，當用戶數量上升時，其它用戶的干擾也會隨著加重，導致檢測到的信號剛剛大于 MAI，使信噪比惡化，系統容量也隨之下降。這種將單個用戶的信號分離看作是各自獨立過程的信號分離技術稱為單用戶檢測。聯合檢測則是將小區內部用戶間的干擾作為可知信號，充分利用 MAI 中包含的先驗信息，如已知的所有用戶的擴頻碼、擾碼和信道估計，對所有用戶的信號同時檢測，從而在一步之內就將所有用戶的信號分離出來，消除符號間干擾（I

31、SI）和多址干擾（MAI） 。因此隨著用戶增加，系統干擾不會累加，信號質量得以保證。采用了聯合檢測技術后，TD-SCDMA 系統性能主要在以幾個方面得到了改進：（1）系統容量提高。（2）基站覆蓋范圍增大。（3）呼吸效應減小。（4）系統功率控制精度需求降低。（5）遠近效應減弱。2.2.4 上行同步技術上行同步是指在同一小區中，使用同一時隙的不同位置的用戶發送的上行信號同時到達基站接收天線，即上行鏈路各終端發出的信號在基站解調器處完全同步。它通過軟件及物理層設計來實現，這樣可以使正交擴頻碼的各個碼道在解擴時完全正交，相互間不會產生多址干擾，克服了異步 CDMA 多址技術由于每個移動終端發射的信號到

32、達基站的時間不同造成碼道非正交帶來的干擾問題，提高了 TD-SCDMA 系統的容量和頻譜利用率，還可以簡化硬件電路，降低成本。XX 大學畢業設計 2 TD-SCDMA 基本原理和關鍵技術9上行同步包括兩個關鍵步驟：同步建立和同步保持。（1）同步建立在上行同步建立之前，UE 必須利用 DwPTS 上的 SYNC_DL 信號建立與當前小區的下行同步。在上行同步建立過程中，UE 首先在特殊時隙 UpPTS 上開環發送 UpPCH 信號。并根據路徑損耗估計 UE 與 Node B 之間傳輸時間來確定上行初始發送定時，或者以固定的發送提前量來確定初始發送定時。Node B 在 UpPTS 上測量 UE

33、發送 UpPCH 的定時偏差，然后轉入閉環同步控制，Node B 將 UpPCH 的定時偏差在下行信道 FPACH 上通知 UE，UE 調整定時偏差發送 PRACH 或上行 DPCH，建立上行同步。（2）同步保持上行同步保持采用閉環同步控制。Node B 利用每個 UE 的 Midamble 測量定時偏差，形成同步調整指令（SS）命令，并通過專用物理信道通知 UE。UE 根據SS 命令調整發送定時。Node B 對每個 UE 都規定一個信道估計窗口，保證 UE 的每個路徑時延都落在該 UE 的信道估計窗口內，這比保證每個 UE 的主徑同步更重要。上行同步要求系統有較高的定時精度，在多徑條件下，

34、理想同步不能得到，只能得到主徑的同步，而將其它徑看作干擾或噪聲。2.2.5 動態信道分配在無線通信系統中，為了將給定的無線頻譜分割成一組彼此分開或者互不干擾的無線信道，使用了諸如頻分、時分、碼分、空分等技術。對于無線通信系統來說，系統的資源包括頻率、時隙、碼道和空間方向四個方面，一條物理信道由頻率、時隙、碼道的組合來標志。無線信道數量有限，是極為珍貴的資源，要提高系統的容量，就要對信道資源進行合理的分配，由此產生了信道分配技術，通過尋找最優的信道資源配置，來提高資源利用率，達到提高系統容量的目的。TD-SCDMA 系統中動態信道分配（DCA）技術主要分為兩類：（1）慢速 DCA慢速 DCA 主

35、要有兩個方面，一是將資源分配到小區，根據每個小區的業務量情況，分配和調整上下行鏈路的資源；二是測量網絡端和用戶端的干擾，并根據本地干擾情況為信道分配優先級，解決相鄰小區間由于上下行時隙劃分不一致所帶來的交叉時隙干擾。（2）快速 DCA快速 DCA 包括信道分配和信道調整兩個過程。信道分配是根據需要資源單元的多少為承載業務分配一條或多條物理信道。信道調整可以通過 RNC 對小區XX 大學畢業設計 2 TD-SCDMA 基本原理和關鍵技術10負荷、終端移動速度和信道質量的監測結果，動態地對資源單元（主要是時隙和碼道）進行調配和切換。由于 TD-SCDMA 系統采用了多種多址技術，因此其快速 DCA

36、 包括了時域動態信道分配、頻域動態信道分配、碼域動態信道分配、空域動態信道分配這四種動態信道分配方法。2.2.6 接力切換技術工作在移動通信系統中的用戶終端經常要在使用過程中不停的移動，當從一個小區或扇區的覆蓋區域移動到另一個小區或扇區的覆蓋區域時，要求用戶終端的通信能夠保持，這個過程稱為越區切換。切換技術在移動通信中至關重要，它是提高接通率、防止掉話的重要手段。現在移動通信系統中采用的切換技術主要有三種：硬切換、軟切換和接力切換。在早期的頻分多址（FDMA）和時分多址（TDMA）移動通信系統（如 GSM系統）采用的是硬切換技術，當用戶終端從一個小區或扇區切換到另一個小區或扇區時，先中斷與原基

37、站的通信，然后再改變載頻與新基站建立通信，在其切換過程中會丟失部分信息。碼分多址（CDMA）移動通信系統中采用的是軟切換技術，當用戶終端從一個小區或扇區移動到另一個具有相同載頻的小區或扇區時，在保持與原基站通信的同時，和新基站也建立起通信連接，與兩個基站之間傳輸相同的信息，完成切換之后才中斷與原基站的通信。軟切換過程不丟失信息，不中斷通信，還可增加系統容量，但軟切換的基礎是宏分集，在 IS-95 中，宏分集占用了 50%的下行容量，因此軟切換增加系統容量被它本身所占用的系統容量所抵消。TD-SCDMA 系統采用的是接力切換技術，當用戶終端從一個小區或扇區移動到另一個小區或扇區時，利用智能天線和

38、上行同步等技術對 UE 的距離和方位進行定位，根據 UE 方位和距離信息作為切換的輔助信息，如果 UE 進入切換區，則 RNC 通知另一基站做好切換的準備。在開始切換時，首先只將上行鏈路轉移到目標小區，而下行鏈路仍與原小區保持通信，接入目標小區成功后，再將下行鏈路轉移到目標小區，完成接力切換，從而達到可靠和高效切換的目的。整個過程就像是接力賽跑傳遞接力棒一樣，因而我們形象地稱之為接力切換。接力切換結合了軟切換高成功率和硬切換高信道利用率的優點，克服了軟切換需要占用的信道資源多、信令復雜、增加下行鏈路干擾及傳統硬切換掉話率高、切換成功率低的缺點，節約了基站資源，增加了用戶接入量。2.2.7 功率

39、控制功率控制技術是 CDMA 系統的基礎，可以克服遠近效應，減小鄰小區干擾，提高系統容量。TD-SCDMA 系統的功率控制技術采用開環、閉環（內環）和閉環（外環）功率控制三種。XX 大學畢業設計 2 TD-SCDMA 基本原理和關鍵技術11（1）開環功率控制由于 TD-SCDMA 采用 TDD 模式，上行和下行鏈路使用相同的頻段，因此上、下行鏈路的平均路徑損耗存在顯著的相關性。這一特點使得 UE 在接入網絡前，或者網絡在建立無線鏈路時，能夠根據接收到的下行導頻信號的功率計算下行鏈路的路徑損耗，估計上行或下行鏈路的初始發射功率。當它接收到的功率越強，說明收發雙方距離較近或有非常好的傳播路徑，發射

40、的功率就越小，反之則越大。開環功率控制只在決定接入初期發射功率和切換時決定切換后初期發射功率時使用。（2）閉環功率控制（內環）閉環功率控制（內環）的機制是在 Node B 和 UE 之間形成反饋控制，通過TPC 命令對 UE 的發射功率進行調節，來補償無線信道的衰落，使得無線鏈路的質量始終保持在信干比（SIR）目標值要求水平上。（3）閉環功率控制（外環）內環功率控制雖然可以解決損耗以及遠近效應的問題，使接收信號保持固定的信干比（SIR） ，但是卻不能保證接收信號的質量。接收信號的質量一般由誤碼率（BLER）或誤碼率（BER）來表征。環境因素（主要是用戶的移動速度、信號傳播的多徑和遲延）對接收信

41、號的質量有很大影響。當信道環境發生變化時，接收信號 SIR 和 BLER 的對應關系也相應發生變化。因此，需要根據信道環境的變化，通過 RNC 調整 Node B 和 UE 之間接收信號的 SIR 目標值。2.3 本章小結本章詳細介紹了 TD-SCDMA 的基本原理：網絡結構、物理層幀結構和多址方式、信道及信道映射、信道編碼和復用、擴頻與調制，以及 TD-SCDMA 系統中應用的諸如 TDD 技術、智能天線技術、聯合檢測技術、上行同步技術、動態信道分配、接力切換技術和功率控制等幾項關鍵技術，后續的網絡規劃打下了理論基礎。XX 大學畢業設計6 總結與展望126 總結與展望TD-SCDMA是由我國

42、提出的具有自主知識產權第三代移動通信標準，移動運營商為TD-SCDMA網絡建設投入了大量的人力，物力，財力。為了提高TD-SCDMA網絡覆蓋效果，提高網絡服務質量，降低運營成本，在進行網絡建設時做好網絡規劃是十分重要和必要的。本文介紹了TD-SCDMA的基本原理及相關技術，重點討論了TD-SCDMA的網絡規劃基本流程，結合重慶市的移動網絡特點對重慶移動TD-SCDMA無線網絡進行了詳細規劃和設計，主要內容有以下幾個方面：（1）按照區域環境、人口密度、經濟狀況的不同將江北區劃分成密集城區、一般城區、郊區、農村這四種典型區域，并對四種區域分別進行了用戶數預測和業務預測。（2）結合各個區域的特點建立

43、不同的傳播模型，對基于覆蓋和容量的規模估算做了詳細分析，討論了混合業務的容量估算方法，并綜合考慮覆蓋估算和容量估算的網絡規模，得出了江北區四種典型區域滿足網絡質量目標所需要的基站數量。（3）詳細論述了各種典型環境的組網方案，并對HSDPA引入后的組網特點進行了深入分析。結合江北區網絡現狀及網絡規模估算結果得出了網絡規劃的基站建設方案。（4）利用百林規劃軟件對重慶市江北區的網絡規劃結果分區域進行了計算機仿真。從公共信道覆蓋強度、公共信道覆蓋質量、最佳小區及業務接通率及失敗原因統計這幾個方面對仿真結果進行了分析，驗證了本方案基本滿足網絡規劃目標要求。由于時間有限，本次對江北區TD-SCDMA網絡規

44、劃的考慮還不是很全面，需要進一步完善，因此本人希望在將來的工作中對以下方面進行進一步的研究：（1）室內分布系統的問題一個完整的無線接入網一般包括三級結構：宏蜂窩、微蜂窩、微微蜂窩，用以滿足在不同環境下覆蓋。TD-SCDMA系統是以智能天線為核心的3G技術，但做室內分布系統時沒有采用智能天線，此時系統的容量將會有所下降，容量及覆蓋分析更為復雜，本文只考慮了室外宏蜂窩下的網絡規劃仿真，對于室內分布系統則未作分析。（2）仿真的限制網絡規劃如果能夠嚴格按照制定的方法進行，那么規劃質量應該是比較好的。XX 大學畢業設計6 總結與展望13但是，TD-SCDMA無線網絡規劃仿真是一個非常復雜的過程，受影響的

45、因素非常多，有客觀因素，也有人為因素，甚至有規劃軟件算法的因素。主要有以下因素影響仿真的準確性：A電子地圖的精確度；B業務分布預測的準確性；C傳播模型的準確性；D網絡規劃軟件所采用的規劃算法的準確性，這可通過更換更好的規劃軟件或軟件升級來實現；E不同的網絡規劃人員對各項仿真參數的設置，以及在仿真過程中對這些參數的調整不盡相同。因此得出的仿真結果也有所不同。好的網絡規劃方案應該在滿足容量、覆蓋和質量的前提下，盡量降低網絡建設的成本。XX 大學畢業設計致 謝14致 謝在此論文完成之際，首先向我的導師 XXX 教授致以最誠摯的謝意。在我三年的研究生學習中導師給予我大量幫助，使我的理論水平和實際動手能

46、力都獲得了進一步的提高。導師淵博的知識、嚴謹的治學風范、勤奮的工作精神以及積極的人生態度都給我留下了深刻的印象，并將一直激勵著我；導師實事求是的科研精神、非常豐富的項目開發經驗、不斷創新的學術思維和高度的責任感使我受益終身；導師的正直善良與廣闊的胸懷使我終生難忘。在此謹向 XXX 教授表示我崇高的敬意和衷心的感謝。感謝 XX 大學 XXX 學院的全體老師，三年來給予我誠摯的關懷和幫助，并引導我在學習和生活中找到正確的方向，我會銘記他們的諄諄教誨。感謝伴我 3 年的同窗，他們在我寫作論文的時間里給予了我很多啟發和提出了很多建議，讓我學到了不少東西。在這里我想說：“你們是最好的，你們給予我的東西比

47、你們所能想象得到的還要多。希望我們之間的友誼能夠淡泊如水，地久天長。 ”衷心地感謝在百忙之中評閱論文和參加答辯的各位專家、教授！XXXX二 O 一 O 年四月 于重慶XX 大學畢業設計附 錄15參考文獻1朱東照,羅建迪.TD-SCDMA 無線網絡規劃設計與優化M.人民郵電出版社,2007:13-14.2謝顯中,TD-SCDMA 第三代移動通信系統技術與實現M.電子工業出版社,2005:1-32.3彭木根,王文博等著.TD-SCDMA 第三代移動通信系統M.機械工業出版社,2005:88-95.4李世鶴.TD-SCDMA 第三代移動通信系統標準M.人民郵電出版社,2003:1-94.5謝顯中.T

48、DD 模式與第三代移動通信J.現代電信科技,2000,vol(2):28-31.6孫立新,尤小虎,張萍.第三代移動通信技術M.人民郵電出版社, 2000.7陳崗.TD-SCDMA 系統無線網絡規劃與仿真J.計算機仿真,2009,(11).8彭木根,王文博.3G 無線資源管理與網絡規劃優化M.人民郵電出版社,2006:157-162.9Theodore S, Rappaport美.無線通信原理與應用M.電子工業出版社,2006.10 萊赫.J,瓦克爾.A 等著,孫獻璞譯.UMTS 無線網絡規劃與優化M.電子工業出版社,2004.11 羅凌,焦元媛,陸冰等編著.第三代移動通信技術與業務M.人民郵電出版社,2005:96-108.12 3GPP Technical Specification 25.401S.UTRAN Overall Description.13 Li Shihe“TD-SCDMA:Standardization and Prototype” APCC/OECC99 Beijing ,1715-1