TD-SCDMA無線接口物理層前言無線接口物理層處于無線接口協議模型的最底層，它提供物理介質中保證比特流正確傳輸所需要的所有功能物理層通過傳輸信道實現向上層提供數據傳輸服務，主要包括多址接入，信道編解碼，擴頻調制和解擴解調，內環功率控制等功能培訓目標學完本課程后，您應該能：描述TD-SCDMA系統無線幀結構和時隙突發結構描述TD-SCDMA下行同步碼、上行同步碼、Midamble碼、擴頻碼和擾碼功能和用法結合主要物理層過程（小區搜索、隨機接入），描述TD-SCDMA各信道的作用掌握公共物理信道在系統中的配置原則，并能夠根據不同業務占用碼資源的情況，計算TD-SCDMA載波的理論容量目錄TD-SCDMA無線接口幀結構與時隙結構TD-SCDMA無線信道結構與功能TD-SCDMA無線信道配置原則無線幀10ms子幀5msGPTS5TS4TS0TS2TS1TS3TS6DwPTSUpPTSTD-SCDMA幀結構：7＋37個常規時隙（TS0～TS6）＋3個輔助時隙DwPTS：下行導頻時隙，用于下行同步UpPTS：上行導頻時隙，用于上行同步GP：上行、下行同步間的保護時隙DwPTS：下行導頻時隙用于下行同步和小區初搜由96Chips組成：32chips用于保護；64chips用于下行同步碼(SYNC-DL)SYNC-DL碼共有32種，用于區分相鄰小區SYNC-DL不擴頻、不加擾該時隙全向或扇區傳輸，不進行波束賦形GP(32chips)SYNC-DL(64chips)75sUpPTS：上行導頻時隙用于上行初始同步和隨機接入，以及切換時鄰近小區測量由160Chips組成：32chips用于保護；128chips用于上行同步碼(SYNC-UL)SYNC-UL碼共有256種，分為32個碼組（每組8個SYNC-UL碼），對應32個SYNC-DL碼SYNC-UL不擴頻、不加擾NodeB通過檢測終端發送的SYNC-UL獲得初始波束賦形參數GP(32chips)SYNC-UL(128chips)125sGP：保護時隙用于下行到上行轉換的保護在小區搜索時，確保DwPTS可靠接收，防止干擾UL工作在隨機接入時，確保UpPTS可以提前發射，防止干擾DL工作GP決定了TD-SCDMA系統基站最大覆蓋距離GP(96chips)75usTD-SCDMA系統覆蓋范圍基站最大覆蓋距離＝（96chip/1.28Mcps×光速）/2＝11.25公里DwPTSDwPTSUpPTSLUpPTSTS0GpSYNC-DL△tTS1…TS6SYNC-UL△t

TS1…TS6TS0DwPTST=2△t

UpPTSTD-SCDMA常規時隙（TS0～TS6）結構Midamble碼：又稱為訓練序列，用于信道估計，估計結果用于聯合檢測和智能天線算法物理層控制信息：物理層過程（如功率控制、上行同步調整等）的控制信號業務數據GP16業務數據675s，864chips物理層控制信息Midamble144chipsTD-SCDMA物理層控制信息TPC：TransmissionPowerControl，傳輸功率控制用于內環快速功率控制每個子幀SS：SynchronizationShift，同步偏移控制UE的上行傳輸時延 保證上行同步TPCBitsTPC命令含義00'Down'降低發射功率11'Up'提高發射功率SSBitsSS

命令含義00'Down'減小k/8chip同步偏移11'Up'增加k/8chip同步偏移01‘Donothing’保持不變TD-SCDMA物理層控制信息(續)TFCI：TransmissionFormatCombinationIdentification，傳輸格式組合指示，指示時隙內數據的傳輸格式（數據塊位置、大小等）

業務數據

Midamble業務數據

TPC

時隙n(864Chips)

SS

GPTFCI的第1部分

業務數據

Midamble

業務數據

無線幀10ms

子幀5ms

-子幀5ms

TFCI的第2部分

TPC

SS

TFCI的第3部分

TFCI的第4部分GP時隙n(864Chips)TD-SCDMA系統中的Midamble碼Midamble：中間碼，或稱為訓練序列；主要作用為：測量：信號強度和信號質量（BER），用于功率控制、切換等算法上行同步保持：Midamble碼的時延做為SS調整的依據信道估計：利用Midamble碼接收信號，評估無線傳播過程中的多址干擾（MAI）和多徑干擾（ISI）情況，評估結果用于聯合檢測無線信道h數據1M數據2數據1*M*數據2*h=M*/MMidamble碼信道估計信道情況1信道情況2不同信道情況下的估計結果TD-SCDMA系統中的Midamble碼(續)Midamble碼長144Chips，由長度為128的基本Midamble碼生成同一時隙內不同用戶所采用的Midamble碼由基本Midamble碼經循環移位后產生1~1617~3233~4849~6465~8081~9697~112113~1281~1617~3233~4849~6465~8081~9697~112113~128k=8k=7k=1k=6k=5k=4k=3k=2TD-SCDMA系統中的碼表碼組各相關碼SYNC-DLIDSYNC-ULID擾碼ID基本Midamble碼ID碼組100~700112233碼組218~1544556677……碼組3231248~255124124125125126126127127基本Midamble碼共128個，分32組，對應32個SYNC-DL碼；基本Midamble碼和擾碼一一對應，如下表：目錄TD-SCDMA無線接口幀結構與時隙結構TD-SCDMA無線信道結構與功能TD-SCDMA無線信道配置原則TD-SCDMA系統中用到的信道邏輯信道：直接承載用戶業務根據承載內容的不同，分為控制信道和業務信道傳輸信道：描述信息如何在無線接口上傳輸根據傳輸的信息屬性，分為專用信道和公共信道物理信道：各種信息在無線接口傳輸時的物理通道（頻率、時隙、碼）糧倉藥庫衣物捐助點公路鐵路水路航空各種物資以何種運輸方式送往災區？需要送多少？比例如何分配？專用業務信道 （DTCH）公共業務信道 （CTCH）廣播控制信道 （BCCH）尋呼控制信道 （PCCH）專用控制信道 （DCCH）公共控制信道 （CCCH）邏輯業務信道邏輯控制信道邏輯信道分類廣播信道 BCH尋呼信道 PCH前向接入信道FACH反向（隨機）接入信道RACH專用信道 DCH

上行或下行公共傳輸信道專用傳輸信道傳輸信道分類物理信道的分類與功能基站NodeB

用戶終端UE

業務連接DPCH –專用物理信道小區搜索與小區選擇DwPCH –下行導頻信道(DwPTS)PCCPCH –主公共控制物理信道尋呼PICH –尋呼指示信道SCCPCH –從公共控制物理信道隨機接入UpPCH –上行導頻信道(UpPTS)FPACH –快速物理接入信道PRACH –物理隨機接入信道SCCPCH –從公共控制物理信道TD-SCDMA物理層過程－小區搜索小區初搜(DwPTS)基本Midamble碼和擾碼識別(PCCPCH)系統消息識別(PCCPCH)UE搜索一個小區的DwPTS，識別該小區使用的SYNC-DLUE根據TD-SCDMA系統碼表，通過多次試探，識別該小區的基本Midamble碼和擾碼UE搜索到P-CCPCH里BCH的控制復幀后，讀取BCH承載的系統消息5msDwPTS可能的位置由特征窗確定DwPCH利用相關法確定本小區所用的SYNC_DL碼及SYNC_DL碼的位置TD-SCDMA系統小區初搜主公共控制物理信道P-CCPCH承載傳輸信道BCH，用于發送系統消息(SystemInformation)SF＝16；固定配置在TS0的前兩個碼道：

Cch16,0和Cch16,1無波束賦型，以全小區覆蓋模式發送系統消息數據GP系統消息數據Midamble864chips尋呼指示信道PICH用于發送尋呼指示(PageIndicator)SF＝16，一般配置在TS0尋呼指示(PI)的長度LPI＝2，4或8，以一個無線幀為周期如果某個PI對應的bits全為“1”，表示該PI對應的UE需要對S-CCPCH傳送的尋呼消息進行檢測無波束賦型，以全小區覆蓋模式發送PI0PI1……保留Midamble保留……PIk-1GP864chipsPI比特PI比特︷︷PIkPIk+1……保留Midamble保留……PIn-1GP864chipsPI比特PI比特︷︷從公共控制物理信道S-CCPCH承載傳輸信道PCH和FACH，用于發送尋呼消息和其他下行信令SF＝16，一般配置在TS0無波束賦型，以全小區覆蓋模式發送下行信令數據GP下行信令數據864chipsTFCIMidambleTD-SCDMA物理層過程－隨機接入UENodeBUpPCH（UpPTS）FPACHPRACH（RACH）SCCPCH（FACH）終端選擇SYNC-UL，以估算的時間和功率發送基站檢測到SYNC-UL，并回送定時和功率調整調整定時和功率，發送隨機接入請求發送隨機接入響應后，進行后續的信令接續快速物理接入信道FPACH用于發送定時調整和功率調整指示SF＝16，可配置在任意一個下行時隙無波束賦型，以全小區覆蓋模式發送定時偏移功率偏移……Midamble……定時偏移功率偏移GP864chips用戶1用戶n…………︷︷物理隨機接入信道PRACH承載傳輸信道RACH，用于發送上行信令SF＝8，一般配置在TS1的Cch8,0無波束賦型，以全小區覆蓋模式發送上行信令數據GP上行信令數據864chipsTFCI，SS，TPCMidamble專用物理信道DPCH承載傳輸信道DCH，用于用戶業務的收發上行SF＝1，2，4，8或16下行SF＝1或16有波束賦型，由智能天線算法確定波束方向用戶數據GP用戶數據864chipsTFCI，SS，TPCMidambleDPCH理論速率資源單元RU業務數據碼片數/突發脈沖符號數/突發脈沖QPSK下的符號數/突發脈沖QPSK下的理論最大數據速率RUSF1352×2＝704704704×2＝14081408/5ms＝281.6KRUSF2352×2＝704352352×2＝704704/5ms＝140.8KRUSF4352×2＝704176176×2＝352352/5ms＝70.4KRUSF8352×2＝7048888×2＝176176/5ms＝35.2KRUSF16352×2＝7044444×2＝8888/5ms＝17.6K信道映射關系傳輸信道PCHBCHFACHRACHDCHSCCPCH物理信道PCCPCHDPCHPRACHPCCH邏輯信道BCCHDCCHCTCHDTCH尋呼用戶數據及隨路信令小區廣播業務系統消息信令L3數據目錄TD-SCDMA無線接口幀結構與時隙結構TD-SCDMA無線信道結構與功能TD-SCDMA無線信道配置原則TD-SCDMA物理信道典型配置－1PCCPCHPCCPCHSCCPCHSCCPCHSCCPCHSCCPCHPICHFPACHTS0TS1TS2TS3TS4TS5TS6PICHPRACHTD-SCDMA物理信道典型配置－2PCCPCHPCCPCHSCCPCHSCCPCHSCCPCHSCCPCHPICHTS0TS1TS2TS3TS4TS5TS6PICHFPACHPRACH典型業務的資源分配PCCPCHPCCPCHSCCPCHSCCPCHSCCPCHSCCPCHPICHFPACHTS0TS1TS2TS3TS4TS5TS6PICHPRACHUserA語音UserAUserAUserC可視電話UserCUserCUserCUserCUserCUserCUserCUserCUserDUserDPS128KUserB語音UserBUserBTD-SCDMA單載波理論容量語音業務：單載波最多可以支持23個語音用戶每個時隙承載8個用戶，3: