TD-SCDMA基本原理 中兴通讯学院 TD&W&PCS无线团队

知识回顾 3G标准包括哪几种？ 什么是TD-SCDMA？ TD-SCDMA版本技术演进路线？ 考点：

目标 学习完本课程，您将会： 掌握TD-SCDMA系统的物理层结构 掌握TD-SCDMA系统的信道

课程内容 TD-SCDMA物理层结构 TD-SCDMA信道结构 TD-SCDMA基带处理过程

Time Division Duplex — Synchronous Code Division Multiplex Access TD-SCDMA物理层结构 什么是TD-SCDMA Frequency Time Power density (CDMA codes) 1.6 MHz : 15 TS0 2. Carrier (opti onal) 3. Carrier (optional) TS1 TS2 TS3 TS4 TS5 TS6 DL UL 5 ms DwPTS UpPTS GP Time Division Duplex — Synchronous Code Division Multiplex Access

物理信道帧结构 g GP Data Midamble 所有的物理信道都采用四层结构：系统帧号、无线帧、子帧和时隙/码 TS5 TS4 TS0 TD-SCDMA物理层结构 物理信道帧结构 Radio frame 10ms System Frame Number Sub-frame 5ms TS5 TS4 TS0 TS2 TS1 GP TS3 TS6 DwPTS UpPTS Data Midamble 675us(864chips) g L1 144chips TD-SCDMA帧结构 每帧有两个上/下行转换点 TS0为下行时隙 TS1为上行时隙 三个特殊时隙GP, DwPTS, UpPTS 其余时隙可根据根据用户需要进行灵活UL/DL配置 考点： 所有的物理信道都采用四层结构：系统帧号、无线帧、子帧和时隙/码

TD-SCDMA物理层结构 物理信道帧结构 3GPP定义的一个TDMA帧长度为10ms。一个10ms的帧分成两个结构完全相同的子帧，每个子帧的时长为5ms。这是考虑到了智能天线技术的运用，智能天线每隔5ms进行一次波束的赋形。 子帧分成7个常规时隙（TS0 ~ TS6），每个时隙长度为864chips，占675us）。 DwPTS（下行导频时隙，长度为96chips，占75us） GP（保护间隔，长度96chips，75us） UpPTS（上行导频时隙，长度160chips，125us） 子帧总长度为6400chips，占5ms，得到码片速率为1.28Mcps。 考点：

物理信道帧结构 TS0用作下行时隙来发送系统广播信息，广播信道PCCPCH占用该时隙进行发射。 TS1总是固定地用作上行时隙。 TD-SCDMA物理层结构 物理信道帧结构 TS0用作下行时隙来发送系统广播信息，广播信道PCCPCH占用该时隙进行发射。 TS1总是固定地用作上行时隙。 其它的常规时隙可以根据需要灵活地配置成上行或下行以实现不对称业务的传输，上下行的转换由一个转换点（Switch Point）分开。每个5ms的子帧有两个转换点（DL到UL和UL到DL ），第一个转换点固定在TS0结束处，而第二个转换点则取决于小区上下行时隙的配置。 考点：

常规时隙 Data 352chips Midamble 144chips GP 16 675 s TD-SCDMA物理层结构 常规时隙 Data 352chips Midamble 144chips GP 16 675 s 由864 Chips组成，时长675us； 业务和信令数据由两块组成，每个数据块分别由352 Chips组成； 训练序列(Midamble)由144 Chips组成； 16 Chips为保护； 可以进行波束赋形； 普通时隙可以进行波束赋行，智能天线形成的波束自动跟踪用户，业务时隙从空间上对各个用户进行了分离，降低了用户间的干扰。

常规时隙 Midamble码 整个系统有128个长度为128chips的基本midamble码，分成32个码组，每组4个。 TD-SCDMA物理层结构 常规时隙 Midamble码 整个系统有128个长度为128chips的基本midamble码，分成32个码组，每组4个。 一个小区采用哪组基本midamble码由基站决定，当建立起下行同步之后，移动台就知道所使用的midamble码组。Node B决定本小区将采用这4个基本midamble中的哪一个。同一时隙的不同用户将使用不同的训练序列位移。 训练序列的作用： 上下行信道估计； 功率测量； 上行同步保持。 传输时Midamble码不进行基带处理和扩频，直接与经基带处理和扩频的数据一起发送，在信道解码时它被用作进行信道估计。 三扇宏蜂窝58个；两扇宏蜂窝20个；全向宏蜂窝2个；两扇微蜂窝2个；RRU 3个；OTSR 10个；RF直放站7个； 根据区域划分和行政区域两种情形的规划站点统计

常规时隙－物理层信令TPC/SS/TFCI TD-SCDMA物理层结构 常规时隙－物理层信令TPC/SS/TFCI TFCI（Transport Format Combination Indicator）用于指示传输的格式。对于每个用户，TFCI信息将在每10ms无线帧里发送一次。 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。 三扇宏蜂窝58个；两扇宏蜂窝20个；全向宏蜂窝2个；两扇微蜂窝2个；RRU 3个；OTSR 10个；RF直放站7个； 根据区域划分和行政区域两种情形的规划站点统计

下行导频时隙DwPTS GP (32chips) SYNC-DL(64chips) 75 s 用于下行同步和小区搜索； TD-SCDMA物理层结构 下行导频时隙DwPTS GP (32chips) SYNC-DL(64chips) 75 s 用于下行同步和小区搜索； 该时隙由96 Chips组成: 32用于保护；64用于导频序列；时长75us 32个不同的SYNC-DL码，用于区分不同的基站； 为全向或扇区传输，不进行波束赋形。 1、DWPTS的作用介绍 2、TD-SCDMA采用智能天线，有一个波束跟踪的功能，形成一个特殊的波束来跟踪用户。DWPTS在整个小区是全向发射，没有使用智能天线波束赋行功能。两个小区靠得比较近，会产生干扰，为了避免这种干扰，采用N频点的方式。

上行导频时隙UpPTS GP (32chips) SYNC-UL(128chips) 125 s TD-SCDMA物理层结构 上行导频时隙UpPTS GP (32chips) SYNC-UL(128chips) 125 s 用于建立上行初始同步和随机接入，以及越区切换时邻近小区测量 160 Chips: 其中128用于SYNC-UL，32用于保护 SYNC-UL有256种不同的码，可分为32个码组，以对应32个SYNC-DL码，每组有8个不同的SYNC-UL码，即每一个基站对应于8个确定的SYNC-UL码

GP保护时隙 96 Chips保护时隙，时长75us； 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； TD-SCDMA物理层结构 GP保护时隙 96 Chips保护时隙，时长75us； 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可以提前发射，防止干扰DL工作； 确定基本的基站覆盖半径。 为了实现时间同步，远端用户UpPTS必须提前发射才能确保和近端用户UpPTS同时到达基站接收端，而由此引发的问题是提前发射的UpPTS信号会对正在接收DwPTS信号的用户产生严重的干扰。为解决以上问题，在DwPTS和UpPTS两者之间设置保护时隙GP（96chips），这就意味着小区边缘用户最多可以提前48个chip提前发送，每个chip为0.78125us，所以，小区的半径应为： 96/2/(1.28*10)*3*105=11.25KM 这时双向时延为GP时隙的长度(96chip)，对应的无线电波传输路径为 dmax＝Δt×c c=光速 ＝96/2/(1.28×106）×c＝11.25km 这是一般理解的TD-SCDMA最大覆盖半径。 TS0空出来的话可以达到160KM

课程内容 TD-SCDMA物理层结构 TD-SCDMA信道 TD-SCDMA基带处理过程

3种信道模式 逻辑信道： 传输信道： 物理信道： TD-SCDMA信道 3种信道模式 逻辑信道： 描述传输信息的类型；根据承载的是控制平面业务还是用户平面业务分为两大类，即控制信道和业务信道。 传输信道： 描述信息在空中接口传输的方式；根据传输的是针对一个用户的专用信息还是针对所有用户的公共信息分为专用信道和公共信道两大类。 物理信道： 各种信息在无线接口传输时的最终体现形式，每一种使用特定的载波频率、码（扩频码和扰码）以及载波相对相位都可以理解为一类特定的信道。

信道概念 L2 L1 RLC layer 逻辑信道 MAC layer 传输信道 PHY layer 物理信道 TD-SCDMA信道 Channel types in UTRAN • Physical channel: form the physicalexistence of the Uu interface betweenthe UE domain and access domain. • RNC deals with transport channels:carry different information flows over the Uu interface and the physical elements. • Logical channels: different tasks the network and the terminal should perform in different moments of time.

传输信道及其分类 传输信道是由L1提供给高层的服务，根据在空中接口上如何传输及传输什么特性的数据来定义的。 传输信道一般可分为两组： TD-SCDMA信道 传输信道及其分类 传输信道是由L1提供给高层的服务，根据在空中接口上如何传输及传输什么特性的数据来定义的。 传输信道一般可分为两组： 专用信道DCH——在这类信道中，UE是通过物理信道来识别。 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； 广播信道BCH 寻呼信道PCH 前向接入信道FACH 随机接入信道RACH

TD-SCDMA信道 物理信道及其分类 物理信道根据其承载的信息不同被分成了不同的类别，有的物理信道用于承载传输信道的数据，而有些物理信道仅用于承载物理层自身的信息。 ⒈ 专用物理信道DPCH ⒉ 公共物理信道CPCH ⑴ 主公共控制物理信道P-CCPCH ⑵ 辅公共控制物理信道S-CCPCH ⑶ 快速物理接入信道FPACH ⑷ 物理随机接入信道PRACH ⑸寻呼指示信道PICH ⑹下行导频信道DwPCH ⑺上行导频信道UpPCH 三扇宏蜂窝58个；两扇宏蜂窝20个；全向宏蜂窝2个；两扇微蜂窝2个；RRU 3个；OTSR 10个；RF直放站7个； 根据区域划分和行政区域两种情形的规划站点统计

物理信道与时隙/码的对应关系 TD-SCDMA信道 三扇宏蜂窝58个；两扇宏蜂窝20个；全向宏蜂窝2个；两扇微蜂窝2个；RRU 3个；OTSR 10个；RF直放站7个； 根据区域划分和行政区域两种情形的规划站点统计

TD-SCDMA信道 专用物理信道 （DPCH） 专用物理信道DPCH （Dedicated Physical CHannel）用于承载来自专用传输信道DCH的数据，DPCH所使用的码和时隙等配置信息是通过信令消息配置给UE的； DPCH支持上下行数据传输，下行通常采用智能天线进行波束赋形。 DPCH可以位于频带内的任意时隙和任意允许的信道码，一个UE可以在同一时刻被配置多条DPCH，若UE允许多时隙能力，这些物理信道还可以位于不同的时隙。

TD-SCDMA信道 主公共控制物理信道（P-CCPCH） 主公共控制物理信道（P-CCPCH，Primary Common Control Physical CHannel）仅用于承载来自传输信道BCH的数据，提供全小区覆盖模式下的系统信息广播，不进行波束赋形。 UE上电后将搜索并解码该信道上的数据以获取小区系统信息。 主公共控制物理信道是单向下行信道，帧格式中没有物理层信令TFCI、TPC或SS，为了满足信息容量的要求，P-CCPCH使用两个码分信道来承载BCH数据（P-CCPCH1和P-CCPCH2）。P-CCPCHs固定映射到时隙0（TS0）的扩频因子SF=16的0、1两个码道 。 P-CCPCH(Primary Common Control Physical Channel) SF=16 Occupy 2 Code Channel Downlink ,without TFCI .TPC.SS Bear Bch data,mapped to TS0

TD-SCDMA信道 辅公共控制物理信道（S-CCPCH） 辅公共控制物理信道（S-CCPCH，Secondary Common Control Physical CHannel）用于承载来自传输信道FACH和PCH的数据，S-CCPCH所使用的码和时隙等配置信息在小区中广播。 S-CCPCH是单向下行信道，固定使用SF=16的扩频因子，不使用物理层信令SS和TPC，但可以使用TFCI，信道的编码及交织周期为20ms。 S-CCPCH也使用两个码分信道（S-CCPCH1和S-CCPCH2）来构成一个S-CCPCH信道对。该信道可位于任一个下行时隙，使用时隙中的任意一对码分信道和Midamble移位序列。在TS0，主、辅公共控制信道也可以进行时分复用。在一个小区中，可以使用一对以上的S-CCPCHs。 在中兴的网管数据配置中，S-CCPCH一般位于TS0，与PICH进行码道复用。 S-CCPCH(Secondary Common Control Physical Channel) SF=16 Occupy 2 Code Channel Downlink ,without TPC.SS,use TFCI Bear FACH and PCH data,mapped to TS0 or any Downlink TS

TD-SCDMA信道 物理随机接入信道（PRACH） 物理随机接入信道（PRACH，Physical Random Access CHannel）用于承载来自传输信道RACH的数据，PRACH所使用的码和时隙等配置信息在小区中广播。 PRACH为单向上行信道，它可以使用的扩频因子有16、8、4。受信道容量限制，对不同的扩频因子，信道的其它结构参数也相应发生变化：SF=16，持续时间为4个子帧（20 ms）；SF=8， 持续时间为2个子帧（10 ms）；SF=4，持续时间为1个子帧（5 ms）。 PRACH信道可位于任一上行时隙，使用任意允许的信道化码和Midamble位移序列。小区中配置的PRACH信道（或SF=16时的信道对）数目与FPACH信道的数目有关，两者配对使用。传输信道RACH的数据不与来自其它传输信道的数据编码组合，因而PRACH信道上没有TFCI，也不使用SS和TPC控制符号。 在中兴的网管数据配置中，PRACH一般位于TS1。

TD-SCDMA信道 快速物理接入信道 （FPACH） 快速物理接入信道（FPACH，Fast Physical Access CHannel）不承载传输信道信息，FPACH所使用的码和时隙等配置信息在小区中广播。 FPACH是单向下行信道，扩频因子SF=16，单子帧交织，信道的持续时间为5 ms，数据域内包含SS和TPC控制符号，因为FPACH不承载来自传输信道的数据，也就不需要使用TFCI。 Node B使用FPACH来响应在UpPTS时隙收到的UE接入请求，从而调整UE的发送功率和同步定时偏移。 在中兴的网管数据配置中，FPACH一般位于TS0的14码道。

上行导频信道 （UpPCH） 上行导频信道（UpPCH）就是整个上行导频时隙（UpPTS）。 TD-SCDMA信道 上行导频信道 （UpPCH） 上行导频信道（UpPCH）就是整个上行导频时隙（UpPTS）。 UpPTS时隙被UE用来发送上行同步码（SYNC_UL），建立与Node B的上行同步。 Node B可以在同一子帧的UpPTS时隙识别最多8个不同的上行同步码（SYNC_UL）。多个UE可同时发起上行同步建立，但必须有不同的上行同步码。 可以理解为：一个小区最多可有8个用于上行同步建立的上行导频信道UpPCH同时存在。

下行导频信道 （DwPCH） 下行导频信道（DwPCH）就是整个下行导频时隙（DwPTS）； TD-SCDMA信道 下行导频信道 （DwPCH） 下行导频信道（DwPCH）就是整个下行导频时隙（DwPTS）； DwPTS时隙被Node B用来发送下行同步码（SYNC_DL），UE用来建立与Node B的下行同步； Node B必须在DwPTS发送唯一的下行同步码，具体值由配置决定，功率必须保证覆盖整个小区且保持不变； 下行同步码作为TD-SCDMA系统中重要的资源只有32个，必须采用复用的方式在不同的小区中使用，一般而言，同频相邻小区将使用不同的下行同步码标识不同的小区。

TD-SCDMA信道 寻呼指示信道 （PICH） 寻呼指示信道（PICH：Paging Indicator CHannel）不承载传输信道的数据， PICH所使用的码和时隙等配置信息在小区中广播。 PICH与传输信道PCH配对使用，用以指示特定的UE是否需要解读其后跟随的PCH信道（映射在S-CCPCH上）。 PICH为单向下行信道，PICH固定使用扩频因子SF=16。一个完整的PICH信道由两条码分信道构成。信道的持续时间为两个子帧（10 ms）。

传输信道到物理信道的映射 TD-SCDMA信道 说明： 左表中部分物理信道与传输信道并没有映射关系。按3GPP规定，只有映射到同一物理信道的传输信道才能够进行编码组合。由于PCH和FACH都映射到S-CCPCH，因此来自PCH和FACH的数据可以在物理层进行编码组合生成CCTrCH。其它的传输信道数据都只能自身组合成，而不能相互组合。另外，BCH和RACH由于自身性质的特殊性，也不可能进行组合。 传输信道 物理信道 DCH 专用物理信道(DPCH) BCH 主公共控制物理信道(P-CCPCH) PCH 辅助公共控制物理信道(S-CCPCH) FACH RACH 物理随机接入信道(PRACH) 下行导频信道 (DwPCH) 上行导频信道 (UpPCH) 寻呼指示信道（PICH） 快速物理接入信道F-PACH 三扇宏蜂窝58个；两扇宏蜂窝20个；全向宏蜂窝2个；两扇微蜂窝2个；RRU 3个；OTSR 10个；RF直放站7个； 根据区域划分和行政区域两种情形的规划站点统计

课程内容 TD-SCDMA物理层结构 TD-SCDMA信道 TD-SCDMA基带处理过程

TD-SCDMA数据简要发送过程 数据 编码交织 数据调制 扩频 加扰 射频调制 射频发送 射频接收 数据 解码解交织 数据解调 解扩 解扰 和WCDMA系统一致（略） 数据 解码解交织 数据解调 解扩 解扰 射频解调

编码和复用过程 TD-SCDMA基带处理过程 加CRC 速率匹配 传输块级联/码块分割 传输信道复接 信道编码 物理信道分割 无线帧均衡 第二次交织 信道编码的目的：保证传输的数据有效、快速和正确，所以信道编码往往是增加冗余的信息。 卷积编码：编码简单、误码大、时延小 ----适合语音业务 Turbo编码：复杂、误码小、时延大 ----适合数据业务 第一次交织 子帧分割 无线帧分割 物理信道映射

信道编码技术 原理和目的 作用和效果 信道编码技术是通过给原数据添加冗余信息，从而获得纠错能力 适合纠正非连续的少量错误 不能满足通信需要 TD-SCDMA基带处理过程 信道编码技术 原理和目的 作用和效果 信道编码技术是通过给原数据添加冗余信息，从而获得纠错能力 适合纠正非连续的少量错误 目前使用较多的是卷积编码和Turbo编码（1/2，1/3） 无纠错编码： BER<10-1 ~ 10-2 不能满足通信需要 卷积编码： BER<10-3 满足语音通信需要 Turbo 码： BER<10-6 满足数据通信需要

信道编码方案 传输信道类型 编码方案 编码率 BCH 卷积编码 1/3 PCH 1/3、1/2 RACH 1/2 TD-SCDMA基带处理过程 信道编码方案 传输信道类型 编码方案 编码率 BCH 卷积编码 1/3 PCH 1/3、1/2 RACH 1/2 DCH、DSCH、FACH、USCH Turbo编码 不编码

信道编码举例 信道编码适合纠正非连续的少量错误 床前明月光 春眠不觉晓 白发三千丈 红豆生南国 床床前前明明月月光光 春春眠眠不不觉觉晓晓 TD-SCDMA基带处理过程 信道编码举例 信道编码适合纠正非连续的少量错误 床前明月光 春眠不觉晓 白发三千丈 红豆生南国 床床前前明明月月光光 春春眠眠不不觉觉晓晓 白白发发三三千千丈丈 红红豆豆生生南南国国 床？前前明明月月光光 春春眠眠？不觉觉晓晓 白白发发三三？千丈？ 红红豆豆生生南？国国 编码 解码

交织技术原理（1） 信道编码对连续的码元出错不能纠错 床前明月光 春眠不觉晓 白发三千丈 红豆生南国 床床前前明明月月光光 TD-SCDMA基带处理过程 交织技术原理（1） 床前明月光 春眠不觉晓 白发三千丈 红豆生南国 床床前前明明月月光光 春春眠眠不不觉觉晓晓 白白发发三三千千丈丈 红红豆豆生生南南国国 ？？？？？？？？？？ 春春眠眠？不觉觉晓晓 白白发发三三？千丈？ 红红豆豆生生南？国国 编码 ？？？？ 信道编码对连续的码元出错不能纠错

交织技术原理（2） 优点 缺点： 交织技术是改变数据流的传输顺序，将突发的错误随机化。 提高纠错编码的有效性。 TD-SCDMA基带处理过程 交织技术原理（2） 优点 交织技术是改变数据流的传输顺序，将突发的错误随机化。 提高纠错编码的有效性。 缺点： 由于改变了数据流的传输顺序，必须要等整个数据块接收后才能纠错，加大了处理延时，因此交织深度应根据不同的业务要求有不同的选择。 在特殊情况下，若干个随机独立差错有可能交织为突发差错。 x1 x6 x11 x16 x21 x2 x7 … x22 x3 x8 … x23 x4 x9 … x24 x5 x10 … x25 输入数据 A = (x1 x2 x3 x4 x5 … x25) 输出数据 A’= (x1 x6 x11 x16… x25) 举例： 在通信系统中，为了减少突发干扰对连续数据造成的大面积差错，常采用交织来将突发干扰造成的连续差错化解为随机独立差错，使其适合于译码器的错误纠正。

信道编码和交织技术举例 床前明月光 春眠不觉晓 白发三千丈 红豆生南国 床春白红床春白红 前眠发豆前眠发豆 明不三生明不三生 TD-SCDMA基带处理过程 信道编码和交织技术举例 床前明月光 春眠不觉晓 白发三千丈 红豆生南国 床春白红床春白红 前眠发豆前眠发豆 明不三生明不三生 月觉千南月觉千南 光晓丈国光晓丈国 床床前前明明月月光光 春春眠眠不不觉觉晓晓 白白发发三三千千丈丈 红红豆豆生生南南国国 编码 交织 突发错误 床春白红？？？？ ？？？？前眠发豆 明不三生明不三生 月觉千南月觉千南 光晓丈国光晓丈国 床？？前明明月月光光 春？？眠不不觉觉晓晓 白？？发三三千千丈丈 红？？豆生生南南国国 去交织 解码

调制与扩频 数据调制 扩频调制 比特流的数据到符号数据的形成过程 符号数据到高速码片数据的形成过程 TD-SCDMA基带处理过程 脉冲成型（为了抗ISI）、数模转换，之后再加载波变频，变到我们所需要的中频或射频了。

调制和扩频的基本参数 码速率 载波间隔 数据调制方式 脉冲成型 扩频特性 1.28Mcps 1.6MHz QPSK 8PSK(2M业务) TD-SCDMA基带处理过程 调制和扩频的基本参数 码速率 1.28Mcps 载波间隔 1.6MHz 数据调制方式 QPSK 8PSK(2M业务) 16QAM（HSDPA) 脉冲成型 根升余弦 滚降系数  = 0.22 扩频特性 正交 Q码片/符号,其中 Q = 2p, 0 <= p <= 4

数据调制 QPSK 8PSK 将连续的两个比特映射为信号空间的一个点 将连续的三个比特映射为信号空间的一个点 i j TD-SCDMA基带处理过程 数据调制 QPSK 8PSK 将连续的两个比特映射为信号空间的一个点 将连续的三个比特映射为信号空间的一个点 i j 000 001 011 010 100 101 111 110 连续二进制比特 复数符号 00 +j 01 +1 10 -1 11 -j

扩频通信 扩展频谱（SS:Spread Spectrum)通信简称扩频通信。 TD-SCDMA基带处理过程 扩频通信 扩展频谱（SS:Spread Spectrum)通信简称扩频通信。 扩频通信技术:在发端采用扩频码调制，使信号所占的频带宽度远大于所传信息必须的带宽，在收端采用相同的扩频码进行相关解调来解扩以恢复所传信息数据。 TD-SCDMA扩频码是OVSF码（正交可变扩频因子码），OVSF码互相关为零，相互完全正交，码片速率为1.28Mcps。

TD-SCDMA扩频过程 符号速率 × SF = 1.28Mcps。 TD-SCDMA中： 数据比特 扩频后码片 OVSF码 扰码 在WCDMA系统中，上行SF为4~256，下行SF从4~512。而在TD系统中，下行SF为16与1，上行为1~16。 CDMA系统中的扰码具有良好的自相关性，可以用于区分来自不同源的信号，在WCDMA系统上行链路中，故而一般用于上行区分用户，下行区分小区。对于TD-SCDMA系统上行链路，由于系统采用上行同步，接收机将来自不同UE的信号做为同源信号处理，故而TD-SCDMA系统只分配“小区扰码”，而不再在上行链路针对UE分配不同扰码。而OVSF码具有良好的互相关性，可以用于区分同源信号上的不同码道。 在TD-SCDMA系统中，由于采用上行同步，系统只分配小区扰码，上行链路不再用扰码区分UE，与此同时，各用户的OVSF码不能相同，这就使得TD-SCDMA系统的OVSF码资源异常珍贵。 TD-SCDMA系统的扰码长度16，OVSF码长度最大只有16。而在WCDMA系统中，扰码长度达到38400，OVSF码长度最大达到512。由于采用的码长度比较短，这使得TD-SCDMA系统中，多用户检测等技术更加易于实现。

TD-SCDMA扩频示意 TD-SCDMA基带处理过程 用户数据＝ -1+1-1-1+1-1 扩频码＝ +1-1-1+1-1+1+1-1 ＋1 用户数据＝ -1+1-1-1+1-1 －1 扩频 ＋1 扩频码＝ +1-1-1+1-1+1+1-1 －1 ＋1 扩频信号＝ 用户数据×扩频码 －1 解扩 ＋1 －1 ＋1 解扩数据＝ 用户数据×扩频码 －1

扩频解扩过程举例 扩频 解扩 判 断 积 分 -4 4 -1 1 TD-SCDMA基带处理过程 -1 1 -1 1 -1 1 1 -1 1

TD-SCDMA基带处理过程 不同用户使用不同的扩频码

扩频解扩过程举例 空中接口 扩频 解扩 TD-SCDMA基带处理过程 C1与C2正交：C1xC2=0 S1xC1 S1 W S2XC2 S2 (S1xC1)+(S2xC2) 空中接口 [S1xC1+S2xC2]xC1=S1 N S 解扩 Spreading： Stotal(t)=A1S1(t)PN1PR1+ A2S2(t)PN2PR2+ A3S3(t)PN3PR3+… De-spreading： S(t) PN1PR1 =A1S1(t)PN1PR1 PN1PR1 + A2S2(t)PN2PR2 PN1PR1 + A3S3(t)PN3PR3 PN1PR1 +…=A1S1(t)+0 Multiple Address Interference： S(t) PN1PR1 =A1S1(t)PN1PR1 PN1PR1 + A2S2(t)PN2PR2 PN1PR1 + A3S3(t)PN3PR3 PN1PR1 +…=A1S1(t)+IAMI(t) C1与C2正交：C1xC2=0 [S1xC1+S2xC2]xC2=S2

扩频通信示意图 TD-SCDMA基带处理过程 信号 窄带干扰 宽带干扰 信号 信号 f f 扩频前的信号频谱 扩频后的信号频谱 信号 S（f） S（f） 信号 信号 f0 f f0 f 扩频前的信号频谱 扩频后的信号频谱 S（f） S（f） 信号 干扰噪声 干扰噪声 信号 f0 f f0 f 解扩频后的信号频谱 解扩频前的信号频谱 信号 窄带干扰 宽带干扰

TD-SCDMA基带处理过程 扩频通信的特点 抗干扰能力强 保密性高 低发射功率 易于实现大容量多址通信 占用频带宽

加扰 符号速率 × SF = 1.28Mcps。 TD-SCDMA中： 数据比特 扩频后码片 OVSF码 扰码 在WCDMA系统中，上行SF为4~256，下行SF从4~512。而在TD系统中，下行SF为16与1，上行为1~16。 CDMA系统中的扰码具有良好的自相关性，可以用于区分来自不同源的信号，在WCDMA系统上行链路中，故而一般用于上行区分用户，下行区分小区。对于TD-SCDMA系统上行链路，由于系统采用上行同步，接收机将来自不同UE的信号做为同源信号处理，故而TD-SCDMA系统只分配“小区扰码”，而不再在上行链路针对UE分配不同扰码。而OVSF码具有良好的互相关性，可以用于区分同源信号上的不同码道。 在TD-SCDMA系统中，由于采用上行同步，系统只分配小区扰码，上行链路不再用扰码区分UE，与此同时，各用户的OVSF码不能相同，这就使得TD-SCDMA系统的OVSF码资源异常珍贵。 TD-SCDMA系统的扰码长度16，OVSF码长度最大只有16。而在WCDMA系统中，扰码长度达到38400，OVSF码长度最大达到512。由于采用的码长度比较短，这使得TD-SCDMA系统中，多用户检测等技术更加易于实现。 符号速率 × SF = 1.28Mcps。 TD-SCDMA中： 上行信道码的SF为：1、2、4、8、16； 下行信道码的SF为：1、16。

扰码介绍 扰码数字序列与扩频后的信号序列具有相同的码片速率，加扰只是让扰码与扩频后序列逐码片作相乘运算。 TD-SCDMA基带处理过程 扰码介绍 扰码数字序列与扩频后的信号序列具有相同的码片速率，加扰只是让扰码与扩频后序列逐码片作相乘运算。 可用的扰码共128个扰码，分成32组，每组4个，扰码码组由基站使用的SYNC_DL序列确定。 加扰的目的是为了区分小区。

TD-SCDMA系统码组 小区码组配置是指小区特有的码组，不同的邻近的小区将配置不同的码组。小区码组配置有： （1） 下行同步码SYNC_DL （2） 上行同步码SYNC_UL （3） 基本Midamble码，共128个 （4） 小区扰码（Scrambling Code），共128个 ； TD-SCDMA系统中，有32个SYNC_DL码，256个SYNC_UL码，128个Midamble码和128个扰码，所有这些码被分成32个码组，每个码组包含1个SYNC_DL码，8个SYNC_UL码，4个Midamble码和4个扰码。 在发射端，数据经过扩频和扰码处理后，产生码片速率的复值数据流。流中的每一复值码片按实部和虚部分离后再经过脉冲成形滤波器成形，就可以进行QPSK（或8PSK）调制。脉冲成形滤波器的冲激响应h(t)为根升余弦型（滚降系数 = 0.22），接收端和发送端相同 在TD-SCDMA系统中，对于2Mbps业务采用8PSK进行数据调制 。 WCDMA系统调制方式只有QPSK模式，而TD-SCDMA系统有QPSK以及8PSK两种模式。

TD-SCDMA系统码组 TD-SCDMA基带处理过程 Code Group Associated Codes SYNC-DL ID SYNC-UL ID Scrambling Code ID Midamble Code ID Group 1 0~7 (000~111) 0 (00) 1 (01) 2 (10) 3 (11) . Group 32 31 248~255 (000~111) 124 (00) 125 (01) 126 (10) 127 (11)

思考题 1、TD-SCDMA的多址方式包括哪些？ 2、物理层帧结构是什么样的？ 3、一个5ms子帧包括哪些时隙，各个时隙的功能是什么？ 5、画出传输信道和物理信道的映射关系图，并说明每个物理信道的主要作用？ 6、TD-SCDMA调制方式有哪些？ 7、TD-SCDMA系统扩频采用的是什么码？码片速率是多少？上下行信道的扩频因子是多少？