学校代码 10857
学 号20142111101
1分类号
1密 级 公 开
毕业设计(文)
TDSCDMA系统概述
学历层次
专
教学系名称
电子动化工程
专业名称
电子信息工程技术
学生姓名
岳鹏
指导教师
黄
2017 年 4 月01日
摘
伴着移动通信快速发展移动通信业务通信质量求越越高原移动通信系统已满足需求第三代移动通信系统相第二代移动通信系统分众优势势必取代第二代移动通信系统第三代移动系统已发达国家普应3G中国刚刚起步具中国产权3G系统TDSCDMAWSCDMACDMA2000列3G系统中三标准TDSCDMA采行步智天线联合检测时分工软件线电等诸关键技术第三代移动通信系统具更高频谱利率更低成线网络优化方面具独指出满足语音业务需求满足行称数媒体业务中国刚起步第三代移动通信中国研发TDSCDMA广阔市场前景中国第三代移动通新发展具着积极作
目前TDSCDMA线网络优化处非成熟期问题然探索发现解决程线网络优化通调整种相关线网络工程设计参数线资源参数满足系统现阶段种线网络指标求优化调整程时周期性程系统线网络求断变化
文针TDSCDMA系统提出TDSCDMA线网络优化流程TDSCDMA线网络优化方法通流程方法提出解决TDSCDMA网络中问题办法网络品质提升台阶通TDSCDMA线网络研究TDSCDMA网络优化学素定位分析利时问题定位分析提出解决方案
关键词：TDSCDMA系统移动通信帧结构关键技术
目录
第1章 绪 3
第2章 TDSCDMA系统基原理 4
21 TDSCDMA系统结构 4
22 TDSCDMA网络结构模型 4
第3章 TDSCDMA系统关键技术介绍 6
31智天线 6
32联合检测 7
33时分双工 8
34 步技术 11
35动态信道分配 13
36接力切换 13
37软件线电 14
第4章 TDSCDMA线网络性分析 17
41覆盖 17
42容量 18
43切换分析方法 19
44性分析实例 19
参考文献 23
第1章 绪
TDSCDMA（时分—步码分址接入Time DivisionSynchronous Code Division Multiple Access）第三代移动通信系统标准信息产业部电信科学技术研究院（现唐集团）国家部门支持年研究提出具定特色第三代移动通信（3G3rd Generation）系统标准中国百年通信史第具知识产权国际通信标准国通信发展史具里程碑意义产生深远影响该标准文件国原线通信标准组（CWTSChinese Wireless Telecommunication Standardgroup）终修改完成原邮电部批准1998年6月代表国提交国际电信联盟（ITUInternational Telecommunication Union）相关国际标准组织
TDSCDMA标准公开国际引起强烈反响西门子等许著名公司众运营商重视支持
1999年11月芬兰赫尔辛基召开国际电信联盟会议TDSCDMA列入ITU建议ITUR M1457中成ITU认第三代移动通信线传输技术（RTTRadio Transmission Technology）流技术
2000年5月世界线电行政会正式接纳TDSCDMA第三代移动通信系统国际标准TDSCDMA成欧洲日提出WCDMA美国
提出cdma2000列三流3G标准百年中国电信史重突破标志着国移动通信技术方面进入世界先进行列
2002年10月23日信息产业部公布TDSCDMA频谱规划TDSCDMA标准划分总计155MHz（1 880～1 920MHz2 010～2 025MHz补充频段2 300～2 400MHz）非称频段
2006年1月20日信息产业部正式颁布TDSCDMA国通信行业标准
第2章 TDSCDMA系统基原理
21 TDSCDMA系统结构
TDSCDMA系统结构完全遵循3GPP指定UMTS（Universal Mobile Telecommunication System）网络结构分UMTS面线接入网（UTRANUMTS Terrestrial Radio Access Network）核心网（CNCore Network）现3GPPTDSCDMA LCR标准核心网甚业务台WCDMA相
22 TDSCDMA网络结构模型
TDSCDMA系统网络结构标准化组织3GPP制订UMTS网络结构样功分两基域户设备域（User Equipment Domain）基结构域（Infrastructure Domain）图11示
图1 UMTS域参考点
户设备域
户设备域具功种类型设备组成双模GSMUMTS户终端智卡等中前者够兼容种种现接入（固定线）设备户设备域进步分移动设备（MEMobile Equipment）域户业务识单元（USIMUMTS Subscriber Identity Module）域图11示
(1)移动设备域：
移动设备域完成线传输应接口功UMTS接入层核心网结构关户关
(2)户业务识单元（USIM）域：
户业务识单元包含清楚安全确定身份数程功般存入智卡中特定户关户移动设备关
基结构域
基结构域进步分接入网域核心网域接入网域接入技术相关功模块组成直接户相连接核心网域功接入技术关两者通开放接口连接功方面出发核心网分分组交换业务域电路交换业务域网络终端具分组交换功电路交换功时具两种功
第3章 TDSCDMA系统关键技术介绍
31智天线
智天线基概念
移动通信环境条件复杂形建筑物结构会电波传播产生影响量户间相互作会产生时延扩散瑞利衰落径信道干扰等会通信质量受影响时候采智天线效解决问题智天线采空分址技术利信号传输方差频率时隙码道信号区分开限度利限信道资源
智天线核心数字信号处理部分根定准天线阵列产生定波束指户动调整权重系数实现需空间滤波
智天线技术优势
TDSCDMA系统中采智天线会带优势
（1）提高信号干扰改善通信质量
采窄波束瓣接受发射信号旁瓣零点抑制干扰信号降低系统干扰提高阵列输出信噪提高系统抗干扰力外移动通信中径干扰定削弱力改善通信质量
（2）增加系统容量提高时通信户数量
采窄波束接收发射移动户信号降低户干扰干扰CDMA系统效提高系统容量时采空分技术复信道增加系统容量
（3）扩通信覆盖区域提高频谱利率
智天线辐射方图理软件进行控制网络覆盖需调整新建筑物等原原覆盖改变等情况均非常简单通软件优化非常简便着移动通信需求增长新建量少建基站基础增加系统容量降低运营成
（4）降低基站发射功率减少电磁辐射环境
普通天线天线基础中发射信号采时高效率放器TDSCDMA中智天线波束形成增益减少功放求降低基站发射功率时减少电磁环境辐射
32联合检测
联合检测技术简介
联合检测（JDJoint Detection）户检测（MultiUser Detection）种CDMA系统中户信号时域频域混叠接受时需数字域定信号分离方法户信号分离出信号分离方法致分单户检测技术户检测技术两种
实际CDMA移动通信系统中存址干扰（MAI）户信号间存定相关性户产生MAI固然着户数增加信号功率增MAI成宽带CDMA通信系统干扰传统CDMA系统信号分离方法MAI作热噪声样干扰导致信噪严重恶化系统容量降种单户信号分离作独立程信号分离技术称单户检测（SingleUser Detection）
联合检测算法分三类：非线性算法线性算法判决反馈算法
区联合检测
TDSCDMA系统中相邻区业务采相频点根扰码进行区分样频区间干扰成考虑问题频干扰区交接带较严重导致系统性恶化系统容量降低区间MAI单区算法单纯作法消干扰白噪声处理减少先验证信息量降低解调门限利先验证信息完成区联合检测需相邻区完整结构化信息包括扰码信道响应扩频系数扩频码
区联合检测单区联合检测基础邻区户者码道信息纳入联合检测方程组中然相邻频区户干扰进行消
联合检测优缺点分析
联合检测充分利MAI户信号作信号作干扰信号分离出基种理技术联合检测移动通信带方面处：
（1）址干扰作噪声效果优传统RAKE接收机
（2）采结合智天线联合检测技术时空联合检测算法时空滤波器提高接收机灵敏度系统抗干扰力增强助频组网
（3）充分利MAI户信息相误码率前提降低SNR（Signal to Noise Ratio）接受求提高接收机性增加系统容量理想情况系统容量提高28倍意味着具更高频谱利率
（4）降低户设备（UE）发射功率提高UE机通话时间时降低设备成障率
（5）具克服远效应力功率控制求RAKE接收机方法低联合检测技术消MAI干扰产生噪声量干扰信号接受功率关减少远效应信号接收影响
33时分双工
时分双工（TDDTime Division Duplex）种通信系统双工方式移动通信系统中分离接收传送信道（行链路）FDD区TDD系统接收传送频率信道载波时隙保护时间分离接收传送信道FDD分离两称频率信道保护频段分离接收传送信道
TDDFDD原理图12示：
图12 TDDFDD原理
TDD优缺点分析
样满足IMT2000求前提TDD系统系统拟优势体现方面
(1)提高系统频谱利率
TDD时隙行链路需数量动态分配仅适应称业务传统语音业务非常适合日益增长非称实时非实时数业务媒体特网需IP业务动态需分配时隙频谱资源优利外TDD种频率资源需成频率效零碎频率资源提供样速率业务时TDD模式占带宽较FDD模式少
(2)降低功率控制求
FDD模式CDMA移动通信系统中减少频干扰终端必须保证接收性前提低功率传送信息需精确功率控制时克服谓远效应需快速高效功率控制外行链路衰落子相关需闭环功率控制FDD模式CDMA移动通信系统功率控制极敏感功率控制失败会导致十分严重系统容量降TDD模式CDMA移动通信系统行链路衰落子相关仅需开环功率控制行链路采相发射频率系统开环功率做较准确样系统设计系统发射功率更迅速效收敛理想功率点
(3)提高终端接收性
移动通信系统中广泛采分集接收技术减少信道衰落选择性分集接收机通测量相互独立路径选择路径接收信号电提高接收性接收机复杂性相应提高种情况基站容忍复杂性提高终端行时天线（空间）分集终端提供分集接收仅种方法
根TDD模式原理基TDD模式系统行链路衰落相基站通测量天线接收行链路信号功率估计强路径估计选择天线行链路帧传送样终端增加复杂性情况助基站天线分集设备实现天线选择分集接收性改进
(4)适合采智天线技术
智天线系 统天线阵相干接收机高级数字信号处理算法组成仅固定波束传统天线较智天线够效形成波束赋型波束指特 定户适应踪移动户智天线工作原理知高效率建立行链路行链路线路径方面称性基础需量保 证线环境传输条件相样行链路估计参数较完符合行链路进入行波束赋型器阵列TDD模式优势户信号发送接收发生完全相频率行两方中传输条件相者说称样智天线正常工作区间干扰降低获佳系统性
(5)更容易实现低功耗模终端
低功耗模式终端仅移动户带通信携带方便购买成降低未移动通信系统必然求追求目标TDD模式系统具行信道互惠性功率控制求相较低适合采智天线等新技术TDD模式终端配置FDD模式终端更少功单元更容易实现低功耗尺寸模终端
然系统具备优点时会存劣势FDD系统较TDD系统问题终端移动速度覆盖距离等方面表现点
①系统覆盖影响
TDD系统均功率峰值功率时隙数增加增加考虑耗电成素户终端发射功率通信距离（区半径）较FDD系统区半径达十公里外TDD模式中行保护时隙宽度决定覆盖半径限制区覆盖范围
②干扰问题
TDD模式CDMA移动通信系统干扰问题包括行链路间干扰运营商间干扰功率脉干扰
行链路间干扰分区行链路间干扰区间行链路间干扰前者区户间步受破坏行链路时间分配衡者非称TDD时隙影响邻区线资源导致区间行链路干扰外功率基站会阻塞邻区基站接收区终端处区边界功率终端会阻塞邻区具时隙分配终端
运营商间干扰邻频干扰TDD系统中邻频干扰FDD系统更TDD系统步求高干扰产生失步会严重影响TDD系统
功率脉干扰缘两方面原：
短TDD帧短传输时间二型终端部设备间脉传输
③步求高
基站时接收发送移动终端传送必须基站停止发送时开始意味着区户间户基站间需严格步果区户间发生步行导致区户干扰果户基站间步发生通信阻塞FDDCDMA移动通信系统没问题
外区间终端间干扰问题邻区基站间求步般符号级精确步样步求基站GPS接收机公分布式时钟增加移动网建设运行维护费
④移动速度目前难FDD模式相
目前ITU求TDD系统达120kmhFDD系统求达500kmhFDD系统连续控制TDD系统时间分隔控制高速移动时普勒效应导致快衰落速度越高衰落变换频率越高衰落深度越深
总言第三代移动通信系统中TDD模式FDD模式更效利频谱节省运营投资更适合传送非称业务着新技术新业务发展应TDD模式必日益受重视通采时分双工联合检测智天线接力切换等关键技术TDSCDMA系统必会体现出越越技术优势
34 步技术
概述
TDSCDMA步技术包括网络步节点步初始化步传输信道步线接口步Iu接口时间校准行步等中网络步选择高稳定度高精度时钟作网络时间基准确保整网络时间稳定步基础初始化步终端成功接入网络节点步传输信道步线接口步Iu接口时间校准等终端正常进行符合QoS求业务传输
节点步
节点步估计补偿UTRAN节点（Node B）间定时误差FDDTDD模式定时误差估计补偿精度求节点步分两种：RNCNode B节点步Node B间节点步
TDD模式Node B间节点步两种方式：种方式通标准步端口获种方式通空中接口获
初始化步
移动终端开机建立行步程称初始化区步程区搜索区搜索终目读取区系统广播消息获进行业务传输参数里步仅指时间步包括频率码字广播信道步分4步进行分DwPTS步扰码基中间码识控制复帧步读取广播信道
（1）DwPTS步：终端首先系统中32SYNCDL码字进行相关搜索峰值码字认前接入区SYNCDL时根相关峰值时间位置初步确定系统行定时般匹配滤波器完成
（2）扰码基中间码识：第步识出SYNCDL码字知道应中间码组终端需相关方法逐测试4基码相位找前系统Midamble码知道扰码
（3）控制复帧步：终端通检测DwPT相PCCPCH中间码QPSK调制香味便宜广播信道控制复帧信息块PCCPCH中位置
（4）读取广播信道：通第三步检测接子帧广播信道交织周期第子帧根检测线信道参数读取广播信道信息知道完整区信息初始化区步完成
35动态信道分配
动态信道分配概述
TDSCDMA系统线资源包括频率时隙码字功率空间资源系统中条物理信道通载频时隙扩频码组合标记信道实际分配种线资源分配程动态信道分配（DCA）算法特点：
（1）根移动通信实际情况约束条件设法更户接入高效率利限线资源提高系统容量
（2）适应3G业务需尤高速率行称数业务媒体业务
DCA形式
般讲DCA包括两方面：慢速DCA快速DCA前者资源分配区者资源分配承载业务
DCA优缺点分析
采DCATDD系统优势够灵活分配时隙资源动态调整行时隙数灵活支持称非称业务
DCA具频带利率高需信道预规动适应网络中负载干扰变化等优点助提高系统容量更效利限信道资源缺点
DCA算法相固定信道分配（FCA）说较复杂信道分配占系统开销较
36接力切换
接力切换基概念
接力切换（BHBaton Handover）TDSCDMA系统核心技术设计思想利智天线行步等技术UE距离方位进行定位基础UE方位距离信息辅助信息判断目前UE否移动进行切换相邻基站邻区域接力切换通智天线行步等技术机结合巧妙软切换高成功率硬切换高信道利率结合起种具较系统性优化切换方法
实现接力切换必条件：网络准确获UE位置信息包括UE信号达方（DOV）UE基站间距离
接力切换程
接力切换分3程测量程判决程执行程
接力切换性简分析
接力切换介硬切换软切换间种新切换方法软切换相两者具较高切换成功率较低掉话率较行告饶等特点处接力切换需时基站终端提供服务克服软切换需占信道资源较信令复杂导致系统负荷加载加重增加行链路干扰等缺点
硬切换相两者具较高资源利率较简单算法系统相较轻信令负荷等特点处接力切换断开原基站目标基站建立通信链路时进行克服传统硬切换掉话率较高切换成功率较低缺点接力切换突出优点切换高成功率信道高利率
37软件线电
软件线电概念
软件线电（SDRSoftware Defined Radio）指采数字信号处理技术编程控制通硬件台利软件定义实现线电台部分功包括前端接收中频处理信号基带处理等整线电台高频中频基带直控制协议部分全部软件编程完成
采软件线电技术目线通信通信功软件实现线通信新系统新产品新业务开发逐步通软件实现应软件线电技术处线通信系统升级提供灵活性时软件线电话音数业务混合带更低成容量质量覆盖互换性线通信系统中软件线电台构成图21示
图21 软件线电台示意图
SDR核心思想宽带模数（AD）数模（DA）变换器射频天线软件线电结构中通引入宽带AD变换技术信道享宽带AD变换器降低信道投资
SDR台DSP软件完成数字信号处理（DSP完成基带信号处理）完成种信号调制解调根系统实际需软件中添加种算法完成特定功
软件线电关键技术
软件线电技术软件化计算密集型操作形式数字模拟信号间转换计算速度运算量存储量数处理方式等问题息息相关技术决定着软件线电技术发展程度进展速度宽带频段天线ADA转换器件DSP（数字信号处理器）技术实时操作系统软件线电关键技术
(1) 宽带频段天线
理想软件线电系统天线部分应该够覆盖全部线通信频段通常说部阻抗匹配频段电台天线混软件线电宽工作频率范围实现障碍通信必须种电台波段匹配天线实现软件线电通信必须副收发种频率信号线性性宽带天线
软件线电台覆盖频段2MHz～2 000MHz般情况数系统覆盖频段窗口必覆盖全部频段采组合式频段天线方案2MHz～2 000MHz频段分2MHz～30MHz30MHz～500MHz500MHz～2 000MHz三段仅技术行基影响技术求
(2)ADA转换器件
软件线电通信系统中达数字形式处理线信号必须AD转换天线端推移样AD转换器性提出更高求保证抽样信号保持原信号信息AD转换满足Nyquist抽样准实际应中保证系统更性通常抽样率带宽25倍软件线电通信系统般采低分辨率模数转换器分辨率低信号处理精度会降低增加转换器精度成热点更高转换带宽求行AD转换方法完成
(3) DSP技术
DSP完成电台部数处理调制解调编码解码等工作电台部数流量进行滤波变频等处理运算次数必须采高速实时行数字信号处理器模块专集成电路达求完成艰巨务必须求硬件处理速度断增加芯片容量扩时求算法进行针处理器优化改进两方面断提高数字信号处理技术发展懈动力样实现电台部软件高速运行种功灵活切换控制
(4)实时操作系统
软件线电实现 重基础处理器速度提高然定处理速度限制需效实时应处理软件实时操作系统支持充分发挥处理器性通操作系统 相实时操作系统处理务时间调度控制更加明确进行高速数字信号处理时更效分配限处理资源针通信体制点采 开发高效灵活实时操作系统实时应软件完成种通信模式着移动通信继续发展需增加具新功系统模块户提供更先进服务
软件线电优势
软件线电提供新概念通线通信台基础基软件实现新业务新技术降低开发成周期产品技术发展额水品外着技术进步线通信产品生命周期越越短针单产品线投资风险较基SDR产品生产传统产品原材料成低产品寿命长时硬件简单化标准化产品更容易生产降低投资风险
第4章 TDSCDMA线网络性分析
系统覆盖容量服务质量相互制约规划中必须系统覆盖容量服务质量统起进行综合性分析
性分析方法：系统设计仅求满足缝覆盖基求考虑容量系统影响
41覆盖
覆盖性评估指标：系统覆盖质量种综合评估结果仅包括前覆盖质量反覆盖质量区分业务信道覆盖质量导频信道覆盖质量系统性指标包括业务质量导频信号质量指标面介绍反映覆盖性指标重参数
1EcIo（dB）：定义PN码片周期累积导频量接收带宽总功率谱密度（单位dB）移动台必须接收足够强度导频获基站基步信息进行信道估计相关
2EbNt（dB）：定义接收合特量等效噪声（噪声加干扰）功率谱密度（单位dB）体现业务信道质量功率控制EbNt目标值素关包括移动台移动速度业务类型速率QoS求径环境等素关规划程中需该EbNt曲线常采查表方式实现种谓链路性表事先通链路仿真工具
3FERBLER：业务质量（话音质量）相观概念通常通误帧率描述前反FER减接受程度户接受话音误帧率通常1％数业务误帧率容忍5％业务会FER属统计性性指标定义单位时间接收误帧总帧数FER业务信道EbNt应关系通链路仿真通常通EbNt反映FER情况
4MS发射功率（dBm）：规划中假设功率控制总效移动台总够克服基站端干扰低功率发射移动台发射功率反映反覆盖情况评估网络质量重参数时通测试移动台通常移动台发射功率21dBm左右果需移动台发射功率值时认反法覆盖
5MS接收干扰功率（dBm）：移动台接收功率包括服务区业务信号区发干扰信号热噪声该参数反映移动台端干扰水评估网络质量重参数
覆盖性分析方法
覆盖分析方法：覆盖分析目标针户特定规划区域进行网络覆盖业务容量进行分析出网络重链路性指标前反覆盖范围业务量负载情况覆盖分析网络详细分析需提供相关详细数包括电子图业务密度分布基站位置参数设计天线参数传播模型等信息需强调覆盖分析程中默认功率控制效够保证基站移动台满足业务数正确调制解调需低功率发射
前覆盖分析：前链路言种性指标关键基站发射功率基站发射功率移动台分布业务密度情况密切相关准确获基站发射功率需通静态仿真方法循环迭代计算
覆盖分析：反链路言前链路类似关键移动台发射功率区发射天线处干扰强度进步项性指标
42容量
容量分析方法：
1 TDSCDMA系统纯话音业务
根覆盖分析结果（前反覆盖衡结果）出区覆盖范围话务密度图统计出区覆盖范围业务量
（1）根户指定话务密度图进行覆盖分析
（2）根覆盖分析结果话务密度图计算覆盖区域业务容量
（3）分计算区前反负载子
(4) 区负载负载限（容量估算）进行较判断区否载 载数值
2 TDSCDMA系统话音数混合业务：
混合业务首先话音户优先原进行分析区业务量吞吐量限较出扇区负载结果然选择业务类型业务模型针选择业务类型业务模型仿真方法进行覆盖分析根仿真结果前反链路业务高吞吐量吞吐量区半径间关系数吞吐量话音负载间关系根覆盖分析结果业务密度图区吞吐量根容量仿真高吞吐量计算区前反负载子
区负载负载限（容量估算）进行较判断区否载载数值通仿真话音负荷前反链路扇区数吞吐量限吞吐量区半径间关系
根覆盖分析结果确定混合业务情况前反覆盖区域便相应业务类型业务量数入应扇区中具体算法话音业务类似首先计算话音业务负载情况扇区够满足话音业务前提进行数业务分析分析方法类似话音业务
43切换分析方法
TDSCDMA系统切换率规划区业务负载情况区覆盖区域软切换参数设置着密切关系单纯手工法完成精确计算必须助TDSCDMA网络规划软件通计算机模拟完成作线覆盖分析容网络规划软件进行覆盖分析时般移动台动态行进行模拟根业务分布预测结果定业务量分布规划区然通迭代计算完成分析种静态模拟程样切换区域理分布切换区域面积占总覆盖区面积例例似认等系统软切换率
44性分析实例
面某工具软件作分析台工程进行覆盖分析工程北京市区分布25基站示事先已业务密度分布图完成覆盖分析
通原方案新方案覆盖性解决覆盖足提高覆盖质量达提高网络覆盖质量作
A加油站前
B加油站
图中强导频强度分布图加站导频覆盖分析结果出覆盖盲区已解决
强导频强度分布图（加油站前）
强导频强度分布图（加油站）
覆盖质量（加油站前）
覆盖质量（加油站）
参考文献
1朱东罗建迪汪鼎TDSCDMA线网络规划设计优化(第3版) 北京民邮电出版社2008450478
2TDSCDMA 产生背景中兴通讯股份限公司
3TDSCDMA网络优化简介中兴通讯股份限公司
4TDSCDMA电子图MapInfo软件简介中兴通讯股份限公司
5TDSCDMA覆盖优化中兴通讯股份限公司
6TDSCDMA掉话分析中兴通讯股份限公司
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学校代码 10857
学 号20142111101
1分类号
1密 级 公 开
毕业设计(文)
TDSCDMA系统概述
学历层次
专
教学系名称
电子动化工程
专业名称
电子信息工程技术
学生姓名
岳鹏
指导教师
黄
2017 年 4 月01日
摘
伴着移动通信快速发展移动通信业务通信质量求越越高原移动通信系统已满足需求第三代移动通信系统相第二代移动通信系统分众优势势必取代第二代移动通信系统第三代移动系统已发达国家普应3G中国刚刚起步具中国产权3G系统TDSCDMAWSCDMACDMA2000列3G系统中三标准TDSCDMA采行步智天线联合检测时分工软件线电等诸关键技术第三代移动通信系统具更高频谱利率更低成线网络优化方面具独指出满足语音业务需求满足行称数媒体业务中国刚起步第三代移动通信中国研发TDSCDMA广阔市场前景中国第三代移动通新发展具着积极作
目前TDSCDMA线网络优化处非成熟期问题然探索发现解决程线网络优化通调整种相关线网络工程设计参数线资源参数满足系统现阶段种线网络指标求优化调整程时周期性程系统线网络求断变化
文针TDSCDMA系统提出TDSCDMA线网络优化流程TDSCDMA线网络优化方法通流程方法提出解决TDSCDMA网络中问题办法网络品质提升台阶通TDSCDMA线网络研究TDSCDMA网络优化学素定位分析利时问题定位分析提出解决方案
关键词：TDSCDMA系统移动通信帧结构关键技术
目录
第1章 绪 3
第2章 TDSCDMA系统基原理 4
21 TDSCDMA系统结构 4
22 TDSCDMA网络结构模型 4
第3章 TDSCDMA系统关键技术介绍 6
31智天线 6
32联合检测 7
33时分双工 8
34 步技术 11
35动态信道分配 13
36接力切换 13
37软件线电 14
第4章 TDSCDMA线网络性分析 17
41覆盖 17
42容量 18
43切换分析方法 19
44性分析实例 19
参考文献 23
第1章 绪
TDSCDMA（时分—步码分址接入Time DivisionSynchronous Code Division Multiple Access）第三代移动通信系统标准信息产业部电信科学技术研究院（现唐集团）国家部门支持年研究提出具定特色第三代移动通信（3G3rd Generation）系统标准中国百年通信史第具知识产权国际通信标准国通信发展史具里程碑意义产生深远影响该标准文件国原线通信标准组（CWTSChinese Wireless Telecommunication Standardgroup）终修改完成原邮电部批准1998年6月代表国提交国际电信联盟（ITUInternational Telecommunication Union）相关国际标准组织
TDSCDMA标准公开国际引起强烈反响西门子等许著名公司众运营商重视支持
1999年11月芬兰赫尔辛基召开国际电信联盟会议TDSCDMA列入ITU建议ITUR M1457中成ITU认第三代移动通信线传输技术（RTTRadio Transmission Technology）流技术
2000年5月世界线电行政会正式接纳TDSCDMA第三代移动通信系统国际标准TDSCDMA成欧洲日提出WCDMA美国
提出cdma2000列三流3G标准百年中国电信史重突破标志着国移动通信技术方面进入世界先进行列
2002年10月23日信息产业部公布TDSCDMA频谱规划TDSCDMA标准划分总计155MHz（1 880～1 920MHz2 010～2 025MHz补充频段2 300～2 400MHz）非称频段
2006年1月20日信息产业部正式颁布TDSCDMA国通信行业标准
第2章 TDSCDMA系统基原理
21 TDSCDMA系统结构
TDSCDMA系统结构完全遵循3GPP指定UMTS（Universal Mobile Telecommunication System）网络结构分UMTS面线接入网（UTRANUMTS Terrestrial Radio Access Network）核心网（CNCore Network）现3GPPTDSCDMA LCR标准核心网甚业务台WCDMA相
22 TDSCDMA网络结构模型
TDSCDMA系统网络结构标准化组织3GPP制订UMTS网络结构样功分两基域户设备域（User Equipment Domain）基结构域（Infrastructure Domain）图11示
图1 UMTS域参考点
户设备域
户设备域具功种类型设备组成双模GSMUMTS户终端智卡等中前者够兼容种种现接入（固定线）设备户设备域进步分移动设备（MEMobile Equipment）域户业务识单元（USIMUMTS Subscriber Identity Module）域图11示
(1)移动设备域：
移动设备域完成线传输应接口功UMTS接入层核心网结构关户关
(2)户业务识单元（USIM）域：
户业务识单元包含清楚安全确定身份数程功般存入智卡中特定户关户移动设备关
基结构域
基结构域进步分接入网域核心网域接入网域接入技术相关功模块组成直接户相连接核心网域功接入技术关两者通开放接口连接功方面出发核心网分分组交换业务域电路交换业务域网络终端具分组交换功电路交换功时具两种功
第3章 TDSCDMA系统关键技术介绍
31智天线
智天线基概念
移动通信环境条件复杂形建筑物结构会电波传播产生影响量户间相互作会产生时延扩散瑞利衰落径信道干扰等会通信质量受影响时候采智天线效解决问题智天线采空分址技术利信号传输方差频率时隙码道信号区分开限度利限信道资源
智天线核心数字信号处理部分根定准天线阵列产生定波束指户动调整权重系数实现需空间滤波
智天线技术优势
TDSCDMA系统中采智天线会带优势
（1）提高信号干扰改善通信质量
采窄波束瓣接受发射信号旁瓣零点抑制干扰信号降低系统干扰提高阵列输出信噪提高系统抗干扰力外移动通信中径干扰定削弱力改善通信质量
（2）增加系统容量提高时通信户数量
采窄波束接收发射移动户信号降低户干扰干扰CDMA系统效提高系统容量时采空分技术复信道增加系统容量
（3）扩通信覆盖区域提高频谱利率
智天线辐射方图理软件进行控制网络覆盖需调整新建筑物等原原覆盖改变等情况均非常简单通软件优化非常简便着移动通信需求增长新建量少建基站基础增加系统容量降低运营成
（4）降低基站发射功率减少电磁辐射环境
普通天线天线基础中发射信号采时高效率放器TDSCDMA中智天线波束形成增益减少功放求降低基站发射功率时减少电磁环境辐射
32联合检测
联合检测技术简介
联合检测（JDJoint Detection）户检测（MultiUser Detection）种CDMA系统中户信号时域频域混叠接受时需数字域定信号分离方法户信号分离出信号分离方法致分单户检测技术户检测技术两种
实际CDMA移动通信系统中存址干扰（MAI）户信号间存定相关性户产生MAI固然着户数增加信号功率增MAI成宽带CDMA通信系统干扰传统CDMA系统信号分离方法MAI作热噪声样干扰导致信噪严重恶化系统容量降种单户信号分离作独立程信号分离技术称单户检测（SingleUser Detection）
联合检测算法分三类：非线性算法线性算法判决反馈算法
区联合检测
TDSCDMA系统中相邻区业务采相频点根扰码进行区分样频区间干扰成考虑问题频干扰区交接带较严重导致系统性恶化系统容量降低区间MAI单区算法单纯作法消干扰白噪声处理减少先验证信息量降低解调门限利先验证信息完成区联合检测需相邻区完整结构化信息包括扰码信道响应扩频系数扩频码
区联合检测单区联合检测基础邻区户者码道信息纳入联合检测方程组中然相邻频区户干扰进行消
联合检测优缺点分析
联合检测充分利MAI户信号作信号作干扰信号分离出基种理技术联合检测移动通信带方面处：
（1）址干扰作噪声效果优传统RAKE接收机
（2）采结合智天线联合检测技术时空联合检测算法时空滤波器提高接收机灵敏度系统抗干扰力增强助频组网
（3）充分利MAI户信息相误码率前提降低SNR（Signal to Noise Ratio）接受求提高接收机性增加系统容量理想情况系统容量提高28倍意味着具更高频谱利率
（4）降低户设备（UE）发射功率提高UE机通话时间时降低设备成障率
（5）具克服远效应力功率控制求RAKE接收机方法低联合检测技术消MAI干扰产生噪声量干扰信号接受功率关减少远效应信号接收影响
33时分双工
时分双工（TDDTime Division Duplex）种通信系统双工方式移动通信系统中分离接收传送信道（行链路）FDD区TDD系统接收传送频率信道载波时隙保护时间分离接收传送信道FDD分离两称频率信道保护频段分离接收传送信道
TDDFDD原理图12示：
图12 TDDFDD原理
TDD优缺点分析
样满足IMT2000求前提TDD系统系统拟优势体现方面
(1)提高系统频谱利率
TDD时隙行链路需数量动态分配仅适应称业务传统语音业务非常适合日益增长非称实时非实时数业务媒体特网需IP业务动态需分配时隙频谱资源优利外TDD种频率资源需成频率效零碎频率资源提供样速率业务时TDD模式占带宽较FDD模式少
(2)降低功率控制求
FDD模式CDMA移动通信系统中减少频干扰终端必须保证接收性前提低功率传送信息需精确功率控制时克服谓远效应需快速高效功率控制外行链路衰落子相关需闭环功率控制FDD模式CDMA移动通信系统功率控制极敏感功率控制失败会导致十分严重系统容量降TDD模式CDMA移动通信系统行链路衰落子相关仅需开环功率控制行链路采相发射频率系统开环功率做较准确样系统设计系统发射功率更迅速效收敛理想功率点
(3)提高终端接收性
移动通信系统中广泛采分集接收技术减少信道衰落选择性分集接收机通测量相互独立路径选择路径接收信号电提高接收性接收机复杂性相应提高种情况基站容忍复杂性提高终端行时天线（空间）分集终端提供分集接收仅种方法
根TDD模式原理基TDD模式系统行链路衰落相基站通测量天线接收行链路信号功率估计强路径估计选择天线行链路帧传送样终端增加复杂性情况助基站天线分集设备实现天线选择分集接收性改进
(4)适合采智天线技术
智天线系 统天线阵相干接收机高级数字信号处理算法组成仅固定波束传统天线较智天线够效形成波束赋型波束指特 定户适应踪移动户智天线工作原理知高效率建立行链路行链路线路径方面称性基础需量保 证线环境传输条件相样行链路估计参数较完符合行链路进入行波束赋型器阵列TDD模式优势户信号发送接收发生完全相频率行两方中传输条件相者说称样智天线正常工作区间干扰降低获佳系统性
(5)更容易实现低功耗模终端
低功耗模式终端仅移动户带通信携带方便购买成降低未移动通信系统必然求追求目标TDD模式系统具行信道互惠性功率控制求相较低适合采智天线等新技术TDD模式终端配置FDD模式终端更少功单元更容易实现低功耗尺寸模终端
然系统具备优点时会存劣势FDD系统较TDD系统问题终端移动速度覆盖距离等方面表现点
①系统覆盖影响
TDD系统均功率峰值功率时隙数增加增加考虑耗电成素户终端发射功率通信距离（区半径）较FDD系统区半径达十公里外TDD模式中行保护时隙宽度决定覆盖半径限制区覆盖范围
②干扰问题
TDD模式CDMA移动通信系统干扰问题包括行链路间干扰运营商间干扰功率脉干扰
行链路间干扰分区行链路间干扰区间行链路间干扰前者区户间步受破坏行链路时间分配衡者非称TDD时隙影响邻区线资源导致区间行链路干扰外功率基站会阻塞邻区基站接收区终端处区边界功率终端会阻塞邻区具时隙分配终端
运营商间干扰邻频干扰TDD系统中邻频干扰FDD系统更TDD系统步求高干扰产生失步会严重影响TDD系统
功率脉干扰缘两方面原：
短TDD帧短传输时间二型终端部设备间脉传输
③步求高
基站时接收发送移动终端传送必须基站停止发送时开始意味着区户间户基站间需严格步果区户间发生步行导致区户干扰果户基站间步发生通信阻塞FDDCDMA移动通信系统没问题
外区间终端间干扰问题邻区基站间求步般符号级精确步样步求基站GPS接收机公分布式时钟增加移动网建设运行维护费
④移动速度目前难FDD模式相
目前ITU求TDD系统达120kmhFDD系统求达500kmhFDD系统连续控制TDD系统时间分隔控制高速移动时普勒效应导致快衰落速度越高衰落变换频率越高衰落深度越深
总言第三代移动通信系统中TDD模式FDD模式更效利频谱节省运营投资更适合传送非称业务着新技术新业务发展应TDD模式必日益受重视通采时分双工联合检测智天线接力切换等关键技术TDSCDMA系统必会体现出越越技术优势
34 步技术
概述
TDSCDMA步技术包括网络步节点步初始化步传输信道步线接口步Iu接口时间校准行步等中网络步选择高稳定度高精度时钟作网络时间基准确保整网络时间稳定步基础初始化步终端成功接入网络节点步传输信道步线接口步Iu接口时间校准等终端正常进行符合QoS求业务传输
节点步
节点步估计补偿UTRAN节点（Node B）间定时误差FDDTDD模式定时误差估计补偿精度求节点步分两种：RNCNode B节点步Node B间节点步
TDD模式Node B间节点步两种方式：种方式通标准步端口获种方式通空中接口获
初始化步
移动终端开机建立行步程称初始化区步程区搜索区搜索终目读取区系统广播消息获进行业务传输参数里步仅指时间步包括频率码字广播信道步分4步进行分DwPTS步扰码基中间码识控制复帧步读取广播信道
（1）DwPTS步：终端首先系统中32SYNCDL码字进行相关搜索峰值码字认前接入区SYNCDL时根相关峰值时间位置初步确定系统行定时般匹配滤波器完成
（2）扰码基中间码识：第步识出SYNCDL码字知道应中间码组终端需相关方法逐测试4基码相位找前系统Midamble码知道扰码
（3）控制复帧步：终端通检测DwPT相PCCPCH中间码QPSK调制香味便宜广播信道控制复帧信息块PCCPCH中位置
（4）读取广播信道：通第三步检测接子帧广播信道交织周期第子帧根检测线信道参数读取广播信道信息知道完整区信息初始化区步完成
35动态信道分配
动态信道分配概述
TDSCDMA系统线资源包括频率时隙码字功率空间资源系统中条物理信道通载频时隙扩频码组合标记信道实际分配种线资源分配程动态信道分配（DCA）算法特点：
（1）根移动通信实际情况约束条件设法更户接入高效率利限线资源提高系统容量
（2）适应3G业务需尤高速率行称数业务媒体业务
DCA形式
般讲DCA包括两方面：慢速DCA快速DCA前者资源分配区者资源分配承载业务
DCA优缺点分析
采DCATDD系统优势够灵活分配时隙资源动态调整行时隙数灵活支持称非称业务
DCA具频带利率高需信道预规动适应网络中负载干扰变化等优点助提高系统容量更效利限信道资源缺点
DCA算法相固定信道分配（FCA）说较复杂信道分配占系统开销较
36接力切换
接力切换基概念
接力切换（BHBaton Handover）TDSCDMA系统核心技术设计思想利智天线行步等技术UE距离方位进行定位基础UE方位距离信息辅助信息判断目前UE否移动进行切换相邻基站邻区域接力切换通智天线行步等技术机结合巧妙软切换高成功率硬切换高信道利率结合起种具较系统性优化切换方法
实现接力切换必条件：网络准确获UE位置信息包括UE信号达方（DOV）UE基站间距离
接力切换程
接力切换分3程测量程判决程执行程
接力切换性简分析
接力切换介硬切换软切换间种新切换方法软切换相两者具较高切换成功率较低掉话率较行告饶等特点处接力切换需时基站终端提供服务克服软切换需占信道资源较信令复杂导致系统负荷加载加重增加行链路干扰等缺点
硬切换相两者具较高资源利率较简单算法系统相较轻信令负荷等特点处接力切换断开原基站目标基站建立通信链路时进行克服传统硬切换掉话率较高切换成功率较低缺点接力切换突出优点切换高成功率信道高利率
37软件线电
软件线电概念
软件线电（SDRSoftware Defined Radio）指采数字信号处理技术编程控制通硬件台利软件定义实现线电台部分功包括前端接收中频处理信号基带处理等整线电台高频中频基带直控制协议部分全部软件编程完成
采软件线电技术目线通信通信功软件实现线通信新系统新产品新业务开发逐步通软件实现应软件线电技术处线通信系统升级提供灵活性时软件线电话音数业务混合带更低成容量质量覆盖互换性线通信系统中软件线电台构成图21示
图21 软件线电台示意图
SDR核心思想宽带模数（AD）数模（DA）变换器射频天线软件线电结构中通引入宽带AD变换技术信道享宽带AD变换器降低信道投资
SDR台DSP软件完成数字信号处理（DSP完成基带信号处理）完成种信号调制解调根系统实际需软件中添加种算法完成特定功
软件线电关键技术
软件线电技术软件化计算密集型操作形式数字模拟信号间转换计算速度运算量存储量数处理方式等问题息息相关技术决定着软件线电技术发展程度进展速度宽带频段天线ADA转换器件DSP（数字信号处理器）技术实时操作系统软件线电关键技术
(1) 宽带频段天线
理想软件线电系统天线部分应该够覆盖全部线通信频段通常说部阻抗匹配频段电台天线混软件线电宽工作频率范围实现障碍通信必须种电台波段匹配天线实现软件线电通信必须副收发种频率信号线性性宽带天线
软件线电台覆盖频段2MHz～2 000MHz般情况数系统覆盖频段窗口必覆盖全部频段采组合式频段天线方案2MHz～2 000MHz频段分2MHz～30MHz30MHz～500MHz500MHz～2 000MHz三段仅技术行基影响技术求
(2)ADA转换器件
软件线电通信系统中达数字形式处理线信号必须AD转换天线端推移样AD转换器性提出更高求保证抽样信号保持原信号信息AD转换满足Nyquist抽样准实际应中保证系统更性通常抽样率带宽25倍软件线电通信系统般采低分辨率模数转换器分辨率低信号处理精度会降低增加转换器精度成热点更高转换带宽求行AD转换方法完成
(3) DSP技术
DSP完成电台部数处理调制解调编码解码等工作电台部数流量进行滤波变频等处理运算次数必须采高速实时行数字信号处理器模块专集成电路达求完成艰巨务必须求硬件处理速度断增加芯片容量扩时求算法进行针处理器优化改进两方面断提高数字信号处理技术发展懈动力样实现电台部软件高速运行种功灵活切换控制
(4)实时操作系统
软件线电实现 重基础处理器速度提高然定处理速度限制需效实时应处理软件实时操作系统支持充分发挥处理器性通操作系统 相实时操作系统处理务时间调度控制更加明确进行高速数字信号处理时更效分配限处理资源针通信体制点采 开发高效灵活实时操作系统实时应软件完成种通信模式着移动通信继续发展需增加具新功系统模块户提供更先进服务
软件线电优势
软件线电提供新概念通线通信台基础基软件实现新业务新技术降低开发成周期产品技术发展额水品外着技术进步线通信产品生命周期越越短针单产品线投资风险较基SDR产品生产传统产品原材料成低产品寿命长时硬件简单化标准化产品更容易生产降低投资风险
第4章 TDSCDMA线网络性分析
系统覆盖容量服务质量相互制约规划中必须系统覆盖容量服务质量统起进行综合性分析
性分析方法：系统设计仅求满足缝覆盖基求考虑容量系统影响
41覆盖
覆盖性评估指标：系统覆盖质量种综合评估结果仅包括前覆盖质量反覆盖质量区分业务信道覆盖质量导频信道覆盖质量系统性指标包括业务质量导频信号质量指标面介绍反映覆盖性指标重参数
1EcIo（dB）：定义PN码片周期累积导频量接收带宽总功率谱密度（单位dB）移动台必须接收足够强度导频获基站基步信息进行信道估计相关
2EbNt（dB）：定义接收合特量等效噪声（噪声加干扰）功率谱密度（单位dB）体现业务信道质量功率控制EbNt目标值素关包括移动台移动速度业务类型速率QoS求径环境等素关规划程中需该EbNt曲线常采查表方式实现种谓链路性表事先通链路仿真工具
3FERBLER：业务质量（话音质量）相观概念通常通误帧率描述前反FER减接受程度户接受话音误帧率通常1％数业务误帧率容忍5％业务会FER属统计性性指标定义单位时间接收误帧总帧数FER业务信道EbNt应关系通链路仿真通常通EbNt反映FER情况
4MS发射功率（dBm）：规划中假设功率控制总效移动台总够克服基站端干扰低功率发射移动台发射功率反映反覆盖情况评估网络质量重参数时通测试移动台通常移动台发射功率21dBm左右果需移动台发射功率值时认反法覆盖
5MS接收干扰功率（dBm）：移动台接收功率包括服务区业务信号区发干扰信号热噪声该参数反映移动台端干扰水评估网络质量重参数
覆盖性分析方法
覆盖分析方法：覆盖分析目标针户特定规划区域进行网络覆盖业务容量进行分析出网络重链路性指标前反覆盖范围业务量负载情况覆盖分析网络详细分析需提供相关详细数包括电子图业务密度分布基站位置参数设计天线参数传播模型等信息需强调覆盖分析程中默认功率控制效够保证基站移动台满足业务数正确调制解调需低功率发射
前覆盖分析：前链路言种性指标关键基站发射功率基站发射功率移动台分布业务密度情况密切相关准确获基站发射功率需通静态仿真方法循环迭代计算
覆盖分析：反链路言前链路类似关键移动台发射功率区发射天线处干扰强度进步项性指标
42容量
容量分析方法：
1 TDSCDMA系统纯话音业务
根覆盖分析结果（前反覆盖衡结果）出区覆盖范围话务密度图统计出区覆盖范围业务量
（1）根户指定话务密度图进行覆盖分析
（2）根覆盖分析结果话务密度图计算覆盖区域业务容量
（3）分计算区前反负载子
(4) 区负载负载限（容量估算）进行较判断区否载 载数值
2 TDSCDMA系统话音数混合业务：
混合业务首先话音户优先原进行分析区业务量吞吐量限较出扇区负载结果然选择业务类型业务模型针选择业务类型业务模型仿真方法进行覆盖分析根仿真结果前反链路业务高吞吐量吞吐量区半径间关系数吞吐量话音负载间关系根覆盖分析结果业务密度图区吞吐量根容量仿真高吞吐量计算区前反负载子
区负载负载限（容量估算）进行较判断区否载载数值通仿真话音负荷前反链路扇区数吞吐量限吞吐量区半径间关系
根覆盖分析结果确定混合业务情况前反覆盖区域便相应业务类型业务量数入应扇区中具体算法话音业务类似首先计算话音业务负载情况扇区够满足话音业务前提进行数业务分析分析方法类似话音业务
43切换分析方法
TDSCDMA系统切换率规划区业务负载情况区覆盖区域软切换参数设置着密切关系单纯手工法完成精确计算必须助TDSCDMA网络规划软件通计算机模拟完成作线覆盖分析容网络规划软件进行覆盖分析时般移动台动态行进行模拟根业务分布预测结果定业务量分布规划区然通迭代计算完成分析种静态模拟程样切换区域理分布切换区域面积占总覆盖区面积例例似认等系统软切换率
44性分析实例
面某工具软件作分析台工程进行覆盖分析工程北京市区分布25基站示事先已业务密度分布图完成覆盖分析
通原方案新方案覆盖性解决覆盖足提高覆盖质量达提高网络覆盖质量作
A加油站前
B加油站
图中强导频强度分布图加站导频覆盖分析结果出覆盖盲区已解决
强导频强度分布图（加油站前）
强导频强度分布图（加油站）
覆盖质量（加油站前）
覆盖质量（加油站）
参考文献
1朱东罗建迪汪鼎TDSCDMA线网络规划设计优化(第3版) 北京民邮电出版社2008450478
2TDSCDMA 产生背景中兴通讯股份限公司
3TDSCDMA网络优化简介中兴通讯股份限公司
4TDSCDMA电子图MapInfo软件简介中兴通讯股份限公司
5TDSCDMA覆盖优化中兴通讯股份限公司
6TDSCDMA掉话分析中兴通讯股份限公司
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