移动通信理论与实战第6章-TD-SCDMA通信系统课件.ppt

1、第第6 6章章 TD-SCDMA TD-SCDMA系统系统课程内容课程内容IMT-2000网络结构模型网络结构模型TD-SCDMA系统物理层系统物理层UTRAN接口协议接口协议HSPA+3GPP规定的规定的UMTS 总体结构图总体结构图用户设备域用户设备域(UE)：允许用户接入网络服务的设备：允许用户接入网络服务的设备接入网域接入网域(RAN)：管理接入网资源，为：管理接入网资源，为UE提供接入核心网的机制提供接入核心网的机制核心网域核心网域(CN)：负责全局的通信，包括完成呼叫及承载控制的：负责全局的通信，包括完成呼叫及承载控制的交换网和完成支撑业务所需功能的业务网等交换网和完成支撑业务所需

2、功能的业务网等 空中接口UE组成组成USIM（用户业务识别模块域）（用户业务识别模块域）包括确认用户身份安全的数据信息和处理过程，通常内嵌在独立的智能卡中；USIM卡相对SIM卡增加了卡对网络的认证，且算法升级；ME（移动设备域）（移动设备域）包括无线传输和应用功能。接入网域接入网域UTRANSRNSDRNSNodeBNodeBNodeBNodeBRNCCNRNC IuIuIur IubIubIubIubUEU接入域接入域UTRANNodeB基站位于基站位于Uu接口和接口和Iub接口之间。接口之间。对于用户端而言，对于用户端而言，Node B的主要功能是实现的主要功能是实现Uu接口的物理功接口

3、的物理功能；能；对于网络端而言，对于网络端而言，Node B的主要任务是通过使用为各种接口的主要任务是通过使用为各种接口定义的协议栈来实现定义的协议栈来实现Iub接口的功能。接口的功能。RNC（Radio Network Controller）用于分配和控制用于分配和控制UTRAN的无线资源。控制基站在合适的时间的无线资源。控制基站在合适的时间用合适的强度发射电磁波信号，把基站接收的信号向核心网用合适的强度发射电磁波信号，把基站接收的信号向核心网转发以及控制电磁波信号在不同的基站间接力传递；转发以及控制电磁波信号在不同的基站间接力传递；通过通过Iu接口与移动交换中心接口与移动交换中心(MSC)

4、或或SGSN(服务型服务型GPRS支持节支持节点点)相连接，执行相连接，执行UE和和UTRAN之间的无线资源控制之间的无线资源控制(RRC)协议。协议。R99R4R5R6 引入Iu接口 最大速率2Mbps 语音，电路型多媒体及高速数据为主 2000.32001.32002.6功能冻结时间点 控制与承载分离 分组语音，电路性多媒体，高速数据为主 引入多媒体域(IMS)无线引入HSDPA 研究IMS与PLMN/PSTN/ISDN的电路交换的互操作 MBMS HSUPA2004.12核心网核心网CN标准发展历程标准发展历程R99系统基本结构系统基本结构R99系统基本结构系统基本结构CS域域CS(Ci

5、rcuit Switching)电路交换域电路交换域核心网中为用户业务提供电路交换类型连接的所有实体，核心网中为用户业务提供电路交换类型连接的所有实体，基于基于GSM Phase2+的电路核心网的基础上演进而的电路核心网的基础上演进而来，来，；TDM/ATM传输完成传输完成；MSC(Mobile Switching Centre)移动交换中心移动交换中心 为完成移动用户顺利接入移动通信网而进行的具体信道分配、为完成移动用户顺利接入移动通信网而进行的具体信道分配、呼叫接续、计费管理、话务量控制、基站管理等内容；呼叫接续、计费管理、话务量控制、基站管理等内容；GMSC(Gateway Mobile

6、 Switching Center)网关移动交换中心网关移动交换中心 移动网络与移动网络与PSTN公用电话交换网间连接的重要部件；公用电话交换网间连接的重要部件；完成向完成向HLR查询用户当前位置并获得包含路由信息的漫游号码查询用户当前位置并获得包含路由信息的漫游号码功能；功能；R99系统基本结构系统基本结构PS域域PS（Packet Switching）分组交换域）分组交换域核心网中为用户业务提供分组交换连接的所有网元实体，核心网中为用户业务提供分组交换连接的所有网元实体，以及所有支持相关信令的网元实体；以及所有支持相关信令的网元实体；IPOA/IP技术完成技术完成；SGSN(Serving

7、 GPRS Support Node)GPRS业务支持节点业务支持节点 主要完成分组数据包的路由转发、移动性管理、会话管理、逻主要完成分组数据包的路由转发、移动性管理、会话管理、逻辑链路管理、鉴权和加密、话单产生和输出等功能。辑链路管理、鉴权和加密、话单产生和输出等功能。GGSN(Gateway GPRS Support Node)GPRS网关支持节点网关支持节点 连接连接PS域与外部网络的网关，将网中的域与外部网络的网关，将网中的GPRS分组数据包进行分组数据包进行协议转换，从而可以把这些分组数据包传送到远端的协议转换，从而可以把这些分组数据包传送到远端的TCP/IP或或X.25网络网络R9

8、9系统基本结构系统基本结构CS/PS域共享部分域共享部分HLR（Home Location Register）归属位置寄存器）归属位置寄存器负责移动用户管理的数据库。负责移动用户管理的数据库。存储所管辖用户的签约数据及移动用户的位置信息，存储所管辖用户的签约数据及移动用户的位置信息，可为至某可为至某UE的呼叫提供路由信息。的呼叫提供路由信息。VLR（Visitor Location Register）拜访位置寄存器）拜访位置寄存器一个动态的数据库一个动态的数据库服务于其控制区域内移动用户的，存储着进入其控制服务于其控制区域内移动用户的，存储着进入其控制区域内已登记的移动用户相关信息，为已登记的

9、移动区域内已登记的移动用户相关信息，为已登记的移动用户提供建立呼叫接续的必要条件。用户提供建立呼叫接续的必要条件。AuC鉴权中心鉴权中心EIR移动设备识别寄存器移动设备识别寄存器R4系统基本结构系统基本结构R4系统基本结构系统基本结构演进目标演进目标分离分离CS域的传输和控制域的传输和控制，将MSC分为MGW和MSC Server，提高传输资源的效率，使提高传输资源的效率，使CS域传输和域传输和PS域的分域的分组传输相互独立和统一；组传输相互独立和统一；MSC Server（控制层面）（控制层面）负责移动始发和移动终接的负责移动始发和移动终接的CS域呼叫的呼叫信令控制，本地域呼叫的呼叫信令控制

10、，本地网络层面；网络层面；GMSC Server（控制层面）（控制层面）主要由主要由R99 GMSC的呼叫控制和移动控制部分组成，省会城市的呼叫控制和移动控制部分组成，省会城市层面；层面；CS-MGW（业务层面）（业务层面）只负责业务的承载，可以终接电路交换网络的承载信道和分只负责业务的承载，可以终接电路交换网络的承载信道和分组交换网络的媒体流；组交换网络的媒体流；R5系统基本结构系统基本结构R5系统基本结构系统基本结构定义了定义了HSDPA技术技术减少延迟并增加数据传输的吞吐量和峰值数据速率，减少延迟并增加数据传输的吞吐量和峰值数据速率，特别适合移动多媒体等大量下载信息的业务；特别适合移动多

11、媒体等大量下载信息的业务；引入了引入了IP多媒体子系统多媒体子系统借助借助VoIP技术，将语音打包在技术，将语音打包在IP网传输，使得语音和网传输，使得语音和数据一视同仁，全网数据一视同仁，全网IP传输；传输；R6/R7/R8版本版本R6核心网结构核心网结构提升提升IMS的性能，定义了的性能，定义了IMS与与CS网络互通、网络互通、IMS与与IP网络网络互通、互通、WLAN接入、基于接入、基于IPv4的的IMS、IMS组管理、组管理、IMS业务业务支持、基于流量计费、支持、基于流量计费、GTP-U和和QoS增强等方面的内容。增强等方面的内容。R7核心网的结构核心网的结构 加强了对固定、移动融合

12、的标准化制定，增加加强了对固定、移动融合的标准化制定，增加IMS对对xDSL、Cable等固定接入方式的支持，还定义了策略和计等固定接入方式的支持，还定义了策略和计费控制、端到端费控制、端到端QoS和和IMS紧急业务等内容。紧急业务等内容。R8结构：结构：对对IMS进行了大幅度功能的提升，在固定和移动业务融合进行了大幅度功能的提升，在固定和移动业务融合这一大趋势下，在核心网内部的一些边界正在消失，界这一大趋势下，在核心网内部的一些边界正在消失，界限正在走向模糊。限正在走向模糊。核心网核心网IP化是最大趋势。化是最大趋势。一个手机的通话流程一个手机的通话流程课程内容课程内容IMT-2000网络结

13、构模型网络结构模型TD-SCDMA系统物理层系统物理层UTRAN接口协议接口协议HSPA+物理层作用物理层作用物理层结构物理层结构物理层处于无线接口协议模型的最底层，物理层处于无线接口协议模型的最底层，它直接面向实际承担它直接面向实际承担数据传输的物理媒质，通常包括架空明线、平衡电缆、光纤和数据传输的物理媒质，通常包括架空明线、平衡电缆、光纤和无线信道等。无线信道等。物理层将提供物理介质中比特流传输所需的所有功能，如信道物理层将提供物理介质中比特流传输所需的所有功能，如信道编解码、差错控制、调制解调、扩频解扩、信道复用等等。编解码、差错控制、调制解调、扩频解扩、信道复用等等。TD-SCDMA物

14、理层概述物理层概述 TD：FDMA+TDMA+CDMA的有机结合的有机结合一个物理信道是由频率、时隙、信道码和无线帧一个物理信道是由频率、时隙、信道码和无线帧分配来定义的。分配来定义的。什么是什么是TD-SCDMA Frequency Time Power density(CDMA codes)1.6 MHz 0:15 TS0 2.Carrier(optional)3.Carrier(optional)TS1 TS2 TS3 TS4 TS5 TS6 DL DL DL DL UL UL UL 5 ms DwPTS UpPTS GP DL Time Division Duplex Synchron

15、ous Code Division Multiplex Access物理层帧结构物理层帧结构物理信道帧结构物理信道帧结构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/码码 无线帧无线帧系统帧号系统帧号 子帧子帧5msTS5TS4TS0TS2TS1GPTS3TS6DwPTSUpPTSDataMidambleData675us(864chips)gL1144chipsTD-SCDMA帧结构帧结构每帧有两个上每帧有两个上/下行转换点下行转换点TS0为下行时隙为下行时隙TS1为上行时隙为上行时隙三个特殊时隙三个特殊时隙GP,DwP

16、TS,UpPTS其余时隙可根据根据用户需其余时隙可根据根据用户需要进行灵活要进行灵活UL/DL配置配置物理层帧结构物理层帧结构物理信道帧结构物理信道帧结构3GPP定义的一个定义的一个TDMA帧长度为帧长度为10ms。一个。一个10ms的的帧分成两个结构完全相同的子帧，每个子帧的时长帧分成两个结构完全相同的子帧，每个子帧的时长为为5ms。这是考虑到了智能天线技术的运用，智能。这是考虑到了智能天线技术的运用，智能天线每隔天线每隔5ms进行一次波束的赋形。进行一次波束的赋形。子帧分成子帧分成7个常规时隙（个常规时隙（TS0 TS6），每个时隙长度），每个时隙长度为为864chips，占，占675us

17、）。）。DwPTS（下行导频时隙，长度为（下行导频时隙，长度为96chips，占，占75us）GP（保护间隔，长度（保护间隔，长度96chips，75us）UpPTS（上行导频时隙，长度（上行导频时隙，长度160chips，125us）子帧总长度为子帧总长度为6400chips，占，占5ms，得到码片速率为，得到码片速率为1.28Mcps。物理层帧结构物理层帧结构常规时隙常规时隙常规时隙用作传送用户数据或控制信息。常规时隙用作传送用户数据或控制信息。TS0固定地用作下行时隙来发送系统广播信息；固定地用作下行时隙来发送系统广播信息；TS1固定地用作上行时隙；固定地用作上行时隙；其它的常规时隙可以

18、根据需要灵活地配置成上行或下行以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实现不对称业务的传输Data352chipsMidamble144chipsGP16Data352chips675 s常规时隙常规时隙由由864 Chips组成，时长组成，时长675us；业务和信令数据由两块组成，每个数据块分别由业务和信令数据由两块组成，每个数据块分别由352 Chips组成；组成；训练序列训练序列(Midamble)由由144 Chips组成；组成；16 Chips为保护；为保护；可以进行波束赋形，降低对其它用户的干扰；可以进行波束赋形，降低对其它用户的干扰；物理层结构物理

19、层结构常规时隙物理层信令常规时隙物理层信令TPC/SS/TFCI位置：位于位置：位于midamble的两侧的两侧TFCI：10ms/次，用于通知接收侧当前有效的传输格式组合，即如次，用于通知接收侧当前有效的传输格式组合，即如何解码、解复用以及在适当的传输信道上递交接收到的数据。何解码、解复用以及在适当的传输信道上递交接收到的数据。TPC：5ms/次，用于功率控制，调整步长是次，用于功率控制，调整步长是1,2或或3dB，默认，默认3dBSS：5ms/次，用于实现上行同步，最小精度是次，用于实现上行同步，最小精度是1/8个个chip物理层结构物理层结构常规时隙常规时隙Midamble码码基本基本M

20、idamble码码整个系统有整个系统有128个长度为个长度为128chips的的基本基本midamble码，分成码，分成32个码组，每组个码组，每组4个。个。一个小区采用哪组基本一个小区采用哪组基本midamble码由基站决定码由基站决定，当建立起下，当建立起下行同步之后，移动台就知道所使用的行同步之后，移动台就知道所使用的midamble码组。码组。Node B决定本小区将采用这决定本小区将采用这4个基本个基本midamble中的哪一个。中的哪一个。同一小区的同一时隙内用户具有相同的基本同一小区的同一时隙内用户具有相同的基本Midamble码序列，码序列，但是不同用户的但是不同用户的Mida

21、mble序列对基本训练序列的时间位移是序列对基本训练序列的时间位移是不同的；不同的；物理层结构物理层结构Data352chipsMidamble144chipsGP16Data352chips675 smidamble码是由基本midamble循环位移得到常规时隙常规时隙Midamble码码Midamble码（训练序列）码（训练序列）在同一小区同一时隙内的不同用户所采用的在同一小区同一时隙内的不同用户所采用的Midamble码由码由一个基本的一个基本的Midamble码经过循环移位后产生；码经过循环移位后产生；传输时传输时Midamble码码不进行基带处理和扩频不进行基带处理和扩频，直接与经基

22、带，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。信道估计。训练序列的作用：训练序列的作用：上下行信道估计：上下行信道估计：功率测量；功率测量；上行同步保持。上行同步保持。物理层结构物理层结构Data352chipsMidamble144chipsGP16Data352chips675 sGP(32chips)SYNC-DL(64chips)75 s下行导频时隙下行导频时隙DwPTS用于下行同步和小区搜索，用于下行同步和小区搜索，由由NodeB以最大功率在以最大功率在全方向或某个扇区上发射；全方向或某个扇区上发射；该时

23、隙由该时隙由96 Chips组成组成:32用于保护；用于保护；64用于导频序用于导频序列；时长列；时长75us32个不同的个不同的SYNC-DL码，用于区分不同的基站；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。为全向或扇区传输，不进行波束赋形。物理层帧结构物理层帧结构GP(32chips)SYNC-UL(128chips)125 s上行导频时隙上行导频时隙UpPTS用于建立上行初始同步和随机接入用于建立上行初始同步和随机接入，以及越区切换，以及越区切换时邻近小区测量时邻近小区测量160 Chips:其中其中128用于用于SYNC-UL，32用于保护用于保护SYNC-UL有有25

24、6种不同的码，可分为种不同的码，可分为32个码组，以对个码组，以对应应32个个SYNC-DL码，每组有码，每组有8个不同的个不同的SYNC-UL码，即码，即每一个基站对应于每一个基站对应于8个确定的个确定的SYNC-UL码，码，可用于接可用于接入过程中区分不同的入过程中区分不同的UENodeB从终端上行信号中获得初始波束赋形参数从终端上行信号中获得初始波束赋形参数物理层帧结构物理层帧结构GP保护时隙保护时隙96 Chips保护时隙，时长保护时隙，时长75us；用于下行到上行转换的保护；用于下行到上行转换的保护；在小区搜索时，确保在小区搜索时，确保DwPTS可靠接收，防止干扰可靠接收，防止干扰U

25、L工作；工作；在随机接入时，确保在随机接入时，确保UpPTS可以提前发射，防止干扰可以提前发射，防止干扰DL工作；工作；确定基本的基站覆盖半径。确定基本的基站覆盖半径。物理层结构物理层结构3种信道模式种信道模式逻辑信道：逻辑信道：直接承载用户业务；根据承载的是控制平面业务还是直接承载用户业务；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，即用户平面业务分为两大类，即控制信道和业务信道控制信道和业务信道。传输信道：传输信道：无线接口层无线接口层2和物理层的接口，是物理层对和物理层的接口，是物理层对MAC层提供层提供的服务；根据传输的是针对一个用户的专用信息还是的服务；根据传输的是针对一个用

26、户的专用信息还是针对所有用户的公共信息分为针对所有用户的公共信息分为专用信道和公共信道专用信道和公共信道两两大类。大类。物理信道：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。相对相位都可以理解为一类特定的信道。信道结构信道的概念信道的概念高层业务的接入层，所有的高层信令都要变成RRC消息在空中传送负责决定上层RRC的数据传输类型、传输格式把上层来的数据放在物理通道如特定的时隙、频率和码道上发送出去传输信道及其分

27、类传输信道及其分类传输信道是由传输信道是由L1提供给高层的服务，根据在空中接口上如提供给高层的服务，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。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：传输信道一般可分为两组：专用信道专用信道DCH在这类信道中，在这类信道中，UE是通过物理信道来是通过物理信道来识别。识别。公共信道公共信道在这类信道中，当消息是发给某一特定的在这类信道中，当消息是发给某一特定的UE时，需要有内识别信息；时，需要有内识别信息；广播信道广播信道BCH寻呼信道寻呼信道PCH前向接入信道前向接入信道FACH随机接入信道随机接入信道RACH上行共享信道上行共享

28、信道USCH下行共享信道下行共享信道DSCH信道结构公共信道公共信道广播信道广播信道BCH（下行）（下行）用于广播系统和小区特定信息，它总是在整个小区内发用于广播系统和小区特定信息，它总是在整个小区内发射且有一个单独的传输格式；射且有一个单独的传输格式；寻呼信道寻呼信道PCH下行下行（下行）（下行）在网络在网络不确定用户位置不确定用户位置时，用于在整个小区进行寻呼信时，用于在整个小区进行寻呼信息的发射；息的发射；前向接入信道前向接入信道FACH（下行）（下行）在网络在网络可以确定用户位置可以确定用户位置时，用于向时，用于向UE传送控制信息，传送控制信息，有时也可以被用于传递短的业务数据包；有时

29、也可以被用于传递短的业务数据包；随机接入信道随机接入信道RACH（上行）（上行）用于向用于向UTRAN发送控制信息，有时也可以发送短的业务发送控制信息，有时也可以发送短的业务数据包；数据包；传输信道到物理信道的映射传输信道到物理信道的映射说明：说明：左表中部分物理信道与传输左表中部分物理信道与传输信道并没有映射关系。按信道并没有映射关系。按3GPP规定，只有映射到同一规定，只有映射到同一物理信道的传输信道才能够物理信道的传输信道才能够进行编码组合。由于进行编码组合。由于PCH和和FACH都映射到都映射到S-CCPCH，因，因此来自此来自PCH和和FACH的数据可的数据可以在物理层进行编码组合生

30、以在物理层进行编码组合生成成CCTrCH。其它的传输信道。其它的传输信道数据都只能自身组合成，而数据都只能自身组合成，而不能相互组合。另外，不能相互组合。另外，BCH和和RACH由于自身性质的特由于自身性质的特殊性，也不可能进行组合。殊性，也不可能进行组合。传输信道传输信道物理信道物理信道DCH专用物理信道专用物理信道(DPCH)BCH主公共控制物理信道主公共控制物理信道(P-CCPCH)PCH辅助公共控制物理信道辅助公共控制物理信道(S-CCPCH)FACH辅助公共控制物理信道辅助公共控制物理信道(S-CCPCH)RACH物理随机接入信道物理随机接入信道(PRACH)USCH物理上行共享信道

31、物理上行共享信道(PUSCH)DSCH物理下行共享信道物理下行共享信道(PDSCH)下行导频信道下行导频信道(DwPCH)上行导频信道上行导频信道(UpPCH)寻呼指示信道（寻呼指示信道（PICH）快速物理接入信道快速物理接入信道F-PACH信道结构物理信道处理的一般流程物理信道处理的一般流程数据编码交织扩频加扰射频调制射频发送射频接收射频解调解扰解扩解码解交织数据数据调制数据解调TD-SCDMA的信源编码的信源编码TD-SCDMA与与WCDMA系统都是采用系统都是采用AMR(Adaptive Multi-Rate自适应多码率编码自适应多码率编码)语音编码语音编码编码共有编码共有8种，种，速率

32、从速率从12.2Kbps4.75Kbps编码模式编码模式信源编码和速率信源编码和速率AMR_12.2012.20kbps(GSM FER)AMR_10.2010.20 kbpsAMR_7.957.95 kbpsAMR_7.407.40 kbps(IS-641)AMR_6.706.70 kbps(PDC-FER)AMR_5.905.90 kbpsAMR_5.155.15 kbpsAMR_4.754.75 kbpsAMR_SID1.80 kbps物理信道处理的一般流程物理信道处理的一般流程无纠错编码：BER10-1 10-2不能满足通信需要卷积编码：BER10-3满足语音通信需要Turbo 码：B

33、ER10-6满足数据通信需要信道编码与交织信道编码与交织 信道编码技术是通信道编码技术是通过给原数据添加冗过给原数据添加冗余信息，从而获得余信息，从而获得纠错能力纠错能力 适合纠正非连续的适合纠正非连续的少量错误少量错误 目前使用较多的是目前使用较多的是卷积编码和卷积编码和Turbo编编码（码（1/2，1/3）物理信道处理的一般流程物理信道处理的一般流程信道编码方案信道编码方案传输信道类型传输信道类型编码方案编码方案编码率编码率BCH卷积编码1/3PCH1/3、1/2RACH1/2DCH、DSCH、FACH、USCH1/3、1/2Turbo编码1/3不编码物理信道处理的一般流程物理信道处理的一

34、般流程调制、扩频和加扰调制、扩频和加扰数据调制就是把数据调制就是把2个或个或3个连续的二进制比特映射成一个连续的二进制比特映射成一个复数值的数据符号。个复数值的数据符号。物理信道处理的一般流程物理信道处理的一般流程TD-SCDMA 调制方式调制方式数据调制就是把多个连续的二进制比特映射成一个复数值数据调制就是把多个连续的二进制比特映射成一个复数值的数据符号。的数据符号。IQ000001011010100101111110QPSK8PSK将连续的两个将连续的两个比特映射为信号比特映射为信号空间的一个点空间的一个点 将连续的三个将连续的三个比特映射为信号比特映射为信号空间的一个点空间的一个点 16

35、QAM将连续的四个将连续的四个比特映射为信号空比特映射为信号空间的一个点间的一个点2M业务时业务时HSDPA物理信道处理的一般流程物理信道处理的一般流程TD-SCDMA系统码组系统码组小区码组配置是指小区特有的码组，不同的邻近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：的小区将配置不同的码组。小区码组配置有：（1）下行同步码下行同步码SYNC_DL（2）上行同步码上行同步码SYNC_UL（3）基本基本Midamble码，共码，共128个个（4）小区扰码（小区扰码（Scrambling Code），共），共128个个；TD-SCDMA系统中，有系统中，有32

36、个个SYNC_DL码，码，256个个SYNC_UL码，码，128个个Midamble码和码和128个扰码，所个扰码，所有这些码被分成有这些码被分成32个码组，每个码组包含个码组，每个码组包含1个个SYNC_DL码，码，8个个SYNC_UL码，码，4个个Midamble码和码和4个扰码。个扰码。码资源与物理层处理过程码资源与物理层处理过程TD-SCDMA系统码组系统码组码资源与物理层处理过程码资源与物理层处理过程Code GroupAssociated CodesSYNC-DL IDSYNC-UL IDScrambling Code ID Midamble Code IDGroup 1007(0

37、00111)0(00)0(00)1(01)1(01)2(10)2(10)3(11)3(11).Group 3231248255(000111)124(00)124(00)125(01)125(01)126(10)126(10)127(11)127(11)区分基站区分小区区分同频同时隙不同用户信道估计上行同步保持功率测量开机开机搜索小区搜索小区位置更新位置更新待机待机RRC连接建立连接建立NAS连接建立连接建立切换切换小区小区URA更新更新信道信道重配置重配置RBRAB修改修改RAB建立建立RRC连接释放连接释放主叫主叫/被叫被叫发起发起UE呼叫过程呼叫过程码资源与物理层处理过程码资源与物理层处

38、理过程搜索搜索DwPTS实现复实现复帧同步帧同步读广播信读广播信道道BCH扰码和基本训扰码和基本训练序列码识别练序列码识别UE利用利用DwPTS中中SYNC_DL得到得到与某一小区的与某一小区的DwPTS同步，在这同步，在这一步中，一步中，UE必须要识别出在该小必须要识别出在该小区可能要使用的区可能要使用的32个个SYNC_DL中中的哪一个的哪一个SYNC_DL被使用被使用小区搜索小区搜索码资源与物理层处理过程码资源与物理层处理过程小区搜索小区搜索搜索搜索DwPTS实现复实现复帧同步帧同步读广播信读广播信道道BCH扰码和基本训扰码和基本训练序列码识别练序列码识别码资源与物理层处理过程码资源与物

39、理层处理过程UE通过试探法或排除通过试探法或排除法确定法确定P-CCPCH采用采用的的Midamble码，从而码，从而进一步确定扰码进一步确定扰码小区搜索小区搜索搜索搜索DwPTS实现复实现复帧同步帧同步读广播信读广播信道道BCH扰码和基本训扰码和基本训练序列码识别练序列码识别码资源与物理层处理过程码资源与物理层处理过程为正确解出为正确解出BCH中的信息，中的信息，UE必须要知道每帧的系统帧必须要知道每帧的系统帧号号复帧主指示块复帧主指示块MIB。对。对n个连续的个连续的DwPTS时隙进行时隙进行相位检测即可找到系统帧号，相位检测即可找到系统帧号，从而取得复帧同步从而取得复帧同步小区搜索小区搜

40、索搜索搜索DwPTS实现复实现复帧同步帧同步读广播信读广播信道道BCH扰码和基本训扰码和基本训练序列码识别练序列码识别码资源与物理层处理过程码资源与物理层处理过程UE读取被搜索到小区的一个读取被搜索到小区的一个或多个或多个BCH上的（全）广播上的（全）广播信息，根据读取的结果，信息，根据读取的结果，UE可决定是回到以上的几步还是可决定是回到以上的几步还是完成初始小区搜索。完成初始小区搜索。UE在发起一次呼叫前，必须获得一些与当前所在小区相在发起一次呼叫前，必须获得一些与当前所在小区相关的系统信息，如可使用的关的系统信息，如可使用的PRACH和和FPACH资源等。这些信资源等。这些信息周期性的在

41、息周期性的在BCH上广播上广播上行同步上行同步同步的建立：UE通过对接收到的DwPTS和或P-CCPCH的功率估计来确定SYNC_UL的发射时刻，然后在UpPTS发送基站检测SYNC_UL 序列，估计接收功率和时间，通过FPACH调整下次发射的功率和时间在以后的4个子帧内，基站用FPACH里的一个单一子帧消息向UE发射调整信息同步的保持：在每一上行帧检测Midamble，估计UE的发射功率和发射时间偏移立即在下一个可用的下行帧发射SS和TPC命令进行闭环控制SS上行业务时隙(BTS要求)Midamble随机接入SYNC1ssUpPTSUE的上行突发码资源与物理层处理过程码资源与物理层处理过程随

42、机接入随机接入当高层需要在当高层需要在RACH上传送消息时，就会启动物理层的随机上传送消息时，就会启动物理层的随机接入过程；接入过程；UENode BUpPCH(SYNC_UL)终端选择SYNC1,以估算的时间和功率发送基站检测到SYNC1,并回送定时和功率调整FPACH(PC,SS)PRACH(RRC接入请求接入请求)调整定时和功率,发送随机接入请求S-CCPCH(RRC连接建立响应连接建立响应)指配信道,继续完成接入过程和鉴权DCCH(RRC连接证实连接证实)按L3信令要求，在DCCH上向网络发送证实消息码资源与物理层处理过程码资源与物理层处理过程随机接入冲突处理随机接入冲突处理当发生碰撞

43、或处于恶劣的传播环境中时，当发生碰撞或处于恶劣的传播环境中时，NodeB不能不能发送发送FPACH或不能接收或不能接收SYNC-UL。这时，。这时，UE不能从不能从NodeB得到任何响应。得到任何响应。UE必须通过新的测量来调整发射时间和发射功率，在必须通过新的测量来调整发射时间和发射功率，在一个随机时延后，再次发送一个随机时延后，再次发送SYNC-UL。每次重发射，每次重发射，UE都将重新随机选择都将重新随机选择SYNC-UL突发。突发。码资源与物理层处理过程码资源与物理层处理过程课程内容课程内容IMT-2000网络结构模型网络结构模型TD-SCDMA系统物理层系统物理层UTRAN接口协议接

44、口协议HSPA+接入层和非接入层的概念是针对移动终端接入层和非接入层的概念是针对移动终端UE与核心网的通与核心网的通讯来说的。接入层通过服务接入点（讯来说的。接入层通过服务接入点（SAP）承载上层的业）承载上层的业务；非接入层信令属于核心网功能，作用是在移动终端务；非接入层信令属于核心网功能，作用是在移动终端UE和核心网之间传递消息或用户数据。和核心网之间传递消息或用户数据。UTRAN通用协议模型通用协议模型物理层物理层信令承载信令承载ALCAP应用协议应用协议无线无线网络网络层层传传输输网网络络层层 控制面控制面 传输网络控制面传输网络控制面用户面用户面数据流数据流数据承载数据承载信令承载信

45、令承载 传输网络用户面传输网络用户面 传输网络用户面传输网络用户面包含应用层协议，如：包含应用层协议，如：RANAP、RNSAP、NBAP和传输层应用协和传输层应用协议的信令承载。议的信令承载。包括数据流和相应的承包括数据流和相应的承载，每个数据流的特征载，每个数据流的特征都由一个和多个接口的都由一个和多个接口的帧协议来描述。帧协议来描述。用户平面的数据承用户平面的数据承载和控制平面的信载和控制平面的信令承载都属于传输令承载都属于传输网络层的用户平面网络层的用户平面包括为用户平面建包括为用户平面建立传输承载（数据立传输承载（数据承载）的承载）的ALCAP协协议，以及议，以及ALCAP需需要的信

46、令承载。要的信令承载。UTRAN选用的选用的标准传输技术，标准传输技术，与与UTRAN本身本身无关无关 处理所有与处理所有与UTRAN有有关的事务，所有关的事务，所有UTRAN相关的信息只有在无线网相关的信息只有在无线网络层才是可见络层才是可见空中接口协议空中接口协议RRCMAC物理层物理层BMCRLCRLCRLCRLCRLCRLCRLCRLCPDCPPDCP传输信道逻辑信道无线承载ControlControlControlControlControl控制面信令用户面消息Uu接口边界L1L2/MACL2/RLCL2/BMCL2/PDCPL3媒体接入控制层无线链路控制层广播/多播控制层分组数据汇

47、聚层RRC协议协议RRCRadio Resource Control无线资源控制协议无线资源控制协议RRC为接入层部分通讯协议的核心，是为接入层部分通讯协议的核心，是UE和和UTRAN之间的重之间的重要协议。要协议。RRC 协议用于向非接入层提供服务，例如用于将呼叫控制、会协议用于向非接入层提供服务，例如用于将呼叫控制、会话管理、移动性管理等消息封装之后在控制接口传输；话管理、移动性管理等消息封装之后在控制接口传输；RRC 还提供对其下各层协议的控制和管理功能，还提供对其下各层协议的控制和管理功能，包括无线资源包括无线资源消息交换、无线资源配置控制、消息交换、无线资源配置控制、QoS 控制、通

48、道传输格式设置控制、通道传输格式设置控制、数据包切割组合处理控制等。控制、数据包切割组合处理控制等。在在TD系统中，系统中，UE的所有状态都是由的所有状态都是由RRC协议进行调度的。协议进行调度的。RRC协议协议在在TD系统中，系统中，UE的所有状态都是由的所有状态都是由RRC协议进行调度的。协议进行调度的。UE有两种基本的运行模式，各自处在不同的有两种基本的运行模式，各自处在不同的RRC状态中：状态中：空闲模式空闲模式：UE处于待机（处于待机（Idle）状态，没有业务的存在，）状态，没有业务的存在，UE和和UTRAN之间没有连接，之间没有连接，UTRAN内没有任何有关此内没有任何有关此UE的

49、信息的信息连接模式连接模式：当：当UE完成完成RRC连接建立时，连接建立时，UE才从空闲模式才从空闲模式转移到连接模式。在连接模式下，转移到连接模式。在连接模式下，UE有有4种状态：种状态：Cell-DCH,Cell-FACH,Cell-PCH,URA-PCH。手机在不同的服务状态下使用不同程度的系统资源，能大大手机在不同的服务状态下使用不同程度的系统资源，能大大系统的使用效率。系统的使用效率。RRC状态转换图状态转换图当当UE处于处于空闲模式空闲模式时，时，UE与接入层之间不存在任何连接与接入层之间不存在任何连接，没有，没有激活的电路业务或分组业务。但它可能已在网络中注册，激活的电路业务或分

50、组业务。但它可能已在网络中注册，在指在指定的时间，监听寻呼指示信道及相关的寻呼信息定的时间，监听寻呼指示信道及相关的寻呼信息。空闲模式的。空闲模式的UE由非接入层标识，如由非接入层标识，如IMSI、TMSI和和P-TMSI。RRC状态转换图状态转换图在在UTRAN连接模式连接模式下，下，UE与与UTRAN已建立已建立RRC连接，连接，UTRAN确确知知UE位置信息，为位置信息，为UE分配了无线网络临时标识符（分配了无线网络临时标识符（RNTI），用），用于在公共传输信道时识别于在公共传输信道时识别UE。UTRAN连接模式有以下连接模式有以下4个状态个状态：CELL_DCH、CELL_FACH、