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5-TD-SCDMA关键技术介绍

文档格式:PPT| 79 页|大小 1.81MB|2024-10-17 发布|举报 | 版权申诉
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    原理:使一组天线和对应的收发信机按照一定的方式排列和激励,利用波的,干涉原理,可以产生强方向性的辐射方向图空分多址大大增加系统容量,智能天线技术,上行,DOA,估计,上行,DOA(,信号入射角,),估计,d:,平行上行信号路程差;,L:,天线阵元间的距离;,:,来波信号方位角;,cos,d/L,=,arccos(d,/L),智能天线技术,智能天线技术实现,上行波束赋形:借助有用信号和干扰信号在入射角度上的差异(,DOA,估计),选择恰当的合并权值(赋形权值计算),形成正确的天线接收模式,即将主瓣对准有用信号,低增益旁瓣对准干扰信号下行波束赋形:在,TDD,方式工作的系统中,由于其上下行电波传播条件相同,则可以直接将此上行波束赋形用于下行波束赋形,形成正确的天线发射模式,即将主瓣对准有用信号,低增益旁瓣对准干扰信号智能天线技术,智能天线实现示意图,智能天线技术,智能天线实现示意图,智能天线系统主要包含如下部分:,智能天线阵列(圆阵,线阵)、,多,RF,通道收发信机子系统(每根天线对应一个,RF,通道)、,基带智能天线算法(基带实现,各用户单独赋形)智能天线技术,TD-SCDMA,系统更适合采用智能天线,TDD,的工作模式,上行下行的无线传播是对称的,上行的信道估计参数可直接应用于下行,相比,FDD,要准确。

    子帧时间较短(,5ms,),便于支持智能天线下的高速移动单时隙用户有限(目前最多,8,个),计算量小,便于实时自适应权值的生成TD-SCDMA,系统是一个以智能天线为核心的,第三代移动通信系统,智能天线技术,智能天线对,TD-SCDMA,系统性能改进分析,普通天线,智能天线,提高了基站接收机的灵敏度;,提高了基站发射机的等效发射功率;,降低了系统的干扰;,降低了系统的误码率;,增加了,CDMA,系统的容量;,改进了小区的覆盖;,降低了无线基站的成本智能天线技术,目录,TDD,技术,智能天线技术,联合检测技术,动态信道分配,接力切换技术,功率控制,抗干扰技术分类,抗干扰技术,单用户检测,多用户检测,技术实现简单导致信噪比恶化,系统性能和容量不理想,充分利用,MAI,中的先验信息而将所有用户信号的分离看作一个统一的过程的信号分离方法,联合检测,干扰抵消,判决反馈,首先从总的接收信号中判决出其中部分的数据,根据数据和用户扩频码重构出数据对应的信号,再从总接收信号中减去重构信号,如此循环迭代,充分利用,MAI,,一步之内将所有用户的信号都分离开来的一种信号分离技术,联合检测技术,联合检测技术,联合检测概念,首先估计所有用户的信道冲激响应,然后利用已知的所有用户的扩频码、扰码和信道估计,对所有用户的信号同时检测,消除符号间干扰(,ISI,)和用户间干扰(,MAI,),从而达到提高用户信号质量的目的。

    联合检测技术,联合检测概念,联合检测的目的就是根据上式中的,A,和,e,估计用户发送的,d,d,是发射的数据符号序列,,e,是接收的数据序列,,n,是噪声,e1=c1*(h1c1*d1+h2c2*d2+h3c3*d3+n),e2=c2*(h1c1*d1+h2c2*d2+h3c3*d3+n)=Ad,e3=c3*(h1c1*d1+h2c2*d2+h3c3*d3+n),e=Ad,n,联合检测原理,联合检测技术,关键是突发序列中的训练序列,e=Ad,n,A,是系统矩阵,,由扩频码,c,和信道脉冲响应,h,决定,扩频码,c,已知,信道脉冲响应,h,利用突发结构中的训练序列,midamble,求解出:,e,mid,=,Gh,+,n,mid,其中:,G,由,Midamble,码构造的矩阵,;,e,mid,接收机接收到总信号中的,Midamble,部分,e,:接收到的数据序列,n,:噪声,联合检测在,TD-SCDMA,系统中的实现,联合检测技术,Data,Midamble,GP,Data,Data,Midamble,GP,Data,关键是突发序列中的训练序列,联合检测在,TD-SCDMA,系统中的实现,e,mid,=,Gh+n,mid,联合检测技术,当忽略,n,mid,时,单小区干扰是主要矛盾,第一圈干扰源,第二圈干扰源,联合检测种类,单小区联合检测:只针对本小区的用户,而将同频邻小区用户的干扰视作白噪声;,多小区联合检测:将同频邻小区纳入联合检测的范畴,进一步降低干扰;,单小区联合检测相比无联合检测能够降低,3.3dB,的干扰,单小区联合检测技术,单小区联合检测只针对本小区的用户,而将同频邻小区用户的干扰视作白噪声;,本小区干扰抑制能力能达到,0.1,以下,即可以消除本小区内,90%,的相互干扰;,多小区联合检测相比单小区联合检测能够降低,1.6dB,的干扰,多小区联合检测技术,多小区联合检测就是把同频相邻小区中对本小区干扰比较大的用户信号纳入到联合检测中;,基于成熟的软件无线电技术平台,毋须添加任何硬件,直接软件升级,无需冗长的操作;,配置简单灵活,对系统影响小。

    仅需修改参数,便可回退到原单小区联合检测;,联合检测原理,-,算法,线性联合检测算法,解相关匹配滤波器法(,DFM,),迫零线性块均衡法(,ZF-BLE,):已实现,最小均方误差线性块均衡法(,MMSE-BLE,):已实现,多小区联合检测,:,消除邻小区强干扰,非线性联合检测算法,最小均方误差判决反馈块均衡法(,MMSE-BDFE,),迫零判决反馈块均衡法(,ZF-BDFE,),根据目前的情况,在,TD-SCDMA,系统中,采用了线性算法的一种,,即迫零线性块均衡(,ZF-BLE,)法联合检测技术,TD-SCDMA,系统适合采用联合检测技术,联合检测在,TD-SCDMA,系统实现的优势,联合检测技术,联合检测对,TD-SCDMA,系统性能改进,提高系统容量;,增大覆盖范围;,减小呼吸效应;,缓解功率控制精度需求;,削弱远近效应频率,MAI,检测到信号,能量,Frequency,允许的信号波动,能量,联合检测技术,智能天线,+,联合检测,联合检测技术,与,RAKE,接收技术的比较,RAKE,接收技术是利用扩频码相关性抑制本小区其它用户的干 扰,然而由于多径和扩频码之间的非正交性,本小区其它用户之间没有完全消除,留有残余干扰,作为噪声处理,随着用户数增加,残余干扰累加得越大。

    联合检测将参与干扰作为可知信号,从用户信号中消除,因此随着用户增加,干扰不会累加,信号质量更好这带来的另一个好处是:,TD-SCDMA,系统,呼吸效应不明显,联合检测技术,目录,TDD,技术,智能天线技术,联合检测技术,动态信道分配,接力切换技术,功率控制,信道分配技术,信道分配:在采用信道复用技术的小区制蜂窝移动系统中,在多信道共用的情况下,以最有效的频谱利用方式为每个小区的通信设备提供尽可能多的可使用信道信道分配过程一般包括呼叫接入控制、信道分配、信道调整三个步骤不同的信道分配方案在这三个步骤中有所区别动态信道分配,信道分配技术,信道分配方案可分为以下三种:,固定信道分配(,FCA,),动态信道分配(,DCA,),混合信道分配(,HCA,),动态信道分配,动态信道分配(,DCA,)的应用,DCA,是,TD-SCDMA,系统中,RRM,(无线资源管理)算法的核心内容之一;,TD-SCDMA,系统中一条信道是由 频率,/,时隙,/,扩频码 的组合唯一确定;,DCA,主要研究的是信道的分配和重分配的原则;,DCA,是通过系统负荷,干扰,用户空间方向角等测量信息来确定最优的资源分配方案,降低系统干扰,提高系统容量,动态信道分配,DCA,的分类,慢速,DCA,:,根据小区业务情况,确定上下行时隙转换点,快速,DCA,:,根据对专用业务信道或共享业务信道通信质量监测的结果,自适应地对资源单元(,RU,,即码道或时隙)进行调配和切换,以保证业务质量。

    快速,DCA,分为以下几类:,频域,DCA,时域,DCA,码域,DCA,空域,DCA,动态信道分配,确定小区上下行时隙,转换点,触发小区重配,对小区,上下行负荷进行统计分析,获取小区平均负荷信息,慢速,DCA,慢速,DCA,:根据小区业务情况,确定上下行时隙转换点,动态信道分配,快速,DCA,快速,DCA,的作用,呼叫到达时,为业务分配合适的无线资源;,呼叫接入后,系统根据承载的业务要求、干扰受限条件及终端移动要求,由,RNC,进行频率、时隙和码道的动态调整及信道间的切换,动态信道分配,Process Orchestration,与,5MHz,的带宽相比,,TD-SCDMA,的,1.6MHz,带宽使其具有,3,倍以上的无线信道数,频域,DCA,可使用的无线信道数,Business Logic,将受干扰最小的时隙动态地分配给处于激活状态的用户,时域,DCA,同一载频,6,个业务时隙,Message Brokering&Transformation,实现多用户在相同载频并行传输,有效提升频谱利用率,码域,DCA,同一时隙,16,个码道,Application Connectivity,通过智能天线,可基于每一用户进行定向空间去耦(降低多址干扰),空域,DCA,空间波束定向赋形,快速,DCA,动态信道分配,Midamble,码分配,信道码,分配,时隙分配,物理层参数,的确定,根据业务,需求确定,基本资,源单元,将旧,配置进行,备份和回收,新业务,业务增加、,删除、修改,时隙格式,确定,记录物理,资源,,结束流程,快速,DCA,信道分配,频域,DCA,在,N,频点小区中为用户选择最佳的接入频点,提高系统的呼通率,降低系统的干扰。

    主要包括频率资源的分配与调整两部分,频点选择触发原因,。

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