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TD-SCDMA网络规划优化技术培训_part1_图文


TD-SCDMA网络规划优化技术培训

TD-SCDMA网络规划优化技术 培 训 2008年10月 北京
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TD-SCDMA网络规划优化技术培训

主要内容
第一部分:系统综述 第二部分:TD-SCDAM 关键技术 第三部分:TD-SCDAM网络结构及空中接口 第四部分:HSDPA 技术 第五部分:无线资源管理 第六部分:无线网络信令流程 第七部分:无线网络优化
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TD-SCDMA网络规划优化技术培训

课程表
星期一 上午 第一部分:系统综述 星期一 下午 第二部分:TD-SCDAM 关键技术 星期二 上午 第三部分:TD-SCDAM网络结构及空中接口 星期二 下午 第三部分:TD-SCDAM网络结构及空中接口 星期三 上午 第四部分:HSDPA 技术 星期三 下午 星期四 上午 第五部分:无线资源管理 第五部分:无线资源管理

第六部分:无线网络信令流程 星期四 下午 第六部分:无线网络信令流程 星期五 上午 TD-SCDMA 相关测试仪表现场演示和功能讲解 星期五 下午 第七部分:无线网络优化 星期六 上午 第七部分:无线网络优化 星期六 下午 第七部分:无线网络优化
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第一部分 系统综述
TD-SCDMA 的发展历史及产业链现状 典型的3G 业务应用情况 无线网络的接入原理
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TD-SCDMA网络规划优化技术培训

TD-SCDMA 的发展历史及产业链现状
IMT-2000 的历史背景 3G国际标准化组织 IMT-2000系列 TD-SCDMA标准演进趋势 TD-SCDMA产业环境 3G产业链-总体 3G产业链-产业链状况 3G产业链-产值 3G产业链-产业链与价值链 3G产业链-成熟度 3G产业链-TD产业联盟 3G产业链-国际化 3G 的三种制式之间的差异 3GPP 协议
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IMT-2000 的历史背景
1985年, ITU 启动了 FPLMTS(未来公共陆地移动通信系统) 1991年, ITU成立了TG8/1工作组,专门负责FPLMTS 的标准制定. 1992年, WARC(世界无线电行政大会)对FPLMTS的频率进行了划分. 1996年,正式更名为IMT-2000. 1997年,征集空中接口的无线传输技术(RTT)的候选方案 2000年,在芬兰赫尔辛基召开的ITU TG8/1第18次会议最终通过了IMT-2000无线接口 技术规范建议(IMT.RSPC).最终确立了IMT-2000所包含的5个无线接口技术标准.

DMA MC

CDMA DS

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3G国际标准化组织
ITU :是一个政府间组织,在制定标准时采用协商一致的原则.
1865年成立,总部位于瑞士日内瓦. 1920年我国加入国际电联(1972年恢复). ITU-T: 电信标准部,电信标准部设有14个研究组 ITU-R: 无线电通信部,无线电通信部设有8个研究组 ITU-D: 电信发展部,电信发展部门旨在促进第三世界国家的电信发展

3GPP:该组织由各个国家和地区的电信标准化组织组成
1998年12月,第三代协作项目组织成立 主要是制订以GSM核心网为基础,UTRA为无线接口的第三代技术规范

3GPP2:
该组织是于1999年1月成立 主要是制订以ANSI-41核心网为基础,CDMA2000为无线接口的第三代技术规范 .

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IMT-2000 系列
The 5 IMT 2000 terrestrial interfaces agreed by ITU-R
对称频谱 非对称频谱

3GPP2

TR45

IMT-DS
W-CDMA (UTRAN FDD)

IMT-TC
UTRAN TDD TD-SCDMA

IMT-MC
cdma2000

IMT-SC
UWC-136 (EDGE)

IMT-FT
DECT

Direct Spread "UMTS" "UMTS"

Time Code

Multi Carrier

Single Carrier

Frequency Time

CDMA

TDMA
8

FDMA
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TD-SCDMA标准演进趋势

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TD-SCDMA产业环境
1755 1785 1850 1880 1920 1980 2010 2025 2110 2170 2300 2400

Satellite

Satellite

30 MHz

60 MHz

40 MHz

15 MHz

100 MHz

FDD

TDD
TDD 155MHz

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3G产业链-总体
从国际竞争状况看,当前中国电信业发展3G已具备一定 后发优势. 从世界范围内的市场,技术和产业链的成熟度看,3G业 务正在出现转机. 从电信业标准的发展形势看,TD-SCDMA标准带给中国 电信业的崛起机遇,不容错过.

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3G产业链-产业链状况
芯片制造商 软件开发商

终端设备商

系统设备商

测试设备商

光纤光缆制造商

运营商

业务提供商

内容提供商

用户
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3G产业链-产值
具有自主知识产权的TD标准对我国的经济意义,绝不仅限于移 动通信设备产业,它对半导体,精密仪器制造,软件,芯片, 原料,系统集成,电子元器件等领域具有强大的行业辐射力. 据估计,如果对于建设一个TD网络,TD产业链在网络建设上 产值可达1000亿;考虑终端及相关产品,这些产值可达2000亿 元;合计3000亿.并且还不包括SP/CP的营业额!

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3G产业链-产业链与价值链
产业化已进入全面商用的"冲刺"阶段,基本形成了从系统设备 的核心网,接入网到终端芯片,终端以及测试仪器仪表的完整 产业链和由国内外多家厂商供货的环境.

从价值链的角度来讲,3G链条上包括内容提供商,增值集成商, 电信运营商,服务提供商,设备提供商,终端制造商以及上游 元器件厂商和半导体,材料供应商等.
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3G产业链-成熟度
TD-SCDMA的成熟其实是技术的成熟和产业链其他环节的成熟. 技术的成熟包括了网络设备的性能成熟(各个网络层设备成熟);网络运营 管理的成熟(安全认证,计费营帐,互连互通,网络质量等方面的成熟); 业务运营的成熟(业务功能,业务品牌和业务推广);客户服务(网络测试 和优化,专业化的客户服务). 而产业链的其他环节成熟包括了芯片产业,终端产业,业务平台软件产业等 的成熟以及消费者消费习惯的培养.
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3G产业链-TD产业联盟
TD-SCDMA产业联盟成员企业已达29家. – 参与系统设备研发的有大唐,中兴,华为,西门子,北电 网络等; – 网络设备方面则有中兴,华为,西门子等; – 终端芯片有德州仪器,中兴,华为,意法半导体等; – 终端有中兴,三星,LG,南方高科,华立,联想,TCL, 波导,海尔,龙旗,希姆通,英华达等; – 测试仪表有安捷伦,泰克,罗德-施瓦茨,中兴,中创等.
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3G产业链-国际化
中国国家发展与改革委员会与韩国SK电讯在韩国首都首尔商定,双 方将合作开发及签署了有关"TD-SCDMA项目合作"谅解备忘录. 中兴通讯在罗马尼亚建立TD-SCDMA试验网,这是中国具有自主知 识产权的3G技术标准TD-SCDMA海外探索的第一粒"果实". 大唐计划将把TD-SCDMA网络系统运到香港建立测试网,而这一计 划香港特区政府已基本上答应提供测试牌照以及TD的无线频谱. 北京法国电信研发中心有限公司成为该论坛成员,这也是第三代移 动通信(3G)中国标准阵营首次迎来国外运营商的加盟.
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3G 的三种制式之间的差异

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3G 的三种制式之间的差异 (续)

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3GPP协议

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3GPP协 议(续)
www.3gpp.org

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3GPP协议 (续)
25系列协议

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典型的3G 业务应用情况
3G的业务应用 电路域业务 分组域业务 基于位置的服务 QoS 差异化 UE, GGSN和HLR在定义QoS 等级时的作用 QoS 结构 UMTS承载业务QoS 参数属性
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3G的业务应用
conversational

不同业务QOS要求
streaming

interactive

background

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电路域业务
AMR 语音业务:
8种信源速率的自适应 多速率技术: 12.2, 10.2, 7.95, 7.4, 6.7, 5.9, 5.15 and 4.75kbps; 基于时间和语音内容 选择速率; 在同样的语音质量下 降低了所需的平均传输 速率,降低bit 速率可达 20–25%.
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电路域业务(续)
较好语音质量的宽带 AMR-WB
AMR-WB 有9种语音编码速 率: 6.6 - 23.85 kbps. AMR-WB 采样速率由原来 的8 kHz 到 16 kHz 和传统的覆盖200–3400 Hz 语音业务相比,可覆盖2倍的 语音业务带宽 AMR-WB 带宽可延伸到 50–7000 Hz.
R5

平均客户体验 MOS (Mean opinion score)
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分组域业务
图像和多媒体
实时的视频共享

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分组域业务 (续)
PoC 业务
单向通信 当需发送一个burst时链路建立, 而后可释放 独立于UMTS基础网络

边走边聊
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分组域业务 (续) Voice over IP (VoIP) :较低的时延

通过VoIP可选择丰富的业务

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分组域业务 (续)

游戏
不同QoS的 游戏类型

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分组域业务 (续)
数据业务连接:
无线延迟影响

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分组域业务(续)
数据业务连接:
无线延迟影响

例子: TCP文件下载

384 kbps业务 Layer 1 bit 所经历 的往返时间

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基于位置的服务

基于小区覆盖位置的服务 根据到达时间的差估计 网络协助GPS 方法
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QoS 差异化
QoS 差异化所带来的质量上的改进

当 网络内有不 同QoS 需求 业 务的用户是, QoS 差异化有 利于提高网络 资源的利用率

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QoS 差异化 (续)

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QoS 差异化 (续)
所有业务用的同一种 QoS 参数

浪费网络资源.
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QoS 差异化 (续)
有3种QoS 优先等级时资源分配

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QoS 差异化 (续)
2种保证速率和3 种非实时的不同 优先等级业务

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UE, GGSN和HLR在定义QoS等级时的作用

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QoS 结构
TE MS UTRAN SGSN GGSN TE 端到端业务

TE/MS本地 承载业务

UMTS 承载业务

外部 承载业务 CN承载 业务 Backbone network 业务

无线接入承载

Radio承载 业务 UTRA FDD/TDD 业务

Iu承载 业务 Physical 承载业务

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UMTS承载业务QoS 参数属性
业务类型 Maximum bit rate Delivery order Maximum SDU size SDU format information Delivery of erroneous SDUs Residual bit error rate SDU error rate Transfer delay Guaranteed bit rate Traffic handling priority Allocation/retention priority
Χ Χ

语音
Χ Χ Χ Χ Χ Χ Χ Χ

流类
Χ Χ Χ Χ Χ Χ Χ Χ

互动
Χ Χ Χ

后台
Χ Χ Χ

Χ Χ Χ

Χ Χ Χ

Χ

Χ

Χ

Χ

Χ

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UMTS承载业务QoS 参数属性
(1)Maximum bit rate(kb/s):此参数是为了便于无线接口下行链路码的预留. (2)Guaranteed bit rate(kb/s):此参数是为了便于基于可用资源的许可控制和 资源分配. (3)Maximum SDU size(byte):用于许可控制. (4)SDU format information:它是可能的SDU尺寸列表,当UTRAN以透明RLC 协议模式工作的时候需要此信息. (5)SDU error ratio:指丢失或者检测出差错SDU的比率,用来配置层二(L2) 的重发协议和层一(L1)的检错编码. (6)Delivery order(y/n):指明是否要求按照顺序传送SDU,这要根据用户协 议类型而定. (7)Residual bit error ratio:指在传送SDU中未检测到的误码率,用来配置L1的 信道编码和检错编码. (8)Delivery of erroneous SDUs(y/n/-):指明是将检测出有错的SDU标以差错 指示后进行传送还是进行丢弃,或者根本不考虑差错检测就进行传送.
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UMTS承载业务QoS 参数属性(续)
(9)Transfer delay(ms):不同的应用有不同的延迟容忍程度,UTRAN可根据 这一参数来设定传送格式和ARQ参数. (10)Traffic handling priority:指对不同媒体的SDU处理的优先权.对于同一个 承载业务,它和参数"保证的比特率"不能同时出现. (11)A1location/Retention Priority:指分配和保持UMTS承载的优先权. (12)Source statistics descriptor (speech/unknown):说明SDU数据源的特征, 如果是语音,RAN,SGSN,GGSN和UE可根据经验得出统计复用增益,用于许可控 制. (13)Signaling Indication(y/n):只用于交互级业务,设为"Yes",则UE设 Traffic handling priority为"1",它与其他的交互级在优先级和时延上都有所不同. 如果业务是对称的,那么前向和反向的QoS参数应该是相同的,但如果业务是非 对称的,则需要分别为上下行链路定义各自的QoS参数.
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TD-SCDMA无线接入网原理
双工技术 多址技术 语音编码 信道编码 扩频和加扰

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双工技术
频分双工 FDD Vs 时分双工 TDD

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多址接入技术
一般的多 址方式:

TD-SCDMA 所采用的多址接入方式 TDMA CDMA SDMA
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语音编码
AMR 编码在1999被3GPP接受成为3G语音编码标准 主要原理是根据信道的条件自适应语音编码和信道编码 当信道传输环境较好时运行在半速率上提高信道传输容量. 全速率语音编码: 8种模式, 4.75 - 12.2 kbit/s 全速率语音编码: 6种模式, 4.75 - 7.95 kbit/s 在语音质量和信道容量上提供最好的组合 利用ACELP 技术:利用线性或数学"加"和"移位"方法产生激励编码矢量
器,不需物理存储

贞长20 ms ,分成 5 ms 子贞. 每贞20ms 可转换操作一次比特速率,其计算复杂程度紧闭 EFR高10%
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信道编解码:检错
差错检测CRC – gCRC24(D) = D24 + D23 + D6 + D5 + D + 1 – gCRC16(D) = D16 + D12 + D5 + 1 – gCRC12(D) = D12 + D11 + D3 + D2 + D + 1 – gCRC8(D) = D8 + D7 + D4 + D3 + D + 1
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信道编解码:纠错
卷积编码
Input

D

D

D

D

D

D

D

D
Output 0 G0 = 561 (octal) Output 1 G1 = 753 (octal)

(a) Rate 1/2 convolutional coder Input

D

D

D

D

D

D

D

D
Output 0 G0 = 557 (octal) Output 1 G1 = 663 (octal) Output 2 G2 = 711 (octal)

(b) Rate 1/3 convolutional coder

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信道编解码:纠错
Turbo 编码
Turbo 编码器的组成是一个 并行级连卷积码 ,包括两个 8-状态分支编码器和一个 Turbo码内交织器.Turbo编 码器的编码率是 1/3
xk
1st constituent encoder

zk

xk
Input D D D

Input

Output 2nd constituent encoder

Turbo code internal interleaver
Output

z'k

x'k

D

D

D

x'k

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信道交织技术

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信号调制:QPSK

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信号调制:8PSK

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CDMA扩频技术
P(f)

扩频码
f

P(f) f

窄带信号

宽带信号

P(f)

f

噪声

信号与噪声分离
P(f)

信号合并
f

噪声+宽带信号
P(f)

扩频码

f

CDMA宽带扩频技术有效地利用无线信道的频率选择性衰落
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扩频原理(1/2)
符号 数据 码片 扩频码 扩频信号 =数据×码字 1 -1

扩频
1 -1 1 -1

解扩
扩频码 数据 =扩频信号×码字 1 -1 1 -1

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扩频原理(2/2)
相关接收机的基本操作
期望的扩频信号 扩频码 解扩后的数据 积分后的数据

期望信号

处理增益
1 -1 1 -1 1 -1 8 -8

其他用户信号
其他扩频信号

解扩后的其他信号

1 -1 8 -8

积分后的其他信号

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OVSF码
OVSF
Orthogonal Variable Spreading Factor



生成矩阵:

数学上具有良好的自相关和差相 关性; 用于区分来自同一信源的不同信 道的信号.
c Q = 2 = (1,1) c Q =1 = (1) c Q = 2 = (1, 1)
(k =2) ( k =1) ( k =1)

W WN W2N = N WN WN

1 W2 = 1

1 1

c Q = 4 = (1,1,1,1) c Q = 4 = (1,1, 1, 1) c Q = 4 = (1, 1,1, 1) c Q = 4 = (1, 1, 1,1)
( k =4) ( k =3) ( k =2)

( k =1)

Q=1

Q=2

Q=4

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扰码

数学上具有良好的自相 关和互相关性; 用于区分来自不同信源 的信号; 扩频后的数据还要加上 扰码,使数据更加随机化; TD-SCDMA中扰码的长 度为16; TD-SCDMA中共有128个 扰码.

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物理层信号处理流程

CRC校验 信道编码

交 织

数字基 带调制

扩频

加扰

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谢 谢!
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