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2、關鍵技術對系統(tǒng)性能的影響,了解各種關鍵技術對規(guī)劃組網(wǎng)的影響,目錄,TDD,技術,智能天線技術,聯(lián)合檢測技術,動態(tài)信道分配,接力切換技術,功率控制,時分雙工(,TDD):,上行頻帶和下行頻帶相同,D,U,D,D,D,D,D,D,U,上行,D,下行,未使用,TDD,技術,TDD,技術,頻分雙工(,FDD):,上行頻帶和下行頻帶分離,D,D,D,D,D,D,D,U,U,上行,D,下行,未使用,TDD,技術,TDD,技術,時分雙工(,TDD):,上行頻帶和下行頻帶相同,D,U,D,D,D,D,D,D,頻分雙工(,FDD):,上行頻帶和下行頻帶分離,D,D,D,D,D,D,D,U,U,上行,D,下行,未

3、使用,TDD,技術,易于使用非對稱頻段,無需具有特定雙工間隔的成對頻段,適應用戶業(yè)務需求，靈活配置時隙，優(yōu)化頻譜效率,上行和下行使用同個載頻，故無線傳播是對稱的,有利于智能天線技術的實現(xiàn),無需笨重的射頻雙工器，小巧的基站，降低成本,TDD,技術,目錄,TDD,技術,智能天線技術,聯(lián)合檢測技術,動態(tài)信道分配,接力切換技術,功率控制,Talk,Talk,干擾,自適應陣列基站,普通基站,智能天線的作用,使用智能天線：,能量僅指向小區(qū)內(nèi)處于激活狀態(tài)的移動終端,正在通信的移動終端在整個小區(qū)內(nèi)處于受跟蹤狀態(tài),不使用智能天線：,能量分布于整個小區(qū)內(nèi),所有小區(qū)內(nèi)的移動終端均相互干擾，此干擾是,CDMA,容量限

4、制的主要原因,智能天線技術,智能天線,智能天線技術,智能天線基本原理,智能天線是一個,天線陣列,：它由多個天線單元組成，不同天線單元對信號施以不同的權值，然后相加，產(chǎn)生一個輸出信號。,原理：使一組天線和對應的收發(fā)信機按照一定的方式排列和激勵，利用波的,干涉原理,可以產(chǎn)生強方向性的輻射方向圖。,空分多址大大增加系統(tǒng)容量,智能天線技術,上行,DOA,估計,上行,DOA(,信號入射角,),估計,d:,平行上行信號路程差；,L:,天線陣元間的距離；,:,來波信號方位角；,cos,d/L,=,arccos(d,/L),智能天線技術,智能天線技術實現(xiàn),上行波束賦形：借助有用信號和干擾信號在入射角度上的差異

5、（,DOA,估計），選擇恰當?shù)暮喜嘀担ㄙx形權值計算），形成正確的天線接收模式，即將主瓣對準有用信號，低增益旁瓣對準干擾信號。,下行波束賦形：在,TDD,方式工作的系統(tǒng)中，由于其上下行電波傳播條件相同，則可以直接將此上行波束賦形用于下行波束賦形，形成正確的天線發(fā)射模式，即將主瓣對準有用信號，低增益旁瓣對準干擾信號。,智能天線技術,智能天線實現(xiàn)示意圖,智能天線技術,智能天線實現(xiàn)示意圖,智能天線系統(tǒng)主要包含如下部分：,智能天線陣列（圓陣，線陣）、,多,RF,通道收發(fā)信機子系統(tǒng)（每根天線對應一個,RF,通道）、,基帶智能天線算法（基帶實現(xiàn)，各用戶單獨賦形）。,智能天線技術,TD-SCDMA,系統(tǒng)更適

6、合采用智能天線,TDD,的工作模式，上行下行的無線傳播是對稱的，上行的信道估計參數(shù)可直接應用于下行，相比,FDD,要準確。,子幀時間較短（,5ms,），便于支持智能天線下的高速移動。,單時隙用戶有限（目前最多,8,個），計算量小，便于實時自適應權值的生成。,TD-SCDMA,系統(tǒng)是一個以智能天線為核心的,第三代移動通信系統(tǒng),智能天線技術,智能天線對,TD-SCDMA,系統(tǒng)性能改進分析,普通天線,智能天線,提高了基站接收機的靈敏度；,提高了基站發(fā)射機的等效發(fā)射功率；,降低了系統(tǒng)的干擾；,降低了系統(tǒng)的誤碼率；,增加了,CDMA,系統(tǒng)的容量；,改進了小區(qū)的覆蓋；,降低了無線基站的成本。,智能天線技術

7、,目錄,TDD,技術,智能天線技術,聯(lián)合檢測技術,動態(tài)信道分配,接力切換技術,功率控制,抗干擾技術分類,抗干擾技術,單用戶檢測,多用戶檢測,技術實現(xiàn)簡單導致信噪比惡化，系統(tǒng)性能和容量不理想,充分利用,MAI,中的先驗信息而將所有用戶信號的分離看作一個統(tǒng)一的過程的信號分離方法,聯(lián)合檢測,干擾抵消,判決反饋，首先從總的接收信號中判決出其中部分的數(shù)據(jù)，根據(jù)數(shù)據(jù)和用戶擴頻碼重構出數(shù)據(jù)對應的信號，再從總接收信號中減去重構信號，如此循環(huán)迭代,充分利用,MAI,，一步之內(nèi)將所有用戶的信號都分離開來的一種信號分離技術,聯(lián)合檢測技術,聯(lián)合檢測技術,聯(lián)合檢測概念,首先估計所有用戶的信道沖激響應，然后利用已知的所有

8、用戶的擴頻碼、擾碼和信道估計，對所有用戶的信號同時檢測，消除符號間干擾（,ISI,）和用戶間干擾（,MAI,），從而達到提高用戶信號質(zhì)量的目的。,聯(lián)合檢測技術,聯(lián)合檢測概念,聯(lián)合檢測的目的就是根據(jù)上式中的,A,和,e,估計用戶發(fā)送的,d,d,是發(fā)射的數(shù)據(jù)符號序列，,e,是接收的數(shù)據(jù)序列，,n,是噪聲,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,聯(lián)合檢測原理,聯(lián)合檢測技術,關鍵是突發(fā)序列中的訓練序列,e=Ad,n,A,

9、是系統(tǒng)矩陣，,由擴頻碼,c,和信道脈沖響應,h,決定,擴頻碼,c,已知,信道脈沖響應,h,利用突發(fā)結構中的訓練序列,midamble,求解出：,e,mid,=,Gh,+,n,mid,其中：,G,由,Midamble,碼構造的矩陣,;,e,mid,接收機接收到總信號中的,Midamble,部分,e,：接收到的數(shù)據(jù)序列,n,：噪聲,聯(lián)合檢測在,TD-SCDMA,系統(tǒng)中的實現(xiàn),聯(lián)合檢測技術,Data,Midamble,GP,Data,Data,Midamble,GP,Data,關鍵是突發(fā)序列中的訓練序列,聯(lián)合檢測在,TD-SCDMA,系統(tǒng)中的實現(xiàn),e,mid,=,Gh+n,mid,聯(lián)合檢測技術,當忽

10、略,n,mid,時,單小區(qū)干擾是主要矛盾,第一圈干擾源,第二圈干擾源,聯(lián)合檢測種類,單小區(qū)聯(lián)合檢測：只針對本小區(qū)的用戶，而將同頻鄰小區(qū)用戶的干擾視作白噪聲；,多小區(qū)聯(lián)合檢測：將同頻鄰小區(qū)納入聯(lián)合檢測的范疇，進一步降低干擾；,單小區(qū)聯(lián)合檢測相比無聯(lián)合檢測能夠降低,3.3dB,的干擾,單小區(qū)聯(lián)合檢測技術,單小區(qū)聯(lián)合檢測只針對本小區(qū)的用戶，而將同頻鄰小區(qū)用戶的干擾視作白噪聲；,本小區(qū)干擾抑制能力能達到,0.1,以下，即可以消除本小區(qū)內(nèi),90%,的相互干擾；,多小區(qū)聯(lián)合檢測相比單小區(qū)聯(lián)合檢測能夠降低,1.6dB,的干擾,多小區(qū)聯(lián)合檢測技術,多小區(qū)聯(lián)合檢測就是把同頻相鄰小區(qū)中對本小區(qū)干擾比較大的用戶信號

11、納入到聯(lián)合檢測中；,基于成熟的軟件無線電技術平臺，毋須添加任何硬件，直接軟件升級，無需冗長的操作；,配置簡單靈活，對系統(tǒng)影響小。僅需修改參數(shù)，便可回退到原單小區(qū)聯(lián)合檢測；,聯(lián)合檢測原理,-,算法,線性聯(lián)合檢測算法,解相關匹配濾波器法（,DFM,）,迫零線性塊均衡法（,ZF-BLE,）：已實現(xiàn),最小均方誤差線性塊均衡法（,MMSE-BLE,）：已實現(xiàn),多小區(qū)聯(lián)合檢測,:,消除鄰小區(qū)強干擾,非線性聯(lián)合檢測算法,最小均方誤差判決反饋塊均衡法（,MMSE-BDFE,）,迫零判決反饋塊均衡法（,ZF-BDFE,）,根據(jù)目前的情況，在,TD-SCDMA,系統(tǒng)中，采用了線性算法的一種，,即迫零線性塊均衡（,

12、ZF-BLE,）法。,聯(lián)合檢測技術,TD-SCDMA,系統(tǒng)適合采用聯(lián)合檢測技術,聯(lián)合檢測在,TD-SCDMA,系統(tǒng)實現(xiàn)的優(yōu)勢,聯(lián)合檢測技術,聯(lián)合檢測對,TD-SCDMA,系統(tǒng)性能改進,提高系統(tǒng)容量；,增大覆蓋范圍；,減小呼吸效應；,緩解功率控制精度需求；,削弱遠近效應。,頻率,MAI,檢測到信號,能量,Frequency,允許的信號波動,能量,聯(lián)合檢測技術,智能天線,+,聯(lián)合檢測,聯(lián)合檢測技術,與,RAKE,接收技術的比較,RAKE,接收技術是利用擴頻碼相關性抑制本小區(qū)其它用戶的干 擾，然而由于多徑和擴頻碼之間的非正交性，本小區(qū)其它用戶之間沒有完全消除，留有殘余干擾，作為噪聲處理，隨著用戶數(shù)增

13、加，殘余干擾累加得越大。,聯(lián)合檢測將參與干擾作為可知信號，從用戶信號中消除，因此隨著用戶增加，干擾不會累加，信號質(zhì)量更好。這帶來的另一個好處是：,TD-SCDMA,系統(tǒng),呼吸效應不明顯,。,聯(lián)合檢測技術,目錄,TDD,技術,智能天線技術,聯(lián)合檢測技術,動態(tài)信道分配,接力切換技術,功率控制,信道分配技術,信道分配：在采用信道復用技術的小區(qū)制蜂窩移動系統(tǒng)中，在多信道共用的情況下，以最有效的頻譜利用方式為每個小區(qū)的通信設備提供盡可能多的可使用信道。,信道分配過程一般包括呼叫接入控制、信道分配、信道調(diào)整三個步驟。不同的信道分配方案在這三個步驟中有所區(qū)別。,動態(tài)信道分配,信道分配技術,信道分配方案可分為

14、以下三種：,固定信道分配（,FCA,）,動態(tài)信道分配（,DCA,）,混合信道分配（,HCA,）,動態(tài)信道分配,動態(tài)信道分配（,DCA,）的應用,DCA,是,TD-SCDMA,系統(tǒng)中,RRM,（無線資源管理）算法的核心內(nèi)容之一；,TD-SCDMA,系統(tǒng)中一條信道是由 頻率,/,時隙,/,擴頻碼 的組合唯一確定；,DCA,主要研究的是信道的分配和重分配的原則；,DCA,是通過系統(tǒng)負荷，干擾，用戶空間方向角等測量信息來確定最優(yōu)的資源分配方案，降低系統(tǒng)干擾，提高系統(tǒng)容量,動態(tài)信道分配,DCA,的分類,慢速,DCA,：,根據(jù)小區(qū)業(yè)務情況，確定上下行時隙轉換點,快速,DCA,：,根據(jù)對專用業(yè)務信道或共享業(yè)

15、務信道通信質(zhì)量監(jiān)測的結果，自適應地對資源單元（,RU,，即碼道或時隙）進行調(diào)配和切換，以保證業(yè)務質(zhì)量?？焖?DCA,分為以下幾類：,頻域,DCA,時域,DCA,碼域,DCA,空域,DCA,動態(tài)信道分配,確定小區(qū)上下行時隙,轉換點，觸發(fā)小區(qū)重配,對小區(qū),上下行負荷進行統(tǒng)計分析,獲取小區(qū)平均負荷信息,慢速,DCA,慢速,DCA,：根據(jù)小區(qū)業(yè)務情況，確定上下行時隙轉換點,動態(tài)信道分配,快速,DCA,快速,DCA,的作用,呼叫到達時，為業(yè)務分配合適的無線資源；,呼叫接入后，系統(tǒng)根據(jù)承載的業(yè)務要求、干擾受限條件及終端移動要求，由,RNC,進行頻率、時隙和碼道的動態(tài)調(diào)整及信道間的切換,動態(tài)信道分配,Pro

16、cess Orchestration,與,5MHz,的帶寬相比，,TD-SCDMA,的,1.6MHz,帶寬使其具有,3,倍以上的無線信道數(shù),頻域,DCA,可使用的無線信道數(shù),Business Logic,將受干擾最小的時隙動態(tài)地分配給處于激活狀態(tài)的用戶,時域,DCA,同一載頻,6,個業(yè)務時隙,Message Brokering&Transformation,實現(xiàn)多用戶在相同載頻并行傳輸，有效提升頻譜利用率,碼域,DCA,同一時隙,16,個碼道,Application Connectivity,通過智能天線，可基于每一用戶進行定向空間去耦（降低多址干擾）,空域,DCA,空間波束定向賦形,快速,DCA,動態(tài)信道分配,Midamble,碼分配,信道碼,分配,時隙分配,物理層參數(shù),的確定,根據(jù)業(yè)務,需求確定,基本資,源單元,將舊,配置進行,備份和回收,新業(yè)務,業(yè)務增加、,刪除、修改,時隙格式,確定,記錄物理,資源，,結束流程,快速,DCA,信道分配,頻域,DCA,在,N,頻點小區(qū)中為用戶選擇最佳的接入頻點，提高系統(tǒng)的呼通率，降低系統(tǒng)的干擾。主要包括頻率資源的分配與調(diào)整兩部分,頻點選擇觸發(fā)原因,