TDSCDMA无线网络关键技术培训

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,Copyright 2008 Huawei Technologies Co., Ltd. All rights reserved.,Page,64,谢谢,无线网络关键技术,时分双工方式,联合检测,智能天线,上行同步,软件无线电,接力切换,功率控制.,系统的关键技术,TS5,TS4,TS0,TS2,TS1,TS3,TS6,动态信道分配,培训目标,学完本课程后，您应该能：,了解联合检测技术的设计思想和优势,列出智能天线技术给网络带来的好处,知道采用上行同步技术的原因,了解软件无线电技术的设计思想和对网络运营的益处,了解基本的无线资源管理算法：信道配置，功率控制，接力切换等算法的原理和效果,目 录,联合检测 ( ),智能天线 ( ),上行同步 ( ),软件无线电 ( ),无线资源管理,5.1 动态信道分配 ( ),5.2 功率控制 ( ),5.3 接力切换 ( ),多址干扰 (),多径干扰 (),扩频信号,功率,有用信号,a,c,b,+,=,移动通信系统中的干扰,传统接收机解调技术,每个用户的信号“分别”进行扩频码匹配处理,只有在理想正交的情况下，才能完全消除多址干扰的影响,能量,频率,MAI,ISI,热噪声,传统接收机解调,能量,频率,MAI,ISI,热噪声,CDMA信号在空中传输,联合检测的设计思想,对多个用户的信号进行“联合”处理，充分利用用户信号的扩频码、幅度、定时、延迟等信息，一步解调出所有用户的信号,能量,频率,MAI,ISI,热噪声,CDMA信号在空中传输,使用联合检测,能量,热噪声,K个用户,信道估计A,K个用户,联合检测,用户1,用户2,用户K,接收,数据,E,用户,数据,X,用户1：e = a11*x1 + a21*x2,其中e, a11, a21已知，求解x1,联合求解： e = a11*x1 + a21*x2,e = a12*x1 + a22*x2,其中e, a11, a12 , a21, a22已知,求解x1 , x2,E = ，确定性计算,用户2：e = a12*x1 + a22*x2,其中e, a12, a22已知，求解x2,联合检测的数学模型,联合检测的信道模型,数据,估计器,d：用户要传输的数据c：用户使用的扩频码,h：信道冲激响应n：高斯白噪声,e：基站接收到的数据,联合检测的信道估计,只要接收端知道A (扩频码c和信道冲激响应h)，就可以估计出符号序列d,扩频码c已知，信道脉冲响应h可以利用突发结构中的训练序列求解,h,M,M*,h = M*/ M,联合检测算法,线性检测算法,匹配滤波算法：,迫零块均衡算法：,最小均方误差块均衡算法：,非线性检测算法,迫零反馈算法：,最小均方误差反馈算法：,0 理想信道无噪声,1 噪声+多用户,各算法性能比较,联合检测的效果,减少多址干扰和多径干扰，提高系统容量,提高小区覆盖，改善业务质量,降低的发射功率，提高待机及通话时间,克服特有的“远近效应”，降低对功率控制的要求,联合检测技术的后续发展,更快,加快计算速度，支持更多用户数，提高系统容量,更准,改进算法，支持对同频小区间用户得联合检测，进一步降低干扰,改进信道估计方法，尽量避免由于信道估计不准确影响干扰消除效果,目 录,联合检测 ( ),智能天线 ( ),上行同步 ( ),软件无线电 ( ),无线资源管理,5.1 动态信道分配 ( ),5.2 功率控制 ( ),5.3 接力切换 ( ),智能天线的设计思想,没有智能天线的情况下，小区间用户干扰严重,使用智能天线的情况下，小区间用户干扰得到极大改善,智能天线系统的组成,天线阵列,圆阵或线阵,收发信机,一个阵元一套射频收发单元,智能天线算法,PA,PA,PA,S(t),w,1,w,2,w,8,合,分,路,器,件,加权,智能天线算法基本原理,上行：基站根据各个阵元接收信号的相位差估计的方向,下行：根据的方向，调整各个阵元上的振幅和相位，形成指向该的指向波束,a,天线2,.,d,天线1,圆阵,天线,线阵,天线,智能天线的天线阵,智能天线应用演示：多个用户波束赋形,关闭第 8 根天线的发送通路,关闭第 7-8 根天线的发送通路,关闭第 3-8 根天线的发送通路,智能天线的效果,对用户起到空间隔离、消除干扰的作用,最大化对期望用户的能量,最小化对其他用户的干扰,用户间干扰,被有效抑制,智能天线的效果 (续),阵列天线和赋型算法可以提供15以上的额外增益，从而：,增加覆盖范围，减少站点数量（基站数目平均降低50%）,减少发射功率，延长移动台通话和待机时间,提高信号接收质量，增加系统容量,智能天线技术的后续发展,开发双极化智能天线，减小天线尺寸和重量,采用光纤射频拉远单元 ()，以光纤代替馈线，进一步降低天馈成本,目 录,联合检测 ( ),智能天线 ( ),上行同步 ( ),软件无线电 ( ),无线资源管理,5.1 动态信道分配 ( ),5.2 功率控制 ( ),5.3 接力切换 ( ),A,B,C,D,时隙2,A,同一时隙,不同用户,到达基站时间点对齐,B,C,D,上行同步的基本概念,上行同步的目的,减小小区内用户间的上行多址干扰和多径干扰，增加小区容量和小区半径,使具有区别于2000和的专利，拥有自主知识产权,= 4,4,0 = (1,1,1,1),4,1 = (1,111),4,2 = (11,11),4,3 = (111,1),1,111,111,1,理想无时延,1,111,111,1,延时1,1,111,111,1,上行同步建立,B,（）,（）,（）,终端选择，以估算的时间和功率发送,基站检测到，并回送定时和功率调整,调整定时和功率，发送随机接入请求,发送随机接入响应后，进行后续的信令接续,上行同步保持,命令,含义,00,减小8 个同步偏移,11,增加8 个同步偏移,01, ,保持不变,业务数据,16,业务数据,144,目 录,联合检测 ( ),智能天线 ( ),上行同步 ( ),软件无线电 ( ),无线资源管理,5.1 动态信道分配 ( ),5.2 功率控制 ( ),5.3 接力切换 ( ),软件无线电（）的设计思想,尽可能以软件（算法）实现射频硬件部分的功能,构造一个具有开放性、标准化、模块化的通用硬件平台,各种功能，如工作频段、调制解调类型、数据格式、加密模式、通信协议等用软件来完成,使和转换器的工作频率尽可能靠近射频工作频段,新一代无线通信系统具有高度灵活性、开放性,软件无线电（）实现的难点,高速数字信号采样技术,根据“奈奎斯特第一定律”，要想无失真地传递某一频率的信号，需要以不低于该信号最高频率2倍的采样速率进行采样！,目前能够实现中频采样（100左右），射频前端采用模拟技术实现,随着技术的发展，采样点逐渐向射频前端推进，最终达到射频部分完全数字化的目标,宽带天线,采用技术的基站设备,M,T,R,U,M,T,R,U,M,T,R,U,基带处理单元,F,A,N,PWR,PWR,MBBP,MBBP,MBBP,MBBP,UTRP,GMPT,TMPT,维护单元,传输子系统,多模、多制式基带信号处理单元,维护单元,M,T,R,U,M,T,R,U,M,T,R,U,多模、多载波射频单元,900M频段,多模、多载波射频单元,2.1G频段,基站设备的后续演进,F,A,N,PWR,PWR,MBBP,MBBP,MBBP,MBBP,UTRP,GMPT,TMPT,多模、宽带,射频单元,M,T,R,U,M,T,R,U,M,T,R,U,M,T,R,U,M,T,R,U,M,T,R,U,M,T,R,U,M,T,R,U,M,T,R,U,M,T,R,U,M,T,R,U,M,T,R,U,F,A,N,PWR,PWR,MBBP,MBBP,MBBP,MBBP,UTRP,GMPT,TMPT,M,T,R,U,M,T,R,U,M,T,R,U,M,T,R,U,M,T,R,U,M,T,R,U,F,A,N,PWR,PWR,MBBP,MBBP,UTRP,GMPT,TMPT,采用软件无线电后的效果,多种通信制式的设备共享硬件平台，节省机房，降低投资,技术演进时只需要进行软件升级，新技术、新制式网络建设速度大大加快,目 录,联合检测 ( ),智能天线 ( ),上行同步 ( ),软件无线电 ( ),无线资源管理,5.1 动态信道分配 ( ),5.2 功率控制 ( ),5.3 接力切换 ( ),无线资源管理（）的目的,：,的目的,保证所请求的,增强系统的覆盖,提高系统的容量,小区覆盖,链路质量,小区容量,的主要任务,贯穿整个RRM过程的主线：保证QoS，节约功率，减小干扰,为了保证所请求的，需要将映射成接入层的一些特性，从而利用接入层的资源为本条连接服务信道配置,在保证所请求的的前提下，使用户的发射功率最小，从而减少该对于整个系统的干扰，提高系统的容量和覆盖功率控制,确保移动到其他小区（系统）后，能够继续得到服务，以保证切换控制,的基本流程,1：上层发送测量控制命令,2：开始测量,测量的执行者：，,3：生成测量报告,4：通过算法进行判决，决策,5：资源的控制和执行,目 录,联合检测 ( ),智能天线 ( ),上行同步 ( ),软件无线电 ( ),无线资源管理,5.1 动态信道分配 ( ),5.2 功率控制 ( ),5.3 接力切换 ( ),所请求信道资源的特性,业务类型（ ）,会话类业务（）,流类业务（）,交互类业务（）,背景类业务（）,质量要求（）,速率要求：用户和普通用户可以不相同,频域 (),业务动态地分配到干扰最小的频率上,时域 (),业务分配到干扰最小的时隙,空域 (),自适应的智能天线技术选择最佳的解,耦方向,码域 (),改变分配的码道来降低干扰,动态信道分配（）的原则1：干扰最小化,动态信道分配（）的原则2：带宽“按需分配”,系统容量,传统信道配置,业务源速率,动态信道配置,目 录,联合检测 ( ),智能天线 ( ),上行同步 ( ),软件无线电 ( ),无线资源管理,5.1 动态信道分配 ( ),5.2 功率控制 ( ),5.3 接力切换 ( ),功控的目的,克服远近效应,克服阴影衰落和快衰落,降低网络干扰，提高业务质量,提高系统容量,远近效应,自从被提出以来，一直没有得到大规模应用的主要问题就是无法克服“远近效应”,弱信号被离基站近的的信号“淹没”，无法通信,无线通信的大敌：衰落,采用功率控制后的效果,0,200,400,600,800,-20,-15,-10,-5,0,5,10,15,20,(),衰落,发射功率,接收信号,功率控制的类型,开环功率控制：用于初始接入过程,闭环功率控制：用于业务进行过程,上行、下行内环功率控制,上行、下行外环功率控制,没有开环功控，造成初始干扰大，而且闭环功控收敛慢,time,power,time,power,为什么使用开环功率控制？,使用开环功控后，初始干扰变小，而且闭环功控收敛很快,开环功率控制,通过测量导频信道的接收功率，计算上行初始发射功率,采用方式，上行、下行频率相同，因此对于上行初始功率的估计更准确，开环功率控制效果好于方式,测量信道功率,闭环功率控制上行内环功率控制,控制的发射功率,发送,200次/秒,上行信号,设置,=, 上升, 下降,闭环功率控制下行外环功率控制,通过动态调整，间接控制的发射功率,内环功控,L1,的L3软件模块测量接收信号的，并与相比较,设置,目 录,联合检测 ( ),智能天线 ( ),上行同步 ( ),软件无线电 ( ),无线资源管理,5.1 动态信道分配 ( ),5.2 功率控制 ( ),5.3 接力切换 ( ),切换的分类,硬切换任何移动通信系统都能够支持,软切换特有（，2000）,接力切换特有,移动方向,目标小区,源小区,time,通话“缝隙”,硬切换,硬切换的特点,先中断源小区的链路，后建立目标小区的链路,通话会产生“缝隙”,适用于几乎所有切换场景,软切换,软切换特点,先建立目标小区链路，后中断源小区链路，可以避免通话“缝隙”,系统所特有，而且只能发生在同频小区间,软切换比硬切换占用更多的系统资源,移动方向,目标小区,源小区,time,没有通话“缝隙”,接力切换,接力切换的设计思想,利用上行同步技术，在切换测量期间，使用上行预同步的技术，提前获取切换后的上行信道发送时间、功率信息，从而达到减少切换时间，提高切换的成功率、降低切换掉话率的目的,接力切换的优势,相对于软切换，占用系统资源少，提高了系统容量,相对于硬切换，业务中断时间很短，且掉话率低,源小区,目标小区,源小区,目标小区,业务,同步,预 同 步,源小区,目标小区,接力切换 (续),切换前,切换中,切换后,问 题,请说明联合检测的设计思想，以及采用该技术后带来的好处。,请说明智能天线的设计思想，以及采用该技术后带来的好处。,请说明系统采用上行同步技术的原因。,请说明采用思想设计的系统给网络运营带来的好处。,对于某种业务，其指标主要包括哪些方面的内容？,请说明开环、闭环功率控制的区别。,请说明上行内环、外环功率控制的区别。,请说明硬切换、软切换和接力切换各自的特点。,