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有關TD物理層的問題
現(xiàn)在學習TD知識,對于物理信道、傳輸信道以及邏輯信道之間的映射問題搞暈了,還有的名詞如信道化碼、擾碼、突發(fā)結構,擴頻因子等,不知道它們之間的關系,哪位高手能不能對信號整個的編碼與復用,調(diào)制、擴頻以及脈沖成型做個具體分析,以及信道化碼、擾碼、突發(fā)結構,擴頻因子等在其中的作用具體解釋下,小弟初涉TD,多謝了!
不知道問題說清楚沒有
提問者: walject  提問時間: 2008-12-31    
 
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問題答案 ( 3 )

 TD-SCDMA基于時分雙工(TDD)和同步碼分多址(CDMA)的組合特性提供許多優(yōu)勢,包括無需成對的頻率、IP業(yè)務適應性、支持上下行鏈路不對稱業(yè)務,以及進一步增加新技術(例如聯(lián)合檢測、自適應天線、動態(tài)信道分配等)的靈活性。這些優(yōu)勢會降低運營商的投資成本和節(jié)省運營成本,從而為從2G向3G業(yè)務過渡提供了一條可行的途徑。     另外,TD-SCDMA已經(jīng)被3GPP TDD標準采用作為其低碼片速率(LCR)版本。TD-SCDMA系統(tǒng)的體系結構完全遵循3GPP規(guī)范,并且由三部分組成:用戶設備(UE)、射頻接入網(wǎng)(RAN)和核心網(wǎng)。TD-SCDMA的RAN的設計原則是與其它的RAN共享相同的核心網(wǎng),例如WCDMA系統(tǒng),這樣就大大簡化了多模式系統(tǒng)設計。 也f12dsK:JFD()本文來自移動通信網(wǎng)gg1fic3.cn,版權所有
    
    
     (么$*@#(_@sK:JFD()$#_*本文來自移動通信網(wǎng)gg1fic3.cn,版權所有
    圖1:物理信道模型。ads13東K:JFD()本文來自移動通信網(wǎng)gg1fic3.cn,版權所有
    物理層特點
    物理層(第1層)描述了基站(BS)和UE之間的傳輸,包括了兩個方向的傳輸:上行鏈路(從UE到BS)和下行鏈路(從BS到UE)。系統(tǒng)實現(xiàn)最復雜的部分在下行鏈路—尤其是UE接收部分。 2是434321%$#K:JFD()$#_*(本文來自移動通信網(wǎng)gg1fic3.cn,版權所有
    物理層通常分為5部分:外部發(fā)射機、外部接收機、內(nèi)部發(fā)射機、內(nèi)部接收機和無線信道。外部發(fā)射機完成擾碼(置亂)、循環(huán)冗余校驗(CRC)、信道編碼、速率匹配和交織功能,而外部接收機完成其逆向操作。內(nèi)部發(fā)射機和接收機完成物理信道映射、調(diào)制、擴頻及其逆向操作。無線信道包括UE的模擬前端特性和無線傳播信道。 erpoej道h$K:JFD()$#_本文來自移動通信網(wǎng)gg1fic3.cn,版權所有
    因為TD-SCDMA基于TDD模式,所以下行鏈路(DL)和上行鏈路(UL)共用相同的頻帶。如圖3所示,TDD的每個子幀由10個時隙(TS)組成,其中7個時隙可用于數(shù)據(jù)傳輸,其余3個時隙用于定時同步。子幀的詳細結構可以在3GPP參考文獻[2]中找到。
    圖3示出了典型的數(shù)據(jù)時隙(TS)結構,每個TS包括四部分:數(shù)據(jù)部分1和2,用于信道估計的訓練序列(Midamble),和用于防止脈沖串間干擾(IBI)的保護間隔(GP)。 *$#什21K:JFD()本文來自移動通信網(wǎng)gg1fic3.cn,版權所有
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    圖2:TD-SCDMA的子幀結構。(*)#$@&K:JFD()本文來自移動通信網(wǎng)gg1fic3.cn,版權所有
    內(nèi)部發(fā)射機的進一步詳細結構見圖4,外部發(fā)射機輸出的二進制編碼比特流首先被映射成QPSK(或8PSK)復數(shù)符號。為了降低每個物理信道的多種編碼UE發(fā)射信號的峰均比(PAR),該復數(shù)符號在用信道標識碼(也稱作正交可變擴頻因子(OVSF)碼)擴頻之前先乘以一個信道標識碼特定倍數(shù)(CCSM)。應當注意,在TD-SCDMA系統(tǒng)的下行鏈路中,擴頻因子可以是1或者16,本文后面將討論到的聯(lián)合檢測器適用于這兩種擴頻情況。
    在擴頻之后,具有碼片速率的信號再與擾碼(16-碼片的復數(shù)序列)相乘。最后,碼片序列的實部(I)和虛部(Q)通過一個根號升余弦(RRC)濾波器,并且上變頻到要求的載波頻率。 瞗12dsfK:JFD()本文來自移動通信網(wǎng)gg1fic3.cn,版權所有
    接收器設計 s不21fdK:JFD()本文來自移動通信網(wǎng)gg1fic3.cn,版權所有
    接收機設計是無線系統(tǒng)的中心問題,尤其是在LCR的情況下。因此接收機是系統(tǒng)實現(xiàn)中復雜度最高的部分。雖然LCR中的多個用戶通過分配給它們的OVSF碼實現(xiàn)多路復用,但是因為多徑信道中存在延遲擴散,UE輸入端的接收信號會受到多用戶干擾(MUI),所以并不能保證不同用戶間完全正交。CDMA系統(tǒng)中采用的傳統(tǒng)接收機(例如,RAKE接收器)在這種情況下的性能很差,所以最好是選用比較復雜的多用戶接收機設計。
    
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    圖3:TDD數(shù)據(jù)時隙結構。
    在過去十年里在多用戶接收領域的大量研究,為有效的多用戶接收機結構設計技術打下了深厚的基礎。研究結果業(yè)已證明某些接收機結構比較適合特定的鏈路情況。具體而言,在TD-SCDMA情況下,上行時隙所用的OVSF碼不會多于16個,所以很容易并行處理。例如,可以通過采用線性接收器結構應用準最佳的多用戶檢測器(通常稱作聯(lián)合檢測)來降低MUI。用于線性接收機設計的方法有好幾種,最常見的兩種優(yōu)化準則就是迫零(ZF)準則和最小均方誤差(MMSE)準則。應當注意,聯(lián)合檢測的復雜度與符號星座圖無關。相關矩陣、block-Toeplitz矩陣的特殊結構允許在矩陣求逆的處理過程中進一步近似,因此在進一步降低接收機復雜度的同時不會帶來明顯的性能損失[3]。
    雖然JD算法是接收機結構的中心問題,但是影響性能的關鍵卻在周圍的功能中,一般包括信道估計、有效碼(active code)檢測、信噪比(SNR)估計和同步[4]。 21fds3a21fdK:JFD()$#_*本文來自移動通信網(wǎng)gg1fic3.cn,版權所有
    LCR接收機中的信道估計是基于結構化的訓練序列完成的。在標準中針對訓練序列的設計提出了兩種不同的方案。通用訓練序列分配(CMA)方案的應用是通過高層將其作為物理信道配置的一部分以信令的方式發(fā)送給UE。根據(jù)信道化標識碼(Channelization Code)的數(shù)量,給所有的碼分配一個特定訓練序列移位(specific midamble shift)。在CMA方案中,所有用戶共享相同的傳播信道。
    系統(tǒng)中的另一種方案是采用默認訓練序列分配(DMA)方案。如果沒有明確分配某種訓練序列而且高層沒有發(fā)送信令表示采用通用訓練序列分配方案,那么UE應該從分配的信道化標識碼中獲取訓練序列。在DMA情況下,UE應該為每個不同的訓練序列采用不同的信道估計(CE)。道h$#K:JFD本文來自移動通信網(wǎng)gg1fic3.cn,版權所有
     5%#(么$*@#K:JFD()$#_本文來自移動通信網(wǎng)gg1fic3.cn,版權所有
    
    
    圖4:擴頻和調(diào)制。1fd3s1fdK:JFD()$本文來自移動通信網(wǎng)gg1fic3.cn,版權所有
    信道估計結構根據(jù)訓練序列的循環(huán)特性得到。信道抽頭的數(shù)量和信道估計的長度直接影響相關矩陣的結構和尺寸。CE的難題就是去除只有噪聲的路徑,因為對這些路徑的處理無助于提高接收機性能。SNR估計可以看作信道估計的一個部分。MMSE JD接收機需要進行SNR估計以便獲得優(yōu)于ZF型接收機的性能。接收機設計中可以采用不同的方法實現(xiàn)SNR估計—當然,需要在估計算法的性能和復雜程度之間做一折衷[4]。 K:JFD()本文來自移動通信網(wǎng)gg1fic3.cn,版權所有
    接收機一端的隱含條件就是UE知道其它UE采用的信道化標識碼,實際上這是不成立的。為了避免由于有效碼失配引起的性能損失,要求UE檢測有效的信道標識碼,其數(shù)字可能遠遠小于16。有很多不同的算法可以來完成有效碼檢測,關鍵的要求是與已知信道化標識碼的情況相比能使系統(tǒng)性能下降最小。 $#什2K:JFD本文來自移動通信網(wǎng)gg1fic3.cn,版權所有
    除了JD之外,對接收機復雜度起作用的第二大因素就是外部接收機的解碼部分。根據(jù)由UE的等級和數(shù)據(jù)速率決定的保護程度,可以采用turbo碼或卷積碼。這種解碼方法的復雜度在無線系統(tǒng)中已經(jīng)有了很好的認識。卷積碼解碼器通;诰S特比(Viterbi)譯碼算法來實現(xiàn),而Turbo碼解碼器所采用MAX-log-MAP譯碼算法是一種性能和復雜度的折衷。 ads13東oiK:JFD()$#本文來自移動通信網(wǎng)gg1fic3.cn,版權所有
    集成解決方案 2dsfdsK:JFD(本文來自移動通信網(wǎng)gg1fic3.cn,版權所有
    UE的典型功能劃分如圖5所示。組成該系統(tǒng)的芯片組成員包括射頻發(fā)射和接收部分、包含轉換器和電源管理模塊的模擬基帶(ABB)部分,以及數(shù)字基帶(DBB)部分、其它的外設、存儲器模塊和應用模塊(照相機、顯示器等),每個模塊的設計有不同的難題。然而,TD-SCDMA的系統(tǒng)要求給DBB設計帶來了其特殊的問題,本節(jié)將概述這些問題。3dsaf12zcv5K:JFD()$#_*本文來自移動通信網(wǎng)gg1fic3.cn,版權所有
    
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    圖5:基于集成解決方案的UE功能劃分。rewioK:JFD()$#_*(本文來自移動通信網(wǎng)gg1fic3.cn,版權所有
    TD-SCDMA系統(tǒng)中DBB設計的主要難題就是接收機功能的劃分。關鍵的設計目標是提供與要求的標準、靈活性和可編程性有關的穩(wěn)定的性能余量,以便適應標準變化和應用場合的變化,并且要求降低功耗和低成本以便為提供合理價格的UE打下基礎,以及擴展到與其它射頻接入技術(RAT)一起工作的雙模工作能力。為了滿足這些要求,該解決方案的實現(xiàn)包括從完全可編程的解決方案到基于DSP和在固定邏輯中進行不同程度的加速的可編程解決方案的結合,再到包含完整數(shù)據(jù)路徑的固定專用集成電路(ASIC)[5]。 45%#(么$*K:JFD()$#本文來自移動通信網(wǎng)gg1fic3.cn,版權所有
    TD-SCDMA是一種很吸引人的標準,它對不同級別UE的要求不會像其它的RAT中那樣限制設計的選擇,例如用于GSM/GPRS/EDGA接收機的高度可編程解決方案和用于WCDMA碼片速率處理的不可缺少的ASIC元件。這一級的TD-SCDMA解決方案提供適合UE不同部分的很寬選擇范圍,取決于RAN的數(shù)據(jù)速率以及網(wǎng)絡所支持的應用和業(yè)務。 (&#*($(哦K:JFD()$#本文來自移動通信網(wǎng)gg1fic3.cn,版權所有
    SoftFone-LCR芯片組中的AD6901數(shù)字基帶處理器,是基于Blackfin處理器作為計算引擎適合于TD-SCDMA終端的可擴展解決方案的一個實例。AD6901具有高級DBB平臺的所有特性,包括有效的處理新功能并且吸收許多硬件功能的能力,以達到各類UE所需的速度,提供靈活的功耗控制、有效地處理控制碼,提供靈活的I/O并且支持優(yōu)化的編譯器以生成高質(zhì)量代碼。 v545%#(么$K:JFD()$#_本文來自移動通信網(wǎng)gg1fic3.cn,版權所有
    AD6901的頂層框圖如圖6所示。它由Blackfin內(nèi)核、一級(L1)代碼和數(shù)據(jù)存儲器(可配置為高速緩存或者SRAM)、二級(L2)存儲器、Blackfin DMA控制器和外設(時間和事件處理器、Blackfin中斷控制器、高速數(shù)據(jù)記錄器(Logger)、維特比協(xié)處理器和外部協(xié)處理器接口)組成。微控制器子系統(tǒng)由ARM內(nèi)核、高速緩存和DMA組成。系統(tǒng)中最低一級的片內(nèi)存儲器稱為系統(tǒng)RAM,可以被Blackfin內(nèi)核和ARM內(nèi)核訪問。系統(tǒng)的其余部分包括通用的連接性外設,用于控制無線終端中的大多數(shù)器件以及控制模擬基帶(ABB)和射頻系統(tǒng)的接口。
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     知1fkjK:JFD(本文來自移動通信網(wǎng)gg1fic3.cn,版權所有
    圖6:SoftFone LCR—AD6901頂層結構圖。ej道h$K:JFD(本文來自移動通信網(wǎng)gg1fic3.cn,版權所有
    SoftFone LCR的重要特點之一就是它基于分級的存儲器系統(tǒng)。L1存儲器提供快速的零等待狀態(tài)存儲。軟件LCR解決方案充分利用Blackfin處理器的數(shù)據(jù)和指令高速緩存。DSP中最耗時鐘周期的部分實際上通常是固定循環(huán)(tight loop),固定循環(huán)利用指令緩存,在慢速存儲器上的這些代碼可以非常有效地執(zhí)行,幾乎不會有速度上的損失。同樣地,在這些固定循環(huán)內(nèi)訪問的數(shù)據(jù)通常具有連續(xù)的地址—一種非常適合于數(shù)據(jù)高速緩存的情況。 12dsfK:JFD本文來自移動通信網(wǎng)gg1fic3.cn,版權所有
    圖6中給出的另一個關鍵外設就是時間和事件處理器(TEP),它提供支持時基管理所需的所有與時間和同步相關的功能。TEP是一種多線程、微型可編程的處理器,可以產(chǎn)生多個時間信號用于并行控制幾個非同步的物理層協(xié)議。例如,TEP能夠在通話連接期間產(chǎn)生一個GSM基站的時基,還可以產(chǎn)生時基用于掃描TD-SCDMA基站的時基。這種能夠跨越多個通信標準工作的能力通常稱為多模操作。 fads1K:JFD本文來自移動通信網(wǎng)gg1fic3.cn,版權所有
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回答者: coolnews88     回答時間:2008-12-31 15:56    

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不錯
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回答者: adisun     回答時間:2008-12-31 16:18    

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多謝 coolnews88   的資料,我好好研究研究。。。j道h$#$#&)*K:JFD()$#_*本文來自移動通信網(wǎng)gg1fic3.cn,版權所有

回答者: walject     回答時間:2008-12-31 20:12    

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