【正文】 為了增加系統(tǒng)容量，優(yōu)化切換過程中小區(qū)搜索的性能，需要對(duì)基站進(jìn)行同步。實(shí)現(xiàn)基站同步的標(biāo)準(zhǔn)主要有：可靠性和穩(wěn)定性；低實(shí)現(xiàn)成本；盡可能小的影響空中接口的業(yè)務(wù)容量。該時(shí)隙按照規(guī)定的周期在事先設(shè)定的時(shí)隙上發(fā)送，在接收該時(shí)隙的同時(shí)，此小區(qū)將停止發(fā)送任何信息，基站通過接受該時(shí)隙來相應(yīng)地調(diào)整其幀同步；⑵ 基站通過接收其它小區(qū)的下行導(dǎo)頻時(shí)隙（DwPTS）來實(shí)現(xiàn)同步；⑶ RNC 通過 Iub 接口向基站發(fā)布同步信息；⑷ 借助于衛(wèi)星同步系統(tǒng)（如 GPS）來實(shí)現(xiàn)基站同步。在基于主從結(jié)構(gòu)的系統(tǒng)中，當(dāng)在某一本地網(wǎng)中只有一個(gè) RNC 時(shí)，可由 RNC 向各個(gè) Node B 發(fā)射網(wǎng)絡(luò)同步突發(fā)，或者是在一個(gè)較大的網(wǎng)絡(luò)中，網(wǎng)絡(luò)同步突發(fā)先由 MSC 發(fā)給各個(gè) RNC，然后再由 RNC 發(fā)給每個(gè) Node B。 發(fā)射功率控制功率控制的基本目的是要限制系統(tǒng)中的干擾水平，從而減輕小區(qū)間干擾，并降低 UE 的功耗。表 221 發(fā)射功率控制特性Uplink DownlinkPower control rate VariableClosed loop: 0200 cycles/sec.Open loop: (about 200us – 3575us delay ) VariableClosed loop: 0200 cycles/sec. Step size 1,2,3 dB (closed loop) 1,2,3 dB (closed loop)Remarks All figures are without processing and measurement timesWithin one timeslot the powers of all active codes may be balanced to within a range of 20 dB注： 分配在相同 CCTrCH 中同一時(shí)隙的碼字，若它們具有相同的擴(kuò)頻因子，則采用相同的發(fā)射功率。整個(gè)發(fā)射功率不得超過允許的最大值，否則應(yīng)該將一個(gè)時(shí)隙中的所有上行物理信道以相同的 dB 量進(jìn)行下調(diào)。⑴ PRACH在 TDSCDMA 中，F(xiàn)PACH 為 Node B 對(duì)于 UE 的 SYNC_UL 突發(fā)的響應(yīng)。PRACH 上的發(fā)射功率由下式計(jì)算得到：PPRACH = LPCCPCH + PRXPRACH, des，其中，P PRACH 為 UE 在 PRACH 上的發(fā)射功率（dBm） ；L PCCPCH 為測量得到的路徑損耗（dB ） （PCCPCH 參考發(fā)射功率在 BCH 上廣播） ；PRX PRACH, des 為在PRACH 上期待的接收功率（由高層信令指示，并在 FPACH 上發(fā)送） 。功率控制步長取值 1, 2, 3dB，整個(gè)動(dòng)態(tài)變化范圍為80dB。閉環(huán)發(fā)射功率控制 TPC（Transmit Power Control）是基于信噪比 SIR（SignaltoInterference Ratio）的，其處理過程描述如下：Node B 首先估計(jì)接收到的上行 DPCH 的信噪比 SIRest，然后根據(jù)以下規(guī)則生成 TPC 指令并予以發(fā)送：若 SIRest SIRtarget，則 TPC 發(fā)射指令“down” ；若 SIRest SIRtarget，則 TPC 發(fā)射指令“up”。當(dāng)命令為“down”時(shí)，移動(dòng)臺(tái)將發(fā)射功率下調(diào)一個(gè)功率控制步長；當(dāng)命令為“up”時(shí)，移動(dòng)臺(tái)將發(fā)射功率上調(diào)一個(gè)功率控制步長。上行 DPCH 的閉環(huán)功率控制過程不受時(shí)間交替發(fā)射分集 TSTD（Time Switched Transmit Diversity）的影響。PCCPCH 的參考發(fā)射功率在 BCH 上進(jìn)行廣播或通過信令單獨(dú)地通知每個(gè) UE。PICH 相對(duì)于 PCCPCH 參考功率的偏移量在 BCH 上進(jìn)行廣播。⑷ DPCH，PDSCH下行物理專用信道的初始發(fā)射功率由高層信令確定，直到第一個(gè) UL DPCH 或 PUSCH 到達(dá)。UE 對(duì)接收到的下行 DPCH 進(jìn)行信噪比估計(jì) SIRest，隨后 UE 產(chǎn)生并發(fā)送 TPC 指令，遵循規(guī)則：如果 SIRest SIRtarget，則 TPC 發(fā)射指令“down”；如果果 SIRest SIRtarget，則 TPC 發(fā)射指令“up ”。 當(dāng)指令為“down”時(shí)，Node B 將發(fā)射功率下調(diào)一個(gè)功率控制步長；當(dāng)指令為“up”時(shí)，Node B 將發(fā)射功率上調(diào)一個(gè)功率控制步長。TDSCDMA 技術(shù)培訓(xùn)教材 ? 第二章 TDSCDMA 物理層 14DPCH 或 PDSCH 的發(fā)射功率不應(yīng)超過由高層信令設(shè)置的極限值：Maximum_DL_Power (dB) 和 Minimum_DL_Power (dB)。在暫停下行發(fā)射期間，UE 和 Node B 應(yīng)當(dāng)使用高層信令給定的相同 TPC 步長。UTRAN 在暫停后的第一次數(shù)據(jù)發(fā)射的功率，可以被設(shè)置為暫停前的發(fā)射功率與根據(jù)累積 TPC 命令得到的功率偏移之和。Node B 側(cè)一個(gè)時(shí)隙內(nèi)的總下行發(fā)射功率不得超過由高層信令設(shè)置的最大發(fā)射功率。 上行同步對(duì)于 TDSCDMA 系統(tǒng)來說，UE 支持上行同步是必須的。只有當(dāng) UE 建立了下行同步，它才能開始上行同步過程。雖然 UE 可以接收到來自 Node B 的下行信號(hào)，但是它與 Node B 間的距離卻是未知的。為了使同一小區(qū)中的每一個(gè) UE 發(fā)送的同一幀信號(hào)到達(dá) Node B 的時(shí)間基本相同，避免大的小區(qū)中的連續(xù)時(shí)隙間的干擾，Node B 可以采用時(shí)間提前量調(diào)整 UE 發(fā)射定時(shí)。UpPCH 所采用的定時(shí)是根據(jù)對(duì)接收到的 DwPCH 和/ 或 PCCPCH 的功率來估計(jì)的。這是在接下來的四個(gè)子幀中由 FPACH 來完成的。上行同步同樣也將適用于上行失步時(shí)的上行同步再建立過程中。前者用于上行同步，而后者則用于下行同步?；诼窂綋p耗，UE 由接收到的 PCCPCH 和/或 DwPCH 功率可估算出傳播時(shí)延? tp。UpPCH 的開始發(fā)送時(shí)間TTXUpPCH 由下式確定：TTXUpPCH = TRXDwPCH 2?tp +12*16 TC （1/8chips 的整數(shù)倍）其中，T TXUpPCH 為 UpPCH 開始發(fā)送的時(shí)間；T RXDwPCH 為接收到的 DwPCH 的起始時(shí)間；2? tp為 UpPCH 的時(shí)間提前量 TA（Timing Advance, UpPCH ADV）。PRACH 的開始時(shí)間 TTXPRACH 確定如下：TTXPRACH = TRXPRACH –(UpPCHADV + UpPCHPOS – 8*16 TC) （1/8chips 的整數(shù)倍）其中，T TXPRACH 為 PRACH 的起始發(fā)送時(shí)間；T RXPRACH 為假定 PRACH 是下行信道時(shí) PRACH接收的開始時(shí)間。在上行同步建立之后，Node B 和 UE 啟動(dòng)閉環(huán)上行同步控制過程。Node B 將連續(xù)測量 UE 的定時(shí)，并在每個(gè)子幀中發(fā)送必要的 SS 指令。k/8chips 或不作調(diào)整。M 和 k 的值也可以在呼叫建立時(shí)作調(diào)整或呼叫期間進(jìn)行重調(diào)整。 小區(qū)搜索過程在初始小區(qū)搜索中，UE 搜索到一個(gè)小區(qū)，建立 DwPTS 同步，獲得擾碼和基本 midamble 碼，控制復(fù)幀同步，然后讀取 BCH 信息。初始小區(qū)搜索按以下步驟進(jìn)行：⑴ 搜索 DwPTSUE 利用 DwPTS 中 SYNC_DL 得到與某一小區(qū)的 DwPTS 同步，這一步通常是通過一個(gè)或多個(gè)匹配濾波器（或類似的裝置）與接收到的從 PN 序列中選出來的 SYNC_DL 進(jìn)行匹配實(shí)現(xiàn)。在這一步中，UE 必須要識(shí)別出在該小區(qū)可能要使用的 32 個(gè) SYNC_DL 中的哪一個(gè) SYNC_DL 被使用。每個(gè) DwPTS 對(duì)應(yīng)一組 4 個(gè)不同的基本 midamble 碼，因此共有 128 個(gè)互不相同的基本 midamble 碼。因此，32 個(gè) SYNC_ DL 和 PCCPCH 的 32 個(gè) midamble碼組一一對(duì)應(yīng)，這時(shí) UE 可以采用試探法和錯(cuò)誤排除法確定 PCCPCH 到底采用了哪個(gè) midamble 碼。由于每個(gè)基本 midamble 碼與擾碼是相對(duì)應(yīng)的，知道了midamble 碼也就知道了擾碼。⑶ 實(shí)現(xiàn)復(fù)幀同步TDSCDMA 技術(shù)培訓(xùn)教材 ? 第二章 TDSCDMA 物理層 16UE 搜索在 PCCPCH 里的 BCH 的復(fù)幀 MIB（Master Indication Block） ，它由經(jīng)過 QPSK 調(diào)制的 DwPTS 的相位序列（相對(duì)于在 PCCPCH 上的 midamble 碼）來標(biāo)識(shí)。n 個(gè)連續(xù)的 DwPTS 可以檢測出目前 MIB 在控制復(fù)幀中的位置。 隨機(jī)接入過程 隨機(jī)接入準(zhǔn)備當(dāng) UE 處于空閑模式下，它將維持下行同步并讀取小區(qū)廣播信息。從小區(qū)廣播信息中 UE 可以知道 PRACH 信道的詳細(xì)情況（采用的碼、擴(kuò)頻因子、midamble 碼和時(shí)隙） 、FPACH 信道的詳細(xì)信息（采用的碼、擴(kuò)頻因子、 midamble 碼和時(shí)隙）以及其它與隨機(jī)接入有關(guān)的信息。然后 UE確定 UpPTS 的發(fā)射時(shí)間和功率（開環(huán)過程） ，以便在 UpPTS 物理信道上發(fā)射選定的特征碼。Node B 確定發(fā)射功率更新和定時(shí)調(diào)整 的指令，并在以后的 4 個(gè)子幀內(nèi)通過 FPACH（在一個(gè)突發(fā)/子幀消息）將它發(fā)送給 UE。然后，UE 將調(diào)整發(fā)射時(shí)間和功率，并確保在接下來的兩幀后，在對(duì)應(yīng)于 FPACH 的 PPACH 信道上發(fā)送 RACH。之后，UE 將會(huì)在對(duì)應(yīng)于 FACH 的 CCPCH 的信道上接收到來自網(wǎng)絡(luò)的響應(yīng)，指示 UE 發(fā)出的隨機(jī)接入是否被接收，如果被接收，將在網(wǎng)絡(luò)分配的 UL 及 DL 專用信道上通過 FACH 建立起上下行鏈路。接下來，基站在 FACH 信道上傳送帶有信道分配信息的消息，基站和 UE 間進(jìn)行信令及業(yè)務(wù)信息的交互。因此 UE 必須通過新的測量，來調(diào)整發(fā)射時(shí)間和發(fā)射功率，并在經(jīng)過一個(gè)隨機(jī)延時(shí)后重新發(fā)射 SYNC_UL。這種兩步方案使得碰撞最可能在 UpPTS 上發(fā)生，即 RACH 資源單元幾乎不會(huì)發(fā)生碰撞。TDSCDMA 技術(shù)培訓(xùn)教材 ? 第二章 TDSCDMA 物理層 17開 始根 據(jù) 相 應(yīng) 程 序 ,確 定 一 個(gè) SYNCUL、定 時(shí) 和 發(fā) 射 功 率 ， 并 在 UpPTS中 發(fā) 送若 接 收 到 該 SYNCUL， 則 發(fā) 射 功 率 和定 時(shí) 調(diào) 整 信 息根 據(jù) 指 令 調(diào) 整 功 率 和 定 時(shí) ， 兩 幀 后 在PRACH上 傳 高 同 步 精 度 的 RACH在 CPCH上 傳 信 號(hào) ， 表 明 是 否 接 收UE的 隨 機(jī) 接 入若 接 受 ， UE發(fā) 第 二 個(gè) UpPTS， 并 等待 在 FPACH上 的 功 率 和 更 新 回 應(yīng)帶 有 信 道 分 配 信 息 的 FACH傳 送信 令 及 業(yè) 務(wù) 信 息 交 互移動(dòng)臺(tái) 基站圖 231 TDSCDMA 的隨機(jī)接入過程 下行發(fā)射分集發(fā)射分集是指在基站通過兩根天線發(fā)射信號(hào)，每根天線被賦予不同的加權(quán)系數(shù)（包括幅度、相位等） ，從而使接收方增強(qiáng)接收效果，改進(jìn)下行鏈路的性能。開環(huán)發(fā)射分集不需要移動(dòng)臺(tái)的反饋，基站的發(fā)射先經(jīng)過空間時(shí)間塊編碼，再在移動(dòng)臺(tái)中進(jìn)行分集接收解碼，改善接收效果。在 UTRAN 中，DPCH、PCCPCH 和 DwPTS 的下行發(fā)射分集是可選的。TDSCDMA 技術(shù)培訓(xùn)教材 ? 第二章 TDSCDMA 物理層 18 DPCH 的發(fā)射分集閉環(huán)發(fā)射分集或時(shí)間交替發(fā)射分集 TSTD（Time Switched Transmit Diversity）可用作下行DPCH 的發(fā)射分集方案。信道編碼、速率匹配、交織、位符號(hào)映射、擴(kuò)頻和擾碼與無分集的情況一致，數(shù)據(jù)與 Midamble 序列按時(shí)間進(jìn)行復(fù)用。子幀中不是所有的 DPCH 必須在同一個(gè)天線上進(jìn)行發(fā)送，同時(shí)一個(gè)子幀中也不是所有的 DPCH 必須采用 TSTD。 IQMidambleINTENCDat DEMUXIQSPRSCRSPRSCRIQTDMFIRIcos wctFIRQ sin wctSwitching controlANT 1ANT 2圖 232 DPCH 和 PCCPCH 的 TSTD 發(fā)射器結(jié)構(gòu)舉例Subframe (5ms)Subframe (5ms)ANT 1ANT 2 micro sec micro sec圖 233 采用 TSTD 發(fā)射 DPCH 和 PCCPCH 舉例：所有物理信道均采用 TSTD 且每一子幀采用同一天線⑵ 采用閉環(huán)發(fā)射分集的 DPCH圖 234 給出了支持 DPCH 發(fā)射分集的發(fā)射器結(jié)構(gòu)。擴(kuò)頻的復(fù)值信號(hào)同時(shí)提供給兩個(gè)發(fā)射天線，并為其指定兩個(gè)加權(quán)系數(shù) w1 和 w2。這些權(quán)重每個(gè)用戶每時(shí)隙分別進(jìn)行一次計(jì)算，具體由 UTRAN 確定。DwPCH 由天線 1 和天線 2 交替地進(jìn)行發(fā)射。⑴ 采用 TSTD 的 PCCPCHTSTD 發(fā)射器的結(jié)構(gòu)圖舉例如圖 232 所示。數(shù)據(jù)和 Midamble 序列按時(shí)間進(jìn)行復(fù)用。如果有一個(gè) DPCH 使用 TSTD，則 TSTD也將應(yīng)用于 PCCPCH。⑵ 采用塊 STTD 的 PCCPCH開環(huán)下行發(fā)射分集采用了塊 STTD 方案。在塊STTD 編碼前，信道編碼、速率匹配、交織和位符號(hào)映射與無分集的操作模式一致。對(duì)編碼器輸入的每個(gè)數(shù)據(jù)TDSCDMA 技術(shù)培訓(xùn)教材 ? 第二章 TDSCDMA 物理層 20域，在輸出側(cè)分別產(chǎn)生兩個(gè)數(shù)