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9月5日 TD的扩频机理分析-转载NewboyTD系统的资源按照频率-时隙-码道的层次来分配。频率指的是1.5M的带宽,按照大唐的N频点技术,初期建网每个小区可以配置3个载频,后期容量上来以后可以上6载频;时隙是除了TS0以外的6个业务时隙,可以灵活分配给上下行的各种业务;而码道的分配是今天要搞清楚的重点。
1、信道码的作用
根据香农公式,
C = B Log2 (1+ S/N)
当信道的容量C要求一定时,B和S/N的作用可以相互置换。以前为了提高信道的容量,努力的提高S/N,扩频通信观点提出来了以后,通过提高B,同样可以提高信道容量,有用信道功率即使淹没在噪声中都可以解调出来,甚至信号功率都可以比N小,这样非常有益于提高通信系统的保密性,所以扩频通信提出来以后,最先为军方所使用。
在数字通信系统中,扩频是通过一个高速数字序列和数字信号相乘,把一个个数据符号转换为一系列码片来实现的。通过这样的操作,提高了数字符号的速度,增加了信道带宽(这儿的带宽指的还是傅里叶变换以后的在频域上的带宽,在数字通信中,带宽常常用数据速率来表示,因为两者是相关的)。
2、W和TD的扩频码和扩频因子比较
WCDMA系统和TD系统中,采用OVSF码作为信道化码,OVSF的意思是正交可变扩频因子码,每个符号被转化成的码片数目叫做扩频因子。对于一种确定的制式,码片速率是不变的,所以扩频因子大的信道对应着慢的速率,扩频因子小的码道对应着快的速率。
对于WCDMA来说,扩频因子的取值范围是上行最大是256,下行最大512。使用长码,带来了几方面的效果,一是带宽高,达到3.84Mcps,当然占用的频率带宽也达了5Mhz〔3.84×(1+0.22)约等于5M,0.22为滚降系数,另文研究〕,频率利用率不高。但是高带宽带来了比较大的处理增益,从而获得比较好的覆盖距离。
量化的SF取值计算可以用如下的过程说明:
以12.2kps的话音用户来说,编码方式采用1/3卷积编码后,变成36.6kps;上行采用BPSK调制,一个比特对应一个符号,符号速率也是36.6kps,下行采用QPSK调制,连续的两个比特对应一个符号,所以符号速率是18.3kcps;这是不考虑CRC校验和速率匹配(需要重传或者打孔)的符号速率,而考虑了这些的实际值是下行30kcps,上行60kcps。对应3.84Mcps的码片速率,所以单一的12.2kps的话音业务的上行扩频因子是3840/30=128,下行扩频因子是3840/60=64。
还有个概念要甄别一下。我们常常说WCDMA是干扰受限而不是码受限,这个码指的是扰码。WCDMA下行区分小区,上行区分用户是用扰码区分的,下行有扰码8192个,分成512个集,每个集包括1个主扰码和15个从扰码,512个主扰码又分成64个组,每组8个;上行有2的24次方个扰码。从数字来看的话,绝对够用了。受限的是干扰受限,当用户数到达了极限以后,干扰大到无法区分彼此,这就是WCDMA的软容量的概念。仿真分析表明,WCDMA每个小区在发射功率为42dbm的情况下支持话音用户约为112个。
这一点和TD-SCDMA不同。TD下行区分小区用SYNC_DL区分的,32个PN码,通过复用是够用了。每个SYNC_DL对应一组SUNC_UL码和一组midamble码,midamble码和扰码一一对应,所以TD系统中一个小区的所有上行用户用的扰码是一样的,区分这些用户用的就是信道码。因此TD有所谓的码受限概念,如果承载12.2kps话音业务,每个时隙16个BRU,12.2kps占用两个,上行SF=8,下行SF=16,占用BRU2个。所以一个单载频的小区支持的用户数为3个时隙×8个用户=24个用户,如果用三载频,单扇区支持72个用户。当然这是理想情况,因为多径的原因,上行信道码不一定完全正交,用户之间还有干扰,但是通过试验网测试表明,TD的码道受限还是占主要原因的。
既然码道受限,那么为什么不把OVSF码取长一点,以取得更大的容量呢?
还要从以上的分析中试着找原因。如果用长码的话,码片速率提高了,带来带宽的提高,所谓的频率利用率优势不复存在,个人以为那样的话TD就和WCDMA没有区别了,所以刻意保持这个短码也是原因。用短码另一个原因是同一个时隙用户数比较少,可以方便进行联合检测。不过这个理由也很牵强,联合检测和智能天线是TD的必选条件,联合检测和短码二者谁先谁后很难说。最初TD的软肋就是覆盖距离不如WCDMA(因为链路预算中,没有软切换增益,采用短码导致处理增益也小),所以刚提出来的时候是推荐TD和WCDMA联合组网,TD在市区热点地区使用,WCDMA在乡下和道路覆盖(天啦,这是什么方案,好好的WCDMA变成乡下妹了),后来TD把智能天线和联合检测捆在自己身上,二者给TD的链路预算贡献了10db左右(智能天线赋形增益约9db,因为联合检测导致的干扰余量少了1db),所以现在号称TD和WCDMA覆盖能力相近。 评论 (1)
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