TD-SCDMA同步原理

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TD－SCDMA的频谱利用率高的一个重要因素是它采用了低的码片速率。UTRA－TDD(欧洲提出的TDD标准)，每个载波占有5MHz的带宽。但这里有一个很大的问题，就是在ITU的频谱分配上，2010MHz－2025MHz共有15MHz的带宽，只能有3个载波，而每个国家不可能只有一个运营商，至少两个，那么每个运营商只能有一个载波，那就把他的定位定死了，只能做成岛形，不能成蜂窝网。而我们提出的TD－SCDMA每载波制占用1.6MHz带宽，3个载波就可以组成蜂窝网。我们能够在1.6MHz的带宽内实现2Mbps的数据业务，同时，由于使用低码片速率，还使得频率使用灵活，系统设备的成本低。

TD－SCDMA的另一个关键技术就是同步CDMA，即指上行链路各终端信号在基站解调器完全同步。这样，使用正交扩频码的各个码道在解扩时就可以完全正交，相互间不致产生多址干扰，的解决了CDMA系统的容量。为实现同步CDMA，必须解决同步的检测、建立和保持等主要问题，这也是本系统的关键技术之一。但是,由于各个用户终端在小区覆盖范围内的位置是可以变化的，即使在通信进行过程中，用户还可以以很高速度移动。由于电波在从基站到用户终端的传播时间的变化，将引起同步的变化。如果再考虑多径传播的影响，此同步将更为困难，这就是实现同步CDMA的难题所在。在同步CDMA系统中,同步的检测是用软件，通过求相关的方式获得的。在无线基站,我们对接收到的,来自用户终端的信号进行8倍的过取样，即在解调出的基带信号中，对每个码片(Chip)等时间取8个样值（见下图），然后和此取得的样值求相关。当相关峰未达到所需值时，再向前或向后搜寻，直至获得收到信号的同步起点为止。这样获得此接收帧的同步起点以及它与期望的同步起点之间的距离SS(其单位为每次取样的间隔,即l/8Chlp的整数倍)。因为在任何时刻,基站在SYNC1时刻只能接收一个终端的接入请求；而在SYNC2时刻只有一个终端在发出此信号，其余终端在此时隙均为空时隙(EMPTY)，故不会有来自本小区内其他终端的干扰，保证了同步的检测的准确性。
　　　在下图中,表示出了求接入终端的同步偏差SS的情况，对求SYNC2的同步偏差及用户终端求得同步的方法也是完全相同的。

用户终端从一开机,进入poweron状态,只能接收不能发射，并将用与上图类似的方法获得初始同步,即找到接收来自基站的信号中SYNC(训练系列)的起点，确定接收参考定时。然后在下一帧,根据此定时和接收到的SYNC的强度，预计出发射起点时间和功率电平并发出接入请求。基站就将使用上图所示的方法，获得其同步偏差SS，并在下一个下行帧向此终发出此SS之值。在终端收到后就将自动调整发射时间，以建立同步。此同步建立的过程在每个终端每次发起或响应呼叫时都要重复一次。在通信过程中，同步的保持是依靠SYNC2时隙。在同步CDMA系统中，通信中的所有终端中，每个终端都使用一个分配的Walsh码(编号从0至31)来扩频，只有在帧（FN）与该终端所使用的Walsh码道号相同的那一中帧，该终端才发射SYNC2，而其他终端都处于空时隙(EMPTY)。即在系统中，此时只有一个用户终端发射SYNC2。基站就可以在干扰很小的情况下来检查此信号，根据检测SYNC2的同步偏差，并在下一帧发出此SS之值，使这终端纠正其同步偏差，使同步得到保持。此项技术的优点是能够降低码道间干扰，提高CDMA容量，简化硬件，降低成本。接力切换就是根据同步CDMA技术所具有的对终端精确定位的功能，在同步CDMA系统中就有可能实现更有效的越区切换,即所谓"接力切换"(Baton Handoff)。众所周知，传统的无线通信系统中，越区切换都是先中断与正在通信的小区的信道，再接入新小区中分配的信道，这就是所谓硬切换。其缺陷是要丢失信息(大约需要300ms的时间)。在IS-95系统中，在同频工作的小区之间，或扇区之间可以实现软切换或更软的切换。其优点是不丢失信息，并增加CDMA系统的容量。但缺点是有大约40％到50％的终端都处于切换过程中，同时接收来自两个甚至三个基站的信息。为此，这些基站的前向信道要发出同样内容的信息，在地面网中，也必须将此信息同时送至多个基站。这样，将占用一定数量的地面设备，在系统资源上是一种浪费。另一方面，也使得用户终端变得更为复杂。在同步CDMA的同频小区之间，两个小区的基站都将接收到来自同一终端的信号，两个小区都将对此终端定位，并在可能切换的区域时还将此定位结果向BSC报告。切换将由BSC判定和发起。通过一个信令交换的过程，终端就由一个小区像交接力捧一样交给另外一个小区。这个切换过程，具有软切换不损伤信息的优点，又克服了信道资源浪费的缺点。
软件无线电就是在通用芯片上用软件实现专用芯片得功能，此技术可以克服微电子技术的不足，加快技术与产品开发速度，节约硬件（特别是ASIC）的制造周期和费用。也加强了系统的灵活性，可以仅仅通过升级软件来增加系统功能，便于技术进步和产品的升级换代，减少用户设备费用支出，减少了系统设备成本。