内容简介td-scdma是国际第三代移动
通信三大主流
标准之一，由于它所需频带窄，频谱效率高，频率利用灵活，将在全世界的tdd频段广泛应用。
本书首先介绍了td-scdma的
技术特点、基本参数、网络结构、
物理信道等
基础，然后系统讨论了td-scdma的信道编码技术、速率匹配方案、扩频调制技术、智能天线技术、多用户检测技术、动态信道分配问题、物理层处理过程等关键技术，最后对td-scdma系统的增强技术、td-scdma
设备实现的关键问题等进行了研究和
分析。
本书可供从事
移动通信的科研人员、工程技术人员、网络
设计和维护管理人员阅读，也可供高等院校的通信与
信号处理、电子科学与技术等相关专业的师生阅读和教学参考。
图书目录第1章td-scdma系统的基本参数和技术特点1.1第三代移动通信概述1.2td-scdma发展历程1.3td-scdma系统帧结构和基本参数1.4td-scdma系统的主要特点1.4.1tdd模式1.4.2低码片速率1.4.3上行同步1.4.4接力切换1.4.5智能天线1.4.6软件
无线电技术1.5td-scdma是3g频率问题的最佳解决方案1.5.13g频率的规划方案1.5.2fdd技术难以有效解决3g的频率紧张问题1.5.3td-scdma能有效解决3g频率紧张的矛盾第2章td-scdma系统的网络结构与接口2.1概述2.2td-scdma系统的网络结构2.3td-scdma系统的网络接口2.3.1空中接口2.3.2iub接口2.3.3iur接口2.3.4iu接口2.4td-scdma系统的网络演进第3章td-scdma空中接口信道3.1概述3.2传输信道3.3物理信道3.3.1物理信道信号格式3.3.2特殊时隙3.3.3专用物理信道（dpch）3.3.4公共物理信道3.4传输信道到物理信道的映射关系3.4.1专用传输信道的映射3.4.2公共传输信道的映射3.4.3传输块到物理层的映射3.5公共控制物理信道到物理层的映射第4章td-scdma系统编码与复用4.1概述4.1.1符号4.1.2传输信道编码/复用结构4.2差错检测4.2.1crc
计算4.2.2循环冗余校验的输入和输出的关系4.3传送块的级联和码块分割4.3.1传送块的级联4.3.2码块分割4.4信道编码4.4.1卷积编码4.4.2turbo编码4.5无线帧尺寸均衡4.6第一次交织4.7无线帧分段4.8速率匹配4.8.1速率匹配参数的确定4.8.2速率匹配方案4.8.3比特分离4.8.4速率匹配算法4.8.5比特合并4.9trch复用4.10物理信道的分段4.11第二次交织4.11.1对应于帧的第二次交织4.11.2对应于时隙的第二次交织4.12子帧分割4.13物理信道映射4.14传送格式检测4.15一层控制信息的编码4.15.1传送格式组合指示（tfci）的编码4.15.2发射功率控制（tpc）编码4.15.3同步偏移（ss）的编码4.16寻呼指示信道（pich）的编码4.17前向物理接入信道（fpach）的编码第5章td-scdma系统扩频与调制5.1概述5.2数据调制5.2.1符号速率和符号周期5.2.2qpsk调制5.2.38psk调制5.2.416qam调制5.3脉冲成型滤波器5.4扩频调制5.4.1基本扩频参数5.4.2扩频码5.4.3扩频码的加权因子5.4.4扰码与加扰5.5同步码的产生5.5.1下行同步码（sync_dl）5.5.2上行同步码（sync_ul）5.6训练序列5.7码分配第6章td-scdma系统智能天线技术6.1智能天线概述6.2智能天线的基本原理6.2.1智能天线的基本概念6.2.2空时信道模型6.2.3智能天线的基本原理6.3智能天线自适应波束成型算法6.3.1最佳性能准则6.3.2非盲自适应算法6.3.3盲自适应算法6.4智能天线来波方向估计6.4.1旋转子空间不变（esprit）算法6.4.2多重信号分类（music）算法6.5智能天线的校准6.6td-scdma系统的智能天线实现6.6.1td-scdma系统的智能天线6.6.2智能天线对td-scdma系统性能改进分析6.6.3性能仿真结果6.7智能天线对移动
通信系统的影响6.7.1智能天线对动态信道分配的影响6.7.2智能天线对功率控制的影响6.7.3智能天线对分组调度的影响6.7.4智能天线对切换控制的影响6.7.5智能天线对全向波束和赋形波束的影响6.7.6智能天线对帧结构及有关物理层技术的影响第7章td-scdma系统多用户检测7.1多用户检测概述7.2td-scdma系统传播模型和信道估计7.2.1td-scdma系统连续时间传播模型7.2.2cdma系统离散时间传播模型7.2.3信道估计7.3线性联合检测算法7.3.1线性联合检测器的结构7.3.2解相关匹配滤波器（dmf）法7.3.3迫零线性块均衡（zf-ble）法7.3.4最小均方误差线性块均衡（mmse-ble）法7.4td-scdma系统联合检测与智能天线的结合7.5多用户检测对td-scdma系统性能的改进第8章td-scdma系统动态信道分配8.1动态信道分配概述8.2慢速动态信道分配8.3接纳控制dca8.3.1基于sir测量的接纳控制8.3.2基于优先级的接纳控制8.3.3cac门限的选择8.3.4考虑切换优先的cac门限选择8.4快速动态信道分配8.4.1快速dca分类8.4.2排序分配方案实例8.4.3重用最佳分配方案实例8.4.4dca方案仿真8.4.5仿真
流程8.5td-scdma系统的动态信道分配8.5.1动态信道分配对td-scdma系统的重要性8.5.2td-scdma系统的动态信道分配考虑8.5.3td-scdma系统的一个简单动态信道分配方法第9章td-scdma系统关键过程和测量参数9.1小区选择过程9.2上行同步9.3随机接入过程9.4发射机功率控制9.4.1功率控制特性9.4.2上行功率控制9.4.3下行功率控制9.5nodeb之间的同步9.6接力切换过程9.6.1接力切换的特点9.6.2接力切换的测量9.6.3接力切换的判决9.6.4接力切换的执行过程9.7发射分集9.7.1时间切换发送分集（tstd）方案9.7.2空间码发射分集（sctd）方案9.7.3闭环发射分集方案9.8td-scdma需要测量的一些重要参数9.9空闲模式下的测量9.9.1小区选择测量9.9.2小区重选测量9.10连接模式下的测量9.10.1切换准备测量9.10.2功率控制测量9.10.3同步测量9.10.4dca测量9.10.5相邻保护信道的测量9.11定位业务（lcs）测量9.11.1空闲模式定位业务测量9.11.2前向链路定位（多bs定位）9.11.3反向链路定位（单基站定位）第10章td-scdma系统增强技术10.1概述10.2高速下行分组接入（hsdpa）技术10.2.1hsdpa的信道结构10.2.2自适应调制编码（amc）技术10.2.3混合自动重传请求（harq）技术10.2.4快速小区选择（fcs）技术10.2.5td-scdma系统hsdpa吞吐量仿真10.3mimo技术10.3.1mimo信道10.3.2分层空时编码（blast）技术第11章td-scdma系统实现与测试11.1tsm与lcr的差异11.2移动终端的实现11.2.1移动终端的技术和环境要求11.2.2移动终端提供的业务11.2.3移动终端的设计11.3基站的实现11.4测试技术11.4.1td-scdma外场试验网建设11.4.2试验网规划11.4.3试验网测试11.4.4参考测量信道配置附录a缩略语附录b扰码附录c64位sync-dl码附录d128位sync-ul码附录e基本midamble码参考文献
序言/前言前言伴随着我国改革开放的不断深入和国民经济的快速发展，
中国移动和中国联通分别建设了全世界第一大的gsm移动通信网络和第二大的cdma移动通信网络。到
2003年底，移动通信用户总数达到2.6亿，中国成为全球最大的移动通信市场。随着人们物质文化生活水平的不断提高，人们对移动通信业务的需求也越来越大。目前的第二代或2.5代移动通信系统在容量和业务能力方面均不能满足社会的巨大需求，因此，第二代或2.5代移动通信系统必将被第三代（3g）移动通信系统取代。在第一代和第二代移动通信系统中，由于我国起步较晚，技术基础薄弱，基本上受制于人。国内通信公司没有占据本应属于他们的巨大移动通信市场分额，国外的多家企业在中国市场龙争虎斗，大获其利；而且，我国的移动通信消费者每年还要向国外公司交纳几十亿人民币的知识产权费。因此，我们希望在第三代移动通信的发展中抓住机遇，争取我国的移动通信产业有一个整体的突破。
2000年5月，中国提出的td-scdma技术正式成为国际第三代移动通信标准，这是中国百年电信历史上的第一次重大突破。td-scdma系统是一个采用了上行同步、智能天线、联合检测、接力切换、软件
无线电等一系列高新技术的时分双工模式的低码片速率第三代移动通信标准。遵循这个标准开发的系统比其他第三代移动通信标准具有更高的频谱利用率和更低的成本。它既可以满足语音业务的需要，又可以满足上、下行不对称数据和多媒体业务需要；同时它能应用于宏小区、微小区和微微小区等各种郊区和城市环境。所以，我们相信，td-scdma技术可以带动我国民族通信产业的发展，可以使国内企业在未来的第三代移动通信市场中与国际大型知名企业具有同等的竞争力。td-scdma系统所采用的一系列国际领先技术以及它们对系统容量和性能带来的好处被业界所公认。但td-scdma系统的提出大约比另外两种第三代移动通信标准wcdma和cdma2000晚5年左右，这样，技术的验证和设备开发也相对落后，因此尽快开发出实验样机和商用设备十分重要。刚刚过去的2003年，是td-scdma发展过程中非常重要的一年。td-scdma产品开发取得了很大的成绩，研发进程进一步加快，从网络设备到移动终端，从专用芯片到测试仪表等，初步形成了完整的产业链。可以说，td-scdma在影响力、产业化水平、市场认可程度等方面都取得了令人鼓舞的进展。对于一个新的技术和系统，对其
理论和技术的探讨非常重要。在去年，另一件值得高兴的事是，td-scdma方面的两本著作也公开出版，一本是td-scdma总设计师、大唐移动通信有限公司cto李世鹤博士的系统论述td-scdma标准的《td-scdma第三代移动通信标准》，另一本是tsm标准工作组组长、重庆邮电学院李小文教授等关于td-scdma信令的《td-scdma第三代移动通信信令与实现》。而本书则专门探讨td-scdma第三代移动通信系统的物理层技术和实现问题，可以看做是前两本著作的姊妹篇，作者希望本书对td-scdma的研发工作有抛砖引玉的作用。本书共分11章，第1章主要包括第三代移动通信概述、td-scdma的发展历程、td-scdma系统的基本参数和技术特点等。第2章为td-scdma系统的网络结构、接口与td-scdma系统的演进。第3章讨论td-scdma系统信道，主要集中在物理信道、传输信道、hsdpa信道及其映射等方面。第4章是关于td-scdma系统的信道编码、交织方案、复用技术和速率匹配方法等。第5章讨论td-scdma系统的扩频、加扰、脉冲成型和调制技术，包括所用的各种码的生成。第6章探讨td-scdma系统智能天线技术，主要包括智能天线的基本原理、智能天线自适应波束成型算法、智能天线来波方向估计、智能天线的校准、td-scdma系统的智能天线实现和智能天线对移动通信系统的影响等。第7章研究td-scdma系统的多用户检测技术，重点放在td-scdma系统传播模型和信道估计、线性联合检测算法、td-scdma系统联合检测与智能天线的结合，以及多用户检测对td-scdma系统性能的改进方面。第8章讨论td-scdma系统动态信道分配（dca）问题，涉及小区信道指派的慢速dca、呼叫接入阶段的接纳控制（cac）dca、进行信道调整的快速dca等。第9章针对td-scdma系统的关键过程和测量参数，特别是td-scdma系统的一些独特过程，如：小区选择、上行同步、随机接入、功率控制、接力切换、基站之间的同步和发射分集等。第10章研究td-scdma系统增强技术，包括以自适应调制编码（amc）技术、混合自动重传请求（harq）技术和快速小区选择（fcs）为主的高速下行分组接入（hsdpa）技术，以bell实验室提出的分层空时编码（blast）技术为核心的mimo技术。在第11章，探讨了td-scdma系统实现的关键问题和测试技术，涉及移动终端的实现、基站的实现和网络测试等。本书是笔者从1998年开始进行td-scdma系统的标准、关键技术研究以及系统设计和设备模块开发工作的总结，也是作者工作所在的重庆邮电学院移动通信重点实验室/工程研究中心和信息产业部电信科学技术研究院tdd开发部（后发展为大唐移动通信有限公司）两个研发群体集体智慧的结晶。在此，首先要感谢重庆邮电学院院长聂能教授和大唐移动通信有限公司cto李世鹤博士多年来对作者从事td-scdma研发工作的支持和
指导。然后要感谢重庆邮电学院移动通信重点实验室/工程研究中心的熊思民博士、李方伟教授、林金朝教授、郑建宏教授、李小文教授、申敏教授、彭火成教授等在一起工作中的互相鼓励和共同进步。感谢大唐移动通信有限公司的李军研究员、杨贵亮高工、苗洪雷工程师、陈金岳博士、胡金玲工程师、贺毓崧工程师、李丰高工等的帮助。还要感谢西门子公司的李万林博士、s.bahrenburg博士长期与作者进行的td-scdma技术问题的探讨。最后感谢作者的许多研究生在td-scdma研发工作中的理解和奉献。作者
2004年1月于重庆邮电学院
