1.2TD-SCDMA标准与技术之1.2.1TD-SCDMA物理层信号结构

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1.2TD-SCDMA标准与技术

在第三代移动通信中，3GPP TDD系统是一种典型的时隙CDMA(Time Slotted CDMA)系统。所谓时隙CDMA系统，即发送信号按照时隙划分，具有时隙同步的CDMA系统。在3GPPTDD标准中，又分为两种选择方案:一种是3.84M chip/s TDD (HCR TDD,High Chip Rate TDD)方案，是由欧洲提出的UTRATDD演变而来的；另一种是1.28Mchip/s TDD CLCR TDD，Low Chip Rate TDD)方案，是由中国提出的TD-SCDMA演变而来的。下面简单介绍TD-SCDMA移动通信系统物理层信号结构及其关键技术⑴[5][6]。

1.2.1 TD-SCDMA物理层信号结构

首先我们来看TD-SCDMA系统物理层的信号结构。

TD-SCDMA物理层信道的帧结构分为4层：超帧(SuperFrame)、无线帧(RadioFrame)、子帧(Subframe)和时隙（TimeSlot，或称为突发信号Burst)。

TD-SCDMA超帧和无线帧的结构如图1-1所示。一个超帧长720ms，由72个无线帧组成，每个无线帧长10ms。上述结构与UTRA TDD完全相同。对于TD-SCDMA系统，将每个无线帧分成两个5ms的子帧。

TD-SCDMA子帧的结构如图1-2所示。每个子帧由7个常规时隙（长度为675us）和3个特殊时隙：下行导频时隙（DwPTS）、上行导频时隙（UpPTS）和保护时隙（GP）构成。

在7个常规时隙中，TS0（Time Slot0）总是分配给下行链路（DL，Downlink），而TS1总是分配给上行链路（UL，Uplink）。上行时隙和下行时隙之间由转换点（SP，Switching Point）分开。在TD-SCDMA系统中，每个5ms的子帧有两个转换点（UL->DL和DL->UL）。通过灵活地配置上下行时隙的个数，TD-SCDMA适用于上下行对称及非对称的模式。图1-3分别给出了对称分配和不对称分配上下行链路的例子。

下行导频时隙（DwPTS）的突发结构如阁1-4所示。DwPTS是由32chip的保护间隔和64chip的下行同步码（SYNC_DL）组成，它是无线基站（小区）的导频（Pilot）信号，也是下行同步的信号。SYNC_DL是一组PN码，用于区分相邻小区（基站）。系统中定义了32个码组，每组对应一个SYNC_DL序列，SYNC_DL PN码集在蜂窝网络中可以复用。

上行导频时隙（UpPTS）突发结构如图1-5所示。UpPTS由128chip的上行同步码（SYNC_UL）和32chip的保护间隔组成，它是用户终端的导频（Pilot）信号，主要用作用户终端的随机接入初始同步。SYNC_UL是一组PN码，用于在接入过程中区分不同的UE。

保护时隙（GP）用于在基站端给出由下行转为上行的保护时间间隔，时长为75us（96chip）。在TD-SCDMA系统中，此时隙的宽度保证了小区的最大半径可以达到10km以上，对终端初始接入的时间估计精度的要求。

TD-SCDMA常规时隙的突发结构如图1-6所示。主时隙总长675us，即864chip。此突发类型由两个数据符号区（共704chip)、一个144chip的中间码（Midamble码）和一个16chip的保护区组成。中间码作为训练序列，供信道估计使用。

在数据区，经过物理信道映射后的数据流要经过数据调制和扩频调制的过程。数据调制可以釆用QPSK、8PSK或16QAM的方式，调制后的数据符号送入扩频调制。扩频调制要经过两个步骤：首先要经过信道化码进行扩频，然后利用扰码加扰。信道化码采用正交可变扩频因子（OVSF，Orthogonal Variable Spreading Factor）码，其扩频系数（码长）可以取值Q（下标k）∈{1,2,4，8,16},信道化码用来区分本小区内同一时隙的不同码道。扰码釆用固定长度为16的二进制扰码加复数旋转后生成的复数序列，扰码是由小区确定的。