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(普通问题)
用TD-SCDMA的帧结构解释覆盖距离11.5KM
提问者:
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问题答案
( 1 )
答：从帧结构看TD-SCDMA的覆盖能力
TD-SCDMA系统独特的帧结构，采用智能天线和联合检测、接力切换等新技术，相比WCDMA系统的链路预算有较大区别，从这些关键点进行链路预算分析，才能把握TD-SCDMA的覆盖能力。 从技术角度讲，TD-SCDMA标准充分考虑了独立组网的广域覆盖问题，从它的帧结构可以看到，LCR的子帧由7个业务时隙和3个特殊时隙组成，这3个特殊时隙是TDD HCR所不具备的，它们决定了HCR只能做小范围热点覆盖，而TD-SCDMA(LCR)却能做到十几公里，甚至几十公里的覆盖。 如图1所示，3个特殊时隙分别是96个码片的下行导频时隙DwPTS，96个码片长的主保护间隔GP，及160个码片长的上行导频时隙UpPTS。其中，主保护间隔就形成了固定的下/上行切换点，由于它的存在，可以避免用户间由于上行同步要求的提前发送可能导致的干扰。由于终端下行接收有延时，不会对上行信号产生干扰，所以TD-SCDMA技术可以用做大范围覆盖；下行导频时隙是用于下行同步和初始小区搜索；上行导频时隙的作用主要是随机接入过程中终端与基站的初始同步。
图 1 TD-SCDMA (LCR)帧结构
由于TD-SCDMA为时分系统，可以从其帧结构来考虑实现不同距离的覆盖。由于无线信号的空间传播延迟，TD-SCDMA终端侧在接收下行导频信号时帧头相对于NodeB的帧头会有一定的滞后，而终端在发送上行导频信号时为补偿空间传播延迟需要提前发送，为避免时隙干扰，TD-SCDMA终端只能通过压缩保护时隙（GP）来准确收发信号。
TD中UE的的RRC接入需要先做上行同步（SYNC_UL），当UE进行完下行同步（SYNC_DL）而又不会影响到UE上发SYNC_UL的时间落在基站的时间接收窗内，则必须考虑到电磁波在空中往返的问题。
所以，根据TD帧结构，SYNC_DL与SYNC_UL中间有96chips的保护带，考虑到返程影响，实际的保护间隔是96/2=48chips，48个chips的时间是48/1.28m,电磁波的传播速度接近光速（3*10^5km/s），所以电磁波能够单程覆盖的最大距离为48/1.28m*3*10^5km/s=11.25km，TD-SCDMA的最大双向时延为GP时隙的长度（96chip），而无线信号在空间的传播速度接近光速。因此一般理解的TD-SCDMA最大覆盖半径为（其中C为光速）：
dmax＝Δt×c（光速）＝96/2/（1.28×106）×c＝11.25km
增加TD-SCDMA的覆盖半径可以采取以下方式：
方式一，压缩UpPTS中的GP时隙，不会对TS1造成任何影响，但可增加32chip的双向时延。此时，TD-SCDMA的覆盖半径增加为：
dmax＝（96+32）/2/（1.28×106）×c＝15km
这种增加无须改动NodeB、UE和空口协议，目前可以提供。
方式二，闭塞整个TS1时隙，NodeB对SYNC_UL的搜索范围可以进一步扩大到TS1时隙中。此时，TD-SCDMA的覆盖半径增加为：
dmax=（96+128）/2/（1.28×106）×（3×108）=26.25km
此时，SYNC_UL的最晚到达点必须在Up－PTS起始后128chips。所以这种覆盖里程的增加需要NodeB的实现支持，而UE、空口协议保持不动，只影响TS1时隙。
方式三，闭塞整个TS1时隙，并修改UE的UpPTS提前发射时间至GP时隙前的32chip，即DwPTS的GP时隙，此时，TD-SCDMA的覆盖半径增加为：
dmax=256/2/（1.28×106）×（3×108）=30km
此时，牺牲了整个TS1时隙，并且UpPTS的发射时间需要提前。所以，这种覆盖里程的增加需要修改UE，由于压缩了DwPTS，缩小了GP时隙，UE对DwPTS会形成一定的干扰。
方式四，闭塞整个TS1时隙，把UpPTS扩大至TS1，并预留32chips的下行时隙间隔。此时TD-SCDMA的覆盖半径增加为：
dmax=（96+160+864-128）/2/（1.28×106）×（3×108）=116.25km
式中，96+160+864-128=992chips为实际闭塞整个TS1时隙所能最大允许的时隙间隔。
值得注意的是，增加TD-SCDMA基站的覆盖范围如果涉及NodeB、UE和空口协议的更改，将是以牺牲系统容量为代价的。在目前TD-SCDMA设备研发中尚未完全实现。在实现具体的远距离范围内的覆盖时，可以根据具体情况选用合适的站型。
TD-SCDMA系统独特的帧结构，采用智能天线和联合检测、接力切换等新技术，相比WCDMA系统的链路预算有较大区别，从这些关键点进行链路预算分析，才能把握TD-SCDMA的覆盖能力。 从技术角度讲，TD-SCDMA标准充分考虑了独立组网的广域覆盖问题，从它的帧结构可以看到，LCR的子帧由7个业务时隙和3个特殊时隙组成，这3个特殊时隙是TDD HCR所不具备的，它们决定了HCR只能做小范围热点覆盖，而TD-SCDMA(LCR)却能做到十几公里，甚至几十公里的覆盖。 如图1所示，3个特殊时隙分别是96个码片的下行导频时隙DwPTS，96个码片长的主保护间隔GP，及160个码片长的上行导频时隙UpPTS。其中，主保护间隔就形成了固定的下/上行切换点，由于它的存在，可以避免用户间由于上行同步要求的提前发送可能导致的干扰。由于终端下行接收有延时，不会对上行信号产生干扰，所以TD-SCDMA技术可以用做大范围覆盖；下行导频时隙是用于下行同步和初始小区搜索；上行导频时隙的作用主要是随机接入过程中终端与基站的初始同步。
图 1 TD-SCDMA (LCR)帧结构
由于TD-SCDMA为时分系统，可以从其帧结构来考虑实现不同距离的覆盖。由于无线信号的空间传播延迟，TD-SCDMA终端侧在接收下行导频信号时帧头相对于NodeB的帧头会有一定的滞后，而终端在发送上行导频信号时为补偿空间传播延迟需要提前发送，为避免时隙干扰，TD-SCDMA终端只能通过压缩保护时隙（GP）来准确收发信号。
TD中UE的的RRC接入需要先做上行同步（SYNC_UL），当UE进行完下行同步（SYNC_DL）而又不会影响到UE上发SYNC_UL的时间落在基站的时间接收窗内，则必须考虑到电磁波在空中往返的问题。
所以，根据TD帧结构，SYNC_DL与SYNC_UL中间有96chips的保护带，考虑到返程影响，实际的保护间隔是96/2=48chips，48个chips的时间是48/1.28m,电磁波的传播速度接近光速（3*10^5km/s），所以电磁波能够单程覆盖的最大距离为48/1.28m*3*10^5km/s=11.25km，TD-SCDMA的最大双向时延为GP时隙的长度（96chip），而无线信号在空间的传播速度接近光速。因此一般理解的TD-SCDMA最大覆盖半径为（其中C为光速）：
dmax＝Δt×c（光速）＝96/2/（1.28×106）×c＝11.25km
增加TD-SCDMA的覆盖半径可以采取以下方式：
方式一，压缩UpPTS中的GP时隙，不会对TS1造成任何影响，但可增加32chip的双向时延。此时，TD-SCDMA的覆盖半径增加为：
dmax＝（96+32）/2/（1.28×106）×c＝15km
这种增加无须改动NodeB、UE和空口协议，目前可以提供。
方式二，闭塞整个TS1时隙，NodeB对SYNC_UL的搜索范围可以进一步扩大到TS1时隙中。此时，TD-SCDMA的覆盖半径增加为：
dmax=（96+128）/2/（1.28×106）×（3×108）=26.25km
此时，SYNC_UL的最晚到达点必须在Up－PTS起始后128chips。所以这种覆盖里程的增加需要NodeB的实现支持，而UE、空口协议保持不动，只影响TS1时隙。
方式三，闭塞整个TS1时隙，并修改UE的UpPTS提前发射时间至GP时隙前的32chip，即DwPTS的GP时隙，此时，TD-SCDMA的覆盖半径增加为：
dmax=256/2/（1.28×106）×（3×108）=30km
此时，牺牲了整个TS1时隙，并且UpPTS的发射时间需要提前。所以，这种覆盖里程的增加需要修改UE，由于压缩了DwPTS，缩小了GP时隙，UE对DwPTS会形成一定的干扰。
方式四，闭塞整个TS1时隙，把UpPTS扩大至TS1，并预留32chips的下行时隙间隔。此时TD-SCDMA的覆盖半径增加为：
dmax=（96+160+864-128）/2/（1.28×106）×（3×108）=116.25km
式中，96+160+864-128=992chips为实际闭塞整个TS1时隙所能最大允许的时隙间隔。
值得注意的是，增加TD-SCDMA基站的覆盖范围如果涉及NodeB、UE和空口协议的更改，将是以牺牲系统容量为代价的。在目前TD-SCDMA设备研发中尚未完全实现。在实现具体的远距离范围内的覆盖时，可以根据具体情况选用合适的站型。
回答者：
wangyuan072
回答时间：2009-05-13 23:39
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