1、 教 案 模块四：第三代移动通信系统单元3 TD-SCDMA系统的关键技术制定人员： 代才莉 制定时间： 2014年9月 授课教师： 代才莉 所需学时： 2 任务实施条件要求配置有投影仪、教师演示终端、黑板等。单元描述众所周知，第三代移动通信系统的性能要远优于第二代移动通信系统。TD-SCDMA系统作为我国自主研发的通信系统，作为国际三大主流3G标准中最为年轻最为新颖的技术，其抗干扰能力强、容量大、掉话率低、呼吸效应不明显。那么，TD-SCDMA系统采用了哪些关键技术来实现这些性能呢？通过本次课的学习，你就能找到答案。学习目标 掌握TD-SCDMA系统所使用的关键技术； 理解这些关键技术的基本
2、原理和对系统性能的影响。重点与难点l 教学重点：每种关键技术的基本原理及对TD-SCDMA系统性能的影响。l 教学难点：联合检测的原理。主要授课内容1.TDD技术FDD技术上下行用不同的频带，而TDD技术上下行用相同的频带，如图1所示 图1 TDD、FDD技术示意图2.智能天线智能天线也叫自适应天线，由多个天线单元组成，技术效果如图2所示，主要授课点： TD中为什么采用智能天线？ 智能天线对TD系统的性能改善？ 图2 智能天线技术效果示意图3.联合检测联合检测技术是多用户检测技术的一种，联合检测的基本原理如图3所示，讨论如下问题： TD系统中联合检测对系统性能的改善？ TD系统中联合检测与智能
3、天线技术的如何共同使用？图3联合检测基本原理4.动态信道分配信道分配指在采用信道复用技术的小区制蜂窝移动系统中，在多信道共用的情况下，以最有效的频谱利用方式为每个小区的通信设备提供尽可能多的可使用信道。包括固定信道分配（FCA）和动态信道分配（DCA）。动态信道分配又分时域、频域、码域、空域四个方面。图4 TD-SCDMA系统中的快速动态信道分配5.接力切换接力切换(Baton Handover)是TD-SCDMA移动通信系统的核心技术之一。其设计思想是利用智能天线获取UE的位置距离信息，同时使用上行预同步技术，在切换测量期间，使用上行预同步技术，提前获取切换后的上行信道发送时间、功率信息，从
4、而达到减少切换时间，提高切换的成功率、降低切换掉话率的目的。 图5接力切换过程 图6 三种切换方式比较6.功率控制功率控制技术是CDMA系统的基础，没有功率控制就没有CDMA系统。TD-SCDMA的功率控制技术采取开环、闭环（内环）和闭环（外环）功率控制三种。（1） 开环功率控制接收机测量接收到的宽带导频 信号的功率，并估计传播路径 损耗，根据路径损耗计算得需要发射的功率（2） 闭环（内环）功率控制 图7 功率控制闭环（内环）过程图（3） 闭环（外环）功率控制图8 功率控制闭环（外环）过程图教学组织过程一、复习预习提问采用自由抢答的方式，学生回答后，教师做出扼要的点评，并对回答情况简要总结，题
5、目具体内容详见演示文稿。二、新课内容讲解1.TDD技术结合TD-SCDMA物理信道帧结构知识点，幻灯片展示TDD、FDD技术示意图，分点递进讲解TDD技术优势，并和FDD技术做比较。2.智能天线技术 播放FLASH多媒体文件，动态演示智能天线技术的实现原理及技术效果。教师讲解智能天线的原理、应用及优势，期间互动提问： 小组讨论：TDD技术和FDD技术相比，为什么TDD技术更有利于智能天线技术的实现？ 智能天线对TD系统的性能改善？3.联合检测技术给出单用户检测和联合检测的示意图，请同学们对比分析二者在抗干扰方面，哪个更具优势？然后请同学到讲台来说出自己的想法。之后老师讲解联合检测的实现方法，重
6、点讲解思路，对于复杂的推导可以尽量略讲。4.动态信道分配技术提问引导主题 对于无线通信系统来说，系统的资源包括哪些方面？ TD-SCDMA系统中，一条物理信道由哪些的组合来标志？在学生的互动回答基础上，引出动态信道分配DCA的方法：时域、频域、空域、码域，并进行讲解。知识的讲解重点在于研究如何对码资源进行分配与调整，以达到降低干扰，提高系统的呼通率。 例题：在下图信道化码分配示例中，分配一个SF=16,如何分配?分配2个SF=16码道,如何分配?同时抽两组学生，在黑板上画出分配的信道化码树方案，比较熟优熟劣。图7信道化码分配示例5.接力切换技术引入田径比赛中的接力赛跑传递接力棒的例子，形象讲解
7、接力切换过程，让学生理解利用智能天线和上行同步等技术定位UE的距离和方位以便实现准确快速的切换。小组讨论：比较接力切换、硬切换、软切换三种技术方法的原理及各自在2G、3G移动通信网络的应用。培养学生对相似事物的区分、辨别、归纳、总结能力。 6.功率控制技术互动演示： 要求学生在理解的基础上，用自己的语言来讲解，鼓励学生用形象比喻的方法。例如，用现实生活中的几个人的声音以强盖弱的例子来说明远近效应和功率控制。 知识讲解：开环功率控制技术，闭环功率控制技术小组讨论：在TD-SCDMA系统中，哪些信道采用了开环功率控制技术？ 三、课程小结l 本课程主要介绍了TD-SCDMA的主要关键技术。l 包括TDD 、智能天线、联合检测、动态信道分配、接力切换、功率控制六种关键技术的原理、作用。四、作业布置l 完成任务自测题l 写一篇小论文：题目为TD-SCDMA系统的关键技术对其性能的影响。可以只写其中的一种关键技术，也可以写多种。建议教学方法：学生抢答教师点评补充讲解对比教学法特色FLASH辅助教学法小组PK对比分析法助教讲解法引导教学头脑风暴法案例分析法小组PK法形象比喻法趣味教学法拓展与提高 请查阅资料，与TD-SCDMA对比，WCDMA和CDMA2000这两种3G标准采用了哪些关键技术？实现了哪些性能？
