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摘要：在本文中，摘要介绍了TD-SCDMA RTT建议的空间接口技术。在简单回顾空间接口中高层信令的基础上，对TD-SCDMA的物理层功能予以介绍。然后对主要的物理层技术，包括帧结构、调制和解调、数据复接和分接、以及信道编码和交织等等方面作了说明。特别著重介绍TD-SCDMA技术的特点和主要设计思想。
I. 前言：3GPP的空间接口标准构成
图1 TD-SCDMA空间接口的结构示意图
在IMT-2000的空间接口标准中，基于所设计的核心网不同，空间接口（Un接口）的基本结构分为两个大类别，并分别由两个伙伴计划（3GPP和3GPP2）来起草。TD-SCDMA的空间接口是基于3GPP的基本概念，如图1所示的三层结构：由物理层、链路控制层和无线资源控制层所组成。在TD-SCDMA系统中，此Un接口的第二和第三层是3GPP和CWTS融合后的标准，它即能支持3GPP的FDD和TDD系统，也能支持TD-SCDMA系统。
II. 第三层（无线资源控制层）
无线资源控制层（RRC）处理用户终端（UE）和无线接入网（RAN）之间在第三层控制面的信令以及和更高层（如核心网（CN））之间的关系。其主要功能如下：
* 广播接入无关的信息（来自CN）
RRC将向所有UE广播来自网络的系统信息。这些系统信息将周期性广播。此功能支持高层（高于RRC）信息的广播，此信息可能和本小区无关，也可能有关。例如，RRC可能广播与部分小区有关，CN服务区的信息。
* 广播接入相关的信息
RRC将向所有UE广播来自网络的系统信息。此功能支持广播典型的特定小区的信息。
* 建立、维护和释放UE和RAN之间的RRC连接
一个RRC连接的建立是由来自UE高层的请求而建立的对此UE的第一个信令连接。一个RRC连接的建立也包括小区的重选、允许控制以及第二层信令链路的建立。
* 无线乘载业务的建立、重新配置和释放
根据高层的要求，RRC将执行用户面内无线乘载业务的建立、重新配置和释放功能。同时可能和一个UE建立多个无线乘载业务。在建立和重新配置中，RRC层根据来自高层的信息，执行允许控制并选择L2和L1中描述此无线乘载业务过程的参数。
* RRC接连中无线资源的指定、重新配置和释放
RRC层处理RCC连接和控制和用户平面所需要得无线资源的指配。在一个RCC连接建立时RCC层将配置无线资源。此功能包括对同一RCC连接中多个无线乘载业务无线资源的指配。RCC在上行和下行中控制无线资源以使UE和RAN之间能够使用不平衡的无线资源进行通信（不对称上下行）。RCC对UE的资源指配还用于越区切换至GSM或其它无线系统等目的。
* RRC连接的移动功能
在建立一个RCC连接时，RRC层还执行估计、决定和执行等与RCC移动有关的功能，如装备向GSM或其它无线系统切换、小区重选、小区寻呼面积的更新等基于UE测量的功能。
* 寻呼
RRC能广播来自网络的对指定UE的寻呼信息。RRC也能在建立RRC连接的期间开始寻呼。
* 所需质量的控制
此功能保证了一个无线乘载业务所要求的质量，还包括指定ì够数量的无线资源。
* UE测量的报告和对报告的控制
UE测量是由RCC层控制的，包括TD-SCDMA无线接口和其它系统的测量内容、什么时候进行、以及如何报告等。RCC层还执行将UE测量结果向系统的报告。
* 加密控制
RRC提供在无线接入网（RAN）和UE之间设定和取消加密的过程。
* 空闲模式下小区的选择和重选
基于空闲模式下测试的结果来选择最合适的基站及确定选择门限。
* 小区间无线资源分配的仲裁
此功能保证了RAN全部功能的最佳性能。
* ODMA功能，如：
RRC执行提醒广播以允许将所有ODMA路径信息收集起来。
ODMA近邻接力节点的清单及其相关信息都将由RCC来维护。
RRC将通过调整广播的功率来激发有关消息以维护所需数量的近邻数量。
ODMA路径和RCC连接的建立基于路径算法。
RRC层将控制关口ODMA接力节点和RAN之间代协作通信链路。
* 碰撞的解决
当低层出现碰撞时，RRC将通过无线资源的重新分配或释放等进行处理。
* 慢速DCA
基于慢速门限确定来指配无线资源。
* UE的定位
RRC层将根据来自物理层的信息（方位和距离）确定工作UE的位置。
III. 第二层（媒介接入控制和无线链路控制）
第二层分为媒介接入控制子层（MAC）和无线链路控制子层（RLC）。
MAC子层负责处理来自RCL和RRC子层的数据流。它对上层提供不确认传输模式的服务。至RLC子层的接口是通过逻辑信道服务节点。它根据RRC子层的要求指配无线资源并向高层报告测量结果。逻辑信道再分为控制信道和业务信道。如是，它将提供如下功能：
* 就不同逻辑信道映射到相应的传输信道中，根据当时信源速率选择合适的传输信道的传输格式。它还完成PDU和传输数据块之间的复接和分接，以便后面物理层的进一步处理。
* 基于来自RRC子层的信息进行公用和专用传输信道之间的动态交换。
* 基于来自高层的信息和物理层情况（如可使用的发射功率）对一个UE的优先级处理，也从提高频谱效率出发，用一个动态时间表处理多个UE之间的优先级问题。
* 控制RRC子层的业务量。
* 确定高层信令的路径及支持相应MAC信令连接的维护。
* 支持快速DCA。
* 需要时在RLC透明传输模式中进行加密和解密。
RLC提供三种不同的数据传输模式。
* 透明数据传输
此业务在传输高层的PDU时不增加任何协议信息，可能加上分段和重新装配功能。
* 不确认的数据传输
此业务在传输高层PDU时并不保证传输输入端的正确性。
* 确认的数据传输
此业务在传输高层PDU时保证每段传输输入端的正确性。当RLC不能正确传输数据时，RCL传输端的用户将得到通知。按序列传输和不按序列传输都支持此服务。在多数情况下，高层协议都能保存自己PDU的顺序。只要低层的不按序列的特性是已知的并能够控制（即高层协议将不会立即要求重新传输一个丢失的PDU），此不按序列的传输将能节约接收的RLC的存储器空间。
RLC连接还具有数据流建立和释放的原则、解密和解密、质量设定以及在不能纠正差错时向高层报告的功能。
IV. 物理层概述
每种无线传输技术的基本性能和特点是由其物理层所确定的，或者说，物理层是空间接口性能中最关键的部分。TD-SCDMA物理层的主要功能如下：
1) 传输信道前向纠错（FEC）编码和解码
2) 切换测量和接力切换的执行
3) 传输信道的复接和分接以及传输信道中码的组成
4) 传输信道和物理信道中间码的映射
5) 物理信道的调制扩频和解调解扩
6) 频率跟踪和定时（码片、比特、时隙、子帧）同步，包括上行同步
7) 功率控制
8) 随机接入过程
9) 动态信道分配（DCA）
10) ODMA过程（选项）
11) 物理信道的功率加权和合并
12) 射频控制
13) 差错检测
14) 速率匹配（数据复接至DCH）
15) 无线特性测试，包括FER，SIR，DOA，TA等等
16) 上下行波束赋形（智能天线）
17) 用户定位（智能天线）
在下面章节中，将对其主要内容进行介绍。
V. TD-SCDMA的帧结构
图2 帧和突发结构
图3 主时隙突发结构
物理信道用4层结构：超帧、无线帧、子帧和时隙/码，如图2所示。一个超帧长720ms，由72个无线帧组成，每个无线帧长10ms（以上，和UTRA TDD完全相同）。TD-SCDMA将每个无线帧分为两个5ms的子帧。每个子帧由7个主时隙（长度675μs）和3个特殊时隙：下行导引时隙（DwPTS）、下行导引时隙（UpPTS）和保护时隙（G）构成。
主时隙空发结构见图3。此突发类型由两个数据符号内，一个144码片的中间码和一个16码片的保护区。数据区共704码片长。数据区中每个比特用QPSK调制，扩频系数为1至16。中间码是作为训练序列，供多用户检测（联合检测或干扰抵销）时信道估值使用。
下行导引时隙（DwPTS）由64比特正交码组成，它是无线基站（小区）的导引（Pilot）信号，也是下行同步的信号。而上行导引时隙(UpPTS)由128比特正交码组成，它是用户终端（小区）的导引（Pilot）信号，主要用作随机接入。保护时隙（G）用于区分上下行时隙，使距离较远的终端能实现上行同步。在TD-SCDMA系统中，此时隙的宽度保证了小区的最大半径可能达到10km以上。
在TD-SCDMA系统中使用独立的DwPTS的原因是解决在蜂窝和移动环境下，TDD系统的小区收索问题。当邻近小区使用相同的载波频率，用户终端在一个小区交汇区域移动状态下开机的条件下，本系统的DwPTS设计能保证用户终端能够在很短时间（3秒）内完成小区收索并完成初始接入。计算机仿真结果明确的证明了此功能。使用独立的UpPTS的原因是用户终端在随机接入时，并未达到上行同步，发射功率是用开环控制的。如果此接入信号和正在工作的码道混在一起，势必对工作中的码道带来较大干扰，基站也较难识别此接入请求。
VI. 映射
如图1所示，物理层和MAC层的接口处将完成的二层中的传输信道到物理层中物理信道的映射。在表1和图4中，给出了用户面内数据在物理层中的传输链路，即由传输信道到物理信道的映射过程。
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