WCDMA物理信道導(dǎo)讀

1、WCDMA物理信道導(dǎo)讀WCDMA物理信道采用的是 VOSF碼進(jìn)行擴(kuò)頻，再經(jīng)過加擾后經(jīng)過射頻調(diào)制向空中發(fā) 射，分為下行與上行兩大類。一、下行物理信道介紹下行物理信道有下行專用物理信道、一個共享物理信道和五個公共控制物理信道：下行專用物理信道 DPCH根本和輔助公共導(dǎo)頻信道 CPICH根本和輔助公共控制物理信道CCPCH同步信道SCH物理下行共享信道 DSCH捕獲指示信道AICH尋呼指示信道PICH下行物理信道如圖 錯誤!文檔中沒有指定樣式的文字。-1所示。同步信道SCH尋呼指示信道PICH捕獲指示信道AICH公共導(dǎo)頻信道CPICH公共控制物理信道CCPCH理下行共享信道PDSCH下行專用物理信道

2、DPCH圖錯誤!文檔中沒有指定樣式的文字。-1下行物理信道a專用下行物理信道下行專用物理信道只有一種類型即下行 DPCH。下行DPCH可看作是一個下行 DPDCH和下 行DPCCH的時間復(fù)用。下列圖顯示下行 DPCH的幀結(jié)構(gòu)。每個長 10ms的幀被分成15個時 隙，每個時隙長為 Tslot = 2560chips，對應(yīng)一個功率控制周期。擴(kuò)頻因子的變化范圍為 512到4。不同下行 DPCH的實(shí)際比特數(shù)Npilot , NTPC, NTFCI , Ndatal和Ndata2，由高層配置不同時隙格式確定，支持17種不同時隙格式。有兩種類型不同的下行專用物理信道：包括TFCI 如用于一些同時發(fā)生的業(yè)務(wù)

3、和那些不包括TFCI的如用于固定速率業(yè)務(wù)的。由UTRAN決定TFCI是否應(yīng)該被發(fā)射，對所有 UEs而言，必須在下行鏈路上支持TFCI的使用。下行DPCCH的導(dǎo)頻比特模式 Npilot = 2, 4, 8和16。TPC符號與發(fā)射功率控制命令“ 0或“ 1的關(guān)系對應(yīng)。下行鏈路可以使用多碼發(fā)射，即一個CCTrCH可以映射到幾個并行的使用相同的擴(kuò)頻因子的下行DPCHs上。在這種情況下，L1的控制信息僅放在第一個下行DPCH上，在對應(yīng)的時間段內(nèi)，屬于次 CCTrCH的其他的下行 DPCHs發(fā)射DTX比特。當(dāng)映射到不同的 DPCHs 的幾個CCTrCHs發(fā)射給同一個 UE時，不同CCTrCH映射的DPCH

4、s可使用不同的擴(kuò)頻因子。 在這種情況下，L1的控制信息僅放在第一個下行DPCH上，在對應(yīng)的時間段內(nèi)，屬于此CCTrCH的其他下行 DPCHs發(fā)射DTX比特。導(dǎo)讀說明：在下行的DPCHs上發(fā)射DTX比特是用來通知發(fā)射機(jī)應(yīng)在何時關(guān)閉，這樣一來，下行的DPCHs支持的動態(tài)的業(yè)務(wù)速率成為可能，對于數(shù)據(jù)量較小的情況下，只需在必要時 通過不斷插入 DTX，即可截斷數(shù)據(jù)流，仿佛數(shù)據(jù)在斷斷續(xù)續(xù)的下發(fā)一樣。但是在上行鏈路 中由于不象下行有導(dǎo)頻信道，UE必需連續(xù)發(fā)射，無法通過插入DTX的方式調(diào)速，所以無法采用這種方式支持動態(tài)調(diào)整每幀的數(shù)據(jù)長度，必需根據(jù)一定的算法對數(shù)據(jù)流中的一些比特進(jìn)行重復(fù)或鑿去操作當(dāng)然不能影響數(shù)

5、據(jù)的正確傳輸，從而使實(shí)際數(shù)據(jù)流量與高層預(yù)分配的速率匹配。b公共下行物理信道公共導(dǎo)頻信道CPICH為固定速率30kbps, SF = 256的下行物理信道，用于傳送預(yù)定義的 比特/符號序列。有兩種類型的公共導(dǎo)頻信道，根本和輔助CPICH。它們的用途不同，區(qū)別僅限于物理特性。導(dǎo)讀說明：公共導(dǎo)頻信道采用固定的速率，主要是為了UE接收的需要，正確接收 CPICH是進(jìn)一步解調(diào)其他公共信道的前提根本公共導(dǎo)頻信道P-CPICH 總是使用同一個信道化碼，對根本擾碼進(jìn)行擾碼，每個小區(qū) 有且僅有一個CPICH，在整個小區(qū)內(nèi)進(jìn)行播送。根本CPICH是下面各個下行信道的相位基準(zhǔn): SCH、P-CCPCH、AICH、P

6、ICH、AP-AICH、CD/CA-ICH、CSICH 和 PCH 映射的 S-CCPCH 。P-CPICH 也是 FACH 映射 S-CCPCH 和下行 DPCH 缺省相位基準(zhǔn)， 如果 P-CPICH 不是 RACH 映射的 S-CCPCH 和下行 DPCH 的相位基準(zhǔn)，需要高層通知 UE 。輔助公共導(dǎo)頻信道 S-CPICH 可使用 SF=256 的信道化碼中的任一個，可用根本或輔助擾 碼進(jìn)行擾碼，每個小區(qū)可有 0、1 或多個輔助 CPICH ，可以在全小區(qū)或小區(qū)的一局部進(jìn)行發(fā) 射，輔助 CPICH 可以是輔助 CCPCH 和下行 DPCH 的基準(zhǔn)。導(dǎo)讀說明：目前現(xiàn)網(wǎng)未采用輔助CPICH ，

7、不必深究 公共控制物理信道分為根本公共控制物理信道 P-CCPCH 和輔助公共控制物理信道 S-CCPCH 。P-CCPCH為一個固定速率30kbps, SF=256 的下行物理信道，用于傳輸BCH。與下行DPCH的幀結(jié)構(gòu)的不同指出在于沒有TPC指令、TFCI、導(dǎo)頻比特。在每個時隙的第一個256chips 內(nèi)，根本 CCPCH 不進(jìn)行發(fā)射，在此段時間內(nèi)，將發(fā)射根本 SCH 和輔助 SCH。S-CCPCH用于傳送 RACH和PCH，有兩種類型的輔助 CCPCH，包括TFCI的和不包括 TFCI 的，是否傳輸 TFCI由UTRAN確定。因此對所有的 UEs來說，支持TFCI是必須的。S-CCPCH

8、 可能的速率集與下行 DPCH 相同。每個下行輔助 CCPCH 時隙的總比特數(shù)與其物理信道的擴(kuò) 頻因子SF有關(guān)，SF= 256/2k，擴(kuò)頻因子 SF的范圍為256至4。FACH和PCH可以映射到 相同的或不同的輔助 CCPCHs。S-CCPCH 和一個下行專用物理信道的主要區(qū)別在于 CCPCH 不是內(nèi)環(huán)功率控制。根本和輔 助 CCPCH 的主要的區(qū)別在于根本 CCPCH 是一個預(yù)先定義的固定速率而輔助 CCPCH 可以 通過 TFCI 來支持可變速率。更進(jìn)一步講，根本 CCPCH 是在整個小區(qū)內(nèi)連續(xù)發(fā)射的而輔助 CCPCH 可以采用專用物理信道相同的方式以一個窄瓣波束的形式來發(fā)射 同步信道SC

9、H是一個用于小區(qū)搜索的下行鏈路信號，兩個子信道，根本和輔助SCH。根本和輔助SCH的10ms無線幀分成15個時隙，每個長為 2560chips。根本SCH包括一個 長為256chips的調(diào)制碼，根本同步碼PSC,每個時隙發(fā)射一次，系統(tǒng)中每個小區(qū)的PSC是相同的。輔助 SCH重復(fù)發(fā)射一個有15個序列的調(diào)制碼，每個調(diào)制碼長256chips，輔助同步碼SSC,與根本SCH并行進(jìn)行傳輸。SSC用csi, k來表示，其中i=0 , 1,63 為擾碼碼組的序號，k=0 , 1, 2,14為時隙號。每個 SSC是從長為256的16個不同碼 中挑選出來的一個碼。在輔助 SCH 上的序列表示小區(qū)的下行碼屬于哪個

10、碼組。物理下行共享信道 PDSCH用于傳送下行共享信道DSCH ，一個PDSCH對應(yīng)于一個PDSCH 根信道碼或下面的一個信道碼。PDSCH的分配是一個無線幀內(nèi)，基于一個單獨(dú)的UE。在一個無線幀內(nèi)， UTRAN 可以在相同的 PDSCH 根信道碼下，基于碼復(fù)用，給不同的 UEs 分 配不同的PDSCHs。在同一個無線幀中，具有相同擴(kuò)頻因子的多個并行的PDSCHs，可以被分配給一個單獨(dú)的 UE。在相同的PDSCH根信道碼下的所有 PDSCHs都是幀同步的。在不 同的無線幀,每一個 PDSCH 總是與一個下行 DPCH 隨路。 PDSCH 與隨路的 DPCH 并不需 要有相同的擴(kuò)頻因子,也不需要幀

11、對齊。在隨路的 DPCH 的 DPCCH 局部發(fā)射所有與 L1 相 關(guān)的控制信息，集 PDSCH不攜帶任何L1信息。為了告知 UE，在DSCH上有數(shù)據(jù)需要解 碼,將使用兩種可能的信令方法,或者使用 TFCI 字段,或使用在隨路的 DPCH 上攜帶的高 層信令。使用基于 TFCI 的信令方法時, TFCI 除了告知 UE, PDSCH 的信道碼外,還告知 UE 與 PDSCH 相關(guān)的瞬時傳輸格式參數(shù)。對 PDSCH 來說,允許的擴(kuò)頻因子的范圍為 256 到 4。RACH 接入捕獲指示信道 AICH ：捕獲指示信道 AICH 時一個用于傳輸捕獲指示 AI 的物理信道。捕獲指示 Ais 對應(yīng)于 PR

12、ACH 上的特征碼。AICH的結(jié)構(gòu)由重復(fù)的15個連續(xù)的接入時隙AS的序列組成，每個長為 5120chips。每個 接入時隙由兩局部組成， 一個時接入指示AI 局部，由32個實(shí)數(shù)值符號aO,.a31組成， 后面時持續(xù)1024比特的空閑局部，AICH信道化的擴(kuò)頻因子時 256, AICH的相位參考時基 本 CPICH。CPCH接入前綴捕獲指示信道AP-AICH 時一個固定速率SF= 256的用來傳送 CPCH 的AP捕獲指示API 的物理信道。AP捕獲指示API對應(yīng)于UE發(fā)射的AP特征碼SoAP-AICH 和AICH可以使用相同的或不同的信道碼。 AP-AICH的相位參考時根本 CPICH , A

13、P-AICH 用一個長為4096chips的局部來發(fā)射 AP捕獲指示API ,后面1024chips為空閑局部。CPCH沖突檢測/信道分配指示信道CD/CD-ICH :沖突檢測信道分配指示信道 CD/CD-ICH 時一個固定速率SF=256的物理信道。當(dāng)CA不活潑時，用來傳送CD指示CDI ，或當(dāng)CA活潑時，用來同時傳送 CD/CA指示CDI/CAI °CD/CA-ICH 和AP-AICH 可以使用相同的或不同的信道碼。CD/CA-ICH用一個長為4096chips的局部來發(fā)射 CDI/CAI ,后面時一個長為 1024chips的空閑局部。時隙的這個空閑局部時為CSICH或其他物理

14、信道將來可能會使用而保存的。尋呼指示信道PICH 時一個固定速率SF-256的物理信道用于傳輸尋呼指示PI, PICH總是與一個S-CCPCH隨路，S-CCPCH為一個PCH傳輸信道的映射。PICH的幀結(jié)構(gòu)長為 10ms,包括300個比特b0, b1,.b299。其中，288個比特b0, b1,.b287用于傳輸尋呼指示。余下的12個比特未用。這局部時為將來可能的使用而保留的。N尋呼指示PI0,PIN-1是在每個PICH幀內(nèi)進(jìn)行傳輸?shù)?，其中N=18,36,72or144。 高層為特定的UE而計(jì)算的PI,映射到某個尋呼指示 PIp , p是按照一個函數(shù)式計(jì)算的，此 函數(shù)式是由高層計(jì)算的 PI ,

15、 PICH無線幀開始時P-CCPCH無線幀的SFN,每幀內(nèi)尋呼指示 的個數(shù)N構(gòu)成的：p= W+ I64+SFV'51jnodV從PI0 ,.,PIN-1到PICH比特b0 ,.b287的映射。如果在一個特定幀內(nèi)的一個尋呼 指示為“ 1 ,它表示與此尋呼指示相關(guān)的UEs將讀取相關(guān)聯(lián)的 S-CCPCH的對應(yīng)幀。CPCH狀態(tài)指示信道CSICH : CPCH狀態(tài)指示信道CSICH 時一個用于傳送 CPCH狀 態(tài)信息的固定速率SF=256的物理信道。CSICH總是和一個用于發(fā)射 CPCH AP-AICH 的物理信道相關(guān)聯(lián)，并和此信道使用相同的信道碼和擾碼。CSICH幀由15個連續(xù)的接入時隙AS組

16、成，每個AS長度為40比特。每個接入時隙由兩局部組成，一局部是長為4096chips的空閑時刻，另一局部是由8比特b8i ,.b8i+7組成的狀態(tài)指示SI,其中I是接入時隙號。CSICH使用的調(diào)制與 PICH相同。在每個CSICH幀內(nèi)發(fā)射N個狀態(tài)指示SI0 ,SIN-1、 在CSICH幀內(nèi)所有的接入時隙都應(yīng)發(fā)射狀態(tài)指示，甚至當(dāng)一些特征碼和或接入時隙是由CPCH和RACH共享的。導(dǎo)讀說明：W網(wǎng)中引入了尋呼指示信道 PICH主要是為了 UE節(jié)電目的，由于尋呼指示位 僅是一個BIT的信息，在時間的占的時長極短，內(nèi)容也簡單，UE只需適宜的時間接收這一比特信息即可，假設(shè)無與自身相關(guān)的尋呼消息，UE不必去

17、解調(diào)尋呼信道，節(jié)約了耗電，只有在接收到了確卻的尋呼指示后，UE才接收尋呼信道以進(jìn)一步確認(rèn)是否有自身的尋呼消息下達(dá)。當(dāng)然 UE接收播送信道還是不能間斷的。相關(guān)的實(shí)驗(yàn)說明，未開通這一功能時，一般 UE的電池僅通支持 67小時的待機(jī)時間。二、上行物理信道DPDCH和上行專用物理控制信道有兩個上行專用物理信道上行專用物理數(shù)據(jù)信道DPCCH 和兩個公共物理信道物理隨機(jī)接入信道PRACH和物理共用分組信道 PCPCH,如圖錯誤!文檔中沒有指定樣式的文字。-2所示。圖錯誤!文檔中沒有指定樣式的文字。-2上行物理信道C上行專用物理信道上行專用物理信道分為上行專用物理數(shù)據(jù)信道上行DPDCH和上行專用物理控制信道

18、 上行DPCCH 。DPDCH和DPCCH在每個無線幀內(nèi)是I/Q碼復(fù)用。上行DPDCH用于傳輸專用傳輸信道DCH 。在每個無線鏈路中可以有0個，1個或者幾個上行DPDCH。上行DPCCH用于傳輸L1產(chǎn)生的控制信息。L1的控制信息包括支持信道估計(jì)以進(jìn)行相干檢 測的導(dǎo)頻比特、發(fā)射功率控制指令TPC、反應(yīng)信息FBI以及一個可選的傳輸格式組合指示TFCI。TFCI將復(fù)用在上行 DPDCH上的不同傳輸信道的瞬時參數(shù)通知給接收機(jī)，并與 同一幀中要發(fā)射的數(shù)據(jù)相對應(yīng)。在每個層一連接中有且僅有一個上行DPCCH。圖錯誤！文檔中沒有指定樣式的文字。-3表示了上行專用物理信道的幀結(jié)構(gòu)。每個幀長10 ms,分成15個

19、時隙，每個時隙長度為Tslot= 2 560 chips，對應(yīng)一個功率控制周期，即一個功率控制周期為10/15ms。DataNash its<Piloti mPHITFTNc .-bittTFCI析怕Npm bitsNrn-bits:chi嚴(yán)，Ng = IzFh站 t= i .ftj256(1 chip, ObhSlcrt #1Sl(itSlot *11*>圖錯誤！文檔中沒有指定樣式的文字。-3上行專用物理信道幀結(jié)構(gòu)圖錯誤!文檔中沒有指定樣式的文字。-3中的參數(shù)k決定每個上行 DPDCH/DPCCH時隙的比特數(shù)。它與物理信道的擴(kuò)頻因子SF有關(guān)，SF= 256/2k。 DPDCH的擴(kuò)

20、頻因子的變化范圍為256、128、64、32、16和4,上行DPCCH的擴(kuò)頻因子固定為 256，即每個上行 DPCCH時 隙有10個比特。上行DPDCH確切的比特數(shù)和上行 DPCCH各個字段Npilot、NTFCI、NFBI和NTPC 的 比特數(shù)由高層按照業(yè)務(wù)類型不同配置不同時隙格式。FBI比特用于支持在 UE和UTRAN接入點(diǎn)之間即小區(qū)收發(fā)信機(jī)需要反應(yīng)的技術(shù)，它包 括閉環(huán)模式發(fā)射分集和地點(diǎn)選擇分集SSDT。FBI由S字段和D字段組成，其中 S字段用于SSDT信令，D字段用于閉環(huán)模式發(fā)射分集信令。S字段由0，1和2個比特組成。D字段由0或1個比特組成。總的 FBI字段的大小NFBI在不同時隙格

21、式情況下不同。有兩種類型的上行專用物理信道：包括 TFCI的如幾個同時發(fā)生的業(yè)務(wù)和不包括 TFCI 的如固定速率業(yè)務(wù)。UTRAN決定是否需要發(fā)射 TFCI和是否要求所有的 UEs在上行鏈 路中支持TFCI。導(dǎo)頻比特Npilot = 3, 4, 5, 6, 7和&其中的FSWs可以用于幀同步確實(shí)認(rèn)。TPC比特與發(fā)射機(jī)功率控制指令對應(yīng)。上行專用物理信道可以進(jìn)行多碼操作。當(dāng)使用多碼傳輸時，幾個并行的DPDCH使用不同的信道化碼進(jìn)行發(fā)射。值得注意的是，每個連接只有一個DPCCH?？梢杂靡粋€功率控制前綴來初始化一個DCH。在功率控制前綴期，功率控制前綴的長度是高層參數(shù)Npcp，由網(wǎng)絡(luò)通過信令方式

22、給出。在功率控制前綴期以后，UL DPCCH都應(yīng)該使用相同的時隙格式。導(dǎo)讀說明：在上行專用物理信道之中不采用下行專用物理信道中的控制信息與數(shù)據(jù)分時合 路的方式，主要是由于UE在發(fā)射過程中需盡可能做到發(fā)射的連續(xù)性，假設(shè)采用與下行一樣的分時合路方式時，在無數(shù)據(jù)發(fā)送時，可能會引起TX突然的下降，TX的波動會加得 UE對附近的其他設(shè)備產(chǎn)生意外的干擾。d公共上行物理信道物理隨機(jī)接入信道PRACH :隨機(jī)接入信道的傳輸是基于帶有快 速捕獲指示的時隙 ALOHA方式。UE可以在一個預(yù)先定義的時間 偏置開始傳輸，表示為接入時隙。每兩幀有15個接入時隙，間隔為5120碼片。當(dāng)前小區(qū)中哪個接入時隙的信息可用是由高

23、層信息 給出的。PRACH分為前綴局部和消息局部。隨機(jī)接入發(fā)射的結(jié)構(gòu) 如下列圖所示。隨機(jī)接入發(fā)射包括一個或者多個長為4096碼片的前綴和一個長為10ms或20ms的消息局部。huiiiHc -chips1() uk I nie radio trarre)PtcaitTbk-PhxinbicVfcssa? part屯廊 di ips31) tris ltw)radio irans)隨機(jī)接入的前綴局部長度為4096chips ，是對長度為 16chips 的一個特征碼signture的256次重復(fù)，總共有16個不同的特征碼。PRACH 消息局部 10ms 被分作 15 個時隙，每個時隙的長度為 T

24、slot =2560chips。每個時隙包括兩局部，一個是數(shù)據(jù)局部，RACH傳輸信道映射到這局部； 另一個是控制局部， 用來傳送 L1 控制信息。 數(shù)據(jù)和控制局部是并行發(fā)射傳輸?shù)?。一個10ms消息局部由一個無線幀組成，而一個20ms的消息局部是由兩個連續(xù)的 10ms 無線幀組成。 消息局部的長度可以使用的特 征碼和 /或接入時隙決定， 這是由高層配置的。 數(shù)據(jù)局部包括 10*2k 個比特，其中k = 0, 1, 2, 3。對消息數(shù)據(jù)局部來說分別對應(yīng)著擴(kuò) 頻因子 256， 128， 64和 32?？刂凭植堪?8 個的導(dǎo)頻比特， 用來支持用于相干檢測的信道估計(jì),以及 2 個 TFCI 比特,對消

25、息 控制局部來說這對應(yīng)于擴(kuò)頻因子為 256。在隨機(jī)接入消息中 TFCI比特的總數(shù)為15*2 = 30比特。TFCI值對 應(yīng)于當(dāng)前隨機(jī)接入消息的一個特定的傳送格式。 在 PRACH 消息部 分長度為 20ms 的情況下, TFCI 將在第二個無線幀中重復(fù)。物理公共分組信道 PCPCH：CPCH 的傳輸是基于快速捕獲指示 的 DSMA-CD Digital Sense Multiple Access-Collision Detection 方法。 UE 可在一些預(yù)先定義的與當(dāng)前小區(qū)接收到的 BCH 的幀邊 界相對的時間偏置處開始傳輸。接入時隙的定時和結(jié)構(gòu)與RACH相同。 CPCH 隨機(jī)接入傳輸?shù)慕Y(jié)構(gòu)如下列圖所示。 CPCH 隨機(jī)接入傳 輸包括一個或多個長為 4096chips 的接入前綴 A-P ,一個長為 40