TD-SCDMA系統(tǒng)中信道與碼分多址的應(yīng)用

1、移動(dòng)通信系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化TD-SCDMA系統(tǒng)中信道與碼分多址的應(yīng)用TD-SCDMA原理概述1.6 MHzenergy最多可達(dá)16個(gè)碼道每個(gè)用戶通過臨時(shí)分配到的CDMA碼來被識(shí)別時(shí)隙下行下行下行上行timefrequency1.6 MHzenergy最多可達(dá)16個(gè)碼道每個(gè)用戶通過臨時(shí)分配到的CDMA碼來被識(shí)別時(shí)隙下行下行下行上行timefrequencyTD-SCDMA原理概述蜂窩的概念每載波帶寬: 1.6MHz相鄰小區(qū)可以使用相同頻率基本物理層技術(shù)復(fù)用方式: TDMA+CDMA+FDMASDMA每時(shí)隙有16個(gè)碼道數(shù)字調(diào)制 (QPSK)網(wǎng)絡(luò)功能電路，包交換硬，接力切換 1,6MHz /每載波ft下行

2、上行 Frequency Time Power density (CDMA codes) 1.6 MHz 0 : 15 TS0 2. Carrier (optional) 3. Carrier (optional) TS1 TS2 TS3 TS4 TS5 TS6 DL DL DL DL UL UL UL 5 ms DwPTS UpPTS GP DL Time Division Duplex Synchronous Code Division Multiplex Access3G Core Band1755 1785 1850 1880 1900 1920 1980 2010 2025 2110

3、 2170 2300 2400DECTTDDFDD-UMBBTDDNULLFDD-D20206030158560NULLTDDFDD-USATTDDNULLFDD-D20206030158560FDD-DTDDTDDFDD-USATTDDNULLFDD-DTDDFDD-U202060301585601003030ITUEuro./JapanChinaTDD在全球擁有豐富的頻譜資源全球3G頻譜分配中國3G頻譜分配（一）主要工作頻段： 頻分雙工 (FDD) 方式： 1920-1980MHz / 2110-2170MHz時(shí)分雙工 (TDD) 方式： 1880-1920MHz、2010-2025MHz

4、 （二）補(bǔ)充工作頻率： 頻分雙工 (FDD) 方式： 1755-1785MHz / 1850-1880MHz 時(shí)分雙工 (TDD) 方式： 2300-2400MHzF1 2011F2 2012.6F3 2014.2F4 2016F5 2017.6F6 2019.2F7 2020.8F8 2022.4F9 2024.02010201520202025 TD-SCDMA系統(tǒng)擴(kuò)頻碼（信道化碼） 擴(kuò)頻處理通常也叫信道化操作，所使用的數(shù)字序列稱為信道化碼，在TD-SCDMA系統(tǒng)中，使用OVSF（正交可變擴(kuò)頻因子）作為擴(kuò)頻碼， OVSF碼互相關(guān)為零，相互完全正交。上行方向的擴(kuò)頻因子1、2、4、8、16下行

5、方向的擴(kuò)頻因子為1、16。碼序列的正交累加為0表示正交碼序列的正交性SF = 1SF = 2SF = 4ch,1,0 = (1)Cch,2,0 = (1,1)Cch,2,1 = (1,-1) Cch,4,0 =(1,1,1,1)Cch,4,1 = (1,-1,1,-1)Cch,4,2 = (1,1,-1,-1)Cch,4,3 = (1,-1,-1,1)OVSF: Orthogonal variable spreading factorOVSF-正交可變擴(kuò)頻因子OVSF-正交可變擴(kuò)頻因子OVSF碼可以用碼樹的方法來定義，并不是碼樹上所有的碼都可以同時(shí)用在一個(gè)時(shí)隙中，當(dāng)一個(gè)碼已經(jīng)在一個(gè)時(shí)隙中采用，

6、則其父系上的碼和下級(jí)碼樹路徑上的碼就不能在同一時(shí)隙中被使用，這意味著一個(gè)時(shí)隙可使用的碼的數(shù)目是不固定的，而是與每個(gè)物理信道的數(shù)據(jù)速率和擴(kuò)頻因子有關(guān)。TD-SCDMA擴(kuò)頻過程數(shù)據(jù)比特?cái)U(kuò)頻后碼片OVSF碼擾碼符號(hào)速率 SF = 1.28Mcps。TD-SCDMA中：上行信道碼的SF為：1、2、4、8、16；下行信道碼的SF為：1、16。TD-SCDMA擴(kuò)頻示意用戶數(shù)據(jù)-1+1-1-1+1-1擴(kuò)頻碼+1-1-1+1-1+1+1-1擴(kuò)頻信號(hào)用戶數(shù)據(jù)擴(kuò)頻碼解擴(kuò)數(shù)據(jù)用戶數(shù)據(jù)擴(kuò)頻碼1111111111解擴(kuò)擴(kuò)頻S1xC1S2XC2WS1S2擴(kuò)頻解擴(kuò)(S1xC1)+(S2xC2)空中接口S1xC1+S2xC2x

7、C2=S2S1xC1+S2xC2xC1=S1 N SC1與C2正交：C1xC2=0擴(kuò)頻解擴(kuò)過程舉例擴(kuò)頻通信工作原理擴(kuò)頻通信的特點(diǎn)抗干擾能力強(qiáng)保密性高低發(fā)射功率易于實(shí)現(xiàn)大容量多址通信占用頻帶寬擾碼介紹數(shù)據(jù)比特?cái)U(kuò)頻后碼片OVSF碼擾碼擾碼與擴(kuò)頻類似，也是用一個(gè)數(shù)字序列與擴(kuò)頻處理后的數(shù)據(jù)相乘，與擴(kuò)頻不同的是，擾碼用的數(shù)字序列與擴(kuò)頻后的信號(hào)序列具有相同的碼片速率，所作的乘法運(yùn)算是一種逐碼片相乘的運(yùn)算。擾碼的目的是為 了標(biāo)識(shí)數(shù)據(jù)的小區(qū)屬性，將不同的小區(qū)區(qū)分開來。擾碼是在擴(kuò)頻之后使用的，因此它不會(huì)改變信號(hào)的帶寬，而只是將來自不同信源的信號(hào)區(qū)分開來，擾碼介紹 在TD-SCDMA系統(tǒng)中，擾碼序列的長(zhǎng)度固定為1

8、6，系統(tǒng)共定義了128個(gè)擾碼，分成32組，每個(gè)小區(qū)配置4個(gè)，擾碼碼組由基站使用的SYNC_DL序列確定。物理信道幀結(jié)構(gòu)所有的物理信道都采用四層結(jié)構(gòu)：系統(tǒng)幀號(hào)、無線幀、子幀和時(shí)隙/碼 Radio frame10msSystem Frame Number Sub-frame5msTS5TS4TS0TS2TS1GPTS3TS6DwPTSUpPTSDataMidambleData675us(864chips)gL1144chipsTD-SCDMA幀結(jié)構(gòu)每幀有兩個(gè)上/下行轉(zhuǎn)換點(diǎn)TS0為下行時(shí)隙TS1為上行時(shí)隙三個(gè)特殊時(shí)隙GP, DwPTS, UpPTS其余時(shí)隙可根據(jù)根據(jù)用戶需要進(jìn)行靈活UL/DL配置物理

9、信道幀結(jié)構(gòu)3GPP定義的一個(gè)TDMA幀長(zhǎng)度為10ms。一個(gè)10ms的幀分成兩個(gè)結(jié)構(gòu)完全相同的子幀，每個(gè)子幀的時(shí)長(zhǎng)為5ms。這是考慮到了智能天線技術(shù)的運(yùn)用，智能天線每隔5ms進(jìn)行一次波束的賦形。子幀分成7個(gè)常規(guī)時(shí)隙（TS0 TS6），每個(gè)時(shí)隙長(zhǎng)度為864chips，占675us。DwPTS（下行導(dǎo)頻時(shí)隙，長(zhǎng)度為96chips，占75us）GP（保護(hù)間隔，長(zhǎng)度96chips，75us）UpPTS（上行導(dǎo)頻時(shí)隙，長(zhǎng)度160chips，125us）子幀總長(zhǎng)度為6400chips，占5ms，得到碼片速率為1.28Mcps。物理信道幀結(jié)構(gòu)TS0總是固定地用作下行時(shí)隙來發(fā)送系統(tǒng)廣播信息，是廣播信道PCCPC

10、H獨(dú)自占用的時(shí)隙。TS1總是固定地用作上行時(shí)隙。其它的常規(guī)時(shí)隙可以根據(jù)需要靈活地配置成上行或下行以實(shí)現(xiàn)不對(duì)稱業(yè)務(wù)的傳輸，上下行的轉(zhuǎn)換由一個(gè)轉(zhuǎn)換點(diǎn)（Switch Point）分開。每個(gè)5ms的子幀有兩個(gè)轉(zhuǎn)換點(diǎn)（UL到DL和DL到UL），第一個(gè)轉(zhuǎn)換點(diǎn)固定在TS0結(jié)束處，而第二個(gè)轉(zhuǎn)換點(diǎn)則取決于小區(qū)上下行時(shí)隙的配置。Data352chipsMidamble144chipsGP16Data352chips675 s常規(guī)時(shí)隙由864 Chips組成，時(shí)長(zhǎng)675us；業(yè)務(wù)和信令數(shù)據(jù)由兩塊組成，每個(gè)數(shù)據(jù)塊分別由352 Chips組成；訓(xùn)練序列(Midamble)由144 Chips組成；16 Chips為保護(hù)

11、；可以進(jìn)行波束賦形；常規(guī)時(shí)隙Midamble碼整個(gè)系統(tǒng)有128個(gè)長(zhǎng)度為128chips的基本midamble碼，分成32個(gè)碼組，每組4個(gè)。一個(gè)小區(qū)采用哪組基本midamble碼由基站決定，當(dāng)建立起下行同步之后，移動(dòng)臺(tái)就知道所使用的midamble碼組。Node B決定本小區(qū)將采用這4個(gè)基本midamble中的哪一個(gè)。同一時(shí)隙的不同用戶將使用不同的訓(xùn)練序列位移。常規(guī)時(shí)隙訓(xùn)練序列Midamble的作用上下行信道估計(jì)；功率測(cè)量；上行同步保持。傳輸時(shí)Midamble碼不進(jìn)行基帶處理和擴(kuò)頻，直接與經(jīng)基帶處理和擴(kuò)頻的數(shù)據(jù)一起發(fā)送，在信道解碼時(shí)它被用作進(jìn)行信道估計(jì)。NodeB在每一上行時(shí)隙檢測(cè)Midambl

12、e，估計(jì)UE的發(fā)射功率和發(fā)射時(shí)間偏移，然后在下一個(gè)下行時(shí)隙發(fā)送SS命令和TPC命令進(jìn)行閉環(huán)控制 Data symbolsMidamble Data symbolsTPC symbols SS symbols G P1 st part of TFCI code word 2nd part of TFCI code word Data symbols Midamble Data symbolsTPC symbols Time slot x (864 Chips)SS symbols GP3 rd part of TFCI code word 4th part of TFCI code wordRa

13、dio Frame 10msSub-frame 5ms常規(guī)時(shí)隙物理層信令TPC/SS/TFCI位置：位于midamble的兩側(cè)TPC: 調(diào)整步長(zhǎng)是1, 2或3dBSS；最小精度是1/8個(gè)chipTFCI；分四個(gè)部分位于相鄰的兩個(gè)子幀內(nèi)Sub-frame 5msTime slot x (864 Chips)常規(guī)時(shí)隙物理層信令TPC/SS/TFCITFCI（Transport Format Combination Indicator）用于指示傳輸?shù)母袷?，用于指示傳輸?shù)母袷健Ｖ甘緮?shù)據(jù)域用什么編碼方式、速率匹配用什么方式等，每10ms無線幀里發(fā)送一次 。在各自相應(yīng)物理信道的數(shù)據(jù)部分發(fā)送，這就是說TFC

14、I和數(shù)據(jù)比特具有相同的擴(kuò)頻過程。對(duì)于每個(gè)用戶，TFCI信息將在每10ms無線幀里發(fā)送一次。常規(guī)時(shí)隙物理層信令TPC/SS/TFCITPC（Transmit Power Control）能夠根據(jù)用戶遠(yuǎn)近，來調(diào)整用戶發(fā)射功率，最終目標(biāo)是不管用戶位于哪個(gè)位置，都盡可能使各個(gè)用戶的能量到達(dá)基站時(shí)一致。該控制信號(hào)每個(gè)子幀（5ms）發(fā)射一次。這也意味著TD的功控頻率是每秒200次。每次調(diào)整步長(zhǎng)為1，2，3dB。常規(guī)時(shí)隙物理層信令TPC/SS/TFCI SS（Synchronization Shift）：是TD-SCDMA系統(tǒng)中所特有的，用于實(shí)現(xiàn)上行同步保持，它也是每隔一個(gè)5ms子幀進(jìn)行一次調(diào)整，最小精度是

15、1/8chip，而且精度是可以動(dòng)態(tài)調(diào)整。通過SS，可以保證UE的信號(hào)達(dá)到基站同步，同時(shí)收，同時(shí)發(fā)。NodeB在每一上行時(shí)隙檢測(cè)Midamble，估計(jì)UE的發(fā)射功率和發(fā)射時(shí)間偏移，然后在下一個(gè)下行時(shí)隙發(fā)送SS命令和TPC命令進(jìn)行閉環(huán)控制。GP (32chips)SYNC-DL(64chips)75 s下行導(dǎo)頻時(shí)隙DwPTS用于下行同步和小區(qū)搜索；下行同步之后，UE可以接收到來自Node B的下行信號(hào)該時(shí)隙由96 Chips組成: 32用于保護(hù)；64用于導(dǎo)頻序列；時(shí)長(zhǎng)75us；32個(gè)不同的SYNC-DL碼，用于區(qū)分不同的基站；為全向或扇區(qū)傳輸，不進(jìn)行波束賦形。下行導(dǎo)頻時(shí)隙DwPTS移動(dòng)臺(tái)接入系統(tǒng)的

16、第一步就是獲得與當(dāng)前小區(qū)的同步。該過程是通過捕獲下行導(dǎo)頻時(shí)隙DwPTS中的SYNC-DL來實(shí)現(xiàn)的。系統(tǒng)中相鄰小區(qū)的下行同步碼互不相同。下行同步碼每5ms發(fā)送一次，并且每次都用全向天線以恒定滿功率發(fā)送該信息。移動(dòng)臺(tái)接入系統(tǒng)時(shí),用接受到的SYNC-DL對(duì)32個(gè)可能的SYNC-DL 一一做相關(guān)，由于改碼字彼此間有很好的正交性，獲取相關(guān)峰值最大的碼字被認(rèn)為是該小區(qū)使用SYNC_DL。同時(shí)，根據(jù)相關(guān)峰值的時(shí)間位置可以初步確定系統(tǒng)下行的定時(shí)。下行同步碼SYNC-DL的作用GP (32chips)SYNC-UL(128chips)125 s上行導(dǎo)頻時(shí)隙UpPTS用于建立上行初始同步和隨機(jī)接入，以及越區(qū)切換時(shí)

17、鄰近小區(qū)測(cè)量，上行方向的第一次發(fā)送將在一個(gè)特殊的時(shí)隙UpPTS上進(jìn)行，以減小對(duì)業(yè)務(wù)時(shí)隙的干擾。160 Chips: 其中128用于SYNC-UL，32用于保護(hù)Node B從終端上行信號(hào)中獲得初始波束賦形參數(shù)上行導(dǎo)頻時(shí)隙UpPTSSYNC-UL有256種不同的碼，可分為32個(gè)碼組，以對(duì)應(yīng)32個(gè)SYNC-DL碼，每組有8個(gè)不同的SYNC-UL碼，即每一個(gè)基站對(duì)應(yīng)于8個(gè)確定的SYNC-UL碼。當(dāng)UE要建立上行同步時(shí)，從8個(gè)SYNC-UL碼中隨機(jī)選擇1一個(gè)。UE上行信道的首次發(fā)送在UpPTS這個(gè)特殊時(shí)隙進(jìn)行，SYNC_UL突發(fā)的發(fā)射時(shí)刻可通過對(duì)接收到的DwPTS功率估計(jì)來確定。在搜索窗內(nèi)通過對(duì)SYNC

18、_UL序列的檢測(cè)，Node B可估計(jì)出接收功率和時(shí)間，然后向UE發(fā)送反饋信息,調(diào)整下次發(fā)射的發(fā)射功率和發(fā)射時(shí)間，以便建立上行同步。在以后的4個(gè)子幀內(nèi)，Node B將向UE發(fā)射調(diào)整信息（用F-PACH里的一個(gè)單一子幀消息）。上行同步碼SYNC-DL的作用GP保護(hù)時(shí)隙96 Chips保護(hù)時(shí)隙，時(shí)長(zhǎng)75us；用于下行到上行轉(zhuǎn)換的保護(hù)；在小區(qū)搜索時(shí)，確保DwPTS可靠接收，防止干擾UL工作；在隨機(jī)接入時(shí)，確保UpPTS可以提前發(fā)射，防止干擾DL工作；確定基本的基站覆蓋半徑。小區(qū)碼組配置是指小區(qū)特有的碼組，不同的鄰近的小區(qū)將配置不同的碼組。小區(qū)碼組配置有：下行同步碼SYNC_DL上行同步碼SYNC_UL

19、基本Midamble碼，共128個(gè) 小區(qū)擾碼（Scrambling Code），共128個(gè) ；TD-SCDMA系統(tǒng)中，有32個(gè)SYNC_DL碼，256個(gè)SYNC_UL碼，128個(gè)Midamble碼和128個(gè)擾碼，所有這些碼被分成32個(gè)碼組，每個(gè)碼組包含1個(gè)SYNC_DL碼，8個(gè)SYNC_UL碼，4個(gè)Midamble碼和4個(gè)擾碼。TD-SCDMA系統(tǒng)碼組Code GroupAssociated CodesSYNC-DL IDSYNC-UL ID Scrambling Code IDMidamble Code IDGroup 1007(000111)0 (00)0 (00)1 (01)1 (01)

20、2 (10)2 (10)3 (11)3 (11).Group 3231248255(000111)124 (00)124 (00)125 (01)125 (01)126 (10)126 (10)127 (11)127 (11)TD-SCDMA系統(tǒng)碼組3種信道模式物理信道：各種信息在無線接口傳輸時(shí)的最終體現(xiàn)形式，每一種使用特定的載波頻率、時(shí)隙、碼（擴(kuò)頻碼和擾碼）都可以理解為一類特定的信道。承載傳輸信道的信息；傳輸信道：物理層向MAC層提供的服務(wù)，它描述的是信息如何在空中接口上傳輸；邏輯信道：MAC子層向RLC子層提供的服務(wù)，它描述的是傳送什么類型的信息根據(jù)承載的是控制平面業(yè)務(wù)還是用戶平面業(yè)務(wù)分為

21、兩大類，即控制信道和業(yè)務(wù)信道。信道概念PHY layerMAC layerRLC layer傳輸信道物理信道邏輯信道L1L2傳輸信道及其分類傳輸信道是由L1提供給高層的服務(wù)，根據(jù)在空中接口上如何傳輸及傳輸什么特性的數(shù)據(jù)來定義的。根據(jù)傳輸?shù)氖轻槍?duì)一個(gè)用戶的專用信息還是針對(duì)所有用戶的公共信息分為專用信道和公共信道兩大類。專用信道DCH是一個(gè)上行或下行傳輸信道，在某一時(shí)刻消息只發(fā)給單一用戶。公共信道消息發(fā)給所有用戶或者一組用戶，但在某一時(shí)刻，也可以針對(duì)單一用戶，需要UE ID識(shí)別廣播信道BCH尋呼信道PCH前向接入信道FACH隨機(jī)接入信道RACH上行共享信道USCH下行共享信道DSCH傳輸信道及其分

22、類廣播信道BCH，下行傳輸信道，用于廣播系統(tǒng)和小區(qū)的特定消息。尋呼信道PCH，下行傳輸信道，PCH總是在整個(gè)小區(qū)內(nèi)進(jìn)行尋呼信息的發(fā)射，與物理層產(chǎn)生的尋呼指示的發(fā)射是相隨的，以支持有效的睡眠模式，延長(zhǎng)終端電池的使用時(shí)間。前向接入信道，下行傳輸信道；用于在隨機(jī)接入過程，UTRAN收到了UE的接入請(qǐng)求，可以確定UE所在小區(qū)的前提下，向UE發(fā)送控制消息。有時(shí)，也可以使用FACH發(fā)送短的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)包。隨機(jī)接入信道RACH，上行傳輸信道，用于向UTRAN發(fā)送控制消息，有時(shí)，也可以使用RACH來發(fā)送短的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)包。上行共享信道USCH，上行信道；被一些UE共享，用于承載UE的控制和業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)。下行共享信道DSC

23、H，下行信道；被一些UE共享，用于承載UE的控制和業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)。物理信道及其分類物理信道根據(jù)其承載的信息不同被分成了不同的類別，有的物理信道用于承載傳輸信道的數(shù)據(jù)，而有些物理信道僅用于承載物理層自身的信息。 專用物理信道DPCH 公共物理信道CPCH主公共控制物理信道P-CCPCH輔公共控制物理信道S-CCPCH快速物理接入信道FPACH物理隨機(jī)接入信道PRACH 物理上行共享信道PUSCH物理下行共享信道PDSCH尋呼指示信道PICH下行導(dǎo)頻信道DwPCH上行導(dǎo)頻信道UpPCH專用物理信道 （DPCH）專用物理信道DPCH （Dedicated Physical CHannel）用于承載來自專用

24、傳輸信道DCH的數(shù)據(jù)，DPCH所使用的碼和時(shí)隙等配置信息是通過信令消息配置給UE的；DPCH可以位于頻帶內(nèi)的任意時(shí)隙和任意允許的信道碼，一個(gè)UE可以在同一時(shí)刻被配置多條DPCH，若UE允許多時(shí)隙能力，這些物理信道還可以位于不同的時(shí)隙，但是，對(duì)于上行多碼傳輸，UE在每個(gè)時(shí)隙最多可以同時(shí)使用兩個(gè)物理信道；下行物理信道采用的擴(kuò)頻因子為16和1，上行物理信道的擴(kuò)頻因子可以從116之間選擇； DPCH支持TPC，SS，和TFCI所有物理層信令。支持上下行數(shù)據(jù)傳輸，下行通常采用智能天線進(jìn)行波束賦形。主公共控制物理信道（P-CCPCH）主公共控制物理信道（P-CCPCH，Primary Common Con

25、trol Physical CHannel）僅用于承載來自傳輸信道BCH的數(shù)據(jù)，提供全小區(qū)覆蓋模式下的系統(tǒng)信息廣播，如各物理信道使用的碼和時(shí)隙等配置信息。UE上電后將搜索并解碼該信道上的數(shù)據(jù)以獲取小區(qū)系統(tǒng)信息。主公共控制物理信道是單向下行信道，幀格式中沒有物理層信令TFCI、TPC或SS，為了滿足信息容量的要求，P-CCPCH使用兩個(gè)碼分信道來承載BCH數(shù)據(jù)。P-CCPCHs固定映射到時(shí)隙0（TS0）的擴(kuò)頻因子SF=16的1號(hào)、2號(hào)兩個(gè)碼道 ； 輔公共控制物理信道（S-CCPCH）輔公共控制物理信道（S-CCPCH，Secondary Common Control Physical CHann

26、el）用于承載來自傳輸信道FACH和PCH的數(shù)據(jù)，S-CCPCH所使用的碼和時(shí)隙等配置信息在小區(qū)中廣播。S-CCPCH是單向下行信道，固定使用SF=16的擴(kuò)頻因子，不使用物理層信令SS和TPC，但可以使用TFCI，信道的編碼及交織周期為20ms。受容量限制，S-CCPCH也使用兩個(gè)碼分信道（S-CCPCH1和S-CCPCH2）來構(gòu)成一個(gè)S-CCPCH信道對(duì)。該信道可位于任一個(gè)下行時(shí)隙，使用時(shí)隙中的任意一對(duì)碼分信道和Midamble移位序列。在TS0，主、輔公共控制信道也可以進(jìn)行時(shí)分復(fù)用。在一個(gè)小區(qū)中，可以使用一對(duì)以上的S-CCPCHs。 物理層根據(jù)配置可以把來自一條或多條FACH和一條PCH得

27、數(shù)據(jù)組合在一條編碼組合傳輸信道CCTrCH（Coded Composite Transport CHannel）上，然后再根據(jù)所配置將CCTrCH數(shù)據(jù)映射到一條或者多條S-CCPCH物理信道上。物理隨機(jī)接入信道（PRACH）物理隨機(jī)接入信道（PRACH，Physical Random Access CHannel）用于承載來自傳輸信道RACH的數(shù)據(jù)，PRACH所使用的碼和時(shí)隙等配置信息在小區(qū)中廣播。PRACH為單向上行信道，它可以使用的擴(kuò)頻因子有16、8、4。PRACH信道可位于任一上行時(shí)隙，使用任意允許的信道化碼和Midamble位移序列?？焖傥锢斫尤胄诺?（FPACH）快速物理接入信道（F

28、PACH，F(xiàn)ast Physical Access CHannel）不承載傳輸信道信息，F(xiàn)PACH所使用的碼和時(shí)隙等配置信息在小區(qū)中廣播。FPACH是單向下行信道，擴(kuò)頻因子SF=16，數(shù)據(jù)域內(nèi)包含SS和TPC控制符號(hào)，Node B使用FPACH來響應(yīng)在UpPTS時(shí)隙收到的UE接入請(qǐng)求，從而調(diào)整UE的發(fā)送功率和同步定時(shí)偏移。 下行導(dǎo)頻信道 （DwPCH）下行導(dǎo)頻信道（DwPCH）就是整個(gè)下行導(dǎo)頻時(shí)隙（DwPTS）；DwPTS時(shí)隙被Node B用來發(fā)送下行同步碼（SYNC _DL），UE用來建立與Node B的下行同步；Node B必須在DwPTS發(fā)送唯一的下行同步碼，具體值由配置決定，功率必須保

29、證覆蓋整個(gè)小區(qū)且保持不變；下行同步碼作為TD-SCDMA系統(tǒng)中重要的資源只有32個(gè)，必須采用復(fù)用的方式在不同的小區(qū)中使用，一般而言，同頻相鄰小區(qū)將使用不同的下行同步碼標(biāo)識(shí)不同的小區(qū)。 上行導(dǎo)頻信道 （UpPCH）上行導(dǎo)頻信道（UpPCH）就是整個(gè)上行導(dǎo)頻時(shí)隙（UpPTS）。UpPTS時(shí)隙被UE用來發(fā)送上行同步碼（SYNC_UL），建立與Node B的上行同步。Node B可以在同一子幀的UpPTS時(shí)隙識(shí)別最多8個(gè)不同的上行同步碼（SYNC_UL）。多個(gè)UE可同時(shí)發(fā)起上行同步建立，但必須有不同的上行同步碼。可以理解為：一個(gè)小區(qū)最多可有8個(gè)用于上行同步建立的上行導(dǎo)頻信道UpPCH同時(shí)存在。 尋呼指

30、示信道 （PICH）尋呼指示信道（PICH：Paging Indicator CHannel）不承載傳輸信道的數(shù)據(jù)， PICH所使用的碼和時(shí)隙等配置信息在小區(qū)中廣播。PICH為單向下行信道，PICH固定使用擴(kuò)頻因子SF=16。一個(gè)完整的PICH信道由兩條碼分信道構(gòu)成。信道的持續(xù)時(shí)間為兩個(gè)子幀（10 ms）。根據(jù)需要，也可將多個(gè)連續(xù)的PICH幀構(gòu)成一個(gè)PICH塊。 PICH與傳輸信道PCH配對(duì)使用，用以指示特定的UE是否需要解讀其后跟隨的PCH信道（映射在S-CCPCH上）。 共享物理信道 （PUSCH&PDSCH）物理上行共享信道（PUSCH：Physical Uplink Shared CH

31、annel）用于承載來自傳輸信道USCH的數(shù)據(jù)。物理下行共享信道（PDSCH：Physical Downlink Shared CHannel）用于承載來自傳輸信道DSCH的數(shù)據(jù)。 所謂共享指的是同一物理信道可由多個(gè)用戶分時(shí)使用，或者說信道具有較短的持續(xù)時(shí)間。共享物理信道由系統(tǒng)預(yù)先建立，然后根據(jù)UE的業(yè)務(wù)需求，按照某種方式分配給某個(gè)UE使用。傳輸信道到物理信道的映射說明：左表中部分物理信道與傳輸信道并沒有映射關(guān)系。按3GPP規(guī)定，只有映射到同一物理信道的傳輸信道才能夠進(jìn)行編碼組合。由于PCH和FACH都映射到S-CCPCH，因此來自PCH和FACH的數(shù)據(jù)可以在物理層進(jìn)行編碼組合生成CCTrCH

32、。其它的傳輸信道數(shù)據(jù)都只能自身組合成，而不能相互組合。另外，BCH和RACH由于自身性質(zhì)的特殊性，也不可能進(jìn)行組合。傳輸信道物理信道DCH 上/下行專用物理信道(DPCH)BCH 下行主公共控制物理信道(P-CCPCH)PCH 下行輔助公共控制物理信道(S-CCPCH)FACH 下行輔助公共控制物理信道(S-CCPCH)RACH 上行物理隨機(jī)接入信道(PRACH)USCH 上行物理上行共享信道 (PUSCH)DSCH 下行物理下行共享信道 (PDSCH)下行導(dǎo)頻信道 (DwPCH)上行導(dǎo)頻信道 (UpPCH)尋呼指示信道（PICH）快速物理接入信道F-PACHUE小區(qū)搜索、下行同步UE讀取小區(qū)

33、廣播信息UE上行同步Node B發(fā)射功率TPC和SS指令 UE在信道上發(fā)送RACHNode B響應(yīng)分配專用信道路DwPCHP-CCPCH（BCH ）UpPCHF-PACHPRACH（RACH）S-CCPCH（FACH）DPCH（DCH）信道作用舉例隨機(jī)接入過程TD-SCDMA數(shù)據(jù)簡(jiǎn)要發(fā)送過程數(shù)據(jù)編碼交織擴(kuò)頻加擾調(diào)制射頻發(fā)送射頻接收解調(diào)解擾解擴(kuò)解碼解交織數(shù)據(jù)加CRC傳輸塊級(jí)聯(lián)/碼塊分割信道編碼無線幀均衡第一次交織無線幀分割速率匹配傳輸信道復(fù)接比特加擾物理信道分割第二次交織子幀分割物理信道映射編碼和復(fù)用過程datadatadataTrCH-i10、20、40 or 80ms0、8、12、16 or

34、 24bitsCedBLCedBLCedBL卷積碼 或 Turbo碼Coded dataDTXCoded dataData before 1st interleavingData after 1st interleaved交織器列數(shù)：1、2、4 或 8無線幀無線幀無線幀無線幀數(shù)目：1、2、4 或 8Rate matched dataTrCH-i+1TrCH-1TrCH-2TrCH-ICCTrCH10ms時(shí)間內(nèi)Ph-1Ph-2Ph-P10ms時(shí)間內(nèi)dataCRCdataCRCdataCRCdataCRCdataCRCdataCRCdataCRCd a t aCBLCBLCBLData befor

35、e 2st interleavedData after 2st interleaveddata1data2訓(xùn)練序列GPTFCISSTPC物理信道映射 CRC校驗(yàn) 傳送塊級(jí)聯(lián)和碼塊分割 信道編碼 無線幀尺寸均衡 第一次交織 無線幀分段 速率匹配 TrCH復(fù)用 物理信道的分段 第二次交織 子幀分割 物理信道映射 CRC校驗(yàn) 傳送塊級(jí)聯(lián)和碼塊分割 信道編碼 無線幀尺寸均衡 第一次交織 無線幀分段 速率匹配 TrCH復(fù)用 物理信道的分段 第二次交織 子幀分割 物理信道映射 CRC校驗(yàn) 傳送塊級(jí)聯(lián)和碼塊分割 信道編碼 無線幀尺寸均衡 第一次交織 無線幀分段 速率匹配 TrCH復(fù)用 物理信道的分段 第二次

36、交織 子幀分割 物理信道映射 CRC校驗(yàn) 傳送塊級(jí)聯(lián)和碼塊分割 信道編碼 無線幀尺寸均衡 第一次交織 無線幀分段 速率匹配 TrCH復(fù)用 物理信道的分段 第二次交織 子幀分割 物理信道映射 CRC校驗(yàn) 傳送塊級(jí)聯(lián)和碼塊分割 信道編碼 無線幀尺寸均衡 第一次交織 無線幀分段 速率匹配 TrCH復(fù)用 物理信道的分段 第二次交織 子幀分割 物理信道映射 CRC校驗(yàn) 傳送塊級(jí)聯(lián)和碼塊分割 信道編碼 無線幀尺寸均衡 第一次交織 無線幀分段 速率匹配 TrCH復(fù)用 物理信道的分段 第二次交織 子幀分割 物理信道映射 CRC校驗(yàn) 傳送塊級(jí)聯(lián)和碼塊分割 信道編碼 無線幀尺寸均衡 第一次交織 無線幀分段 速率匹

37、配 TrCH復(fù)用 物理信道的分段 第二次交織 子幀分割 物理信道映射 CRC校驗(yàn) 傳送塊級(jí)聯(lián)和碼塊分割 信道編碼 無線幀尺寸均衡 第一次交織 無線幀分段 速率匹配 TrCH復(fù)用 物理信道的分段 第二次交織 子幀分割 物理信道映射 CRC校驗(yàn) 傳送塊級(jí)聯(lián)和碼塊分割 信道編碼 無線幀尺寸均衡 第一次交織 無線幀分段 速率匹配 TrCH復(fù)用 物理信道的分段 第二次交織 子幀分割 物理信道映射 CRC校驗(yàn) 傳送塊級(jí)聯(lián)和碼塊分割 信道編碼 無線幀尺寸均衡 第一次交織 無線幀分段 速率匹配 TrCH復(fù)用 物理信道的分段 第二次交織 子幀分割 物理信道映射 CRC校驗(yàn) 傳送塊級(jí)聯(lián)和碼塊分割 信道編碼 無線幀

38、尺寸均衡 第一次交織 無線幀分段 速率匹配 TrCH復(fù)用 物理信道的分段 第二次交織 子幀分割 物理信道映射 CRC校驗(yàn) 傳送塊級(jí)聯(lián)和碼塊分割 信道編碼 無線幀尺寸均衡 第一次交織 無線幀分段 速率匹配 TrCH復(fù)用 物理信道的分段 第二次交織 子幀分割 物理信道映射編碼和復(fù)用過程 信道編碼技術(shù)是通過給原數(shù) 據(jù)添加冗余信息，從而獲得 糾錯(cuò)能力 適合糾正非連續(xù)的少量錯(cuò)誤 目前使用較多的是卷積編碼 和Turbo編碼（1/2，1/3）無糾錯(cuò)編碼： BER10-1 10-2不能滿足通信需要卷積編碼： BER10-3滿足語音通信需要Turbo 碼： BER10-6滿足數(shù)據(jù)通信需要原理和目的作用和效果信道

39、編碼技術(shù)信道編碼方案?jìng)鬏斝诺李愋途幋a方案編碼率BCH卷積編碼1/3PCH1/3、1/2RACH1/2DCH、DSCH、FACH、USCH1/3、1/2Turbo編碼1/3不編碼信道編碼舉例床前明月光春眠不覺曉白發(fā)三千丈紅豆生南國編碼床床前前明明月月光光春春眠眠不不覺覺曉曉白白發(fā)發(fā)三三千千丈丈紅紅豆豆生生南南國國傳輸床？前前明明月月光光春春眠眠？不覺覺曉曉白白發(fā)發(fā)三三？千丈？紅紅豆豆生生南？國國解碼信道編碼適合糾正非連續(xù)的少量錯(cuò)誤交織技術(shù)原理（1）床前明月光春眠不覺曉白發(fā)三千丈紅豆生南國編碼床床前前明明月月光光春春眠眠不不覺覺曉曉白白發(fā)發(fā)三三千千丈丈紅紅豆豆生生南南國國傳輸床床前前明？不覺覺曉曉

40、白白發(fā)發(fā)三三？千丈？紅紅豆豆生生南？國國解碼解碼床前明？不覺曉白發(fā)三千丈紅豆生南國根據(jù)交織的復(fù)雜性，也決定了交織的深度。交織技術(shù)原理（2）床前明月光春眠不覺曉白發(fā)三千丈紅豆生南國編碼床床前前明明月月光光春春眠眠不不覺覺曉曉白白發(fā)發(fā)三三千千丈丈紅紅豆豆生生南南國國交織床春白紅床春白紅前眠發(fā)豆前眠發(fā)豆明不三生明不三生月覺千南月覺千南光曉丈國光曉丈國突然錯(cuò)誤床春白紅？前眠發(fā)豆明不？生明不三生月覺千南月？千南？曉丈國光曉丈國去交織床？前明明月月光光春？眠不不覺？曉白？發(fā)？三千千丈丈紅？豆生生南南國國解碼交織技術(shù)原理（3）優(yōu)點(diǎn) 交織技術(shù)是改變數(shù)據(jù)流的傳輸順序，將突發(fā)的錯(cuò)誤隨機(jī)化； 提高糾錯(cuò)編碼的有效性；

41、 缺點(diǎn)： 由于改變了數(shù)據(jù)流的傳輸順序，必須要等整個(gè)數(shù)據(jù)塊接收后才能糾錯(cuò)，加大了處理延時(shí)，因此交織深度應(yīng)根據(jù)不同的業(yè)務(wù)要求有不同的選擇； 在特殊情況下，若干個(gè)隨機(jī)獨(dú)立差錯(cuò)有可能交織為突發(fā)差錯(cuò)。 交織技術(shù)原理（4）TD-SCDMA物理層內(nèi)容1：TD-SCDMA的基本原理內(nèi)容2：TD-SCDMA物理層結(jié)構(gòu)內(nèi)容3：傳輸信道與物理信道內(nèi)容4: 信道編碼與復(fù)用內(nèi)容5: 擴(kuò)頻與調(diào)制內(nèi)容6: 物理層處理過程擴(kuò)頻與調(diào)制數(shù)據(jù)調(diào)制：比特流的數(shù)據(jù)到符號(hào)數(shù)據(jù)的形成過程擴(kuò)頻調(diào)制：符號(hào)數(shù)據(jù)到高速碼片數(shù)據(jù)的形成過程調(diào)制和擴(kuò)頻的基本參數(shù)碼速率1.28Mcps載波間隔1.6MHz數(shù)據(jù)調(diào)制方式QPSK8PSK(可選項(xiàng))脈沖成型根升余弦滾降系數(shù) = 0.22擴(kuò)頻特性正交Q碼片/符號(hào),其中 Q = 2p, 0 = p = 4連續(xù)二進(jìn)制比特復(fù)數(shù)符號(hào)00+j01+110-111-jQPSKij0000010110101001011111108PSK數(shù)據(jù)調(diào)制將連續(xù)的兩個(gè)比特映射為信號(hào)空間的一個(gè)點(diǎn) 將連續(xù)的三個(gè)比特映射為信號(hào)空間的一個(gè)點(diǎn) 擴(kuò)頻通信的定義擴(kuò)展頻譜（SS:Spread Spectrum)通信簡(jiǎn)稱擴(kuò)頻通信。擴(kuò)頻通信技術(shù):在發(fā)端采用擴(kuò)頻碼調(diào)制，使信號(hào)所占的頻帶寬度遠(yuǎn)大于所傳信息必須的帶寬，在收端采用相同的擴(kuò)頻碼進(jìn)行相關(guān)解調(diào)來解擴(kuò)以恢復(fù)所傳信息數(shù)據(jù)。直接序列擴(kuò)展頻譜DSSSCDMA采用的是直接序列擴(kuò)頻，即將需要傳送的信