WCDMA系統(tǒng)基本原理

1、WCDMAWCDMA系統(tǒng)基本原理系統(tǒng)基本原理Page 2移動通信發(fā)展歷程移動通信發(fā)展歷程3G為用戶與運營商提供了完整的綜合業(yè)務解決方案為用戶與運營商提供了完整的綜合業(yè)務解決方案1G (1980s)lAMPSlTACSlNMSlOthers2G (1992-2000)lCDMA IS95lGSMlTDMA IS136lPDC2.5G (2000-2004)lCDMA2000 1xlGPRSlEGPRS3G (2004-至今至今)lUMTS/ WCDMAlCDMA2000- EVDOlTD-SCDMAlWiMAX語音業(yè)務語音業(yè)務語音業(yè)務語音業(yè)務寬帶業(yè)務寬帶業(yè)務數(shù)據(jù)業(yè)務數(shù)據(jù)業(yè)務Page 318501

2、9001950200020502100215022002250ITUEuropeUSAMSSPCSADBBCDCE FAFEMSSReserveBroadcast auxiliary2165 MHz1990 MHz1850190019502000205021002150220022501880 MHz1980 MHzUMTSGSM 1800DECTMSS1885 MHz2025 MHz2010 MHzIMT 2000MSSUMTSJapanMSSIMT 2000MSSIMT 2000PHS18951918BC1885AA2170 MHzIMT 20002110 MHz2170 MHzMSSMS

3、SCDMATDDWLLFDDWLL19802025MHzGSM1800CDMAFDDWLL196019201945Chinacellular(1)cellular(2)cellular(2)1805 MHz1865186518701885189018951910193019451965197019753G3G頻譜分配頻譜分配Page 4中國中國3 3G G頻譜分配（頻譜分配（20092009年年1 1月）月）l（一）中國電信：（一）中國電信： p頻分雙工（FDD）方式：19201935MHz21102125MHzl（二）中國聯(lián)通：（二）中國聯(lián)通： p頻分雙工（FDD）方式：19401955MH

4、z21302145MHz l（三）中國移動：（三）中國移動：p時分雙工（TDD）方式：1880-1900MHz和20102025MHzPage 5WCDMAWCDMA的擴展頻段的擴展頻段Operating BandUL FrequenciesDL frequenciesTX-RX frequency separation支持的協(xié)議版本R5R6R7I1920 1980 MHz2110 2170 MHz190 MHzII1850 1910 MHz1930 1990 MHz80 MHz.III1710-1785 MHz1805-1880 MHz95 MHz.IV1710-1755 MHz2110-2

5、155 MHz400 MHzV824 849 MHz869-894 MHz45 MHzVI830-840 MHz875-885 MHz45 MHzVII2500-2570 MHz2620-2690 MHz120 MHzVIII880 915 MHz925 960 MHz45 MHzIX1749.9-1784.9 MHz1844.9-1879.9 MHz95 MHzPage 6豐富的豐富的3G3G業(yè)務業(yè)務時延時延 誤碼誤碼不同業(yè)務不同業(yè)務QOS要求要求會話類業(yè)務會話類業(yè)務流類業(yè)務流類業(yè)務交互類業(yè)務交互類業(yè)務背景類業(yè)務背景類業(yè)務Page 7WCDMAWCDMA協(xié)議版本的演進協(xié)議版本的演進R99l保

6、留保留2G/2.5G核心網(wǎng)核心網(wǎng)p核心網(wǎng)分CS電路域和PS分組域l接入網(wǎng)接入網(wǎng)引入引入WCDMA RANl核心網(wǎng)和接入網(wǎng)之間核心網(wǎng)和接入網(wǎng)之間的的Iu接口基于接口基于ATMR4l保留保留WCDMA R99 RANl核心網(wǎng)核心網(wǎng)電路電路域域采用采用NGN架構，架構，以以IP承載話音業(yè)承載話音業(yè)務務R5l核心網(wǎng)增加核心網(wǎng)增加IM（IP多媒體多媒體域），增強域），增強IP QoS能力能力l接入網(wǎng)接入網(wǎng)增加增加HSDPA功能功能，單載波下載高達單載波下載高達14.4Mbps的數(shù)據(jù)接入能力的數(shù)據(jù)接入能力l接入網(wǎng)接入網(wǎng)向向IP RAN方向發(fā)展方向發(fā)展200020012002規(guī)范完成時間R6/R7/R8l全

7、全IP解決解決方案方案lHSUPA Phase II 單載波單載波上載上載速率高達速率高達5.76MbpslHSPA(64QAM, CPC,MIMO)lLTE (OFDMA , MIMO)2004Page 8第第1章章 3G概述概述第第3章章 WCDMA無線接口無線接口第第4章章 WCDMA接口協(xié)議與信令流程接口協(xié)議與信令流程 Page 9WCDMA RANWCDMA RAN體系結(jié)構體系結(jié)構RNCRNCNodeBNodeBNodeBCSPSCBCUEUTRANCNUuIuIu-CSIu-PSIu-BCIurIubIubIubPage 10第第1章章 3G概述概述第第2章章 WCDMA系統(tǒng)結(jié)構系

8、統(tǒng)結(jié)構第第3章章 第第5章章 WCDMA接口協(xié)議與信令流程接口協(xié)議與信令流程Page 114.1 WCDMA無線接口關鍵技術無線接口關鍵技術4.2 WCDMA無線信道無線信道Page 12WCDMAWCDMA通信模型通信模型信源信源解碼解碼信源信源編碼編碼Interleavingdeinterleaving信道信道編碼編碼交織交織去交織去交織信道解信道解碼碼加擾加擾解擾解擾擴頻擴頻解擴解擴調(diào)制調(diào)制解調(diào)解調(diào)射頻射頻發(fā)射發(fā)射射頻射頻接收接收無線信道無線信道Page 13WCDMAWCDMA的信源編碼的信源編碼l系統(tǒng)采用系統(tǒng)采用AMR（Adaptive Multi-Rate）語音編碼）語音編碼p多速

9、率：8種編碼速率，從12.2Kbps到4.75Kbps，與目前各種主流移動通信系統(tǒng)（如GSM，IS-95，PDC等）使用的編碼兼容，利于設計多模終端；p多種語音速率與目前各種主流移動通信系統(tǒng)使用的編碼方式兼容，有利于設計多模終端；p根據(jù)用戶離基站遠近，自動調(diào)整語音速率，減少切換，減少掉話；p根據(jù)小區(qū)負荷，自動降低部分用戶語音速率，可以節(jié)省部分功率，從而容納更多用戶；Page 14WCDMAWCDMA通信模型通信模型信源信源解碼解碼信源信源編碼編碼Interleavingdeinterleaving信道信道編碼編碼交織交織去交織去交織信道解信道解碼碼加擾加擾解擾解擾擴頻擴頻解擴解擴調(diào)制調(diào)制解調(diào)解

10、調(diào)射頻射頻發(fā)射發(fā)射射頻射頻接收接收無線信道無線信道Page 15WCDMAWCDMA的信道編碼的信道編碼l信道編碼的作用：在原數(shù)據(jù)流中加入冗余信息，增加符號間的相關性，以便在受到干擾的情況下恢復信號。1 2 3 4 5 6 7 8 9 11 22 33 44 55 66 77 88 99 l編碼類型p語音業(yè)務：卷積碼（1/2、1/3），約束長度為9，加8個尾比特p數(shù)據(jù)業(yè)務：Turbo碼（1/3），兩個8狀態(tài)的并行級聯(lián)卷積碼構成，加6個尾比特Page 16交織交織l交織的作用：打亂符號間的相關性，減小信道快衰落和干擾帶來交織的作用：打亂符號間的相關性，減小信道快衰落和干擾帶來的影響的影響1 2

11、3 4 5 6 7 8 . . 452 453 454 816.456210.450614.45419.449412.452715.455311.451513.453.B0 B1 B2 B3 B4 B5 B6 B7A4,B0 A5,B1 A6,B2 A7,B3 B4,C0 B5,C1 B6,C2 B7,C3一次交織：一次交織：二次交織：二次交織：Page 17WCDMAWCDMA通信模型通信模型信源信源解碼解碼信源信源編碼編碼Interleavingdeinterleaving信道信道編碼編碼交織交織去交織去交織信道解信道解碼碼加擾加擾解擾解擾擴頻擴頻解擴解擴調(diào)制調(diào)制解調(diào)解調(diào)射頻射頻發(fā)射發(fā)射射

12、頻射頻接收接收無線信道無線信道Page 18擴頻擴頻解擴解擴擴頻解擴過程擴頻解擴過程Page 19碼序列的正交碼序列的正交累加為累加為0 0表示正交表示正交碼序列的正交性碼序列的正交性Page 20WCDMAWCDMA的擴頻碼：的擴頻碼：OVSFOVSFlOVSFOVSF：正交可變擴頻因子，由：正交可變擴頻因子，由WalshWalsh矩陣生成矩陣生成SF = 1SF = 2SF = 4Cch,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)C

13、ch,4,3 = (1,-1,-1,1)Page 21SF=8SF=32SF=16信道化碼的特點信道化碼的特點l1.分配碼的前提：分配碼的前提：p要保證其到樹根路徑上和其子樹上沒有其它碼被分配；l2.分配碼的結(jié)果：分配碼的結(jié)果：p會阻塞掉其子樹上的所有低速擴頻碼和其到根路徑上的高速擴頻碼；Page 22SF=4SF=8SF=16SF=32SF=4SF=8SF=16SF=32012310987654151413121126313029282716212019181724232225綠色代表由于低速擴頻因子的碼字被分配而屏蔽掉的高速擴頻因子碼字寶石籃代表優(yōu)化分配的碼字（根據(jù)申請的擴頻因子）紅色代表

14、已分配的碼字深藍代表高速擴頻因子的碼字被分配而屏蔽掉的低速擴頻因子碼字三個結(jié)果中任取一個碼分配示例碼分配示例Page 23OVSFOVSF碼的用途碼的用途l在下行信道，OVSF用于區(qū)分用戶l在上行信道，OVSF用于區(qū)分同一個用戶的不同業(yè)務典型業(yè)務數(shù)據(jù)速率下行SF上行SFAMR12.2+3.412864Modem28.8k28.8+3.4643212.2kAMR & 64k packet data12.2+64+3.4321612.2kAMR & 144k packet data12.2+144+3.416812.2kAMR & 384k packet data12.2+

15、384+3.484靜態(tài)碼分配Page 24 SF=256SF=256 SF=128SF=128 C(256,0): PCPICHC(256,0): PCPICH 0 0 SF=64SF=64 C(256,1): PCCPCHC(256,1): PCCPCH 0 0 C(256,2): AICHC(256,2): AICH 1 1 SF=32SF=32 C(256,3): PICHC(256,3): PICH 0 0 SF=16SF=16 C(64,1):SCCPCH 1C(64,1):SCCPCH 1 0 0 C(64,2):SCCPCH 2C(64,2):SCCPCH 2 1 1 SF=8S

16、F=8 C(128,6):C(128,6):HS-SCCH 1 0 3 0 3 SF=4SF=41 1 0 0 C(128,7):C(128,7):HS-SCCH 2 1 1 1 1 2 2 6 6 CCH SF=16 SF=16 HSDPA C(16,14):C(16,14):HS-PDSCH 2 DCH 3 3 7 7 C(16,15):C(16,15):HS-PDSCH 1Page 25WCDMAWCDMA通信模型通信模型信源信源解碼解碼信源信源編碼編碼Interleavingdeinterleaving信道信道編碼編碼交織交織去交織去交織信道解信道解碼碼加擾加擾解擾解擾擴頻擴頻解擴解擴

17、調(diào)制調(diào)制解調(diào)解調(diào)射頻射頻發(fā)射發(fā)射射頻射頻接收接收無線信道無線信道Page 26OVSFOVSF碼碼擾碼數(shù)據(jù)比特擴頻后碼片q 擾碼使用戶信息偽隨機化，加強保密性q WCDMA擾碼是兩個m序列（最大長度線性移位寄存器序列）的疊加，成為Gold碼序列。q 擾碼分為上行擾碼和下行擾碼，作用不一樣擾碼介紹擾碼介紹Page 27 WCDMAWCDMA的擾碼：的擾碼：GOLDGOLD序列序列l(wèi)在上行信道，擾碼用于區(qū)分用戶在上行信道，擾碼用于區(qū)分用戶p上行有224個上行長擾碼和224個上行短擾碼l在下行信道，擾碼用于區(qū)分小區(qū)（扇區(qū)載頻）在下行信道，擾碼用于區(qū)分小區(qū)（扇區(qū)載頻）p下行有2 181262143個擾

18、碼，但目前只使用08191號擾碼中的主擾主擾碼碼。p0，1，8191，分為512個集合，每個集合包括一個主擾碼和15個次級擾碼。 p512個主擾碼又可以分為64個擾碼組，每組由8個主擾碼組成l擾碼每擾碼每10ms重復一次，長度是重復一次，長度是38400chipsPage 28下下行行擾擾碼碼集集0集集1集集511主擾碼主擾碼0從擾碼從擾碼1從擾碼從擾碼15主擾碼主擾碼51116從擾碼從擾碼511161從擾碼從擾碼51116158192個擾碼個擾碼512集集每集分為每集分為1個主擾碼，個主擾碼，15個從擾碼個從擾碼目前系統(tǒng)主要采用主擾碼目前系統(tǒng)主要采用主擾碼主擾碼和從擾碼主擾碼和從擾碼Page

19、 29WCDMAWCDMA通信模型通信模型信源信源解碼解碼信源信源編碼編碼Interleavingdeinterleaving信道信道編碼編碼交織交織去交織去交織信道解信道解碼碼加擾加擾解擾解擾擴頻擴頻解擴解擴調(diào)制調(diào)制解調(diào)解調(diào)射頻射頻發(fā)射發(fā)射射頻射頻接收接收無線信道無線信道Page 30WCDMAWCDMA的調(diào)制的調(diào)制l調(diào)制的作用調(diào)制的作用p把需要傳遞的信息送上射頻信道p采用不同的調(diào)制方式可以極大地影響空中接口提供數(shù)據(jù)業(yè)務的能力采用不同的調(diào)制方式可以極大地影響空中接口提供數(shù)據(jù)業(yè)務的能力nR99/R4：采用QPSK，下行最大數(shù)據(jù)速率2.7MbpsnHSDPA：采用16QAM，下行最大數(shù)據(jù)速率14

20、.4MbpsPage 31WCDMAWCDMA調(diào)制方式調(diào)制方式l調(diào)制方式調(diào)制方式QPSK（HSDPA階段引入階段引入16QAM調(diào)制）調(diào)制）Page 32WCDMAWCDMA通信模型通信模型信源信源解碼解碼信源信源編碼編碼Interleavingdeinterleaving信道信道編碼編碼交織交織去交織去交織信道解信道解碼碼加擾加擾解擾解擾擴頻擴頻解擴解擴調(diào)制調(diào)制解調(diào)解調(diào)射頻射頻發(fā)射發(fā)射射頻射頻接收接收無線信道無線信道Page 33實部與虛部分離脈沖成型脈沖成型串并轉(zhuǎn)換串并轉(zhuǎn)換下行物理 信道1Cch,SF,mjI+jQSdl,nG1Cch,SF,mjI+jQSdl,nG2下行物理 信道2GpGp

21、P-SCHS-SCHcos(wt)-sin(wt)Re(T)Im(T)物理信道擴頻調(diào)制過程物理信道擴頻調(diào)制過程- -下行下行Page 34實部與虛部分離脈沖成型脈沖成型cos(wt)-sin(wt)Sdpch,nRe(S)Im(S)Cd,1dIccQjI+jQDPDCH1Cd,3dDPDCH3Cd,5dDPDCH5Cd,2dDPDCH2Cd,4dDPDCH4Cd,6dDPDCH6ccCccDPDCHQ物理信道擴頻調(diào)制過程物理信道擴頻調(diào)制過程- -上行上行Page 35無線通信的大敵：衰落無線通信的大敵：衰落Distance(m)接收功率接收功率(dBm)102030-20-40-60慢衰落慢衰

22、落快衰落快衰落Page 36RAKERAKE接收機接收機前端接收機前端接收機第一接收徑第一接收徑第二接收徑第二接收徑第三接收徑第三接收徑 延時估計器延時估計器計算延時及相位偏轉(zhuǎn)計算延時及相位偏轉(zhuǎn) 信號合成器信號合成器合并信號合并信號tts(t)s(t)RAKE 接收技術有效地克服多徑干擾，提高接收性能Page 37RAKERAKE接收接收接收發(fā)射coding直射信號反射信號如果時間差 1 碼片長度codingdecodingPage 38WCDMAWCDMA的快速功率控制的快速功率控制l功率控制速度達到1500次/秒，功控速度大于衰落速度，可以有效地克服陰影衰落和快衰落l降低網(wǎng)絡干擾，提高系統(tǒng)

23、質(zhì)量和容量l省電，延長手機的通話時間Page 39功控的目的l功率控制目的：功率控制目的：u克服“遠近效應”u調(diào)整發(fā)射功率，保持上/下行鏈路的通信質(zhì)量u克服陰影衰落和快衰落u降低網(wǎng)絡干擾，提高系統(tǒng)質(zhì)量和容量u一句話： WCDMA WCDMA系統(tǒng)中功率控制的目標就是在保證用戶通系統(tǒng)中功率控制的目標就是在保證用戶通 信質(zhì)量的條件下，使用戶的發(fā)射功率盡量小。信質(zhì)量的條件下，使用戶的發(fā)射功率盡量小。 Page 40三種功率控制三種功率控制開環(huán)開環(huán)從信道中測量干擾條件，并調(diào)整發(fā)射功率；閉環(huán)內(nèi)環(huán)閉環(huán)內(nèi)環(huán)測量信噪比和目標信噪比（SIR Tar）相比較，并發(fā)送指令調(diào)整發(fā)射功率（WCDMA閉環(huán)功率控制頻率為15

24、00Hz）；若測定SIR目標SIR， 降低移動臺發(fā)射功率；若測定SIR目標SIR， 增加移動臺發(fā)射功率；閉環(huán)外環(huán)閉環(huán)外環(huán)測量誤塊率（BLER），調(diào)整目標信噪比Page 41功控的分類開環(huán)功率控制n上行開環(huán)功控（反向）n下行開環(huán)功控（前向）閉環(huán)功率控制n上行內(nèi)環(huán)功率控制n下行內(nèi)環(huán)功率控制n上行外環(huán)功率控制n下行外環(huán)功率控制Page 42功控在各個信道的適用情況Physical channelOpen loop Inner loopOuter loopNo power controlDPDCHXXDPCCHXXXPCCPCHXSCCPCHXPRACHXAICHXPICHXPage 43UENode

25、 B開環(huán)功率控制的目的：提供初始發(fā)射功率的粗略估開環(huán)功率控制的目的：提供初始發(fā)射功率的粗略估計計 開環(huán)功率控制開環(huán)功率控制Page 44開環(huán)功率控制基本原理u基本原理假設發(fā)射功率與接收功率之間的耦合損耗以及干擾水平相同，利用先行測量接收功率的大小，并由此確定發(fā)射功率的大??；u基本作用克服陰影和路徑損耗；u主要缺點未考慮到上、下行信道電波功率的不對稱性，因而其精確性難以得到保證。u主要應用上行：應用于PRACH和DPCCH信道下行：應用于DPCCH信道Page 45UERNC外環(huán)內(nèi)環(huán)1500Hz測量接收信號SIR并比較10-100Hz設置SIRtar測量接收數(shù)據(jù)BLER并比較TPC設置BLERt

26、arNode B閉環(huán)功率控制閉環(huán)功率控制2022-7-446內(nèi)環(huán)功率控制的目的：使測量SIR盡快地收斂到設定的SIRtarNodeBUE下發(fā)TPC測量接收信號SIR并比較內(nèi)環(huán)設置SIRtar1500Hz每一個UE都有一個自己的控制環(huán)路上行內(nèi)環(huán)功控UE下發(fā)TPC測量接收信號SIR并比較內(nèi)環(huán)設置SIRtar2022-7-447NodeB設置SIRtar發(fā)TPC測量SIR并比較內(nèi)環(huán)1500Hz下行內(nèi)環(huán)功控NodeB設置SIRtar發(fā)TPC測量SIR并比較內(nèi)環(huán)1500Hz2022-7-448外環(huán)功率控制一種現(xiàn)象： 在相同SIR目標值作用下，不同環(huán)境中業(yè)務的BLER統(tǒng)計結(jié)果不同。一種表現(xiàn)： 接入網(wǎng)提供給

27、NAS服務QoS表征量為BLER，而非SIR。外環(huán)的目的： 為NAS提供滿足一定BLER目標值的鏈路質(zhì)量輸出?；舅悸罚?類“鋸齒波”控制方式。 a.)如BLER/BER測量值低于BLER/BER目標值，則降低內(nèi)環(huán)SIRtar； b.)如BLER/BER測量值高于BLER/BER目標值，則提高內(nèi)環(huán)SIRtar。在相同SIR目標值作用下，不同環(huán)境中業(yè)務的BLER統(tǒng)計結(jié)果不同。接入網(wǎng)提供給NAS服務QoS表征量為BLER，而非SIR。外環(huán)的目的：滿足一定BLER目標值的鏈路質(zhì)量輸出?；舅悸罚?類“鋸齒波”控制方式。 a.)如BLER/BER測量值低于BLER/BER目標值，則降低內(nèi)環(huán)SIRtar

28、； b.)如BLER/BER測量值高于BLER/BER目標值，則提高內(nèi)環(huán)SIRtar。2022-7-449Node BUESent TPCSIR measurement and comparingInner LoopSIR target settingBLER measurementOuter LoopRNCComparing BLER target setting上行外環(huán)功控2022-7-450NodeB設置SIRtar發(fā)TPC測量SIR并比較測量BLER并比較外環(huán)內(nèi)環(huán)UE物理層UE層3下行內(nèi)環(huán)和外環(huán)功率控制10-100Hz1500Hz下行外環(huán)功控2022-7-451外環(huán)功率控制(續(xù)) 軟切

29、換時，在各條鏈路中選取各條鏈路中最小的目標值為系統(tǒng)的目標值。當所有的鏈路都要求升高目標SIR時，才進行升高，只要有一條鏈路要求降低目標SIR，那就降低目標SIR。 組合業(yè)務外環(huán)功率控制 總原則：保證所有傳輸信道質(zhì)量 SIR調(diào)整步長計算按單業(yè)務計算方式（單獨計算）； 上升步長按取大原則； 下降步長按取小原則。 控制策略優(yōu)先采用非DTX控制方式。Page 52UE moveTarget BSSource BStimeData UE received/ sent“GAP” of communicationWCDMAWCDMA的切換硬切換的切換硬切換l硬切換的特點p先中斷源小區(qū)的鏈路，后建立目標小區(qū)的

30、鏈路p通話會產(chǎn)生“縫隙”p非CDMA系統(tǒng)都只能進行硬切換Page 53WCDMAWCDMA切換軟切換切換軟切換l軟切換特點pCDMA系統(tǒng)所特有，只能發(fā)生在同頻小區(qū)間p先建立目標小區(qū)鏈路，后中斷源小區(qū)鏈路，可以避免通話“縫隙”p軟切換會比硬切換占用更多的系統(tǒng)資源l當進行軟切換的兩個小區(qū)屬于同一個NodeB時，此時為“更軟切換”;UE moveTarget BSSource BStimeData UE received/ sentN o “GAP” of communication Page 544.1 WCDMA無線接口關鍵技術無線接口關鍵技術4.2 WCDMA無線信道無線信道Page 55信道

31、分類l從不同協(xié)議層次上講，WCDMA承載用戶各種業(yè)務的信道被分為三類:p邏輯信道：直接承載用戶業(yè)務n根據(jù)承載的是控制平面業(yè)務還是用戶平面業(yè)務，分為控制信道控制信道和業(yè)務業(yè)務信道信道p傳輸信道：物理層對MAC層提供的服務n根據(jù)傳輸?shù)氖轻槍σ粋€用戶的專用信息還是針對所有用戶的公共信息，分為專用信道專用信道和公共信道公共信道p物理信道：各種信息在無線接口傳輸時的最終體現(xiàn)形式 Page 56信道概念信道概念PHY layerMAC layerRLC layer傳輸信道物理信道邏輯信道L1L2Page 57業(yè)務邏輯信道（業(yè)務邏輯信道（TCH）控制邏輯信道（控制邏輯信道（CCH） 專用業(yè)務信道 （DTCH

32、） 公共業(yè)務信道 （CTCH） 廣播控制信道 （BCCH） 尋呼控制信道 （PCCH） 專用控制信道 （DCCH） 公共控制信道 （CCCH） 邏輯信道分類Page 58廣播信道 BCH前向接入信道FACH尋呼信道 PCH反向（隨機）接入信道 RACH專用信道 DCH公共傳輸信道公共傳輸信道專用傳輸信道專用傳輸信道 傳輸信道分類Page 59物理信道分類l物理信道分為上行物理信道和下行物理信道l物理信道可以由某一載波頻率、碼（信道碼和擾碼）、相位確定l多數(shù)信道由無線幀和時隙組成，每一無線幀10ms，包括15個時隙 Data Slot #0 Slot #1 Slot #14 Tslot = 25

33、60 chips T = 10 ms, 38400chips Data Slot #iPage 60上行公共物理信道物理隨機接入信道 (PRACH)上行專用物理信道專用物理數(shù)據(jù)信道 (uplink DPDCH)專用物理控制信道 (uplink DPCCH)上行物理信道上行物理信道 上行物理信道Page 61下行公共物理信道公共控制物理信道 (CCPCH)同步信道 (SCH)尋呼指示信道 (PICH)捕獲指示信道 (AICH)公共導頻信道 (CPICH)下行專用物理信道 (downlink DPCH)下行物理信道下行物理信道 下行物理信道Page 62傳輸信道和物理信道的映射關系傳輸信道和物理信

34、道的映射關系系統(tǒng)信道分類Page 63公共物理信道的功能公共物理信道的功能lSCH（同步信道）：用于小區(qū)搜索p分成主同步信道P-SCH和從同步信道S-SCHlCPICH（公共導頻信道）：用于擾碼識別p分成主公共導頻信道P-CPICH和從公共導頻信道S-CPICHnP-CPICH：信道碼固定為Cch,256,0，擾碼為主擾碼nP-CPICH是其它下行物理信道的功率基準n從公共導頻信道S-CPICH：主要用于智能天線lP-CCPCH（主公共控制物理信道）：用于承載系統(tǒng)消息p信道碼固定為Cch,256,1l以上信道每個小區(qū)必須配置且僅能配置一條 Page 64公共物理信道的功能公共物理信道的功能lS

35、-CCPCH（從公共控制物理信道）：用于承載下行信令lPICH（尋呼指示信道）：用于承載尋呼指示，與S-CCPCH成對配置lPRACH（物理隨機接入信道）：用于承載上行信令p接入時隙的間隔為5120chips，代表WCDMA基站最大覆蓋半徑為200公里lAICH（捕獲指示信道）：用于承載對PRACH前綴的捕獲指示，與PRACH成對配置l以上信道每個小區(qū)必須至少配置一條 Page 65專用物理信道的功能專用物理信道的功能lDPDCH（專用物理數(shù)據(jù)信道）：用于承載用戶的業(yè)務數(shù)據(jù)，單碼道最大數(shù)據(jù)速率為384KbpslDPCCH（專用物理控制信道）：用于承載控制信息，為DPDCH提供解調(diào)、功控等控制數(shù)

36、據(jù)l上行DPDCH和DPCCH在不同碼道上傳送；l下行DPDCH和DPCCH在同一碼道上以時間復用的方式傳送l當用戶所需數(shù)據(jù)速率大于單碼道最大數(shù)據(jù)速率時，可以采用多碼道傳輸p上行最大數(shù)據(jù)速率：384Kbps6碼道p下行最大數(shù)據(jù)速率：384Kbps7碼道 上行上行DPDCH/DPCCHDPDCH/DPCCH幀結(jié)構幀結(jié)構Page 66 Pilot Npilot bits TPC NTPC bits Data Ndata bits Slot #0 Slot #1 Slot #i Slot #14 Tslot = 2560 chips, 10*2k bits (k=0.6) 1 radio frame

37、: Tf = 10 ms DPDCH DPCCH FBI NFBI bits TFCI NTFCI bits 專用下行物理信道結(jié)構專用下行物理信道結(jié)構Page 67 One radio frame, Tf = 10 ms Slot #0 Slot #1 Slot #i Slot #14 Tslot = 2560 chips, 10*2k bits (k=0.7) Data2 Ndata2 bits DPDCH TFCI NTFCI bits Pilot Npilot bits Data1 Ndata1 bits DPDCH DPCCH DPCCH TPC NTPC bits 上行鏈路信號處理過

38、程Page 68下行鏈路信號處理過程Page 69Page 70HSDPAHSDPA物理信道的功能物理信道的功能lHS-PDSCH（HSDPA物理下行共享信道）：用于承載用戶的業(yè)務數(shù)據(jù)，單碼道最大數(shù)據(jù)速率為960KbpslHS-SCCH（HSDPA共享控制信道）：用于承載HS-PDSCH信道的控制信令lHS-DPCCH（HSDPA專用物理控制信道）：用于信令傳輸和功率控制lHSDPA最大數(shù)據(jù)速率： 960Kbps15碼道14.4Mbps Page 71HSUPAHSUPA物理信道的功能物理信道的功能l HSUPA新增加的上行傳輸信道新增加的上行傳輸信道p E-DCHn 承載上行高速的數(shù)據(jù)承載上

39、行高速的數(shù)據(jù)l HSUPA新增加的上行物理信道新增加的上行物理信道p E-DPDCH n E-DCH的數(shù)據(jù)將會映射到一的數(shù)據(jù)將會映射到一條或是多條條或是多條E-DPDCHp E-DPCCH n 承載承載E-DPDCH的控制信息的控制信息l HSUPA新增加的下行物理信道新增加的下行物理信道p E-AGCH n 承載絕對授權承載絕對授權p E-RGCH n 承載相對授權承載相對授權p E-HICHn 承載針對承載針對E-DCH上的數(shù)據(jù)的上的數(shù)據(jù)的HARQ過程的過程的ACK/NACK Page 72開機及搜索小區(qū)開機及搜索小區(qū)lUE開機并開始搜索網(wǎng)絡；l與所在小區(qū)(SCH)進行同步；p通過P-SC

40、H的基本同步碼（PSC），可以實現(xiàn)時隙同步；p通過S-SCH，可以實現(xiàn)幀同步，并且識別小區(qū)的擾碼碼組；l通過與P-CPICH進行相關計算，得到小區(qū)的下行擾碼；l根據(jù)小區(qū)主擾碼，檢測到BCH(P-CCPCH)，并讀取系統(tǒng)消息，從而獲得小區(qū)的相關基本信息；l偵聽PICH和PCH(S-CCPCH)上的尋呼信息；lUE進入IDLE 狀態(tài)；lUE準備進行位置更新；l完成位置更新后，UE的位置信息登記到網(wǎng)絡側(cè)，UE進入待機狀態(tài)，可以進行主叫或被叫；Page 73第一步：選擇小區(qū)和時隙同步第一步：選擇小區(qū)和時隙同步Page 74第二步：幀同步和確定擾碼組第二步：幀同步和確定擾碼組同步信道同步信道SCHSCH

41、Page 75 Primary SCH Secondary SCH 256 chips 2560 chips One 10 ms SCH radio frame acsi,0 acp acsi,1 acp acsi,14 acp Slot #0 Slot #1 Slot #14 Page 76第三步：確定擾碼號第三步：確定擾碼號lCPICH是預先定義的符號序列l(wèi)擴頻因子為256 (Cch,256,0)l采用主擾碼進行加擾lUE根據(jù)確定的擾碼族中的8個主擾碼對CPICH進行解碼，解碼正確的主擾碼即為該小區(qū)的主擾碼Page 77解碼解碼P-CCPCHP-CCPCH信道獲得廣播消息信道獲得廣播消息l

42、P-CCPCH包括當前的SFN和系統(tǒng)廣播消息lP-CCPCH的擴頻因子為256 (Cch,256,1)lP-CCPCH用主擾碼加擾lUE可以用主擾碼對P-CCPCH承載的BCH信道進行解碼，獲得系統(tǒng)廣播Page 78物理信道的功能物理信道的功能基站基站Node B用戶終端用戶終端UEP-CCPCH- 主公共控制物理信道主公共控制物理信道SCH 同步信道同步信道P-CPICH 主公共導頻信道主公共導頻信道S-CPICH 從公共導頻信道從公共導頻信道小區(qū)廣播信道小區(qū)廣播信道DPDCH 專用物理數(shù)據(jù)信道專用物理數(shù)據(jù)信道DPCCH 專用物理控制信道專用物理控制信道專用連接信道專用連接信道尋呼信道尋呼信

43、道PICH 尋呼指示信道尋呼指示信道S-CCPCH 從公共控制物理信道從公共控制物理信道PRACH 隨即接入物理信道隨即接入物理信道AICH 獲取指示信道獲取指示信道隨機接入信道隨機接入信道HS-DPCCH 高速專用控制信道高速專用控制信道HS-SCCH 高速共享控制信道高速共享控制信道HS-PDSCH 高速下行物理共享信道高速下行物理共享信道高速下行共享信道高速下行共享信道Page 79第第1章章 3G概述概述第第2章章 WCDMA系統(tǒng)結(jié)構系統(tǒng)結(jié)構第第3章章 CDMA系統(tǒng)原理系統(tǒng)原理第第4章章 WCDMA無線接口無線接口Page 80物理層物理層信令承載ALCAPALCAP應用協(xié)議無線網(wǎng)絡層

44、無線網(wǎng)絡層傳輸網(wǎng)絡層傳輸網(wǎng)絡層控制面控制面 傳輸網(wǎng)絡控制面用戶面用戶面數(shù)據(jù)流數(shù)據(jù)承載信令承載 傳輸網(wǎng)絡用戶面 傳輸網(wǎng)絡用戶面UTRANUTRAN接口通用接口通用協(xié)議模型協(xié)議模型Page 81Iu-CSIu-CS基于基于ATMATM網(wǎng)絡的接口協(xié)議棧結(jié)構網(wǎng)絡的接口協(xié)議棧結(jié)構控制面?zhèn)鬏斁W(wǎng)絡層控制面用戶面無線網(wǎng)絡層傳輸網(wǎng)絡層用戶面?zhèn)鬏斁W(wǎng)絡層 傳輸網(wǎng)絡層用戶面ABCRANAPAAL2 PATH物理層物理層SAAL NNISCCPMTP3-BA Iu UPSAAL NNIMTP3-BBATM ALCAPPage 82Iu-PSIu-PS基于基于ATMATM網(wǎng)絡的接口協(xié)議棧結(jié)構網(wǎng)絡的接口協(xié)議棧結(jié)構控制面?zhèn)鬏斁W(wǎng)絡層控制面用戶面無線網(wǎng)絡層傳輸網(wǎng)絡層用戶面?zhèn)鬏斁W(wǎng)絡層 傳輸網(wǎng)絡層用戶面ACRANAPA