WCDMA物理層協(xié)議培訓(xùn)課件

WCDMA物理層協(xié)議概述物理信道特征及幀結(jié)構(gòu)信道編碼與復(fù)用擴(kuò)頻與調(diào)制物理層過程物理層的測(cè)量概述UTRAN的總體結(jié)構(gòu)UERadioLinkUu

WCDMA無線接口協(xié)議結(jié)構(gòu)???上層數(shù)據(jù)上層數(shù)據(jù)MAC層數(shù)據(jù)信道編碼與復(fù)用幀形成擴(kuò)頻與調(diào)制無線幀???上層數(shù)據(jù)上層數(shù)據(jù)MAC層數(shù)據(jù)解復(fù)用與信道譯碼幀拆解解調(diào)與解擴(kuò)無線幀基帶收發(fā)過程概述物理信道特征及幀結(jié)構(gòu)信道編碼與復(fù)用擴(kuò)頻與調(diào)制物理層過程物理層的測(cè)量物理信道特征及幀結(jié)構(gòu)專用信道(DCH)下行信道上行信道公用信道隨機(jī)接入信道(RACH)公共分組信道(CPCH)廣播信道(BCH)前向接入信道(FACH)尋呼信道(PCH)下行共享信道(DSCH)專用信道(DCH)公用信道傳輸信道傳輸信道分類專用物理信道(DPCH)下行物理信道上行物理信道公用物理信道物理隨機(jī)接入信道(PRACH)物理公共分組信道(PCPCH)主公共控制物理信道(P-CCPCH)捕獲指示信道(AICH)尋呼指示信道(PICH)物理下行共享信道(PDSCH)專用物理信道(DPCH)公用物理信道物理信道物理信道分類輔助公共控制物理信道(S-CCPCH)CPCH狀態(tài)信道(CSICH)同步信道(SCH)接入前綴捕獲指示信道(AP-AICH)碰撞檢測(cè)/信道指配指示信道(CD/CA-ICH)公用導(dǎo)頻信道(CPICH)傳輸信道到物理信道的映射物理隨機(jī)接入信道(PRACH)物理公共分組信道(PCPCH)主公共控制物理信道(P-CCPCH)捕獲指示信道(AICH)尋呼指示信道(PICH)物理下行共享信道(PDSCH)輔助公共控制物理信道(S-CCPCH)CPCH狀態(tài)信道(CSICH)同步信道(SCH)接入前綴捕獲指示信道(AP-AICH)碰撞檢測(cè)/信道指配指示信道(CD/CA-ICH)公用導(dǎo)頻信道(CPICH)專用物理控制信道(DPCCH)專用物理數(shù)據(jù)信道(DPDCH)廣播信道(BCH)前向接入信道(FACH)下行共享信道(DSCH)尋呼信道(PCH)隨機(jī)接入信道(RACH)公共分組信道(CPCH)專用信道(CPCH)上行專用物理信道幀結(jié)構(gòu)（DPCH）物理隨機(jī)接入信道（PRACH）物理公共分組信道（PCPCH）發(fā)射結(jié)構(gòu)PCPCH消息部分幀結(jié)構(gòu)下行DPCH的多碼傳輸用于CPCH的下行DPCCH時(shí)隙格式i信道比特速率

(kbps)信道符號(hào)速率

(ksps)SF比特/時(shí)隙DPCCHBits/Slot每幀發(fā)射的時(shí)隙數(shù)NTPCNTFCINCCCNPilot0157.551210204415發(fā)射預(yù)先定義好的已知序列，A＝1＋j固定傳輸速率30Kbps，SF=256發(fā)射分集時(shí)，兩根天線上發(fā)射的信號(hào)使用相同的擴(kuò)頻碼和擾碼，但傳送序列有所不同。主要用于信道估計(jì)公共導(dǎo)頻信道（CPICH）主公共控制物理信道（P-CCPCH）固定為30Kbps（SF=256）的傳輸速率，用于承載BCH。每個(gè)時(shí)隙的頭256chips為空，到時(shí)候由SCH填充；或者說P-CCPCH與SCH時(shí)分復(fù)用。輔助公共控制物理信道（S-CCPCH）用于承載FACH和PCH，可分別承載FACH和PCH，也可兩者同時(shí)承載。TFCI可有可無，由上層決定；沒有TPC，采用開環(huán)功控；導(dǎo)頻為8或16比特。傳輸能力比下行DPCH稍遜，SF為256~4。同步信道（SCH）SCH用于小區(qū)搜索，分成主同步信道（P-SCH）和輔助同步信道（S-SCH），兩者并行發(fā)射。SCH占用每個(gè)無線幀的前256個(gè)碼片，與P-CCPCH時(shí)分復(fù)用。主同步碼(PSC)以時(shí)隙為周期發(fā)射，用于時(shí)隙同步；輔助同步碼以無線幀為周期發(fā)射，用于幀同步，并指出小區(qū)主擾碼的組號(hào)。a為一個(gè)指示調(diào)制信號(hào)，用于指示P-CCPCH是否采用了STTD。捕獲指示信道（AICH）AICH每一幀為20ms，分成15個(gè)接入時(shí)隙AS,每個(gè)時(shí)隙有20個(gè)符號(hào)(5120碼片)。每個(gè)時(shí)隙包括兩部分，捕獲指示AI部分（4096碼片）和空部分（1024碼片）。16個(gè)AI分別對(duì)16種簽名進(jìn)行應(yīng)答，AI＝＋1、－1和0分別代表同意接入、不同意接入和沒有聽到請(qǐng)求。aj是由16個(gè)AI和16個(gè)簽名進(jìn)行矩陣運(yùn)算得到。尋呼指示信道（PICH）PICH為固定速率(SF=256)的物理信道，用于承載尋呼指示

(PI).PICH總是與S-CCPCH相伴隨，如果某一幀中的PIi

被置為1，說明Pii所對(duì)應(yīng)的UE應(yīng)對(duì)S-CCPCH的對(duì)應(yīng)幀進(jìn)行解調(diào)。PICH一幀為10ms，包括300bits。其中，288比特用于傳送PI，其余12比特尚未定義，不發(fā)射。一幀內(nèi)傳送N個(gè)尋呼指示PI，N=18,36,72,or144。速率匹配添加CRC傳輸塊拼接/編碼塊分段信道編碼無線幀均衡第一次交織無線幀分段速率匹配傳輸信道復(fù)用物理信道分段第二次交織物理信道映射速率匹配添加CRC傳輸塊拼接/編碼塊分段信道編碼第一次DTX插入第一次交織無線幀分段速率匹配傳輸信道復(fù)用物理信道分段第二次交織物理信道映射第二次DTX插入編碼復(fù)用處理流程上行下行在每個(gè)傳輸塊（TB）后添加CRC。CRC長(zhǎng)度由傳輸格式的半靜態(tài)屬性給出，可為0、8、12、16、24比特；除非進(jìn)行鏈路重配置，否則不會(huì)改變。CRC只具有檢錯(cuò)功能，沒有糾錯(cuò)功能，用于在接收端檢測(cè)該TB中是否有出錯(cuò)比特，進(jìn)而用于測(cè)量BLER。如果沒有TB輸入,不應(yīng)該計(jì)算CRC;如果有TB輸入,但輸入TBSIZE=0,仍要添加CRC,只是CRC均為0.CRC位添加在數(shù)據(jù)末端,且要進(jìn)行比特反轉(zhuǎn)，其作用是有利于盲傳輸格式檢測(cè)。添加CRC傳輸塊拼接/編碼塊分段傳輸塊拼接是指將一個(gè)傳輸信道中一個(gè)TTI內(nèi)的所有加完CRC的TB進(jìn)行串行拼接，目的是提高效率。編碼塊分段是指當(dāng)一個(gè)TTI中的數(shù)據(jù)大于編碼器允許的最大長(zhǎng)度時(shí)，需要分成幾段送入編碼器：對(duì)卷積碼，最大長(zhǎng)度為504；對(duì)Turbo碼，最大長(zhǎng)度為5114；對(duì)無編碼的情況，則沒有限制。分成的各段應(yīng)該長(zhǎng)度一樣，如果不能均分,在開始位置填充"0"比特如果Turbo編碼的碼塊長(zhǎng)度<40,則在開始位置填充"0"比特,使編碼長(zhǎng)度始終為40信道編碼又稱前向糾錯(cuò)編碼（FEC）支持三種編碼方案：卷積編碼（1/2、1/3）、Turbo編碼（1/2）、無編碼不同的信道使用不同的編碼方案

傳輸信道類型編碼方案編碼效率BCH卷積編碼1/2PCHRACHCPCH、DCH、DSCH、FACH1/2、1/3Turbo編碼1/3無編碼卷積編碼Turbo編碼速率匹配速率匹配的采用是因?yàn)閺?fù)用的情況非常多，而最終物理信道的傳輸能力是有限的幾種，需要通過速率匹配使得復(fù)用后的數(shù)據(jù)量正好與物理信道的能力相適應(yīng)；此外，速率匹配還提供一種QoS保證機(jī)制，平衡各業(yè)務(wù)的質(zhì)量。速率匹配采用的手段是對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行重復(fù)或刪減。速率匹配過程分三大部分：參數(shù)計(jì)算、比特的分離與合并、重復(fù)或刪減的執(zhí)行。影響參數(shù)計(jì)算的因素有：信道的上下行、采用的編碼方案、是否采用了壓縮模式、復(fù)用方案等。設(shè)計(jì)速率匹配算法時(shí)主要考慮要保證重復(fù)/打孔位均勻分布在各無線幀內(nèi)，保證重復(fù)/打孔位均勻分布在交織前的數(shù)據(jù)流中以確保譯碼性能，Turbo碼的系統(tǒng)位不能打孔等。DTX插入只有下行才支持DTX的機(jī)制，上行則不支持。下行支持DTX可簡(jiǎn)化速率匹配并節(jié)省發(fā)射功率，上行不支持DTX則有利于減小高頻干擾。如果TrCH位置固定,則只需第一次

DTX插入；如果TrCH位置靈活,則只有2ndDTX插入。第一次DTX在速率匹配后進(jìn)行，第二次DTX插入則在信道復(fù)用后進(jìn)行。DTX應(yīng)該是異于‘0’、‘1’的值，其在空中接口的發(fā)送能量為0交織交織的主要目的是將突發(fā)錯(cuò)誤變成隨機(jī)錯(cuò)誤以利于譯碼器進(jìn)行糾錯(cuò)，抵抗深度快衰落造成的影響。分為第一次交織和第二次交織，兩者均為矩形交織器，遵循行進(jìn)列出的原則。第一次交織又稱為幀間交織，其交織深度由當(dāng)前的TTI決定，并分別規(guī)定了列輸出的順序，不能出現(xiàn)交織器不滿的情況（如果出現(xiàn)不滿的情況，則上行通過無線幀均衡來填充比特使其能滿，下行通過速率匹配和DTX插入能得到保證，同時(shí)為后面的無線幀分段作準(zhǔn)備）。第二次交織又稱為幀內(nèi)交織，交織深度為30(即矩形交織器的列數(shù)為30)，交織器可以不滿（如果不滿，則交織前插入填充比特，交織去掉填充比特）。無線幀分段與信道復(fù)用由于信道復(fù)用之前都是以TTI為單位進(jìn)行處理的，但信道復(fù)用則是以無線幀為單位進(jìn)行的，所以需要利用無線幀分段的步驟來將一個(gè)TTI的數(shù)據(jù)分成均等的（TTI/10ms）個(gè)無線幀。將每個(gè)傳輸信道的一個(gè)10ms無線幀拼接起來（若是靈活位置，則還需插入DTX）便形成CCTrCH，此處成為傳輸信道與物理信道的分界點(diǎn)。一個(gè)CCTrCH只能給一個(gè)UE，但一個(gè)UE可以有多個(gè)下行CCTrCH。一個(gè)CCTrCH可以映射到多個(gè)DPCH中，此即為多碼傳輸。物理信道分段與物理信道映射

當(dāng)一個(gè)CCTrCH的數(shù)據(jù)量超出一個(gè)物理信道的傳輸能力，或當(dāng)前的碼資源提供不了合適的物理信道時(shí)，便需采用多碼傳輸，從而需要利用物理信道分段來將一個(gè)CCTrCH的數(shù)據(jù)分成均等的幾份。對(duì)不同的CCTrCH，其傳輸塊數(shù)、TTI的值、復(fù)用的信道數(shù)、多碼傳輸?shù)牟捎门c否等都有規(guī)定。從這方面來講，BCH最簡(jiǎn)單，RACH次之，F(xiàn)ACH和PCH再次之，CPCH再次之，DCH和DSCH最復(fù)雜。一個(gè)無線鏈路中只有一個(gè)DPCCH，因此，一個(gè)DPCCH可能同時(shí)負(fù)責(zé)幾個(gè)DPDCH。10、20、40or80msdatadatadataTrCH-idataCRCdataCRCdataCRCdataCRCdataCRCdataCRCdataCBLCBLCBL0、8、12、16or24bits塊長(zhǎng)Z＝504，卷積碼5114，Turbo碼CedBLCedBLCedBLCodeddata卷積碼或Turbo碼RatematcheddataRatematcheddataDTXororDatabefore1stinterleavingDataafter1stinterleaved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8TrCH-1TrCH-2TrCH-ICCTrCHTrCH-1TrCH-2TrCH-IDTXCCTrCHPh-1Ph-2Ph-P10ms時(shí)間內(nèi)10ms時(shí)間內(nèi)Ph-1Ph-2Ph-PTPCTFCIpilot擴(kuò)頻、加擾擴(kuò)頻、加擾擴(kuò)頻、加擾TrCH-i+1data1data2data1data2data1data2下行信道編碼與復(fù)用下行信道編碼與復(fù)用舉例概述物理信道特征及幀結(jié)構(gòu)信道編碼與復(fù)用擴(kuò)頻與調(diào)制物理層過程物理層的測(cè)量擴(kuò)頻與調(diào)制擴(kuò)頻技術(shù)擴(kuò)頻用于物理信道。擴(kuò)頻包括兩步操作：信道化操作，將一個(gè)個(gè)的數(shù)據(jù)符號(hào)轉(zhuǎn)換為一系列的碼片，增加了信號(hào)的帶寬。擾碼操作，將擾碼加在擴(kuò)頻信號(hào)上。擴(kuò)頻技術(shù)上行鏈路擴(kuò)頻下行鏈路擴(kuò)頻上行鏈路擴(kuò)頻——信道化操作上行鏈路三個(gè)物理信道:DPCCH/DPDCH,PRACH,PCPCH,其中PRACH和PCPCH的前導(dǎo)部分是一個(gè)復(fù)數(shù)值碼，可直接進(jìn)行復(fù)數(shù)調(diào)制。WCDMA中信道化碼采用OVSF碼（OrthogonalVariableSpreadingFactorcodes），每個(gè)符號(hào)轉(zhuǎn)化成的碼片數(shù)目叫做擴(kuò)頻因子SF（SpreadingFactor）。二進(jìn)制數(shù)據(jù)流實(shí)數(shù)化，信道化，調(diào)幅，I/Q支路映射，復(fù)數(shù)加擾。上行鏈路擴(kuò)頻——信道化操作OVSF碼：信道化碼用Cch,SF,k唯一表示，其中SF代表碼的擴(kuò)頻因子，k是碼字序號(hào)，0

kSF-1。碼字長(zhǎng)度是2的整數(shù)次冪，即SF=2k。每一級(jí)包括的碼字總數(shù)與碼長(zhǎng)相等。對(duì)于上行鏈路，k=2,3,…8；SF=4,8,…256。不同長(zhǎng)度、長(zhǎng)度相等的不同碼字之間相互正交。

上行鏈路擴(kuò)頻——擾碼操作上行鏈路物理信到加擾的作用是區(qū)分用戶。信道化之后的碼片序列用復(fù)數(shù)值擾碼加擾，對(duì)信號(hào)加密，加擾時(shí)擾碼邊界與無線幀邊界一致。WCDMA中采用Gold碼作為擾碼，兩個(gè)m序列相加并截取一定長(zhǎng)度碼片序列而形成擾碼。上行鏈路擾碼分為長(zhǎng)擾碼和短擾碼。上行鏈路長(zhǎng)擾碼和短擾碼都是224個(gè)，由高層分配。上行鏈路擴(kuò)頻——擾碼操作長(zhǎng)擾碼：長(zhǎng)擾碼序列clong,1,n和clong,2,n由兩個(gè)二進(jìn)制m序列的38400碼片片段按位模2相加生成，二進(jìn)制m序列由25階生成多項(xiàng)式產(chǎn)生。長(zhǎng)擾碼序列Clong,n由clong,1,n和clong,2,n之和截取一定長(zhǎng)度碼片序列而成。上行鏈路擴(kuò)頻——擾碼操作短擾碼：短擾碼序列cshort,1,n和cshort,2,n用周期性的擴(kuò)展碼S(2)來定義

短擾碼序列cshort,n由cshort,1,n和cshort,2,n之和截取一定長(zhǎng)度碼片序列而成。上行鏈路擴(kuò)頻---DPCHDPCCH/DPDCH擴(kuò)頻：上行鏈路擴(kuò)頻---PRACHPRACH消息部分?jǐn)U頻：上行鏈路擴(kuò)頻PCPCH消息部分?jǐn)U頻:上行鏈路擴(kuò)頻PRACH前導(dǎo)碼:隨機(jī)接入前導(dǎo)碼Cpre,n是一個(gè)復(fù)數(shù)值序列。它由一個(gè)前導(dǎo)擾碼Sr?pre,n和一個(gè)前導(dǎo)簽名Csig,s生成。定義：Cpre,n,s(k)=Sr-pre,n(k)Csig,s(k) ,k=0,1,2,3,…,4095；其中k=0對(duì)應(yīng)最先傳送的碼片。Sr-pre,n對(duì)應(yīng)PRACH前導(dǎo)擾碼，Csig,s是一個(gè)前導(dǎo)簽名。Csig,s前導(dǎo)簽名由一個(gè)16位長(zhǎng)的簽名序列Ps(n)重復(fù)256次而成，其中n=0…15。簽名序列Ps(n)由16個(gè)碼長(zhǎng)為16的

Hadamard序列碼生成。

Csig,s定義如下：Csig,s(i)=Ps(i模16),i=0,1,…,4095.上行鏈路擴(kuò)頻PCPCH前導(dǎo)碼：PCPCH有兩種前導(dǎo)碼，接入前導(dǎo)碼和CD前導(dǎo)碼，其組成與隨機(jī)接入前導(dǎo)碼類似，只是對(duì)應(yīng)的前導(dǎo)擾碼不同。PCPCH接入前導(dǎo)碼定義：Cc-acc,n,s(k)=Sc-acc,n(k)Csig,s(k) ,k=0,1,2,3,…,4095；

PCPCHCD前導(dǎo)碼定義：Cc-cd,n,s(k)=Sc-cd,n(k)Csig,s(k) ,k=0,1,2,3,…,4095；

其中的Csig,s與隨機(jī)接入前導(dǎo)所用的簽名相同。上行鏈路擴(kuò)頻前導(dǎo)簽名Csig,s：前導(dǎo)簽名

n值

0123456789101112131415P0(n)1111111111111111P1(n)1-11-11-11-11-11-11-11-1P2(n)11-1-111-1-111-1-111-1-1P3(n)1-1-111-1-111-1-111-1-11P4(n)1111111111111111P5(n)1-11-1-11-111-11-1-11-11P6(n)11-1-1-1-11111-1-1-1-111P7(n)1-1-11-111-11-1-11-111-1P8(n)11111111-1-1-1-1-1-1-1-1P9(n)1-11-11-11-1-11-11-11-11P10(n)11-1-111-1-1-1-111-1-111P11(n)1-1-111-1-11-111-1111-1P12(n)1111-1-1-1-1-1-1-1-11111P14(n)11-1-1-1-111-1-11111-1-1P15(n)1-1-11-111-1-111-11-1-11上行鏈路擴(kuò)頻上行鏈路信道化碼的分配:上行物理信道信道化碼Cch,SF,kSFKDPCCHcc2560DPDCHn

n=1cd,1

4≤SF≤256SF/4cd,n

41（n=1,2）3（n=3,4）2（n=5,6）PRACH消息部分

控制部分

cc

25616′s+15（0

s

15）

數(shù)據(jù)部分

cd

32≤SF≤256SF′s/16（0

s

15）

PCPCH消息部分

控制部分

cc

2560數(shù)據(jù)部分

cd

4≤SF≤256SF/4功率控制前導(dǎo)

cc

2560上行鏈路擴(kuò)頻上行鏈路擾碼的分配:上行物理信道擾碼表示

可用序列

序列

截取碼片

備注

DPCHSdpch,n(i)n=0,1,2,…,224–1Clong,n，Cshort,n

i=0,1,…,38399PRACH前導(dǎo)部分

Sr-pre,n(i)n=0,1,…,8191Clong,1,n(i)i=0,1,…,4095與下行鏈路主擾碼一一對(duì)應(yīng)

消息部分

Sr-msg,n(i)n=0,1,…,8191Clong,n(i+4096)i=0,1,…,38399偏置4096碼片并與前導(dǎo)n相等

PCPCH前導(dǎo)部分

接入前導(dǎo)Sc-acc,n(i)n=0,

...,

40959

clong,1,n

i=0,1,…,4095與下行鏈路主擾碼一一對(duì)應(yīng)，前8192個(gè)擾碼與PRACH前導(dǎo)共享

沖突檢測(cè)前導(dǎo)

Sc-cd,n(i)n=0

,...,

40959

clong,1,n

i=0,1,…,4095與下行鏈路主擾碼一一對(duì)應(yīng)，前8192個(gè)擾碼與PRACH前導(dǎo)共享

功率控制前導(dǎo)同消息部分

同消息部分

同消息部分

同消息部分

同消息部分

消息部分

Sc-msg,n(i)n=8192,8193,…,40959

Clong,n，Cshort,n

i=0,1,…,38399與下行鏈路主擾碼一一對(duì)應(yīng)

擴(kuò)頻技術(shù)上行鏈路擴(kuò)頻下行鏈路擴(kuò)頻下行鏈路擴(kuò)頻——信道化操作下行鏈路除SCH以外，都要進(jìn)行擴(kuò)頻操作。與上行鏈路相同，信道化碼采用OVSF碼，只是k的取值不同，k=2,3,…,9；SF=4,8,…512。基本過程類似上行鏈路，不同之處下行鏈路I/Q支路映射在信道化之前，并且是逐比特映射。下行鏈路擴(kuò)頻——擾碼操作下行鏈路加擾可以區(qū)分小區(qū)和信道。下行鏈路加擾過程與上行鏈路相同。下行鏈路只有一種擾碼，也是Gold碼序列?？偣?18-1=262,143個(gè)擾碼，常用的有8192個(gè)。下行鏈路信道的擾碼與P-CCPCH信道的擾碼對(duì)齊，此時(shí)不必與加擾物理信道的幀邊界對(duì)齊。下行鏈路擴(kuò)頻——擾碼操作下行鏈路擾碼：由兩個(gè)18階的生成多項(xiàng)式生成兩個(gè)二進(jìn)制的m序列，這兩個(gè)m序列的38400個(gè)碼片按位模2相加構(gòu)成兩個(gè)實(shí)序列。擾碼序列通過合成兩個(gè)實(shí)序列為復(fù)序列而得到。下行鏈路擴(kuò)頻——擾碼操作下行鏈路擾碼：常用的8192個(gè)擾碼分成512個(gè)集合，每個(gè)集合包括1個(gè)主擾碼和15個(gè)輔助擾碼。主擾碼和輔助擾碼在CCTrCH中可以混用。每個(gè)小區(qū)只分配一個(gè)主擾碼。P-CCPCH信道、P-CPICH信道、PICH信道、AICH信道、AP-AICH信道、CD/CA-ICH信道、CSICH信道以及攜載PCH信道的S-CCPCH信道總是用主擾碼進(jìn)行發(fā)射。其它的下行鏈路物理信道可用主擾碼或與該小區(qū)主擾碼處于同一擾碼集的輔助擾碼進(jìn)行發(fā)射。512個(gè)主擾碼又可分為64組，每組8個(gè)主擾碼，可用于小區(qū)搜索。下行鏈路擴(kuò)頻除SCH以外的下行鏈路物理信道的擴(kuò)頻：下行鏈路擴(kuò)頻下行鏈路信道化碼的分配：下]行物理信道信道化碼Cch,SF,kSF

kCPICHP-CPICHCch,256,0

2560S-CPICHCch,256

256CCPCHP-CCPCHCch,256,1

2561S-CCPCHCch,SF,k

4≤SF≤256PDSCHCch,SF,k

4≤SF≤256AICH,AP-AICH,CD/CA-ICH,CSICH,PICHCch,256

256DPCHCch,SF,k

4≤SF≤512DL-DPCHCch,512

512SCH不需要進(jìn)行擴(kuò)頻下行鏈路擴(kuò)頻——同步碼SCH信道無需擴(kuò)頻，因?yàn)橥酱a具有很好的非周期自相關(guān)特性。主同步碼（PSC)序列只有1個(gè),是實(shí)部和虛部相同的復(fù)數(shù)值序列，由一個(gè)廣義分層Golay序列生成。用于WCDMA系統(tǒng)的所有小區(qū)所有時(shí)隙。輔助同步碼(SSC)共有16個(gè)，是具有相同的實(shí)部和虛部的復(fù)數(shù)值序列，由Hadamard漢明序列和序列z按位相乘生成。Hadamard漢明序列由遞歸形成的矩陣H8的行組成。

下行鏈路擴(kuò)頻——同步碼16個(gè)輔助同步碼經(jīng)過排列組合，形成64個(gè)不同的碼組序列，與下行主擾碼的64個(gè)擾碼組一一對(duì)應(yīng)。64個(gè)碼組序列的循環(huán)移位是唯一的。

擾碼碼組時(shí)隙號(hào)#0#1#2#3#4#5#6#7#8#9#10#11#12#13#14碼組0112891015810162715716碼組111516731416310512141210碼組212115551216611216111512碼組3123186525844637…………………………………………碼組629111215129131311141016151416碼組639121015131491415111113121610上行調(diào)制下行調(diào)制概述物理信道特征及幀結(jié)構(gòu)信道編碼與復(fù)用擴(kuò)頻與調(diào)制物理層過程物理層的測(cè)量物理層過程同步過程—小區(qū)搜索 三步搜索法第一步時(shí)隙同步：搜索P-SCH的主同步碼，與信號(hào)最強(qiáng)的基站取得時(shí)隙同步。第二步擾碼碼組識(shí)別和幀同步：利用S-SCH的輔助同步碼碼組實(shí)現(xiàn)幀同步，并識(shí)別擾碼碼組號(hào)。第三步擾碼識(shí)別：利用擾碼碼組中的8個(gè)主擾碼與捕獲的P-CPICH的主擾碼比較，得到該小區(qū)的主擾碼。

根據(jù)主擾碼可以檢測(cè)出P-CCPCH，從而可以收到系統(tǒng)及小區(qū)的廣播信息。同步過程—小區(qū)搜索（續(xù)）通過小區(qū)搜索，可獲得SCH幀同步和幀頭的位置。根據(jù)下行物理信道時(shí)序關(guān)系，有下述信道與SCH幀頭對(duì)齊：P-CPICHS-CPICHP-CCPCHPDSCHS-CCPCH和PICH等信道的幀頭與上述信道的幀頭的時(shí)間差由高層配置參數(shù)確定。同步過程—公共信道同步專用信道DPCH同步定時(shí)關(guān)系：不同下行DPCH定時(shí)可以不同，由高層參數(shù)配置決定，但其與P-CCPCH的幀定時(shí)的偏置將是256碼片的整數(shù)倍，即有tDPCH,n=Tn*256碼片，其中Tn={0,1,...149}；在UE側(cè)上行鏈路DPCCH/DPDCH幀發(fā)射大概在接收到對(duì)應(yīng)的下行DPCCH/DPDCH幀的第一個(gè)檢測(cè)徑后T0(1024碼片)處；同一UE的所有ULDPCCH/DPDCHs有相同的幀定時(shí)。同步過程—專用信道同步對(duì)專用物理信道，采用同步原語(yǔ)指示上下行無線鏈路的同步狀態(tài)，一般采用基于接收到的DPCCH質(zhì)量或CRC校驗(yàn)確定。下行同步原語(yǔ)：UE的層1將測(cè)量下行專用信道的每一物理幀的同步狀態(tài)，并向高層報(bào)告。上行同步原語(yǔ)：NodeB的層1將測(cè)量所有無線鏈路集合的每一物理幀的同步狀態(tài)，并向RL失敗/恢復(fù)觸發(fā)函數(shù)指示，因此在每一個(gè)鏈路集中只有一個(gè)同步狀態(tài)指示。同步過程—專用信道同步（續(xù)一）NodeB無線鏈路同步狀態(tài)圖如下，每一個(gè)無線鏈路可以存在3種不同的狀態(tài)：初始狀態(tài)、非同步狀態(tài)和同步狀態(tài)。初始狀態(tài)到同步狀態(tài)的轉(zhuǎn)移可通過“同步過程A”和“同步狀態(tài)B”兩個(gè)過程實(shí)現(xiàn)。同步狀態(tài)到非同步狀態(tài)的轉(zhuǎn)移可通過“RL失敗”和“RL恢復(fù)”兩個(gè)過程來實(shí)現(xiàn)。同步過程—專用信道同步（續(xù)二）RACH隨機(jī)接入過程—MAC傳輸控制RACH隨機(jī)接入過程—層一接收參數(shù)前導(dǎo)擾碼消息長(zhǎng)度（10或20ms）AICH發(fā)射時(shí)序參數(shù)各ASC的可用簽名集與可用RACH子信道集功率爬坡因子前導(dǎo)最大重傳次數(shù)前導(dǎo)初始功率前導(dǎo)與消息控制部分的功率差傳輸格式集傳輸格式ASC待傳數(shù)據(jù)RACH隨機(jī)接入過程—層一前導(dǎo)接入物理信道類型開環(huán)模式開環(huán)模式閉環(huán)模式TSTDSTTDP-CCPCH-√-SCH√--S-CCPCH-√-DPCH-√√PICH-√-PDSCH-√√AICH-√-CSICH-√-發(fā)射分集模式開環(huán)模式和閉環(huán)模式不能同時(shí)使用。只要有某個(gè)下行物理信道使用了發(fā)射分集，則SCH和P-CCPCH便必須使用發(fā)射分集。一個(gè)激活集中的不同無線鏈路不能使用不同的分集模式，但可以有的鏈路使用，有的鏈路不使用。發(fā)射分集時(shí)CPICH的發(fā)射

A=1+j

無發(fā)射分集時(shí)使用天線1的序列發(fā)射天線2MUXData發(fā)射天線1信道碼和長(zhǎng)擾碼C爙,擴(kuò)頻長(zhǎng)度=M天線1天線2天線1天線2TPCTFIPilotMUX信道編碼交織STTD編碼器速率匹配QPSK符號(hào)分集Pilot開環(huán)發(fā)射分集—STTD框圖基于空間時(shí)間分組編碼的天線發(fā)射分集(STTD）4個(gè)連續(xù)的比特b0,b1,b2,b3用STTD編碼。信道編碼、速率匹配、交織等操作與無發(fā)射分集時(shí)一樣。開環(huán)發(fā)射分集—STTD

Antenna1

Antenna2

acsi,0

acp

acsi,1

acp

acsi,14

acp

Slot#0

Slot#1

Slot#14

acsi,2

acp

Slot#2

(TxOFF)

(TxOFF)

(TxOFF)

(TxOFF)

(TxOFF)

(TxOFF)

(TxOFF)

(TxOFF)

開環(huán)發(fā)射分集—TSTD只在SCH使用目的是減小干擾

Spread/scramble

w

1

w

2

D

P

CH

DPCCH

DPDCH

Rx

Rx

∑

CPICH

1

Tx

∑

CPICH

2

Ant

1

Ant

2

Tx

WeightGeneration

w

1

w

2

DetermineFBImessage

fromUplinkDPCCH

閉環(huán)發(fā)射分集框圖閉環(huán)發(fā)射分集（續(xù)一）用于DPCH和PDSCH；閉環(huán)發(fā)射分集可認(rèn)為是對(duì)無線信道的預(yù)校正；閉環(huán)模式發(fā)射分集的信道編碼、交織和擴(kuò)頻與非分集模式相同，擴(kuò)頻后的復(fù)信號(hào)送到兩個(gè)TX天線，并被加權(quán)因子w1和w2加權(quán)；加權(quán)因子由UE決定，并利用上行DPCCH的FBI字段的D段比特通知UTRAN；閉環(huán)模式發(fā)射分集關(guān)鍵是加權(quán)因子的計(jì)算，按加權(quán)因子計(jì)算方法不同分為兩種模式：模式1只調(diào)整相位；兩個(gè)天線發(fā)射DPCCH的專用導(dǎo)頻符號(hào)不同(正交)；模式2同時(shí)調(diào)整相位和/幅度；兩個(gè)天線發(fā)射DPCCH的專用導(dǎo)頻符號(hào)相同。反饋信息的確定UE利用CPICH估計(jì)來自每個(gè)天線的信道。在每一個(gè)時(shí)隙，UE計(jì)算相位調(diào)整量，在模式2還要計(jì)算幅度調(diào)整量，這些調(diào)整量用于UTRAN控制UE的接收功率達(dá)到最大；P=wHHHHw

，其中H=h1

h2andw=[w1,w2]T

；UE向UTRAN反饋相位/功率設(shè)置信息，反饋通知信息(FSM)比特利用分配給閉環(huán)模式發(fā)射分集的上行DPCCH中的FBI的D區(qū)域發(fā)送，每個(gè)時(shí)隙反饋1比特的信息；UTRAN在下行DPCCH導(dǎo)頻區(qū)域開始處進(jìn)行相位和幅度調(diào)整；閉環(huán)發(fā)射分集（續(xù)二）