基于WCDMA幾種常見技術分析

1、摘要：文中主要分析了wcdma承載分組數據的傳輸信道組成，wcdma系統(tǒng)中物理信道是如何進行功率分配的，cpch提高上行速率容量以及信道相關功能，wcdma終端是如何實現(xiàn)與系統(tǒng)的同步的，wcdma系統(tǒng)在切換時需要測量哪些參數，wcdma無線接入網絡接口幾種形式以及wcdma終端幾種工作模式。 中國論文網 關鍵詞：分組數據；信道；同步；終端 中圖分類號：tp393 文獻標識碼：a 文章編號：1009-3044（2012）31-7436-03 1wcdma承載分組數據的傳輸信道組成 公共傳輸信道、專用傳輸信道和共享傳輸信道這三個傳輸信道類型是實現(xiàn)wcdma系統(tǒng)承載分組數據的傳輸信道的主要形式。 1

2、）公共傳輸信道 公共傳輸信道主要有反向接入信道（rach）和前向接入信道（fach）組成。反向接入信道（rach）和前向接入信道（fach）它們即承載用戶數據又可承載信令數據，其工作特點是對分組數據即發(fā)即送，接入信道建立迅速需要時間短，但是反向接入信道和前向接入信道少，在一個小區(qū)里只有幾個或者只有一個。公共傳輸信道不能進行軟切換，也沒有反饋信道，它只能使用固定功率或進行開環(huán)功率控制，因此它所產生的干擾也很大，相對于專用傳輸信道來說公共信道的鏈路性能差。它只能用于傳送短的文本電子郵件、單個的網頁請求或者短消息業(yè)務等少量的分組數據。 2）專用傳輸信道 專用傳輸信道主要有dpdch（專用物理數據信道

3、）和dpcch（專用物理控制信道）組成，專用物理數據信道承載著用戶數據等高層信息，專用物理控制信道主要用來發(fā)送所需要的控制信息。在物理層dpdch和dpcch信道均支持可變的比特速率。dpdch和dpcch比特速率特點是前者是可以逐幀改變的而后者是固定的，其動態(tài)范圍很大，最高能達到2mbits/s。專用傳輸信道的優(yōu)點有它產生的干擾小，能實現(xiàn)快速功率控制，還能進行快速軟切換，無線性能良好。其缺點是專用傳輸信道的建立時間與接入公共信道相比要長。 3）共享傳輸信道 共享傳輸信道其目的是為了節(jié)約下行鏈路的碼資源，在一個物理信道里實現(xiàn)多個用戶之間以時分方式共享，當分組數據量瞬間增大時，它可以分流傳輸部分

4、分組數據，減少主傳輸信道的負擔。它還可以和一個低速的專用信道同時工作，但物理信道控制信令tpc等是由專用信道完成的。其缺點是它無法進行軟切換。 2wcdma系統(tǒng)中物理信道是如何進行功率分配 如圖1所述，每個信道在調制前均存在dpcch的系數c和dpdch的系數d來控制功率大小。 c和d的系數是在0到1區(qū)間取16個區(qū)段的值，每個信道的發(fā)射功率都是以一個額定的功率乘以后得到的功率值來進行信道的功率發(fā)射。如表1所示。 3cpch是否能夠提高上行速率容量，該信道相關功能 在wcdma通信系統(tǒng)里，如果ue要求通過utran傳送短消息，那么它就要經過cpch的接入來進行有效的實現(xiàn)，移動用戶終端與網絡設備的

5、接入是通過cpch接入而實現(xiàn)隨機接入，但是urtan與ue由于距離不確定，時間不確定，因而cpch接入是一個隨機接入。在ue要實現(xiàn)cpch接入這個過程之前，它首先要進行的是與基站取得同步，并且它要接收廣播消息從而獲得該基站的系統(tǒng)信息。cpch接入過程是通過ue的要求而進行工作的，由cpch信道進行發(fā)送，nodeb進行搜索捕獲接入preamble，且要將捕獲到的指示信息ap-ich發(fā)送到ue，在ue得到接入同意發(fā)送指令后，由ue向基站發(fā)送信息，與此同時基站不但要對pcpch信道消息進行信道譯碼，而且還要進行解調、解擴。由此來實現(xiàn)上行pcpch信道到cpch信道的映射，在rnc中上行pcpch映射

6、到dcch和上行pcpch映射到dtch，rnc起到無線資源的管理以及無線資源的分配，rrc層建立無線承載鏈路（rrc層是utran和ue之間），才使得實現(xiàn)上行接入鏈接。 cpch信道在某種角度可以理解為rach信道的擴展，就電信業(yè)務目前的需求還無須使用cpch信道來進行通信，可以直接使用dpch（上行專用信道）和rach就足以滿足現(xiàn)行的通信需求。 4wcdma終端是如何實現(xiàn)與系統(tǒng)的同步的 移動終端在開機后首先就是與小區(qū)或基站的信號進行時序同步。這種從移動終端在開機后無聯(lián)系到移動終端在開機后進行時序同步的這一過程就是移動終端進行搜捕過程。在這種搜捕中，移動終端鎖定一個基站信號并由此來判定這個基

7、站的下行鏈路擾碼和幀同步。 基站搜索分為時隙同步、擾碼碼組識別和幀同步以及擾碼識別這三個步驟來完成的： 1）實現(xiàn)時隙同步 移動終端搜索到p-sch的主同步碼，與基站信號功率最大的基站進行時隙同步。由于p-sch以時隙為周期，所以，搜索到了p-sch便找到了時隙的頭，即獲得了時隙同步。s-sch以幀為單位，且其同步碼組與擾碼組一一對應，所以，搜索到了s-sch同步碼組便獲得了幀同步。主同步碼在所有的小區(qū)里都是使用同一個碼字。時隙的同步可以用相關器進行同步，它也可用匹配濾波器匹配的同步碼cpsc來進行時隙同步。psc是一個非周期自相關性良好的golay碼序列，便于移動終端和基站的辨別和捕獲。 2）

8、實現(xiàn)擾碼碼組識別和幀同步 在一個小區(qū)里使用不同的擾碼碼組，以幀為周期的輔同步碼也隨著不同的擾碼碼組而發(fā)生變化，從而達到時隙同步的目的。當時隙取得同步后，才可以進行下一步幀同步，要使得幀同步必須要進行對ssch輔同步信道的擾碼碼組進行識別，達到實現(xiàn)幀同步的目的。經過對接收信號的計算，以及與ssc序列的相關性的計算，來辨別出主擾碼所含有的碼組和在這小區(qū)的幀頭。 3）實現(xiàn)擾碼識別 當基站辨別出主擾碼所含有的碼組后，進而就要確定基站的下行擾碼即基站的身份碼。利用擾碼碼組中的8個主擾碼與捕獲的p-cpich的主擾碼比較，得到該基站的下行擾碼即基站的身份碼。由于識別到基站的身份碼，那么就可以捕獲到p-cc

9、pch，超幀同步得以實現(xiàn)，就可以讀出系統(tǒng)以及基站的特定的廣播信息。 5wcdma系統(tǒng)在切換時需要測量哪些參數 wcdma系統(tǒng)在切換時需要測量的參數有cpichrscp、rtwp以及rscp/rtwp。cpichrscp也就是接收信號碼功率，它是pcpich即主公共導頻信道上的接收功率；rtwp也就是接收總寬帶功率，它是在3.84mhz帶寬上接收到的全部信號功率；rscp/rtwp也就是ec/io。它是終端接收總寬帶功率除終端接收信號碼功率所得到的數值。ec/io即終端對cpich進行測量所得到的數值。在做切換計算時，ec/io只做為參考值，除此之外，因為在異步網絡中軟切換還要考慮基站間的定時信

10、息，不然各個不同的基站的傳輸不易合并，它必須要進行空口傳輸的同步調整，便于終端的rake接收機進行相干合并，否則會導致軟切換的功率控制的不應有的延遲。一般情況下是按照以256碼片為步長和接收到的rnc信息，進行下行鏈路定時調整。 6wcdma無線接入網絡接口幾種形式 umtsran縮寫為utran即wcdma無線接入網絡，它的接口有iu接口、iur接口、iub接口這三種方式。iu接口主要有兩個：一個是iups，它的主要作用是把核心網分組域的sgsn與rnc連接起來。一個是iucs，它的主要作用是將核心網電路域的交換機與rnc連接起來。iur接口主要作用是把rnc與rnc連接起來。其目的是在rn

11、sapplicationpart信令協(xié)議下實現(xiàn)跨rnc的軟切換。iub接口主要作用是在rnsapplicationpart信令協(xié)議下把基站與rnc連接起來。 7wcdma終端幾種工作模式 wcdma終端具有空閑和utran連接兩種模式。由于utran連接模式有rrc（無線資源控制）連接功能，且分為四個狀態(tài)，分別是cell_dch、cell_fach、cell_pch和ura_pch?？臻e和utran連接兩種模式以及utran連接模式的四個狀態(tài)他們之間在一定的條件下可以相互轉移。 當手機開啟是處于一種空閑模式，在這中模式下，手機首先搜索到一個發(fā)射功率強的基站，并鎖定其中的plmn，連接到基站的控

12、制信道，進行接收廣播消息和系統(tǒng)信息。與此同時手機是進入非接入層標識狀態(tài)，例如：ptmsi、tmsi、imsi分別對應分組臨時移動用戶、臨時移動用戶和國際移動用戶標識進行標識。 由于業(yè)務的需要移動終端與它建立無線資源控制連接后，終端就進入cell_fach狀態(tài)連接模式，或者終端就進入cell_dch狀態(tài)連接模式，因此一個rnti（無線網絡臨時標識）就被分配到這個終端，作為公共傳輸信道的標識。rrc狀態(tài)就能反映出連接模式中移動終端連接的級別和使用的傳輸信道。 在utran連接模式有rrc連接的一種cell_dch狀態(tài)下，手機將獲得上行和下行兩個專用物理信道，依照當時手機在通信系統(tǒng)的小區(qū)層次上即時的

13、激活集來進行接入，手機也可以使用dsch即下行共享傳輸信道；在utran連接模式有rrc連接的一種cell_fach狀態(tài)下，它與cell_dch狀態(tài)下不同，手機將沒有專用物理信道，它所得到的系統(tǒng)信息是通過對bch監(jiān)聽，分別通過rach和fach來進行用戶數據和信令消息的傳輸，當手機需要更換基站時，在更換完成后才向rnc發(fā)送更新信息，手機同時使用crnti進行標識，這樣rnc就知道手機所處的位置；在utran連接模式有rrc連接的一種cell_pch狀態(tài)下，它與cell_fach狀態(tài)下無專用物理信道相同，但不同的是手機使用drx通過pich指定的pch來獲得系統(tǒng)信息（drx是非連續(xù)接收，pich

14、是尋呼指示信道，pch是時隙監(jiān)聽尋呼信道）。在此時手機可進行bmc接收廣播/組播控制協(xié)議消息和cbs支持小區(qū)廣播業(yè)務。當手機需要更換基站時，它又回到cell_fach狀態(tài)，執(zhí)行cell_fach狀態(tài)下的工作模式，此工作模式工作結束又回到cell_pch狀態(tài)進行工作。故而在cell_pch狀態(tài)下rnc也知道手機所處的位置；在utran連接模式有rrc連接的一種ura_pch狀態(tài)與cell_pch 狀態(tài)基本相同。不同的是在ura_pch狀態(tài)下，只有ura發(fā)生變化時小區(qū)才進行更新，ura發(fā)生變化來源于廣播信道讀取utran登記區(qū)域（ura）標識。故而在ura_pch狀態(tài)下，在ura基礎上的rnc按照cell_fach狀態(tài)下上一次ura發(fā)生變化時rnc判斷手機所處的位置。一旦rrc無連接或者其連接被撤銷，那么手機就會從連接模式狀態(tài)回到回空閑模式狀態(tài)。 8總結 綜上所述，wcdma系統(tǒng)中分組數據的傳輸可通過公共傳輸信道、專用傳輸信道和共享傳輸信道三種類型的傳輸信道來實現(xiàn)。cpch信道在某種角度可以理解為rach信道的擴展。wcdma終端是由時隙同步、擾碼碼組識別和幀同步、擾碼識別這三步實現(xiàn)與系統(tǒng)的同步的。wcdma無線