WCDMA空中接口及無線技術

1、2022-1-14.1WCDMA空中接口及無線技術空中接口及無線技術2022年年1月月14日日2022-1-14.2內內 容容 UMTS的體系結構 UU協(xié)議棧結構 物理層概述 物理層過程 幾個RRC過程 業(yè)務相關內容2022-1-14.3內內 容容 UU協(xié)議棧結構 物理層概述 物理層過程 幾個RRC過程 業(yè)務相關內容簡單回顧一下UMTS（通用移動通信系統(tǒng)）的體系結構，這部分內容在前面的培訓中已經有比較詳細和完備的介紹，這里著重看看物理層在物理設備中實現(xiàn)的位置2022-1-14.4WCDMA體系結構體系結構UTRANUMTS Terrestrial Radio Access NetworkCN

2、Core NetworkUE User EquitmentCNCNUTRANUTRANUEUEIuUu2022-1-14.5UMTS的組成 UE：用戶設備用戶設備UE中的物理層負責上行信道的發(fā)送和下行信道的接收。 UTRAN：通用陸地無線接入網絡通用陸地無線接入網絡UTRAN由NODE B和RNC組成，地面網絡的物理層在物理實體上存在于NODE B，空中接口的其他層則主要存在于RNC，NODE B中的物理層負責下行信道的發(fā)送和上行信道的接收。 CN：核心網空中接口的物理層存在于這兩部分設備，其中地面部分在NODE B（BS）2022-1-14.6UTRAN網絡結構網絡結構RNS 無線網絡子系統(tǒng)

3、RNC 無線網絡控制器Node B 節(jié)點B RNS RNC RNS RNC Core Network Node B Node B Node B Node B Iu Iu Iur Iub Iub Iub Iub UTRAN 2022-1-14.7UTRAN的接口協(xié)議WCDMA網絡的協(xié)議結構接入層的協(xié)議在Iu接口終止，非接入層協(xié)議在UTRAN透傳 UTRAN UE CN 接入層 非接入層 Radio (Uu) Iu CM,MM,GMM,SM CM,MM,GMM,SM 2022-1-14.8UTRAN的接口協(xié)議UTRAN各接口的通用協(xié)議模型ApplicationProtocolDataStream(

4、s)ALCAP(s)TransportNetworkLayerPhysical LayerSignallingBearer(s)TransportUserNetworkPlaneControl PlaneUser PlaneTransportUserNetworkPlaneTransport NetworkControl PlaneRadioNetworkLayerSignallingBearer(s)DataBearer(s)2022-1-14.9UTRAN的接口協(xié)議UTRAN各接口的通用協(xié)議模型層和面的概念，邏輯上相互獨立垂直的層無線網絡層：與UTRAN有關的功能傳輸網絡層：UTRAN選用

5、的標準傳輸技術平行的面控制面：應用協(xié)議（建立到UE的承載）和傳輸應用協(xié)議的信令承載用戶面：數(shù)據(jù)流和用于承載這些數(shù)據(jù)流的數(shù)據(jù)承載傳輸網絡控制面：傳輸層內的所有控制信令，建立用于用戶面的數(shù)據(jù)承載2022-1-14.10內內 容容 UMTS的體系結構 物理層概述 物理層過程 幾個RRC過程 業(yè)務相關內容簡單回顧一下UU接口（空中接口）的協(xié)議棧結構，這部分內容在前面的培訓中已經有比較詳細和完備的介紹，這里著重看看物理層在空中接口協(xié)議棧的位置2022-1-14.11L3controlcontrolcontrolcontrolLogicalChannelsTransportChannelsC-plane

6、signallingU-plane informationPHYL2/MACL1RLCDCNtGCL2/RLC MACRLCRLCRLCRLCRLCRLCRLCDuplication avoidanceUuS boundaryBMCL2/BMCcontrolPDCPPDCPL2/PDCPDCNtGCRadioBearersRRCUU協(xié)議棧2022-1-14.12無線接口協(xié)議無線接口是指UE和UTRAN之間的Uu接口Uu接口包括：無線接口分為三個協(xié)議層，層1為PHY，層2分為兩層（RLC和MAC），層包含RRC及以上各層；RLC和層分為兩個平面（控制面和用戶面）；在用戶平面，層2還包括PDCP和

7、BMC；在控制平面，層分為若干子層：最低子層為RRC子層，大多數(shù)UE和UTRAN之間的控制信令是RRC消息；高層信令，如：MM和CC，由核心網實現(xiàn)。2022-1-14.13無線接口協(xié)議PHY(物理層):編解碼，擴頻調制MAC(媒體接入控制協(xié)議層):邏輯信道到傳輸信道的映射，流量控制RLC(無線鏈路控制層):封裝、重傳、加密、糾錯BMC(廣播組播控制協(xié)議層):小區(qū)廣播消息存儲轉發(fā)控制PDCP(分組數(shù)據(jù)匯聚協(xié)議層):分組業(yè)務的IP包頭壓縮/解壓RRC(無線資源控制層):無線資源管理，調整MAC、PHY層參數(shù)設置，保證用戶QoS實現(xiàn)2022-1-14.14信道結構邏輯信道：按信息內容分類，分為控制信

8、道和業(yè)務信道，控制信道用來傳輸控制平面信息，而業(yè)務信道用來傳輸用戶平面信息。傳輸信道：按傳送方式分類，分為公共信道和專用信道，公共信道需要所有用戶或一組用戶要對該信道的信息進行解碼，而專用信道的信息在某一刻只針對一個用戶。物理信道：一組特定的正交碼道，利用載波頻率、信道化碼、擴頻碼、調制相位界定出唯一信道。2022-1-14.15空中接口 L1-PHY L2-數(shù)據(jù)鏈路層 L3-網絡層這是我們今天主要關心的內容2022-1-14.162022-1-14.17內內 容容 UMTS的體系結構 UU協(xié)議棧結構 物理層過程 幾個RRC過程 業(yè)務相關內容介紹物理層提供給高層的服務，空中接口的物理層信道類型

9、，傳輸信道和物理信道的關系，以及物理層的編碼復用和擴頻調制等等內容2022-1-14.18物理層提供給高層的服務和功能物理層提供給高層的服務和功能物理信道類型物理信道類型傳輸信道和物理信道關系傳輸信道和物理信道關系編碼復用編碼復用擴頻調制擴頻調制WCDMA物理層原理物理層原理2022-1-14.19物理層提供給高層的服務和功能物理層提供給高層的服務和功能物理信道類型物理信道類型傳輸信道和物理信道關系傳輸信道和物理信道關系編碼復用編碼復用擴頻調制擴頻調制WCDMA物理層原理物理層原理2022-1-14.20物理層提供的服務物理層提供的服務物理層給MAC和更高層提供信息傳輸能力。我們用傳輸信道來描

10、述。傳輸信道分為兩類： 公共傳輸信道- RACH：隨機接入信道- CPCH：公共分組信道- FACH：前向接入信道- DSCH：下行共享信道- BCH：廣播信道- PCH：尋呼信道 專用傳輸信道- DCH：專用信道2022-1-14.21物理層的功能物理層的功能-宏分集的合并和分發(fā)，軟切換的執(zhí)行；宏分集的合并和分發(fā)，軟切換的執(zhí)行；-傳輸信道的錯誤檢測并且上報給高層；傳輸信道的錯誤檢測并且上報給高層；-傳輸信道的前向編碼和譯碼，交織和解交織；傳輸信道的前向編碼和譯碼，交織和解交織；-傳輸信道的復用、編碼組合傳輸信道的解復用；傳輸信道的復用、編碼組合傳輸信道的解復用；-速率匹配；速率匹配；-編碼組

11、合傳輸信道向物理信道的映射；編碼組合傳輸信道向物理信道的映射；-物理信道的功率加權和合并；物理信道的功率加權和合并；-物理信道的擴頻、調制以及解擴和解調；物理信道的擴頻、調制以及解擴和解調；-頻率和時間（頻率和時間（chip, bit, slot, frame ）同步；）同步；-測量并向高層指示；測量并向高層指示；-閉環(huán)功率控制；閉環(huán)功率控制；-射頻處理；射頻處理；2022-1-14.22物理層提供給高層的服務和功能物理層提供給高層的服務和功能物理信道類型物理信道類型傳輸信道和物理信道關系傳輸信道和物理信道關系編碼復用編碼復用擴頻調制擴頻調制WCDMA物理層原理物理層原理2022-1-14.2

12、3什么是物理信道？什么是物理信道？物理信道是有自己特定的載波頻率，擾碼，信道化碼，開始和停止的時間，在上行并且有相對相位的實體。時間段由開始和停止的時刻定義，是chip的整數(shù)倍。下面是幾個概念：無線幀（Radio frame）：一個無線幀是由15個時隙組成的一段處理時間。無線幀的長度對應于38400chip，絕對時間是10ms。時隙（slot）：時隙是包含bit的時間段。時隙的長度對應于2560chip。碼片（Chip）：WCDMA中的chipM，所以一個chip所對應的時間是260ns。2022-1-14.24物理信道（上行）物理信道（上行）上行物理信道Dedicated uplink ph

13、ysical channelsCommon uplink physical channels Physical Random Access Channel (PRACH)隨機接入物理信道 Physical Common Packet Channel (PCPCH)公共分組物理信道2022-1-14.25物理信道（下行）物理信道（下行） 下行物理信道Dedicated downlink physical channelsCommon downlink physical channels Common Pilot Channel (P,S-CPICH)公共導頻信道 Common Control P

14、hysical Channel (P，S-CCPCH)公共控制物理信道 Synchronisation Channel (SCH)同步信道 Physical Downlink Shared Channel (PDSCH)物理下行共享信道 Acquisition Indicator Channel (AICH)捕獲指示信道 CPCH Access Preamble Acquisition Indicator Channel (AP-AICH)接入前導請求指示信道 CPCH Collision Detection/Channel Assignment Indicator Channel (CD/C

15、A-ICH)沖突檢測信道分配指示信道 Paging Indicator Channel (PICH)尋呼指示信道 CPCH Status Indicator Channel (CSICH) CPCH狀態(tài)指示信道2022-1-14.26專用專用物理物理信道信道, DPCH兩個部分:DPDCH (Dedicated Physical Data Channel)攜帶第二層以上產生的數(shù)據(jù)DPCCH (Dedicated Physical Control Channel)攜帶物理層產生的數(shù)據(jù)導碼 (接收機已知)TPC 功率控制命令TFCI bits (傳輸格式合并提示比特)DPDCH/DPCCH 復用D

16、ownlink: 時分復用Uplink: Code/IQ 復用2022-1-14.27上行上行專用專用物理物理信道信道 （UL-DPCH）I/Q-multiplexing10 ms0.667 ms = 2560 chips, 10 2k channel bitsSlot 0Slot 1Slot 14Slot iFrame 0Frame 1Frame kFrame iDataPilotTFCITPCFBIDPDCHDPCCHTFCI - Transport Format Combination IndicatorTPC - Transmitter Power ControlFBI - Feedb

17、ack Information承載專用信道承載專用信道 DCHDPDCH 與與 DPCCH 使用不同的擴頻碼，同時傳輸使用不同的擴頻碼，同時傳輸一條鏈路可同時傳輸一條鏈路可同時傳輸0個，個或多個個，個或多個DPDCH信道信道2022-1-14.28下行下行專用專用物理物理信道信道 （DL-DPCH）0.667 ms = 2560 chips, 10 2k channel bitsDPCCHDPDCH10 msSlot 0Slot 1Slot 14Slot iFrame 0Frame 1Frame kFrame iTFCIData1TPCData2PilotDPDCHDPCCHDPCCHQPSK

18、TFCI - Transport Format Combination IndicatorTPC - Transmitter Power Control專用數(shù)據(jù)信道與控制信道時分復用專用數(shù)據(jù)信道與控制信道時分復用2022-1-14.29下行多碼傳輸下行多碼傳輸TransmissionPowerPhysical Channel 1TransmissionPowerPhysical Channel 2TransmissionPowerPhysical Channel LDPDCHOne Slot (2560 chips)TFCIPilotTPC DPDCH2022-1-14.30上行隨機接入信道結

19、構M essage partPreamble4096 chips10 ms (one radio frame)PreamblePreambleM essage partPreamble4096 chips20 ms (two radio frames)PreamblePreamble每個preamble長度為4096chip，并且由一個長度為16chip的signature重復256次組成。最多有16種可用的signature .31公共導頻信道CPICHPilot Symbol Data (10 symbols per slot)1234567891011121314151 Frame =

20、15 slots = 10 mSec1 timeslot = 2560 Chips = 10 symbols = 20 bits = 666.667 uSec3CPICH不傳送任何高層信息，在物理層產生的信道CPICH為越區(qū)切換和小區(qū)重選的參考信號CPICH對專用信道進行輔助的信道估計，對公共信道提供信道相位參考2022-1-14.32基本基本公公共共控制控制物理物理信道信道P-CCPCH下行物理信道攜帶BCH信息與 DL DPCH比較No TPC command (no related power-controlled uplink)No TFCI (fixed rate)No pilotD

21、ata0.667 msDTXDTXSCHDTX - Discontinuous TransmissionSCH - Synchronization Channel2022-1-14.33基本公共控制物理信道基本公共控制物理信道 Data18 bitsSlot #0Slot #1Slot #iSlot #14Tslot = 2560 chips , 20 bits1 radio frame: Tf = 10 ms(Tx OFF)256 chips2022-1-14.34輔助輔助公共公共控制控制物理物理信道信道 S-CCPCH下行物理信道攜帶 FACH和/或PCH信息與下行DPCH比較No TPC

22、 command (no related power-controlled uplink)Optional TFCIOptional PilotPilotData0.667 msTFCI2022-1-14.35尋呼指示信道PICH 和傳送PCH的S-CCPCH相關聯(lián)，為終端提供睡眠模式減少接收機開啟時間，低電池消耗PICHPCHPITerminalreceiverS-CCPCHONOFF2022-1-14.36同步信道同步信道 PrimarySCHSecondarySCH256 chips2560 chipsOne 10 ms SCH radio frameacsi,0acpacsi,1acp

23、acsi,14acpSlot #0Slot #1Slot #142022-1-14.37物理信道之間的定時關系物理信道之間的定時關系 AICH accessslotsSecondarySCHPrimarySCHS-CCPCH,k10 msPICH#0#1#2#3#14#13#12#11#10#9#8#7#6#5#4P-CCPCH, (SFN modulo 2) = 0P-CCPCH, (SFN modulo 2) = 1Any CPICHk:th S-CCPCHPICH for k:th S-CCPCHn:th DPCHDPCH,nAny PDSCH2022-1-14.38PRACH/AICH

24、定時關系定時關系 One access slotp-ap-mp-pPre-amblePre-ambleMessage partAcq.Ind.AICH accessslots RX at UEPRACH accessslots TX at UE2022-1-14.39物理層提供給高層的服務和功能物理層提供給高層的服務和功能物理信道類型物理信道類型傳輸信道和物理信道關系傳輸信道和物理信道關系編碼復用編碼復用擴頻調制擴頻調制WCDMA物理層原理物理層原理2022-1-14.40傳輸信道到物理信道的映射T r a n s p o r t C h a n n e lsD C HR A C HC P C

25、 HB C HF A C HP C HD S C HP h y s ic a l C h a n n e lsD e d ic a te d P h y s ic a l D a ta C h a n n e l ( D P D C H )D e d ic a te d P h y s ic a l C o n tr o l C h a n n e l ( D P C C H )P h y s ic a l R a n d o m A c c e s s C h a n n e l ( P R A C H )P h y s ic a l C o m m o n P a c k e t C h

26、a n n e l ( P C P C H )C o m m o n P ilo t C h a n n e l ( C P I C H )P r im a r y C o m m o n C o n tr o l P h y s ic a l C h a n n e l ( P -C C P C H )S e c o n d a r y C o m m o n C o n tr o l P h y s ic a l C h a n n e l ( S -C C P C H )S y n c h r o n is a tio n C h a n n e l ( S C H )P h y s i

27、c a l D o w n lin k S h a r e d C h a n n e l ( P D S C H )A c q u is itio n I n d ic a to r C h a n n e l ( A I C H )A c c e s s P r e a m b le A c q u is itio n I n d ic a to r C h a n n e l ( A P -A I C H )P a g in g I n d ic a to r C h a n n e l ( P I C H )C P C H S ta tu s I n d ic a to r C h a

28、 n n e l ( C S I C H )C o llis io n - D e te c tio n /C h a n n e l-A s s ig n m e n t I n d ic a to rC h a n n e l ( C D /C A -I C H )2022-1-14.41一個小區(qū)內的信道FDD 1TDD 1CellCell-IdPCPICHCPCIdSCH1CPCIdSCH2CPCIdPCCPCHCPCIdSCPICHCPCIdBCHCTCIdPCHCTCId11111110-m0-1The number or range above each box indicates

29、 how many of the channels named in that box can exist as childrenunder one instant of a parent box to which the child box is connected.The number or range beneath each box indicates how many of the channels named in that box can exist as parentboxes for one instant of a child channel to which the pa

30、rent box is connected.CPCId = Common Physical Channel IdentifierCTCId = Common Transport Channel IdentifierTDD - The number of PICH = the number of PCHFDD - The number of AICH = the number of PRACHTDD PCH and FACHs can be mapped on one or more SCCPCHSCHCPCId1FDD OnlyTDD OnlySCCPCHCPCIdFACHCTCId0-i0-

31、nFDD 1TDD 1PICHCPCIdFDD 0-iTDD 0-1PRACHCPCIdRACHCTCId10-k1PCPCHCPCId0-jFDD OnlyCD/CA-ICHCPCIdAP-AICHCSICHCPCId0-q0-qCPCHCTCId1-p10-kFDD OnlyAICHCPCId2022-1-14.422022-1-14.43物理層提供給高層的服務和功能物理層提供給高層的服務和功能物理信道類型物理信道類型傳輸信道和物理信道關系傳輸信道和物理信道關系編碼復用編碼復用擴頻調制擴頻調制WCDMA物理層原理物理層原理2022-1-14.44非壓縮模式下的傳輸信道編碼/復用編碼/復用步

32、驟：給傳送塊加CRC傳送塊級聯(lián)和碼塊分割信道編碼速率匹配插入非連續(xù)傳輸DTX指示比特交織（兩次）無線幀分割傳輸信道的復用物理信道的分割物理信道的映射2022-1-14.45上行鏈路傳輸信道的上行鏈路傳輸信道的編碼復用過程編碼復用過程 速率匹配物理信道分段PhCH#1PhCH#2iiTiiidddd,321iiNiiieeee,321無線幀分段iiViiiffff,321Sssss,321pUpppuuuu,321pUpppvvvv,321第二次交織物理信道映射iiEiiicccc,321iirKiririroooo,321信道編碼iimAimimimaaaa,321速率匹配iimBimimim

33、bbbb,321傳輸塊的串聯(lián) /碼塊的分段添加C R C 校驗比特iiTiiitttt,321無線幀的均衡第一次交織傳輸信道復用C C T r C H2022-1-14.46下行鏈路傳輸信道的下行鏈路傳輸信道的編碼復用過程編碼復用過程 PhCH#1 PhCH#2 傳輸信道復用 iiGiiigggg,321 iiDiiihhhh,321 iiViiiffff,321 Sssss,321 pRwwww,321 pUpppvvvv,321 iiEiiicccc,321 iimBimimimbbbb,321 iimAimimimaaaa,321 C R C 校驗 速率匹配 速率匹配 1s t 插入 D

34、 T X 指示 iiQiiiqqqq,321 第一次交織 無線幀分段 2n d 插入D T X 指示 pUpppuuuu,321 第二次交織 物理信道分段 物理信道映射 iirKiririroooo,321 傳輸塊串聯(lián) / 碼塊分段 信道編碼 C C T r C H 2022-1-14.47信道編碼信道編碼 傳輸信道類型傳輸信道類型編碼方案編碼方案碼率碼率BCH卷積編碼卷積編碼1/2PCHRACHCPCH, DCH, DSCH, FACH1/3, 1/2Turbo 編碼編碼1/3無信道編碼無信道編碼 2022-1-14.48卷積編碼卷積編碼 Output 0G0 = 557 (octal)In

35、putDDDDDDDDOutput 1G1 = 663 (octal)Output 2G2 = 711 (octal)Output 0G0 = 561 (octal)InputDDDDDDDDOutput 1G1 = 753 (octal)(a) 1/2 碼率的卷積編碼器(b) 1/3 碼率的卷積編碼器2022-1-14.49TurboTurbo編碼編碼 xkxkzkTurbo codeinternal interleaverxkzkDDDDDDInputOutputInputOutputxk1st constituent encoder2nd constituent encoder2022-

36、1-14.50交交 織織a0a1 a2 an . . . bn b2 b1 b0 . . . cn c2 c1 c0 . . . d0 dn d2 d1 . . .a0a1 a2 an . . . bn b2 b1 b0 . . . cn c2 c1 c0 . . . d0 dn d2 d1 . . .2022-1-14.51速率匹配速率匹配無線幀分段比特分離速率匹配算法比特集中傳輸信道復用速率匹配eikx1iky1ikfik2022-1-14.522022-1-14.53物理層提供給高層的服務和功能物理層提供給高層的服務和功能物理信道類型物理信道類型傳輸信道和物理信道關系傳輸信道和物理信道關

37、系編碼復用編碼復用擴頻調制擴頻調制WCDMA物理層原理物理層原理2022-1-14.54擴擴 頻頻數(shù)據(jù)信道化碼擾碼比特速率碼片速率碼片速率2022-1-14.55OVSF碼碼 c(c,c)(c,-c)SF = 1SF = 2SF = 4c1,0 = (1)c2,0 = (1,1)c2,1 = (1,-1)c4,0 = (1,1,1,1)c4,1 = (1,1,-1,-1)c4,2 = (1,-1,1,-1)c4,3 = (1,-1,-1,1)2022-1-14.56上行鏈路長擾碼 clong,1,nclong,2,nMSBLSB2022-1-14.57下行鏈路長擾碼 IQ11002233445

38、566778899171716161515141413131212111110102022-1-14.58上行專用物理信道（上行專用物理信道（DPCHDPCH）擴頻擴頻 Ijcd,1dSdpch,nI+jQDPDCH1Qcd,3dDPDCH3cd,5dDPDCH5cd,2dDPDCH2cd,4dDPDCH4cd,6dDPDCH6cccDPCCHS2022-1-14.59下行鏈路的擴頻操作下行鏈路的擴頻操作 I除 同 步 信 道 以 外 的所 有 下 行 物 理 信 道SPCch,SF,mjSdl,nQI+jQS 各 種 下 行 鏈 路 物 理 信 道（ 圖8中 的S點 ） G1G2GPGSS-

39、SCHP-SCH T2022-1-14.60調調 制制TImTReTcos(t)信道合并之后的復值碼片序列-sin(t)實部與虛部分離脈沖成型脈沖成型SImSReScos(t)擴頻操作之后的復值碼片序列-sin(t)實部虛部分裂脈沖成型脈沖成型2022-1-14.61FDD模式的碼分配介紹模式的碼分配介紹 SF = 1SF = 2SF = 4c1,1 = (1)c2,1 = (1,1)c2,2 = (1,-1)c4,1 = (1,1,1,1)c4,2 = (1,1,-1,-1)c4,3 = (1,-1,1,-1)c4,4 = (1,-1,-1,1)C8,1C8,2C8,3C8,4碼分配處理不同

40、的碼如何分配給不同的連接的問題。 2022-1-14.62FDD模式的碼分配策略模式的碼分配策略原因：原因： OVSF碼是CDMA系統(tǒng)中的重要資源。 碼分配的目標是以最低的復雜度支持盡可能多的用戶。 實際應用中，不同的用戶可能請求傳輸速率不同的各種各樣的服務。每一個UE可能會使用不止一個碼來支持不同的數(shù)據(jù)速率。2022-1-14.63碼資源分配策略碼資源分配策略碼資源分配策略指標：碼資源分配策略指標：利用率：分配的帶寬/總帶寬，越高越好，盡量保留擴頻因子小的碼字；復雜度：與多碼的數(shù)目成反比，越小越好，盡量使用單碼傳輸；碼資源分配原則：碼資源分配原則：提高碼字利用率提高碼字利用率降低碼資源分配策

41、略的復雜度降低碼資源分配策略的復雜度確保盡量使用正交性好的碼字確保盡量使用正交性好的碼字降低信道間干擾降低信道間干擾提高系統(tǒng)容量提高系統(tǒng)容量2022-1-14.64FDD模式的碼分配舉例模式的碼分配舉例為了指示系統(tǒng)可用的OVSF碼，引入一個有序對C，叫做碼字。C=(a1,a2,a3,a4,a5,a6,a7)分別代表SF=(4,8,16,32,64,128,256)可用的碼，這里a14，a28，a316，a432，a564，a6128，a7256。C所支持的全部數(shù)據(jù)速率（也就是被SF=256的OVSF碼的數(shù)據(jù)速率歸一化的）記做權重W，可以如下得到：W(C)= a126+a225+a324+a42

42、3+a522+a621+a7.S(n)是能夠支持全部速率 n的碼字的集合，可以如下得到：S(n)=C|W(C)=n, C.要求發(fā)送一個碼字C的碼N(C)的個數(shù)可以如下計算：N(C)= a1+a2+a3+a4+a5+a6+a7.考慮一個請求數(shù)據(jù)速率n的UE。定義Ct=(a1,a2,a3,a4,a5,a6,a7) 和Ct=(a1,a2,a3,a4,a5,a6,a7)分別為碼分配前后的系統(tǒng)的碼字。對于W(Ct)=m，我們發(fā)現(xiàn)W(Ct)=W(Ct)-n=m-n。例如，m=13并且n=6 Ct=(0,0,0,0,2,1,3)?？赡艿暮蜻x碼是集合S(6)的一個元素，這里：S(6)=(0,0,0,0,0,0

43、,6), (0,0,0,0,0,1,4), (0,0,0,0,0,2,2), (0,0,0,0,1,0,2),(0,0,0,0,0,3,0), (0,0,0,0,1,1,0)C1,C2,C3,C4,C5,C6。因此，在給UE分配了碼之后系統(tǒng)可能的碼字由以下得到：T(7) =Ct-C1, Ct-C2, Ct-C3, Ct-C4, Ct-C5, Ct-C6=(0,0,0,0,1,1,1), (0,0,0,0,1,1,1), (0,0,0,0,1,1,1), (0,0,0,0,1,1,1), (0,0,0,0,1,0,3),(0,0,0,0,1,0,3).根據(jù)第一個標準，在分配了之后(0,0,0,0

44、,1,1,1)是推薦的碼字（計作Copt），C1, C2, C3, 和C4是可能的候選碼字。這些碼字所需要的碼的個數(shù)是：N(C1)=6, N(C2)=5, N(C3)=4, and N(C4)=3。根據(jù)第二個標準，應該選擇C4因為它有最少的碼。2022-1-14.65物理層處理全過程匯總物理層處理全過程匯總2022-1-14.66Logical Channels(Layers 3+)Transport Channels(Layer 2)Physical Channels(Layer 1)UplinkRF OutUEScramblingCodeI+jQI/QMod.QIChc IFilterFi

45、lterCCCHCommon Control Ch.DTCH (packet mode)Dedicated Traffic Ch.RACHRandom Access Ch.PRACHPhysical Random Access Ch.DPDCH #1Dedicated Physical Data Ch.CPCHCommon Packet Ch.PCPCHPhysical Common Packet Ch.Data CodingData CodingDPDCH #3 (optional)Dedicated Physical Data Ch.DPDCH #5 (optional) Dedicate

46、d Physical Data Ch.DPDCH #2 (optional) Dedicated Physical Data Ch.DPDCH #4 (optional) Dedicated Physical Data Ch.DPDCH #6 (optional) Dedicated Physical Data Ch. QDPCCHDedicated Physical Control Ch.Pilot, TPC, TFCI bitsChdGcGdjChd,1GdChd,3GdChd,5GdChd,2GdChd,4GdChd,6GdChcGdChc ChdGcGdjRACH Control Pa

47、rtPCPCH Control Part j DCCHDedicated Control Ch.DTCHDedicated Traffic Ch. NDCHDedicated Ch.Data EncodingDTCHDedicated Traffic Ch. 1DCHDedicated Ch.Data EncodingCCTrCHDCHDedicated Ch.Data EncodingWCDMA WCDMA 上行上行 ( (FDD)FDD)2022-1-14.67BCCHBroadcast Control Ch.PCCHPaging Control Ch.CCCHCommon Control

48、 Ch.DCCHDedicated Control Ch.DTCHDedicated Traffic Ch. NBCHBroadcast Ch.PCHPaging Ch.FACHForward Access Ch.DCHDedicated Ch.P-CCPCH(*)Primary Common Control Physical Ch.S-CCPCHSecondary Common Control Physical Ch.DPDCH (one or more per UE) Dedicated Physical Data Ch.DPCCH (one per UE)Dedicated Physic

49、al Control Ch.Pilot, TPC, TFCI bitsSSCiLogical Channels(Layers 3+)Transport Channels(Layer 2)Physical Channels(Layer 1)DownlinkRF OutDPCH (Dedicated Physical Channel)One per UEDSCHDownlink Shared Ch.SHCCHDSCH Control Ch.CTCHCommon Traffic Ch.CPICHCommon Pilot ChannelNull DataData EncodingData Encodi

50、ngData EncodingData EncodingData EncodingPDSCHPhysical Downlink Shared ChannelAICH (Acquisition Indication Channel)PICH (Paging Indication Channel )Access Indication dataPaging Indication bitsAP-AICH(Access Preamble Indication Channel )Access Preamble Indication bitsCSICH (CPCH Status Indication Cha

51、nnel )CPCH Status Indication bitsCD/CA-ICH (Collision Detection/Channel Assignment )CPCH Status Indication bitsS/PS/PCchS/PS/PS/PS/PS/PS/PS/PS/PCell-specificScramblingCodeI+jQI/QModulatorQICchCchCchCchCchCchCchCch 256,1Cch 256,0 GSPSCGP Sync Codes(*)* Note regarding P-CCPCH and SCH Sync Codes are tr

52、ansmitted only in bits 0-255 of each timeslot;P-CCPCH transmits only during the remaining bits of each timeslot FilterFilterGainGainGainGainGainGainGainGainGainGainSCH (Sync Channel)DTCHDedicated Traffic Ch. 1DCHDedicated Ch.Data EncodingMUXMUXCCTrCHDCHDedicated Ch.Data EncodingWCDMA WCDMA 下行下行 ( (F

53、DD)FDD)2022-1-14.682022-1-14.69內內 容容 UMTS的體系結構 UU協(xié)議棧結構 物理層概述 幾個RRC過程 業(yè)務相關內容介紹小區(qū)搜索，功率控制等一些物理層的過程2022-1-14.70小區(qū)搜索隨機接入功率控制軟切換WCDMA物理層過程物理層過程2022-1-14.71隨機接入功率控制軟切換WCDMA物理層過程物理層過程2022-1-14.72UEUE開機并建立通信開機并建立通信小區(qū)搜索：時隙同步-幀同步-解擾碼小區(qū)選擇：BCCH隨機接入：RACHRRC連接建立：FACHRB無線承載建立2022-1-14.73小區(qū)小區(qū)搜索搜索,異步系統(tǒng)異步系統(tǒng)小區(qū)ID碼之間的時間偏

54、移量是不可控制的所有小區(qū)具有不同的小區(qū)ID碼 UE 必須一直搜索所有的小區(qū)ID碼非常復雜通過UTRAN的SCH得到解決Cell #1, ID codeCell #2, ID codeCell #3, ID code? ? ?2022-1-14.74小區(qū)搜索分三步實現(xiàn)：第一步：時隙同步。第二步：擾碼碼組識別和幀同步。第三步：擾碼識別。 小區(qū)搜索小區(qū)搜索2022-1-14.75小區(qū)搜索信號Common Pilot ChannelOne frame (38400 chips, Tf=10 ms)One slot (2560 chips)256 chipsz基本同步信道Primary Synchron

55、ization Channel (P-SCH)在每個小區(qū)時隙發(fā)送長度為256碼片的序列對于所有小區(qū)和時隙發(fā)送相同的序列z輔助同步信道Secondary Synchronization Channel (S-SCH)與P-SCH并列發(fā)送長度為256碼片的序列每個小區(qū)和時隙發(fā)送的序列通常是不同的15個連續(xù)的S-SCH序列對應一個小區(qū)的擾碼碼組2022-1-14.76小區(qū)搜索 - Step 1Matchedfilter2560 chips2560 chips尋找基本同步信道P-SCH的時間Indicates timing of P-SCH2022-1-14.77Slot no. #0 #1 #2 #

56、13 #14Group 0SSC1SSC1SSC2SSC7SSC16Group 1SSC1SSC1SSC5SSC12SSC10Group 2SSC1SSC2SSC1SSC15SSC12Group 63 SSC9SSC12SSC10SSC16SSC10 小區(qū)搜索 - Step 2已知輔助同步信道(S-SCH)的位置從輔助同步碼獲取幀同步和擾碼組每個輔助同步碼是唯一的每個S-SCH 的循環(huán)移位是唯一的Secondary SCH code words2022-1-14.78小區(qū)搜索 - Step 3已知幀同步擾碼組從擾碼組獲取小區(qū)基本擾碼讀取BCH，獲得小區(qū)指定信息 小區(qū)負荷, 上行干擾隨機接入時隙

57、的時序下行功率2022-1-14.79小區(qū)搜索功率控制軟切換WCDMA物理層過程物理層過程2022-1-14.80隨機接入過程隨機接入過程隨機接入過程用于UE和UTRAN建立初始的連接。通過隨機接入可以在UE和UTRAN之間建立信令的連接，或者發(fā)送少量的分組數(shù)據(jù)。在物理層進行隨機接入之前需要從高層（MAC,RRC）得到必要的信息：PRACH信息部分使用的Transport Format。PRACH發(fā)送的ASC。要發(fā)送的數(shù)據(jù)。 preamble的擾碼。信息的時間長度，10ms或者20ms。AICH_Transmission_Timing參數(shù) 0 or 1。每個Access Service Cla

58、ss (ASC)的可用signatures和RACH子信道組。功率控制因子Power_Ramp_Step integer 0。參數(shù)Preamble_Retrans_Max integer 0。初始preamble功率Preamble_Initial_Power。功率偏移DPp-m = Pmessage-control Ppreamble， 單位dB，發(fā)送的最后一個preamble的功率和trandom-access message控制部分的功率差。Transport Format集參數(shù)。包括每一個Transport Format的random-access地數(shù)據(jù)部分和控制部分的功率差。.81隨

59、機接入隨機接入嘗試和AICH 指示Pre-amblePre-amblePre-ambleAICHRACHNoInd.NoInd.Acq.Ind.RACHmessage part(UE Identification)UEBS34096 chips(1.066 msec).82無線隨機接入信息無線隨機接入信息只有在AICH 指示之后才發(fā)送3Random Access Message (10, 20, 40, or 80 bits per slot)RACH Data Slot (0.666 mSec)Pilot (8 bits)RACH Message Slot (0.666 mSec)12345

60、67891011121314151 Frame = 15 slots = 10 mSecIQTFCI (2 bits).83隨機接入的時間偏移BCH 播放可用隨機接入時隙播放可用隨機接入時隙#0#1#2#3#4#5#6#7#8#9#10#11#12#13#145120 chipsradio frame: 10 msradio frame: 10 msAccess slot #0Random Access TransmissionAccess slot #1Access slot #7Access slot #14Random Access TransmissionRandom Access T