WCDMA關(guān)鍵技術(shù)培訓(xùn)之(碼資源管理)

1、WCDMA關(guān)鍵技術(shù)培訓(xùn)之一 碼資源管理系統(tǒng)部 柯雅珠 系統(tǒng)資源資源狀況：系統(tǒng)資源資源狀況：RNC/Node B軟硬件資源，碼資源等；軟硬件資源，碼資源等；Node B/UE上報的公共測量和專用測量報告；上報的公共測量和專用測量報告；后臺預(yù)配參數(shù)，自定義參數(shù)，小區(qū)所承載的業(yè)務(wù)情況，相鄰小區(qū)負(fù)荷情況等數(shù)據(jù)；后臺預(yù)配參數(shù)，自定義參數(shù)，小區(qū)所承載的業(yè)務(wù)情況，相鄰小區(qū)負(fù)荷情況等數(shù)據(jù)；其它相關(guān)參數(shù)其它相關(guān)參數(shù)接納控制模塊接納控制模塊上行接納上行接納控制控制下行接納下行接納控制控制負(fù)荷控制模塊負(fù)荷控制模塊上行負(fù)荷控上行負(fù)荷控制制下行負(fù)荷控下行負(fù)荷控制制系統(tǒng)級系統(tǒng)級AMR等等單鏈路級單鏈路級切換控制模塊切換控

2、制模塊頻內(nèi)軟切換頻內(nèi)軟切換頻間硬切換頻間硬切換模式之間模式之間系統(tǒng)間系統(tǒng)間碼資源規(guī)劃模塊碼資源規(guī)劃模塊下行信道化碼下行信道化碼下行共享信道信道化碼下行共享信道信道化碼上行擾碼上行擾碼功率控制模塊功率控制模塊下行開環(huán)功率控制下行開環(huán)功率控制上行外環(huán)功率控制上行外環(huán)功率控制下行功率平衡下行功率平衡上下行閉環(huán)功控參數(shù)的動態(tài)配置上下行閉環(huán)功控參數(shù)的動態(tài)配置分組接入規(guī)劃模塊分組接入規(guī)劃模塊上行分組上行分組接入規(guī)劃接入規(guī)劃下行分組下行分組接入規(guī)劃接入規(guī)劃RNC系統(tǒng)無線資源管理動態(tài)無線承載控制動態(tài)無線承載控制監(jiān)測、測試模塊監(jiān)測、測試模塊背景概述 在WCDMA移動通信系統(tǒng)中用主擾碼來區(qū)分小區(qū)，下行用信道化碼區(qū)

3、分物理信道，上行采用擾碼來區(qū)分用戶。但由于正交可變擴(kuò)頻因子碼（Orthogonal Variable Spreading Factor-OVSF）是寶貴的稀有資源，一個小區(qū)對應(yīng)一張碼表，為了使得系統(tǒng)既能接入盡量多的用戶，提高系統(tǒng)的容量，就必須考慮碼資源的合理使用問題，所以對于下行信道化碼資源的規(guī)化和管理就非常重要。 盡管上行擾碼數(shù)量非常多，但為了避免在不同的RNC之間的小區(qū)不同用戶使用相同的擾碼，則也需對RNC的擾碼進(jìn)行規(guī)劃。碼資源規(guī)劃的目的碼資源規(guī)劃的目的: :碼資源規(guī)劃模塊在系統(tǒng)中的位置碼資源規(guī)劃模塊在系統(tǒng)中的位置: :位于CRNC的RRC中。WCDMA系統(tǒng)的碼資源規(guī)劃上行信道化碼上行鏈路

4、擾碼下行信道化碼下行鏈路擾碼信道化碼和擾碼在WCDMA系統(tǒng) 中的應(yīng)用Ijcd ,1dSd p ch,nI+ jQD P D C H1Qcd ,3dD P D C H3cd ,5dD P D C H5cd ,2dD P D C H2cd ,4dD P D C H4cd ,6dD P D C H6cccD P C C HSuu 上行專用信道上行專用信道信道化碼和擾碼在WCDMA系統(tǒng) 中的應(yīng)用uu 上行公共信道上行公共信道jccccddSr-msg,nI+jQPRACH messagecontrol partPRACH messagedata partQIS信道化碼和擾碼在WCDMA系統(tǒng) 中的應(yīng)用u

5、u 下行方向下行方向IAny downlinkphysical channelexcept SCHSPCch,SF,mjSdl,nQI+jQSDifferent downlinkPhysical channels(point S in Figure 8) G1G2GPGSS-SCHP-SCH (point T inFigure 11)信道化碼和擾碼在WCDMA系統(tǒng) 中的應(yīng)用uu 下行方向下行方向信道化碼簡介信道化碼簡介uu 信道化碼的產(chǎn)生信道化碼的產(chǎn)生1Cch,1,011110,1 ,0,1 ,0,1 ,0,1 ,1 ,2,0,2,chchchchchchCCCCCC12,2,12,2,12,

6、2,12,2,1 ,2,1 ,2,1 ,2,1 ,2,0,2,0,2,0,2,0,2,112,12,212,12,3,12,2,12,1 ,12,0,12,:nnchnnchnnchnnchnchnchnchnchnchnchnchnchnnchnnchnchnchnchnchCCCCCCCCCCCCCCCCCC信道化碼簡介信道化碼簡介uu 信道化碼的產(chǎn)生信道化碼的產(chǎn)生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,

7、-1,1,-1)Cch,4,3 = (1,-1,-1,1)信道化碼簡介信道化碼簡介uu 信道化碼的結(jié)構(gòu)圖信道化碼的結(jié)構(gòu)圖信道化碼簡介信道化碼簡介uu 信道化碼的特點(diǎn)信道化碼的特點(diǎn)1.分配碼的前提： 要保證其到樹根路徑上和其子樹上沒有其它碼被分配；2.分配碼的結(jié)果： 會阻塞掉其子樹上的所有低速擴(kuò)頻碼和其到根路徑上的高速擴(kuò)頻碼；SF=8SF=32SF=16下行信道化碼下行信道化碼uu 下行信道化碼的分配策略下行信道化碼的分配策略1、碼表利用率高分配掉的碼字所阻塞和屏蔽掉的碼字越小，說明碼表利用率越高2、碼表復(fù)雜度低盡量用短碼分配3、先分配公共和共享物理信道的的下行鏈路信道化碼盡量保證下行公共物理信

8、道碼資源的使用4、按照一定的策略分配下行專用物理信道的信道化碼uu 下行公共信道化碼的分配下行公共信道化碼的分配P_CPICH : C256, 0P_CCPCH: C256,1對于S_CPICH, PICH, AICH, AP-AICH, CD/CA_ICH公共信道采用的都是擴(kuò)頻因子為256的信道化碼，一般都是在小區(qū)建立時就規(guī)劃好幾條，對其信道化碼的分配也就預(yù)先分配好，無需再去動態(tài)申請。對于S_CCPCH, 因其所承載的數(shù)據(jù)速率不固定，其擴(kuò)頻因子可以在4256范圍內(nèi)選擇，一般也是在公共信道建立時根據(jù)允許可傳的數(shù)據(jù)速率為其確定一個相應(yīng)的擴(kuò)頻因子，然后給其分配一個信道化碼。PDSCH物理信道比較特

9、殊，因?yàn)镻DSCH以時分方式承不同最大速率的業(yè)務(wù)，因此在信道化碼選擇上需給其分配一枝PDSCH能傳輸?shù)淖畲笏俾实淖哟a樹給其使用，然后MAC層根據(jù)實(shí)際傳輸?shù)臄?shù)據(jù)速率和PDSCH 信道化碼映射表為其選擇一個合適的信道化碼。uu 下行專用信道信道化碼的總體分下行專用信道信道化碼的總體分配流程配流程根據(jù)信道化碼分配算法（偽度量法和權(quán)值法）優(yōu)化分配碼字判斷本SF層是否有可分配的碼資源？返回分配失敗的命令YesNo根據(jù)Qos解析出的SF值返回分配成功的命令（包括分配的碼字編號）對于SF=512的情況，則把分配的節(jié)點(diǎn)號乘以2再返回即可返回的標(biāo)志是分配成功（若不成功則返回破網(wǎng)的標(biāo)識）嗎？Yes子碼表重整SF=

10、512?SF=SF/2YesNo根據(jù)信道化碼分配算法（偽度量法和權(quán)值法）優(yōu)化分配碼字返回的標(biāo)志是分配成功（若不成功則返回破網(wǎng)的標(biāo)識）嗎？NoYesNouu 信道化碼的動態(tài)分配方法偽度量法信道化碼的動態(tài)分配方法偽度量法（2）構(gòu)建SF層的可分配集和不可分配集（7）返回分配成功的命令（含分配碼資源的標(biāo)號）或破網(wǎng)的標(biāo)志開始（3）計算可分配集與不可分配集的路徑距離，構(gòu)建路徑距離矩陣（4）在路徑距離矩陣中找最小值（5）對應(yīng)此最小值在可分配集中對應(yīng)的數(shù)組標(biāo)號，得到可分配碼資源的標(biāo)號（6）修改分配節(jié)點(diǎn)和所有與它相關(guān)的父節(jié)點(diǎn)和子節(jié)點(diǎn)的分配狀態(tài)和權(quán)值（1）判斷本SF層是否有單枝未被占用的空閑碼字？YesNo結(jié)束u

11、u 信道化碼的動態(tài)分配方法權(quán)值法信道化碼的動態(tài)分配方法權(quán)值法權(quán)值法的基本原理：首先判斷可分配節(jié)點(diǎn)在對應(yīng)的兩層子碼樹上是單枝未分配，還是雙枝均未被分配，若是單枝未被分配，則直接分配第一個這樣的元素；若只存在雙枝未被分配的情況，則繼續(xù)后面的步驟。第二步：我們根據(jù)可分配集的構(gòu)成原則，并在要分配的SF層上的空閑碼字構(gòu)成一個可分配集。第三步：根據(jù)分配集中的可配碼字的父節(jié)點(diǎn)（包括父節(jié)點(diǎn)，祖父節(jié)點(diǎn)直到最高層的節(jié)點(diǎn)，假如需判斷到最高層的話）的占用狀態(tài)來分配。根據(jù)父節(jié)點(diǎn)的狀態(tài)其實(shí)就是一層一層的向上判斷此空閑碼字的父節(jié)點(diǎn)的兄弟節(jié)點(diǎn)是否被分配掉，如果檢測到某層的父節(jié)點(diǎn)的兄弟節(jié)點(diǎn)被分配，則分配此空閑碼字，不用再往上一

12、層判斷。 uu 信道化碼的動態(tài)分配方法權(quán)值法信道化碼的動態(tài)分配方法權(quán)值法（2）構(gòu)建SF層的可分配集ChannelBuffer開始（1）判斷本SF層是否有單枝未被占用的空閑碼字？（11）返回分配成功的命令（含分配碼資源的標(biāo)號）YesNo（5）判斷可分配集中元素 i（從第一個元素開始） 的Fathelay層父節(jié)點(diǎn)的兄弟節(jié)點(diǎn)是否被占用？Yes（8）取出更新后分配集中第i+1個元素（i=i+1)（3）從本SF層向上第一層開始（Fatherlayer=1）（7）可分配集中的元素是否被比較完？（9）FatherLayer+YesNoNo（6）在分配集中去掉同一高層父節(jié)點(diǎn)下的節(jié)點(diǎn)號，得到新的可分配集（4）從

13、可分配集中的第一個元素開始（i = 0）（10）修改分配節(jié)點(diǎn)和所有與它相關(guān)的父節(jié)點(diǎn)和子節(jié)點(diǎn)的分配狀態(tài)和權(quán)值SF=4SF=8SF=16SF=32SF=4SF=8SF=16SF=32012310987654151413121126313029282716212019181724232225綠色代表由于低速擴(kuò)頻因子的碼字被分配而屏蔽掉的高速擴(kuò)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(kuò)頻因子）紅色代表已分配的碼字深藍(lán)代表高速擴(kuò)頻因子的碼字被分配而屏蔽掉的低速擴(kuò)頻因子碼字下行鏈路信道化碼分配示例下行鏈路信道化碼分配示例三個結(jié)果中任取一個上行信道化碼上行信道化碼uu 公共信道公共信道 物理信道物理信

14、道 信道碼信道碼Cch,SF,K 備備 注注 SF KPRACH控制信控制信道道 256 K=16*S+15前 導(dǎo) 簽 名 序 號前 導(dǎo) 簽 名 序 號S=0,15，對應(yīng)，對應(yīng)SF=16層的層的16個個OVSF碼。在碼表碼。在碼表SF=16層層中對應(yīng)簽名中對應(yīng)簽名S的節(jié)點(diǎn)子的節(jié)點(diǎn)子樹 上 分 配 （ 不 包 括樹 上 分 配 （ 不 包 括SF=16）：控制信道）：控制信道用用SF=256層最右邊的層最右邊的的碼；數(shù)據(jù)信道用此的碼；數(shù)據(jù)信道用此子樹相應(yīng)子樹相應(yīng)SF最左的擴(kuò)最左的擴(kuò)頻碼。頻碼。 數(shù)據(jù)信數(shù)據(jù)信道道SF=256,128,64,32 K=SF*S/16上行信道化碼上行信道化碼uu PR

15、ACH控制部分和消息部分信道化碼分配示例控制部分和消息部分信道化碼分配示例SF=16Sig=2PRACH控制部分的分配的碼字PRACH消息部分根據(jù)不同的SF分配的碼字SF=256PCPCH控制信控制信道道 256 0承載物理層控制信息承載物理層控制信息(PILOT,TFCI,FBI,TPC),固定為固定為15kbps數(shù)據(jù)信數(shù)據(jù)信道道 SF=256,128,4 K=SF/4即每一即每一SF列中，屬于列中，屬于Cch,4,1子樹的最高枝子樹的最高枝碼碼功控前功控前導(dǎo)導(dǎo) 256 0與與PCPCH消息中的控消息中的控制信道相同制信道相同上行信道化碼上行信道化碼uu 專用信道專用信道上行信道化碼上行信道

16、化碼 物理信道 信道碼Cch,SF,K 備 注 SF KD P CH ( 單碼 傳輸)控 制 信道DPCCH 256 0承載物理層控制信息(PILOT,TFCI,FBI,TPC),固定為15kbps數(shù) 據(jù) 信道DPDCHSF=256,128,4 SF/4即每一SF列中，屬于Cch,4,1子樹的最高枝碼D P CH ( 多碼 傳輸)控 制 信道DPCCH 256 0承載物理層控制信息(PILOT,TFCI,FBI,TPC),固定為15kbps數(shù) 據(jù) 信道DPDCHs 41，2用Cch,4,1；3，4用Cch,4,3；5，6用Cch,4,2；DPDCHs的數(shù)量依次匹配，并且1，3，5位于I路；2，

17、4，6位于Q路。超過1不足6時也是如此順序匹配IQ1100223344556677889917171616151514141313121211111010下行鏈路擾碼uu 下行鏈路擾碼產(chǎn)生器下行鏈路擾碼產(chǎn)生器Sdl,n(i) = Zn(i) + j Zn(i+131072) modulo (218-1), i=0,1,38399. 初始條件：-x (0)=1, x(1)= x(2)=.= x (16)= x (17)=0.-y(0)=y(1)= =y(16)= y(17)=1. 下行鏈路擾碼 下行擾碼共有24576個，編號n0,24575 這24576個擾碼分為三部分： k=0,1,2,819

18、1 對應(yīng)的是8192個普通擾碼，用于正常模式； k+8192，k=0,1,2,8191 是在壓縮模式下當(dāng)n=SF/2時所使用的可 替代擾碼,稱為右輔擾碼，共有8192個； 其中：n 是信道化碼中所對應(yīng)的n值。 前8192個擾碼分為512組，每組包括1個主擾碼和跟隨在主擾碼之后的15個輔助擾碼，每個小區(qū)對應(yīng)一組下行擾碼： 主擾碼序列號： n=16*I I=0,511 對應(yīng)輔助擾碼組擾碼碼號：n=16*I + K K=1, ,15 上行鏈路擾碼uu 上行鏈路長擾碼產(chǎn)生器上行鏈路長擾碼產(chǎn)生器clong,1,nclong,2,nMSBLSB2/211)()(,2, 1 ,icjiciCnlonginl

19、ongnlong i = 0, 1, , 225 2 初始條件：-xn(0)=n0 , xn(1)= n1 , =xn(22)= n22 ,xn(23)= n23, xn(24)=1.-y(0)=y(1)= =y(23)= y(24)=1. 上行鏈路擾碼uu 上行鏈路短擾碼產(chǎn)生器上行鏈路短擾碼產(chǎn)生器074+mod n additiond(i)123562mod 2074b(i)123562mod 2+mod 4multiplicationzn(i)07412356+mod 4Mappercshort,1,n(i)a(i)+3332cshort,2,n(i)2/256mod211)256mod(

20、)(, 2, 1 ,icjiciCnshortinshortnshorti = 0, 1, , 255 a(0) = （2n0 + 1） modulo 4; a(i) = 2ni modulo 4, i = 1, 2, , 7b(i) = n8+i modulo 2, i = 0, 1, , 7 d(i) = n16+i modulo 2, i = 0, 1, , 7 PRACH擾碼分配uu PRACH的幀結(jié)構(gòu)的幀結(jié)構(gòu)Message partPreamble4096 chips10 ms (one radio frame)PreamblePreambleMessage partPreamble

21、4096 chips20 ms (two radio frames)PreamblePreamblePRACH擾碼分配uu PRACH上行鏈路擾碼上行鏈路擾碼 Sr-pre,n(i) = clong,1,n(i), i = 0, 1, , 4095; =0，1,2,8191; l 前綴擾碼前綴擾碼l 前綴特征碼前綴特征碼Csig,s(i) = Ps(i modulo 16), i = 0, 1, , 4095. 共有8192個PRACH前綴擾碼，分成512組，每組16個，每個小區(qū)共有16個前綴擾碼；擾碼序列號與相應(yīng)的小區(qū)對應(yīng)的主擾碼序列號的關(guān)系：n=16*m+k m=0,1,511; k=0,

22、1,15前綴特征碼是由長度為16Bit的Ps(n)（ n=015）碼的256次重復(fù)構(gòu)成 ，有16種簽名碼PreamblesignatureValue of n0123456789101112131415P0(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)1111-1-1-1-11111-1-1-1-1P5(n)1-11-1-11-111-11-1-11-11P6(n)11-1-1-1-1 1111-1-1-1 -111P7

23、(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)1-1-111-1-11-111-1-111-1P12(n)1111-1-1-1-1-1-1-1-11111P13(n)1-11-1-11-11-11-111-11-1P14(n)11-1-1-1-111-1-11111-1-1P15(n)1-1-11-111-1-111-11-1-11PRACH擾碼分配uu 簽名碼簽名碼PRACH擾碼分配l 前綴碼的構(gòu)成

24、前綴碼的構(gòu)成Cpre,n,s(k) = Sr-pre,n(k) Csig,s(k) , k = 0, 1, 2, 3, , 4095; )24(kjel 消息部分?jǐn)_碼消息部分?jǐn)_碼Sr-msg,n(i) = Clong,n(i + 4096), i = 0, 1, , 38399 消息部分的擾碼從擾碼序列的第4096個碼片開始取。而前4096個碼片作為PRACH的前綴擾碼。也就是說PRACH的前綴擾碼與消息擾碼用的是同一個擾碼序列號；消息部分也共有8192個擾碼。PCPCH擾碼分配4096 chipsP0P1PjPjCollision DetectionPreambleAccess Preamb

25、le Control PartData part0 or 8 slotsN*10 msecMessage Partuu PCPCH物理信道的幀結(jié)構(gòu)物理信道的幀結(jié)構(gòu)PCPCH擾碼分配uu PCPCH前綴前綴l接入前綴特征碼接入前綴特征碼 Csig,s(i) = Ps(i modulo 16), i = 0, 1, , 4095. 前綴特征碼是由長度為16Bit的Ps(n)（ n=015）碼的256次重復(fù)構(gòu)成 ，有16種簽名碼l 前綴的前綴的 構(gòu)成構(gòu)成Cpre,n,s(k) = Sr-pre,n(k) Csig,s(k) , k = 0, 1, 2, 3, , 4095; )24(kjel 前綴擾

26、碼前綴擾碼Sr-pre,n(i) = clong,1,n(i), i = 0, 1, , 4095; n=0, 1,2,40959; 40960個PCPCH前綴擾碼分成512組，每組有80個，每個小區(qū)配一組。PCPCH接入前綴擾碼組與用于該小區(qū)的下行主擾碼有一一對應(yīng)的關(guān)系：n=16 m+k k = 0,., 79與m = 0, 1, 2, , 511；n = 64m + (k-16)+8192 k=16,., 79 k = 0,.,15對應(yīng)的序列號與PRACH的前綴共用 k =16,79 所對應(yīng)的擾碼序列號由PCPCH的接入前綴專用。 PCPCH擾碼分配PCPCH擾碼分配l沖突檢測（沖突檢測（

27、CD）前綴）前綴 構(gòu)成構(gòu)成Cc-cd,n,s(k) = Sc-cd,n(k) Csig,s(k) , k = 0, 1, 2, 3, , 4095 )24(kjeuu PCPCH沖突檢測前綴沖突檢測前綴Csig,s(i) = Ps(i modulo 16), i = 0, 1, , 4095. 前綴特征碼是由長度為16Bit的Ps(n)（ n=015）碼的256次重復(fù)構(gòu)成 ，有16種簽名碼l沖突前綴沖突前綴 特征碼特征碼PCPCH擾碼分配l 沖突前綴擾碼沖突前綴擾碼Sr-pre,n(i) = clong,1,n(i), i = 0, 1, , 4095; n=0, 1,2,40959; 40960個PCPCH前綴擾碼分成512組，每組有80個，每個小區(qū)配一組。