WCDMA移動(dòng)通信技術(shù)：03-2 WCDMA信道作用、初始化過(guò)程及呼叫流程

WCDMA信道結(jié)構(gòu)課程目標(biāo)學(xué)完本課程，您將能夠：掌握系統(tǒng)信道分類(lèi)掌握各種信道功能課程內(nèi)容系統(tǒng)信道分類(lèi)物理信道功能初始化過(guò)程及呼叫流程上行物理信道兩個(gè)上行專(zhuān)用物理信道（上行專(zhuān)用物理數(shù)據(jù)信道DPDCH和上行專(zhuān)用物理控制信道DPCCH）兩個(gè)公共物理信道（物理隨機(jī)接入信道PRACH和物理共用分組信道PCPCH）上行專(zhuān)用物理信道幀結(jié)構(gòu)DPCCH共有4個(gè)域：Pilot：用于基站接收機(jī)的信道估計(jì)和確定幀的同步；TFCI：用于確定復(fù)用至同一CCTrCH的不同TrCHS的傳輸格式；FBI：用于下行鏈路采用閉環(huán)發(fā)射分級(jí)技術(shù)的情況；TPC：用于下行鏈路閉環(huán)功率控制中功控命令的指示。 物理專(zhuān)用信道的時(shí)隙結(jié)構(gòu)PilotNpilotbitsTPCNTPCbitsDataNdatabitsSlot#0Slot#1Slot#iSlot#14Tslot=2560chips,10bits1radioframe:Tf=10msDPDCHDPCCHFBINFBIbitsTFCINTFCIbitsTslot=2560chips,Ndata=10*2kbits(k=0..6)上行專(zhuān)用物理信道上行鏈路物理專(zhuān)用信道的數(shù)據(jù)部分和控制部分是I/Q復(fù)用的，即DPDCH和DPCCH在每個(gè)無(wú)線幀內(nèi)是I/Q碼復(fù)用。對(duì)于一個(gè)連接而言不管數(shù)據(jù)信道有幾條，控制信道只能有一條。在每個(gè)無(wú)線鏈路中可以有0個(gè)，1個(gè)或者幾個(gè)上行DPDCH。上行DPDCH用于傳輸專(zhuān)用傳輸信道（DCH）。上行DPCCH用于傳輸L1產(chǎn)生的控制信息。L1的控制信息包括：支持信道估計(jì)以進(jìn)行相干檢測(cè)的已知導(dǎo)頻比特發(fā)射功率控制指令TPC反饋信息FBI一個(gè)可選的傳輸格式組合指示TFCI(TFCI將復(fù)用在上行DPDCH上的不同傳輸信道的瞬時(shí)參數(shù)通知給接收機(jī)，并與同一幀中要發(fā)射的數(shù)據(jù)相對(duì)應(yīng)。在每個(gè)層一連接中有且僅有一個(gè)上行DPCCH。)PRACH隨機(jī)接入物理信道PRACH隨機(jī)接入物理信道PRACH分為前綴部分和消息部分。隨機(jī)接入發(fā)射的結(jié)構(gòu)如下圖所示。隨機(jī)接入發(fā)射包括一個(gè)或者多個(gè)長(zhǎng)為4096碼片的前綴和一個(gè)長(zhǎng)為10ms或20ms的消息部分。MessagepartPreamble4096chips10ms(oneradioframe)PreamblePreambleMessagepartPreamble4096chips20ms(tworadioframes)PreamblePreamblePRACH接入發(fā)射結(jié)構(gòu)PRACH隨機(jī)接入物理信道PRACH隨機(jī)接入物理信道PRACH消息部分的數(shù)據(jù)信道和控制信道也是I/Q復(fù)用的，其數(shù)據(jù)信道最小擴(kuò)頻因子為32，有4種時(shí)隙格式。控制信道僅有一種時(shí)隙格式，有兩個(gè)域：Pilot域和TFCI域。PilotNpilotbitsDataNdatabitsSlot#0Slot#1Slot#iSlot#14Tslot=2560chips,10*2kbits(k=0..3)MessagepartradioframeTRACH=10msDataControlTFCINTFCIbitsPRACH消息部分時(shí)隙結(jié)構(gòu)PRACH隨機(jī)接入物理信道PRACH隨機(jī)接入物理信道因?yàn)闆](méi)有TPC域所以不提供下行鏈路閉環(huán)功率控制，又因?yàn)闆](méi)有FBI域，所以不提供SSDT指示和閉環(huán)模式發(fā)射分集的指示當(dāng)然也不使用壓縮模式?？刂撇糠值臄U(kuò)頻用信道化碼Cc,信道化碼Cc位于碼樹(shù)的最底段,擴(kuò)頻因子為256。數(shù)據(jù)部分的信道化碼根據(jù)傳輸?shù)臄?shù)據(jù)速率在擴(kuò)頻因子32~256的碼資源分配。用于PRACH信道消息部分的擾碼是10ms長(zhǎng),總共定義了8192個(gè)不同的擾碼。對(duì)一個(gè)PRACH來(lái)說(shuō)，用于消息部分的擾碼與用于前綴部分的擾碼是相同的，前綴部分?jǐn)_碼取同一個(gè)擾碼的前4096個(gè)碼片，消息部分從同一個(gè)擾碼的第4097個(gè)碼片開(kāi)始取。PRACH隨機(jī)接入物理信道PRACH隨機(jī)接入物理信道PRACH(物理隨機(jī)接入信道)承載RACH，傳送低速率非連續(xù)分組數(shù)據(jù)用來(lái)傳輸信令：開(kāi)機(jī)后的注冊(cè)、對(duì)呼叫進(jìn)行初始化或者跨區(qū)移動(dòng)后進(jìn)行位置更新。PRACH在數(shù)據(jù)傳輸之前發(fā)送特定的特征前導(dǎo)，用256的擴(kuò)頻因子對(duì)16個(gè)符號(hào)的特征標(biāo)記序列進(jìn)行擴(kuò)頻，因此前導(dǎo)長(zhǎng)度為4096個(gè)碼片。一旦前導(dǎo)被檢測(cè)到并經(jīng)捕獲指示信道AICH確認(rèn)后，PRACH開(kāi)始發(fā)送10ms/20ms的消息部分。下行物理信道下行物理信道有下行專(zhuān)用物理信道、一個(gè)共享物理信道和五個(gè)公共控制物理信道：下行專(zhuān)用物理信道下行鏈路專(zhuān)用物理信道（DLDPCH）下行鏈路中的DPCCH和DPDCH是時(shí)分復(fù)用的，DLDPCCH的包含3個(gè)域：TPC域、TFCI域和PLIOT域，DLDPDCH的SF可以從4到512。Oneradioframe,Tf=10msTPCNTPCbitsSlot#0Slot#1Slot#iSlot#14Tslot=2560chips,10*2kbits(k=0..7)Data2Ndata2bitsDPDCHTFCINTFCIbitsPilotNpilotbitsData1Ndata1bitsDPDCHDPCCHDPCCHDLDPCH的幀結(jié)構(gòu)下行專(zhuān)用物理信道下行鏈路專(zhuān)用物理信道（DLDPCH）當(dāng)用戶(hù)所需數(shù)據(jù)速率大于單碼道數(shù)據(jù)速率時(shí)，可以采用多碼道傳輸。上行最大數(shù)據(jù)速率：384KbpsX6碼道=2.3Mbps下行最大數(shù)據(jù)速率：384KbpsX7碼道=2.7Mbps公共下行物理信道公共導(dǎo)頻信道(CPICH)公共導(dǎo)頻信道CPICH為固定速率（30kbps，SF＝256）的下行物理信道，用于傳送預(yù)定義的比特/符號(hào)序列。CPICH的功能在于輔助終端對(duì)DCH作信道估計(jì)。CPICH調(diào)制格式：CPICH公共導(dǎo)頻信道分為主公共導(dǎo)頻信道(P-CPICH)和輔公共導(dǎo)頻信道（S-CPICH)；不編碼信道；P-CPICH使用固定的擴(kuò)頻因子（Cch,256,0）、具有固定的比特速率30kbit/s；每個(gè)小區(qū)有且只有一個(gè)P-CPICH，它使用主擾碼；用于小區(qū)主擾碼的搜索；P-CPICH為其他信道提供相位和功率基準(zhǔn)；P-CPICH主要用于切換和小區(qū)選擇、小區(qū)重選時(shí)進(jìn)行測(cè)量并作估計(jì)；可通過(guò)調(diào)整P-CPICH的發(fā)射功率水平來(lái)對(duì)不同小區(qū)的負(fù)載加以平衡，確定小區(qū)覆蓋范圍，小區(qū)呼吸功能；P-CPICH向整個(gè)小區(qū)廣播；S-CPICH可使用SF=256的信道化碼中的任一個(gè)；用來(lái)輔助UE對(duì)下行的專(zhuān)用或者公共信道進(jìn)行信道估計(jì)；P-CCPCH主公共控制物理信道公共控制物理信道分為基本公共控制物理信道（P-CCPCH）和輔助公共控制物理信道（S-CCPCH）。P-CCPCH為一個(gè)固定速率（30kbps，SF=256）的下行物理信道，用于傳輸BCH，每個(gè)小區(qū)有且只有一個(gè)，使用小區(qū)中的主擾碼。在每個(gè)時(shí)隙的第一個(gè)256chips內(nèi)，基本CCPCH不進(jìn)行發(fā)射，在此段時(shí)間內(nèi)，將發(fā)射基本SCH和輔助SCH，而沒(méi)有Pilot/TPC/TFCI域。P-CCPCH幀結(jié)構(gòu)S-CCPCH輔公共控制物理信道輔公共控制物理信道(S-CCPCH)承載PCH和FACH具有如下特性：每個(gè)小區(qū)至少有一條以低速率發(fā)射的S-CCPCH；P-CCPCH和S-CCPCH的主要區(qū)別在于P-CCPCH只能具有固定的預(yù)先定義好的傳輸格式，而S-CCPCH可以使用TFCI以支持多個(gè)傳輸格式。S-CCPCH的幀結(jié)構(gòu)S-CCPCH輔公共控制物理信道當(dāng)有多條S-CCPCH時(shí)，其余的S-CCPCH可以使用更靈活的速率發(fā)射用于傳送FACH和PCH.兩種SCCPCH:有TFCI和無(wú)TFCI。UTRAN決定TFCI是否發(fā)送，UE必須支持TFCI。可能的傳送速率與下行DPCH相同。SF=4~256。FACHandPCH可被映射到同一個(gè)或不同的SCCPCHs.如果映射到同一個(gè)SCCPCH,它們可以映射到相同的幀。SCH同步信道同步信道(SCH)每個(gè)小區(qū)有且只有一個(gè)分為主同步信道P-SCH和輔同步信道S-SCH；不擴(kuò)頻、不加擾信道；用于小區(qū)搜索的下行鏈路信號(hào)，為用戶(hù)提供碼片同步、時(shí)隙同步和幀同步；每一個(gè)時(shí)隙的前256個(gè)碼片用于發(fā)射同步碼；PICH尋呼指示信道尋呼指示信道(PICH)PICH承載PI（PageIndication），其SF=256，無(wú)線幀長(zhǎng)10ms，包含300bits，其中288個(gè)bits承載尋呼指示，其余12個(gè)比特未用部分是為將來(lái)可能的使用而保留的。。PICH伴隨著S-CCPCH上的PCH信道,輔助PCH信道完成尋呼。在每一個(gè)PICH幀中，有Np個(gè)尋呼指示被發(fā)射{P0,…,PNp-1}其中，Np=18,36,72,or144。如果某一幀中的PI被置為1，說(shuō)明PI對(duì)應(yīng)UE應(yīng)對(duì)S-CCPCH的對(duì)應(yīng)幀進(jìn)行解調(diào)。PICH的幀結(jié)構(gòu)PDSCH物理下行共享信道PDSCH物理下行共享信道一個(gè)無(wú)線幀內(nèi)，基于一個(gè)單獨(dú)UE;在一個(gè)無(wú)線幀內(nèi)，UTRAN可以在相同的PDSCH根信道下，基于碼復(fù)用，給不同的Ues分配不同的PDSCHs.在同一個(gè)無(wú)線幀中，具有相同擴(kuò)頻因子的多個(gè)并行的PDSCHs，可以分配給一個(gè)單獨(dú)的UE。在相同的PDSCH根信道碼下所有PDSCHs都是幀同步的。擴(kuò)頻因子的范圍：4~256。物理信道對(duì)應(yīng)擴(kuò)頻碼(SF)小結(jié)信道名稱(chēng)SFDPDCH4-256DPCCH256DLDPCH4-512PRACH32-256P-CCPCHCch,256,1S-CCPCH4-256P-CPICHCch,256,0S-CPICH256PICH256SCH不擴(kuò)頻，不加擾課程內(nèi)容系統(tǒng)信道分類(lèi)物理信道功能初始化過(guò)程及呼叫流程開(kāi)機(jī)及搜索小區(qū)UE開(kāi)機(jī)并開(kāi)始搜索網(wǎng)絡(luò)；與所在小區(qū)(SCH)進(jìn)行同步；通過(guò)P-SCH的基本同步碼（PSC），可以實(shí)現(xiàn)時(shí)隙同步；通過(guò)S-SCH，可以實(shí)現(xiàn)幀同步，并且識(shí)別小區(qū)的擾碼碼組；通過(guò)與P-CPICH進(jìn)行相關(guān)計(jì)算，得到小區(qū)的下行擾碼；根據(jù)小區(qū)主擾碼，檢測(cè)到BCH(P-CCPCH)，并讀取系統(tǒng)消息，從而獲得小區(qū)的相關(guān)基本信息；偵聽(tīng)PICH和PCH(S-CCPCH)上的尋呼信息；UE進(jìn)入IDLE狀態(tài)；UE準(zhǔn)備進(jìn)行位置更新；完成位置更新后，UE的位置信息登記到網(wǎng)絡(luò)側(cè)，UE進(jìn)入待機(jī)狀態(tài)，可以進(jìn)行主叫或被叫；手機(jī)開(kāi)機(jī)后需要知道的信息（1）最強(qiáng)小區(qū)（2）時(shí)隙邊界（3）幀邊界（4）主擾碼（5）廣播信道的相關(guān)廣播第一步：選擇小區(qū)和時(shí)隙同步第二步：幀同步和確定擾碼組第三步：確定擾碼號(hào)CPICH是預(yù)先定義的符號(hào)序列擴(kuò)頻因子為256(Cch,256,0)采用主擾碼進(jìn)行加擾UE根據(jù)確定的擾碼族中的8個(gè)主擾碼對(duì)CPICH進(jìn)行解碼，解碼正確的主擾碼即為該小區(qū)的主擾碼解碼P-CCPCH信道獲得廣播消息P-CCPCH包括當(dāng)前的SFN和系統(tǒng)廣播消息P-CCPCH的擴(kuò)頻因子為256(Cch,256,1)P-CCPCH用主擾碼加擾UE可以用主擾碼對(duì)P-CCPCH承載的BCH信道進(jìn)行解碼，獲得系統(tǒng)廣播MS主叫的基本流程UE使用隨機(jī)接入物理信道（PRACH），通過(guò)PRACH前導(dǎo)MS向UTRAN發(fā)送接入請(qǐng)求使用捕獲指示應(yīng)答信道（AICH），UTRAN向MS發(fā)送接入請(qǐng)求確認(rèn)使用隨機(jī)接入物理信道（PRACH），MS向UTRAN發(fā)送PRACH的數(shù)據(jù)和控制消息使用輔助控制物理信道（S-CCPCH），向MS分配專(zhuān)用數(shù)據(jù)和控制物理信道使用專(zhuān)用數(shù)據(jù)和控制物理信道（DPDCH、

DPCCH），MS與BS進(jìn)行業(yè)務(wù)交互MS被叫的基本流程UE使用尋呼指示物理信道（PICH），UTRAN指示MS