2ghz+wcdma数字蜂窝移动通信网uu接口物理层技术要求第一阶段第1部分扩频与调制.pdf

y 口 中华人民共和国通信行业标准 y d 厂r1 5 4 4 1 6 2 0 0 7 2 g h zw c d m a 数字蜂窝移动通信网 uu 接口物理层技术要求 2 0 0 7 - 0 5 - 16 发布 ( 第1 部分至第6 部分) 2 0 0 7 0 5 - 16 实施 中华人民共和国信息产业部发布 y 口 中华人民共和国通信行业标准 y d 厂r15 4 4 4 2 0 0 7 2 g h zw c d m a 数字蜂窝移动通信网 u u 接口物理层技术要求( 第一阶段) 第4 部分：扩频与调制 t e c h n i c a ls p e c i f i c a t i o nf o ru ui n t e r f a c eo f2 g h zw c d m a d i g i t a l c e l l u l a rm o b i l ec o m m u n i c a t i o nn e t w o r kp h y s i c a ll a y e r 2 0 0 7 - 0 5 - 16 发布 p a r t4 ：s p r e a d i n ga n dm o d u l a t i o n ( 3 g p pr 9 9t s 2 5 2 1 3v 3 8 0 ，i d t ) 中华人民共和国信息产业部发布 目录 前言i i l 范围1 2 规范性引用文件1 3 符号和缩略语1 3 1 符号1 3 2 缩略语1 4 上行链路扩频与调制2 4 1 概述2 4 2 扩频2 4 3 码的产生和分配5 4 4 调制1 2 5 下行链路扩频和调制1 3 5 1 扩频1 3 5 2 码的产生和分配1 4 5 3 调制1 8 附录a ( 规范性附录) 广义的g o l a y 序列2 0 参考文献2 1 y d 厂r15 4 4 4 2 0 0 7 前言 本部分是标准( ( 2 g h zw c d m a 数字蜂窝移动通信网u u 接1 2 1 物理层技术要求( 第一阶段) 的一部 分。该标准共分为6 个部分： 一第t 部分：总则 一第2 部分：物理信道和传输信道到物理信道的映射 一第3 部分：复用与信道编码 一第4 部分：扩频与调制 一第5 部分：物理层过程 一第6 部分：测量 本标准是2 g h z w c d m a 数字蜂窝移动通信网系列标准之一，该系列标准的结构和名称预计如下： 1 y d t 1 3 7 4 - 2 0 0 72 g h z t d s c d m a w c d m a 数字蜂窝移动通信网i u 接口技术要求( 第二阶段) 2 y d t 1 5 4 3 2 0 0 72 g h zw c d m a 数字蜂窝移动通信网i u 接口技术要求( 第一阶段) 3 y d t 1 5 4 4 - 2 0 0 72 g h z w c d m a 数字蜂窝移动通信网u u 接口物理层技术要求( 第一阶段) 4 y d t 1 5 4 5 2 0 0 72 g h zw c d m a 数字蜂窝移动通信网u u 接口层二技术要求( 第一阶段) 5 y d t 1 5 4 6 - 2 0 0 72 g h z w c d m a 数字蜂窝移动通信网u u 接1 3r r c 层技术要求( 第一阶段) 6 y d q 1 5 4 7 2 0 0 72 g h z w c d m a 数字蜂窝移动通信网终端设备技术要求( 第二阶段) 7 y d t 1 5 4 8 2 0 0 72 g h zw c d m a 数字蜂窝移动通信网终端设备测试方法( 第二阶段) 8 y d t 1 5 4 9 2 0 0 72 g h z w c d m a 数字蜂窝移动通信网l u r 接口测试方法( 第一阶段) 9 y d t 1 5 5 0 2 0 0 72 g h z w c d m a 数字蜂窝移动通信网l u b 接口技术要求( 第一阶段) 1 0 y d t 1 5 5 1 2 0 0 72 g h z w c d m a 数字蜂窝移动通信网i u b 接口测试方法( 第一阶段) 1 1 y d t 1 5 5 2 2 0 0 72 g h z w c d m a 数字蜂窝移动通信网无线接入网络设备技术要求( 第一阶段) 1 2 y d t 1 5 5 3 2 0 0 72 g h z w c d m a 数字蜂窝移动通信网无线接入网络设备测试方法( 第一阶段) 随着技术的发展，还将制定后续的相关标准。 本部分等同采用3 g p pt s2 5 2 1 3v 3 8 0s p r e a d i n ga n dm o d u l a t i o n ( f d d ) 。 本部分附录a 为规范性附录。 本部分由中国通信标准化协会提出并归口。 本部分起草单位：信息产业部电信研究院、华为技术有限公司、波波导股份有限公司 本部分主要起草人：徐菲、张翔、曲秉玉、任伟、沈玮 2 g h zw c d m a 数字蜂窝移动通信网 u u 接口物理层技术要求( 第一阶段) 第4 部分：扩频与调制 y d 厂r 15 4 4 ，4 2 0 0 7 1范围 本部分规定了2 g h zw c d m a 数字蜂窝移动通信网无线接口的物理层部分。 本部分适用于2 g h z w c d m a 数字蜂窝移动通信网中u u 接口。 2 规范性引用文件 下列文件中的条款通过本标准中的引用而成为本标准的条款。凡是注日期的引用文件，其随后所有 的修改单( 不包括勘误的内容) 或修订版均不适用于本标准，然而，鼓励根据本标准达成协议的各方研 究是否可使用这些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本标准。 3 符号和缩略语 3 1 符号 下列符号适用于本部分： c c h ，s f ，n ：n ：吐lc h a n n e l i s a t i o nc o d ew i t hs p r e a d i n gf a c t o rs f c p r e ，o ，s ：p r a c hp r e a m b l ec o d ef o rn ：t hp r e a m b l es c r a m b l i n gc o d ea n ds i g n a t u r e s c c - a c c ，n ，s ：p c p c ha c c e s sp r e a m b l ec o d ef o rn ：t hp r e a m b l es c r a m b l i n gc o d ea n ds i g n a t u r e s c c c d ，n ，s ：p c p c hc d p r e a m b l ec o d ef o rn ：t hp r e a m b l es c r a m b l i n gc o d ea n ds i g n a t u r e s cpsc：psc c o d e c s i g ，s ；p r a c h p c p c hs i g n a t u r ec o d ef o rs i g n a t u r e s c s s c ，n ：n ：t h s s cc o d e s c a c c ： n ：t hp c p c ha c c e s sp r e a m b l es c r a m b l i n gc o d e s c - c d ：n ：t hp c p c hc dp r e a m b l es c r a m b l i n gc o d e s c m s g ，n ： n ：t 1 1p c p c hm e s s a g es c r a m b l i n gc o d e s d l ，n ：d l s c r a m b l i n gc o d e s d p c h ，n ： n ：t hd p c c h d p d c hu p l i n ks c r a m b l i n gc o d e s r - p r e ，t i t n ：t l lp r a c hp r e a m b l es c r a m b l i n gc o d e s r - m s g ，n ： n ：t hp r a c h m e s s a g es c r a m b l i n gc o d e 3 2 缩略语 下列缩略语适用于本部分； a i c h a c q u i s i t i o ni n d i c a t i o nc h a n n e l a p a c c e s sp r e a m b l e 捕获指示信道 接入前缀 y d 厂r15 4 4 4 - 2 0 0 7 b c hb r o a d c a s tc h a n n e l 广播信道 c c p c hc o m m o nc o n t r o lp h y s i c a lc h a n n e l 公共控制物理信道 c d c a p a c i t yd e a l l o c a t i o no rc o l l i s i o nd e t e c t i o n解除容量指派或冲突检测 c p i c hc o m m o np i l o tc h a n n e l 公共导频信道 c p c hc o m m o np a c k e tc h a n n e l 公共分组信道 d c hd e d i c a t e dc h a n n e l 专用信道 d p c c h d e d i c a t e dp h y s i c a lc o n t r o lc h a n n e l 专用物理控制信道 d p c hd e d i c a t e dp h y s i c a lc h a n n e l 专用物理信道 d p d c hd e d i c a t e dp h y s i c a ld a t ac h a n n e l 专用物理数据信道 f d d f r e q u e n c yd i v i s i o nd u p l c x 频分双工 m e p sm e g a - c h i p sp e rs e c o n d每秒兆码片 o v s f o r t h o g o n a lv a r i a b l es p r e a d i n gf a c t o r 正交可变扩频因子 p d s c h p h y s i c a ld o w n l i n ks h a r e dc h a n n e l 物理下行共享信道 p i c h p a g ei n d i c a t i o nc h a n n e l寻呼指示信道 p r a c h p h y s i c a lr a n d o ma c c e s sc h a n n e l 物理随机接入信道 p s c p r i m a r ys y n c h r o n i z a t i o nc o d e基本同步码 s c h s y n c h r o n i z a t i o nc h a n n e l 同步信道 s s c s e c o n d a r ys y n c h r o n i z a t i o nc o d e辅助同步码 s f s p r e a d i n gf a c t o r 扩频因子 l i eu s e re q u i p m e n t 用户设备 4 上行链路扩频与调制 4 1 概述 扩频应用在物理信道上。它包括两个操作。第一个是信道化操作，它将每一个数据符号转换为若干 码片，因此增加了信号的带宽。每一个数据符号转换的码片数称为扩频因子。第二个是扰码操作，在此 将扰码加在扩频信号上。在信道化操作时，i 路和q 路的数据符号分别和o v s f 码相乘。在扰码操作时， i 路和q 路的信号再乘以复数值的扰码，在此，i 和q 分别代表实部和虚部。 4 2 扩频 4 2 1 上行链路专用物理信道 图1 描述了上行链路专用物理信道d p c c h 和d p d c h 的扩频原理。用于扩频的二进制d p c c h 和 d p d c h 信道用实数序列表示，也就是说二进制的0 映射为实数+ l ，二进制的“1 ”映射为实数一1 。 d p c c h 信道通过信道码c 。扩频到指定的码片速率，第n 个d p d c h 信道d p 工) c 巩通过信道码c d ，。扩频 到指定的码片速率，可以同时发射，也就是说1 n 6 。 2 图1 上行链路专用物理信道d p c c h 和d p d c h 扩频 信道化之后，实数值的扩频信号进行加权处理，对d p c c h 倍道用增益因子成进行加权处理，对 d p d c h 信道用增益因子以进行加权处理。在任意时刻成和岛的幅度值至少有一个为1 0 。卢值用4 b i t 量化，表1 给出了量化步骤。 表1 增益参数的量化 匪和岛比特值成和几量化的幅度比 1 51 o 1 40 9 3 3 3 1 30 8 6 6 6 1 20 8 0 0 0 1 l n 7 3 3 3 1 0 0 6 6 6 7 9n 6 0 0 0 8n 5 3 3 3 7 n 4 6 6 7 6n 4 0 0 0 50 3 3 3 3 4 0 2 6 6 7 30 2 0 0 0 20 1 3 3 3 l0 0 6 6 7 0s w i t c ho f f 3 y d 厂f15 4 4 ，4 - 2 0 0 7 加权处理后，路和q 路的实数值码流相加成为复数值的码流，复数值的信号再通过复数值的是d c h 。 码进行扰码，扰码和无线帧对应，也就是说扰码的第一码片对应无线帧的开始。 4 2 2 物理随机接入信道 4 2 2 1 物理随机接入信道前缀部分 物理随机接入信道( p r a c h ) 前缀部分包括复数值的码，这部分描述参见4 3 3 。 4 2 2 2 物理随机接入信道消息部分 图2 描述了p r a c h 消息部分扩频和扰码的原理，p r a c h 消息部分包括数据和控制部分。用于扩频 的二进制数据和控制部分用实数序列表示，也就是说二进制的0 映射为实数+ 1 ，二进制的1 映射 为实数一l 。控制部分通过信道码f c 扩频到指定的码片速率，数据部分通过信道码c d 扩频到指定的码片速 率。 p r a c h 消息数据 部分 p r a c h 消息控制 部分 图2p r a c h 消息部分扩频 信道化之后，实数值的扩频信号进行加权处理，对数据部分用增益因子以进行加权处理，对控制部 分用玩增益因子进行加权处理，卢值被量化为4 b i t 。量化步骤在4 2 1 节给出。 加权处理后，路和q 路的码流成为复数值的码流，这个复数值的信号再通过复数值的s 一。 码进行扰码，1 0m s 的扰码和无线帧1 0m s 消息部分对应，也就是说第一个扰码对应无线帧消息的开 始部分。 4 2 3 物理公共分组信道 4 2 3 1 物理公共分组信道前缀部分 物理公共分组信道( p c p c h ) 前缀部分包括复数值的码，这部分描述参见5 1 3 4 。 4 2 3 2 物理公共分组信道消息部分 图3 描述了p c p c h 消息部分扩频的原理，p c p c h 消息部分包括数据和控制部分。用于扩频的二进 制数据和控制部分用实数序列表示，也就是说二进制的0 映射为实数+ 1 ，二进制的“1 ”映射为实数 一1 。控制部分通过信道码。扩频到指定的码片速率，数据部分通过信道码c d 扩频到指定的码片速率。 4 p c p c h 消息数据 部分 p c p c h 消息控制 部分 y d 厂r 15 4 4 4 _ 2 0 0 7 图3p c p c h 消思部分扩频 信道化之后，实数值的扩频信号进行加权处理，对数据部分用增益因子以进行加权处理，对控制部 分用增益因予成进行加权处理，最后成和岛的幅度值为1 0 。卢值被量化为4 b i t 。量化步骤在7 1 2 1 节给出。 加权处理后，路和q 路的码流成为复数值的码流，这个复数值的信号再通过复数值的s r 一。码进 行扰码，1 0m s 的扰码和无线帧1 0m s 消息部分对应，也就是说第一个扰码对应无线帧消息的部分开始。 4 3 码的产生和分配 4 3 1 信道化码 4 3 1 1 码定义 图1 的信道化码是o v s f 码，用于保持用户不同物理信道之间的正交性。o v s f 码可以用图4 的码 树来定义。 图4 用于产生正o v s f 码的码树 在图4 中，信道化码被惟一的定义为c d 口女这里，l s _ f 是码的扩频因子，k 是码的序号，o 女，p l 。 码树的每一级定义了长度为s f 的信道化码，对应于图4 的扩频因子s f 。 信道化码的产生方法定义为： 1 。0 = 1 5 陵? = 戮乞 = ：二， c d2 ( 。+ - i 。 c 。 2 ( 。+ 1 ) l c 。：( 。“i ： c 。：( 。+ 1 3 c “2 ( 。+ 1 1 2 ( 。+ 1 l 2 c d2 ( 。+ t 1 2 ( l i c n r 。 c 。：。 c 。，：。 c d ，1 c 。 2 。p l c “2 。p l c 。：。 一c d p 。 c n ，t c 。：。 c 。：。：。一。 一c 。：。：。一。 每一个信道化码字的最左边的值对应于最早发射的码片。 4 3 1 2 专用物理控制信道专用物理数据信道的码分配 d p c c h 和d p d c h 的码分配遵照以下原则：d p c c h 信道总是用码c c = c “2 5 6 0 扩频。 当只发送一个d p d c h 信道时，d p d c h l 用码c “口扩频，这里s f 是d p d c h l 信道的扩频因子， b 圆f 1 4 ， 当发送多个d p d c h 信道时，所有d p d c h 信道的扩频因子等于4 = 通过重复用格雷码序列调制的序列口产生主同步码p s c ，并产生实部和虚部相同的复数值序列。主 同步码p s cc 。定义为： c = ( i + j 3 , c a ，a ，一口，印，n ，叫，1 ，a ，a ，a ，a ，1 ，4 ，口 ， 这里，序列最左边的码片对应于在时间上最先发送的码片。 1 6 个备用的同步码s s c c , 。l ，c 。) ，是实部和虚部相同的复数值序列，是由h a d a m a r d 汉 明序列产生的。定义z 序列为： z = ，这里 b = ，- j c l ，耽，物，x 4 ，奶，粕，x 7 ，却，- x 9 ，- x 1 0 ，- x l l ，- x 1 2 ，- x 1 3 ，- x 1 4 ，- x 1 5 ，- x 1 6 。x 1 ，x 2 ， 与上面的n 序列的定义相同。 h a d a m a r d 序列是由矩阵风的行产生的： h o = ( 1 ) 耻隐裳。p 矩阵的行是从顶部行0 ( 全1 序列) 开始编号的。 将n 阶h a d a m a r d 序列记为矩阵风的一行，从顶部开始编号n = 0 ，1 ，2 ，2 5 5 ，将序列和 z 的第i 个符号记为( f ) 和d f ) ，i = 0 ，1 ，2 ，2 5 5 ，i = 0 对应最左边的符号。 第k 个s s c 码，g 。t ，k = 1 ，2 ，3 ，1 6 定义为： y d 厂r 1 5 4 4 4 - 2 0 0 7 c & 女= ( 1 q ) x ， 这里，m = 1 6 x ( k 一1 ) 和序列最左边的码片对应于在时间上最先发送的码片。 5 2 3 2s s c 码的分配 6 4 个备用的s c h 码序列的构成使它们的循环移位是惟一的，也就是说，6 4 个码序列中任一个非0 的小于1 5 的循环移位不等于其他6 4 个序列的循环移位。并且，任一个非0 的小于1 5 的循环移位不等于 它自己的其他小于1 5 的循环移位。表4 描述了用于编码6 4 个扰码的s s c 序列。表4 中的值代表用于不 同时隙不同扰码组用的s s c 码。也就是说，“7 ”代表s s c c 。，应该用对应的扰码组和时隙。 表4m t - 备ms c h 码的s s c 分配 扰码码组时隙号 柏# l# 2# 3苷4 稍栉6婀群8棚# 1 0择1 1# 1 2# 1 3# 1 4 码组1112891 01 581 01 6271 571 6 码组21151 6731 41 631 051 21 41 21 0 码组3 12l1 55 51 21 66 1 1 21 6 1 1 1 51 2 码组4 123186 5258 44 637 码组5l21 666l l1 551 2l1 51 21 6l l2 码组6l3474l55362 8 7 6 8 码组7 141 1 3 4 1 092l l21 01 21 293 码组8 156 61 491 021 39251 411 3 码组9l61 01 04l l71 31 61 11 3 6 4 11 6 码组1 0 16 1 321 426551 31 09l1 41 0 码组1 117857243832 66 4 5 码组1 2 l71 091 67 9 1 51 81 681 522 码组1 3181 29941 31 6511 351 24 8 码组1 4 181 41 0 1 411 51 585 1 14 1 054 码组1 51921 51 51 61 07811 0821 69 码组1 6 191 561 62 1 31 41 0 1 17 451 23 码组1 711 091 11 57641 6521 21 3 31 4 码组1 8l1 11 441 3291 01 2 1 68531 56 码组1 911 21 21 31 47281 4 211 31 181 1 码组2 011 21 55 4 1 431 67862 1 01 11 3 码组2 l11 543761 01 3 1 251 41 6821 1 码组2 211 631 21 1 91 35821 4741 01 5 码组2 32251 0 1 6 1 1 31 01 1851 3 31 38 码组2 4221 231 55 8351 41 29891 4 码组2 52361 61 21 631 31 367 921 27 码组2 62382 91 51 431 49551 581 2 码组”24795491 121 4 51 4 1 1 1 61 6 码组2 8 241 31 2 1 271 51 0521 55 1 3 7 4 码组2 9259931 281 41 51 2 1 45321 5 码组3 0 2 5 1 1 72 1 1 941 671 691 4 1 4 4 码组3 12621 3331 297 1 6691 61 31 2 1 7 y d ，t15 4 4 4 2 0 0 7 扰码码组时隙号 帅样1捍2# 3槲稍拍胛糯梓9# l o# 1 1# 1 2 # 1 3# 1 4 码组3 2 26 97 7 1 6 1 331 221 31 2 9 1 6 6 码组3 3 27 1 21 5 2 1 2 41 01 31 5 1 3 4 5 5 1 0 码组3 4271 41 659291 6 1 1 1 l57 4 1 4 码组3 5 2 85 1 25 2 1 41 481 53 91 2 1 5 9 码组3 6291 3 4 21 38 1 1 6 4 681 51 5 1 1 码组3 721 0321 31 681 081 31 11 11 635 码组3 821 11 531 l61 41 01 51 06771 43 码组3 9 21 6451 61 471 1 4 1 l1 49 9 7 5 码组4 033 4 6 1 l 1 21 361 21 4451 351 4 码组4 1 33651 691 5 591 06 41 541 0 码组4 2 3451 44 61 21 351 36 1 1 1 l1 21 4 码组4 33491 61 041 61 5351 051 566 码组4 4 341 61 051 04 991 61 56351 5 码组4 5 3 51 2 1 1 1 451 11 3361 461 344 码组4 636 4 1 06591 541 551 61 691 0 码组4 737881 61 11 241 51 1471 63 1 5 码组4 8371 61 141 531 51 11 21 24 781 6 码组4 9 3871 54 81 51 231 641 61 21 l1 1 码组5 0381 541 648771 51 21 131 61 2 码组5 l31 01 01 51 65461 64 31 5969 码组5 231 31 1541 241 166531 41 31 2 码组5 3 31 4791 41 01 38781 04 41 39 码组5 45581 41 61 361 41 3781 561 57 码组5 5 561 171 0 85871 21 21 0691 1 码组5 6561 381 357761 61 41 581 6 1 5 码组5 75791 071 161 291 21 18 861 0 码组5 859681 0981 25 1 1 1 01 11 277 码组5 951 01 01 281 1978951 267 6 码组6 051 01 2651 28976781 1 1 19 码组6 1 5 1 31 51 5 1 4867 1 6871 31 451 6 码组6 291 01 31 01 11 51 591 61 21 41 3 1 61 4 1 1 码组6 3 91 11 21 51 291 3 1 3 1 1 1 41 01 61 51 41 6 码组6 4 91 21 01 5 1 3 1 4 91 41 51 11 l1 31 21 61 0 5 3 调制 5 3 1 调制码片速率 调制码片速率是3 8 4m c h i p s 。 5 3 2 下行链路 在下行链路，通过扩频产生的复数值码片用q p s k 方式进行调制，见图l l 。脉冲成形特性见t s2 5 1 0 4 。 通过扩频产生的复数值 码片序列 y d 厂r 1 5 4 4 4 - 2 0 0 7 图1 1 下行链路下行链路 i n ( o y d 厂r15 4 4 4 - 2 0 0 7 附录a ( 规范性附录) 广义的g o l a y 序列 作为主同步码的广义分层g o l a y 序列也可以采用如下的方法产生：( 用实数值表示) 方法1 ： 序列y 可由长度分别为n l 和n 2 的序列x l 和x 2 按如下公式构成： y ( 1 ) = x 2 ( i m o d 也) 4 x f f id i v 抛) ，i = o ( n l + n 2 ) 一1 序列x 1 和x 2 可选择如下的长度为1 6 的序列( m = r 2 = 1 6 ) ： x 1 定义为长度为1 6 ( 1 = 4 ) 的g o l a y 补序列，此序列可通过延迟矩阵d ( 1 = 8 ，4 ，1 ，2 】和加权矩阵 形”= 1 ，一1 ，1 ，1 】生成。 娩是一广义分层序列，由下面的公式产生。 x z ( i ) = x 4 ( i m o d5 + j ( id i v s n 3 ) ) x