华为技术培训教程-WCDMA无线接口物理层1.ppt

WCDMA无线接口物理层,Page2,课程目标,学习完此课程，您将会：了解WCDMA无线接口的协议结构掌握WCDMA物理层的关键技术了解WCDMA物理层过程,Page3,第1章WCDMA无线接口概述第2章WCDMA物理层过程与物理信道结构,Page4,WCDMARAN体系结构,RNS,RNC,RNS,RNC,CoreNetwork,NodeB,NodeB,NodeB,NodeB,Iu,Iu,Iur,Iub,Iub,Iub,Iub,Page5,Uu协议结构,Page6,Uu协议结构,物理层:Uu接口层1，实现传输信道编码，传输信道到物理信道的映射，扩频/解扩和调制/解调等功能。MAC层:媒体接入控制层，Uu接口层2，实现逻辑信道到传输信道的映射，根据瞬时数据速率选择传输格式等功能。RLC层:无线链路控制层，Uu接口层2，通过分段、组装和填充实现用户数据传输，传输模式有透明模式、非确认模式和确认模式。PDCP：分组数据转换协议，Uu接口层2，负责IP数据的头部压缩与解压缩。BMC：广播多播控制协议，Uu接口层2，负责处理小区广播业务。RRC：无线资源控制层，Uu接口层3，位于Uu接口控制面，实现UE和网络之间的信令消息的传送，并对层2和层1的资源进行控制。,Page7,数据比特,OVSF码,扰码,扩频后码片,扩频操作,信道化（channelization）操作，使数据符号变为码片，并增加了信号带宽每符号的码片数称为扩频因子（SF）扰码操作，它作用在扩频信号上，用于区分小区或用户,Page8,扰码,扰码：从GOLD序列中截取，长度是38400chips，周期为10ms对于上行物理信道，可用的扰码分为长扰码和短扰码，共有224个上行长扰码和224个上行短扰码目前系统主要采用上行长扰码。上行扰码由高层分配，同一RNC内不同用户上行扰码不同短扰码用于MUD（多用户检测），目前不用对于下行物理信道，可以产生218-1=262143个扰码，但只使用了08191号的扰码,Page9,下行扰码,集0,集1,集511,主扰码0,从扰码1,从扰码15,主扰码51116,从扰码511161,从扰码5111615,8192个扰码,512集,每集分为1个主扰码，15个从扰码,目前系统主要采用主扰码,主扰码和从扰码,Page10,下行主扰码,组0,组1,组63,主扰码0,主扰码16,主扰码128,主扰码16*8*63,512个主扰码,64组,每组8个主扰码,主扰码16*8*6316,主扰码16*8*63167,扰码组,Page11,u,第1章WCDMA无线接口概述第2章WCDMA物理层过程与物理信道结构,Page12,第2章WCDMA物理层过程与物理信道结构第1节物理信道结构与映射关系第2节小区搜索过程第3节寻呼过程第4节随机接入过程第5节业务过程第6节HSDPA相关信道,Page13,信道分类,在WCDMA系统的无线接口中，从不同协议层次上讲，承载用户各种业务的信道被分为以下三类：逻辑信道：直接承载用户业务；根据承载的是控制平面业务还是用户平面业务，分为控制信道和业务信道传输信道：无线接口层二和物理层的接口，是物理层对MAC层提供的服务；根据传输的是针对一个用户的专用信息还是针对所有用户的公共信息，分为专用信道和公共信道物理信道：各种信息在无线接口传输时的最终体现形式，每一种使用特定的载波频率、码（扩频码和扰码）以及载波相对相位（0或/2）的信道都可以理解为一类特定的信道,Page14,业务逻辑信道（TCH）,控制逻辑信道（CCH）,专用业务信道（DTCH）公共业务信道（CTCH）,广播控制信道（BCCH）寻呼控制信道（PCCH）专用控制信道（DCCH）公共控制信道（CCCH）,逻辑信道分类,Page15,广播信道BCH前向接入信道FACH寻呼信道PCH反向（随机）接入信道RACH,专用信道DCHDCH信道可以为上行或下行信道,公共传输信道,专用传输信道,传输信道分类,Page16,物理信道分类及结构,物理信道分为上行物理信道和下行物理信道物理信道可以由某一载波频率、码（信道码和扰码）、相位确定多数信道由无线帧和时隙组成，每一无线帧10ms，包括15个时隙,Data,Slot#0,Slot#1,Slot#14,T,slot,=2560chips,T=10ms,38400chips,Data,Slot#i,Page17,上行公共物理信道物理随机接入信道(PRACH),上行专用物理信道专用物理数据信道(DPDCH)专用物理控制信道(DPCCH),上行物理信道,上行物理信道,Page18,下行公共物理信道公共控制物理信道(CCPCH)同步信道(SCH)寻呼指示信道(PICH)捕获指示信道(AICH)公共导频信道(CPICH),下行物理信道,下行物理信道,下行专用物理信道专用物理数据信道(DPDCH)专用物理控制信道(DPCCH),Page19,物理信道的功能,基站NodeB,用户终端UE,Page20,信道映射关系（UE内部）,Page21,第2章WCDMA物理层过程与物理信道结构第1节物理信道结构与映射关系第2节小区搜索过程第3节寻呼过程第4节随机接入过程第5节业务过程,Page22,时隙同步,帧同步和码组识别,扰码识别,UE使用SCH的主同步码PSC去获得该小区的时隙同步,UE使用SCH的辅助同步码SSC去找到帧同步，并对第一步中找到的小区的码组进行识别,UE通过CPICH对码组进行相关确定小区主扰码，然后检测PCCPCH，读取BCH信息,小区搜索过程,Page23,同步信道SCH,用于小区搜索占用每个时隙的前256个Chip分成主同步信道P-SCH和从同步信道S-SCH在P-SCH上发送主同步码(PSC)，PSC在每个时隙内重复发射在S-SCH上发送从同步码(SSC)，SSC从16个长为256的码组中选择，其组合方式代表该小区扰码所属的码组,Page24,公共导频信道CPICH,数据速率固定为30Kbps，SF=256分成主公共导频信道P-CPICH和从公共导频信道S-CPICH发射分集时，使用相同的扩频码和扰码，但传送序列不同,Page25,公共导频信道CPICH,主公共导频信道P-CPICH信道码固定为Cch,256,0；扰码为主扰码一个小区只有一个主CPICH，在整个小区发射P-CPICH为SCH,P-CCPCH,AICH,PICH提供相位基准，还是其它下行物理信道的缺省相位基准P-CPICH为其他物理信道的功率基准从公共导频信道S-CPICH：主要用于智能天线可以使用任意信道码，只要满足SF=256；扰码可以使用主扰码，也可以使用从扰码；一个小区可以有0、1或几个从扰码一般用于窄波束天线发射，覆盖高业务量区域可以作为S-CCPCH和下行DPCH的参考,Page26,主公共控制物理信道P-CCPCH,用于发送系统消息数据速率固定为30kbps，SF=256每个时隙的前256chips为空,Page27,第2章WCDMA物理层过程与物理信道结构第1节物理信道结构与映射关系第2节小区搜索过程第3节寻呼过程第4节随机接入过程第5节业务过程,Page28,寻呼流程,寻呼CN发起寻呼的目的是使CN能够请求UTRAN联系UE。CN通过发送寻呼消息触发寻呼过程，UTRAN则将CN寻呼消息通过UU接口上的寻呼过程发送给UE，使得被寻呼的UE发起与CN的信令连接建立过程。当UTRAN收到核心网的寻呼消息时，计算出被叫手机的寻呼时刻,寻呼时刻到来时，把PICH关联的bits置为“1”。UE使用和网络相同算法计算出寻呼时刻,寻呼时刻到来时，仅监视PICH中的与自己关联的bits，一旦发现它们被置为“1”时，UE就知道自己被寻呼了，然后再去读取SCCPCH信道上相应的寻呼消息。,Page29,寻呼指示信道PICH,用于传送寻呼指示（PageIndicators），与S-CCPCH成对配置数据速率固定为30kbps，SF=256每帧300bits，其中288bits用于传送寻呼指示（其余12bits未定义）n个寻呼指示PI0，PIn-1在一帧内传送，n=18，36，72，144如果某一帧中的PIi被置为1，说明PIi对应的UE应对S-CCPCH传送的寻呼消息进行检测,Page30,从公共控制物理信道S-CCPCH,用于承载下行信令SF=2564（256、128、64、32、16、8、4）Pilot：导频符号，用于相干解调TFCI：传输格式控制指示，描述数据块的格式,Page31,第2章WCDMA物理层过程与物理信道结构第1节物理信道结构与映射关系第2节小区搜索过程第3节寻呼过程第4节随机接入过程第5节业务过程,Page32,随机接入定义,随机接入是UE向系统请求接入，收到系统的响应并分配接入信道的过程。该过程发生在UE开机进行附着，关机进行分离，位置区更新，路由区更新，执行任何业务的信令连接建立过程中。UE的随机接入过程需要的物理信道为PRACH和AICH。,Page33,1、为规定的ASC（接入服务类）从可用RACH子信道组中随机选择一个2、在选择的RACH子信道组中导出可用上行接入时隙，如果在被选择的集合中没有接入时隙可用，则在下一个接入时隙集合中随机选择一个与RACH子信道组相关的上行接入时隙3、为规定的ASC从可用的识别Signature标识随机选择一个4、设置前缀重传计数Preamble_Retrans_Max5、设置前缀传输功率Preamble_Initial_Power6、利用选择的上行接入时隙、识别Signature标识、前缀传输功率参数传送一个前缀,随机接入过程,Page34,7、在选择的上行链路接入时隙相对应的下行链路接入时隙中，如果没有检测到与选择的识别Signature标识相关的捕获指示正负值（AI的取值非1即-1）情况下：a、选择一个新的上行链路接入时隙作为下一个可用的接入时隙b、选择Signature标识c、增加前缀传输功率d、前缀重传计数减1，如果前缀重传计数大于0，则重复步骤6，否则退出物理层随机接入过程8、若检测到与选择的识别Signature标识相关的捕获指示为否定值，退出物理层随机接入过程9、若检测到与选择的识别Signature标识相关的捕获指示为肯定值，则在AICH对应上次前缀发射后3或4个上行接入时隙发射接入消息10、结束物理层随机接入过程,随机接入过程,Page35,物理随机接入信道PRACH,用于承载上行信令时间上用接入时隙来确定，UE只能在时隙的开始位置进行随机接入传送，每个时隙5120chips，每2帧有15个slot,Page36,物理随机接入信道PRACH,随机接入传送数据由两部分组成：1或多个的preamble（前缀）：4096chips长度由长度为16chips的signature（标签序列）进行256次重复构成，一共有16种signature（标签序列）10或20ms的message（信息部分）,Page37,PRACH信息部分的帧结构,消息数据部分：SF=256、128、64、32消息控制部分：SF=256，包括8个导频比特和2个TFCI比特,Page38,捕获指示信道AICH,用于下发捕获指示消息NodeB收到UE发送的preamble后，通过该信道下发捕获指示；UE收到捕获指示后再通过PRACH的消息部分发送接入消息SF=256，周期为20ms，包括重复的15个接入时隙（AS）,Page39,第2章WCDMA物理层过程与物理信道结构第1节物理信道结构与映射关系第2节小区搜索过程第3节寻呼过程第4节随机接入过程第5节业务过程,Page40,业务过程与专用信道,在R99/R4网络中，当UE需要进行业务时，网络会根据UE业务的类型为其分配专用信道，UE将使用专用信道通信。UE业务结束时，专用信道资源将被释放。专用信道可分上行和下行专用信道。用来承载高层数据和信令的称为DPDCH，用来承载物理层控制信息的称为DPCCH。,Page41,上行专用物理信道DPDCH/DPCCH,DPDCH用于实现物理层对