（通信与信息系统专业论文）tdscdma终端综合测试仪物理层功能仿真研究与实现.pdf

i 一 ， j - y 删i i j f l i ! i i i i i i i | i | i j i i i l i i i l i i | | i j i i i l i 删 y 1819 2 16 独创性( 或创新性) 声明 本人声明所呈交的论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究 成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢中所罗列的内容以外，论文中 不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得北京邮电大学或 其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所 做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。 申请学位论文与资料若有不实之处，本人承担一切相关责任。 本人签名： 童n 缇 日期： 型 聋墨臼! 篁b 关于论文使用授权的说明 学位论文作者完全了解北京邮电大学有关保留和使用学位论文的规定，即： 研究生在校攻读学位期间论文工作的知识产权单位属北京邮电大学。学校有权 保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允许学位论文被查阅 和借阅；学校可以公布学位论文的全部或部分内容，可以允许采用影印：缩印 或其它复制手段保存、汇编学位论文。( 保密的学位论文在解密后遵守此规定) 保密论文注释：本学位论文属于保密在l 年解密后适用本授权书。 本人签名：童1 1 丝日期：羔鲤2 垒圣岛! 三日 导师签名：日期： 一 北京邮电大学硕士研究生论文摘要 t d s c d m a 终端综合测试仪物理层功能仿真研究与实现 摘要 随着移动通信的快速发展，对第三代移动通信的研究逐渐成为 移动通信领域的研究热点，我国也提出了具有自主知识产权的 t d s c d m a 标准。t d s c d m a 以其t d d 特有的优势，吸引了越来 越多国内外制造商和运营商的关注。在此背景下，作者参与了 t d s c d m a 终端综合测试仪s p 6 01 0 第一期的研发。 t d s c d m a 终端综合测试仪s p 6 0 10 主要用于t d s c d m a 终 端生产线上的各种指标测试，它不但能够精确测量终端的各种物理 层指标，还可模拟基站、r n c 和核心网的信令功能，带动终端完成 在各种不同状态下的性能指标测试。 作者作为s p 6 0 1 0 研发项目一期物理层仿真平台的负责人，主要 工作是研究t d s c d m a 系统物理层协议，完成测试仪物理层功能仿 真平台的设计及实现。 本文首先仔细研究了t d s c d m a 终端综合测试仪s p 6 0 1 0 的功 能需求，以及整体设计架构，在此基础上，确定出物理层仿真平台 的功能需求。物理层仿真平台需要实现下行物理信道的发送和上行 物理信道的接收，以及对物理层过程的支持。然后结合物理层的功 能以及它与测试仪其它部分之间的相互联系，定义出物理层仿真平 台的外部接口。最后，根据协议将物理层功能仿真平台划分为若干 个模块来实现。本文的最后指出了文章主体所讨论的设计方法中存 在的不足之处，并对后续的工作方向提出了建议。 关键词：t d s c d m a 物理层物理信道m a t l a b 仿真 t - 北京邮电大学硕士研究生论文 a b s t r a c t t h er e s e a r c ha n dr e a l i z a t i o no nt h ep h y s i c a l l a y e rs i a t n 寸gp l a t f o r mo ft d s c d m a t e r m i n a lt e s ts e t a b s t r a c t w i mt h er a p i dd e v e l o p m e n to fm o b i l ec o m m u n i c a t i o n ，t h et d - s c d m as t a n d a r d w i t hi n d e p e n d e n ti n t e l l e c t u a lp r o p e r t yr i g h to fo u ro w nc o u n t r yh a sb e e np r o p o s e d d u et ot h ea d v a n t a g eo ft d d p r i n c i p l e ，m a n ym a n u f a c t u r e r sa n dt e l e c o mo p e r a t o r s p a y a t t e n t i o nt ot h i st e c h n o l o g y o nt h ec o n d i t i o n , t h ea u t h o rp a r t i c i p a t e di nf i r s ts t a g e o ft h er e s e a r c ha n dd e v e l o p m e n to ft h e t d - s c d m at e r m i n a lt e s ts e ts p 6 010 t d s c d m at e r m i n a lt e s ts e ts p 6 0 10i sd e v e l o p e df o rt h et e s to f t d - s c d m a t e r m i n a l so nt h ep r o d u c tl i n e s i tc a nn o to n l ye x a c t l ym e a s b r et h ep h y s i c a ll a y e r i n d e x e so ft e r m i n a l s ，b u ta l s os i m u l a t et h es i g n a l i n gf u n c t i o no fn o d eb ，r n ca n dt h e c o r en e t w o r kt od r i v et e r m i n a l si n t od i f f e r e n tt e s ts t a t e t h ea u t h o rh a sb e e n r e s p o n s i b l ef o rt h ep h y s i c a ll a y e rs i m u l a t i n gp l a t f o r mr e a l i z a t i o na tt h ef i r s ts t a g eo f t h er & d t h em a i nt a s ki st h er e s e a r c ho ft d s c d m ap h y s i c a ll a y e rp r o t o c o l s ，a n d t h ed e s i g no fs p 6 010p h y s i c a ll a y e rs i m u l a t i n gp l a t f o r mf u n c t i o n a lm o d u l e s f i r s t l y , t h i sp a p e ra n a l y s e s t h ef u n c t i o nr e q u i r e m e n ta n dt h ef r a m eo f t d s c d m at e r m i n a lt e s ts e ts p 6 0 10 ，i no r d e rt od e c i d et h ef u n c t i o nr e q u i r e m e n to f p h y s i c a ll a y e rs i m u l a t i n gp l a t f o r m t h em a i nf u n c t i o no ft h ep h y s i c a ll a y e rs i m u l a t i n g p l a t f o r mi st h et r a n s m i t i o no fd o w n l i n kp h y s i c a lc h a n n e l sa n dt h er e c e i v i n go fu p l i n k p h y s i c a lc h a n n e l s ，a sw e l la st h es u p p o r to fp h y s i c a ll a y e rp r o c e s s s e c o n d l y , t h e i n t e r f a c eo fp h y s i c a ll a y e ri sd e f i n e db e t w e e nh i g hl a y e ra n dp h y s i c a ll a y e r a tl a s t s e r v a lm o d u l e sa r ei n t r o d u c e dt or e a l i z ep h y s i c a ll a y e rs i m u l a t i n gp l a t f o r m a tt h e e n do ft h i sp a p e r , t h es h o r t a g eo ft h ep h y s i c a ll a y e rs i m u l a t i n gp l a t f o r md e s i g ni s s u m m a r i z e da n da d v i c e sa r eg i v e nf o rf u t u r ew o r k k e yw o r d s ：t d s c d m a p h y s i c a ll a y e rp h y s i c a lc h a n n e ls i m u l a t i n g 北京邮电大学硕士研究生论文目录 目录 第一章绪论1 1 1本论文题目来源及选题的意义l 1 1 1 论文背景l 1 1 2选题的意义。1 1 2论文的内容安排2 第二章t d c d m a 终端综合测试仪简介3 2 1t d s c d m a 系统概述3 2 1 1 t d s c d m a 系统结构3 2 1 2t d s c d m a 空中接口结构4 2 2t d s c d m a 终端测试仪概述5 2 2 1 仪表功能简介6 2 2 2仪表总体设计思想8 2 3 本章小结9 第三章t d s c d m a 终端综合测试仪物理层仿真平台功能1 0 3 1物理层仿真平台功能设计l o 3 2 物理层仿真平台实现设计1 1 3 2 1传输信道到物理信道的映射1 1 3 2 2 物理信道处理流程1 3 3 3物理层仿真平台接口设计1 7 3 3 1 与砌的原语接口及举例。1 8 3 3 2 与m a c 的原语接口及举例2 1 3 4本章小结2 3 第四章t d s c d m a 终端综合测试仪物理层仿真平台模块算法2 4 4 1下行发射的主要模块2 4 4 1 1 下行链路参数计算2 5 4 1 2 c r c 和码块级联功能模块2 7 4 1 3信道编码功能模块2 9 4 1 4 无线帧尺寸均衡功能模块3 0 4 1 5第一次交织功能模块31 4 1 6无线帧分段功能模块3 2 4 1 7 速率匹配功能模块3 2 4 1 8 传输信道复用功能模块3 3 4 1 9比特扰乱功能模块3 4 4 1 1 0 第二次交织功能模块3 4 4 1 1l 子帧分割功能模块3 7 4 1 1 2 物理信道映射功能模块3 7 4 1 13一层控制信息编码功能模块3 8 4 1 1 4 数据调制功能模块4 3 4 1 1 5 扩频加扰功能模块4 4 4 1 1 6加训练序列模块4 6 4 1 1 7其它下行功能模块4 9 4 2 上行接收的主要模块4 9 北京邮电大学硕士研究生论文目录 4 2 1 解u p p c h 5 0 4 2 2 解扰解扩解调5 2 4 2 3 控制信息解码功能模块：5 3 4 2 4 上行链路参数计算5 5 4 2 5 解物理信道映射5 6 4 2 6 解第二次交织5 7 4 2 7 解比特扰乱5 9 4 2 8 解复用和解速率匹配5 9 4 2 9 解第一次交织一6 1 4 2 1 0 信道译码6 2 4 2 1 l j 瞬c r c 6 3 4 2 12 传输信道b e r 计算6 3 4 2 13 解s p e c i a lb u r s t 6 4 4 3 本章小结6 5 第五章总结与展望6 6 参考文献。6 7 附录一：英文缩略语6 8 致 射6 9 - 北京邮电大学硕士研究生论文第一章 第一章绪论 1 1本论文题目来源及选题的意义 1 1 1论文背景 作为第三代移动通信标准的t d s c d m a 系统正在我国逐步发展起来，其 产业链也正逐步形成。为保障产业链的完整、提升产业化的可靠性和竞争优势， t d s c d m a 终端产业迫切需要一个综合的测试平台。 本论文所讨论的内容是国家8 6 3 资助项目“t d s c d m a 终端综合测试仪” 的一个重要组成部分。t d s c d m a 终端综合测试仪是经过周密的市场分析和市 场前景预测，为填补t d s c d m a 终端测试设备领域的空白，带动相关移动通 信产业的发展，而研制的测试设备。本人参加了该项目第一期的研发，并作为 测试仪物理层协议栈功能仿真平台的负责人，认真研究了t d s c d m a 物理层 协议，对物理层的功能及实现有了深入的了解。具体从事的工作如下： 1 t d s c d m a 物理层协议的研究。 t d s c d m a 物理层主要由3 g p pt s2 5 系列部分协议来规范，本人着重研 究的协议包括：3 g p pt s 2 5 3 0 2 ，3 g p pt s 2 5 2 2 1 3 g p pt s 2 5 2 2 4 ，及3 g p p t s 2 5 9 4 4 等。 2 负责测试仪物理层功能仿真平台的设计及实现。 测试仪物理层功能仿真平台为物理层协议栈实现提供算法依据，并可根据 要求模拟出各个信道的上下行数据，或对采集到的空口数据进行解析。主要实 现功能包括：下行信号的发射，上行信号的接收以及物理层过程的仿真。 实现平台为m a t l a b 仿真环境。 1 1 2选题的意义 t d s c d m a 移动通信系统标准是中国提出并被国际电信联盟( 删) 接纳 的第三代移动通信标准。也是近百年来我国通信史上第一个具有完全自主知识 产权的国际通信标准，它的出现在我国通信发展史上具有里程碑的意义，极大 地提高了我国在移动通信领域的技术水平，是整个中国通信业的重大突破。作 为3 g 的国际主流标准之一，t d s c d m a 技术必将引导中国乃至全球3 g 及后 3 g 技术的演进和发展。对于全球的运营商和通信设备制造商，t d s c d m a 更 是提供了一个难得的发展机遇。t d s c d m a 凭借频谱利用率高、系统容量大、 北京邮电大学硕士研究生论文第一章 建网成本低和高效支持数据业务等优势，必定会在全球范围内占有一席之地。 为保障t d s c d m a 产业链的完整、提升产业化的可靠性和竞争优势， t d s c d m a 终端产业迫切需要一个综合的测试平台。在g s m 和c d m a 终端 生产的测试仪表中，美国的安捷伦和德国的罗德施瓦茨两个测试仪表生产公司 占据了大部分市场。而对于t d s c d m a 系统的终端测试仪表，在本项目启动 前还没有厂家支持，这将严重影响t d s c d m a 的产业化进程。因此本项目开 发的t d s c d m a 终端综合测试仪填补了通信市场上t d s c d m a 终端测试设备 领域的空白，为t d s c d m a 的商用化进程作出了很大的贡献。 t d s c d m a 终端综合测试仪的实现主要包括4 个部分：物理层协议栈功能 实现，高层协议栈功能实现，测试功能实现及主控软件功能实现。其中物理层 协议栈功能实现这个部分的主要工作是将高层协议栈的数据或控制信息处理后 在空中接口上转发，以及接收空中接口的数据处理后传递给高层协议栈。而测 试仪物理层功能仿真平台为物理层协议栈的实现提供算法依据，并可根据要求 模拟出各个信道的上下行数据，或对采集到的空口数据进行解析，从而为物理 层协议栈功能实现提供了准确可靠的支持。 因此它对于测试仪的实现起着非常基础而关键的作用，是不可或缺的一个 重要部分。 1 2 论文的内容安排 本论文共分为五章，第一章绪论介绍了本论文选题的背景及意义，并简单 介绍了移动通信的发展历程和三种3 g 主流体制的特点。第二章对t d s c d m a 系统以及终端综合测试仪的功能和设计思想作了概述，为后续章节深入介绍测 试仪物理层功能仿真平台打下基础。第三章重点介绍了测试仪物理层功能仿真 平台的功能设计以及与高层之间的接口。第四章是本论文的核心部分，详细介 绍了测试仪物理层功能仿真平台的模块设计。在第五章中，对论文进行了总结， 并对t d s c d m a 终端测试仪及物理层功能仿真平台的研发作了展望。 北京邮电大学硕士研究生论文 第二章 第二章t d c d m a 终端综合测试仪简介 t d s c d m a 终端综合测试仪模拟t d s c d m a 系统网络侧的功能，在与终 端进行通信的时候，对终端的射频指标进行测试。本章在介绍t d 。s c d m a 系 统结构尤其是空中接口结构的基础上，引出终端综合测试仪的功能及设计概述， 为下文介绍测试仪物理层的功能及设计打下铺垫。 2 1t d s c d m a 系统概述 t d s c d m a 由大唐电信科技产业集团代表中国提交，在2 0 0 1 年被国际电 联接纳，成为被国际社会认可的三大3 g 标准之一。在中国各部门的鼎力支持 以及t d s c d m a 产业联盟企业的共同推动下，t d s c d m a 已成为发展最快的 3 g 技术标准。 2 1 1 t d s c d m a 系统结构 t d s c d m a 系统主要由核心网( c n ) ，u m t s 陆地无线接入网( u ，r 黜蝌) 和用户设备( u e ) 构成。结构如图所示： u 图2 1t d s c d m a 系统结构图 北京邮电大学硕士研究生论文第二章 从技术角度分析，t d s c d m a 系统的核心网与现有的g s m 核心网差别不 大，作为第三代移动通信系统，其优势主要体现在接入网( u t 黜蝌) 方面。 u t r a n 包含一个或几个无线网络子系统( r n s ) ，每个r n s 由一个无线网络控 制器( i c ) 和一个或多个基站( n o d eb ) 组成。u t r a n 和c n 的接口为 i u 接口，在u t r a n 内部无线网络控制器r n c 之间通过i u r 互联，r n c 和n o d e b 之间通过i u b 接口互连，n o d e b 和u e 之间的接口为u u 接e l ( 又称为空中接口) 。 我国为t d s c d m a 共划分了1 5 5 m 带宽，其中，主要工作频段为 1 8 8 0 1 9 2 0 m h z 、2 0 1 0 2 0 2 5m h z ，补充工作频段为2 3 0 0 - - 一2 4 0 0 m h z 。其主要技 术特点如下： 信号带宽：1 6 m h z ； 码片速率1 2 8 m c h i p s ； 采用智能天线( s m a r t a n t e n n a ) 技术，提高频谱效率； 采用同步c d m a ( s y n c h r o n o u sc d m a ) 技术，降低上行用户间的干扰 和保护时隙的宽度； 接收机和发射机采用软件无线电( s o f t w a r er a d i o ) 技术； 采用联合检测技术，降低多址干扰； 多时隙c d m a + d s c d m a ，具有上下行不对称信道分配能力，适应数 据业务； 采用接力切换，降低掉活率，提高切换的效率； 语音编码：a m r 与g s m 兼容； 核心网络基于g s m g p r s 网络的演进，并保持与g s m g p r s 网络 的兼容性； 基站间采用g p s 或者网络同步方法，降低基站间干扰； 2 1 2 t d s c d m a 空中接口结构 在u u 接口上，协议栈按其功能和任务，被分为物理层( l 1 ) 、数据链路层 ( l 2 ) 和网络层( l 3 ) 3 层。其中l 2 又分为媒体接入控制( m a c ) 、无线链路 控制( r l c ) 、分组数据会聚协议( p d c p ) 和广播多播控制( b m c ) 等4 个子 层。l 3 和r l c 按其功能又被分为控制平面( c 平面) 和用户平面( u 平面) ， l 2 的p d c p 和b m c 只存在于用户平面中。在控制平面上，l 3 又分为无线资源 控制( i 汛c ) 、移动性管理( m m ) 和连接管理( c m ) 等3 个子层。按信令及 过程是否和接入有关，u u 接口协议也被分作接入层( 包括l 1 、l 2 和l 3 的r r c 子层) 和非接入层( 包括m m 、c m ) ，其中，非接入层信令属于核心网功能。 北京邮电大学硕士研究生论文第二章 c - p l a n es i g n a l l i n g u - p l a n ei n f o r m a t i o n 型螋了 图2 - 2u u 接口协议图 2 2t d s c d m a 终端测试仪概述 本产品主要用于t d s c d m a 终端生产过程中的各种指标测试。其构筑基 于p x i 总线，能够在出厂前对终端所有关键性能指标进行全面的测试。该仪表 不但能够精确测量终端的各种物理层指标，还可模拟基站、r n c 和核心网的信 令功能，拉动终端完成在各种不同状态下的性能指标测试。用户可以通过计算 机监视测试结果，也可以在“仪器控制计算机”上通过定制不同的终端测试用 例和指标门限来完成终端不同方面的测试，在终端的测试指标不满足正常范围 时，将给出报警和简单的数据处理。 仪表不但可以独立工作，还可以利用g p i b 线同其他的仪表进行串联，利 用基于脚本的动态协议测试组织策略，根据用户的测试需要，动态生成测试用 例，配合其他仪表，达到对手机进行全面测试的目的。 北京邮电大学硕士研究生论文 第二章 2 2 1 仪表功能简介 概括说来，t d s c d m a 终端综合测试仪s p 6 0 1 0 的主要功能可以分为射频 测试功能、呼叫处理功能和g p i b 远程控制功能，如下图所示： 、雹 图2 3 测试仪功能图 1 射频测试功能。射频测试功能是对t d s c d m a 终端射频指标进行测 试，包括接收机测试和发射机测试。 北京邮电大学硕士研究生论文 第二章 图2 _ 4 发射机测试 图2 5 接收机测试 2 呼叫处理功能。呼叫处理功能是为模拟网络侧的协议处理过程，将被 测终端带到某一状态以进行相关测试。呼叫处理功能可模拟 t d s c d m a 网络的接入网和核心网的部分处理过程。 3 g p i b 远程控制功能。t d s c d m a 综测仪应当具有远端控制的功能， 远端控制即用户使用p c 或者工控机在远端对仪表进行控制，控制的传 输线一般采用g p i b l a n 来连接。 图2 - 6g p i b 功能 北京邮电大学硕士研究生论文第二章 s p 6 0 1 0 为了方便客户的使用，还添加了丰富的系统控制功能，使客户可以 根据测试的要求设置测试工程中的各种参数和仪表的特定功能参数。 2 2 2仪表总体设计思想 测试仪的结构设计如下图所示。用户接口部分即人机界面，可以在m i c r o s o f t 或者l i n u x u n i x 之类的操作平台上实现。高层协议处理模块主要是用软件完成 空中接口部分r r c 层和核心网n a s 层的功能模拟。测试数据处理模块负责所 有测试项的测量和计算。r l c 和m a c 层处理模块分别完成r l c 层和m a c 层 的功能。物理层模块分成发送和接收两部分，在d s p 上实现。射频调制和解调 完成基带信号和射频信号之间的转换，由f p g a 实现。 图2 - 7 测试仪结构设计框图 从另外一个角度看，整个测试仪系统又可以分为硬件和软件两个部分： 1 ) 硬件部分分为三个部分： 北京邮电大学硕士研究生论文第二章 机箱和控制器：提供所有软件程序的运行平台，提供测试结果显示 和用户控制平台，同时提供三层以及非接入层数据的模拟； 射频部分：主要功能为产生时钟源，射频信号的发送与接收； 基带处理部分：基带信号处理、高层协议处理与测试数据处理，提 供数据传输的各种接口。 2 ) 软件部分主要分为三个部分： 主控软件包：在控制器上运行的软件，完成仪表的控制接口、完成 控制指令解释和脚本解释功能、完成对协议处理软件和射频测量软件 的控制功能；完成对所有硬件的控制功能；完成测试数据转换输出和 数据显示功能。 协议处理软件包：主要分为高层协议处理和物理层协议处理两个部 分： 1 t d s c d m a 高层协议处理软件部分：完成r r c 、r l c 、m a c 层的协议处理功能； 2 t d s c d m a 物理层协议处理软件部分：完成物理层发送和接 收的处理工作； 射频测量软件包：完成对终端的发送和接收性能指标的测试和分 析。 2 3本章小结 本章首先介绍t d s c d m a 系统结构以及空中接口结构，由于采用t d d 双 工方式以及智能天线和独特的上行同步技术，t d s c d m a 的空中接口设计在整 个系统中显得尤为重要，也是测试仪实现中关键的一部分。然后介绍了测试仪 的功能及整体设计。测试仪的功能是在周密的市场分析和前景预测的基础上确 定的，主要是带动终端进入不同的测试状态进行相关的射频测试，它需要模拟 t d s c d m a 系统网络侧的功能，因此其主体设计结构与系统网络侧类似。 北京邮电大学硕士研究生论文第三章 第三章t d s c d m a 终端综合测试仪物理层仿真平台功能 在第二章对终端综合测试仪做了简单分析的基础上，本章将切入论文的重 点。首先根据协议定义的t d 。s c d m a 系统物理层功能以及测试仪的整体功能， 确定测试仪物理层仿真平台的功能需求，然后根据测试仪的结构设计了物理层 功能仿真平台与高层之间的接口。 3 。1物理层仿真平台功能设计 根据参考文献 2 】，t d s c d m a 系统物理层的主要功能是向高层提供数据 传输业务，具体可以分成以下几点： 1 ) 传输信道的前向纠错编解码； 2 ) 提供给高层的测量和指示，如：f e r 、s i r 、干扰功率，传输功率等等； 3 ) 传输信道的错误检测； 4 ) 传输信道的复用及编码组合传输信道的解复用； 5 ) 速率匹配； 6 ) 编码组合传输信道到物理信道的映射； 7 ) 物理信道的调制解调和扩频解扩； 8 ) 频率和时间( 码片、比特、时隙、帧) 的同步； 9 ) 闭环功率控制； 1 0 ) 功率加权及物理信道的合并； 1 1 ) 射频处理； 1 2 ) 上行同步的支持； 1 3 ) 上行信道的时间提前。 对于测试仪而言，其物理层模块的主要功能是根据测试仪的功能需求，实 现相关物理信道基带部分的发送与接收，以及物理层过程的支持。具体可以分 类如下： 1 ) 下行物理信道的发送。包括从传输信道到物理信道的映射、扩频调制 及信道合并。主要实现的下行信道有：下行导频信道d w p c h ，快速物 理接入信道f p a c h ，主公共控制物理信道p c c p c h ，辅公共控制物理 信道s - c c p c h ，寻呼指示信道p i c h ，专用物理信道d p c h ，以及两个 参考测量信道p c c p c h 和d p c h 。 2 ) 上行物理信道的接收。包括解扩解调和物理信道到传输信道的映射。 北京邮电大学硕士研究生论文第三章 主要实现的上行信道有：上行导频信道u p p c h ，物理随机接入信道 p r a c h ，以及专用物理信道d p c h 。 3 ) 物理层过程的支持。完成基站侧在物理层过程中实现的功能。主要实 现的物理层过程有：小区搜索，上行同步，功率控制。事实上这些物 理层过程的实现也是由下行物理信道的发送和上行物理信道的接收组 成的。因此在功能模块的设计中没有单独考虑物理层过程。 3 2物理层仿真平台实现设计 3 2 1 传输信道到物理信道的映射 传输信道到物理信道的映射方式如下： 表3 - 1 传输信道到物理信道的映射 g 矿” 。j 。ji| 7 。粥 ? t r a n s p o r t p h y s i c a lc h a n n e k ” 致，c h a n n e b? ? i ，。 j 。 m 一。女。赣 d c hd e d i c a t e dp h y s i c a lc h a n n e l ( d p c h ) b c h p r i m a r yc o m m o nc o n t r o lp h y s i c a lc h a n n e l ( p - c c p c h ) p c h s e c o n d a r yc o m m o nc o n t r o lp h y s i c a lc h a n n e l ( s - c c p c h ) f a c h s e c o n d a r yc o m m o nc o n t r o lp h y s i c a lc h a n n e l ( s c c p c h ) p a g i n gi n d i c a t i o nc h a n n e l ( p i c h ) 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 ( p r a c h ) u s c h p h y s i c a lu p l i n ks h a r e dc h a n n e l ( p u s c h ) 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 ( p d s c h ) d o w nl i n kp i l o tc h a n n e l ( d w p c h ) u pl i n kp i l o tc h a n n e l ( u p p c h ) f a s tp h y s i c a la c c e s sc h a n n e l ( f p a c h ) h s d s c h h i g hs p e e dp 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 ( h s p d s c h ) s h a r e dc o n t r o lc h a n n e lf o rh s - d s c h ( h s s c c h ) s h a r e di n f o r m a t i o nc h a n n e lf o rh s - d s c h ( h s s i c h ) 3 2 1 1 专用传输信道的映射 一个专用传输信道( d c h ) 映射到一个或几个专用物理信道( d p c h ) 上。 3 212 公共传输信道的映射 3 2 1 2 1 广播信道( b c h ) 在t d s c d m a 系统中，有两个p c c p c h 信道，即p c c p c h l 和p c c p c h 2 ， 它们以1 6 为扩频因子，使用c 等2 和c 器? 信道码映射到t s 0 。b c h 总是映射 1 1 北京邮电大学硕士研究生论文 第三章 至0p c c p c h l + p c c p c h 2 上。 3 2 1 2 2 寻呼信道( p c h ) p c h 是一个用于从r n c 寻呼u e 的特殊广播信道。如上所述，p c h 映射 到s c c p c h 。 3 2 1 2 3 前向接入信道( f a c h ) f a c h 用于当系统知道移动台的位置时承载向移动台发送的控制信息，也 可以承载用户的一些短消息。f a c h 映射到一个或几个s c c p c h 信道上，它的 位置由b c h 来指示，且它的大小和位置均可根据需要而改变。 3 2 1 2 4 随机接入信道( r a c h ) r a c h 映射到p r a c h 物理信道，p r a c h 由网络运营商配置。在任意子帧 的上行时隙上，p r a c h 可以使用任何一个扩频因子为1 6 或8 的资源单元。分 配给p r a c h 的扩频码和时隙通过b c h 在小区内广播。 一i i 北京邮电大学硕士研究生论文第三章 3 2 2物理信道处理流程 3 2 2 1 专用物理信道( d p c h ) 参数计算 j c r c 和码块分段 上一、”。n - ”a - 。“r d ， ， 信道编码和 无线帧尺寸均衡 d f c hd a t ac h a n n e l c o 1一、d i n g、 t l 第一次交织和无i 线帧分段 一 d p c hd a t ai n t e r l e a v li n 9 1 s tl 速率匹配和 i 传输信道复用，比特扰乱 0 一、 f o i n g _ m u x ar a i e m a t c h ， 第二次交织和 子帧分割 一d p c h _ d a t a i n t e r l e a v ， 上一、 i n 9 2 n d i 图3 1 下行d p c h 处理流程 专用物理信道只有一种，即d p c h 。d p c h 用于上行或下行某个特定用户 的数据传输。 d p c h 扩频：下行采用的扩频因子为1 或1 6 ，上行可以使用所有的扩频因 子。 d p c h 突发类型：采常规时隙突发类型，可以采用t f c i 、t p c 和s s 。 3 2 2 1 1 下行d p c h 处理流程 见图3 1 。 3 2 2 1 2上行d p c h 处理流程 北京邮电大学硕士研究生论文第三章 3 2 2 2 公共物理信道 图3 - 2 上行d p c h 处理流程 3 2 2 2 1 公共控制物理信道( p - c c p c h ) 公共传输信道中的b c h 在物理层映射到主公共控制物理信道( p c c p c h l 和p c c p c h 2 ) 。p c c p c h 为下行物理信道。在t d s c d m a 中，p c c p c h 的 位置( 时隙码) 是固定的t s 0 ，并映射到t s 0 最初的两个码道。 p c c p c h 扩频：p c c p c h 采用s f = 1 6 的固定扩频方式，p c c p c h l 和 p c c p c h 2 分别使用。q = 1 6 和。q = i 6 的信道码。 p c c p c h 突发类型：p c c p c h 也采用正规突发类型，p c c p c h 中没有 北京邮电大学硕士研究生论文第三章 t f c i 、t p c 和s s 。 p c c p c h 训练序列：p c c p c h 采用基本m i d a m b l e 码“。 3 2 2 2 2辅公共控制物理信道( s c c p c h ) 辅公共控制物理信道( s - c c p c h ) 由p c h 和或f a c h 映射得到，为下行 物理信道。在t s 0 中，s - c c p c h 可以与p - c c p c h 进行时间复用，也可以将它 分配到其他任一下行时隙上。s - c c p c h 所使用的码和时隙在小区中广播。 s c c p c h 扩频：s - c c p c h 采用s f = 1 6 的固定扩频方式，s - c c p c h ( s - c c p c h l 和s - c c p c h 2 ) 总是成对使用，并以1 6 为扩频因子映射到两个码 道。在一个小区中可以使用一对以上的s c c p c h 。 s c c p c h 突发类型：s - c c p c h 采用正规突发类型，可以采用t f c i ，没有 t p c 和s s 。 3 2 2 2 3 物理随机接入信道( p r a c h ) r a c h 映射到一个或多个上行物理随机接入信道( p r a c h ) 。 p r a c h 扩频：上行p r a c h 扩频因子为4 ，8 或1 6 ，其配置( 时隙和分配 到的扩频码) 通过b c h 在小区中广播。 p r a c h 突发类型：p r a c h 采用正规突发类型。不需要t f c i 、t p c 和s s 。 3 2 2 2 4物理同步信道( p s c h ) t d s c d m a 系统中有两个专用物理同步信道，即t d s c d m a 系统中每个 子帧中的d w p c h 和u p p c h 。 d w p c h 固定在每个子帧中的d w p t s 上传输，它是为下行导频和同步设计 的。信道结构如下图所示，由长为6 4 c h i p s 的s y n c _ d l 和3 2 c h i p s 的保护码间 隔组成的： 7 5 u s 。 g p ( 3 2 c h i p s ) s y n c _ d l ( 6 4 c h i p s ) 图3 3d 、卯c h 突发结构 其中复值码墨由长度为6 4 的基本二进制 一 码svnc d ls y n cd l s 2 l ，s2 ，j 觯夕( 参考3 g p pt s2 5 2 2 3 附录a ) 产生。墨和s 的关系如下： 兰i = ( j ) s fs j 乜一l i = l ，6 4 u p p c h 固定在每个子帧中的u p p t s 上传输，它是为上行导频和同步设计 的。这个信道通常是由长为1 2 8 c h i p s 的s y n c l 和3 2 c h i p s 的保护码间隔组 成的，其结构如下： 北京邮电大学硕士研究生论文 第三章