WCDMA无线接口物理层与信道-001.pdf

WCDMA 无线接口物理层与信道无线接口物理层与信道 CDD 陈黎陈黎 2008 11 5 2 u无线接口物理层处于无线接口协议模型 的最底层 它提供物理介质中保证比特 流正确传输所需要的所有功能 u物理层通过传输信道实现向上层提供数 据传输服务 u物理层的主要功能包括 信道编解码 扩频调制和解扩解调 内环功率控制等 信道结构和物理层密切相连 不可能脱离物信道结构和物理层密切相连 不可能脱离物 理层单独讲信道 要理解信道 必须深入了解理层单独讲信道 要理解信道 必须深入了解 无线接口的物理层 无线接口的物理层 3 参考资料参考资料参考资料参考资料 qTS 25 104 UTRA BS FDD Radio Transmission and Reception qTS 25 201 Physical layer general description qTS 25 211 Physical channels and mapping of transport channels onto physical channels FDD qTS 25 212 Multiplexing and channel coding FDD qTS 25 213 Spreading and modulation FDD qTS 25 214 Physical layer procedures FDD qTS 25 308 UTRA High Speed Downlink Packet Access HSDPA Overall description Stage 2 qTR 25 877 High Speed Downlink Packet Access HSDPA Iub Iur Protocol Aspects qTR 25 858 Physical layer aspects of UTRA High Speed Downlink Packet Access 4 课程目标课程目标课程目标课程目标 学习完此课程 您将会 学习完此课程 您将会 了解了解WCDMA无线接口的协议结构无线接口的协议结构 掌握掌握WCDMA 信道的基本结构和映射关系信道的基本结构和映射关系 了解了解WCDMA物理层过程物理层过程 5 第第第第1 1章章章章 概述概述概述概述 第第2章章 WCDMA物理层关键技术物理层关键技术 第第1节 信道结构与映射关系节 信道结构与映射关系 第第2节 编码和复用技术节 编码和复用技术 第第3节 扩频技术节 扩频技术 第第4节 调制技术节 调制技术 第第3章章 WCDMA物理层过程物理层过程 6 RNS RNC RNS RNC Core Network Node B Node B Node B Node B Iu Iu Iur Iub Iub Iub Iub UTRAN协议结构协议结构UTRANUTRAN协议结构协议结构协议结构协议结构 7 UuUu接口协议栈结构接口协议栈结构接口协议栈结构接口协议栈结构 L3 control control control control Logical Channels Transport Channels C plane signalling U plane information PHY L2 MAC L1 RLC DC Nt GC L2 RLC MAC RLC RLC RLC RLC RLC RLC RLC Duplication avoidance UuS boundary BMC L2 BMC control PDCP PDCPL2 PDCP DC Nt GC Radio Bearers RRC 8 MAC层 层2 物理层 层1 扩频调制 传输信道 物理信道物理信道物理信道物理信道 结构结构结构结构 扩频调制扩频调制扩频调制扩频调制 编码和复用编码和复用编码和复用编码和复用 映射到物理层映射到物理层映射到物理层映射到物理层 解复用解码解复用解码解复用解码解复用解码 映射到映射到映射到映射到MACMAC层层层层 解调解扩解调解扩解调解扩解调解扩 物理层技术实现物理层技术实现物理层技术实现物理层技术实现物理层技术实现物理层技术实现 9 10 11 12 扩频包括两个操作 信道化 channelization 操作 它使数据符号变为码 片 并增加了信号带宽 每符号的码片数称为扩频因子 SF 可以通过与OVSF相乘得到 扰码操作 它作用在扩频信号上 数据比特 OVSF码扰码 扩频后 码片 扩频技术扩频技术扩频技术扩频技术扩频技术扩频技术 13 信道化码使用OVSF码 定义 Cch SF k 描述信道码 SF 为扩频因子 k 为码 号 0 k SF 1 SF 1 SF 2 SF 4 Cch 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 1 1 1 Cch 4 3 1 1 1 1 信道化码信道化码 OVSF码 码 信道化码信道化码信道化码信道化码 OVSFOVSF码 码 码 码 14 扰码 GOLD序列 扰码每10ms重复一次 长度是38400chips 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上行短扰码 上行扰码由高层分配 对于下行物理信道 可以产生218 1 262143个 扰码 但只使用了0 8191号的扰码 扰码扰码扰码扰码扰码扰码 15 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511 16 从扰码511 16 1 从扰码511 16 15 8192个扰码512集 每集分为 1个主扰 码15个从 扰码 下行链路扰码特点下行链路扰码特点下行链路扰码特点下行链路扰码特点下行链路扰码特点下行链路扰码特点 16 下 行 主 扰 码 组0 组1 组63 主扰码0 主扰码1 主扰码7 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 63 16 主扰码16 8 63 16 7 下行链路扰码特点下行链路扰码特点下行链路扰码特点下行链路扰码特点下行链路扰码特点下行链路扰码特点 17 小结小结小结小结 本章主要对物理层的一些基本概念进行了介绍 包括 q无线接口协议栈结构 q物理层的数据处理过程 q物理层技术的实现 小结小结小结小结 18 第第第第2 2章章章章 WCDMAWCDMA物理层关键技术物理层关键技术物理层关键技术物理层关键技术 第第1节 信道结构与映射关系节 信道结构与映射关系 第第2节 编码和复用技术节 编码和复用技术 第第3节 扩频技术节 扩频技术 第第4节 调制技术节 调制技术 19 q在在WCDMA系统的无线接口中 从不同协议层次上讲 承载系统的无线接口中 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 用户各种业务的信道被分为以下三类 逻辑逻辑信道信道 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两大类 即控制信道和业务信 道 传输传输信道信道 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而分为专用信道和公共信 道两大类 物理信道物理信道 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 信道分类信道分类信道分类信道分类信道分类信道分类 20 业务逻辑信道 TCH 控制逻辑信道 CCH 逻辑信道分类逻辑信道分类逻辑信道分类逻辑信道分类逻辑信道分类逻辑信道分类 专用业务信道 专用业务信道 DTCH 公共业务信道 公共业务信道 CTCH 广播控制信道 广播控制信道 BCCH 寻呼控制信道 寻呼控制信道 PCCH 专用控制信道 专用控制信道 DCCH 公共控制信道 公共控制信道 CCCH 21 广播信道广播信道BCH 前向接入信道前向接入信道FACH 寻呼信道寻呼信道PCH 反向 随机 接入信道反向 随机 接入信道RACH 专用信道专用信道DCH DCH信道可以为上行或下行信道信道可以为上行或下行信道 公共传输信道 专用传输信道 传输信道分类传输信道分类传输信道分类传输信道分类传输信道分类传输信道分类 22 q物理信道分为上物理信道分为上行行物理信道和下物理信道和下行行物理信道 物理信道 q物理信道可以物理信道可以由某一由某一载载波波频频率 率 码码 信道码和信道码和扰扰码码 相相位确定位确定 q在在采采用用扰扰码与扩频码的信道码与扩频码的信道里里 扰扰码码或或扩频码扩频码任何一任何一种不同 种不同 都都可以可以确定确定为不同的信道 为不同的信道 q多数多数信道信道是由是由无线无线帧帧和和时隙组成时隙组成 每一每一无线无线帧包括帧包括15个时隙个时隙 频率 码 相位 物理信道 物理信道分类物理信道分类物理信道分类物理信道分类物理信道分类物理信道分类 23 上行公共物理信道上行公共物理信道 物理随机接入信道物理随机接入信道 PRACH 上行专用物理信道上行专用物理信道 上行专用物理数据信道上行专用物理数据信道 uplink DPDCH 上行专用物理控制信道上行专用物理控制信道 uplink DPCCH 上行物理信道上行物理信道 上行物理信道上行物理信道上行物理信道上行物理信道上行物理信道上行物理信道 24 下行专用物理信道下行专用物理信道 downlink DPCH 下行物理信道 下行公共物理信道下行公共物理信道 公共控制物理信道公共控制物理信道 CCPCH 同步信道同步信道 SCH 寻呼指示信道寻呼指示信道 PICH 捕获指示信道捕获指示信道 AICH 公共导频信道公共导频信道 CPICH 下行物理信道下行物理信道下行物理信道下行物理信道下行物理信道下行物理信道 25 物理信道的功能物理信道的功能物理信道的功能物理信道的功能 基基站站Node B用户用户终端终端UE P CCPCH 主公共控主公共控制物理信道制物理信道 SCH 同同步步信道信道 P CPICH 主公共导主公共导频信道频信道 S CPICH 从从公共导公共导频信道频信道 小区广播信道小区广播信道 DPDCH 专专用物理用物理数据数据信道信道 DPCCH 专专用物理用物理控控制信道制信道 专用连接信道专用连接信道 寻呼信道寻呼信道 PICH 寻呼指示寻呼指示信道信道 S CCPCH 从从公共控公共控制物理信道制物理信道 PRACH 随即随即接入物理信道接入物理信道 AICH 获取指示获取指示信道信道 随机接入信道随机接入信道 HS DPCCH 高速专高速专用用控控制信道制信道 HS SCCH 高速共享控高速共享控制信道制信道 HS PDSCH 高速 高速下下行行物理物理共享共享信道信道 高速下行共享信道高速下行共享信道 26 qSCH用用于小区搜索于小区搜索 q分分成 主成 主同同步步信道信道P SCH和从同和从同步步信信 道道S SCH qSCH信道信道占占用用前前256个个Chip q在在P SCH上上发送主发送主同同步步码码 PSC PSC在在每个时隙内重每个时隙内重复复发发射 射 q在在S SCH上上发送发送从同从同步步码码 SSC SSC从从16个长个长为为256的码的码组组中中选选 择择 共有共有64组组 代表代表64个扰个扰码码码码组组 q从同从同步步码码 SSC 指定小区扰指定小区扰码的码码的码 组组 Primary SCH Secondary SCH 256 chips 2560 chips One 10 ms SCH radio frame acsi 0 acp acsi 1 acp acsi 14 acp Slot 0 Slot 1 Slot 14 同步信道同步信道SCH同步信道同步信道同步信道同步信道SCHSCH 27 qcommon Pilot Channel CPICH q传送确知序列传送确知序列 q固定速率固定速率30Kbps SF 256 q发发射分射分集时集时 使使用相同的扩频码和用相同的扩频码和扰扰码 码 但传送序列但传送序列不同不同 slot 1 Frame i 1Frame i slot 14 A A A A A A A A A A A A A A A A A A A A A A A A A A A A A A A A A A A A A A A A A A A A A A A AAntenna 2 Antenna 1 slot 0 Frame Boundary 公共导频信道公共导频信道CPICH公共导频信道公共导频信道公共导频信道公共导频信道CPICHCPICH 28 q主公共导主公共导频信道频信道 P CPICH 使用相同的信道码 即Cch 256 0 扰码为主扰码 一个小区只有一个主CPICH 在整个小区广播 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 q从从公共导公共导频信道频信道 S CPICH 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 一般用于窄天线发射波束范围内 高业务量的覆盖区 可以作为 S CCPCH 和下行 DPCH的参考 CPICH的分类的分类CPICHCPICH的分类的分类的分类的分类 29 q固定数率 固定数率 30kbps SF 256 q用用于于承载承载BCH信道信道 q每个时隙每个时隙的的头头256chips为为空空 q只有数据域只有数据域 q可以可以采采用用STTD传输传输分分集集 Data 18 bits Slot 0 Slot 1 Slot i Slot 14 Tslot 2560 chips 20 bits 1 radio frame Tf 10 ms Tx OFF 256 chips 主公共控制物理信道主公共控制物理信道P CCPCH主公共控制物理信道主公共控制物理信道主公共控制物理信道主公共控制物理信道P P CCPCHCCPCH 30 q用于传送 FACH和PCH q两种SCCPCH 有TFCI 和无 TFCI UTRAN 决定 TFCI是否发 送 UE必须支持TFCI的接收和处 理 q可能的传送速率与下行DPCH 相 同 qSF 256 4 qFACH and PCH 可被映射到同一 个或不同的 S CCPCH 如果映射 到同一个S CCPCH 它们可以映 射到相同的帧 Slot 0 Slot 1 Slot i Slot 14 Tslot 2560 chips 20 2k bits k 0 6 Pilot Npilot bits Data Ndata bits 1 radio frame Tf 10 ms TFCI NTFCI bits 从公共控制物理信道从公共控制物理信道S CCPCH从公共控制物理信道从公共控制物理信道从公共控制物理信道从公共控制物理信道S S CCPCHCCPCH 31 qPICH为固定速率 SF 256 的物理信道 用于传送Page Indicators PI qPICH 总是与一个S CCPCH 相联系 这个信道正在传送一个PCH qPICH的帧结构 一帧为10ms 包括300bits 其中 288 bits用于传送 Page Indicators 其余12 bits尚未定义 qN 个寻呼指示 PI0 PIN 1 在一帧内传送 N 18 36 72 or 144 q如果某一帧中的 PIi 被置为1 说明PIi对应UE应对S CCPCH的对应帧进行解 调 寻呼指示信道寻呼指示信道PICH寻呼指示信道寻呼指示信道寻呼指示信道寻呼指示信道PICHPICH One radio frame 10 ms b1 b0 288 bits for paging indication 12 bits undefined b287 b288 b299 32 q随机随机接入接入是是基基于快速捕获指示于快速捕获指示的的时隙时隙ALOHA方法方法 q时间时间上用接入上用接入时隙时隙来来确定确定 UE只只能在能在时隙时隙的的开始开始位位置进置进行随机行随机 接入接入传送传送 每个时隙每个时隙5120chips 每每2帧有帧有15个个slot q随机随机接入接入传送数据由传送数据由两部两部分分组成组成 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 使用哪个signature 标签序列 及信息部分长度由高层决 定 10或20ms的message 信息部分 物理随机接入信道物理随机接入信道PRACH物理随机接入信道物理随机接入信道物理随机接入信道物理随机接入信道PRACHPRACH 33 Message part Preamble 4096 chips 10 ms one radio frame Preamble Preamble Message part Preamble 4096 chips 20 ms two radio frames Preamble Preamble PRACH的发射结构的发射结构PRACHPRACH的发射结构的发射结构的发射结构的发射结构 34 RACH的接入时隙分配的接入时隙分配RACHRACH的接入时隙分配的接入时隙分配的接入时隙分配的接入时隙分配 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 5120 chips radio frame 10 msradio frame 10 ms Access slot 0Random Access Transmission Access slot 1 Access slot 7 Access slot 14 Random Access Transmission Random Access Transmission Random Access TransmissionAccess slot 8 35 Pilot Npilot bits Data Ndata bits Slot 0 Slot 1 Slot i Slot 14 Tslot 2560 chips 10 2 k bits k 0 3 Message part radio frame TRACH 10 ms Data Control TFCI NTFCI bits PRACH信息部分的帧结构信息部分的帧结构PRACHPRACH信息部分的帧结构信息部分的帧结构信息部分的帧结构信息部分的帧结构 36 qAICH的的帧帧结构 结构 两两帧帧 共共20 ms 包括重包括重复的复的15接入接入时隙时隙AS 每个时隙有每个时隙有20个个比特比特 5120码码片片 每个时隙包括每个时隙包括两部两部分 分 捕获捕获 指示指示AI和和空空部部分 分 q捕获指示捕获指示AI有有16种种Signature qAICH的相的相位位参考参考为为CPICH qAICH为为固定速率固定速率 SF 256 的物理信道的物理信道 AS 14AS 0AS 1AS iAS 14AS 0 a1a2a0a31a32a30a33a38a39 AI partUnused part 20 ms 捕获指示信道捕获指示信道AICH捕获指示信道捕获指示信道捕获指示信道捕获指示信道AICHAICH 37 qDPDCH和和DPCCH在无线在无线帧帧通通过过I Q复用 复用 qDPDCH用用来来传输传输层层2及更及更高高层层产生产生的的专专用用数据数据 qDPCCH用用来来传输传输层层1的的控控制信制信息息 q帧长帧长为为10ms 分 分15个时隙个时隙 每时隙每时隙2560 chips qDPDCH的扩频的扩频因子因子 SF 为为4到到256 q在相同的层在相同的层1连接中 连接中 DPDCH与与DPCCH的扩频的扩频因子因子是是可以不同可以不同 的 的 q每个每个DPCCH时隙由时隙由Pilot TFCI FBI TPC构构成成 上上行专行专用物理信道的用物理信道的特点特点 上行专用物理信道上行专用物理信道DPDCH DPCCH上行专用物理信道上行专用物理信道上行专用物理信道上行专用物理信道DPDCH DPCCHDPDCH DPCCH 38 上行上行DPDCH DPCCH帧结构帧结构上行上行上行上行DPDCH DPCCHDPDCH DPCCH帧结构帧结构帧结构帧结构 Pilot Npilot bits TPC NTPC bits Data Ndata bits Slot 0Slot 1Slot iSlot 14 Tslot 2560 chips 10 bits 1 radio frame Tf 10 ms DPDCH DPCCH FBI NFBI bits TFCI NTFCI bits Tslot 2560 chips Ndata 10 2 k bits k 0 6 39 DCH数据 DPDCH DPCCH 为DPDCH提供解调 功 控等控制数据 实现物理层对实现物理层对 高层数据承载高层数据承载 上行上行DPDCH DPCCH作用作用上行上行上行上行DPDCH DPCCHDPDCH DPCCH作用作用作用作用 40 qDPCH包括专用的数据 DPDCH 及控制信息 DPCCH 专用数 据用于传输层2或更高层产生的数据 控制信息用于传输层1的控制 信号 q控制信息包括 导频 TPC 可选的TFCI qDPCH的扩频因子可以为512到4 并且在连接过程中可以改变 qDPDCH和DPCCH是时间复用的 q同一CCTrCH的多码传输使用相同的扩频因子 此时 只需传输第 一个DPCH的控制信息就行 q当有多个CCTrCH给同一用户时 每个CCTrCH可以使用不同的扩频 因子 并且只需传输一个DPCCH信息 专用下行物理信道专用下行物理信道DPCH专用下行物理信道专用下行物理信道专用下行物理信道专用下行物理信道DPCHDPCH 41 One radio frame Tf 10 ms Slot 0 Slot 1 Slot i Slot 14 Tslot 2560 chips 10 2 k bits k 0 7 Data2 N data2 bits DPDCH TFCI N TFCI bits Pilot N pilot bits Data1 N data1 bits DPDCH DPCCH DPCCH TPC N TPC bits DPCH的帧结构的帧结构DPCHDPCH的帧结构的帧结构的帧结构的帧结构 42 实现物理层实现物理层 数据承载数据承载 DCH数据 DPDCH DPCCH 为DPDCH提供解调 功 控等控制数据 DCH数据 下行下行DPDCH DPCCH作用作用下行下行下行下行DPDCH DPCCHDPDCH DPCCH作用作用作用作用 43 T ra n s m is s io n P o w e r P h y s ic a l C h a n n e l 1 T ra n s m is s io n P o w e r P h y s ic a l C h a n n e l 2 T ra n s m is s io n P o w e r P h y s ic a l C h a n n e l L D P D C H O n e S lo t 2 5 6 0 c h ip s T F C I P ilo t T P C D P D C H 下行下行DPCH多码传输的时隙结构多码传输的时隙结构下行下行下行下行DPCHDPCH多码传输的时隙结构多码传输的时隙结构多码传输的时隙结构多码传输的时隙结构 44 HSDPA结构结构 HSDPA基本流程基本流程HSDPAHSDPA结构结构结构结构 HSDPAHSDPA基本流程基本流程基本流程基本流程 Node B RNCUE 5 ACK NACK on HS DPCCH 6 数据包数据包 重传重传 如果需要如果需要 on HS DSCH 数据包数据包 2 调度并确定调度并确定HS DSCH 参数参数 3 发送发送HS DSCH参数 参数 on HS SCCH 和 数据 和 数据 on HS DSCH 4 检测检测HS DSCH参数 如参数 如 果有发送给自己的信息 则果有发送给自己的信息 则 开始接收 存储和解调数据开始接收 存储和解调数据 1 CQI on HS DPCCH 45 HSDPAHSDPA物理信道物理信道物理信道物理信道 qHS SCCH HS PDSCH为下行共享信道 为所有用户共享 UE一直侦察HS SCCH上的UEid判断该TTI是否指向自己 确定有数据发给自己后才解调HS PDSCH信道上的数据 HS DPCCH为上行专用物理信道 用于传送三个物理 层信号ACK NACK CQI qDPCH为专用信道 伴随信道 主要用于信令传输和功率控制 一般不承载 业务 但是也可以承载诸如AMR等实时业务 多RAB N o d e B U E H S P D S C H H S S C C H D P C H H S D P C C H 46 HSDPAHSDPA相关物理信道 相关物理信道 相关物理信道 相关物理信道 HSHS PDSCHPDSCH的帧结构的帧结构的帧结构的帧结构 Slot 0 Slot 1 Slot 2 T slot 2560 chips M 10 2 k bits k 4 Data N data 1 bits 1 subframe T f 2 ms 640640192016240ksps960kbps1 16QAM 32032096016240ksps480kbps0 QPSK Ndata时隙比特数子帧比特数扩频因子符号速率比特速率时隙格式 固定扩频因子固定扩频因子SF 16 可以多信道并行传输 通过传输速率可以多信道并行传输 通过传输速率 QPSK调制调制M 2 16QAM调制调制M 4 只承载用户数据 不承载任何控制信息只承载用户数据 不承载任何控制信息 47 HSDPAHSDPA相关物理信道 相关物理信道 相关物理信道 相关物理信道 HSHS SCCHSCCH帧结构帧结构帧结构帧结构 qHS SCCH帧结构 HS SCCH固定SF 128 固定数据速率60kbps 承载HS PDSCH信道的层1控制信令 HS SCCH全部映射用户七项数据属性信息 包括 Xue Xccs Xms Xrv Xtbs Xhap Xnd 每一个TTI数据UE首先解调HS SCCH 通过Xue发现这次数据是自己的 然 后解出其他六项属性 使用Xccs Xms Xrv Xtbs属性解出HS PDSCH上 的数据 然后使用Xhp Xnd属性进行HARQ操作 Slot 0 Slot 1 Slot 2 T slot 2560 chips 40 bits Data N data 1 bits 1 subframe T f 2 ms 48 HSDPAHSDPA相关物理信道 相关物理信道 相关物理信道 相关物理信道 HSHS DPCCHDPCCH帧结构帧结构帧结构帧结构 q上行HS DPCCH信道 TTI 2ms 3时隙 SF 256 速率为15Kbps 承载HSDPA的3种上行物 理层信令 signal 包含 ACK NACK和CQI ACK和NACK对应着数据传输的正确性指示 只有数据传输时才发送 CQI是 物理信道质量指示 S u b fra m e 0 S u b fra m e i S u b fra m e 4 H A R Q A C K C Q I O n e ra d io fra m e T f 1 0 m s O n e H S D P C C H s u b fra m e 2 m s 2 T s lo t 5 1 2 0 c h ip s T s lo t 2 5 6 0 c h ip s 49 逻辑信道与传输信道的映射关系逻辑信道与传输信道的映射关系逻辑信道与传输信道的映射关系逻辑信道与传输信道的映射关系 Logical Channels Transport Channels CCCH uplink RACH DCCH DTCH uplink RACH DCH BCCH downlink BCH PCCH downlink PCH CCCH CTCH downlink FACH DCCH DTCH downlink DCH FACH DTCH downlink HS DSCH 在在WCDMA系统中 系统中 常常用的用的逻辑逻辑信道和信道和传输传输信道的映射关系信道的映射关系 50 传输信道与物理信道的映射关系传输信道与物理信道的映射关系传输信道与物理信道的映射关系传输信道与物理信道的映射关系传输信道与物理信道的映射关系传输信道与物理信道的映射关系 Transport Channels Physical Channels DCH Dedicated Physical Data Channel DPDCH Dedicated Physical Control Channel DPCCH RACH Physical Random Access Channel PRACH BCH Primary Common Control Physical Channel PRACH FACH Secondary Common Control Physical Channel SCCPCH PCH Sychronisation Channel SCH Acquisition Indicator Channel AICH Paging Indicator Channel PICH HS DSCHHigh Speed Physical Downlink Shared Channel HS PDSCH HS DSCH related Shared Control Channel HS SCCH Dedicated Physical Control Channel uplink for Hs DSCH HS DPCCH 51 第第第第2 2章章章章 WCDMAWCDMA物理层关键技术物理层关键技术物理层关键技术物理层关键技术 第第1节 信道结构与映射关系节 信道结构与映射关系 第第2节 编码和复用技术节 编码和复用技术 第第3节 扩频技术节 扩频技术 第第4节 调制技术节 调制技术 52 目目的 从的 从MAC层层来来的的数据数据流流 以以传输时间间传输时间间隔隔 TTI 为为周周 期期 以 以传输传输块块 TB TBS 为单为单 位位 流经流经物理层 物理层 经经过信道过信道 编码与复用编码与复用后提供给后提供给无线无线传传 输输链路链路上上传输传输 来自MAC的数据流 编码与复用 实现传输信道映射到 物理信道 物理信道上的数据流 内容 信道编码策略是检 错编码 纠错编码 速率 匹配 交织和传输信道到 物理信道的相互映射的组 合 编码与复用概述编码与复用概述编码与复用概述编码与复用概述编码与复用概述编码与复用概述 53 qCRC添加添加 q传输传输块级联块级联与码与码块块分分段段 q前向前向纠错纠错编码编码 q速率速率匹配匹配 qDTX插插入入 q交织交织 q无线无线帧帧分分段段 q传输传输信道信道 TrCH 复用复用 q物理信道分物理信道分段段 q物理信道映射物理信道映射 编 码 与 复 用 步 骤 编码与复用步骤编码与复用步骤编码与复用步骤编码与复用步骤编码与复用步骤编码与复用步骤 54 qCRC以以TB为单为单位位进进行行添加添加 qCRC长长度度由由上层信上层信令告诉令告诉 0 8 12 16 24可选 q每个每个TrCH是是不会不会改变改变的的 重重配置除外配置除外 q如果没如果没有有TB输输入入 不不应该计算应该计算CRC 如果如果有有TB输输入入 但输但输入入 TB SIZE 0 仍仍要要添加添加CRC 只是只是CRC均均为为0 传输传输块块 TB 的的CRC添加添加传输传输块块传输传输块块 TBTB 的的的的CRCCRC添加添加添加添加 55 qTB级联级联是指一个是指一个TTI内内的的所所有有TB加加上上CRC后后的的串串行行级联级联 q码码块块分分段段指指编码码编码码块块的分的分段段 与编码类与编码类型型相关 相关 卷积码 如果TBS SIZE 504 分成等长的多段编码块 Turbo码 如果TBS SIZE 5114 分成等长的多段编码块 不编码 不用分段 如果分段不能均分 在第一个码块的开始位置填充 0 比特 如果Turbo编码的码块长度10ms的的TrCH q上上行行无线无线帧帧分分段段前前 由由无线无线帧帧均衡均衡保证保证了了数据长数据长度度是是TTI内内无无 线线帧数帧数Fi的的整整数数倍倍数数 q下下行行无线无线帧帧分分段段前前 由速率由速率匹配算匹配算法法保证保证了了数据长数据长度度是是TTI内内 无线无线帧数帧数Fi的的整整数数倍倍数数 无线无线帧分帧分段段无线无线帧分帧分段段无线无线帧分帧分段段 61 q复用以无线复用以无线帧帧 10ms 为单为单位位 q复用的复用的输输入为入为TrCH数据数据 复用复用后后形形成成CCTrCH qCCTrCH的的格式格式由由TFCI指示指示 q复用复用前前的各的各TrCH可以可以有有不同的不同的TTI qCCTrCH有有两两种类种类型型 公共公共类类型型和和专专用类用类型型 公共类型CCTrCH只能由公共TrCH复用而得 专用类型CCTrCH只能由专用TrCH复用形成 q对对一个一个用户用户而言而言 上上行行同同时只时只能能存存在在一个一个CCTrCH 下下行行可可有多有多 个个 q同同一个一个CCTrCH的不同无线的不同无线帧由帧由CFN来来区区分 分 传输信道传输信道 TrCH 的复用的复用传输信道传输信道传输信道传输信道 TrCHTrCH 的复用的复用的复用的复用 62 q当不止使用一个物理信道时 一个CCTrCH无线帧分成几个物理 帧 多码传输 多码传输的各个物理信道SF一定相同 q上行物理信道的DPCCH和DPDCH是码复用的 q下行物理信道的DPCCH和DPDCH是时分复用的 q上行物理信道一定是全填充的 除了压缩模式 q下行物理信道的DTX是不发送的 q上行只有一个DPCCH 因此上行的TPC流可能控制下行的多个 DPDCH 这些DPDCH可能属于一个CCTrCH 也可能属于不同的 CCTrCH q下行也只有一个DPCCH 尽管可能有多个CCTrCH 这时DPCCH在 最小SF的CCTrCH的物理信道上传输 这样TPC流和TFCI字都只有 一个 物理信道分物理信道分段段与映射与映射物理信道分物理信道分段段与映射与映射物理信道分物理信道分段段与映射与映射 63 10 20 40 or 80ms data data data TrCH i dataCRCdataCRCdataCRC dataCRCdataCRCdataCRCd a t aCBLCBLCBL 0 8 16 or 24bits 块长 Z 512 Ktail 卷积码 5120 Ktail Turbo码 CedBLCedBLCedBLCoded data卷积码 或 Turbo码Rate matched data Rate matched data DTX or or Data before 1stinterleavingData after 1stinterleaved 交织器列数 1 2 4 或 8 无线帧无线帧无线帧 无线帧数目 1 2 4 或 8 TrCH 1TrCH 2TrCH ICCTrCHTrCH 1 TrCH 2TrCH IDTXCCTrCH Ph 1Ph 2Ph P 10ms时间内 10ms时间内 Ph 1Ph 2Ph P TPC TFCIpilot 扩频 加扰 扩频 加扰扩频 加扰 TrCH i 1 data1data2TPC TFCIpilotdata1data2TPC TFCIpilotdata1data2 扩频扩频前前下行物理信道的下行物理信道的形成形成流程流程扩频扩频前前下行物理信道的下行物理信道的形成形成流程流程扩频扩频前前下行物理信道的下行物理信道的形成形成流程流程 64 q每个传输每个传输信道上可信道上可传送传送不同业务不同业务数据数据 多个传输多个传输信道复用为信道复用为一个一个码码 组组合合信道信道CCTrCH 所所以以WCDMA支持支持多个多个业务业务共共用用一个一个物理连物理连 接 接 qCCTrCH的的形形成成 业务数据加CRC校验码 信道纠错编码 根据业务类型选择卷积编码或Turbo编码 速率匹配 交织 多个传输信道复用为CCTrCH qCCTrCH映射映射到到物理信道的物理信道的数据数据部部分分 q物理层物理层填填加加物理层信物理层信号号TFCI TPC和和Pilot 形形成成完完整整物理信道 物理信道 而而 后进后进行行扩频扩频加加扰扰 最最后后在无线接口上在无线接口上发送发送 扩频扩频前前物理信道的物理信道的形成形成流程流程扩频扩频前前物理信道的物理信道的形成形成流程流程扩频扩频前前物理信道的物理信道的形成形成流程流程 65 The number of TrChs3 Transport block size81 103 and 60 bits CRC12 bits attached only to TrCh 1 Coding CC coding rate 1 3 for TrCh 1 2 coding rate 1 2 for TrCh 3 TTI20 ms Transport block size148 bits Transport block set size148 bits CRC16 bits Coding CC coding rate 1 3 TTI40 ms 12 2kb s AMR语音参数 3 4kb s 控制信道参数 编码与复用编码与复用例子例子 下行 下行12 2Kbps的的AMR语音业务语音业务 编码与复用编码与复用例子例子编码与复用编码与复用例子例子 下行 下行 下行 下行12 2Kbps12 2Kbps的的的的AMRAMR语音业务语音业务 语音业务语音业务 66 TrC h 1 Transport block C R C attachm ent C R C Tail bit attachm ent C onvolutional coding R 1 3 1 2 R ate m atching 81 81 303 Tail 8 93 303 NR M 1 1 st interleaving 12 R adio fram e segm entation 1a To TrC h M ultiplexing 303 NR M 1 NR F 1 303 NR M 1 2 NR F 2 333 NR M 2 2 NR F 3 136 NR M 3 2 1b TrC h 2 103 103 333 Tail 8 103 333 NR M 2 2a TrC h 3 60 60 136 Tail 8 60 136 NR M 3 3a 136 NR M 3 3b 333 NR M 2 2b NR F 1 NR F 1 NR F 2 NR F 2 NR F3 NR F 3 下行链路下行链路12 2kbps AMR语音语音编码编码下行链路下行链路下行链路下行链路12 2kbps AMR12 2kbps AMR语音语音编码编码语音语音编码编码 67 T r a n s p o r t b lo c k C R C a t t a c h m e n t C R C C o n v o lu ti o n a l c o d i n g R 1 3 R a t e m a t c h in g 1 4 8 1 4 8 5 1 6 B T a il 8 B 5 1 6 N R M B 1 s t i n te r l e a v i n g 1 6 b i t s R a d io f r a m e s e g m e n t a t io n 1 1 2 9 NR M B ND I 4 T o T r C h M u l tip le x in g 5 1 6 N R M B ND I 2 4 T a il b i t a t t a c h m e n t 1 6 4 B 3 T r B k c o n c a t in a t io n B T r B k s B 0 1 1 6 4 B 5 1 6 NR M B ND I I n s e r t i o n o f D T X in d ic a ti o n 1 2 9 NR M B ND I 4 1 2 9 NR M B ND I 4 1 2 9 NR M B ND I 4 I n s e r t io n o f D T X i n d ic a ti o n is u s e d o n l y i f th e p o s it io n o f t h e T r C H s i n t h e r a d i o f r a m e i s f i x e d DCH控制控制数据数据编码编码 3 4kbps DCHDCH控制控制数据数据编码编码控制控制数据数据编码编码 3 4kbps 3 4kbps 68 1 2 2 k b p s d ata 3 4 k b p s d a ta T rC H m u ltip lex in g 3 0 k sp s D P C H 2 n d in terleav in g P h y sical ch an n el m ap p in g 1 1 a 3 a 1 2 1 5 C F N 4 N slo t P ilo t sy m b o l T P C 1 2 1 5 C F N 4 N 1 slo t 1 2 1 5 C F N 4 N 2 slo t 1 2 1 5 C F N 4 N 3 slo t 2 a 2 1 b 3 b 2 b 3 1 a 3 a 2 a 4 1 b 3 b 2 b 1 a 1 b 2 a 2 b 3 a 3 b 1 a 1 b 2 a 2 b 3 a 3 b 1 2 3 4 5 1 0 5 1 0 5 1 0 5 1 0 1 2 2 k b p s d ata AMR语音语音与控制与控制数据数据复用复用AMRAMR语音语音与控制与控制数据数据复用复用语音语音与控制与控制数据数据复用复用 69 q含义含义 一个或一个或连连续几续几个个无线无线帧帧中中某某些些时隙时隙不不发送发送信信息息 q目目的 的 FDD下进行异频切换前的频间测量或异系统切换前的测量 q原因原因 下行压缩 一套收发信机只能同时工作在一组收发频率上 上行压缩 GSM 1800 1900 使用频率与FDD 上行 1920MHz 1980MHz 的工作频率相近 q方法方法 打孔 SF减半 高层指配 q类类型型 单 单帧帧和和双双帧方帧方式式