W初级04WCDMA无线接口物理层.ppt

WCDMA无线接口物理层 前言 WCDMA无线接口物理层位于WCDMA无线接口协议栈的最底层 它提供保证比特流在空口正确传输所需要的功能WCDMA无线接口物理层通过传输信道实现向高层提供数据传输的服务WCDMA无线接口物理层的主要功能包括 信道编 解码 扩频 解扩和调制 解调 内环功率控制等 培训目标 学习完此课程 您将会 了解WCDMA无线接口协议栈结构掌握WCDMA系统中的信道类型和它们之间的映射关系掌握WCDMA物理信道的结构 目录 WCDMA无线接口概述WCDMA物理层关键技术 WCDMA网络结构 UTRAN UMTSTerrestrialRadioAccessNetworkCN CoreNetworkUE UserEquipment UTRAN网络结构 WCDMA无线接口 Uu接口 协议栈结构 L3 control control control LogicalChannels TransportChannels C planesignaling U planeinformation PHY L2 MAC L1 RLC DC Nt GC L2 RLC MAC RLC RLC RLC RLC RLC RLC RLC Duplicationavoidance UuSboundary BMC L2 BMC control PDCP PDCP L2 PDCP DC Nt GC RadioBearers RRC control WCDMA无线接口 Uu接口 协议栈结构 WCDMA信号处理过程中的扩频 在WCDMA系统中 扩频过程包括信道化和加扰 两个步骤 其中扩频使用的是OVSF码 加扰使用的是扰码 WCDMA信号处理过程中的扩频 在WCDMA系统中 扩频过程包括信道化和加扰 两个步骤 其中扩频使用的是OVSF码 加扰使用的是扰码 WCDMA系统中的信道化码 OVSF码 在WCDMA系统中使用Cch SF k来描述信道码 OVSF码 其中SF为扩频因子 k为码号 k的取值范围0 k SF 1 WCDMA系统中的扰码 WCDMA中的扰码是从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WCDMA系统目前使用长扰码 上行扰码由RNC进行分配 同一RNC内不同用户上行扰码不同对于下行物理信道 共可以有218 1 262143个扰码 但只使用了0 8191号的扰码 WCDMA系统中的扰码 主扰码 从扰码 下行扰码分为512集 set 每个集中包含1个主扰码和15个从扰码 WCDMA系统中的扰码 扰码组 目录 WCDMA无线接口概述WCDMA物理层关键技术2 1物理信道结构2 2信道映射关系 WCDMA系统中的信道类型 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 业务逻辑信道 控制逻辑信道 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 WCDMA系统中逻辑信道的类型 广播信道BCH前向接入信道FACH寻呼信道PCH随机接入信道RACH高速下行共享信道HS DSCH 专用信道DCH增强专用信道E DCH 公共传输信道 专用传输信道 WCDMA系统中传输信道的类型 WCDMA系统中物理信道的类型 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 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 uplinkDPDCH 专用物理控制信道 uplinkDPCCH HSDPA专用物理控制信道 HS DPCCH HSUPA专用物理数据信道 E DPDCH HSUPA专用物理控制信道 E DPCCH 上行物理信道 WCDMA系统中的上行物理信道 下行公共物理信道主公共控制物理信道 P CCPCH 从公共控制物理信道 S CCPCH 同步信道 P SCH S SCH 寻呼指示信道 PICH 捕获指示信道 AICH 主公共导频信道 P CPICH HSDPA物理下行共享信道 HS PDSCH HSDPA共享控制信道 HS SCCH HSUPA控制信道 E AGCH E RGCH E HICH 下行专用物理信道 downlinkDPCH 下行物理信道 WCDMA系统中的下行物理信道 物理信道的功能 分成主同步信道P SCH和从同步信道S SCHP SCH的每个时隙内重复发送主同步码S SCH上发送从同步码 从同步码从16个长为256个码片的码组中选择 其排列方式代表该小区主扰码所属的主码组用于小区搜索 占用每个时隙的前256个码片 Chips 同步信道SCH UE使用从同步信道 S SCH 搜索下行主扰码组的机制 2560chips acp Slot P SCH acp Slot 16 6 S SCH acp Slot 11 256chips PCPICH的信道码固定为Cch 256 0 数据速率固定为30KbpsPCPICH的扰码为下行主扰码一个小区只有一个PCPICH 在整个小区广播PCPICH为SCH PCCPCH 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 主公共导频信道PCPICH PCCPCH用于承载系统广播消息PCCPCH的信道码固定为Cch 256 1 数据数率固定为30kbpsPCCPCH的无线帧结构中每个时隙的前256chips不发送PCCPCH的内容 用于SCH的发送 主公共控制物理信道PCCPCH 用于传送寻呼指示 PageIndicators 与S CCPCH成对配置数据数率固定为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PI被置为1 说明该PI对应的UE应对S CCPCH传送的寻呼消息进行检测 寻呼指示信道PICH 用于承载寻呼信息 下行信令 下行数据SF 256 4 256 128 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 从公共控制物理信道SCCPCH Messagepart Preamble 4096chips 10ms oneradioframe Preamble Preamble Messagepart Preamble 4096chips 20ms tworadioframes Preamble Preamble 用于承载上行信令和上行数据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的标签序列 signature 进行256次重复构成 一共有16种标签序列10或20ms的message 信息部分 物理随机接入信道PRACH UE只能在时隙的开始位置进行随机接入传送 每个时隙5120码片 每20ms包含15个时隙 物理随机接入信道PRACH 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 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发送接入消息SF 256 周期为20ms 包括重复的15个接入时隙 AS 捕获指示信道AICH DPDCH用于实现物理层对高层数据的承载SF 256 4 256 128 64 32 16 8 4 DPCCH用于传送物理层控制信息 为DPDCH提供解调 功控等控制数据DPCCH的信息有Pilot TFCI FBI TPC构成 上行专用物理信道DPDCH DPCCH 下行专用物理信道包括DPDCH和DPCCH 二者是时间复用的DPDCH用于实现物理层对高层数据的承载DPCCH用于传送物理层控制信息 为DPDCH提供解调 功控等控制数据SF 512 8 512 256 128 64 32 16 8 下行专用物理信道DPCH HSDPA下行物理共享信道HS PDSCH HS PDSCH用于承载HSDPA数据HS PDSCH使用固定的扩频因子 SF 16 可以多信道并行传输 提高传输速率支持QPSK和16QAM调制方式根据UE的能力和无线环境的情况 UTRAN可以动态的为UE分配多个HS PDSCH 以支持多码传输 HS SCCH用于承载HS PDSCH信道的控制消息HS SCCH映射用户的数据属性信息 Xue Xccs Xms Xrv Xtbs Xhap XndUE通过Xue发现这次数据是自己的 然后使用Xccs Xms Xrv Xtbs解出HS PDSCH上的数据 使用Xhap Xnd属性进行HARQ操作数据速率固定为60Kbps SF 128 HSDPA共享控制信道HS SCCH HSDPA专用物理控制信道HS DPCCH HS DPCCH用于物理层的反馈信息和信道质量的传送数据速率为15Kbps SF 256 TTI 2ms 3时隙 承载HSDPA的两种上行物理层信令 ACK NACK和CQICQI 信道质量指示ACK NACK 指示数据是否正确 只有数据传输时才发送 HSDPA数据传输的基本流程 NodeB RNC UE 数据包 HSUPA专用物理数据信道E DPDCH E DPDCH用于承载HSUPA用户上行的传输数据 最大支持2个SF 4和2个SF 2的上行多码传输 峰值速率可达5 76Mbps HSUPA专用物理控制信道E DPCCH E DPCCH用于承载解调E DPDCH的所需的必要信息 如E TFCI 7bit RSN 2bit 重传序列号 happybit 1bit 共10比特 扩频因子为256 HSUPA绝对授权信道E AGCH E AGCH即E DCH绝对授权信道 为公共共享物理信道位于UE的E DCH服务小区 指示下一个传输中UE允许使用的上行最大功率 E DCHtrafficPilotRatio E DPDCH DPCCH 固定速率 SF 256 HSUPA相对授权信道E RGCH E RGCH即相对授权信道 为专用物理信道 同一UE在同一小区中使用与E HICH相同的信道码和不同的签名系列携带相对授权RG 最快可在2ms内快速调整UE的上行可用功率 E DCH服务小区可使用 UP HOLD 或 DOWN 非服务小区只能使用 HOLD 或 DOWN 固定速率 SF 128 HSUPA混合自动重传 HARQ 指示信道E HICH E HICH即HARQ指示信道E HICH承载NodeB反馈用户上行数据的接收是否正确的ACK NACK信息 固定速率 SF 128 E DCH服务链路集可以发送 1和 1 分别表示ACK和NACK E DCH非服务链路集可以发送 1和0 分别表示ACK和NACK 其中0即为DTX HSUPA数据传输的基本流程 UE发送上行的资源请求 其中资源请求的消息中包含UE缓存中的数据量和上行功率的余量 NodeB基于UE的资源请求消息 通过E RGCH或EAGCH分配上行资源 UE根据NodeB分配的上行资源 在E DPDCH上发送上行数据 同时在E DPCCH上发送相应数据的控制信息 NodeB接收到UE的上行数据后 进行解码校验 如果校验成功 则通过E HICH发送ACK UE收到ACK后 进行下一个数据块的传送 如果校验不成功 NodeB则通过E HICH发送NACK UE收到NACK后 将进行数据的重传 UE 目录 WCDMA无线接口概述WCDMA物理层关键技术2 1物理信道结构2 2信道映射关系 Page45 不同类型的信道映射关系 总结 本课程主要介绍了WCDMA物理层的一些相关知识 包括物理层的相关概念 物理层的关键技术 以及一些主要的物理层过程 通过对WCDMA空中接口物理层的学习 使大家对WCDMA空中接口物理承载的相关知识有了基本的理解 为后续更深入地学习打下基础 参考资料 TS25 104UTRA BS FDDRadioTransmissionandReceptionTS25 201Physicallayer generaldescriptionTS25 211Physicalchannelsandmappingoftransportchannelsontophysicalchannels FDD TS25 212Multipl