W(初级)-11 WCDMA无线接口物理信道-20080429-V1.0-A

WCDMA无线接口物理信道,ISSUE1.0,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移动台与基站之间的交互信息最终是由无线接口的不同物理信道承载的,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无线接口物理信道和各信道的功能了解UE与网络同步与随机过程,参考资料,TS25.104UTRA(BS)FDDRadioTransmissionandReceptionTS25.201Physicallayer-generaldescriptionTS25.211Physicalchannelsandmappingoftransportchannelsontophysicalchannels(FDD)TS25.212Multiplexingandchannelcoding(FDD)TS25.213Spreadingandmodulation(FDD)TS25.214Physicallayerprocedures(FDD)TS25.308UTRAHighSpeedDownlinkPacketAccess(HSDPA);Overalldescription;Stage2TR25.877HighSpeedDownlinkPacketAccess(HSDPA)Iub/IurProtocolAspectsTR25.858PhysicallayeraspectsofUTRAHighSpeedDownlinkPacketAccess,第1章概述第2章无线接口物理信道与功能第3章同步与随机接入过程,UTRAN协议结构,Uu接口协议栈结构,MAC层（层2）,物理层（层1）,扩频调制,传输信道,物理信道结构,扩频调制,编码和复用映射到物理层,解复用解码映射到MAC层,解调解扩,物理层技术实现,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；加扰操作，它作用在扩频信号上；,扩频技术,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，0kSF-1；,信道化码（OVSF码）,扰码：从GOLD序列中截取，周期为10ms，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；短扰码（2560chips）用于多用户检测（MUD），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0.8191号的扰码；,扰码,下行链路扰码集,扰码组,下行扰码有主从扰码之分，一个小区有且仅有一个主扰码，即只能属于某一个扰码组,第1章概述第2章无线接口物理信道和功能第3章同步与随机接入过程,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两大类，即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而分为专用信道和公共信道两类。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,业务逻辑信道（TCH）,控制逻辑信道（CCH）,逻辑信道分类,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）,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,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；在采用扰码与扩频码的信道里，扰码或扩频码任何一种不同，都可以确定为不同的信道；多数信道是由无线帧和时隙组成，每一无线帧10ms，38400chips，包括15个时隙，则每个时隙含2560chips（=38400/15）；,频率、码、相位,物理信道,物理信道分类,上行公共物理信道物理随机接入信道(PRACH),上行专用物理信道上行专用物理数据信道(uplinkDPDCH)上行专用物理控制信道(uplinkDPCCH),上行物理信道,上行物理信道,下行专用物理信道(downlinkDPCH),下行物理信道,下行公共物理信道公共导频信道(CPICH)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),下行物理信道,实际上是下行专用物理数据信道和控制信道时分复用,物理信道的功能,基站NodeB,用户终端UE,SCH用于小区搜索，分成主同步信道P-SCH和从同步信道S-SCH；SCH信道占用前256个Chip；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。共有64组，代表64个扰码码组从同步码(SSC)指定小区扰码的码组；,同步信道SCH,CommonPilotChannel(CPICH)传送确知序列固定速率30Kbps，SF=256发射分集时，使用相同的扩频码和扰码，但传送序列不同,公共导频信道CPICH,主公共导频信道(P-CPICH)信道码固定取Cch,256,0；扰码为小区的主扰码；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；从公共导频信道(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,固定数率（30kbps，SF=256）用于承载BCH信道每个时隙的头256chips为空只有数据域可以采用STTD传输分集,主公共控制物理信道P-CCPCH,用于传送FACH和PCH两种SCCPCH:有TFCI和无TFCI。UTRAN决定TFCI是否发送，UE必须支持TFCI的接收和处理可能的传送速率与下行DPCH相同,SF=2564FACHandPCH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,从公共控制物理信道S-CCPCH,PICH为固定速率(SF=256)的物理信道，用于传送PageIndicators(PI)PICH总是与一个S-CCPCH相联系，这个信道正在传送一个PCHPICH的帧结构：一帧为10ms，包括300bits。其中，288bits用于传送PageIndicators。其余12bits尚未定义N个寻呼指示PI0,PIN-1在一帧内传送，N=18,36,72,or144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PICH,随机接入是基于快速捕获指示的时隙ALOHA方法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）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PRACH,PRACH的发射结构,RACH的接入时隙分配,PRACH信息部分的帧结构,AICH的帧结构：两帧，共20ms，包括重复的15接入时隙AS,每个时隙有20个比特(5120码片)。每个时隙包括两部分，捕获指示AI和空部分捕获指示AI有16种SignatureAICH的相位参考为CPICHAICH为固定速率(SF=256)的物理信道,捕获指示信道AICH,DPDCH和DPCCH在无线帧通过I/Q复用DPDCH用来传输层2及更高层产生的专用数据DPCCH用来传输层1的控制信息帧长为10ms，分15个时隙，每时隙2560chipsDPDCH的扩频因子（SF）为4到256在相同的层1连接中，DPDCH与DPCCH的扩频因子是可以不同的每个DPCCH时隙由Pilot，TFCI，FBI，TPC构成,上行专用物理信道DPDCH/DPCCH,上行DPDCH/DPCCH帧结构,DCH数据,DPDCH,DPCCH,为DPDCH提供解调、功控等控制数据,实现物理层对高层数据承载,上行DPDCH/DPCCH作用,DPCH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的控制信号控制信息包括：导频、TPC、可选的TFCIDPCH的扩频因子可以为512到4，并且在连接过程中可以改变DPDCH和DPCCH是时间复用的同一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DPCH,DPCH的帧结构,实现物理层数据承载,下行DPDCH/DPCCH作用,下行DPCH多码传输的时隙结构,HSDPA结构-HSDPA基本流程,NodeB,RNC,UE,数据包,HSDPA物理信道,HS-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/CQIDPCH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）,HSDPA相关物理信道HS-PDSCH的帧结构,固定扩频因子SF16可以多信道并行传输，通过传输速率QPSK调制M=2,16QAM调制M=4只承载用户数据，不承载任何控制信息,HSDPA相关物理信道HS-SCCH帧结构,固定SF128，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,HSDPA相关物理信道HS-DPCCH帧结构,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CQIACK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,逻辑信道与传输信道的映射关系,LogicalChannelsTransportChannelsCCCH（uplink）RACHDCCH/DTCH(uplink)RACHDCHBCCH(downlink)BCHPCCH(downlink)PCHCCCH/CTCH(downlink)FACHDCCH/DTCH(downlink)DCHFACHDTCH(downlink)HS-DSCH,传输信道与物理信道的映射关系,信道映射关系（UE内部）,PagingCtrl,CommonCtrl,Common,BroadcastCtrl,LowSpeed,HighSpeed,第1章概述第2章无线接口物理信道与功能第3章同步与随机接入过程,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找到帧同步、同时获得小区的主扰码组,UE通过CPICH对码组进行相关确定小区主扰码，然后检测PCCPCH，UE读取BCH信息,同步过程小区搜索,公共信道同步下面物理信道有相同的帧定时：SCH(主、从同步码)CPICH(主、从公共导频信道)P-CCPCHPDSCH小区搜索过程中得到P-CCPCH的无线帧定时，（发射小区SFN的PCCPCH，作为其它物理信道的定时基准）,同步过程公共信道同步,1、为规定的ASC从可用RACH子信道组中概率均等地随机选择一个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