WCDMA物理信道导读

1、WCDMA物理信道导读WCDMA物理信道采用的是 VOSF码进行扩频，再经过加扰后经过射频调制向空中发 射，分为下行与上行两大类。一、下行物理信道介绍下行物理信道有下行专用物理信道、一个共享物理信道和五个公共控制物理信道：下行专用物理信道 DPCH根本和辅助公共导频信道 CPICH根本和辅助公共控制物理信道CCPCH同步信道SCH物理下行共享信道 DSCH捕获指示信道AICH寻呼指示信道PICH下行物理信道如图 错误!文档中没有指定样式的文字。-1所示。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公共控制物理信道CCPCH理下行共享信道PDSCH下行专用物理信道

2、DPCH图错误!文档中没有指定样式的文字。-1下行物理信道a专用下行物理信道下行专用物理信道只有一种类型即下行 DPCH。下行DPCH可看作是一个下行 DPDCH和下 行DPCCH的时间复用。下列图显示下行 DPCH的帧结构。每个长 10ms的帧被分成15个时 隙，每个时隙长为 Tslot = 2560chips，对应一个功率控制周期。扩频因子的变化范围为 512到4。不同下行 DPCH的实际比特数Npilot , NTPC, NTFCI , Ndatal和Ndata2，由高层配置不同时隙格式确定，支持17种不同时隙格式。有两种类型不同的下行专用物理信道：包括TFCI 如用于一些同时发生的业务

3、和那些不包括TFCI的如用于固定速率业务的。由UTRAN决定TFCI是否应该被发射，对所有 UEs而言，必须在下行链路上支持TFCI的使用。下行DPCCH的导频比特模式 Npilot = 2, 4, 8和16。TPC符号与发射功率控制命令“ 0或“ 1的关系对应。下行链路可以使用多码发射，即一个CCTrCH可以映射到几个并行的使用相同的扩频因子的下行DPCHs上。在这种情况下，L1的控制信息仅放在第一个下行DPCH上，在对应的时间段内，属于次 CCTrCH的其他的下行 DPCHs发射DTX比特。当映射到不同的 DPCHs 的几个CCTrCHs发射给同一个 UE时，不同CCTrCH映射的DPCH

4、s可使用不同的扩频因子。 在这种情况下，L1的控制信息仅放在第一个下行DPCH上，在对应的时间段内，属于此CCTrCH的其他下行 DPCHs发射DTX比特。导读说明：在下行的DPCHs上发射DTX比特是用来通知发射机应在何时关闭，这样一来，下行的DPCHs支持的动态的业务速率成为可能，对于数据量较小的情况下，只需在必要时 通过不断插入 DTX，即可截断数据流，仿佛数据在断断续续的下发一样。但是在上行链路 中由于不象下行有导频信道，UE必需连续发射，无法通过插入DTX的方式调速，所以无法采用这种方式支持动态调整每帧的数据长度，必需根据一定的算法对数据流中的一些比特进行重复或凿去操作当然不能影响数

5、据的正确传输，从而使实际数据流量与高层预分配的速率匹配。b公共下行物理信道公共导频信道CPICH为固定速率30kbps, SF = 256的下行物理信道，用于传送预定义的 比特/符号序列。有两种类型的公共导频信道，根本和辅助CPICH。它们的用途不同，区别仅限于物理特性。导读说明：公共导频信道采用固定的速率，主要是为了UE接收的需要，正确接收 CPICH是进一步解调其他公共信道的前提根本公共导频信道P-CPICH 总是使用同一个信道化码，对根本扰码进行扰码，每个小区 有且仅有一个CPICH，在整个小区内进行播送。根本CPICH是下面各个下行信道的相位基准: SCH、P-CCPCH、AICH、P

6、ICH、AP-AICH、CD/CA-ICH、CSICH 和 PCH 映射的 S-CCPCH 。P-CPICH 也是 FACH 映射 S-CCPCH 和下行 DPCH 缺省相位基准， 如果 P-CPICH 不是 RACH 映射的 S-CCPCH 和下行 DPCH 的相位基准，需要高层通知 UE 。辅助公共导频信道 S-CPICH 可使用 SF=256 的信道化码中的任一个，可用根本或辅助扰 码进行扰码，每个小区可有 0、1 或多个辅助 CPICH ，可以在全小区或小区的一局部进行发 射，辅助 CPICH 可以是辅助 CCPCH 和下行 DPCH 的基准。导读说明：目前现网未采用辅助CPICH ，

7、不必深究 公共控制物理信道分为根本公共控制物理信道 P-CCPCH 和辅助公共控制物理信道 S-CCPCH 。P-CCPCH为一个固定速率30kbps, SF=256 的下行物理信道，用于传输BCH。与下行DPCH的帧结构的不同指出在于没有TPC指令、TFCI、导频比特。在每个时隙的第一个256chips 内，根本 CCPCH 不进行发射，在此段时间内，将发射根本 SCH 和辅助 SCH。S-CCPCH用于传送 RACH和PCH，有两种类型的辅助 CCPCH，包括TFCI的和不包括 TFCI 的，是否传输 TFCI由UTRAN确定。因此对所有的 UEs来说，支持TFCI是必须的。S-CCPCH

8、 可能的速率集与下行 DPCH 相同。每个下行辅助 CCPCH 时隙的总比特数与其物理信道的扩 频因子SF有关，SF= 256/2k，扩频因子 SF的范围为256至4。FACH和PCH可以映射到 相同的或不同的辅助 CCPCHs。S-CCPCH 和一个下行专用物理信道的主要区别在于 CCPCH 不是内环功率控制。根本和辅 助 CCPCH 的主要的区别在于根本 CCPCH 是一个预先定义的固定速率而辅助 CCPCH 可以 通过 TFCI 来支持可变速率。更进一步讲，根本 CCPCH 是在整个小区内连续发射的而辅助 CCPCH 可以采用专用物理信道相同的方式以一个窄瓣波束的形式来发射 同步信道SC

9、H是一个用于小区搜索的下行链路信号，两个子信道，根本和辅助SCH。根本和辅助SCH的10ms无线帧分成15个时隙，每个长为 2560chips。根本SCH包括一个 长为256chips的调制码，根本同步码PSC,每个时隙发射一次，系统中每个小区的PSC是相同的。辅助 SCH重复发射一个有15个序列的调制码，每个调制码长256chips，辅助同步码SSC,与根本SCH并行进行传输。SSC用csi, k来表示，其中i=0 , 1,63 为扰码码组的序号，k=0 , 1, 2,14为时隙号。每个 SSC是从长为256的16个不同码 中挑选出来的一个码。在辅助 SCH 上的序列表示小区的下行码属于哪个

10、码组。物理下行共享信道 PDSCH用于传送下行共享信道DSCH ，一个PDSCH对应于一个PDSCH 根信道码或下面的一个信道码。PDSCH的分配是一个无线帧内，基于一个单独的UE。在一个无线帧内， UTRAN 可以在相同的 PDSCH 根信道码下，基于码复用，给不同的 UEs 分 配不同的PDSCHs。在同一个无线帧中，具有相同扩频因子的多个并行的PDSCHs，可以被分配给一个单独的 UE。在相同的PDSCH根信道码下的所有 PDSCHs都是帧同步的。在不 同的无线帧,每一个 PDSCH 总是与一个下行 DPCH 随路。 PDSCH 与随路的 DPCH 并不需 要有相同的扩频因子,也不需要帧

11、对齐。在随路的 DPCH 的 DPCCH 局部发射所有与 L1 相 关的控制信息，集 PDSCH不携带任何L1信息。为了告知 UE，在DSCH上有数据需要解 码,将使用两种可能的信令方法,或者使用 TFCI 字段,或使用在随路的 DPCH 上携带的高 层信令。使用基于 TFCI 的信令方法时, TFCI 除了告知 UE, PDSCH 的信道码外,还告知 UE 与 PDSCH 相关的瞬时传输格式参数。对 PDSCH 来说,允许的扩频因子的范围为 256 到 4。RACH 接入捕获指示信道 AICH ：捕获指示信道 AICH 时一个用于传输捕获指示 AI 的物理信道。捕获指示 Ais 对应于 PR

12、ACH 上的特征码。AICH的结构由重复的15个连续的接入时隙AS的序列组成，每个长为 5120chips。每个 接入时隙由两局部组成， 一个时接入指示AI 局部，由32个实数值符号aO,.a31组成， 后面时持续1024比特的空闲局部，AICH信道化的扩频因子时 256, AICH的相位参考时基 本 CPICH。CPCH接入前缀捕获指示信道AP-AICH 时一个固定速率SF= 256的用来传送 CPCH 的AP捕获指示API 的物理信道。AP捕获指示API对应于UE发射的AP特征码SoAP-AICH 和AICH可以使用相同的或不同的信道码。 AP-AICH的相位参考时根本 CPICH , A

13、P-AICH 用一个长为4096chips的局部来发射 AP捕获指示API ,后面1024chips为空闲局部。CPCH冲突检测/信道分配指示信道CD/CD-ICH :冲突检测信道分配指示信道 CD/CD-ICH 时一个固定速率SF=256的物理信道。当CA不活泼时，用来传送CD指示CDI ，或当CA活泼时，用来同时传送 CD/CA指示CDI/CAI °CD/CA-ICH 和AP-AICH 可以使用相同的或不同的信道码。CD/CA-ICH用一个长为4096chips的局部来发射 CDI/CAI ,后面时一个长为 1024chips的空闲局部。时隙的这个空闲局部时为CSICH或其他物理

14、信道将来可能会使用而保存的。寻呼指示信道PICH 时一个固定速率SF-256的物理信道用于传输寻呼指示PI, PICH总是与一个S-CCPCH随路，S-CCPCH为一个PCH传输信道的映射。PICH的帧结构长为 10ms,包括300个比特b0, b1,.b299。其中，288个比特b0, b1,.b287用于传输寻呼指示。余下的12个比特未用。这局部时为将来可能的使用而保留的。N寻呼指示PI0,PIN-1是在每个PICH帧内进行传输的，其中N=18,36,72or144。 高层为特定的UE而计算的PI,映射到某个寻呼指示 PIp , p是按照一个函数式计算的，此 函数式是由高层计算的 PI ,

15、 PICH无线帧开始时P-CCPCH无线帧的SFN,每帧内寻呼指示 的个数N构成的：p= W+ I64+SFV'51jnodV从PI0 ,.,PIN-1到PICH比特b0 ,.b287的映射。如果在一个特定帧内的一个寻呼 指示为“ 1 ,它表示与此寻呼指示相关的UEs将读取相关联的 S-CCPCH的对应帧。CPCH状态指示信道CSICH : CPCH状态指示信道CSICH 时一个用于传送 CPCH状 态信息的固定速率SF=256的物理信道。CSICH总是和一个用于发射 CPCH AP-AICH 的物理信道相关联，并和此信道使用相同的信道码和扰码。CSICH帧由15个连续的接入时隙AS组

16、成，每个AS长度为40比特。每个接入时隙由两局部组成，一局部是长为4096chips的空闲时刻，另一局部是由8比特b8i ,.b8i+7组成的状态指示SI,其中I是接入时隙号。CSICH使用的调制与 PICH相同。在每个CSICH帧内发射N个状态指示SI0 ,SIN-1、 在CSICH帧内所有的接入时隙都应发射状态指示，甚至当一些特征码和或接入时隙是由CPCH和RACH共享的。导读说明：W网中引入了寻呼指示信道 PICH主要是为了 UE节电目的，由于寻呼指示位 仅是一个BIT的信息，在时间的占的时长极短，内容也简单，UE只需适宜的时间接收这一比特信息即可，假设无与自身相关的寻呼消息，UE不必去

17、解调寻呼信道，节约了耗电，只有在接收到了确却的寻呼指示后，UE才接收寻呼信道以进一步确认是否有自身的寻呼消息下达。当然 UE接收播送信道还是不能间断的。相关的实验说明，未开通这一功能时，一般 UE的电池仅通支持 67小时的待机时间。二、上行物理信道DPDCH和上行专用物理控制信道有两个上行专用物理信道上行专用物理数据信道DPCCH 和两个公共物理信道物理随机接入信道PRACH和物理共用分组信道 PCPCH,如图错误!文档中没有指定样式的文字。-2所示。图错误!文档中没有指定样式的文字。-2上行物理信道C上行专用物理信道上行专用物理信道分为上行专用物理数据信道上行DPDCH和上行专用物理控制信道

18、 上行DPCCH 。DPDCH和DPCCH在每个无线帧内是I/Q码复用。上行DPDCH用于传输专用传输信道DCH 。在每个无线链路中可以有0个，1个或者几个上行DPDCH。上行DPCCH用于传输L1产生的控制信息。L1的控制信息包括支持信道估计以进行相干检 测的导频比特、发射功率控制指令TPC、反应信息FBI以及一个可选的传输格式组合指示TFCI。TFCI将复用在上行 DPDCH上的不同传输信道的瞬时参数通知给接收机，并与 同一帧中要发射的数据相对应。在每个层一连接中有且仅有一个上行DPCCH。图错误！文档中没有指定样式的文字。-3表示了上行专用物理信道的帧结构。每个帧长10 ms,分成15个

19、时隙，每个时隙长度为Tslot= 2 560 chips，对应一个功率控制周期，即一个功率控制周期为10/15ms。DataNash its<Piloti mPHITFTNc .-bittTFCI析怕Npm bitsNrn-bits:chi严，Ng = IzFh站 t= i .ftj256(1 chip, ObhSlcrt #1Sl(itSlot *11*>图错误！文档中没有指定样式的文字。-3上行专用物理信道帧结构图错误!文档中没有指定样式的文字。-3中的参数k决定每个上行 DPDCH/DPCCH时隙的比特数。它与物理信道的扩频因子SF有关，SF= 256/2k。 DPDCH的扩

20、频因子的变化范围为256、128、64、32、16和4,上行DPCCH的扩频因子固定为 256，即每个上行 DPCCH时 隙有10个比特。上行DPDCH确切的比特数和上行 DPCCH各个字段Npilot、NTFCI、NFBI和NTPC 的 比特数由高层按照业务类型不同配置不同时隙格式。FBI比特用于支持在 UE和UTRAN接入点之间即小区收发信机需要反应的技术，它包 括闭环模式发射分集和地点选择分集SSDT。FBI由S字段和D字段组成，其中 S字段用于SSDT信令，D字段用于闭环模式发射分集信令。S字段由0，1和2个比特组成。D字段由0或1个比特组成。总的 FBI字段的大小NFBI在不同时隙格

21、式情况下不同。有两种类型的上行专用物理信道：包括 TFCI的如几个同时发生的业务和不包括 TFCI 的如固定速率业务。UTRAN决定是否需要发射 TFCI和是否要求所有的 UEs在上行链 路中支持TFCI。导频比特Npilot = 3, 4, 5, 6, 7和&其中的FSWs可以用于帧同步确实认。TPC比特与发射机功率控制指令对应。上行专用物理信道可以进行多码操作。当使用多码传输时，几个并行的DPDCH使用不同的信道化码进行发射。值得注意的是，每个连接只有一个DPCCH。可以用一个功率控制前缀来初始化一个DCH。在功率控制前缀期，功率控制前缀的长度是高层参数Npcp，由网络通过信令方式

22、给出。在功率控制前缀期以后，UL DPCCH都应该使用相同的时隙格式。导读说明：在上行专用物理信道之中不采用下行专用物理信道中的控制信息与数据分时合 路的方式，主要是由于UE在发射过程中需尽可能做到发射的连续性，假设采用与下行一样的分时合路方式时，在无数据发送时，可能会引起TX突然的下降，TX的波动会加得 UE对附近的其他设备产生意外的干扰。d公共上行物理信道物理随机接入信道PRACH :随机接入信道的传输是基于带有快 速捕获指示的时隙 ALOHA方式。UE可以在一个预先定义的时间 偏置开始传输，表示为接入时隙。每两帧有15个接入时隙，间隔为5120码片。当前小区中哪个接入时隙的信息可用是由高

23、层信息 给出的。PRACH分为前缀局部和消息局部。随机接入发射的结构 如下列图所示。随机接入发射包括一个或者多个长为4096码片的前缀和一个长为10ms或20ms的消息局部。huiiiHc -chips1() uk I nie radio trarre)PtcaitTbk-PhxinbicVfcssa? part屯廊 di ips31) tris ltw)radio irans)随机接入的前缀局部长度为4096chips ，是对长度为 16chips 的一个特征码signture的256次重复，总共有16个不同的特征码。PRACH 消息局部 10ms 被分作 15 个时隙，每个时隙的长度为 T

24、slot =2560chips。每个时隙包括两局部，一个是数据局部，RACH传输信道映射到这局部； 另一个是控制局部， 用来传送 L1 控制信息。 数据和控制局部是并行发射传输的。一个10ms消息局部由一个无线帧组成，而一个20ms的消息局部是由两个连续的 10ms 无线帧组成。 消息局部的长度可以使用的特 征码和 /或接入时隙决定， 这是由高层配置的。 数据局部包括 10*2k 个比特，其中k = 0, 1, 2, 3。对消息数据局部来说分别对应着扩 频因子 256， 128， 64和 32。控制局部包括 8 个的导频比特， 用来支持用于相干检测的信道估计,以及 2 个 TFCI 比特,对消

25、息 控制局部来说这对应于扩频因子为 256。在随机接入消息中 TFCI比特的总数为15*2 = 30比特。TFCI值对 应于当前随机接入消息的一个特定的传送格式。 在 PRACH 消息部 分长度为 20ms 的情况下, TFCI 将在第二个无线帧中重复。物理公共分组信道 PCPCH：CPCH 的传输是基于快速捕获指示 的 DSMA-CD Digital Sense Multiple Access-Collision Detection 方法。 UE 可在一些预先定义的与当前小区接收到的 BCH 的帧边 界相对的时间偏置处开始传输。接入时隙的定时和结构与RACH相同。 CPCH 随机接入传输的结构如下列图所示。 CPCH 随机接入传 输包括一个或多个长为 4096chips 的接入前缀 A-P ,一个长为 40