03-WCDMA无线接口物理层
(完整word版)WCDMA_物理层层信道详细解读
WCDMA1、WCDMA物理层信道1.1、同步信道（SCH, Synchronisation Channel）SCH是下行物理信道，分为主同步信道（P—SCH， Primary SCH）和从同步信道（S—SCH, Secondary SCH）。
主要用于UE在开机后与系统进行时隙同步和帧同步的过程，以完成物理层同步。
SCH是一个用于在小区搜索过程中UE与网络进行时隙同步和帧同步的下行物理信道。
SCH包括两个子信道,一个是主同步信道（P-SCH),另一个是从同步信道（S-SCH）。
SCH 的每个无线帧长度为10ms（38400chips)，分为15个时隙.每个时隙的长度为2560chips。
SCH 的无线帧结构如图：P—SCH 上发送的是基本同步码（PSC， Primary Synchronization Code），长为256chips.PSC 在每一个时隙的前256个码片的位置发射一次，在图中用cp表示。
系统中每个小区的PSC 都是相同的。
S—SCH 上发送的是辅助同步码（SSC， Secondary Synchronization Code），长为256chips。
S—SCH 与P-SCH 在时间上并行传输。
SSC 在图中用csi,k来表示，其中i（0～63)表示主扰码组的组号,k（0~14）表示时隙号。
S-SCH 的每一个无线帧重复发射这15个SSC。
每个SSC 是从长为256chips的16个不同的码片序列中选取的.在S—SCH上发送的SSC 序列共有64种确定的组合，对应64个主扰码组，用于指示小区的下行扰码是属于哪一个扰码组的.也就是说如果两个小区的主扰码不同，那么这两个小区的S—SCH信道上发送的SSC 序列就不同.图中的参数a用于指示P-CCPCH 是否进行了发射分集，a=+1，表示P—CCPCH进行了STTD 发射分集，a=-1，表示P—CCPCH 未进行STTD 发射分集。
SCH 信道不进行扩频和加扰。
3-WCDMA无线信道结构详解
下行专用物理信道只有一种类型即下行DPCH。在一个DPCH内，专用数据在层2或更高层产生，即专用传输信道（DCH），是与L1产生的控制信息（包括已知的导频比特，TPC指令和一个可选的TFCI）以时间分段复用的方式进行传输发射。因此下行DPCH可看作是一个下行DPDCH和下行DPCCH的时间复用。下图显示下行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。
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8。其中的FSWs可以用于帧同步的确认。
TPC比特与发射机功率控制指令对应。
图1.15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。
图1.15上行专用物理信道帧结构
图1.15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的扩频因子的变化范围为256、1ห้องสมุดไป่ตู้8、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。
广播信道BCH
是下行传输信道，用来发送UTRA网络或某一给定小区的特定信息。每个网络所需的最典型数据有：小区内可用的随机接入码和接入时隙或该小区中其他信道使用的发射分集方式。
前向接入信道FACH
是下行传输信道，用于向终端发送控制信息的下行链路传输信道。也就是说，该信道用于基站接收到随机接入消息之后。系统可以在FACH中向终端发送分组数据。
WCDMA的信道结构
DPDCH DPCCH CCPCH SCH AICH CPICH
物理信道
上行物理信道
下行物理信道
上行专用物理信道: DPDCH DPCCH
上行公用物理信道: PRACH PCPCH
下行专用物理信道: 下行公用物理信道:
DPDCH
CCPCH
DPCCH
SCH
PDSCH
PICH
AICH
频率的载波工作的双工模式。 TDD：上行和下行链路采用两个不同
时隙来区分、在相同的频段上工作的双 工模式，即上、下行链路的信息是交替 发送的。
2.1 信道分类
从不同协议层次上看，信道分三类：
逻辑信道 传输信道 物理信道
WCDMA传输信道
公共信道 包括:广播信道BCH、 前向接入信道 FACH、 寻呼信道PCH、随机接入信道RACH、下行 共享信道DSCH、公用分组信道CPCH。
CPICH
W-CDMA 的物理信道分类
专用信道 仅有一种：DCH，用来给特定的UE传送数 据或控制信息
公共传输信道分类
广播信道
广播小区信息
BCH 前向接入信道 系统知道 UE 所处小区时，给 UE 传
FACH 送控制信息，可以用波束传输
寻呼信道 PCH 系统不知 UE 所处何处，在整个小区
中发送给 UE 控制信息。
随机接入信道 传送来自用户的控制信息，有可能发
RACH 生碰撞。
公共分组信道 上行传输数据量较小的分组
CPCH 下行共享信道 几个 UE 共享的下行信道，只有数据，
DSCH 无控制信息。必须Байду номын сангаас DCH 相关联。
物理信道(上行)
上行信道
WCDMA无线接口物理层
上行物理信道的特点
13
上行DPDCH/DPCCH帧构造
DPDCH DPCCH
Data Ndata bits
Pilot Npilot bits
TFCI NTFCI bits
FBI NFBI bits
Tslot = 2560 chips, 10*2k bits (k=0..6)
Medium Access Control (MAC)
Physical layer
Logical channels Transport channels
4
物理层的数据处理
来自MAC层的 数据（TB）
信道编码与复 用
扩频和调制
5
物理层技术实现
解复用解码 映射到MAC层
解调解扩
MAC层〔层2〕
传输信道
9
传输信道分类
DCH，专用信道
•DCH信道可以为上行或下行信道
专用传输信道
BCH, 播送信道 FACH, 前向接入信道 PCH, 寻呼信道 RACH,反向〔随机〕接入信道 CPCH, 公共分组信道 DSCH，下行共享信道
公共传输信道
10
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。
–上行公共物理信道
•物理随机接入信道(PRACH) •物理共用分组信道(PCPCH)
上行物理信道
12
上行专用物理信道
• 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2560 chips • DPDCH的扩频因子为4到256 • 在一样的层1连接中，DPDCH与DPCCH的扩频因子
wcdma终端物理层设计方案
wcdma终端物理层设计方案WCDMA（广域分组无线接入）是一种第三代移动通信技术，其终端物理层设计方案涉及多个方面。
首先，WCDMA终端物理层设计需要考虑到信道编解码、调制解调、功率控制、多址接入等关键技术。
其次，终端物理层设计需要兼顾到多路径干扰、多天线技术、信道估计和均衡、信道编码等问题。
此外，WCDMA终端物理层设计还需要考虑到多天线技术、自适应调制编码、功率控制、射频前端设计等方面的内容。
在WCDMA终端物理层设计中，需要考虑到信道编解码技术，包括卷积编码、交织、解调等技术，以保证数据的可靠传输。
同时，调制解调技术也是物理层设计中的重要内容，包括正交频分复用（OFDM）、正交振幅调制（QAM）等技术的应用。
此外，功率控制技术也是WCDMA终端物理层设计中的关键问题，以保证系统的覆盖范围和通信质量。
多址接入技术也是WCDMA终端物理层设计中需要考虑的内容，包括CDMA技术的应用以及多用户之间的干扰和资源分配等问题。
另外，WCDMA终端物理层设计还需要考虑到多路径干扰的处理，采用多天线技术、信道估计和均衡技术来应对多径效应。
同时，信道编码技术也是物理层设计中的重要内容，以提高系统的抗干扰能力和频谱利用率。
此外，WCDMA终端物理层设计还需要考虑到自适应调制编码技术的应用，根据信道质量和用户需求动态调整调制方式和编码率。
功率控制技术也是WCDMA终端物理层设计中的关键问题，以保证系统的覆盖范围和通信质量。
射频前端设计也是WCDMA 终端物理层设计中需要考虑的内容，包括射频链路的设计和优化，以提高系统的性能和覆盖范围。
综上所述，WCDMA终端物理层设计方案涉及到多个方面，包括信道编解码、调制解调、功率控制、多址接入、多路径干扰处理、多天线技术、自适应调制编码、射频前端设计等多个方面的内容。
在设计WCDMA终端物理层时，需要综合考虑这些方面的内容，以提高系统的性能和覆盖范围。
wcdma终端物理层设计方案
wcdma终端物理层设计方案全文共四篇示例，供读者参考第一篇示例：WCDMA（Wideband Code Division Multiple Access）是一种第三代移动通信技术，它采用了CDMA技术和宽带信道的组合，可以提供更高的数据传输速率和更好的网络容量。
WCDMA终端物理层设计方案，即终端设备的硬件和软件设计方案，是整个系统中至关重要的一环。
本文将详细介绍WCDMA终端物理层设计方案的关键技术和设计要点。
一、物理层接口在WCDMA系统中，终端设备与基站之间通过物理层接口进行通信。
物理层接口的设计包括传输信道、扰码、调制等技术。
WCDMA 系统中采用了直序扩频技术，通过使用高速码片序列将用户数据进行扩展，使得用户数据传输更加安全可靠。
WCDMA系统中还采用了正交频分多址（OFDM）调制技术，可以在相同带宽下实现更高的数据传输速率和更好的抗干扰性能。
二、天线设计WCDMA终端设备的天线设计对信号接收和发送效果至关重要。
天线设计需要考虑天线增益、辐射模式、频率范围等因素。
为了提高信号接收效果，需要采用多种天线技术，如多天线通信技术、智能天线技术等。
通过合理设计天线参数和优化天线布局，可以有效提高终端设备的信号接收和发送性能。
三、功率控制在WCDMA系统中，功率控制是终端设备与基站之间进行通信的关键技术之一。
功率控制需要根据信道质量和信噪比等因素实时调整终端设备的发射功率，以确保数据传输的可靠性和稳定性。
为了降低电池功耗和减少电磁辐射，需要使用功率控制技术对终端设备的功率进行有效管理。
四、频谱分配在WCDMA系统中，频谱资源是有限的，因此需要合理进行频谱分配，以确保各个终端设备之间的通信不受干扰。
频谱分配需要考虑用户数量、数据传输速率、业务类型等因素，通过动态频谱分配技术可以提高频谱利用率和系统容量。
五、功耗管理WCDMA终端设备的功耗管理是整个系统设计中的一个重要方面。
功耗管理需要根据终端设备的工作状态和用户需求合理调整各个子系统的功耗，以延长终端设备的待机时间和工作时间。
WCDMA物理层介绍
下行专用物理信道帧结构（DPCH）
用于CPCH的下行DPCCH
发射预先定义好的已知序列，A＝1＋j固定传输速率30Kbps， SF=256发射分集时，两根天线上发射的信号使用相同的扩频码和扰码，但传送序列有所不同。主要用于信道估计
公共导频信道（CPICH）
主公共控制物理信道（P-CCPCH）
下 行 链 路 扩 频——扰码操作
下行链路加扰可以区分小区和信道。下行链路加扰过程与上行链路相同。下行链路只有一种扰码，也是Gold码序列。总共218-1 = 262,143个扰码 ，常用的有8192个。下行链路信道的扰码与P-CCPCH信道的扰码对齐，此时不必与加扰物理信道的帧边界对齐。
下 行 链 路 扩 频——扰码操作
物理信道分类
辅助公共控制物理信道(S-CCPCH)
CPCH状态信道(CSICH)
同步信道(SCH)
接入前缀捕获指示信道(AP-AICH)
碰撞检测/信道指配指示信道(CD/CA-ICH)
公用导频信道(CPICH)
传输信道到物理信道的映射
物理随机接入信道(PRACH)
物理公共分组信道(PCPCH)
主公共控制物理信道(P-CCPCH)
AICH每一帧为20 ms，分成15个接入时隙AS, 每个时隙有20个符号(5120码片)。每个时隙包括两部分，捕获指示AI部分（4096码片）和空部分（1024码片） 。16个AI分别对16种签名进行应答，AI＝＋1、－1和0分别代表同意接入、不同意接入和没有听到请求。aj是由16个AI和16个签名进行矩阵运算得到。
捕获指示信道(AICH)
寻呼指示信道(PICH)
物理下行共享信道(PDSCH)
辅助公共控制物理信道(S-CCPCH)
WCDMA物理层简介
负责处理无线信号的传输和接收。
物理层功能
02
物理层的主要功能包括信道编码、调制、扩频、多址接入等，
以实现高效、可靠的无线通信。
物理层结构
03
WCDMA物理层结构包括物理信道、传输信道和物理层过程三
个层次，每个层次都有其特定的功能和协议。
信道编码与调制
信道编码
为了提高传输的可靠性，WCDMA物理层采用了卷积编码、 Turbo编码等信道编码技术，以增加信号的冗余度。
05
wcdma物理层与 其他通信系统的比 较
与td-scdma物理层的比较
双工方式
WCDMA采用频分双工（FDD）方式，而TD-SCDMA采用时分双工（TDD）方式。
帧结构
WCDMA的帧长为10ms，分为15个时隙，每个时隙长度为0.667ms。而TD-SCDMA的帧长 为5ms，分为7个常规时隙和3个特殊时隙。
信道编码
WCDMA采用卷积码和Turbo码进行信道编码，而TD-SCDMA采用卷积码、Turbo码和低密 度奇偶校验码（LDPC）进行信道编码。
与lte物理层的比较
调制方式
WCDMA采用QPSK和16QAM调制方式， 而LTE采用QPSK、16QAM、64QAM等多 种调制方式。
多址技术
WCDMA采用码分多址（CDMA）技术，而LTE采用 正交频分多址（OFDMA）技术。
调制
调制是将数字信号转换为模拟信号的过程，WCDMA物理 层采用了QPSK、16QAM等多种调制方式，以适应不同的 传输需求。
扩频
扩频技术可以提高信号的抗干扰能力和多址接入能力， WCDMA物理层采用了直接序列扩频（DS-SS）技术。
多址技术
多址技术概述
WCDMA无线接口物理层
Random Access Transmission Random Access Transmission
Access slot #7 Access slot #8
Random Access Transmission Random Access Transmission
Access slot #14
21
21
专用下行物理信道
DPDCH Data1 Ndata1 bits
DPCCH TPC NTPC bits TFCI NTFCI bits
DPDCH Data2 Ndata2 bits
DPCCH Pilot Npilot bits
Tslot = 2560 chips, 10*2k bits (k=0..7)
Slot #0
Slot #1
Slot #i 1 radio frame: Tf = 10 ms
Slot #14
14
14
上行DPDCH/DPCCH作用
实现物理层 数据承载
DCH 数据
DPDCH
为DPDCH提供解调、 功控等控制数据
DPCCH
15 15
PRACH信道
• 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15Байду номын сангаас个slot • 哪些时隙可以使用由高层给定
Slot #14
30
30
物理下行共享信道PDSCH
• PDSCH传送 DSCH, DSCH 被多个码分用户共享。 • PDSCH 总是与一个 DPCH相联系，所需控制信息在DPCH上传 送 • 两种方式通知 UE 解调 DSCH（用TFCI域，用高层信令） • DSCH是特殊形式的多码传输，DSCH与相联系的DCH可以具有 不同的SF，SF可在帧间改变。
WCDMA空口物理层参数释义
WCDMA 网络网络空口空口空口物理层物理层物理层若干参数释义若干参数释义WCDMA网络的空中接口测试很大程度上是对物理层相关指标的测试，而物理层的性能也是对用户使用移动网络的质量好坏影响最大的。
这里我们通过一些实际的例子来说明WCDMA空中接口物理层测试需要注意的参数、内容，以及如何通过测试来优化物理层的性能。
所有的插图都使用Actix Analyzer产品对于WCDMA空中接口路测log 的分析窗口抓图。
RSSI:RSSI:RSSI是空中无线接口测试的最主要和常见的表征功率的参数。
RSSI 表征的是终端接收到的无线信号的场强值，也就是宽带功率。
这个指标表征终端所接到信号的强弱，包括热噪声和接收终端内产生的噪声，RSSI的全称是Received Signal Strength Indicator。
无论哪一个无线通信系统，接收信号场强值都是一个网络维护者必须了解的，只不过这个参数在不同的系统中有不同的叫法或者表征方法，比如说在GSM 里我们用RxLevel来表示信号场强；在CDMA系统中我们使用Rx Power；而在WCDMA系统中，最通用和标准的叫法是RSSI。
在GSM系统中，假如我们抛开频间干扰的因素的话，信号强度几乎是衡量终端能否充分的利用网络信号的最有力的因素，因为它所测量的是某个特点小区、特定载频的强度。
正因为如此，在GSM系统测试中，必不可少的测试项目就是RxLevel的统计报告和统计覆盖图。
但是在WCDMA这样的码分系统中，RSSI并不能如此充分的表征网络信号的可利用性。
其原因就是RSSI所表示的信号强度并不是某个服务小区的信号强度，而是包含了所有用户信道、所有小区信道的整个空中接口信号带宽中的整个信号强度。
所以，一个看上去非常好的RSSI覆盖，并不能表示良好的有用信号覆盖，而需要配合Ec/Io等其他参数值的表现来综合评估。
但是需要注意的是，RSSI虽然不能作为表示网络良好覆盖的充分条件，却是一个必不可少的必要条件，就是说一个良好的网络覆盖一定离不开良好的RSSI表现。
WCDMA无线接口物理信道
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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
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UTRAN协议结构
Core Network Iu RNS Iur RNC Iub Node B Iub Node B Iub Node B RNC Iub Node B RNS Iu
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Uu接口协议栈结构
Cch,2,1 = (1,-1) Cch,4,3 = (1,-1,-1,1)
SF = 1 SF = 2 SF = 4
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扰码
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；
TS 25.212 Multiplexing and channel coding (FDD)
TS 25.213 Spreading and modulation (FDD) TS 25.214 Physical layer procedures (FDD) TS 25.308 UTRA High Speed Downlink Packet Access (HSDPA); Overall description; Stage 2
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
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参考资料
TS 25.104 UTRA (BS) FDD Radio Transmission and Reception TS 25.201 Physical layer-general description TS 25.211 Physical channels and mapping of transport channels onto physical channels (FDD)
2第二章 WCDMA物理层过程和无线接口
目录2.1 WCDMA物理层 (1)2.1.1 概述 (1)1. 无线接口的物理结构 (1)2. 物理层功能 (2)3. 无线接口的数据流 (2)2.1.2 传输信道 (3)1. 专用传输信道 (3)2. 公共传输信道 (3)3. 指示符 (4)4. 传输信道格式 (4)2.1.3 信道编码方式 (6)2.1.4 复用和信道编码 (7)1. 上行链路复用 (7)2. 下行链路复用 (10)2.1.5 传输信道到物理信道的映射 (12)2.1.6 物理信道结构 (13)1. WCDMA的频率划分 (13)2. 物理信道 (14)3. 物理信令 (15)4. 上行物理信道结构 (15)5. 下行物理信道结构 (20)2.1.7 物理层扩频与调制 (29)1. 扰码 (29)2. 信道化码 (30)3. 上行信道的扩频 (31)4. 上行信道的调制 (34)5. 下行信道的扩频 (35)6. 下行信道的调制 (36)2.1.8 物理信道之间的定时关系 (36)2.1.9 物理层过程 (38)1. 同步过程 (38)2. 寻呼过程 (39)3. 随机接入过程 (40)4. CPCH接入过程 (41)5. 下行发射分集 (42)6. 测量过程 (46)7. 压缩模式 (53)8. IPDL定位方法的空闲周期 (55)2.2 WCDMA无线接口 (55)2.2.1 概述 (55)2.2.2 无线接口协议结构 (56)2.2.3 媒体接入控制协议 (57)1. MAC层结构 (57)2. 与业务有关的实体– UTRAN侧 (59)3. MAC层功能 (62)2.2.4 逻辑信道及其到传输信道的映射 (64)1. 逻辑信道 (64)2. 逻辑信道到传输信道的映射 (65)2.2.5 无线链路控制协议 (66)1. RLC层结构 (66)2. RLC层功能 (69)2.2.6 分组数据汇聚协议 (71)1. PDCP层结构 (71)2.2.7 广播/组播控制协议 (72)1. BMC层的结构 (72)2. BMC的功能 (73)2.2.8 无线资源控制协议 (74)1. RRC逻辑结构 (74)2. RRC 层业务状态 (75)3. RRC 功能和信令过程 (79)4. RRC 一般过程 (89)2.2.9 传输信道和无线接口的同步 (91)1. 传输信道同步 (91)2. 无线接口同步 (92)2.3 WCDMA 无线链路性能指示 (93)2.3.1 参数定义 (95)1. BLER (95)2. BER (95)3. Bit Rate ，R................................................................................................95 4. o b N E 和正交化因子， (95)5. o c I E (96)6. or c I E (97)7. 平均功率上升 (97)8. 功率控制余量 (97)9. 宏分集合并（MDC ）增益 (98)10. 邻区干扰因子（little I ） (98)11. 几何因子（geometry factor ） (99)2.3.2 多径信道环境和业务的分类 (99)1. 3GPP 多径信道模型 (99)2. ITU 多径模型 (101)3. 标准中的参考测量信道和链路性能要求 (102)2.3.3 链路仿真原则 (103)1. 上行链路仿真 (103)2. 下行链路仿真 (106)3. 软切换仿真 (108)2.3.4 与链路级性能测量相关的物理层测量过程 (110)第二章 WCDMA 无线接口技术2.1 WCDMA 物理层2.1.1 概述1. 无线接口的物理结构在WCDMA 无线接口中，物理层是非常重要的一个过程，因此本章首先讲述WCDMA 无线接口物理层的处理过程，然后再介绍无线接口其他协议层。
WCDMA系统的物理层FDD
Turbo码
1993年提出，性能接近香农限 Turbo码的优点
性能优异，接近香农限 适用于长延时和不限延时业务
Turbo码的缺点
长译码延时 高复杂度 误差底限 理论分析困难
Turbo码概述
香农第二定理（无失真传输定理）
当R < C，可以找到使 Pe→0 的编码方法满足：
专用传输信道（DCH）对应2个物理信道
专用数据物理信道（DPDCH） 专用控制物理信道（DPCCH）
高层并没有为所有的物理信道设置相应的传输 信道但是每个基站都必须有传输这些物理信道 的能力
传输信道向物理信道的映射(续)
传输信道
物理信道
专用传输信道 DCH
专用物理数据信道 DPDCH
Turbo译码器
软输入软输出 (SISO)子译码器
迭代译码器算法
相互传递外部信息
π -1
L(uk)
LE(uk) L(uk) LE(uk)
π
Yk,1 Yk,2
SISO
1
π
SISO
2
π -1
Yk,3
硬判决 uk
Turbo码的迭代译码结构
先验信息 L0(u)
SISO
外部信息 Le(u)
信道信息 子译码器 对数似然比
输入
DD
D
DD
D
D
D
输出0 G0＝557（八进制）
输出1 G1＝663（八进制）
输出2 G2＝711（八进制）
WCDMA中的卷积码
卷积码方案
话音业务在内的速率相对较低的业务
编码 方案
CC
(2,1,9)
WCDMA无线接口物理层习题答案范文
WCDMA无线接口物理层：1、了解Uu接口协议栈的分层分面结构，逻辑信道、传输信道和物理信道的位置。
答：（1）物理层：Uu接口层1，实现传输信道编码，传输信道到物理信道的映射，扩频/解扩和调制/解调等功能；（2）MAC层：媒体接入控制层，Uu接口层2，实现逻辑信道到传输信道的映射，根据瞬时数据速率选择传输格式等功能；（3）RLC层：无线链路控制层，Uu接口层2，通过分段、组装和填充实现用户数据传输，传输模式有透明模式、非确认模式和确认模式；（4）PDCP：分组数据转换协议，Uu接口层2，负责IP数据的头部压缩与解压缩。
（5）BMC：广播多播控制协议，Uu接口层2，负责处理小区广播业务；（6）RRC：无线资源控制层，Uu接口层3，位于Uu接口控制面，实现UE和网络之间的信令消息的传送，并对层2层1的资源进行控制。
2、掌握OVSF的生成规则以及描述方式。
答：参考WCDMA无线接口物理层的Page8。
3、掌握扰码的特点，以及下行扰码的组织。
答：参考WCDMA无线接口物理层的Page9、10、11。
4、掌握常用的逻辑信道和传输信道。
答：逻辑信道分为（1）控制逻辑信道：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）；（2）业务逻辑信道：专用业务信道（DTCH）、公共业务信道（CTCH）；传输信道分为（1）专用传输信道：专用信道（DCH）；（2）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）。
5、掌握物理信道的结构。
答：物理信道分为（1）上行物理信道，上行物理信道又分为上行专用物理信道：专用物理数据信道（uplink DPDCH）、专用物理控制信道（uplink DPCCH）、HSDPA专用物理控制信道（HS-DPCCH）；上行公共物理信道：物理随机接入信道（PRACH）；（2）下行物理信道，下行物理信道又分为下行专用物理信道（downlink DPCH）；下行公共物理信道：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）、公共导频信道（CPICH）、HSDPA物理下行共享信道（HS-SCCH）、HSDPA共享控制信道（HS-SCCH）。
(信息与通信)WCDMA无线接口物理层
用率。
02
技术优势
在信号传输质量方面，WCDMA无线接口物理层表现出色，能够提供稳
定、可靠的数据传输服务。此外，该技术还具有较强的适应性，可广泛
应用于不同场景和环境。
03
技术应用
WCDMA无线接口物理层已广泛应用于移动通信领域，如手机、平板电
脑等终端设备。该技术的应用极大地促进了信息交流和业务发展。
与其他无线通信技术相比，WCDMA在频谱效率、覆盖范围和抗干扰能力等方面具有一定的优势，但也 需要进一步的技术创新和改进以适应不断发展的通信需求。
05 结论
技术总结
01
技术特点
WCDMA无线接口物理层采用了直接序列扩频技术，具有良好的抗干扰
性能和保密性。同时，该技术还支持高速移动通信，具有较高的频谱利
误码率（BER）
衡量数据传输可靠性 的指标，表示错误比 特与总比特数的比例。
信噪比（SNR）
信号功率与噪声功率 的比值，反映信号质 量的好坏。
抗干扰能力
系统抵抗其他信号干 扰的能力，包括同频 干扰和邻频干扰。
性能评估方法
仿真实验
通过建立数学模型和计算机仿真，模拟实际无线通信 环境，评估物理层性能。
解码技术
从编码信号中提取出原始信息的过程。在WCDMA中，使用 Viterbi解码、Turbo解码等技术实现信号的解码。
混合ARQ技术
04 WCDMA无线接口物理层 性能分析
物理层性能指标
频谱效率
衡量系统在单位频谱 资源上所能提供的最 大数据传输速率。
覆盖范围
无线信号能够覆盖的 地理区域或建筑物范 围。
调制与解调技术
调制技术
将低频信号调制到高频载波上，以便于传输。在WCDMA中，使用QPSK、QAM 等调制方式。
WCDMA物理层
3.物理层过程 物理层过程 小区同步过程
主同步信道（ SCH）：由 个长度为256chip的格雷码构成， 主同步信道（P-SCH）：由1个长度为256chip的格雷码构成，具有良好的 ）： 256chip的格雷码构成 自相关性，每个时隙均发射，所有小区使用同一个码。 自相关性，每个时隙均发射，所有小区使用同一个码。 从同步信道（ SCH）：由长度为256chip的辅同步码构成， 从同步信道（S-SCH）：由长度为256chip的辅同步码构成，辅同步码共 ）：由长度为256chip的辅同步码构成 16个 经过排列组合生成64组每组15 64组每组15个 分别对应且唯一对应64 64个主扰 16个，经过排列组合生成64组每组15个，分别对应且唯一对应64个主扰 码组。 码组。 辅同步码特点：一个码序列循环位移结果位移，64个序列中任何一个进 辅同步码特点：一个码序列循环位移结果位移，64个序列中任何一个进 行小于15次的循环位移，都不会与其他序列的循环位移相同， 15次的循环位移 行小于15次的循环位移，都不会与其他序列的循环位移相同，也不会与 自己的任何其他循环序列相同；实际上，不同的小区选用不同的序列， 自己的任何其他循环序列相同；实际上，不同的小区选用不同的序列， 不同的时隙选用不同的辅同步码。 不同的时隙选用不同的辅同步码。
WCDMA_物理层层信道详细解读
W C D M A_物理层层信道详细解读-CAL-FENGHAI-(2020YEAR-YICAI)_JINGBIANWCDMA1、WCDMA物理层信道1.1、同步信道（SCH, Synchronisation Channel）SCH是下行物理信道，分为主同步信道（P-SCH, Primary SCH）和从同步信道（S-SCH, Secondary SCH）。
主要用于UE在开机后与系统进行时隙同步和帧同步的过程，以完成物理层同步。
SCH是一个用于在小区搜索过程中UE与网络进行时隙同步和帧同步的下行物理信道。
SCH包括两个子信道，一个是主同步信道（P-SCH），另一个是从同步信道（S-SCH）。
SCH 的每个无线帧长度为10ms（38400chips），分为15个时隙。
每个时隙的长度为2560chips。
SCH 的无线帧结构如图：P-SCH 上发送的是基本同步码（PSC, Primary Synchronization Code），长为256chips。
PSC 在每一个时隙的前256个码片的位置发射一次，在图中用cp表示。
系统中每个小区的PSC 都是相同的。
S-SCH 上发送的是辅助同步码（SSC, Secondary Synchronization Code），长为256chips。
S-SCH 与P-SCH 在时间上并行传输。
SSC 在图中用csi,k来表示，其中i （0～63）表示主扰码组的组号，k（0～14）表示时隙号。
S-SCH 的每一个无线帧重复发射这15个SSC。
每个SSC 是从长为256chips的16个不同的码片序列中选取的。
在S-SCH上发送的SSC 序列共有64种确定的组合，对应64个主扰码组，用于指示小区的下行扰码是属于哪一个扰码组的。
也就是说如果两个小区的主扰码不同，那么这两个小区的S-SCH信道上发送的SSC 序列就不同。
图中的参数a用于指示P-CCPCH 是否进行了发射分集，a=+1，表示P-CCPCH 进行了STTD 发射分集，a=-1，表示P-CCPCH 未进行STTD 发射分集。
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RRC
control
L3
Radio Bearers PDCP PDCP
control
control
ห้องสมุดไป่ตู้
control control
L2/PDCP
BMC
L2/BMC
RLC RLC RLC RLC RLC RLC RLC
RLC
L2/RLC
Logical Channels MAC
L2/MAC
Transport Channels
PHY
L1
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物理层技术实现
解复用解码 映射到MAC层
MAC层（层2）
传输信道
编码和复用 映射到物理层
物理层（层1）
物理信道 结构
解调解扩
扩频调制
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扩频调制
7
信道概念
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：
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12
下行链路扰码特点
主扰码0
从扰码1
集0 下 行 扰 码 集1 …
…
从扰码15
主扰码511×16
从扰码511×16＋1
集511
8192个扰码 512集
…
从扰码511×16＋15
每集分为1 个主扰码 15个从扰 码
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下行链路扰码特点
主扰码0
主扰码1
radio frame: 10 ms
#10
#11
#12
#13
#14
Random Access Transmission Random Access Transmission
Access slot #7 Access slot #8
Random Access Transmission Random Access Transmission
10或20ms的信息部分
使用哪个signature及信息部分长度由高层决定
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RACH的接入时隙分配
radio frame: 10 ms 5120 chips #0 Access slot #0 Access slot #1 #1 #2 #3 #4 #5 #6 #7 #8 #9
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Slot #14
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物理随机接入信道PRACH
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 ： 4096chips 长 度 ， 由 长 度 为 16 的 signature进行256次重复构成，共有16种signature
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扩频技术
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
扩频后 码片
比特
扰码
OVSF码
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主公共控制物理信道P-CCPCH
用于承载BCH信道（系统消息）； 固定数率（30kbps，SF=256）；
使用相同的信道码，即Cch,256,1；扰码为主扰码；
每个时隙的头256chips为空，只有数据域； 可以采用STTD传输分集。
256 chips (Tx OFF) Data 18 bits Tslot = 2560 chips , 20 bits
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课程内容
第一章 概述
第二章 WCDMA无线接口关键技术
第三章 WCDMA物理层过程
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WCDMA无线接口关键技术
信道结构及映射关系
编码与复用技术 扩频技术 调制技术
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学习完本课程，您将能够：
了解WCDMA无线接口的协议结构；
掌握WCDMA物理层的关键技术；
了解WCDMA物理层过程。
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3
课程内容
第一章 概述
第二章 WCDMA无线接口关键技术
第三章 WCDMA物理层过程
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Slot #0
Slot #1
Slot #i 1 radio frame: Tf = 10 ms
Slot #14
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寻呼指示信道PICH
288 bits for paging indication b0 b1
12 bits (undefined) b287 b288 b299
下 行 主 扰 码
组0 组1
…
主扰码7
主扰码16*8*63 主扰码16*8*63＋ 16
…
组63
…
512个主扰码
64组
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主扰码16*8*63＋ 16×7
每组8个主扰码
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本章小结
本章主要对物理层的一些基本概念进行了介绍，包括：
无线接口协议栈结构 扩频调制过程、信道码、扰码 物理层技术的实现
UTRAN协议结构
Core Network Iu RNS Iur RNC Iub Node B Iub Node B Iub Node B RNC Iub Node B RNS Iu
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空中接口协议结构
GC Nt DC Duplication avoidance GC C-plane signalling Nt DC UuS boundary U-plane information
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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，每一无线帧包括15个时隙。
物理信道分为上行物理信道和下行物理信道。
物理信道
频率、码、相位
One radio frame (10 ms)
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寻呼指示信道PICH
PICH 为 固 定 速 率 (SF=256) 的 物 理 信 道 ， 用 于 传 送 Page Indicators (PI).
PICH 总是与一个S-CCPCH 相联系，这个信道正在传送一个PCH PICH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。 N 个寻呼指示 {PI0, …, PIN-1} 在一帧内传送，N=18, 36, 72, or 144.
Antenna 1
A A A A A A A A A A A A A A A A A A A A A A A A
Antenna 2
-A -A A A -A -A A A -A A -A -A A A -A -A A A -A -A A A -A -A slot #14 Frame#i slot #0 Frame#i+1 slot #1
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大类。
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。
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
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从公共控制物理信道S-CCPCH
用于传送 FACH和PCH。
可能的传送速率与下行DPCH 相同。
两种SCCPCH: 有TFCI 和无TFCI。 SF =256 – 4。
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上行物理信道
–上行专用物理信道
•上行专用物理数据信道(uplink DPDCH) •上行专用物理控制信道 (uplink DPCCH)
上行物理信道
–上行公共物理信道
•物理随机接入信道(PRACH) •物理共用分组信道(PCPCH)
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下行物理信道
–下行专用物理信道(downlink DPCH)
Access slot #14
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RACH的发射结构
Preamble 4096 chips
Preamble
Preamble
Message part
10 ms (one radio frame) Preamble Preamble Message part 20 ms (two radio frames)
UTRAN 决定 TFCI是否发送，UE 支持TFCI。