第三章 WCDMA物理层技术及过程

辅助公共控制物理信道（SCCPCH）：用于携带 FACH和PCH。
有两类辅助CCPCH：包括TFCI的和不包括TFCI 的，由UTRAN决定是否发送TFCI。
辅助CCPCH可能的速率集和下行DPCH相同。扩 频系数的范围为4~256。
指示符
在传输信道中定义了一系列的指示符功能。 指示符是一种快速的低层信令实体，没有在传输
专用信道（DCH）
传输用户数据，且只能为一个用户使用。 为双向信道，支持快速功率控制、分集技术和软
切换。
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公共传输信道
广播信道（BCH） 寻呼信道（PCH） 前向接入信道（FACH） 随机接入信道（RACH） 上行链路公共分组信道（CPCH） 下行链路共享信道（DSCH） 高速下行共享信道（HS-DSCH）
信道上占用的任何实体信息块，而是由物理信道 在物理层直接完成其功能。 发送指示符的物理信道叫做指示信道。 指示符到指示信道的映射是由物理信道决定的。
捕获指示信道（AICH）：为用于携带捕获指示 (AI)的物理信道，它给出移动终端是否已得到一 条PRACH的指示。
AI对应于PRACH或PCPCH上的特征码。
专用上行物理信道
专用上行物理数据信道(DPDCH)：用于传送专用 传输信道(DCH)。在每个无线链路中，可能有0、 1或若干个上行DPDCH。
专用上行物理控制信道(DPCCH)：用于传输物理 层产生的控制信息。在每一个无线链路中， 只有 一个上行DPCCH。
DPDCH 和 DPCCH 是 并 行 码 分 复 用 传 输 的 。 DPCCH的比特速率是恒定的，DPDCH的比特率 是可以逐帧改变的。
寻呼指示信道（PICH）：是固定速率的物理信道 (SF=256)，用于携带寻呼指示(PI)。
PICH总是与SCCPCH相关联。
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3.1.4 信道之间的映射
3.2 WCDMA物理层处理
3.2.1 信源编码
话音业务属于会话类业务，要求低时延，在Iu接口传输时 使用Iu UP的支持模式，在无线接口上传输时使用RLC的 透明模式。
物理层数据传输格式
在物理层和MAC间交互的所有传输信道规定为单向链路， 即上行或下行，移动终端可以同时具有一个或多个传输信 道。
在物理层和MAC间信息交换的基本单元定义为传输块。典 型的传输块为RLC的一个协议数据单元(PDU)，物理层为 每一个传输块添加CRC。
在同一时间使用同一个传输信道，在物理层和MAC间交换 的一组传输块称作传输块集。
半静态部分：属性包括传输时间间隔、使用的差错保护 方 案 （ 差 错 保 护 类 型 ： Turbo 编 码 、 卷 积 编 码 或 不 编 码、纠错编码速率、静态速率匹配参数、凿孔极限）以 及CRC大小。
动态部分：{320 bit，640 bit}。它表示传输块大 小为320 bit；传输块集由两个传输块组成，其大 小为640 bit。
TFCI通知接收机在上行DPDCH的一个无线帧内同时 传输的传输信道的瞬时传输格式组合参数。
公共上行物理信道
物理随机接入信道(PRACH)：用于承载RACH的 物理信道，用于移动台在发起呼叫等情况下发送 接入请求信息。PRACH的传输基于时隙ALOHA协 议， 可在一帧中的任一个时隙开始传输。
在WCDMA无线接口中，传输的数据速率、信道数、 发送功率等参数都是可变的。为了使接收机能够 正确解调，必须将这些参数在物理层控制信息中 通知接收机。
物理层控制信息由为相干检测提供信道估计的导 频 比 特 、 发 送 功 率 控 制 (TPC) 命 令 、 反 馈 信 息 (FBI)、可选的传输格式组合指示(TFCI)等组成。
FDD必须采用成对的频率，即在每2x5MHz的带宽内提供 第三代业务。该方式在支持对称业务时，能充分利用上下 行的频谱，但对于非对称的业务，频谱利用率则大大降低 (由于低上行负载，造成频谱利用率降低约40%)，在这点 上，TDD模式有着FDD无法比拟的优势。
TBiblioteka BaiduD模式
在TDD模式的移动通信系统中，接收和传送在同 一频率信道(即载波)的不同时隙，用保证时间来分 离接收和传送信道。
公共控制信道（CCCH）：用于在上行链路中接入 网络，但还没有与网络连接的终端；用于在下行 链路中响应这些接入请求。
专用控制信道（DCCH）：用于在MS和网络间传 送控制信息的双向点对点的控制信道。在RRC连 接建立过程期间建立该信道。
业务信道（TCH）
专用业务信道（DTCH）：点对点双向信道，专用 于一个UE，传输用户数据。
基本SCH和辅助SCH是码分多路的，并且在每个时隙的第 1个256码片中同时传输。
SCH的传输功率可以通过增益因子GP和GS来分别加以调 节，与PCCPCH的传输功率是不相关的。
主公共控制物理信道（PCCPCH）：为固定速率 (SF=256)的下行物理信道，用于携带BCH。
在每个时隙的前256个码片不发送CCPCH的任何 信息（Tx off），因而可携带18比特的数据。
WCDMA系 统 采 用 AMR语 音 编 码。 采用 8种 编码速 率： 12.2kb/s 、 10.2kb/s 、 7.95kb/s 、 7.40kb/s 、 6.70kb/s、5.90kb/s、5.15kb/s、4.75kb/s。
属于线性预测编码，为了降低平均比特率，编码器支持不 连续传输（DTX），使用语音激活检测（VAD）和舒适噪 声生成（CNG）技术。
公共下行物理信道
公共下行导频信道（CPICH）：是固定速率(30 kb／s，SF=256)的下行物理信道，携带预知的 20比特(10个符号)导频序列（且没有任何物理控 制信息）。
公共导频信道有两类：
基本CPICH 辅助CPICH
它们的用途不同， 物理特征上也有所不同。
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同步信道(SCH)：是用于小区搜索的下行信道。
MAC层在逻辑信道上提供数据业务，针对MAC层 提供的不同类型的数据传输业务，专门定义了一 组逻辑信道类型。
逻辑信道通常可以分成两大类：
控制信道（CCH） 业务信道（TCH）
控制信道（CCH）
广播控制信道（BCCH）：用于在下行链路中传输 系统信息。
寻呼控制信道（PCCH）：用于在一个或多个小区 中呼叫MS。
逻辑信道：用来描述传输的类型是什么 传输信道：用来描述怎样的传输数据及数据的特征是什
么 物理信道：物理层的承载信道。
高层信息以逻辑信道的形式从RLC层传输到MAC 层，逻辑信道映射到传输信道。然后信息以传输 信道的形式从MAC层传到物理层，传输信道又依 次映射到物理信道。
信道映射
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3.1.1 逻辑信道
采用该功能后，网络和终端都能够根据干扰情况选择合适 的编码速率，从而提升网络的容量。
AMR编码器的构成
传输块中的比特数定义为传输块的大小。
在一个给定的传输块集中，传输块的大小总是固定的，也 就是说，在一个传输块集中的所有传输块应是相同大小 的。
MAC层是按照固定的传输时间间隔向物理层传输数 据块的。
传输时间间隔(TTI)定义为传输块集的到达间隔， 它等于物理层在无线接口中发送传输块集的周期。
传输信道是由物理层提供给第2层的信道，用于在 第1层对等实体之间传送数据。通过对在物理层上 的数据以何种特性和何种方式进行传输来定义不 同类型的传输信道。
传输信道有两种类型：
专用信道：仅仅是为单个用户预留的，并在某个特定的 速率采用特定编码加以识别。
公用信道：公共信道资源可由小区内的所有用户或一组 用户共同分配使用。
该模式在不对称业务中有着不可比拟的灵活性， TD-SCDMA只需一个不对称频段的频率分配，其 每载波为1.6MHz，所以对于对称业务(语音和多 媒体等)和不对称业务(包交换和因特网等)，可充 分利用无线频谱。
TDD高层规范和FDD模式大体相同，差别在物理 层。
3.1 WCDMA的信道
WCDMA有三种类型的信道：
一般的物理信道包括3层结构：超帧、帧和时隙。 超帧长度为720ms， 包括72个帧；每帧长10ms。 在每帧内有15个时隙，38400码片，代表一个功率控制周
期。 一个时隙包含2560码片，使用不同的扩频因子，一个时隙
可以传不同数目的比特。
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物理信道的种类
物理专用信道（DPCH） 公共导频信道（CPICH） 公共控制信道（CCPCH） 下行物理共享信道（PDSCH） 寻呼指示信道（PICH） 分配指示信道（AICH） 同步信道（SCH） 物理随机接入信道（PRACH） 物理公共分组信道（PCPCH）
第三章 WCDMA物理层技术及过程
主要内容
WCDMA的信道 WCDMA物理层处理 扩频与调制
同步过程 随机接入过程 寻呼过程 功率控制过程 发射分集过程
概述
ITU-R为3G的FDD模式和TDD模式划分了独立的 频段，在将来的组网上，TDD模式和FDD模式将 共存于3G网络。
公共业务信道（CTCH）：单点对多点无方向信 道，用于对所有的UE或者仅仅一个单用户传输用 户数据。只存在于下行链路。
3.1.2 传输信道
UTRA高层数据的发送先经过传输信道，再在物理 层上映射到不同的物理信道，这要求物理层能够支 持可变比特速率的传输信道，以提供各种类型带宽 需求的业务，亦能将多种业务复用到同一连接上。
ITU要求TDD系统移动速度达到120km/h，要求 FDD系统移动速度达到500km/h。
FDD模式
FDD模式的特点是在分离(上下行频率间隔190MHz)的两 个对称频率信道上，系统进行接收和传送，用保证频段来 分离接收和传送信道。
采用包交换等技术，可突破二代发展的瓶颈，实现高速数 据业务，并可提高频谱利用率，增加系统容量。
TTI总是最小交织周期(10 ms)的倍数，MAC层每 个TTI向物理层发送一次传输块集。每一个传输块 集由大量的传输块组成。
可能的TTI大小为10、 20、 40和80 ms。
传输格式定义为在一个传输信道上，在一个TTI中 发送传输块集的格式。
传输格式由两部分组成：
动态部分：属性包括传输块大小、 传输块集大小。
半静态部分：{10 ms，卷积编码，静态速率匹配 参数=1}。它表示传输时间间隔为10 ms，采用的 纠错编码为卷积编码，静态速率匹配参数为1。
传输格式组合集定义为在编码组合传输信道上的传 输格式组合的集合。
3.1.3 物理信道
物理信道是物理层的承载信道，由一个特定的载频、扰 码、信道化码、时延来标记，在上行链路中还有由相位来 标识。时间长度以整数个码片来标识。
物理公共分组信道(PCPCH)：是一条多用户接入 信道， 传送CPCH传输信道上的信息。接入协议 基于带冲突检测的时隙载波侦听多址 (CSMA/CD)，用户可以在无线帧中的任何一个时 隙作为开头开始传输。
专用下行物理信道
DPCH以时分复用的方式发送。每个下行DPCH时隙的 总比特数由扩频因子SF=512／2k决定，扩频因子的 范围：512-4。
DPDCH：传输数据部分
DPCCH：传输控制信息(导频比特、TPC命令和可选的TFCI)
下行链路可采用多码传输，一个或几个传输信道经 编码复接后，组成的组合编码传输信道(CCTrCH)使 用几个并行的扩频因子相同的下行DPCH进行传输。 此 时 ， 物 理 层 的 控 制 信 息 仅 放 在 第 一 个 下 行 DPCH 上，其他附加的DPCH相应的控制信息的传输时间不 发送任何信息，即采用不连续发射。
SCH由两个子信道组成：
主SCH：未调制的主SCH用来获得辅助SCH的时间。主SCH由每 个时隙发送一次长256码片的未调制码组成。对系统中每个基站， 主同步码是相同的，并且发射时间与时隙边界对准。
辅助SCH：调制的辅SCH码带有关于基站所属长码的长码组信息。 辅SCH由与主SCH并行传输的长256码片的调制码组成。