WCDMA物理层信道功能汇总
WCDMA物理层信道功能汇总
信道名称NAME信道结构信道功能同步信道SCH SCH SCH不进行扩频和加扰；用于小区搜索；SCH信道占用前256个Chip；分成 P-SCH和S-SCH；主同步码（PSC）在每个时隙内重复发射，传送完全确知的序列；用于UE与UTRAN之间的比特同步；从同步码（SSC）中包含扰码组信息，用于确定小区中使用的扰码组。
主要用于小区搜索公共导频信道CPICH CPICH 1、common Pilot Channel (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，但传送序列不同主CPICH使用相同的信道码，即Cch,256,0；扰码为主扰码；2、一个小区只有一个主CPICH，在整个小区广播；用于小区（主扰码）搜索；3、主CPICH为SCH, Primary 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。
其它信道的功率基准，测量其它信道都是通过测量CPICH信道来实现的。
确定小区覆盖范围，小区呼吸功能。
4、从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或几个从扰码可以在小区内部分发射5、PCPICH经过主扰码加扰，信道化码分配固定一个小区一个主扰码。
SCPICH经过辅扰码加扰，信道化码在256个码片范围内选取PCPICH的作用在切换和小区的选择和再选择的测量。
主公共控制物理信道P-CCPCH PCCPCH用于承载BCH（广播信道）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；可以采用开环传输分集。
不向终端传送任何控制信息；采用1/2的卷积编码；与公共导频信道相配合，进行相干检测的信道估计。
寻呼指示信道PICH 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PCHPICH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。
(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。
WCDMA物理层信道介绍
8
WCDMA下行信道结构(FDD)
逻辑信道 传输信道
空数据
BCCH BCH
物理信道
CPICH
公共导频信道
P-CCPCH(*)
S/P
Cch 256,0 Gain
S/P
同步码(*)
PSC
广播控制信道
PCCH
广播信道.
PCH
编码 编码
主公共控制信道
Cch 256,1 Gain
SSC i
GP
S
SCH 同步信道
开环模式 STTD 采用
闭环模式 CLTD –
SCH
S-CCPCH DPCH PICH AICH
采用
– –
– –
–
采用
采用
–
– 采用 – 采用
采用 采用
10
OVSF生成树
C4,0 C2,0 1 C1,0 1 C2,1 1 -1 1 -1 1 -1 1 1 1 1 1 C4,1 1 -1 -1 C4,2 1 -1 C4,3 -1 1 1
专用信道
DPDCH (每个UE一个或多个)
专用物理数据信道.
复 用
S/P
S
Cch Gain
I+jQ
I
DTCH
DCH N
专用业务信道
专用信道.
编码
DPCCH (每UE一个)
S
Q
基带滤波 基带滤波
I/Q 调制
Pilot, TPC, TFCI
HS-DSCH
专用物理控制信道
HS-PDSCH
高速下行共享信道
编码
采用STTD发送分集方式
天线1符号
A
A
A
A
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信道总结
WCDMA信道及性能总结序号信道名称英文缩写内容结构是否用到OVSF码是否用到Gold码作用1同步信道SCH 主P-SCH主同步码PSC，（PSC256个固定的Chips特定组）帧长10ms，长度256chips，每个时隙发射，15个时隙一帧，每时隙前1/10发射，非周期的自相关性，便于捕获，全网一致，便于UE捕获。
否否利用PSC自相关性，是UMTS网络的标志，提供UE与小区的时隙同步2 辅S-SCH 辅同步码SSC，（SSC256个固定的Chips特定组）帧长10ms，长度256chips，每个时隙发射，15个时隙一帧，每时隙前1/10发射，SSC是1615个组合中的64种，分别对应64个PSCG否否给UE提供无线帧的同步和主扰码组PSCG是64个中的哪一组（一组8个）3下行公共导频信道DL-CPICH 主P-CPICH全0码，以小区用的主扰码加扰，OVSF码为Cch，256，0；每个小区唯一，广播形式下传帧长10ms，15个时隙一帧，速率30Kbps，扩普系数256，Cch，256，本小区的UE根据主扰码组PSCG定出的范围8选1，提供相位和参数，UE还根据P-CPICH的信号强度决定切换4 辅S-CPICH 预定的bit或符号序列，选用主扰码或辅扰码加扰，信道化吗不固定帧长10ms，15个时隙一帧，速率30Kbps，扩普系数256，CCh，256，x；S-CPICH数量不固定，可以没有也可以多个。
Cch，256，x本小区主扰码或辅扰码下行导引信道，可以作为S-CCPCH和DL-DPCH的参考相位，有高层信令通知UE5公共控制物理信道主P-CCPCH小区系统消息，（BCCH，BCH）包括MCC，MNC，Cell ID帧长10 ms，速率30kbps，扩普256，固定的OVSF，Cch，256，1；前256chips不发送信息，在小区连续发Cch，256，1主扰码PSC承载下行系统控制和广播信息6 辅S-CCPCH 传输寻呼消息（PCH）信道指配消息（FACH）帧长10ms，速率15—960kbps（30~1920kbps），扩普系数4~256，OVSF不固定，主扰码；FACH和PCH映射在同一个S-CCPCH上，也可分别映射在不同的S-CCPCH上，S-CCPCH可以是多个，S-CCPCH可变，由TFCI决定，当不传送TFCI是，该位置放置TDS，S-CCPCH可象专用物理信道（FACH的S-CCPCH有效）那样以窄带波发送Cch 256 x由SCCPCH分配本小区主扰码用于承载下行寻呼和信道指配信道，注册时只用到了信道指配的功能，接到UE请求后，给UE分配资源（DPCH）7 随机接入物理信道PRACH前导部分（preamble）：签名序列的256次重复；消息部分（message）：语音和低速数据的介入请求消息前导部分：长度4096chips，preamblesignature用来区分用户，共16种每种固定16bit信息，分别重复256次，用PSC区分扇区，共计8192个码，512组，code和在一起构成前导部分的扰码。
WCDMA系统主要物理信道
1024 码片
发送关闭
AS
AS#0
AS#1
AS #i 20 ms
AS#14
AS
固定扩频因子SF = 256
AICH信道和上行的RACH是相互对应的，都是用来传输 信令消息的。
AICH 信道用于终端和网络建立连接时，用于反馈开环 功控信息。
物理信道的帧结构及作用 PRACH的帧结构
radio frame: 10 ms 5120 chips radio frame: 10 ms
--SCH用于小区搜索时，终端和基站之间建立同步 --分成P-SCH和S-SCH --主同步码在每个时隙内重复发射，用于建立和系统的时 隙同步；从同步码用来建立和系统的帧同步，获取指定 小区的主扰码，从而和系统建立联系
物理信道的帧结构及作用 寻呼指示信道(PICH)
288 bits 用于寻呼指示 b0 b1 b287 b288 12 bits (未定义) b299
一个无线帧 (10 ms)
固定扩频因子SF = 256
寻呼指示信道(PICH)总是伴随包含寻呼信道(PCH)的 S-CCPCH发送 PICH的使用可有效降低终端待机时间
物理信道的帧结构及作用 捕获指示信道(AICH)
AI 部分 = 4096码片- 32个实值符号
a 0 a 1 a 2 a 3 0 a 3 1
物理信道的帧结构及作用
下行物理专用信道
扩频因子为4-512，DPDCH用来传输用户数据，DPCCH用来传输物理层的 一些控制信令； DPDCH和DPCCH采用时分复用；
• CPICH（导频信道）
物理信道的帧结构及作用
主CPICH --使用相同的信道码，即Cch，256，0，空中接口速率为30kbps --一个小区只有一个主CPICH --用于确定切换测量和小区重选。 --调整CPICH的功率可使不同小区间的负载平衡。减少CPICH功率 可使部分终端切换到其他小区，而增大CPICH的功率可使更多终端 切换到该小区
WCDMA无线接口物理层与信道-001
下行链路扰码特点
下 行 扰 码
8192个扰码
15
集0 集1 … 集511
512集
主扰码0 从扰码1
…
从扰码15
主扰码511×16
从扰码511×16＋
1…
从扰码511×16＋ 15
每集分为 1个主扰 码15个从
扰码
下行链路扰码特点
下 行 主 扰 码
512个主扰码
16
组0 组1
…
组63
64组
主扰码0
transport channels onto physical channels (FDD) q TS 25.212 Multiplexing and channel coding (FDD) q TS 25.213 Spreading and modulation (FDD) q TS 25.214 Physical layer procedures(FDD) q TS 25.308 UTRA High Speed Downlink Packet Access (HSDPA); Overall description; Stage 2 q TR 25.877 High Speed Downlink Packet Access (HSDPA) - Iub/Iur Protocol Aspects q TR 25.858 Physical layer aspects of UTRA High Speed Downlink Packet Access
U-plane information
UuS boundary
control control control control
RRC
control PDCP
PDCP
WCDMA信道总结
主公共控制物理信道
P-CCPCH
MCC,MNC,cellID等
5
寻呼指示信道
PICH
PI寻呼指示
IMSI,TMSI
6
辅公共控制物理信道
S-CCPCH PRACH
OVSF,GLOD 签名序列 16种，全网唯一
7
随机接入物理信道
preamble
每种16bit，彼此正交
20ms一帧
8
捕获指示信道 随机接入物理信道
3 4
主公共导频信道
P-CPICH
全0码
每TS中20bit有用信息 帧时长10ms，速率30kbps 每TS后9/10发送 10ms一帧，不分TS 300bit，288bit表示PI 12bit系统预留 提供18,36,72,144个PI 10ms一帧 速率15-960ksps（301920ksps） 重复码，16X256=4096S
WCDMA信道及性能总结
编号 1 信道名称
主同步信道
英文缩写
P-SCH
内容
PSC码 全网唯一 非周期自相关性 SSC码16种 SSC是1615个组合中
结构
256chip组成 每TS前1/10发送 10ms一帧，15个TS 256chip组成 每TS前1/10发送 10ms一帧，15个TS
是否用到OVSF码
10
控制信道 数据信道 专用下行物理信道
11
控制信道 数据信道
AICH PRACH
实值符号 AI捕1024空chip组成 10ms一帧，15个TS
Cch256.x 由P-CCPCH分配 x=16Xs+15 y=SFXs/16
回应 preamble
9
9
WCDMA物理信道导读
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●基本和辅助公共导频信道CPICH●基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。
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，Ndata1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）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DPCHs可使用不同的扩频因子。
第六章 WCDMA 物理层
end AS entity
RRC L2/L1 UE
Uu Stratum (UuS)
RRC L2/L1 UTRAN
Iu Stratum
Core Network Iu
Radio (Uu)
WCDMA物理层原理 物理层原理
1. 物理层提供给高层的服务和功能 2. 物理信道类型 3. 传输信道和物理信道关系 4. 编码复用 5. 扩频调制
#1a #1b #1c #1 #2a #2b #2c #2 #1a #1b #1c #3 #2a #2b #2c #4
2ndin terleaving Physical channel m apping 60kspsD C PD H
600 600 600 600
C = FN 4N
C N +1 F =4N
物理层
物理层提供的服务
传输信道：定义无线接口数据传输的方式和特性。 传输信道：定义无线接口数据传输的方式和特性。 方式和特性
公共传输信道
RACH：随机接入信道（Random Access Channel），上行信道的 ：随机接入信道（ ），上行信道的 建立 CPCH：公共分组信道（Common Packet Channel） ：公共分组信道（ ） FACH：前向接入信道（Forward Access Channel），响应 ：前向接入信道（ ），响应 响应RACH DSCH：下行共享信道（Downlink Shared Channel） ：下行共享信道（ BCH：广播信道（Broadcast Channel） ：广播信道（ PCH：寻呼信道（Paging Channel） ：寻呼信道（
2*( NTrCHc+8*NTrCHc/60)
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)
任务5 WCDMA物理层
应帧进行解调
22
专用下行物理信道
DPDCH
Data1 Ndata1 bits
DPCCH
DPDCH
TPC
TFCI
NTPC bits NTFCI bits
Data2 Ndata2 bits
Tslot = 2560 chips, 10*2k bits (k=0..7)
业务逻辑信道
Traffic Channel
控制逻辑信道
Control Channel
11
传输信道分类
专用传输信道 Dedicated Channel (DCH)
广播信道 Broadcast Channel (BCH)
前向接入信道 Forward Access Channel (FACH)
寻呼信道 Paging Channel (PCH)
12
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
13
物理信道分类－上行物理信道
前言
• 传输格式组合（TFC）：一个或多个传输信道复用到物理层， 对于每一个传输信道，都有一系列传输格式（传输格式集）可 使用。
• 传输格式组合指示（TFCI）：它是当前TFC的一种表示。 TFCI的值和TFC间是一一对应的，TFCI用于通知接收侧当前 有效的TFC，即如何解码、解复用以及在适当的传输信道上递 交接收到的数据。
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信道
在基站合路，都是指宏分集功能。
● 错误侦测：物理层经过基带信号逆处理过程来判定传输信道上数据块是否出错，通过相应的指示位CRCI 给予高层指示。
● 编码解码交织反交织：也就是基带信号的处理，目的是对有用信息进行保护。
执行的参数，如是1/2还是1/3卷积、是Turbo码还是卷积码，都是由MAC层来通知物理层。
MAC层完成的是传输信道的映射。
● 传输信道复用和解复用：CCTrCH是码分复用传输信道，作为一个逻辑概念不在空中接口上出现，不属于传输信道也不属于逻辑信道，它只是从MAC层向物理层映射时出现的一个逻辑概念。
它是指一个用户所有传输信道的复用，每个用户会对应一个CCTrCH的处理，其中对应的上层传输信道是多个传输信道的复用。
由CCTrCH向物理层映射时可能是向多个物理信道映射。
● CCTrCH对物理信道的映射● 功率叠加及物理信道上的合成● 物理信道调制解调扩频解扩● 频率和时间的同步● 送往高层的测量和指示（EFR、SIR、接口等）● 闭环功控：每秒1500次● 射频处理从协议栈上可知，基站面向空中接口只有物理层协议，面向RNC底层的承载是AAL2，上层封装是帧协议FP，用于Node B和RNC之间的数据传递。
到达RNC之后，CS域送往TRAU，同样是AAL2承载，上层是Iu接口的用户平面。
作为PS域，RNC、PDCP（Option）、RNC和SGSN之间底层AAL5的承载，上层满足GPRS的对照协议，在Iu PS端口上，PDP Tunnel、U平面、UDP传输承载选择AAL5，到Gn 接口，将去除ATM转换成Gn接口上的IP骨干网协议，高层是PDP、UDP到IP作为传输层，底层是以太网、物理层链路传送。
五、逻辑信道描述目标：了解移动台不同的工作模式和状态、逻辑信道的描述、逻辑信道向传输信道的映射关系。
（UM12 5-5）1、移动台的工作状态移动台的二种基本模式是空闲模式和连接模式。
所谓空闲模式是指移动台处于待机状态，尚无业务存在时的状态。
WCDMAUMTS物理信道
WCDMA UMTS物理信道.双工方式:时分双工TDD:上行下行频率相同,每条链路上信号不连续发射频分双工FDD:上下行频率不同,每条链路上信号并行发射,WCDMA采用FDDWCDMA UMTS工作频段:欧洲:上行1920-1980MHZ 下行2110-2170MHZ 190MHZ间隔北美:上行1850-1910MHZ 下行1930-1990MHZ 80MHZ 间隔WCDMA UMTS信道带宽单载频信道带宽:5MHZ与信道号码UARFCN关系:UARFCN/5=绝对射频信道中心频。
RRC--无线资源控制RLC--无线链路控制MAC--媒体接入控制MAC层为RLC层提供逻辑信道。
逻辑信道的划分是按照传输信息的类型来决定的,逻辑信道决定哪些信息要通过空中接口发送。
物理层为MAC层提供数据传输信道。
作用是用来说明在无线接口信道是如何传输的,传输信道决定这些信息如何通过空中接口发送下去。
物理信道就是UE和网络之间真正用来传输信息的,受到RRC层的控制。
物理信道专用物理信道DPCH专用物理数据信道:DPDCH 双向专用控制物理信道:DPCCH 双向公共物理信道CPCH随机接入物理信道:PRACH 上行公共分组物理信道:PCPCH 上行同步信道SCH主同步信道P-SCH辅同步信道S-SCH公共导频信道CPICH主公共导频信道P-CPICH辅公共导频信道S-CPICH公共控制物理信道CCPCH主公共控制物理信道P-CCPCH 辅公共控制物理信道S-CCPCH 查询指示信道:AICH寻呼指示信道:PICH共享信道PDSCH接入查询指示信道AP-AICH冲突检测信道分配指示信道CD/CA-ICH 状态指示信道CSICH后四个是面向分组域1传输信道随机接入信道:RACH 上行公共分组信道:CPCH 上行前向接入信道:FACH 下行下行共享信道:DSCH 下行广播信道:BCH 下行寻呼信道:PCH 下行专用传输信道:DCH 双向逻辑信道控制信道:广播控制信道:BCCH 下行寻呼控制信道:PCCH 下行公共控制信道:CCCH 双向专用控制信道:DCCH 点点双向业务信道:专用业务信道:DTCH 点点双向公共业务信道:CTCH 点多点单向业务下行物理信道所用的扰码:下行物理信道是从218+1个GOLD CODE中选8192个作为扰码来用,这些扰码分成512个扰码组每个扰码组有16个扰码。
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信道作用详解
WCDMA信道作用详解WCDMA各个信道的具体作用详解！物理信道特定的载频+扰码+信道化编码+一段持续时间+参考相位。
分为传输信道和逻辑信道（分为专用物理信道（DPCH），和公共物理信道（CPCH））信道映射关系：上行：CCCH—PRACHDCCH—DPDCH和DPCCH下行：PCCH—S-CCPCHBCCH—P-CCPCH和S-CCPCHCCCH—S-CCPCH双工方式：WCDMA使用频分双工（FDD），双工间隔190MHz 频段：上行1920—1980 下行2110—2170上行物理信道：专用物理数据信道（UL-DPDCH）功能：传送话音和数据专用物理控制信道（UL-DPCCH）功能：传送控制信息下行物理信道：专用物理数据信道（DL-DPDCH）功能：传送话音和数据专用物理控制信道（DL-DPCCH）功能：传送控制信息公共下行信道：CPCH主同步信道(P-SCH)，内容：主同步码PSC （256特定码组标识WCDMA，具有自相关特性，在时隙的前10/1发射，和SSC由正交特性）作用：UE开机时用已知的PSC去和网络发送的PSC运算得到+1，完成时隙同步不加OVSF码和扰码辅同步信道（S-SCH）内容：辅同步码SSC,共有16组，放在一个无线帧的15个时隙里=16的15次方的组合，选用64组具有代表性的组合，手机对这64辅同步码表组合是已知的。
功能：手机对辅同步码表，连续对出3个TS（时隙）的辅同步码在64组中是唯一的，横向手机知道了这事哪3个TS，完成帧同步，纵向知道这是第几组辅同步码，对应主扰码组（64选1）加快开机速度公共导频信道CPICH主公共导频信道F-CPICH内容：全0，以小区使用的主扰码加扰，信道化编码为cch，256,0功能：UE根据主扰码组定出的范围，一个一个地测出这个小区的主扰码（8选1）为UE提供接受信号相位参考基准（完成相干解调，UE小功率发射）在切换的测量过程中，UE测量P-CPICH信道的强度和下行其他信道的参考相位（除DPCH），作为切换和小区重选的判断依据。
(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。
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信道名称NAME信道结构信道功能
同步信道SCH SCH SCH不进行扩频和加扰；
用于小区搜索；
SCH信道占用前256个Chip；
分成 P-SCH和S-SCH；
主同步码（PSC）在每个时隙内重复发射，传送完全确知的序列；用于UE与UTRAN之间的比特同步；
从同步码（SSC）中包含扰码组信息，用于确定小区中使用的扰码组。
主要用于小区搜索
公共导频信道CPICH CPICH 1、common Pilot Channel (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，但传送序列不同主CPICH
使用相同的信道码，即Cch,256,0；扰码为主扰码；
2、一个小区只有一个主CPICH，在整个小区广播；
用于小区（主扰码）搜索；
3、主CPICH为SCH, Primary 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。
其它信道的功率基准，测量其它信道都是通过测量CPICH信道来实现的。
确定小区覆盖范围，小区呼吸功能。
4、从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
可以在小区内部分发射
5、PCPICH经过主扰码加扰，信道化码分配固定一个小区一个主扰码。
SCPICH经过辅扰码加扰，信道化码在
256个码片范围内选取
PCPICH的作用在切换和
小区的选择和再选择的
测量。
主公共控制物理信道P-CCPCH PCCPCH
用于承载BCH（广播信道）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；
可以采用开环传输分集。
不向终端传送任何控制信息；
采用1/2的卷积编码；
与公共导频信道相配合，进行相干检测的信道估计。
寻呼指示信道PICH 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.
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
小区内所有的终端都要监听PICH，发射较高的功率，没有功率控制。
和PCH配合为终端提供
休眠工作模式。
检测PICH时，终端要得
到CPICH相位基准信息。
从公共控制物理信道S-CCPCH SCCPCH
用于传送 FACH和PCH。
其中两者可公用一个SCCPCH或两个不同物理信道。
三种SCCPCH: 没有导频符号，也没有TFCI（没有自适应天线，所有终端必须检测一个信道）；没有导频符号，也有TFCI（使用FACH传输格式可变并且数据传输速率可变的数据）；有导频符号，有或没有TFCI（通
过上行链路信道提供自适应天线的信息）。
UTRAN 决定 TFCI是否发送，UE支持TFCI。
可能的传送速率与下行DPCH 相同。
SF =256~4。
具体信道码与扰码由UTRAN确定
也可采用开环分集发送
物理随机接入信道PRACH 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；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；
捕获指示信道（AICH AICH AICH的帧结构：两帧，共20 ms，包括重复的15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和空部分。
捕获指示AI有16种Signature
AICH的相位参考为CPICH.
配合RACH信道使用；
发射功率较高，无功率控制
用来指示基站接收到
RACH信道的特征标记序
列。
AICH进行检测时，终端
需从公共导频信道提取
相位基准信息。
专用下行物理信道DPCH DPCH 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TFCI。
DPCH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
物理下行共享信道PDSCH 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。
上行专用物理信道DPDCH/DPCCH DPDCH/DP
CCH
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。
物理公共分组信道PCPCH PCPCH CPCH传输是基于快速捕获指示的DSMA-CD方法
CPCH也是在与RACH一样的时隙开始时刻传输的
CPCH随机访问信号包括：
1个或多个接入前缀AP，长度为4096chips；
1个冲突检测前缀CD-P，长度为4096chips；
1个DPCCH功率控制前缀PC-P，长度为0或8个时隙，由高层决定；
1个message部分：长度为Nx10ms，最多的帧数由N_Max_frames参数决定，此为高层的参数。
每10ms帧分为15个时隙，每个时隙2560chips
分为两个并行的部分：
传输高层信息的数据部分和传输层1控制信息的控制部分
数据部分的扩频因子为256到4
数据部分与控制部分分别与上行的DPDCH与DPCCH结构相同
FACH前向接入信道FACH 1、传送分组数据。
通常和寻呼信道用到同一信道上。
2、采用慢速功率控制或不采用功控。
3、基站和终端有大量数据进行传送，并且终端反馈传送质量的信息，可以采用慢速功控。
4、FACH慢速功控下不能对快衰落的信道产生影响。
5、FACH必须满功率发射。
6、FACH采用固定扩频因子。
随机接入信道RACH 传送信令（开机向网络注册；位置更新；发起呼叫）任何终端支持的速率16KBIT/S。