联通频率规划
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以下这个图就是联通WCDMA的频点使用情况:
WCDMA分配3个载波,即10713、10688、10663(相应频点除以5),一般前两者用在室外,后者用在室内;
WCDMA中扇区(sector)和小区(cell)是不同的概念。
扇区现在完全是一个地理的概念,区别一个小区用扰码和频率,如果一个小区的扰码或者频率不同,那么就属于不同的小区。
一个扇区中可以有多个小区,他们的频率不同,扰码可以相同。
如果是1/1/1配置,只有一个频率,三个扇区,每个扇区有一个小区,这些小区用相同的频率,但是扰码不同,比如说扰码用1、2、3 .
如果是2/2/2配置,如下图所示,用2个频率,f1和f2;还是指3个扇区,每个扇区有2个小区,这两个小区的频率不同,扰码可以相同或不同。这个例子中f1有三个小区,他们的扰码分别是1、2、3;而f2也有3个小区,扰码也可以是1、2、3
记住,只要扰码或者频率其中任何一个不同,他们就属于不同的小区。
WCDMA是共频系统,整个系统共用一个频点。载波和载频应该是同一个概念,指的是物理的射频发射设备。
扇区(Sector)是指覆盖一定地理区域的最小无线覆盖区。每个扇区使用一个或多个无线载频(Radio carrier)完成无线覆盖,每个无线载频使用某一载波频点(Frequency)。扇区和载频组成了提供UE接入的最小服务单位,即小区(Cell)。
扇区分为全向扇区和定向扇区。全向扇区是常用于低话务量覆盖,它以全向收发天线为圆心,覆盖360°的圆形区域;当覆盖区域的话务量增大时,需要进行扇区分裂,形成3扇区或6扇区的定向扇区。定向扇区多副定向天线完成各自区域的覆盖,如3扇区每副定向天线覆盖120°的扇形区域,6扇区每副定向天线覆盖60°的扇形区域。当然实际覆盖时方向角还略大,扇区之间会形成重叠区域。
一个基站支持的小区数由“扇区数×每扇区载频数”确定。典型的3×2配置站形,整个圆形区域分为3个扇区(Sector 0/1/2)进行覆盖、每扇区使用2个载频,每个载频组成一个小区,共6个小区。
WCDMA允许同频复用,但要求同频点的不同扇区的相邻小区之间,采用不同的下行主扰码,以降低相互间干扰
WCDMA信道
结合物理过程来学信道就好了。
从手机开机上电开始,手机先要扫频,找到可以使用的频点,这个时候还不涉及到物理信道。当手机选好频点以后,要找合适的小区驻留,这个时候就涉及到了物理信道。
首先,手机必须知道小区是否可以驻留,这个和PLMN有关。所以手机要先知道小区的PLMN 等关键信息。想要知道PLMN,就必须去读PCCPCH,主公共控制物理信道。但是这个信道已经被扩频加扰了,怎么获取扰码和扩频码就是当前最重要的了。
为了获取扰码和扩频码等信息,手机就要读取包含这些内容的小区物理信道的具体信息,也就是每个帧和时隙。
要读取时隙和帧的具体信息,必须要知道每个时隙和帧的开始位置,这个过程就是同步过程。我在给联通客户培训物理层过程的时候最先讲的就是同步过程。
同步过程涉及到的物理信道有两条,主同步信道和从同步信道。
主同步信道上发射的是主同步码,主同步码在每个时隙的最开始的256个码片上发射,发射主同步码的时候,手机滤波器上就会有高电平指示,这样就获得了时隙同步。
获得时隙同步之后,手机就知道了这个小区的每个时隙的开始。这个时候手机会去读从同步信道。从同步信道上发射的是从同步码,从同步码的序列是64组固定序列中的一种,也在每个时隙的前256个码片发射,对应主扰码组的组号。手机也知道这64个固定序列。当手机逐个读取从同步码之后,就知道了从同步码的固定序列,也就知道了序列的开始位置和序列对应的主扰码组号。
这样,一个无线帧的开始就确定了,当然,还有主扰码组的组号。
要强调一下,主从同步信道都是不扩频不加扰的,所以手机不需要知道扩频码和扰码就能读取这2个信道的信息。
获取同步之后,手机已经收集了该小区的很多有用信息,但是还是不知道该小区的主扰码,所以接下来的过程就是要获取小区信息的关键——主扰码。
获取主扰码的过程就像解一个方程。涉及到的物理信道是CPICH,公共导频信道。
CPICH发射的信息是固定的全1序列,该信道的扩频码也是固定的Cch,256,0,这些是在协议里固定好的,手机自己也知道。那手机怎么获取主扰码呢?
在同步过程的第2步里,手机已经知道了主扰码组的租号。在这个组里,一共有8个主扰码。手机用这8个主扰码挨个去解扰CPICH,在用Cch,256,0去解扩CPICH,如果得到的是
全1序列,那么用来解扰的扰码就是当前小区的主扰码。这样最多试8次就能确定主扰码。这也是为什么512个主扰码要分成64组的原因。
主扰码确定以后,所有的物理信道都可以解扰了,协议中又规定了PCCPCH主公共控制物理信道的扩频码固定为Cch,256,1,那么PCCPCH信道的所有信息就知道了。PCCPCH 里都有什么信息呢?
首先要知道PCCPCH的信息结构。
PCCPCH里有3种信息,分别是MIB主消息块,SB调度块,SIB系统消息块。
MIB里保存的是该小区的最重要的信息,比如PLMN。手机在读取了MIB以后,就知道这个小区是否可以驻留。不同的运营商对应的PLMN是不一样的。手机的SIM卡里保留有可用的PLMN。当手机读取了PLMN以后,确定可以驻留在当前小区后,继续读SIB和SB 的信息。SIB中有该小区的具体配置信息,比如各物理信道的配置情况,使用的扩频码,功率设置等。
到这里,手机的选网流程就完成了。涉及到的信道有:PSCH,SSCH,CPICH,PCCPCH.
前3条信道都不承载上层的有效信息,所以没有传输信道映射到这些物理信道上。广播消息是承载在PCCPCH上的,所有传输信道中的BCH是映射到PCCPCH上的。
PCCPCH发射的时候有一个特点,就是每个时隙的前256码片会关闭发射机,也就是不发送信号。原因是为了避免因为同步信道在前256码片发射的时候峰均比太高。
经过以上的步骤,UE可以正常驻留在当前小区后,就进入了IDLE状态,会进行空闲态下的一些活动,比如位置区更新等,当然也等待别人呼叫自己或者去呼叫别人。
如果UE等待别人呼叫自己的话,就涉及到了另外一个物理层过程——寻呼。
寻呼涉及到的物理信道有2个,PICH寻呼指示信道和SCCPCH从公共控制物理信道。PICH 上承载的是寻呼指示消息,不是真正的寻呼消息。而真正的寻呼消息承载在SCCPCH上。两个信道成对出现,可以配置多条。
UE会采用非连续接收技术,每隔一段时间侦听一次PICH,看是否有属于自己寻呼组的寻呼消息。这里要注意,在PICH上发的寻呼指示都是针对某个寻呼组的,不是针对某个UE 的。如果UE发现有属于自己所在寻呼组的寻呼指示,则去SCCPCH上读对应的寻呼消息,看是不是寻呼自己的。不是的话,继续采用非连续接收技术隔一段时间侦听一次PICH,如果是的话,响应寻呼