WCDMAR6版本中FDPCH信道的研究

1、wcdma r6版本中f-dpch信道的研究黄海洲北京邮电大学【摘要】文章描述了r6版本的3gpp协议中增加的下行f-dpch信道的特点和结构，跟r99的下行dpch信道进行对比分析；重点分析了f-dpch信道在理论上可能存在的各种方案，根据3gpp的讨论稿分析了各个厂家提出方案的优劣，解释 了f-fpch信道帧结构最后采用现在方案的原因。【关键词】3gpp f-dpch tpc1 f-dpch信道的结构和特点3gpp的r6协议增加了一种新的下行物理信道f-dpch（fractional-dpch），它的结构跟下行dpch很相像，如 图1所示。f-dpch信道的sf固定是256，每个时隙中只发

2、2 个比特信息的tpc，跟sf=256时候的dpch是一样的。图2下行dpch的帧结构2 f-dpch信道产生的背景为什么r6版本中要增加f-dpch信道？ wcdma系统中小区内所有的用户在下行方向的码资源是公用的，所以在小区用户数比较多的情况下，下行码资源 很容易发生受限的情况。r5版本增加了hsdpa功能后，由 于ps用户可以通过共享hs-dsch信道的方式来传输数据， 所以wcdma系统对ps用户的支持能力大大增强。但它存在一个问题：当用户只使用ps业务时，每个ue还是要保持图1f-dpch的帧结构下行dpch信道的结构和f-dpch很相似，如图2所示。相比而言，f-dpch没有下行d

3、pch的data1、tfci、 data2和pilot域，而且下行dpch中sf不是固定的，所以每sdpa小区接纳用户的数目。的。这时就可以利用这些空隙来传其他ue的控制信息，也那么从提高码资源的利用率角度来讲，如果让3.4k的令走hsdpa的公共信道，不就能把为每个ue单独分配的就是多个ue以时分方式（tdm）复用同一个信道化码的下行dpch。这是f-dpch信道能够存在的基础，也是设f=256的信道化码给节省出来了吗？所以设计f-dpch信计f-dpch信道结构的依据。由于采用tdm方式进行复用就是为了实现提高码资源利用率的目标。首先分析取消下行dpch的可能性。第一，由于3.4k 令的数

4、据都是在hsdpa公共信道中传输，所以就不需要f-dpch，所以一定要安排好不同的用户正确地进行时分复用，不能让不同的用户在同一个f-dpch上的同时发数据，否则就会出现冲突。ata1域和data2域了。第二，既然不传dpdch信道的数据在目前已有的wcdma系统构架上如何实现这个功能那么对接收端来讲，也不需要去解dpdch的传输格式，以tfci域也没有存在的必要了。第三，pilot域是用来做 r测量和信道估计用的，如果去掉，那么对ue来讲至少还 以用小区的公共导频信道来完成pilot域的功能。因为它们 来自同一个小区，经历同样的衰落信道，所以用小区的导 来替代专用信道的导频虽然在性能上差一些

5、，但也还可。第四，tpc是用来完成内环快速功控的，它是wcdma 统克服快衰落所必须的重功能。没有内环快速功控 系统的性能会严重恶化， 至无法通信。所以我们可以得出一个 步结论：在不承载dch的 况下，下行dpch信道中 pilot域和tpc域是有用的而且tpc是必须有的，而呢？在设计下行dpch信道的时候，不同ue的下行dpch和p-ccpch的延时是不同的（如图3），延时差别是256个码片的帧数倍， dpch,n = tn256 chip，tn 0，1， ，149（tn由rnc决定）。这么做的目的是减少用户之间的干扰，wcdma系统各种下行信道的定时关系如图3所示：fci、data1和da

6、ta2是可不要的。看来还不能完全消下行dpch。f-dpch信道的提出退而求其次，在不承载适的tn值，就可能让这些用户在f-dpch信道上的发送时对于f-dpch信道结构的确定问题，在tsg-ran刻完全岔开，得到图4中的效果4。所有ue的tpc和pilot在时间轴上是不重叠的。working group1的第37次会议上，提出了很多实现 f-dpch信道的备选方案，它们的信道结构分别如图46所 示。总共有5种备 选方案，基本上是 分成两派：一派是 保留pilot域和tpc 域，另一派是只保 留tpc域。可见大 家对保留tpc域是 没有疑义的，争论 的焦点主要集中 在是否保留pilot域图4不

7、同的用户复用dpch示意图上。按照上面的设计，我们初步得出了在tdm方式下 f-dpch信道的原理结构图6，如图5所示：从tdm的角度出发，每个ue在每个时隙发送的信息比特越少，那么同一条f-dpch信道可以承载的ue数据就越多。 所以从系统容量来 考虑，不发pilot域 可以容纳更多的用 户。比如每个ue 在f-dpch的每个 时隙只发256个码 片的tpc，那么理 论上每个f-dpch信道可以容纳 2560/256=10个用户；如果改为发256个 码片的tpc和256个 码片的pilot域，那么 每个f-dpch信道 则只能容纳2560/（的仿真工作，并对比方案之间性能的优劣。仿真报告中采

8、用的f-dpch帧结构如图7所示。图7中使用带pilot 的f-dpch帧结构option1是panasonic提出的备选方案，而只发tpc的option2则是nokia公司提出的备选方案。在仿真报告3中得出，当ue处于低速（3公里/小时）的时候，f-dpch发pilot所能带来的增益非常小，几乎可以忽略。即使ue移动速度上升到30公里/小时，f-dpch发送pilot能带来的增益也还是很小图6提出的各种f-dpch信道的备选方案的，变化不大。会议讨论的最后结果 是采用了nokia公司的方案，在f-dpch中只发tpc，以此来换提高码资源的利用率，增加系统的hsdpa用户数。所以也就有了图1中

9、f-dpch信道的帧结构。5 f-dpch信道的使用wcdma系统又是如何使用f-dpch信道的呢？图7nokia仿真结果使用的f-dpch的帧结构当ue发起rrc建立请求保留pilot域的理由是专用信道携带导频可以更加准确地行信道估计和sir测量，可以带来更高的系统增益。假如后，rnc还是先要把3.4k的信令建立在dpch上。等重配hsdpa业务的时候再通过无线链路重配的方式把承载3.4k的用关系，通过安排不同ue的的延时差别dpch,n = tn256 chip，tn 0，1， ，149来区分。对于分在同一个f-dpch信 道的不同ue，它们的（tn %15）值应该 是不一样的，否则会出现

10、冲突。6 结论f-dpch从信道化码的角度上看，它 是多个ue公用的信道；但在时间轴上，每 个ue占用了特定的发射时刻，互相分开 并不重叠，从这个角度上看它属于专用信 道。所以25211协议把它归到了专用信道 的类别中。每个f-dpch可以承载10个ue，rnc需要根据用户数来配置f-dpch信 道的个数。f-dpch最大的一个应用场景就 是voip。当大量的语音业务采用ip传输 时，可以把用户迁到hspa上，并分配 f-dpch来维持内环快速功控。由于每10 个用户才占用一条sf=256的f-dpch信道，系统的码资源利用率得到有效的提高图8功控f-dpch tpc的性能表1和f-dpch有

11、关的nbap字段它是通过改变无线链路的下行dpch信道化码来实现的，释放掉原来承载3.4k信令的的下行dpch，从而改到指 定的f-dpch的信道化码上。，可以大幅增加小区的用户容量。所以随着类似voip的分组业务的蓬勃发展，f-dpch信道的应用会非常越来越广泛，作用会越来越大。【作者简介】13gpp ts 25.211 v6.7.0(2005-12). physicalchannels and mapping of transport channels onto physical channels(fdd)s.23gpp ts 25.433 v6.10.0(2006-06). utran iub interface node b application part(nbap) signalling(release 6)s.3r1-050150. f-dpch simulation resultss. 4r1-041343. fractional dpch:reusing slot黄海洲：北京邮电大学电路系统与信号专业硕士，研究方向是扩频通信。 现任职于中兴通讯移动研究所wcdma 系