第三代移动通信系统中王公仆

1、12CONTENT 引言引言 第一部分：三代移动通信系统第一部分：三代移动通信系统 第二部分：第二部分：WCDMAWCDMA系统结构系统结构 第三部分：第三部分：WCDMAWCDMA系统的无线信道系统的无线信道 第四部分：第四部分：UTRAN信令与协议信令与协议 总结总结3第三部分：第三部分： WCDMAWCDMA无线信道无线信道4第三部分：第三部分： WCDMAWCDMA无线信道无线信道 一、空中接口与协议一、空中接口与协议 二、逻辑信道二、逻辑信道 三、传输信道三、传输信道 四、物理信道四、物理信道5一、一、空空中中接接口口与与协协议议6无线接口协议无线接口协议 1、无线接口协议结构、无线

2、接口协议结构 2、MAC 3、RLC 4、PDCP 5、BMC 6、RRC7无线接口协议结构无线接口协议结构 无线接口是指无线接口是指UE和和UTRAN之间的之间的Uu接口接口 无线接口分成三层无线接口分成三层 物理层物理层 数据链路层数据链路层 媒质接入控制子层（媒质接入控制子层（MAC） 无线链路控制子层（无线链路控制子层（RLC） 分组数据控制子层（分组数据控制子层（PDCP） 广播广播/多播控制子层（多播控制子层（BMC） 网络层网络层 无线资源控制子层（无线资源控制子层（RRC） 移动性管理、移动性管理、呼叫控制、会话管理、补充业务呼叫控制、会话管理、补充业务8Uu 接口中的关键点接

3、口中的关键点无线承载（无线承载（Radio Bearer）:一个一个RB代表了代表了Uu接口上的一个用户业务。一个接口上的一个用户业务。一个RAB可以可以由由Uu上一个或多个上一个或多个RB来承载。来承载。逻辑信道逻辑信道: 逻辑信道定义了被传输信息的类逻辑信道定义了被传输信息的类型型 “which type”.传输信道传输信道: 传输信道定义数据该如何传输信道定义数据该如何“how”传输传输.物理信道物理信道: 物理信道承载一个或多个复用的物理信道承载一个或多个复用的传输信道传输信道.9AS 与与 NASL1L3L3L7Access StratumNon-Access StratumUTRA

4、NUECNUuIu10UTRANUERRCRLCMACPHYRRCMACPHYRLCRLCRLCSignaling Radio BearerPhysical ChannelL3L2无线接口协议结构无线接口协议结构L1Signaling ConnectionRadio Resource ControlRadio BearerRadio Link ControlLogical ChannelMedium Access ControlTransport ChannelPhysical Layer11无线接口协议结构无线接口协议结构 无线接口是指无线接口是指UE和和UTRAN之间的之间的Uu接口接口

5、无线接口分成三层无线接口分成三层 物理层物理层 数据链路层数据链路层 媒质接入控制子层（媒质接入控制子层（MAC） 无线链路控制子层（无线链路控制子层（RLC） 分组数据控制子层（分组数据控制子层（PDCP） 广播广播/多播控制子层（多播控制子层（BMC） 网络层网络层 无线资源控制子层（无线资源控制子层（RRC） 移动性管理、移动性管理、呼叫控制、会话管理、补充业务呼叫控制、会话管理、补充业务122、MAC层结构图层结构图FACHRACHDCCHDTCHDTCHDSCHIur or localDCHDCHMAC-dMAC-c/shCPCHCCCHCTCHBCCHPCCHFACHPCHMAC-

6、bBCCHBCHMacControl13MAC层中的逻辑实体层中的逻辑实体 MAC-b 处理广播信道（处理广播信道（BCH） 位于位于Node B MAC-c/sh 处理公共信道和共享信道处理公共信道和共享信道 PCH，FACH，RACH，CPCH，DSCH 位于位于CRNC MAC-d 处理专用信道（处理专用信道（DCH） 位于位于SRNC14MAC的功能的功能 逻辑信道到传输信道的映射逻辑信道到传输信道的映射 根据瞬时源速率，对每一个传输信道选择一个根据瞬时源速率，对每一个传输信道选择一个合适的传输格式合适的传输格式 在公共传输信道上，标识不同的在公共传输信道上，标识不同的UE 在公共传输

7、信道上，高层在公共传输信道上，高层PDU复用到传输块集，复用到传输块集，然后发送至物理信道；对物理信道发送来的传然后发送至物理信道；对物理信道发送来的传输块集进行解复用，形成高层输块集进行解复用，形成高层PDU 加密加密 为为RACH发射，选择合适的接入服务级别发射，选择合适的接入服务级别（ASC）15XORTransport Channels (L1 Characteristics Dependent)PCHBCHFACHRACHDCHS-CCPCHP-CCPCHPhysical ChannelsPRACHDPDCHLogical Channels (Data Dependent)PCCHD

8、CCHDTCHDecicatedLogicalChannelCipherOnBCCHCCCHCTCHHigher Layer dataPagingSystemInfoSignallingCellBroadcastServiceSignallingandUser dataDTCHDTCHMAC: 逻辑信道映射逻辑信道映射(UE)16通过变更每通过变更每TTI(Transmission Time Interval, 为为10ms整数倍整数倍) 内传送量来内传送量来控制瞬时比特速率控制瞬时比特速率Transport Block (TB): 从逻辑信道上来的需要传送的一个比特序列从逻辑信道上来的需要传

9、送的一个比特序列Transport Block Size: TB的大小的大小Transport Block Set: 在一个在一个TTI中传送的一组中传送的一组TB(从逻辑信道上复用从逻辑信道上复用)Transport Block Set Size: TBS中包含所有的比特长度中包含所有的比特长度Transport Block, TB#1TB#2TB#nTransport Block SizeTransport Block SetTransport Block Set Size = Transport Block Size x NTransport Time Interval, TTItTra

10、nsport Formation Selection17TFCS Transport Format (TF) 定义定义Transport Block Set(Transport Block Size, Transport Block Set Size)TrCH#1TFSTFTrCH#2 TrCH#3 TrCH#4TFCTransport Format Set (TFS): 一个传输信道可能的一个传输信道可能的TF集合集合MAC在每个在每个TTI选择其中的一个选择其中的一个TFTransport Format Combination (TFC): 每个每个TTI，不同传输信道选定的不同传输信道选

11、定的TF的集合的集合Transport Format Combination Set (TFCS): 定义所有定义所有TFC可能的组合可能的组合情况情况这样这样MAC能够进行不同传输信道的动态传输速率控制能够进行不同传输信道的动态传输速率控制MAC: Transport Formation Selection18逻辑信道到逻辑信道到TrCHs复用（选讲）复用（选讲） 传输块传输块 (TB): L1和和MAC间交换的基本单元间交换的基本单元 传输块集传输块集 (TBS): L1与与MAC间在同一个间在同一个TrCh上上一次交换的所有一次交换的所有TB 编码方式、传输时间间隔编码方式、传输时间间隔

12、 (TTI)等是这个等是这个TrCH的的 semi-static 参数；参数；TB和和TBs大小是动态参数大小是动态参数TB0. . .TB1TBNTransmission Time Interval10ms, 20ms, 40ms, 80msTBS19传输格式（传输格式（Transport Format）传输格式（传输格式（TF）: 表示了一个表示了一个TTI内的内的TBS的具体的物理信息。的具体的物理信息。传输格式集（传输格式集（TFS）: 一个传输信道上的一个传输信道上的TBS所有可能的组合方式所有可能的组合方式Transport channel #1, transmission tim

13、e interval = 20 ms10 msTimeTransport channel #2, transmission time interval = 40 msTransport channel #3, transmission time interval = 10 ms20Transport Format CombinationsTransport Format Combination: 同时提交给同时提交给L1的传输格式的组合，的传输格式的组合，包括每个传输信道一种传输格式包括每个传输信道一种传输格式Transport Format Combination Set: 传输格式组合的集

14、合传输格式组合的集合Transport Format Combination Indicator (TFCI) ：指示：指示L1，当前的，当前的TFC.Transport channel #1, transmission time interval = 20 ms10 msTimeTransport channel #2, transmission time interval = 20 msTransport channel #3, transmission time interval = 20 ms21传输格式组合举例传输格式组合举例Transport BlockDCH2Transmissi

15、onTime IntervalTransport BlockDCH1TBTransport BlockTransmission Time IntervalTBTBTBTBTBTBTBTBTBTFI 1TFI 2TFI 3TFI 1TFI 2TFI 2TFI 2TFI 3 TFCS (DCH1, DCH2): (1;1), (1;2), (2;2), (2;3), (3;2) TFCI 值值: 0, 1, 2, 3, 4 TFI在在L1 L2中传递中传递 TFCI由由L1计算后，在计算后，在Uu口上通过信令告诉口上通过信令告诉UE22MAC-PDU不同的逻辑信道不同的逻辑信道MAC层开销不同，例

16、如：层开销不同，例如：共享信道映射需要共享信道映射需要UE-Id；有逻辑信道复接时需要有逻辑信道复接时需要C/T;FACH和和RACH上需要表明逻辑信道类型，需上需要表明逻辑信道类型，需要要TCTF（Target channel type field）MAC SDUC/TUE-IdMAC headerMAC SDUTCTFUE-Idtype23用户识别功能用户识别功能 MAC层完成在公共业务信道上不同用户的识别层完成在公共业务信道上不同用户的识别 公共业务信道是公共业务信道是UMTS定义的一种新的信道类定义的一种新的信道类型，它可以在上下行链路方向，在用户数据量型，它可以在上下行链路方向，在用

17、户数据量不大的情况下，多个移动台共用同一个物理信不大的情况下，多个移动台共用同一个物理信道来完成信息传送。道来完成信息传送。 在传输信道上公共信道映射就需要表明不同用在传输信道上公共信道映射就需要表明不同用户数据的块，就需要由户数据的块，就需要由MAC层来添加移动台标层来添加移动台标识符域加以识别，即识符域加以识别，即URNTI和和CRNTI。24举例：举例：MAC PDUFACH TrCHTransport BlockTCTFTypeUEidC/T MAC SDUTypeUEidC/T MAC SDUC/T MAC SDUMAC SDUPCCHBCCHCCCHCTCHPCHFACHFACHD

18、SCHDCHDCCHDTCHDL码分配MAC-cshTCTF mux调度/优先级处理DL TF选择加UE-id和UE-id类型流量控制复用CCH复用共享信道复用DCH设置优先级 设置优先级DL TFC（选择）加密MAC-d流量控制传输信道类型选择253、RLC层层结构图结构图26RLC三种模式三种模式 RLC有三种模式：有三种模式： Tr: Transparent Mode（透明模式）透明模式） UM: Unacknowledged Mode（无应答模式）无应答模式） AM: Acknowledged Mode（应答模式）应答模式）27两个透明模式对等实体的模型两个透明模式对等实体的模型28两

19、个非确认模式对等实体的模型两个非确认模式对等实体的模型29确确认认模模式式实实体体的的模模型型30RLC功能功能 分段和重组分段和重组 级联级联 填充填充 用户数的传输用户数的传输 错误检测错误检测 高层高层PDU的数据传送的数据传送 重复检测重复检测 流量控制流量控制 序列号检查（序列号检查（UM） 协议错误检测和恢复协议错误检测和恢复 加密加密 数据传输的挂起数据传输的挂起/恢恢复复314、PDCP层结构图层结构图 . . . . . . RLC PDCP-SDUPDCP-sublayer RLC-SDURadio BearersUM-SAPAM-SAPC-SAPTr-SAPPDCPent

20、ityProtocolcomp. entityAlg. Type2Protocolcomp. entityAlg. Type1PDCPentityProtocolcomp. entityAlg. Type1PDCP-SAPsPDUnumberingProtocolcomp. entityAlg. Type1PDUnumberingProtocolcomp. entityAlg. Type232PDCP的功能的功能 协议控制信息（协议控制信息（TCP/IP和和RTP/UDP/IP头）的压缩头）的压缩/解压解压 用户数据的传输用户数据的传输 支持无损支持无损SRNS的重定位的重定位 不同的无线承载

21、（不同的无线承载（RB）到一个到一个RLC实体实体的复用（的复用（R99不支持）不支持）335、BMC层的结构图层的结构图L 2 /B M C su b lay erR R CB M C -S A Pu ser-p lan eL 2 /R L C su b lay erB M CR L CU MC T C H -S A PC B M C -S A P34BMC的功能的功能 小区广播信息的存储小区广播信息的存储 业务量的监控和为业务量的监控和为CBS请求无线资源请求无线资源 BMC消息的调度消息的调度 BMC消息到消息到UE的传输的传输 小区广播消息到高层的传送小区广播消息到高层的传送356 6

22、、UTRANUTRAN侧的侧的 RRCRRC结构图结构图36UE侧的侧的RRC结构模型结构模型 RLCBCFEPNFEDCFEMACMACctrlAM SAPTr-SAPRLC-ctrlL1L1-ctrlUM SAPRFERFENASDC-SAPGC-SAPRRCNt-SAPRFENAS.GC-SAPGC-SAPNt-SAPNt-SAPDC-SAPDC-SAPTMEAccess StratumRRC SAPsSCFE37UE的工作模式的工作模式 UE有两种基本的运行模式：空闲模式和连接模有两种基本的运行模式：空闲模式和连接模式式 空闲模式：空闲模式：UE处于待机状态，没有业务的存在，处于待机状

23、态，没有业务的存在，UE和和UTRAN之间没有连接，之间没有连接，UTRAN内没有任内没有任何有关此何有关此UE的信息的信息；通过非接入层标识如；通过非接入层标识如IMSI、TMSI或或P-TMSI等标志来区分等标志来区分UE； 连接模式：当连接模式：当UE完成完成RRC连接建立时，连接建立时，UE才才从空闲模式转移到连接模式；从空闲模式转移到连接模式；在连接模式下，在连接模式下，UE有有4种状态：种状态： Cell-DCH, Cell-FACH, Cell-PCH, URA-PCH38 RRC Connected UTRAN知道UE的位置 有信令存在RRC 状态RRC IdleCell_DC

24、HCell_PCHURA_PCHCell_FACH建立或释放建立或释放RRC连接连接建立或释放建立或释放RRC连接连接39UE在连接模式下的状态在连接模式下的状态 Cell-DCH： UE处于激活状态，正在利用自己专用的信道进行通处于激活状态，正在利用自己专用的信道进行通信，上下行都具有专用信道，信，上下行都具有专用信道，UTRAN准确的知道准确的知道UE所位于的小区中所位于的小区中 Cell-FACH UE处于激活状态，但是上下行都只有少量的数据需处于激活状态，但是上下行都只有少量的数据需要传输，不需要为此要传输，不需要为此UE分配专用的信道，下行的数分配专用的信道，下行的数据在据在FACH

25、上传输，上行在上传输，上行在RACH上传输，下行需要上传输，下行需要随时监听随时监听FACH上是否有自己的信息，上是否有自己的信息，UTRAN准确准确的知道的知道UE所位于的小区，保留了所位于的小区，保留了UE所使用的资源，所使用的资源，所处的状态等信息。所处的状态等信息。40UE在连接模式下的状态在连接模式下的状态(续续) Cell-PCHUE上下行都没有数据传送，需要监听上下行都没有数据传送，需要监听PICH，以便收听寻以便收听寻呼，因此呼，因此UE此时进入非连续接收，可有效的节电。此时进入非连续接收，可有效的节电。UTRAN准确的知道准确的知道UE所位于的小区，这样，所位于的小区，这样，

26、 UE所位于所位于的小区变化后，的小区变化后，UTRAN需要更新需要更新UE的小区信息。的小区信息。 URA-PCHUE上下行都没有数据传送，需要监听上下行都没有数据传送，需要监听PICH，进入非连续进入非连续接收，接收， UTRAN只知道只知道UE所位于的所位于的URA（UTRAN Registration Area，一个一个URA包含多个小区），也就是说，包含多个小区），也就是说，UTRAN只在只在UE位于的位于的URA发生变化后才更新其位置信发生变化后才更新其位置信息，这样更加节约了资源，减少了信令。息，这样更加节约了资源，减少了信令。41工作状态的转换工作状态的转换 移动台开机，在空闲

27、模式下，首先完成移动台开机，在空闲模式下，首先完成Cell search过程，过程，完成小区驻扎；完成小区驻扎； 当小区更新时，移动台将进入当小区更新时，移动台将进入Cell_FACH状态，完成小状态，完成小区更新所需的少量信令数据的传输；区更新所需的少量信令数据的传输； 小区更新结束，小区更新结束，RRC连接保持则由连接保持则由Cell_FACH状态到状态到Cell_PCH状态，如果状态，如果RRC连接释放则进入空闲模式；连接释放则进入空闲模式； 移动台进入移动台进入Cell_PCH状态之后将侦听状态之后将侦听PICH消息，如果消息，如果侦听到侦听到PICH上有对自己的寻呼消息时，则进入上有

28、对自己的寻呼消息时，则进入Cell_FACH状态；状态； 随数据量增加，移动台申请专用信道之后，进入随数据量增加，移动台申请专用信道之后，进入Cell_DCH状态并维持通信；业务量下降则继续返回状态并维持通信；业务量下降则继续返回Cell_FACH状态；业务结束，移动台进入状态；业务结束，移动台进入URA_PCH状状态或态或Cell_PCH状态。状态。 423G 移动用户移动用户 MSISDN 号码号码 CC 为国家码，我国为为国家码，我国为 86。 国内有效国内有效 ISDN 号码为一个号码为一个 11 位数字的位数字的等长号码等长号码 CC SN 国际移动用户 ISDN 号码 国内有效 I

29、SDN 号码 HLR 识别号 NDC 43国内有效国内有效 ISDN 号码号码 数字蜂窝移动业务接入号数字蜂窝移动业务接入号 NDC ：13S(S9、8、7、6、5)； HLR识别号：识别号：H0 H1 H2 H3，在全国统一分配在全国统一分配 移动用户号：移动用户号：ABCD，由各由各 HLR 自行分配。自行分配。 N1 N2 N3 H0 H1 H2 H3 ABCD HLR 识别号 NDC SN 44移动用户识别码（移动用户识别码（IMSIIMSI） NMSI：国内移动用户识别码国内移动用户识别码 中国的中国的MCC规定为规定为460 通常在呼叫建立和位置更新时，需要使用通常在呼叫建立和位置

30、更新时，需要使用IMSIMCC移动用户所属国家代号MSIN移动用户识别码MNC移动网号码3位数字1或2位数字NMSIIMSI=15位数字45IMSI 移动国家号码移动国家号码 MCC：由由 3 个数字组成，唯一地个数字组成，唯一地识别移动用户所属的国家。中国为识别移动用户所属的国家。中国为 460。 移动网号移动网号 MNC：由由 2 个数字组成，识别移动用个数字组成，识别移动用户所归属的移动网。中国移动户所归属的移动网。中国移动 3G 数字公用蜂数字公用蜂窝移动通信网为窝移动通信网为 00。 移动用户识别码移动用户识别码 MSIN：包含包含 10 个阿拉伯数字，个阿拉伯数字，唯一地识别国内数

31、字蜂窝移动通信网中的移动唯一地识别国内数字蜂窝移动通信网中的移动用户。用户。 MSISDN与与IMSI有对应关系。有对应关系。46TMSI 与与 P-TMSI 为了对为了对 IMSI 保密，保密，VLR 给来访移动用给来访移动用户分配的一个唯一的临时号码。户分配的一个唯一的临时号码。TMSI 仅在本地使用仅在本地使用，由各，由各 MSC 自行分配。自行分配。 为了对为了对 IMSI 保密，保密，SGSN 为来访的为来访的 3G 分组域移动用户分配一个唯一的分组域移动用户分配一个唯一的 P-TMSI 号码。号码。 47TMSI TMSI 即临时移动用户识别码是由即临时移动用户识别码是由LAI 位

32、置区位置区号和临时分配给指定用户的一串数字组成。号和临时分配给指定用户的一串数字组成。 TMSI由由MSC/VLR管理，当管理，当MS首次在一个位首次在一个位置区注册时分配给它，并在置区注册时分配给它，并在MS离开该位置区离开该位置区时注销。时注销。 TMSI被用来唯一识别一个位置区的被用来唯一识别一个位置区的MS ，取取代代IMSI在无线信道中传输从而防止第三方通过在无线信道中传输从而防止第三方通过窃听无线信道上的信号而识别并跟踪移动用户窃听无线信道上的信号而识别并跟踪移动用户 TMSI与与IMSI 国际移动用户标识的对应关系存国际移动用户标识的对应关系存放在管理放在管理MS当前访问位置区的

33、当前访问位置区的VLR中，最新中，最新分配的分配的TMSI也将存放于也将存放于MS的的SIM卡中。卡中。48移动用户漫游号码（移动用户漫游号码（MSRN） 当呼叫一个移动用户时，为使网络再次当呼叫一个移动用户时，为使网络再次进行路由选择，根据进行路由选择，根据HLR的要求，由的要求，由VLR临时分配给移动用户的一个号码。临时分配给移动用户的一个号码。 该号码在接续完成后即可以释放给其它该号码在接续完成后即可以释放给其它用户使用。用户使用。 49位置区识别码（位置区识别码（LAI） 位置区识别码（位置区识别码（LAI）由三部分组成：由三部分组成：MCC + MNC + LAC MCC，MNC 同

34、同 “国际移动用户识别码（国际移动用户识别码（IMSI）”中关于中关于 MCC 和和 MNC 的规定。的规定。 LAC 是位置区号码，为一个是位置区号码，为一个 2 字节的十六进制编字节的十六进制编码，表示为码，表示为 X1 X2 X3 X4，取值范围为取值范围为 0 x0000 0 xFFFF（0 - 65535）。）。 X1 X2 表示各省，表示各省，X3 X4 由各省市自行分配由各省市自行分配 全部为全部为 0 的编码不用。的编码不用。 3G网络的网络的LAC码段与码段与GSM网的网的LAC码段区分设置。码段区分设置。 50路由区标识路由区标识(RAI) 3G分组域网络的路由区标识（分组

35、域网络的路由区标识（RAI）由由3G电路电路域网络的位置区识别码（域网络的位置区识别码（LAI）加上路由区域码加上路由区域码（RAC）组成组成 结构为：结构为： RAI = LAI + RAC = MCC + MNC + LAC + RAC 其中路由区域码其中路由区域码 RAC 是一个长度为是一个长度为 1 字节的字节的标识，取值范围为标识，取值范围为 0 x00 0 xFF（0 - 255），），用于标识位置区内的一个路由区。用于标识位置区内的一个路由区。 RAC 在其所处的位置区中应是唯一的在其所处的位置区中应是唯一的 RAC 由各省市自行分配由各省市自行分配 51位置区与位置区与URA区

36、区 位置区：移动台可任意移动不需要进行位置更位置区：移动台可任意移动不需要进行位置更新的区域。新的区域。 位置区可以由一个或若干个小区组成。为了呼位置区可以由一个或若干个小区组成。为了呼叫移动台，可在一个位置区内所有基站同时发叫移动台，可在一个位置区内所有基站同时发寻呼信号。寻呼信号。 3G网的位置区应采用为网的位置区应采用为3G所分配的所分配的LAI码段，码段，与与GSM网的位置区区分设置。网的位置区区分设置。 URA区：即区：即UTRAN 登记区，由地理上一系列登记区，由地理上一系列连续的小区组成。处于连续的小区组成。处于 URA_PCH 状态的状态的 3G UE 按照按照 URA 进行定

37、位和位置更新，并侦听寻进行定位和位置更新，并侦听寻呼信道。呼信道。 52位置区与路由区位置区与路由区 MSC负责位置区的管理、负责位置区的管理、SGSN负责路由区的负责路由区的管理，二者均要表明的是在当前系统中移动台管理，二者均要表明的是在当前系统中移动台当前的位置。当前的位置。 位置区和路由区是人为划分的，可能是多个小位置区和路由区是人为划分的，可能是多个小区的组合，通过一定的标识符加以标识，位置区的组合，通过一定的标识符加以标识，位置区区LA（Location Area）的标识符是的标识符是LAI，路由路由区区RA（Routing Area）的标识符是的标识符是RAI，RA是包含在是包含在

38、LA内的。内的。 RA应小于等于应小于等于LA 系统寻呼时，寻呼过程是在位置区内或路由区系统寻呼时，寻呼过程是在位置区内或路由区内发生寻呼的。内发生寻呼的。 53区分几个区区分几个区 小区（小区（cell）是移动台可以识别的当前在系统是移动台可以识别的当前在系统中所能驻扎的最小单位，小区可以是扇区中所能驻扎的最小单位，小区可以是扇区（Sector）的概念也可以不是。的概念也可以不是。 服务区（服务区（Serivce Area）是移动台所能获得业是移动台所能获得业务提供的最大区域范围。务提供的最大区域范围。 UMTS登记区（登记区（URA）的概念只出现在移动性的概念只出现在移动性状态管理中，与状

39、态管理中，与LA和和RA没有关系。没有关系。 在在UMTS中移动台进入休眠状态时，会选择一中移动台进入休眠状态时，会选择一个个URA或一个小区内，进入或一个小区内，进入URA-PCH状态进状态进行休眠，取决于移动性管理的当前状态。行休眠，取决于移动性管理的当前状态。 54全球小区识别码全球小区识别码 全球小区识别码（全球小区识别码（CGICGI）是在是在 LAI LAI 的基的基础上再加小区识别码（础上再加小区识别码（CICI）构成的。构成的。 其结构为：其结构为：CGI = MCC + MNC + LAC + CGI = MCC + MNC + LAC + CI = LAI + CICI =

40、 LAI + CI 小区识别码小区识别码 CI CI 为一个为一个 2 2 字节十六进制字节十六进制编码，取值范围为编码，取值范围为 0 0 x x0000 0000 0 x 0 xFFFFFFFF（0 0 6553565535），），具体取值由各具体取值由各 MSC MSC 自自定。定。 55二、逻辑信道二、逻辑信道 控制信道控制信道 广播控制信道（广播控制信道（BCCH） 寻呼控制信道（寻呼控制信道（PCCH） 专用控制信道（专用控制信道（DCCH） 公共控制信道（公共控制信道（CCCH） 业务信道业务信道 专用业务信道（专用业务信道（DTCH） 公共业务信道（公共业务信道（CTCH）56

41、三、传输信道三、传输信道 专用传输信道（专用传输信道（DCH） 公共传输信道公共传输信道 上行公共传输信道上行公共传输信道 随机接入信道（随机接入信道（RACH） 公共分组信道（公共分组信道（CPCH） 下行公共传输信道下行公共传输信道 广播信道（广播信道（BCH） 前向接入信道（前向接入信道（FACH） 寻呼信道（寻呼信道（PCH） 下行共享信道（下行共享信道（DSCH）57四、四、WCDMA物理信道物理信道 1、上行物理信道、上行物理信道 2、下行物理信道、下行物理信道58WCDMA信道类型和位置信道类型和位置59基站手机60WCDMA（FDD）系统主要的系统主要的物理层协议物理层协议 协

42、议号码协议号码协议名称协议名称TS 25.101UE无线传输和接收（无线传输和接收（FDD）TS 25.104UTRA（BS）FDD：无线传输和接收无线传输和接收TS 25.201物理层概述物理层概述TS 25.211无线信道和映射到物理信道上的传输信道（无线信道和映射到物理信道上的传输信道（FDD）TS 25.212复用和信道编码（复用和信道编码（FDD）TS 25.213扩频和调制（扩频和调制（FDD）TS 25.214物理层进程（物理层进程（FDD）TS 25.215物理层：测量（物理层：测量（FDD）61物理信道的帧结构物理信道的帧结构 帧0帧1帧2帧3帧70帧71时隙1时隙2时隙3时

43、隙4时隙14时隙15超帧：720ms帧长：10ms，38400chip时隙：2560chip62物理信道的帧结构物理信道的帧结构 高层的数据传输到物理层后，映射到物理高层的数据传输到物理层后，映射到物理层的无线帧中。层的无线帧中。 WCDMA系统的物理信道在时间上分为三系统的物理信道在时间上分为三层结构：超帧、无线帧和时隙。层结构：超帧、无线帧和时隙。 一个超帧时长为一个超帧时长为720 ms，分为分为72个无线帧，个无线帧，每个无线帧的时长为每个无线帧的时长为10 ms。 无线帧（以后简称帧）是物理信道的基本无线帧（以后简称帧）是物理信道的基本单元，对应单元，对应38400 chip，包括包

44、括15个等长的时个等长的时隙，每个时隙对应隙，每个时隙对应2560 chip。 63上行链路物理信道的信道类型上行链路物理信道的信道类型 物理信道类型物理信道类型缩写缩写上行链路上行链路公共物理信道公共物理信道随机接入物理信道随机接入物理信道PRACH公共分组物理信道公共分组物理信道PCPCH上行链路上行链路专用物理信道专用物理信道专用物理数据信道专用物理数据信道DPDCH专用物理控制信道专用物理控制信道DPCCH64下行链路物理信道的信道类型下行链路物理信道的信道类型 物理信道类型物理信道类型缩写缩写下行链路公共物理信道下行链路公共物理信道公共导频信道公共导频信道CPICH主公共控制物理信道

45、主公共控制物理信道P-CCPCH辅公共控制物理信道辅公共控制物理信道S-CCPCH同步信道同步信道SCH下行共享信道下行共享信道PDSCH捕获指示信道捕获指示信道AICH接入前导请求指示信道接入前导请求指示信道AP-AICH冲突检测冲突检测/信道分配指示信道信道分配指示信道CD/CA-ICH寻呼指示信道寻呼指示信道PICH状态指示信道状态指示信道SCICH下行链路专用物理信道下行链路专用物理信道专用物理数据信道专用物理数据信道DPDCH专用物理控制信道专用物理控制信道DPCCH65公共导频信道（公共导频信道（CPICH） Pre-defined symbol sequenceSlot #0Sl

46、ot #1Slot #iSlot #14Tslot = 2560 chips , 20 bits = 10 symbols1 radio frame: Tf = 10 ms66CPICH 预定义的符号序列（预定义的符号序列（Pre-defined symbol aequence）对移动台和所有小区来说都是对移动台和所有小区来说都是已知的。已知的。 该序列的扩频码字是该序列的扩频码字是C Cch,256,0ch,256,0，该码字为该码字为全全1 1码，所以序列的发送速率为码，所以序列的发送速率为1515kbpskbps。 序列加扰的扰码是各小区的主扰码。序列加扰的扰码是各小区的主扰码。 移动台

47、尚不知主扰码的前提下如何去解移动台尚不知主扰码的前提下如何去解扰？扰？ 尝试，在知道组号的前提下尝试用该组尝试，在知道组号的前提下尝试用该组的所有的所有8 8个主扰码进行解扰。个主扰码进行解扰。 67SCHSCH的帧结构的帧结构 基本 SCH辅助 SCH256 chips2560 chips一个 10 ms SCH 无线帧acsi,0acpacsi,1acpacsi,14acpSlot #0Slot #1Slot #1468同步信道（同步信道（SCH） 同步信道同步信道(SCH)是一个用于小区搜索的是一个用于小区搜索的下行链路信号。下行链路信号。 SCH包括两个子信道，基本同步信道包括两个子信

48、道，基本同步信道（P-SCH）和辅助同步信道（和辅助同步信道（S-SCH）。）。 系统中每个小区的系统中每个小区的P-SCHP-SCH是相同的。是相同的。 辅助辅助SCHSCH重复发射一个有重复发射一个有1515个序列的调制个序列的调制码，每个调制码长为码，每个调制码长为256 256 chipschips，与基本与基本SCHSCH并行进行传输。并行进行传输。 69P-SCH P-SCH（Primary Synchronization Channel）首要同步信道（首要同步信道（DL）：）：位于下行方向，是一位于下行方向，是一个纯粹的物理信道，该信道不扩频不加扰。个纯粹的物理信道，该信道不扩频

49、不加扰。 序列经过码片叠加和射频调制之后映射到时隙序列经过码片叠加和射频调制之后映射到时隙上发送。上发送。 在在P-SCH信道上发送的序列是唯一的，称为信道上发送的序列是唯一的，称为PSC（Primary Synchronization Code）。）。该码该码字对字对WCDMA的所有小区是唯一的。的所有小区是唯一的。 70 PSC的作用首先是通知移动台处于的作用首先是通知移动台处于UMTS小区小区范围内。其次利用该码字的相关特性来搜索当范围内。其次利用该码字的相关特性来搜索当前小区的时隙间隙（连续二个前小区的时隙间隙（连续二个TS之间的周期），之间的周期），也就是也就是0.667ms的时间间

50、隙。的时间间隙。 只能搜索到时隙边界不能确定时隙号，也不能只能搜索到时隙边界不能确定时隙号，也不能确定帧的边界。确定帧的边界。 P-SCH同步码码字由同步码码字由16位构成，是固定的位构成，是固定的a。码字再重码字再重复复16次，次，Cp（1j）x 。所以实际发送的同步序列所以实际发送的同步序列是是256chips。 该序列具有良好的自相关性。该序列具有良好的自相关性。71S-SCH PSC的同步尚不能使移动台确定小区、的同步尚不能使移动台确定小区、时隙号和帧边界，移动台会进一步搜索时隙号和帧边界，移动台会进一步搜索SSC（Secondary Synchronization Code）完成小区

51、搜索和帧同步。完成小区搜索和帧同步。 SSC同样是纯物理信道，与同样是纯物理信道，与PSC一样不扩一样不扩频不加扰，直接产生的就是频不加扰，直接产生的就是chip序列。序列。 它的作用是加强同步，也就是利用它的它的作用是加强同步，也就是利用它的序列的特殊性来确定时隙号、帧边界定序列的特殊性来确定时隙号、帧边界定位、获得当前小区主扰码的组号。（位、获得当前小区主扰码的组号。（6464种之一）种之一） 72基本公共控制物理信道基本公共控制物理信道(P-CCPCH) Data18 bitsSlot #0Slot #1Slot #iSlot #14Tslot = 2560 chips , 20 bit

52、s1 radio frame: Tf = 10 ms(Tx OFF)256 chips73P-CCPCH P-CCPCH（Primary Common Control Phy Channel）主公共控制物理信道主公共控制物理信道 BCCH BCH P-CCPCH。 信号发送的是系统信息，原始的比特速信号发送的是系统信息，原始的比特速率是率是12.3kbps（GSM中只有中只有780bps），），经过一系列基带信号处理之后，最终映经过一系列基带信号处理之后，最终映射的速率是射的速率是30kbps，实际映射的速率只实际映射的速率只有有27ksymbolps。 信道的扩频码字规定的是信道的扩频码字规

53、定的是Cch,256,1 移动台将获得移动台将获得MCC、MNC、Cell ID等等相应参数相应参数 。74下行下行DPDCH/DPCCH结构结构 一个无线帧 Tf = 10 msTPC NTPC bitsSlot #0Slot #1Slot #iSlot #14Tslot = 2560 chips, 10*2k bits (k=0.7)Data2Ndata2 bitsDPDCHTFCI NTFCI bitsPilot Npilot bitsData1Ndata1 bitsDPDCHDPCCHDPCCH75物理随机接入信道物理随机接入信道(PRACH)每两帧有每两帧有15个接入时隙，间隔为个接

54、入时隙，间隔为5120码片码片76物理公共分组信道（物理公共分组信道（PCPCH） 77上行上行DPDCH/DPCCH的帧结构的帧结构 Pilot Npilot bitsTPC NTPC bitsDataNdata bitsSlot #0Slot #1Slot #iSlot #14Tslot = 2560 chips, 10 bits1 radio frame: Tf = 10 msDPDCHDPCCHFBI NFBI bitsTFCI NTFCI bitsTslot = 2560 chips, Ndata = 10*2k bits (k=0.6)78下行扰码下行扰码 下行扰码共有下行扰码共有

55、218-1 = 262,143个，但并不个，但并不是所有的扰码都可以用。是所有的扰码都可以用。 只用只用8192=5128192=512* *1616个。个。 下行扰码共分成两部分下行扰码共分成两部分, 一部分是含一部分是含512扰扰码的基本扰码组，另一部分含码的基本扰码组，另一部分含15个扰码的个扰码的辅助扰码组。辅助扰码组。 基本扰码又可以分成基本扰码又可以分成6464个扰码集个扰码集, , 每个扰每个扰码集中有码集中有8 8个基本扰码组。个基本扰码组。512=64512=64* *8 8 6464个扰码集和由个扰码集和由S-SCHS-SCH确定的确定的6464种组号一一种组号一一对应。对

56、应。79扩频扩频 物理信道的扩频包括两个过程：物理信道的扩频包括两个过程： 信道化（信道化（Channelization) 把每个数据符号转换成多个码片，扩展信号的带把每个数据符号转换成多个码片，扩展信号的带宽，每符号的码片数称为扩频因子宽，每符号的码片数称为扩频因子SF。 扰码（扰码（Scrambling） 用一个特别的扰码与扩频信号相乘用一个特别的扰码与扩频信号相乘 扰码操作在信道化操作之后，因此它不改变信号扰码操作在信道化操作之后，因此它不改变信号的带宽的带宽80信道化和扰码信道化和扰码 通过信道化码，就可以区分来自同一个源的不同通过信道化码，就可以区分来自同一个源的不同传输。传输。 区

57、分出一个小区不同下行信道区分出一个小区不同下行信道 区分出一个区分出一个UE的不同上行专用物理信道的不同上行专用物理信道 UTRAN的信道化码是基于的信道化码是基于OVSF OVSF可以允许改变因子，但可以使不同长度的扩频可以允许改变因子，但可以使不同长度的扩频码之间仍然具有正交性。码之间仍然具有正交性。 通过扰码，可以区分不同的源，即通过扰码，可以区分不同的源，即UE和小区和小区信道化码信道化码扰码扰码DataBit rateChip rateChip rate81信道化码C1,1 = (1)C2,1 = (1,1)C2,2 = (1, -1)C4,1 = (1,1,1,1)C4,2 = (

58、1, 1,-1, -1)C4,4 = (1, -1,-1, 1)C4,3 = (1, -1, 1, -1)C256,256 1 2 4 8 256 Spreading Factor (SFs)C256,182上行上行DPDCHDPDCH和和DPCCHDPCCH的扩频的扩频 Ijcd,1dS长 码,n or S短 码,nI+jQDPDCH1Qcd,3dDPDCH3cd,5dDPDCH5cd,2dDPDCH2cd,4dDPDCH4cd,6dDPDCH6cccDPCCH83上行上行PRACH和和PCPCH 的扩频的扩频 j c cc cd d Sr-msg,n I+jQ 控制部分 数据部分 Q I 84下行物理信道的扩频下