WCDMA关键技术培训之(码资源管理)

1、WCDMA关键技术培训之一 码资源管理系统部 柯雅珠 系统资源资源状况：系统资源资源状况：RNC/Node B软硬件资源，码资源等；软硬件资源，码资源等；Node B/UE上报的公共测量和专用测量报告；上报的公共测量和专用测量报告；后台预配参数，自定义参数，小区所承载的业务情况，相邻小区负荷情况等数据；后台预配参数，自定义参数，小区所承载的业务情况，相邻小区负荷情况等数据；其它相关参数其它相关参数接纳控制模块接纳控制模块上行接纳上行接纳控制控制下行接纳下行接纳控制控制负荷控制模块负荷控制模块上行负荷控上行负荷控制制下行负荷控下行负荷控制制系统级系统级AMR等等单链路级单链路级切换控制模块切换控

2、制模块频内软切换频内软切换频间硬切换频间硬切换模式之间模式之间系统间系统间码资源规划模块码资源规划模块下行信道化码下行信道化码下行共享信道信道化码下行共享信道信道化码上行扰码上行扰码功率控制模块功率控制模块下行开环功率控制下行开环功率控制上行外环功率控制上行外环功率控制下行功率平衡下行功率平衡上下行闭环功控参数的动态配置上下行闭环功控参数的动态配置分组接入规划模块分组接入规划模块上行分组上行分组接入规划接入规划下行分组下行分组接入规划接入规划RNC系统无线资源管理动态无线承载控制动态无线承载控制监测、测试模块监测、测试模块背景概述 在WCDMA移动通信系统中用主扰码来区分小区，下行用信道化码区

3、分物理信道，上行采用扰码来区分用户。但由于正交可变扩频因子码（Orthogonal Variable Spreading Factor-OVSF）是宝贵的稀有资源，一个小区对应一张码表，为了使得系统既能接入尽量多的用户，提高系统的容量，就必须考虑码资源的合理使用问题，所以对于下行信道化码资源的规化和管理就非常重要。 尽管上行扰码数量非常多，但为了避免在不同的RNC之间的小区不同用户使用相同的扰码，则也需对RNC的扰码进行规划。码资源规划的目的码资源规划的目的: :码资源规划模块在系统中的位置码资源规划模块在系统中的位置: :位于CRNC的RRC中。WCDMA系统的码资源规划上行信道化码上行链路

4、扰码下行信道化码下行链路扰码信道化码和扰码在WCDMA系统 中的应用Ijcd ,1dSd p ch,nI+ jQD P D C H1Qcd ,3dD P D C H3cd ,5dD P D C H5cd ,2dD P D C H2cd ,4dD P D C H4cd ,6dD P D C H6cccD P C C HSuu 上行专用信道上行专用信道信道化码和扰码在WCDMA系统 中的应用uu 上行公共信道上行公共信道jccccddSr-msg,nI+jQPRACH messagecontrol partPRACH messagedata partQIS信道化码和扰码在WCDMA系统 中的应用u

5、u 下行方向下行方向IAny downlinkphysical channelexcept SCHSPCch,SF,mjSdl,nQI+jQSDifferent downlinkPhysical channels(point S in Figure 8) G1G2GPGSS-SCHP-SCH (point T inFigure 11)信道化码和扰码在WCDMA系统 中的应用uu 下行方向下行方向信道化码简介信道化码简介uu 信道化码的产生信道化码的产生1Cch,1,011110,1 ,0,1 ,0,1 ,0,1 ,1 ,2,0,2,chchchchchchCCCCCC12,2,12,2,12,

6、2,12,2,1 ,2,1 ,2,1 ,2,1 ,2,0,2,0,2,0,2,0,2,112,12,212,12,3,12,2,12,1 ,12,0,12,:nnchnnchnnchnnchnchnchnchnchnchnchnchnchnnchnnchnchnchnchnchCCCCCCCCCCCCCCCCCC信道化码简介信道化码简介uu 信道化码的产生信道化码的产生SF = 1SF = 2SF = 4Cch,1,0 = (1)Cch,2,0 = (1,1)Cch,2,1 = (1,-1)Cch,4,0 =(1,1,1,1)Cch,4,1 = (1,1,-1,-1)Cch,4,2 = (1,

7、-1,1,-1)Cch,4,3 = (1,-1,-1,1)信道化码简介信道化码简介uu 信道化码的结构图信道化码的结构图信道化码简介信道化码简介uu 信道化码的特点信道化码的特点1.分配码的前提： 要保证其到树根路径上和其子树上没有其它码被分配；2.分配码的结果： 会阻塞掉其子树上的所有低速扩频码和其到根路径上的高速扩频码；SF=8SF=32SF=16下行信道化码下行信道化码uu 下行信道化码的分配策略下行信道化码的分配策略1、码表利用率高分配掉的码字所阻塞和屏蔽掉的码字越小，说明码表利用率越高2、码表复杂度低尽量用短码分配3、先分配公共和共享物理信道的的下行链路信道化码尽量保证下行公共物理信

8、道码资源的使用4、按照一定的策略分配下行专用物理信道的信道化码uu 下行公共信道化码的分配下行公共信道化码的分配P_CPICH : C256, 0P_CCPCH: C256,1对于S_CPICH, PICH, AICH, AP-AICH, CD/CA_ICH公共信道采用的都是扩频因子为256的信道化码，一般都是在小区建立时就规划好几条，对其信道化码的分配也就预先分配好，无需再去动态申请。对于S_CCPCH, 因其所承载的数据速率不固定，其扩频因子可以在4256范围内选择，一般也是在公共信道建立时根据允许可传的数据速率为其确定一个相应的扩频因子，然后给其分配一个信道化码。PDSCH物理信道比较特

9、殊，因为PDSCH以时分方式承不同最大速率的业务，因此在信道化码选择上需给其分配一枝PDSCH能传输的最大速率的子码树给其使用，然后MAC层根据实际传输的数据速率和PDSCH 信道化码映射表为其选择一个合适的信道化码。uu 下行专用信道信道化码的总体分下行专用信道信道化码的总体分配流程配流程根据信道化码分配算法（伪度量法和权值法）优化分配码字判断本SF层是否有可分配的码资源？返回分配失败的命令YesNo根据Qos解析出的SF值返回分配成功的命令（包括分配的码字编号）对于SF=512的情况，则把分配的节点号乘以2再返回即可返回的标志是分配成功（若不成功则返回破网的标识）吗？Yes子码表重整SF=

10、512?SF=SF/2YesNo根据信道化码分配算法（伪度量法和权值法）优化分配码字返回的标志是分配成功（若不成功则返回破网的标识）吗？NoYesNouu 信道化码的动态分配方法伪度量法信道化码的动态分配方法伪度量法（2）构建SF层的可分配集和不可分配集（7）返回分配成功的命令（含分配码资源的标号）或破网的标志开始（3）计算可分配集与不可分配集的路径距离，构建路径距离矩阵（4）在路径距离矩阵中找最小值（5）对应此最小值在可分配集中对应的数组标号，得到可分配码资源的标号（6）修改分配节点和所有与它相关的父节点和子节点的分配状态和权值（1）判断本SF层是否有单枝未被占用的空闲码字？YesNo结束u

11、u 信道化码的动态分配方法权值法信道化码的动态分配方法权值法权值法的基本原理：首先判断可分配节点在对应的两层子码树上是单枝未分配，还是双枝均未被分配，若是单枝未被分配，则直接分配第一个这样的元素；若只存在双枝未被分配的情况，则继续后面的步骤。第二步：我们根据可分配集的构成原则，并在要分配的SF层上的空闲码字构成一个可分配集。第三步：根据分配集中的可配码字的父节点（包括父节点，祖父节点直到最高层的节点，假如需判断到最高层的话）的占用状态来分配。根据父节点的状态其实就是一层一层的向上判断此空闲码字的父节点的兄弟节点是否被分配掉，如果检测到某层的父节点的兄弟节点被分配，则分配此空闲码字，不用再往上一

12、层判断。 uu 信道化码的动态分配方法权值法信道化码的动态分配方法权值法（2）构建SF层的可分配集ChannelBuffer开始（1）判断本SF层是否有单枝未被占用的空闲码字？（11）返回分配成功的命令（含分配码资源的标号）YesNo（5）判断可分配集中元素 i（从第一个元素开始） 的Fathelay层父节点的兄弟节点是否被占用？Yes（8）取出更新后分配集中第i+1个元素（i=i+1)（3）从本SF层向上第一层开始（Fatherlayer=1）（7）可分配集中的元素是否被比较完？（9）FatherLayer+YesNoNo（6）在分配集中去掉同一高层父节点下的节点号，得到新的可分配集（4）从

13、可分配集中的第一个元素开始（i = 0）（10）修改分配节点和所有与它相关的父节点和子节点的分配状态和权值SF=4SF=8SF=16SF=32SF=4SF=8SF=16SF=32012310987654151413121126313029282716212019181724232225绿色代表由于低速扩频因子的码字被分配而屏蔽掉的高速扩频因子码字宝石篮代表优化分配的码字（根据申请的扩频因子）红色代表已分配的码字深蓝代表高速扩频因子的码字被分配而屏蔽掉的低速扩频因子码字下行链路信道化码分配示例下行链路信道化码分配示例三个结果中任取一个上行信道化码上行信道化码uu 公共信道公共信道 物理信道物理信

14、道 信道码信道码Cch,SF,K 备备 注注 SF KPRACH控制信控制信道道 256 K=16*S+15前 导 签 名 序 号前 导 签 名 序 号S=0,15，对应，对应SF=16层的层的16个个OVSF码。在码表码。在码表SF=16层层中对应签名中对应签名S的节点子的节点子树 上 分 配 （ 不 包 括树 上 分 配 （ 不 包 括SF=16）：控制信道）：控制信道用用SF=256层最右边的层最右边的的码；数据信道用此的码；数据信道用此子树相应子树相应SF最左的扩最左的扩频码。频码。 数据信数据信道道SF=256,128,64,32 K=SF*S/16上行信道化码上行信道化码uu PR

15、ACH控制部分和消息部分信道化码分配示例控制部分和消息部分信道化码分配示例SF=16Sig=2PRACH控制部分的分配的码字PRACH消息部分根据不同的SF分配的码字SF=256PCPCH控制信控制信道道 256 0承载物理层控制信息承载物理层控制信息(PILOT,TFCI,FBI,TPC),固定为固定为15kbps数据信数据信道道 SF=256,128,4 K=SF/4即每一即每一SF列中，属于列中，属于Cch,4,1子树的最高枝子树的最高枝码码功控前功控前导导 256 0与与PCPCH消息中的控消息中的控制信道相同制信道相同上行信道化码上行信道化码uu 专用信道专用信道上行信道化码上行信道

16、化码 物理信道 信道码Cch,SF,K 备 注 SF KD P CH ( 单码 传输)控 制 信道DPCCH 256 0承载物理层控制信息(PILOT,TFCI,FBI,TPC),固定为15kbps数 据 信道DPDCHSF=256,128,4 SF/4即每一SF列中，属于Cch,4,1子树的最高枝码D P CH ( 多码 传输)控 制 信道DPCCH 256 0承载物理层控制信息(PILOT,TFCI,FBI,TPC),固定为15kbps数 据 信道DPDCHs 41，2用Cch,4,1；3，4用Cch,4,3；5，6用Cch,4,2；DPDCHs的数量依次匹配，并且1，3，5位于I路；2，

17、4，6位于Q路。超过1不足6时也是如此顺序匹配IQ1100223344556677889917171616151514141313121211111010下行链路扰码uu 下行链路扰码产生器下行链路扰码产生器Sdl,n(i) = Zn(i) + j Zn(i+131072) modulo (218-1), i=0,1,38399. 初始条件：-x (0)=1, x(1)= x(2)=.= x (16)= x (17)=0.-y(0)=y(1)= =y(16)= y(17)=1. 下行链路扰码 下行扰码共有24576个，编号n0,24575 这24576个扰码分为三部分： k=0,1,2,819

18、1 对应的是8192个普通扰码，用于正常模式； k+8192，k=0,1,2,8191 是在压缩模式下当n=SF/2时所使用的可 替代扰码,称为右辅扰码，共有8192个； 其中：n 是信道化码中所对应的n值。 前8192个扰码分为512组，每组包括1个主扰码和跟随在主扰码之后的15个辅助扰码，每个小区对应一组下行扰码： 主扰码序列号： n=16*I I=0,511 对应辅助扰码组扰码码号：n=16*I + K K=1, ,15 上行链路扰码uu 上行链路长扰码产生器上行链路长扰码产生器clong,1,nclong,2,nMSBLSB2/211)()(,2, 1 ,icjiciCnlonginl

19、ongnlong i = 0, 1, , 225 2 初始条件：-xn(0)=n0 , xn(1)= n1 , =xn(22)= n22 ,xn(23)= n23, xn(24)=1.-y(0)=y(1)= =y(23)= y(24)=1. 上行链路扰码uu 上行链路短扰码产生器上行链路短扰码产生器074+mod n additiond(i)123562mod 2074b(i)123562mod 2+mod 4multiplicationzn(i)07412356+mod 4Mappercshort,1,n(i)a(i)+3332cshort,2,n(i)2/256mod211)256mod(

20、)(, 2, 1 ,icjiciCnshortinshortnshorti = 0, 1, , 255 a(0) = （2n0 + 1） modulo 4; a(i) = 2ni modulo 4, i = 1, 2, , 7b(i) = n8+i modulo 2, i = 0, 1, , 7 d(i) = n16+i modulo 2, i = 0, 1, , 7 PRACH扰码分配uu PRACH的帧结构的帧结构Message partPreamble4096 chips10 ms (one radio frame)PreamblePreambleMessage partPreamble

21、4096 chips20 ms (two radio frames)PreamblePreamblePRACH扰码分配uu PRACH上行链路扰码上行链路扰码 Sr-pre,n(i) = clong,1,n(i), i = 0, 1, , 4095; =0，1,2,8191; l 前缀扰码前缀扰码l 前缀特征码前缀特征码Csig,s(i) = Ps(i modulo 16), i = 0, 1, , 4095. 共有8192个PRACH前缀扰码，分成512组，每组16个，每个小区共有16个前缀扰码；扰码序列号与相应的小区对应的主扰码序列号的关系：n=16*m+k m=0,1,511; k=0,

22、1,15前缀特征码是由长度为16Bit的Ps(n)（ n=015）码的256次重复构成 ，有16种签名码PreamblesignatureValue of n0123456789101112131415P0(n)1111111111111111P1(n)1-11-11-11-11-11-11-11-1P2(n)11-1-111-1-111-1-111-1-1P3(n)1-1-111-1-111-1-111-1-11P4(n)1111-1-1-1-11111-1-1-1-1P5(n)1-11-1-11-111-11-1-11-11P6(n)11-1-1-1-1 1111-1-1-1 -111P7

23、(n)1-1-11-111-11-1-11-111-1P8(n)11111111-1-1-1-1-1-1-1-1P9(n)1-11-11-11-1-11-11-11-11P10(n)11-1-111-1-1-1-111-1-111P11(n)1-1-111-1-11-111-1-111-1P12(n)1111-1-1-1-1-1-1-1-11111P13(n)1-11-1-11-11-11-111-11-1P14(n)11-1-1-1-111-1-11111-1-1P15(n)1-1-11-111-1-111-11-1-11PRACH扰码分配uu 签名码签名码PRACH扰码分配l 前缀码的构成

24、前缀码的构成Cpre,n,s(k) = Sr-pre,n(k) Csig,s(k) , k = 0, 1, 2, 3, , 4095; )24(kjel 消息部分扰码消息部分扰码Sr-msg,n(i) = Clong,n(i + 4096), i = 0, 1, , 38399 消息部分的扰码从扰码序列的第4096个码片开始取。而前4096个码片作为PRACH的前缀扰码。也就是说PRACH的前缀扰码与消息扰码用的是同一个扰码序列号；消息部分也共有8192个扰码。PCPCH扰码分配4096 chipsP0P1PjPjCollision DetectionPreambleAccess Preamb

25、le Control PartData part0 or 8 slotsN*10 msecMessage Partuu PCPCH物理信道的帧结构物理信道的帧结构PCPCH扰码分配uu PCPCH前缀前缀l接入前缀特征码接入前缀特征码 Csig,s(i) = Ps(i modulo 16), i = 0, 1, , 4095. 前缀特征码是由长度为16Bit的Ps(n)（ n=015）码的256次重复构成 ，有16种签名码l 前缀的前缀的 构成构成Cpre,n,s(k) = Sr-pre,n(k) Csig,s(k) , k = 0, 1, 2, 3, , 4095; )24(kjel 前缀扰

26、码前缀扰码Sr-pre,n(i) = clong,1,n(i), i = 0, 1, , 4095; n=0, 1,2,40959; 40960个PCPCH前缀扰码分成512组，每组有80个，每个小区配一组。PCPCH接入前缀扰码组与用于该小区的下行主扰码有一一对应的关系：n=16 m+k k = 0,., 79与m = 0, 1, 2, , 511；n = 64m + (k-16)+8192 k=16,., 79 k = 0,.,15对应的序列号与PRACH的前缀共用 k =16,79 所对应的扰码序列号由PCPCH的接入前缀专用。 PCPCH扰码分配PCPCH扰码分配l冲突检测（冲突检测（

27、CD）前缀）前缀 构成构成Cc-cd,n,s(k) = Sc-cd,n(k) Csig,s(k) , k = 0, 1, 2, 3, , 4095 )24(kjeuu PCPCH冲突检测前缀冲突检测前缀Csig,s(i) = Ps(i modulo 16), i = 0, 1, , 4095. 前缀特征码是由长度为16Bit的Ps(n)（ n=015）码的256次重复构成 ，有16种签名码l冲突前缀冲突前缀 特征码特征码PCPCH扰码分配l 冲突前缀扰码冲突前缀扰码Sr-pre,n(i) = clong,1,n(i), i = 0, 1, , 4095; n=0, 1,2,40959; 40960个PCPCH前缀扰码分成512组，每组有80个，每个小区配一组。