WCDMA基础原理知识介绍

1、WCDMA基础原理知识介绍基础原理知识介绍2内容提要5. WCDMA的无线资源管理1. WCDMA概述3. WCDMA物理层信道2. WCDMA关键技术4. 移动性管理6. 三种3G技术的比较3 提供高速的数据速率，最高可达到提供高速的数据速率，最高可达到2Mbps，将来如果采用，将来如果采用HSDPA将提高到将提高到10Mbps。 可变比特速率。（可变扩频因子）可变比特速率。（可变扩频因子） 采用异步方式，无需采用异步方式，无需GPS精确定时，方便室内规划。精确定时，方便室内规划。 支持上、下行不对称的业务，如视频点播和网页浏览，下支持上、下行不对称的业务，如视频点播和网页浏览，下行业务远大

2、于上行业务。行业务远大于上行业务。 更高的频谱利用率，频率复用度为更高的频谱利用率，频率复用度为1。 1500Hz的快速功率控制，更好地克服快衰落的影响。的快速功率控制，更好地克服快衰落的影响。WCDMA的新特点4规划频段规划频段上行：上行：19201980MHz,下行：下行：21102170MHz最小频率需求最小频率需求25MHz频率复用度频率复用度1载波间隔载波间隔4.45.2MHz语音编码语音编码8种速率的种速率的AMR编码（编码（4.7512.2kbps)信道编码信道编码卷积编码，卷积编码，Turbo编码（对高速业务）编码（对高速业务）同步方式同步方式异步方式异步方式接收机接收机Rak

3、e接收机接收机接收机灵敏度接收机灵敏度Node B：121dBm，MS：117dBm（BER为为10-3）数据类型数据类型分组和电路交换分组和电路交换调制方式调制方式上行上行BPSK，下行，下行QPSK码片速率码片速率3.84Mcps最大业务速率最大业务速率2Mbps (for Release99&Release4)帧长帧长10ms（包含（包含15个时隙）个时隙）时隙长时隙长666.7us切换切换软切换，更软切换，硬切换软切换，更软切换，硬切换功率控制频率功率控制频率1500Hz功率控制步长功率控制步长0.5、1、1.5、2 dB（可变）（可变）检测检测使用导频符号或公共导频进行相关检测使用导

4、频符号或公共导频进行相关检测频率栅格与定标频率WCDMA的主要参数5WCDMAGSM载波间隔载波间隔5MHz200kHz频率复用度频率复用度1118多址方式多址方式CDMATDMA功率控制频率功率控制频率1500次次/秒秒2次次/秒秒或更低或更低频率分集频率分集MHz频率的带宽使其可以采用频率的带宽使其可以采用Rake接收机进行接收机进行多径分集，宽频可以更好的克服衰落的频率选多径分集，宽频可以更好的克服衰落的频率选择性。择性。跳频跳频分组数据分组数据基于负载的分组调度基于负载的分组调度GPRS中基于时隙的调度中基于时隙的调度下行发射分集下行发射分集支持，提高下行链路的容量支持，提高下行链路的

5、容量标准不支持标准不支持切换切换硬切换、软切换硬切换、软切换硬切换硬切换小区规划小区规划扰码规划扰码规划频率规划频率规划导频覆盖的主要判导频覆盖的主要判别依据别依据导频信道的导频信道的Ec/Io信号强度信号强度覆盖覆盖受负载影响受负载影响不受负载影响不受负载影响容量容量软容量，受覆盖和干扰影响软容量，受覆盖和干扰影响硬容量，不受覆盖和干扰的影响硬容量，不受覆盖和干扰的影响业务业务AMR语音（语音（4.7512.2kbps)、CS64kbps、最大最大2Mbps的分组数据业务。的分组数据业务。语音和低速数据业务（理论最大语音和低速数据业务（理论最大171.2kbps，实际几十，实际几十kbps）

6、WCDMA与GSM的主要区别6图1 UMTS网络单元构成示意图UEUSIMMECuMSC/VLRSGSNHLRGGSNGMSCPLMN.PSTNISDN.etcInternetUuNode BNode BRNCNode BNode BRNCIubIurU T R ANIu-CSCN外部网络外部网络Iu-PSGnNcUMTS系统结构7内容提要5. WCDMA的无线资源管理1. WCDMA概述3. WCDMA物理层信道2. WCDMA关键技术4. 移动性管理6. 三种3G技术的比较频率频率时间时间功率功率频率频率时间时间功率功率频率频率时间时间功率功率FDMATDMACDMA通信系统中有三种多址接

7、入技术：通信系统中有三种多址接入技术： 频分多址频分多址 Fre 时分多址时分多址 Fre+Ts 码分多址码分多址 Fre+Code多址接入9双工间隔双工间隔: 190 MHzFDD时间时间频率频率功率功率5 MHz5 MHz码复用码复用 & 频分双工频分双工ULDLUMTS 用户用户 1UMTS 用户用户 2时间时间频率频率功率功率TDD5 MHzDLULDL码复用码复用&时分双工时分双工DL 666.67 m msULUMTS 用户用户 2UMTS 用户用户 1nW-CDMA: FDD or TDD双工技术双工技术10n 会话类型基本特点基本特点：对时延要求最高，具有很强的实时性，要求实时

8、会话总是发生在对等的终端用户之间，业务量对称或者基本对称。要求的最大时延需满足人主观对音频、视频的感觉（主观测量大约需小于400ms）。典型应用典型应用：语音业务、可视电话、视频会议。n 数据流类型基本特点基本特点：数据流类型业务是非常不对称的，故它对时延要求比会话类型低，允许有较大的时延，但可以通过流式多媒体技术把数据转换成一个稳定均匀而连续的流来处理，对于较大时延引起的抖动，可以通过缓存来平滑，最终需保持业务流中各信息实体的时间关系。 典型应用典型应用：视频点播。WCDMA的主要业务分类11n 互动类型基本特点基本特点：对时延的要求更低，采取终端用户请求响应模式，要求较低的误码率。 典型应

9、用典型应用：网页浏览、网络游戏。 n 后台类型基本特点基本特点：数据流类型对时延要求最低，允许有很大的时延，接收端并不期待数据在短时间内到来，对发送的时间也不太敏感。发送的内容不需透明传送，但必须无差错接收。 典型应用典型应用：E-mail、短消息、彩信、电子明信片、下载服务。WCDMA的主要业务分类12信源编码信道编码扩频调制信源译码信道译码解扩解调无线信道无线信道如AMR编码BitSymbolChip加扰5M带宽加差错保护，如加CRC校验WCDMA系统的基本框图交织,NRZ编码13DS-CDMA发射端发射端TbitTchipData sequencespreading sequencetr

10、ansmitted sequencea2Tbit = Ebit1/TbitTchip = Echip1/TchipFrequencya2Tchip1/Tchip+a-a-1+1-a+ax=Data sequenceTransmitted signalSpreading sequence generatorModulationx(t)Power spectrum直接扩频的意义直接扩频14TbitTchipData sequencespreading sequencereceived sequencea2Tbit = EbitPower spectrum1/TbitTchip = Echip1/T

11、chipFrequencya2Tchip+a-a-1+1-a+ax=1/TchipReceived signalData sequenceSpreading sequence generatorDemodulationx(t)接收端接收端DS-CDMA直接扩频15物理信道物理信道 = = 频率频率+ + 码字码字（+ +相位）相位） = = 频率频率+ + 扩频码扩频码 + + 扰码扰码 （+ +相位）相位）u信道化码信道化码 (OVSF codes): u扰码扰码(Scrambling codes): 码字 上行：区分同一上行：区分同一RNC下的不同的用户；下的不同的用户； 下行：区分不同的

12、小区；下行：区分不同的小区； 上行：在同一上行：在同一UE进行多码道传输时，区分不同的物理信道；进行多码道传输时，区分不同的物理信道； 下行：区分同一小区下的不同物理信道；下行：区分同一小区下的不同物理信道；16Scrambling codeOVSF code 1OVSF code 2OVSF code 3User 1 signalUser 2 signalUser 3 signalScrambling code 1Scrambling code 2Scrambling code 3User 1 signalUser 2 signalUser 3 signalOVSF code 1OVSF c

13、ode 1OVSF code 2下行下行上行上行码字17信道化码- OVSFSF = 1SF = 2SF = 4SF = 8 to 512C1,0 = 1C2,0 = 1 1C2,1 = 1 -1C4,0 = 1 1 1 1C4,1 = 1 1 -1 -1C4,2 = 1 -1 1 -1C4,3 = 1 -1 -1 1码树码树 High data rates: low SFLow data rates: high SF SymbolRateMcpsSymbolRateChipRateNNTTSFSymbolChipChipSymbol84. 3扩频码与业务速率的映射；扩频增益、处理增益的关系扩

14、频码特点：非连续性；2的k次方；SF本身代表其长度；SF代表本身可用SF码的个数；18+-1-1-1-1-1-1-111111111-1*1111-1-1-1-1CjCkTo synchronization= 0无相关性无相关性正交正交+-1-1-1-1-1-1-111111111-1*11111-11-1CjCkno To synchronization= 4小的相关性小的相关性 不正交不正交2个码由同一个发射机发射个码由同一个发射机发射 2个码由不同个码由不同UE或者或者BTS发射发射需要扰码需要扰码码字越短，轻微不同步下正交性越差！码字越短，轻微不同步下正交性越差！码字正交性19信道化码

15、的分配码字正交性，父子关系；码字正交性，父子关系；码字分配原则码字分配原则：l 尽量保留扩频因子小的码字以提高利用率；l 尽量上、尽量右；4 45125124 4256256信道化码的上下行分配：动态、静态信道化码的上下行分配：动态、静态20信道化码分配举例C1,0C2,0C2,1C4,0C4,1C4,2C4,3C8,0C8,1C8,2C8,3C8,4C8,5C8,6C8,7我要SF4我要SF421码字受限业务类型业务类型AMR12.2CS64PS 64PS144PS384业务速率业务速率12.2kbps64kbps64kbps144kbps384kbpsSF1283232168链接数链接数1

16、24303015722扰码 PN序列触发、求和式移位寄存器触发、求和式移位寄存器Sequence repeats every 2N-1 chips, where N is number of cells in registerPN PN 序列属性序列属性n 极好的自相关性极好的自相关性和自身不移位序列和自身不移位序列 100%100%相关相关和自身移位序列不相关或者相关性很小和自身移位序列不相关或者相关性很小n 极好的互相关性极好的互相关性 和其他扰码相关性很小和其他扰码相关性很小23上行扰码共有共有 224 个长个长38,400 chips的的长扰码长扰码225-1 chip 长序列长序列X

17、25 + X3 + 1X25 + X3 + X2 + X + 1IQ上行扰码分配24下行扰码8192 8192 个扰码个扰码512 512 组组 （1 1个主扰码个主扰码+ + 1515个辅扰码）个辅扰码）512512个主扰码个主扰码分为分为6464组组 大概有大概有262,143( 2262,143( 218181)1)个不同的下行扰码个不同的下行扰码 规范从中选取规范从中选取 8192 8192 个扰码来应用个扰码来应用8192.Cell #1Cell #512. 主扰码主扰码辅扰码辅扰码 #1#1辅扰码辅扰码 #2#2 辅扰码辅扰码 #15#15下行扰码分配25TXD(t)Delay 0

18、Delay 1C(t-0)( + ) D(t) C(t-1)Delay (1)RXC(t-n)Delay (0)Delay (n)RXRXC(t) 0 1 n D(t) D(t)利用多径分集利用多径分集BTSSpreading&Scrambling Rake 接收机可以将多径环境下产生的多路信号进行合并，有效地克接收机可以将多径环境下产生的多路信号进行合并，有效地克服多径干扰，提高了接收性能。它有多个服多径干扰，提高了接收性能。它有多个fingers，每个对应一条多径信，每个对应一条多径信号。先将接收到的信号用经过时间对齐的码解扩，然后将每路信号按照相号。先将接收到的信号用经过时间对齐的码解扩

19、，然后将每路信号按照相等的增益或者最大比合并的方式进行合并。等的增益或者最大比合并的方式进行合并。 RAKE接收机26技术的选用是围绕要克服的问题来进行的技术的选用是围绕要克服的问题来进行的WCDMA多址接入方式纠错编码技术交织技术复用技术扩频技术分集技术高速率、大容量无线传播中的干扰深衰落多媒体业务抗干扰提高系统容量27内容提要5. WCDMA的无线资源管理1. WCDMA概述3. WCDMA物理层信道2. WCDMA关键技术4. 移动性管理6. 三种3G技术的比较物理信道物理信道的定义：特定的载频物理信道的定义：特定的载频(Carrier Frequency) + 扰码扰码(Scrambl

20、ing Code) + 信道化码信道化码(Channelization Code) （相位）（相位）29UTRA FDD无线接口协议结构无线接口协议结构30信道映射传输信道传输信道DCHBCHFACHPCHDSCH物理信道物理信道Primary Common Control Physical Channel (P-CCPCH)Secondary Common Control Physical Channel (S-CCPCH)Synchronization Channel (P-SCH&S-SCH)Common Pilot Channel (CPICH)Acquisition Indicato

21、r Channel (AICH)Paging Indicator Channel (PICH) Dedicated Physical Data Channel (DPDCH)Dedicated Physical Control Channel (DPCCH)CPCH Status Indicator Channel (CSICH)Access Preamble Acquisition Indicator Channel (AP-AICH)Collision Detection/Channel Assignment Indicator Channel (CD/CA-ICH)Physical Do

22、wnlink Shared Channel (PDSCH)DCHDedicated Physical Data Channel (DPDCH)Dedicated Physical Control Channel (DPCCH)Physical Random Access Channel (PRACH)Physical Common Packet Channel (PCPCH)RACHCPCHDownlinkUplinkBCH、PCH、RACH一定是采用1/2卷积信道编码，其他传输信道可根据Qos要求来选择其他方式；31业务的物理信道处理 (I)TrafficLayer 1 controlTra

23、fficLayer 1 control (I) (Q)ModulationModulation比特复用比特复用基带调整基带调整码分码分物理信道复用物理信道复用 调制调制Time MultiplexingNRZ codingChannelizationS/PChannelizationScrambling空中接口空中接口上行上行下行下行串并变换串并变换多径处理多径处理多址多址NRZ codingChannelizationNRZ codingChannelizationScrambling (Q)ScramblingScrambling32下行扩频和调制 DPCH1S/POVSF1Scrambl

24、ing Gain1IQS/POVSF2Scrambling Gain2DPCH2IQS/POVSFNScrambling GainN. . . CPICHIQRepetitionGainPP-SCHIQGainSRepetitionS-SCHIQ (I) (Q)3.84 Mcps3.84 McpsQPSK Modulation33cos( ot)-sin( ot)Pulse ShapingPulse ShapingChip ModulationScrambling codeNRZNRZOVSF4,1OVSF256,0 d cDPDCH1DPCCHDataControlNRZOVSF4,2 dD

25、PDCH3NRZOVSF4,3 dDPDCH5NRZOVSF4,1 dDPDCH2NRZOVSF4,2 dDPDCH4DPDCH6NRZOVSF4,3 d上行物理信道的处理上行物理信道的处理34上行PS384K编码举例上行上行384kbps18的打孔率DCCHUplinkDTCH960kbps DPDCH Turbo Code R=1/31215121512151215Radio frame FN=4N+1Radio frame FN=4N+2Radio frame FN=4N+3Radio frame FN=4NInformation dataCRC detectionRate matchi

26、ng2nd interleaving9600640 640121512151215 1264015 9525759525759525759525#1 9525#2 9525#3 9525#4 9525#1 75 #2 75 #3 75#4 75960096009600463204632015424Termination 4 x12CRC161536075360360112Tail8100Header 16CRC12paddingMax. 801st interleavingRadio Framesegmentationslot segmentationCRC detectionLayer 3L

27、AC header,padding discardTail bit discard Viterbi decodingR=1/31st interleaving#1 11580#2 11580#3 11580#4 11580#1 90 #2 90 #3 90#4 9038403840384038403840384038403840下行384 K编码举例对应SF=8DTCHDCCHTurbo code R=1/328028090509050905090509120905090509050905070Radio frame FN=4N+1Radio frame FN=4N+2Radio frame

28、FN=4N+3Radio frame FN=4NInformation dataCRC detection2nd interleaving912091209120707070#1 70 #2 70 #3 70 #4 7011568385638403840CRC16360100100CRC12Rate matching1st interleavingCRC detectionInformation data90509050Radio Frame Segmentationslot segmentation480 ksps DPCH (including TFCI bits)Rate matchin

29、g1st interleaving011401608 60860814011401608608608140114016086086081401140160860860814Termination 12112Tail8Tail bit discardViterbi decoding R=1/3 串并变换速率减半DPCCH补充剩余36同步信道主同步码主同步码 (PSC) 256 chip长复数序列，不扩频，不加扰长复数序列，不扩频，不加扰 所有小区使用相同的所有小区使用相同的PSC 作用：移动台可以检测到小区并和时隙作用：移动台可以检测到小区并和时隙边界同步边界同步辅同步码辅同步码 (SSC) 2

30、56 chip长复数序列，不扩频，不加扰长复数序列，不扩频，不加扰 16个不同的个不同的 SSCs，每个时隙一个，每个时隙一个 15个个SSCs形成形成 64个不同序列个不同序列 作用：移动台可以检测扰码组号和时隙号作用：移动台可以检测扰码组号和时隙号并同步到帧边界并同步到帧边界PrimarySCHSecondarySCH256 chips2560 chipsOne 10 ms SCH radio frameacsi,0acpacsi,1acpacsi,14acpSlot #0Slot #1Slot #14 SCH用于小区搜索，包含主同步信道用于小区搜索，包含主同步信道(P-SCH) 和辅同步

31、信道和辅同步信道(S-SCH)两个子信道。两个子信道。PSC与与SSC并行传输。并行传输。 37S-SCH（下行副同步信道）n.2560 chipsacpSlot # ?P-SCHacpSlot #?166S-SCHacpSlot #?11Group 2Slot 7, 8, 9256 chipsslot number 扰码组扰码组 #0 #1 #2 #3 #4 #5 #6 #7 #8 #9 #10 #11 #12 #13 #14 Group 0 1 1 2 8 9 10 15 8 10 16 2 7 15 7 16 Group 1 1 1 5 16 7 3 14 16 3 10 5 12 14

32、 12 10 Group 2 1 2 1 15 5 5 12 16 6 11 2 16 11 15 12 Group 3 1 2 3 1 8 6 5 2 5 8 4 4 6 3 7 Group 4 1 2 16 6 6 11 15 5 12 1 15 12 16 11 2 Group 61 9 10 13 10 11 15 15 9 16 12 14 13 16 14 11 Group 62 9 11 12 15 12 9 13 13 11 14 10 16 15 14 16 Group 63 9 12 10 15 13 14 9 14 15 11 11 13 12 16 10 38CPICH

33、-公共导频信道（下行）P-CPICH 给出主扰码 为SCH, P-CCPCH, AICH 和PICH提供相位参考 总是在整个小区广播 使用 Cch,256,0 扩频 ，使用主扰码加扰 在其它小区测量时的质量参考(Ec/Io)S-CPICH（可选） 为S-CCPCH和DPCH提供相位参考 不总是在整个小区广播 可选，需要波束定形 任意SF=256的信道化码预定义符号序列预定义符号序列Slot #0Slot #1Slot # iSlot #14 Tslot = 2560 chips , 20 bits1 radio frame: Tr = 10 ms 公共导频信道是一个在整个小区广播的纯物理信道。

34、它包含一个已知比特序列并和主、辅公共控制物理信道并行传送。用于确定主扰码和参考相位。39P-CCPCH 主公共控制物理信道（下行）主公共控制物理信道（下行）Slot #0Slot #1Slot # iSlot #14 Tslot= 2560 chips , 20 bitsData 18 bits256 chips1 radio frame: Tf = 10 msP-CCPCH bitsSCH bitsOVSF256,1 主公共控制物理信道是一个固定速率主公共控制物理信道是一个固定速率(SF=256)下行物理信道用于承载下行物理信道用于承载BCH信信道。在整个小区连续广播。道。在整个小区连续广播

35、。SCH 和和P-CCPCH在每个时隙时分复用。在每个时隙时分复用。40PRACH-随机接入信道（上行）前缀前缀16chips长签名重复长签名重复 256次次= 4096 chips16 个可能的正交签名个可能的正交签名16个可能的接入时隙个可能的接入时隙1)开环功率控制（开环功率控制（ P由由P-CCPCH广播告知）广播告知）消息消息例子例子: RRC连接请求连接请求持续持续10或者或者 20 ms SF=32, 64, 128 或者或者256Restricted possibilities at firstOne access slotPiniPNAckAICH accessslots R

36、X at UEPRACH accessslots TX at UEPreamble1PreambleNMessage 物理随机接入信道是一个开环功率控制信道，具有冲突解决机制(ALOHA方法)可以使多个用户随机接入。由前缀和携带RACH消息的消息两部分组成。Note：1个接入时隙个接入时隙=2个无线时隙，个无线时隙，1个接入帧个接入帧=2个无线帧个无线帧41 FACH和和PCH 复用复用 BTS 功率预算功率预算 (减少功率水平变化减少功率水平变化) OVSF 是固定的是固定的,在系统消息类型在系统消息类型5中给出（中给出（P-CCPCH) 没有快速功率控制，可能会选用慢速功率控制没有快速功率

37、控制，可能会选用慢速功率控制 可以承载专用业务可以承载专用业务 典型的消息典型的消息: RRC连接建立连接建立Data Ndata bitsNTFCI bits Npilot bitsTslot = 2560 chips FACH PCH FACH + PCHSlot #i 辅辅-公共控制物理信道用于携带公共控制物理信道用于携带FACH和和PCH传输信道。不连续广播，只有在传输信道。不连续广播，只有在PCH或者或者FACH传输信息的时候才传输。移动台侧仅在等待传输信息的时候才传输。移动台侧仅在等待PCH和和FACH消息的时消息的时候才解码候才解码S-CCPCH。S-CCPCH 辅公共控制物理信

38、道（下行）辅公共控制物理信道（下行）42DPDCH和DPCCH(UL) 专用物理数据和控制信道数据和控制比特并行处理数据和控制比特并行处理 (码复用码复用)DataNdata bitsSlot #0Slot #1Slot # iSlot #141 radio Frame: Tf = 10 msDPDCHDPCCHPilotNpilot bitsTPCNTPC bitsFBINFBI bitsTFCINTFCI bitsTslot= 2560 chips, SF=4 to 256Tslot= 2560 chips, SF=256OVSF256, 0 上行专用物理信道有两种上行专用物理信道有两种:

39、专用物理数据信道专用物理数据信道DPDCH和专用物理控制信道和专用物理控制信道DPCCH。DPDCH用于承载用于承载DCH传输信道，传输信道，DPCCH用于传输物理子层控制比特。用于传输物理子层控制比特。43 物理子层处理过程中，来自传输子层的数据比特被添加上控制比特。这些控制比特和下行数据比特时分复用，和上行数据比特并行分开。由物理子层添加的控制比特由物理子层添加的控制比特: TFCI (传输格式组合指示传输格式组合指示):通知接收端所使用的通知接收端所使用的TFC Pilot: 发送接收端已知的序列发送接收端已知的序列(通过已知序列在空中传输畸变情况估计未知通过已知序列在空中传输畸变情况估

40、计未知序列在空中传输后的畸变序列在空中传输后的畸变) TPC (传输功率控制传输功率控制): 用于专用信道控制传输功率用于专用信道控制传输功率 FBI (反馈信息反馈信息): 用于上行用于上行 (仅对专用信道仅对专用信道) 当基站使用的传输技术需要来自当基站使用的传输技术需要来自UE的反馈（闭环发射分集）。可选，通常没用。的反馈（闭环发射分集）。可选，通常没用。L1 控制比特-DPCCH类似于GSM的训练序列44 DPCH (DPDCH + DPCCH)(DL)数据和控制比特在相同数据和控制比特在相同DPCH上时间复用上时间复用PilotNpilot bitsData2Ndata2 bitsT

41、FCINTFCI bitsTPCNTPC bitsData1Ndata1 bitsOne radio frame, Tf = 10 msSlot #0Slot #1Slot #iSlot #14DPDCHDPDCHDPCCHDPCCHTslot= 2560 chips, SF=4 to 25645PICH-寻呼指示信道（下行） 寻呼指示信道（寻呼指示信道（PICH）是一个固定速率）是一个固定速率(SF=256) 的物理信道，用于的物理信道，用于NodeB通知一个或者一组通知一个或者一组UE寻呼信息将在寻呼信息将在PCH上传输。如果某一帧上的上传输。如果某一帧上的PIi被置被置1，说明，说明PI

42、i对应的对应的UE应该对应该对S-CCPCH对应的帧进行解调。对应的帧进行解调。Listen to the S-CCPCH ! One Paging indicator stands on 2, 4, 8 or 16 bits Paging position based on IMSI OVSF code is on system information type 5b1b0288 bits for paging indication12 bits (transmission off)One radio frame (10 ms)b287b288b299-1-111S-CCPCH3 TS46开

43、机呼叫过程1、开机。、开机。 小区搜索 选择驻留频点同步（1）时隙同步：解已知的P-SCH，获得时隙同步；（2）帧同步：依次解各个时隙的S-SCH，查表获得主扰码组号，并获得帧同步；（3）解主扰码：已知CPICH的固定内容，及其使用信道化码Cch256,0依次使用主扰码组内各扰码去相关接收到的CPICH信号 ，找到主扰码。2、获得系统信息。、获得系统信息。 前面步骤已经获得了主扰码。 解P-CCPCH：已知的P-CCPCH使用固定的信道化码Cch256,1，此时可以解出其承载的消息内容，从而获得当前的PLMN号、邻小区的扰码、广播的其它信道的扩频码；此时可能进行小区重选，选择驻留最强的小区；进

44、入待机状态473、用户被叫。、用户被叫。 网络寻呼用户。网络寻呼用户。 网络侧发PICH，把要呼叫用户所对应的PIi位置1a、当手机在指定监听到它对应的PIi位被置1，手机就在3个无线时隙以后主动接收S-CCPCH（信道化码网络侧定义，P-CCPCH告知），获得寻呼信息。b、当UE发现对应的PIi位未被置1，手机不接收S-CCPCH，处于休眠状态，节省电池。4、用户主叫。接入过程。、用户主叫。接入过程。（1）手机随机选择1个16bit的Signature（16阶OVSF码）进行256次重复，构成Preamble，以估计的初始功率发送UTRAN，并设置好最大重传次数。（2）UE在对应的下行时隙检

45、测捕获指示AI，如果没有检测到与选择的Signature相对于的捕获指示，进行开环功控（重传次数不大于最大重传次数，如果大于则接入失败）（3）当NodeB捕获到手机发送的Preamble，AICH用与前导中相同的特征标记序列给以回应，并把UE对应的AI置1。开机呼叫过程485、3或或4后开始通话。后开始通话。 a、 如果只有少量的数据，可以在PRACH（上行）、S-CCPCH（下行）信道上直接承载。 b、如果有大量的数据需要传输，则开始建立专用物理信道。上行：DPCCH、DPDCH下行：DPCH（DPCCH的信息为和DPDCH的数据时分复用到专用物理信道。（5）如果UE检测到的与选择的Sign

46、ature标识相关的AI为肯定值，则在AICH对应上次前缀发射后3或4个上行接入时隙发射RRC连接建立请求消息。（如果UE检测到的与选择的Signature标识相关的AI为否定值，则退出物理层随机接入过程）。 （6）物理层随机接入过程。系统接收到UE的RRC连接建立请求消息后，建立RRC连接，并通过S-CCPCH（FACH）告诉UE，RRC连接已经建立。开机呼叫过程49内容提要5. WCDMA的无线资源管理1. WCDMA概述3. WCDMA物理层信道2. WCDMA关键技术6. 三种3G技术的比较4. 移动性管理50UEUE存在着两个基本的运行模式：空闲模式和连接模式。存在着两个基本的运行模

47、式：空闲模式和连接模式。 第一种空闲模式第一种空闲模式 第二种空闲模式第二种空闲模式u 空闲模式：UE与UTRAN之间不存在RRC连接。 判别UE处于空闲模式或是连接模式的标准：UE与UTRAN之间是否存在RRC连接。 当前位置没有UMTS小区，UE无法附着到UMTS网络，其驻扎在GSM/GPRS小区。 有UMTS小区，UE已经完成网络的附着，RRC连接已经拆除，网络此时知道UE所处的位置区。UE的状态51 CELL_DCH状态状态u 连接模式：UE与UTRAN之间存在RRC连接。l在上行和下行给UE分配了一个专用物理信道；l根据UE当前的激活集可以知道UE所在的小区； CELL_FACH状态

48、状态lUE连续监听一个下行FACH信道；l为UE分配一个上行公共信道或上行共享传输信道(例如RACH)；lUE的位置在小区级为UTRAN所知,即UE最近一次小区更新时报告的小区；UE的状态52 CELL_PCH状态状态l没有为UE分配专用信道，不能有任何上行的活动。lUE使用非连续接收(DRX)技术,在特定的寻呼时刻监听PCH传输信道信息。lUE的位置在小区级小区级为UTRAN所知,即UE在CELL_FACH状态时最近一次小区小区更新时所报告的小区小区。 URA_PCH状态状态l没有为UE分配专用信道，不能有任何上行的活动。lUE使用非连续接收(DRX)技术,在特定的寻呼时刻监听PCH传输信道

49、信息。lUE的位置在URA级级为UTRAN所知,即UE在CELL_FACH状态时最近一次URA更新时所报告的URA。UE的状态图中给出了连接模式下主要的RRC业务状态相互之间的转换关系。驻留在驻留在UTRAN小区小区Cell_DCHCell_FACHCell_PCHURA_PCH连接模式连接模式GSM 连接模式连接模式GPRS 连接模式连接模式驻留在驻留在GSM/GPRS小区小区系统间切换系统间切换小区重选小区重选空闲模式空闲模式RRC连接建立分配了专用物理信道没有分配专用资源，使用公共传输信道SRNC知道UE所处小区位置，只能通过寻呼信道与UE联系SRNC只知道UE所处UTRAN注册区(UR

50、A)RRC连接释放不同状态时的寻呼类型分类？RRC层的业务状态54内容提要5. WCDMA的无线资源管理1. WCDMA概述3. WCDMA物理层信道2. WCDMA关键技术6. 三种3G技术的比较4. 移动性管理551、码资源管理码资源管理(前面章节已经介绍）前面章节已经介绍）2、切换控制、切换控制3、功率控制、功率控制4、拥塞控制、拥塞控制 接入控制接入控制 分组调度分组调度 负载控制负载控制 在第二代的在第二代的GSM系统中，通过较好的网络规划，重点是频率系统中，通过较好的网络规划，重点是频率规划来达到服务质量的控制，而在第三代的规划来达到服务质量的控制，而在第三代的WCDMA系统中则采

51、系统中则采用较优的无线资源管理算法来控制网络的服务质量。用较优的无线资源管理算法来控制网络的服务质量。WCDMA的无线资源管理具体分为以面几项：的无线资源管理具体分为以面几项：概述56在UMTS中的切换分为：u 硬切换l不同系统间的硬切换l不同频点间硬切换l不同RNC无Iur接口的硬切换u 软切换l发生在同一NodeB下的更软切换l同一RNC不同NodeB下的软切换l不同RNC存在Iur接口的软切换切换的分类57实现方法：压缩模式。发送和接收会有短暂的几个毫秒的间断，在这个时间间隙内进行对其他频率的测量。l PDCP方式（分组数据汇聚协议，仅对数据业务采用）：高层压缩数据，形成传输间隙。（协议

52、可选）l 降低扩频因子（SF/2）。l 打孔。One Frame (10 ms)Transmission gap (3 to 10 time slots)Measurements on other frequencyWCDMA的硬切换58n软切换：切换时同时保持：切换时同时保持2条以上无线链接的切换。条以上无线链接的切换。发生在同一Node B，不同cell间的更软切换更软切换（Intra BTS）发生在同一RNC，不同Node B间的软切换软切换（Inter BTS）发生在不同RNC间的软切换软切换（Inter RNC）WCDMA的软切换软切换的宏分集n宏宏n分分n集集BTSSRNCDRNC

53、BTSData ULData ULData ULData UL1Data UL2Data UL2Data UL1Data UL2Data ULData ULData DLData DL2Data DL2Data DL1Data DL2Data DL1Data DL1Data DL2 Data DLCoreNetwork基于错误检测基于错误检测和质量评估和质量评估QE宏分集有两个功能：宏分集有两个功能： 宏分集合并功能：负责合并上行数据。在更软切换时，由宏分集合并功能：负责合并上行数据。在更软切换时，由BTS处的处的Rake接收机完成合并。在软切换时，每接收机完成合并。在软切换时，每TTI(传输

54、时间间隔传输时间间隔)由由RNC选择最选择最佳传输块完成合并。佳传输块完成合并。 宏分集分裂功能：负责复制下行传输块。将传输块广播给加入宏分集分裂功能：负责复制下行传输块。将传输块广播给加入UE激活集激活集中的所有中的所有NodeBs60nSRNC: Serving RNC, 对于某一个对于某一个UE来说，其与来说，其与CN之间的连接中，直之间的连接中，直接与接与CN相连，并对相连，并对UE的所有资源进行控制的的所有资源进行控制的RNC叫该叫该UE的的SRNC。nDRNC： Drift RNC, UE与与CN之间的连接中，与之间的连接中，与CN没有连接，仅为没有连接，仅为UE提供资源的提供资源

55、的RNC软切换相关概念软切换相关概念处于连接状态的处于连接状态的UE必须而且只能有一个必须而且只能有一个SRNC，可以有，可以有0个或者多个个或者多个DRNC。61一个一个Node B有且只能有一个有且只能有一个CRNC。CRNC对其控制的所有对其控制的所有Node B(小区小区)的各种资源进行合理的分配和使用。的各种资源进行合理的分配和使用。软切换相关概念软切换相关概念nCRNC: CRNC是对于某一个是对于某一个Node B(或者或者Cell)来说的。直接和某来说的。直接和某Node B相连接，对该相连接，对该Node B资源的使用进行控制的资源的使用进行控制的RNC叫该叫该Node B的

56、的Control RNC。62n激活集激活集:active set,是指在软切换过程中与终端保是指在软切换过程中与终端保持有效连接的小区的集合。激活集中的小区都可以持有效连接的小区的集合。激活集中的小区都可以对终端进行功率控制，并与终端进行数据传输。对终端进行功率控制，并与终端进行数据传输。n相邻集相邻集:Monitor set,是指是指cell 0,即主小区的邻区并即主小区的邻区并且排序且排序n检测集检测集:Detective set,是指不包含在邻区被检测到是指不包含在邻区被检测到的小区的小区n乒乓切换：乒乓切换：由于参数设置不合理，导频离开激活集由于参数设置不合理，导频离开激活集又进入激

57、活集的现象称为又进入激活集的现象称为“乒乓乒乓 切换切换” 软切换相关概念软切换相关概念63 Window_Add t_comp Window_Drop 与小区1相连 事件1：小区2加入到激活集 事件 2：小区 3 代替小区1加入激活集 事件 3：删除小区3 小区1导频的Ec/Io t 测量质量 T T T 小区3导频的Ec/Io 小区2导频的Ec/Io WCDMA软切换算法通用机制软切换算法通用机制 假设最大激活集为2，手机正在与小区1相连激活集（Active Set）监测集（Monitored Set）发现集（Detected Set）WCDMA的软切换算法64软切换的优点：软切换的优点：

58、软切换的弊端：软切换的弊端：（1）软切换要占用额外的Rake Receiver、RNC资源以及Iub、Iur接口资源，这个对于容量受限的系统是很不利的。（2）下行会使基站产生附加的功率发射，从而减小了下行的系统容量，增大了干扰；同时在下行链路中也会占用更多的信道化码资源。 在设计当中要充分考虑到软切换的利弊作用，在基站和参数设置上要额外注意，把软切换额外开销控制在3040之间，这样才能既充分利用了软切换带来的增益，又不至于额外消耗过多的网络资源，从而使网络性能达到较优的平衡。（1）在上行链路，由于宏分集接收作用软切换会产生约23dB的软切换增益，有利于提高上行容量；（2）在下行链路，通过不同基

59、站或不同扇区的天线进行空间发射分集，会产生正交性更好的链路信号，从而在下行链路上也会产生一定的宏分集增益。（3）提供不失去链接的无缝切换，使切换中质量得到更好的保证。软切换的意义65功率控制的目的： 减小干扰减小干扰 克服衰落克服衰落 WCDMA系统中主要有2种功控方式：开环功控开环功控闭环功控。闭环功控。功率控制Node BUE2UE1高功率高功率低功率低功率66UERNCNode B开环功率控制（无反馈）开环功率控制（无反馈）闭环功率控制（有反馈）闭环功率控制（有反馈）UENode BRNC外环外环(调节调节SIRtarget)内环内环为什么需要外环功控？为什么需要外环功控？671. MS

60、 Access_1 with PINI2. MS Access_2 with PINI+delta3. BTS Acquisition IndicationNode B(BTS)UE. . .开环功率控制用于确定开环功率控制用于确定UE的初始发射功率的初始发射功率1）UE开始以较低的功率PINI 发送16bit签名序列Preamble（在2个无线时隙中重复256次发送）给Node B，等待Node B回应确认消息AI； PINI = A常数 / (Ec/No)_CPICH 2) 如果经过周期时间T（一般68无线时隙），UE仍然没有接收到Node B的回应信号AI（在AICH信道上传输），则UE