WCDMA基础和原理(二)WCDMA流程信道

1、UTRAN信令流程和信道2005.5基本信令流程 信道结构 HSDPA技术UTRAN信令流程和信道基本信令流程呼叫总体流程网络启动流程UE登记流程呼叫流程特殊流程小区更新流程与GSM切换流程呼叫总体流程基本信令流程基本信令流程呼叫总体流程网络启动流程UE登记流程呼叫流程特殊流程小区更新流程与GSM切换流程系统信息广播流程. 3.BCCH:System Information1.System Information Update RequestUENode BRNCCNNBAPNBAPRRCRRC. 4.BCCH:System InformationRRCRRC 5.BCCH:System In

2、formationRRCRRC. 2.System Information Update ResponseNBAPNBAP基本信令流程基本信令流程呼叫总体流程网络启动流程UE登记流程呼叫流程特殊流程小区更新流程与GSM切换流程RRC建立流程(CCH)UE为登记发起RRC连接建立，假设SRNC决定在公共信道上建立RRC连接，并且使用已经配置好的公共信道资源。NAS信令建立流程UE与CN之间交换DT消息，如鉴权、业务请求、连接建立、位置信息等。CCCRRRC释放流程(CCH)UE在登记过程中，没有使用专用的用户面资源，直接释放信令链路。登记过程结束。基本信令流程呼叫总体流程网络启动流程UE登记流程

3、呼叫流程特殊流程小区更新流程与GSM切换流程网络模型UENodeBRNC NodeBRNC WCDMA SGSNWCDMA MSCGSMMSCGSMGPRSBSC BTS寻呼流程CN发送寻呼消息，指定UE与寻呼区（CN负责寻呼消息的重发）。SRNC根据UE的状态发送相应的寻呼消息。RRC建立流程(DCH)UE在CCCH信道发送RRC建立请求消息，带有UE标志、能力、原因；SRNC如果条件满足，首先根据需求配置好NodeB，并建立与NodeB的通路；最后，根据需求配置UE。NAS信令建立流程UE与CN之间交换DT消息，如鉴权、业务请求、连接建立等。RAB建立流程(DCH-DCH,同步)Iu接口上

4、的ALCAP建立过程有多次，允许同时建立多条用户面的RAB；用户面建立完毕后，UE进入通话过程。只是准备好重新配置所需的资源(RANAP)发起Iu接口用户面传输承载建立过程(NBAP)发起Iub接口用户面传输承载建立过程，并使NODEB和RNC实现同步(RRC)RAB建立流程(DCH-DCH,异步)RAB/RB修改流程(MODIFY)(MODIFY)(MODIFY)UE业务切换或者速率调整，CN重配置业务信道以支持业务属性的改变传输信道重配置流程物理信道重配置流程软切换流程示意图UE可以同时存在多条无线连接软切换前软切换后软切换流程7. Uplink SynchronisationRNSAPR

5、NSAP1. Radio Link Setup RequestStart TX descriptionRNSAPRNSAP4. Radio Link SetupResponseNBAPNBAP2. Radio Link Setup RequestNBAPNBAP3. Radio Link Setup ResponseStart RX descriptionDecision to setupnew RL andrelease old RLNBAP 10. Radio Link Deletion RequestNBAPNBAP11. Radio Link Release ResponseStop

6、RX and TX12. ALCAP Iub Data Transport Bearer ReleaseRRCRRC9. DCCH : Active Set Update CompleteRRCRRC 8. DCCH: Active Set Update CommandRadio Link Addition & DeletionNBAPUENode BDrift RNSNode BServing RNSDrift RNCServing RNCALCAP Iur Bearer Setup5. ALCAP Iub Data Transport Bearer SetupDCH-FPDCH-FPDCH

7、-FPDCH-FP6. Downlink Synchronisation硬切换流程示意图硬切换前硬切换后无线链路不能够同时保存。硬切换流程RNSAPRNSAP1. Radio Link Setup RequestUENode B SourceNode BTargetRNCSourceRNCTargetSRNCRRCRRC10. DCCH : Physical Channel Reconfiguration CompleteRRC7.DCCH : Physical Channel ReconfigurationRRC6. ALCAP Iur Data Transport Bearer Setup

8、 NBAPNBAP2. Radio Link Setup RequestNBAPNBAP3. Radio Link Setup ResponseNBAPNBAP12. Radio Link Deletion RequestNBAPNBAP13. Radio Link Deletion Response4. ALCAP ub Data Transport Bearer Setup14. ALCAP Iub Data Transport Bearer ReleaseRNSAPRNSAP15. Radio Link Deletion Response16. ALCAP Iur Data Transp

9、ort Bearer ReleaseRNSAP5. RL Setup Response RNSAPRNSAP11. Radio Link Deletion RequestRNSAPNBAPNBAP8. Radio Link Failure IndicationRNSAPRNSAP9. Radio Link Failure IndicationRRC释放流程(DCH)释放过程一般由CN发起；首先释放UE的连接，然后再释放与NodeB的连接。RRC释放，就是呼叫的结束。基本信令流程呼叫总体流程网络启动流程UE登记流程呼叫流程特殊流程小区/URA更新流程与GSM切换流程小区更新流程UEDRNCSou

10、rceDRNCTargetSRNCRNSAPRNSAP8. Common Transp. Channel Resources ReleaseRNSAPRNSAP2. Uplink Signalling TransferIndicationRNSAP3. Common Transp. Channel ResourcesInitialization RequestRNSAPRRC1. CCCH: Cell UpdateRRC-relayRRC6. DCCH: Cell Update ConfirmRRCRRC7. DCCH: RNTI Relocation CompleteRRCRNSAPRNSA

11、P4. Common Transp. Channel Resourcesinitialization Response5. ALCAP Iur bearer setupURA更新流程UETargetRNC5.CCCH: URA Update ConfirmSourceRNC2.Uplink Signalling Transfer IndicationServingRNCnew C-RNTI,D-RNTI, UL message1.CCCH: URA UpdateU-RNTI, URA update causeRRC-relayRRC3. Decision Not toperform SRNSr

12、elocation RRCRRC-relayRNSAPRNSAP4. Downlink Signalling Transfer RequestRNSAPRNSAP基本信令流程呼叫总体流程网络启动流程UE登记流程呼叫流程特殊流程小区/URA更新流程与GSM切换流程硬切换流程(UMTS-GSM)MAP/EMAP/E2. PrepareHandoverBSSMAPBSSMAP4. Handover Reuqest AckRANAPRANAP13. Iu ReleaseCompleteBSSMAPBSSMAP3. Handover RequestMAP/EMAP/E5. Prepare Handove

13、r ResponseRANAPRANAP6. Relocation CommandBSSMAPBSSMAP8. Handover DetectBSSMAPBSSMAP10. Handover CompleteMAP/EMAP/E11. Send End Signal RequestMAP/E MAP/E14. Send End Signal ResponseRANAPRANAP1. Relocation RequiredUENode BRNCServingCNMSCBSCBTSRRC7. DCCH : Inter-System Handover CommandRRCRR9. Handover

14、CompleteRRRANAPRANAP12. Iu Release Command硬切换流程(GSM-UMTS)RANAPRANAP3. RelocationRequestBSSMAPBSSMAP1. HandoverRequiiedRANAPRANAP4. RelocationRequest AckMAP/EMAP/E5. Prepare HandoverResponseMAP/EMAP/E2. PrepareHandoverBSSMAPBSSMAP6. HandoverCommandMAP/EMAP/E11. Send End SignalRequestBSSMAPBSSMAP12. C

15、learCommandBSSMAPBSSMAP13. ClearCompleteRANAPRANAP10. Relocation CompleteUENode BRNCTargetCNMSCBSCBTSMAP/EMAP/E14. Send End SignalResponseRRC9. DCCH : Handover CompleteRRCRR7. Handover CommandRRRANAPRANAP8. RelocationDetectUECN2. UE接入GPRS系统中ServingRNCRANAPRANAP4. Iu Release CommandRANAPRANAP4. Iu Re

16、lease CompleteGPRS1. UE与RNC断开连接3. 系统间信息交换，数据传递硬切换流程(UMTS-GPRS)UEServingRNC1. UE接入RNC系统中CN2. 与CN建立信令连接3. 用户面承载建立GPRS4. 系统间信息交换，数据传递硬切换流程(GPRS-UMTS)基本信令流程 信道结构 HSDPA技术UTRAN信令流程和信道UMTS信道三种信道简介上行物理信道种类和功能下行物理信道种类和功能UMTS信道UMTS信道位置空中接口上的信道Point-to-multipoint物理信道传输信道逻辑信道信道的映射关系物理信道的通用帧结构上行物理信道专用物理信道（Dedica

17、ted Physical ChannelDPCH)包括:Dedicated Physical Data Channel-DPDCHDedicated Physical Control Channel-DPCCH随机接入物理信道（Physical Random Access ChannelPRACH）公共分组物理信道（Physical Common Packet Channel-PCPCH）上行物理信道专用上行物理信道（UL-DPCH)功能：上行 基本业务承载信道，用于UE在通信过程中传送话音, 数据和控制信息。UL-PDCH由两种信道组成：上行数据信道（UL-DPDCH）和上行控制信道（UL-

18、DPCCH ）。内容：上行数据信道（UL-DPDCH） ：传输话音和低速数据上行控制信道（UL-DPCCH ） ：传输物理层（Layer1）的控制消息。DPDCH和DPCCH在无线帧通过I/Q复用帧长为10ms，分15个时隙，每时隙2560 chipsDPDCH的扩频因子为4到256每个DPCCH时隙由Pilot，TFCI，FBI，TPC构成。专用上行物理信道（UL-DPCH)上行物理信道随机接入信道（PRACH）功能：属于上行公共物理信道，用于传送移动台的随机接入信息。它由两部分组成：前导部分（Preamble）：4096chips消息部分（Message）: 10ms或20ms上行物理信道

19、随机接入信道（PRACH）内容：前导部分（Preamble）：签名序列的256次重复消息部分（Message）: 话音和低速数据的接入请求消息上行物理信道随机接入的传输方式每两帧有15个接入时隙每个接入时隙间隔为5120chips上行物理信道随机接入的信息部分上行物理信道物理公共分组信道（PCPCH）功能：属于公共物理信道，用于移动台传送快速和频繁的数据和控制信息内容：高速数据和控制信息下行物理信道下行物理信道专用下行物理信道Dedicated Downlink Physical ChannelDPCH专用物理信道（Dedicated Physical ChannelDPCH)包括: Dedi

20、cated Physical Data Channel-DPDCH Dedicated Physical Control ChannelDPCCH公共下行物理信道Common Downlink Physical Channels 同步信道(Synchronization ChannelSCH） P-SCH S-SCH公共导频信道（Common Pilot Channel-CPICH） P-CPICH S-CPICH （To be continued）下行物理信道下行物理信道公共下行物理信道Common Downlink Physical Channels公共控制物理信道（Common Cont

21、rol Physical ChannelCCPCH） P-CCPCH S-CCPCH共享信道(Physical Downlink Shared ChannelPDSCH)查询指示信道（Acquisition Indicator Channel-AICH） 寻呼指示信道(Paging Indicator ChannelPICH)下行物理信道同步信道(SCH -Synchronization Channel)SCH 属于下行同步信道，用于给手机提供小区搜索导引，并区分不同的小区。SCH有两种类型：主同步信道P-SCH辅同步信道S-SCH主同步信道（P-SCH）功能：属于下行公共物理信道，在移动台接

22、入系统时，为其提供搜索的同步基准内容：没有数据, 只有特定码组结构：一个无线帧的时长:10msP-SCH由长度为256 chips的码组成，也称主同步码(PSC), 在每个时隙上发射一个无线帧由15个时隙组成，每个时隙发送一次主同步码主同步码具有良好的非周期自相关特性，便于移动台的捕获所有小区的PSC均一样,手机里也有同样的码组下行物理信道辅同步信道（S-SCH）功能：属于下行公共物理信道，在移动台接入系统时，为其提供获取该小区所使用的主扰码组信息内容：没有数据, 只有特定码组下行物理信道下行公共导频信道（DL-CPICH）CPICH属于下行导引信道, 在接收信号时的相位参考基准CPICH有两

23、种类型：主用导频信道P-CPICH辅用导频信道S-CPICH下行物理信道下行物理信道主公共导频信道（P-CPICH）功能：属于下行导引信道，作为UE在接收信号时的相位参考基准内容：全1码，通过加扰为UE提供接入某小区所使用的主扰码（Primary Scrambling Code ）信息结构：一个无线帧的时长:10ms数据传送速率: 30kbps扩谱系数:256使用固定的信道化编码Cch,256,0扰码使用主扰码(PSC)每个小区仅有一个P-CPICH辅公共导频信道（S-CPICH）功能：用于下行导引信道可以作为S-CCPCH和DL-DPCH的参考相位，由高层信令通知移动台可以在整个小区广播，也

24、可以只在局部小区广播内容：预定的比特/符号序列结构：一个无线帧的时长:10ms数据传送速率: 30kbps扩谱系数:256可以使用任意信道码，只要满足 SF=256扰码可以选用主扰码(PSC)或辅扰码（SSC）每个扇区S-CPICH的数量不固定，可以没有，也可以有多个下行物理信道下行物理信道主公共控制物理信道P-CCPCH功能：用于承载下行系统控制和广播信道内容：传送小区系统消息（BCCH）结构：一个无线帧的时长:10ms数据传送速率: 30kbps扩谱系数:256 具有固定的信道化编码Cch,256,1 扰码选用主扰码(PSC) 没有TPC/TFCI/PILOT 每个时隙的前256bits不

25、发任何信息下行物理信道辅公共控制物理信道S-CCPCH功能：用于承载下行寻呼/接入指示信道内容：传送寻呼消息(PCH)和信道指配消息(FACH)一个小区可以有多个S-CCPCH，FACH和PCH可以映射到不同的S-CCPCH上扩频因子从2564可用物理下行共享信道PDSCHPDSCH传送 DSCH, DSCH 被多个码分用户共享。 PDSCH 总是与一个 DPCH相联系，所需控制信息在DPCH上传送两种方式通知 UE 解调 DSCH（用TFCI域，用高层信令）DSCH是特殊形式的多码传输，DSCH与相联系的DCH可以具有不同的SF，SF可在帧间改变。DSCH数据PDSCH承载DSCH数据下行物

26、理信道下行物理信道捕获指示信道AICH功能：属于下行公共指示信道, 用于给手机提供上行接入捕获指示AIs(Acquisition Indicator).通知其接入信息已被系统获知.内容：传送系统对接入信息(PRACH)已被捕获的确认消息捕获指示AI有16种Signature， 与PRACH中的Signature相对应.AICH的相位参考为CPICH，固定扩频因子256AICH的帧结构：两帧，共20 ms，包括重复的15接入时隙AS, 每个时隙有20个符号(5120码片)。每个时隙包括两部分，捕获指示AI和空部分下行物理信道PRACH/AICH的定时关系AICH的帧结构下行物理信道寻呼指示信道P

27、ICHPICH是一个固定速率（SF=256）的物理信道用于传输寻呼指示（PI），它总是与一个S-CCPCH随路，S-CCPCH是一个PCH传输信道映射；PICH中每个时隙发射一次PI，根据PI比例的不同每帧中的PI个数可以是18、36、72或者144；网络中每个终端都被分配给一个与某个PI相对应的寻呼组；终端频繁侦听PICH会影响电池待机时间，但可以使网络寻呼响应时间缩短下行物理信道寻呼指示信道PICHPICH的帧结构：一帧为10ms，包括300bits.其中，288 bits用于传送 Page Indicators. 其余12 bits尚未定义。DCH包括专用的数据及控制信息：专用数据用于传

28、输层2或更高层产生的数，实现物理层数据承载；控制信息用于传输层1的控制信号，解调、功控等控制数据。控制信息包括：导频、TPC、可选的TFCI。DCH的扩频因子可以为512到4，并且在连接过程中可以改变DPDCH和DPCCH是时间复用的下行物理信道下行物理信道 基本信令流程 信道结构 HSDPA技术UTRAN信令流程和信道HSDPA(高速下行链路分组接入)它是3GPP在R5协议中包含的关键特性，是为了满足上/下行数据业务不对称的需求而提出的一种调制解调算法.通过使用由NodeB控制的物理层重传和传输合并以及快速链路自适应，提高分组数据的吞吐量。理论最高速率达到14.4Mbps.该技术是WCDMA

29、网络建设后期提高下行容量和数据业务速率的一种重要技术。HSDPA技术的应用可以充分满足运营商在3G网络成熟期面临分组数据业务需求特别大时进行扩容的需求。 HSDPA技术及性能为了达到提高下行分组数据速率和减少时延的目的，HSDPA主要采用了自适应编码和调制(AMC: Adaptive Modulation and Coding)快速混合自动重传(HARQ: hybrid ARQ)快速调度技术。上述三种技术都属于链路自适应技术，也可以看成是WCDMA技术中可变扩频技术和功率控制技术的进一步提升。(1) 自适应编码和调制(AMC)AMC是根据无线信道变化选择合适的Node B调制和编码方式，网络侧根据用户瞬时信道质量状况和目前资源选择最合适的下行链路调制和编码方式，使用户达到尽量高的数据吞吐率。当用户处于有利通信地点时(如靠近NodeB或存在视距链路)，用户数据发送可以采用高阶调制和高速率的信道编码方式，例如：16QAM和3/4编码速率，从而得到高的峰值速率；当用户处于不利通信地点时(如位于小区边缘或信道深衰落)，网络侧则选取低阶调制方式和低速率的信道编码方案，例如：QPSK和1/4编码速率，来保证通信质量。(2) 快速混合自动重传HARQHARQ