信息与通信10WCDMA网络基础知识

WCDMA网络根底知识京信通信系统〔广州〕北京分公司2021年8月WCDMA原理及关键技术WCDMA无线技术原理WCDMA空中接口技术WCDMA功控与切换技术码分多址技术调制和解调RAKE接收技术信道编码与复用技术WCDMA无线技术原理频分多址FrequencyDivisionMultipleAccessUser1User2User3频率频率码分多址Code

DivisionMultipleAccess扩频多接入Spread

Spectrum

Multiple

AccessMultipleTransmittersandMultipleDataChannels时分多址TimeDivisionMultipleAccessUser1User2User3UserN时间每一个发射机的扰码互不相同

每一个信道的正交码互不相同

许多用户共享同一频率和时间

IS-95,cdma2000,WCDMA每一个用户的时隙互不相同

每一个数据信道在一个时隙内的位置互不相同

几个用户可以共享同一频率

IS-136,GSM,PDC每一个用户的频率互不相同

(每一个用户一个语音信道)

所有用户发射机可以同时工作

AMPS,NMT,TACS多址技术F1F2FnF（Hz）T（ms）……每一个频率就是一个信道，每个用户可以单独享用该频率资源。小区的容量＝频率数。通过增加频率，可以增加小区的容量。用户间通过不同的频率进行区分，相互干扰取决于载频间隔。第一代移动通信FDMA多址技术时隙0时隙1时隙2时隙3时隙4时隙5时隙6时隙7F1F2FnF（Hz）T（ms）……每一个由时间和频率构成的二维点代表一个信道，可以分配给一个用户。小区的容量＝频率×时隙。通过增加频率，可以增加小区的容量。用户间通过不同的频率和时间进行区分，相互干扰取决于载频间隔和时隙保护。第二代移动通信TDMA多址技术F1F2FnF〔Hz〕T〔ms〕……用户1用户2用户3用户4用户5用户6用户7………………用户n用户1用户2用户3用户4用户5用户6用户7………………用户n用户1用户2用户3用户4用户5用户6用户7………………用户n每一个由码和频率构成的点表示一个信道，可以分配给一个用户。小区理论容量＝频率×可分配的码。增加频率，可以增加容量，不同频率理解为不同网络。用户间通过不同的扩频码和扰码进行区分，相互干扰取决于不同码的相关性。第三代移动通信CDMA多址技术码分多址技术多址技术码分多址是各发送端用各不相同的、相互〔准〕正交的地址码调制其所发送的信号。在接收端利用码型的〔准〕正交性，通过地址识别〔相关检测〕从混合信号中选出相应的信号。码分多址特点：1、网内所有用户使用同一载波，占用相同的带宽2、各个用户可以同时发送或接收信号双工技术比较5MHz时间频率下行上行下行上行下行信道时间频率5MHz5MHz上行信道频分双工技术时分双工技术码分多址技术扩频技术码分多址技术扩展频谱通信概念：简称扩谱或扩频，是指需要传输信号的频谱用某个特定的扩频函数后成为宽带信号，送入信道中传输；接收时，再利用一定技术将其复原。从而获取高质量传输信号的通信系统。扩展频谱系统必须满足以下两条准那么：传输带宽远远大于被传送的原始信息的带宽传输带宽主要由扩频函数决定，扩频函数常用伪随机编码信号扩频码扩频码积分合并窄带信号fP(f)宽带信号P(f)f噪声P(f)f噪声+宽带信号P(f)f低通滤波分离信号与噪声P(f)fCDMA宽带扩频技术扩频技术码分多址技术CDMA的几种不同形式直接扩频码分多址〔DS－CDMA〕多用户完全同一时间、同一地点占用同一频率资源可以使用RAKE接收技术；利用宏空间分集，多个基站同时监听；实现软切换，大大降低切换掉话率，提升效劳质量。跳频码分多址〔FH－CDMA〕单一用户单一时刻占用的频谱带宽较窄，占用频率随时间变化按一定规律跳变，跳变规律由地址码确定。跳时码分多址〔TH－CDMA〕单一用户不定时占用较宽的频谱，占用的时间按一定规律改变，时间改变的规律由地址码确定。扩频技术码分多址技术CDMA示意图扩频技术码分多址技术CDMA系统根本框图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扩频技术码分多址技术+1-1+1+1-1-1Bipolar

data

sequence0 1 0

1BitBits/sChips/sChipCode(1-11-1)

SignalChips/s直序列扩频技术－DS-CDMA码分多址技术简单的CDMA发射接收机框图DS－CDMA信号发射/接收机直序列扩频技术－DS-CDMA码分多址技术窄带系统发射信号接收到的衰落信号频率频率强度强度深衰落发射信号接收到的衰落信号频率频率强度强度宽带系统窄带系统与宽带系统窄带：单个信道的带宽与所期望信道的相干带宽一致宽带：一个信道的发射带宽大于这个信道的相干带宽宽带优势：宽带系统通常能够带来频率分集的优势优势：宽带系统有效克服频率选择性衰落频率选择性衰落深衰落宽带与窄带系统比较码分多址技术当用正交码发送数据时...用户1数据:101与OVSF码1010异或用户1OVSF码扩频数据:0101

1010

0101实际传送的是每一个数据比特一个正交码(e.g.,OVSF)!送“0〞,发射指定OVSF码送“1〞,发射指定OVSF码的反码发射码片“chips〞数据正交码正交码多址技术码分多址技术正交码发射机

数据信道1010数据信道2001与码1异或(1111)与码2异或(1100)异或输出(1111)(0000)(1111)

输出混合发射数据:(-2-2+2-2)(-2+2+2+2)(000-4)数据信道3101与码3异或

(1010)4码片正交码集1)1111

2)1100

3)1010

4)1001D/A映射后(----)(++++)(----)异或输出(1100)(1100)(0011)D/A映射后(--++)(--++)(++--)异或输出(0101)(1010)(0101)D/A映射后(+-+-)(-+-+)(+-+-)数据信道4000与码4异或(1001)异或输出(1001)(1001)(1001)D/A映射后(-++-)(-++-)(-++-)正交码多址技术码分多址技术正交码接收机积分&归一化积分&归一化积分&归一化积分&归一化结果:1-11结果:11-1结果:-11-1结果:111“相关〞混合接收数据:(-2-2+2-2)(-2+2+2+2)(000-4)与码1异或(-1-1-1-1)与码2异或(-1-1+1+1)与码3异或(-1+1-1+1)与码4异或(-1+1+1-1)4-码片正交码集1)-1-1-1-1

2)-1-1+1+1

3)-1+1-1+1

4)-1+1+1-1MapAD010MapAD001MapAD101MapAD000正交码多址技术码分多址技术OC4OC3OC2OC1RF

调制RF

解调OC3数据信道1数据信道2数据信道3数据信道4接收机本例中接收机采用正交码3与复合信号进行相关操作结果是可以完全无干扰地重建信道3的数据为了实现这个完全的正交性，各个正交码必须具有严格地时间同步线性相加发射机正交码多址技术码分多址技术OC1,OC2OC3,OC4OC5,OC6,OC7OC1,OC2,OC3OC1,OC2OC1,OC2,OC3,OC4下行:正交码用于区分从单个基站来的多个数据信道上行:正交码用于区分从单个来的多个数据信道正交码多址技术码分多址技术OVSF码空间:8个用户;每个用户一个8-bit码字码片速率=3.840Mcps480kb/s480kb/s480kb/s480kb/s480kb/s480kb/s480kb/s480kb/s1111011111100101010011111111111110000110011001100001110101010101001011001100110010110可变正交码产生技术码分多址技术OVSF码空间:5个用户;其中一个用户具有4倍数据速率4倍数据速率的用户=不能使用的码空间480kb/s480kb/s480kb/s480kb/s1.92Mb/s1111011111100101010011111111111110000110011001100001110101010101001011001100110010110码片速率=3.840Mcps可变正交码产生技术码分多址技术符号速率 扩频因子 码片速率15k 256 3.84M30k 128 3.84M60k 64 3.84M120k 32 3.84M240k 16 3.84M480k 8 3.84M960k 4 3.84M1920k 2 3.84M可变正交码产生技术码分多址技术CDMA允许多个数据流在同一个射频载波中发送数据流间完全分隔数据流间定时必须严格同步最大数据信道数=正交码长码字越长,数据速率越低

码空间可以迅速重分配以适应用户数据速率要求

CDMA优势在实际应用中受限因素多径、小的时间偏差、移动相关的效果使得可用码空间减小每个数据流拥有一个唯一的正交信道码各个用户共享一个频率和时间资源

IS-95,cdma2000,

WCDMAFrequencyCode

DivisionMultipleAccess数据1数据2数据3...正交码分多址技术总结码分多址技术PN码:特点PN码可以由线性反响移位存放器产生PN码以确定长度的0和1块进行周期性重复1和0出现的次数根本相等块内出现位置随机，所以称为伪噪声序列具有良好的自相关和互相关特性PN码的互相关性不依赖于码间的时间一致性例如一个32-bit(25)PN码PN码分多址技术码分多址技术PN码:用移位存放器产生DD时钟DD

1

2

3

Nn是0或1由生成多项式决定最大长度有〔2N－1)bits重复周期一个具有32,768bits的码可由一个15-bit“键〞表示PN码分多址技术码分多址技术Gold序列由两个优选的m序列异或而成自相关函数有多值，没有m序列好比m序列多得多由于Gold序列具有良好的自相关性质，用于码分多址中区分基站和用户良好的自相关性质决定了其分段序列之间互相关很小，可以用于区分用户，进行多址Gold序列码分多址技术Gold序列的随机性好，符合伪随机序列的特性0和1发生的相对频率各为1/2，连续出现0或1的概率小，用于加扰Gold序列生成码分多址技术Gold序列码分多址技术自相关函数近似δ函数，减轻多径干扰分段后各段的互相关近似为零，减轻多址干扰Gold序列的自相关函数码分多址技术下行: SC码用于区分不同的基站

上行: SC码用于区分不同的SC3SC4SC5SC6SC1SC1基站“1”采用SC码1发射SC2SC2基站“2”采用SC码2发射扰码〔ScramblingCode〕码分多址技术扰码主要编码类型：GOLDCODE2个数据信道

(语音,控制)

SC3+OC1+OC22个数据信道

(14kbps数据,控制)

SC4+OC1+OC23个数据信道

(话音,视频,控制)

SC2+OC1+OC2+OC33个数据信道

(voice,video,control)

SC5+OC1+OC24个数据信道

(384kbps数据,话音,视频,控制)

SC6+OC1+OC2+OC3+OC44个数据信道

(384kbps数据,话音,视频,控制)

SC2+OC4+OC5+OC6+OC72个数据信道

(语音,控制)

SC1+OC1+OC21个数据信道

(控制)

SC1+OC3语音用户上行数据可视可视和数据导频,播送

SC1+OCP+OCB导频,播送

SC2+OCP+OCB码分多址技术总结码分多址技术数据0110101….CRC校验FEC编码QPSK调制OVSF码

生成器检错纠错正交码射频输出脉冲成型交织编码

复扩频

(下行链路)

HPSK

扩频

(上行链路)SSMA扩频,减小峰均比频谱限制射频调制基站扰码(下行链路)或

手机扰码(上行链路)信道码扩频码(Gold码)“扰码”抗衰落串并变换脉冲成型VF8.6kb/secVF19.2kb/secVF3。84McpsF3。84McpsWCDMA发射机码分多址技术码分多址技术调制和解调RAKE接收技术编码与复用技术发射分集技术WCDMA无线技术原理I/Q调制两个数据流与相同载波相乘，但是两路载波分别偏移0度(cos)和90度(sin)数据流#1“I”路信号数据流#2“Q”路信号90o求和cos(2fRFt)Isin(2fRFt)+Qcos(2fRFt)+1-1+1-1LPFLPFI/Q调制技术调制和解调I/Q调制信号星座图IQ(I=1,Q=1)(I=-1,Q=-1)(I=-1,Q=1)(I=1,Q=-1)1个调制符号代表两个数据2个数据比特调制效率=2比特/符号RF载波幅度RF载波相位角I/Q调制技术调制和解调接收信号分别乘sin和cos，原I路和Q路数据流得以恢复90o分路cos(2fRFt)Isin(2fRFt)+Qcos(2fRFt)LPFLPF数据流#1“I〞路信号数据流#2“Q〞路信号+1-1+1-1I/Q解调技术调制和解调码分多址技术调制RAKE接收技术信道编码与复用技术WCDMA无线技术原理多径传播时间离散h()

0

0

1

2

3

1

2

3无线传播环境RAKE接收技术衰落距离(m)接收功率(dBm)102030-20-40-60慢衰落快衰落无线传播环境RAKE接收技术RAKE接收技术有效地克服多径干扰，提高接收性能接收机单径接收电路单径接收电路单径接收电路搜索器计算信号强度与时延合并合并后的信号tts(t)s(t)Rake接收机RAKE接收技术码分多址技术调制RAKE接收技术信道编码与复用技术WCDMA无线技术原理无纠错编码：BER<10-1~

10-2不能满足通信需要卷积编码：BER<10-3满足语音通信需要Turbo码：BER<10-6满足数据通信需要WCDMA采用高性能的信道编码，提高系统性能编解码极大地降低了工作点的信噪比，是无线传输中的常用手段Turbo码能够使传输信号的信噪比接近Shannon极限信道编码技术信道编码与复用技术编码目的：使接收机能够检测和纠正由于传输媒介带来的信号误差。同时在原数据流中参加冗余信息，提高数据传输速率。主要有两种编码方法：卷积码：在WCDMA系统中主要用于低速率的话音信道和

控制信道；Turbo码：主要用于分组业务数据的传送。信道编码技术信道编码与复用技术 卷积码译码简单〔Viterbi算法〕，时延较短；误码率较高〔一般在10-3〕。编码速率为1/2和1/3。适合实时业务，如话音和视频业务的传送。

信道编码技术信道编码与复用技术特点纠错能力高于CRC循环冗余校验，奇偶校验适合解离散的过失，对于连续的过失效果不理想 TURBO码译码复杂〔LOG－MAP算法〕，时延较长；误码率低〔可以到达10－6〕。编码速率为1/3适合对误码率敏感，而对时延不敏感的非实时分组业务

〔如WWW，FTP，E－MAIL等〕。

分组长度最大到5114比特，可以实现大分组，时延长的业务传送。信道编码技术信道编码与复用技术特点Turbo码是应用在UMTS系统中的新的纠错编码技术Turbo码的纠错性能优于卷积编码Turbo码的解码复杂度较高，而且编码时延较大Turbo码适用于对时延要求不高，但速率较高的高速率业务DDDDDDDDData

In2:1

MUXData

OutDDDDDDDDData

In3:1

MUXData

OutRate1/2,k=9coder:G0=5618,G1=7538Rate1/3,k=9coder:G0=5578,G1=6638,G2=7118WCDMA卷积码产生器信道编码与复用技术K约束长度，移位存放器的个数加1R表示数据经过卷积编码后，数据输入输出的关系Turbo编码结构基于两个或多个弱差错控制码组合，信息比特在两个编码交织器之间交织，产生两个相同的信息流，然后这些信息流复用并有可能打孔。解码时需要进行循环叠代计算。卷积编码器1卷积编码器2复用DataDecoded

Data解复用卷积解码器2DP1P2DP1P2DTurbo编码器Turbo解码器交织器交织器交织器解交织器卷积解码器1Turbo码编解码器信道编码与复用技术传输信道类型编码方案码率BCH

卷积编码

1/2PCHRACH

CPCH、DCH、DSCH、FACH1/3，1/2Turbo编码1/3不进行编码不同信道的编码信道编码与复用技术时间幅度到译码器原始数据

123456789交织矩阵123

456

789发射机交织后的数据

147258369射频传输信道经过空中传输后的交织数据

147258369集中差错De-

InterleavingMatrix123

456

789解交织后的数据

123456789接收机差错分配交织编码技术信道编码与复用技术重排序，把连续的比特打乱成不连续的比特信道复用技术信道编码与复用技术10、20、40or80msdatadatadataTrCH-idataCRCdataCRCdataCRCdataCRCdataCRCdataCRCdataCBLCBLCBL0、8、16or24bits块长Z＝512－Ktail，卷积码5120－Ktail，Turbo码CedBLCedBLCedBLCodeddata卷积码或Turbo码RatematcheddataRatematcheddataDTXororDatabefore1stinterleavingDataafter1stinterleaved交织器列数：1、2、4或8无线帧无线帧无线帧无线帧数目：1、2、4或8TrCH-1TrCH-2TrCH-ICCTrCHTrCH-1TrCH-2TrCH-IDTXCCTrCHPh-1Ph-2Ph-P10ms时间内10ms时间内Ph-1Ph-2Ph-PTPCTFCIpilot扩频、加扰扩频、加扰扩频、加扰TrCH-i+1data1data2TPCTFCIpilotdata1data2TPCTFCIpilotdata1data2编码复用处理流程速率匹配添加CRC传输块拼接/编码块分段信道编码无线帧均衡第一次交织无线帧分段速率匹配传输信道复用物理信道分段第二次交织物理信道映射速率匹配添加CRC传输块拼接/编码块分段信道编码第一次DTX插入第一次交织无线帧分段速率匹配传输信道复用物理信道分段第二次交织物理信道映射第二次DTX插入上行下行信道编码与复用技术信道复用技术信道编码与复用技术CRC添加传输块级联与码块分段前向纠错编码速率匹配DTX插入交织无线帧分段传输信道(TrCH)复用物理信道分段物理信道映射编码与复用步骤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CDMA无线技术原理WCDMA功控与切换技术WCDMA空中接口技术

WCDMA原理及关键技术WCDMA功控技术PL1PL2L1>>L2

PRX,2>>PRX,1PTX,2PTX,1PRX,2PRX,1每个用户对于其他用户都相当于干扰，远近效应严重影响系统容量，基站接收端某个用户过大的功率甚至阻碍其它用户的通信采用功控技术减少了用户间的相互干扰，消除远近效应，提高了系统整体容量远近效应的问题WCDMA功控技术无线传播的多径环境WCDMA功控技术接收机多径信号迭加DirectSignalReflectedSignalCombinedSignal无线传播的多径环境WCDMA功控技术多径(快)衰落发射数据接收数据无线传播的多径环境WCDMA功控技术发射功率发射功率接收功率接收功率tttt没有功控有功控快速功控消除快衰落WCDMA功控技术P(初始值)开环功控P(SIR目标值,UL)P(SIR目标值,DL)内环功控DL-TPCUL-TPCSIR目标值,DL测量BLER,DL下行外环功控RNCSIR目标值,UL测量BLER,UL上行外环功控BLER=BlockErrorRateSIR=SignaltoInterferenceRatioTPC=TransmitPowerControl各种功率控制技术WCDMA功控技术快速闭环功控初始接收功率目标值基站接收功率目标值上行随机接入开环功率控制快速闭环功控

新的接收功率目标值基站接收功率时间800次/秒(IS-95,cdma2000)

1500次/秒(WCDMA)RACH外环功控目标值调整功率控制效果WCDMA功控技术上行随机接入初始发射功率计算Preamble_Init_Power=CPICH_Tx_Power–CPICH_RSCP+UL_interference+UL_required_CICPICH_Tx_Power：基站导频发射功率，通过读取系统播送消息〔SIB5/6->PRACHsysinfolist->P-CPICHTxPower〕得到CPICH_RSCP:实测的基站导频信号码功率CPICH_Tx_Power–CPICH_RSCP:链路损耗UL_interference:上行链路干扰功率电平，通过读取系统播送消息〔SIB7〕得到UL_required_CI:上行前导正确解调所需信噪比常数,通过读取系统播送消息〔SIB5/6->PRACHsysinfolist->Constantvalue〕得到PCPCH接入前缀传输功率设定与随机接入信道采取相同功率估算方法开环功率控制WCDMA功控技术SIR目标值CRC过失CRC校验:SIR目标值调整：CRC正确

SIR目标值-δ*ΔPdBΔP=1/(-1+1/BLER目标值)E.g.2%

1/(-1+1/0.02)=1/49CRC过失SIR目标值+δdB测量每种业务的实际误块率BLER估计多大的SIR能满足所要求的业务质量，即BLER目标值，并将其设为SIR目标值检查CRC，调整SIRtarget

外环功率控制WCDMA功控技术测量SIR和目标SIR-target比较SIR>SIR-target功率降低SIR<SIR-target功率升高功率调整步长上行链路+/-1dB下行链路+1dBor+/-0.5dB每个时隙发送一个TPC(1500Hz)快速内环功率控制WCDMA功控技术WCDMA切换技术不同基站NodeB间切换不同RNC间切换软切换：

同基站不同扇区间切换

更软切换：

异频切换不同系统间切换

硬切换：WCDMA系统支持多种切换技术WCDMA切换技术切换技术硬切换软切换WCDMA切换技术上行软切换在RNC中进行多径合并；上行更软切换在NodeB中进行多径合并；下行的软切换都在UE中合并各自小区的接收能量改善话音质量；控制干扰降低掉话率；提高容量与覆盖范围移动台合并功率软切换WCDMA功控技术BCANodeBIubRNCNodeB内的软切换(更软切换)WCDMA功控技术BCABCAIubIubRNCNodeB1NodeB2RNC内NodeB间的软切换WCDMA功控技术BCABCAIubIubNodeB1NodeB2RNC1RNC2IurRNC间的软切换WCDMA功控技术监视邻小区导频将目标小区接入激活集将原小区从激活集中删除RAKE接收机的一个finger始终扫描相邻小区的导频信道当某个邻小区导频功率强度到达某个门限时，侧将该小区参加激活集当激活集中某个导频的强度低于某个门限时，将该小区从激活集中删除软切换的概念WCDMA功控技术小区集合类型集合特征描述激活集ActiveSet当前与UE建立了无线连接的小区组成的集合监视集MonitoredSet不在激活集中，但RNC明确指示要求UE进行测量的小区组成的集合察觉集DetectedSetUE检测到的既不属于激活集又不属于监视集的小区切换测量小区集合的分类WCDMA功控技术AS_Th–AS_Th_HystAs_Rep_HystAs_Th+As_Th_Hyst导频1导频2导频3时间DTDTDT导频强度Ec/Io事件1A增加小区2到激活集事件1C小区3替换小区1事件1B激活集中删除小区3激活集中只存在小区1Note:DT为测量报告触发时间延时，即在DT时间内测量触发条件均满足时才发送测量报告软切换测量报告WCDMA功控技术为什么UTRAN需要频间切换?需要频间测量!:微蜂窝,使用

f1:宏蜂窝,使用f2分层小区结构HCS:高话务小区,使用f1+f2:低话务小区,使用f1热点地区硬〔频间〕切换WCDMA功控技术CDMA无线技术原理WCDMA功控与切换技术WCDMA空中接口技术WCDMA原理及关键技术WCDMA空中接口信道传输信道：

根据传输方式划分公共传输信道专用传输信道逻辑信道：根据数据的逻辑关系划分业务信道控制信道物理信道：以物理特征区分信道频率信道码扰码无线资源控制(RRC)媒体接入控制(MAC)物理层(PHY)层3

层2

层1

空中接口RRC直接控制物理层接口无线链路控制(RLC)调制方式信道结构WCDMA空中接口OSI分层模型WCDMA空中接口信道基站NodeB

用户终端UE

P-CCPCH-主公共控制物理信道

SCH–同步信道P-CPICH–主公共导频信道

S-CPICH–辅助公共导频信道小区广播信道DPDCH–专用物理数据信道DPCCH–专用物理控制信道PDSCH–下行共享物理信道专用连接信道寻呼信道PICH–寻呼指示信道S-CCPCH–辅助公共控制物理信道PCPCH–分组公共物理信道AP-AICH–前缀获取指示信道CD/CA-AICH–冲突检测指示信道CSICH-CPCH状态指示信道PRACH–随即接入物理信道AICH–获取指示信道随机接入和分组接入信道WCDMA空中接口信道公共下行物理信道

P-CCPCH 主公共控制物理信道

-播送小区信息

-播送小区系统帧号(SFN);所有下行信道帧定时参考SCH 同步信道

-快速同步：主同步码用于时隙同步，辅同步码用于帧同步与P-CCPCH时分复用S-CCPCH 辅助公共控制物理信道

-在Idle，CELL_PCH,CELL_FACH下发送寻呼和控制信令P-CIPCH 公共导频信道S-CIPCH 辅助公共导频信道〔用于波束成型小区〕PDSCH 下行物理共享信道

-多用户共享下行时分高速数据信道

专用下行物理信道DPDCH 专用下行物理数据信道DPCCH 专用物理下行控制信道

-发送专用连接模式下物理层信令和控制信息WCDMA下行物理信道类型WCDMA空中接口信道下行指示信道捕获指示信道(AICH)基站向移动台指示捕获到随即接入试探指示方式：回应移动台随机接入签名码寻呼指示信道(PICH)通知移动台监视下一个寻呼帧(S-CCPCH)接入前导指示信道(AP-AICH)确认基站已捕获到移动台分组接入试探指示方式：回应移动台随机接入签名码冲突检测与防止指示信道(CD/CA-ICH)证实分组接入试探无冲突指示方式：回应移动台分组接入冲突检测签名码也可以提供可用分组信道指配分组状态指示信道(CSICH)播送分组信道可用状态信息WCDMA下行物理信道类型WCDMA空中接口信道Pilot符号数据(10符号/时隙)1无线帧=15时隙=10mSec1时隙=2560码片=10符号=20bits=666.667uSecAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAA-AAA-AA-A-AAA-A-AAA-A-AAA-A-AAA-AAA-ASlot0Slot1Slot14天线1符号天线2符号采用STTD发送分集方式公共导频信道(CPICH)65789101112131443210主/辅公共导频信道主公共导频信道P-CPICH扩频码：信道码Cch,256,0＋主扰码每小区仅有一个并在全小区播送为SCH,P-CCPCH,AICH,PICH,AP-AICH,CD/CA-ICH,CSICH,CPCH附带的下行DPCCH和S-CCPCH信道提供相位参考和信道估计主P-CPICH作为下行DPCH及PDSCH信道相位参考和信道估计切换测量和小区选择/再选择调节主导频功率可以调节邻小区间的负载平衡辅助公共导频信道S-CPICH扩频码：信道码Cch,256,x＋主或辅扰码每个小区中可没有或几个辅助公共控制信道S-CPICH，在整个小区或局部小区中发送(智能天线)由高层信令控制，也可以作为下行DPCH信道的相位参考辅助公共导频信道也可以替代主公共导频信道作为开环发送分集情况下下行物理链路的相位参考用户数据发送为DPCCH提供解调、功控等控制数据用户数据接收下行专用信道(DPCH)功能描述DPCCH数据格式信息DPDCHDPDCH实现物理层数据承载DPCCH/DPDCH时分复用下行专用物理信道(DPCH)帧结构下行专用物理信道DPCH由DPDCH和DPCCH时分复用构成扩频因子SF=512/2k

,512－>4,连接期间可重新配置支持压缩模式:模式A－通过数据打孔或高层调度实现模式B－通过扩频因子减半实现Slot14SlotiSlot2Slot0Frame0Frame1FramejFrame7210msData2TFCITPCPilot2560Chips,10x2kbitsk=0..7Data1一个超帧=720msDPDCHDPDCHDPCCHDPCCH下行物理链路相位参考物理信道类型

主公共导频信道辅助公共导频信道专用导频P-CCPCH采用––SCH采用––S-CCPCH采用––DPCH采用采用采用PICH采用––PDSCH*采用采用采用

AICH采用––CSICH采用––DL-DPCCHforCPCH采用––注*:PDSCH和伴随的DPCH采用相同的相位参考

主公共控制物理信道(P-CCPCH)帧结构主公共控制物理信道采用固定速率(30kbps,SF=256)帧结构不同于下行专用物理信道DL-DPCH:无TPC,TFCI,pilot比特前256码片用于发送主/辅同步信道(P-SCH和S-SCH)只发送与第一层无关的高层控制消息，如播送控制消息BroadcastData(18bits)SSCi61帧=15时隙=10mSec2304Chips256ChipsSCHBCH/P-CCPCHPSC5789101112131443210辅助公共控制物理信道(S-CCPCH)帧结构辅助公共控制物理信道(S-CCPCH)承载前向接入信道(FACH)和寻呼信道(PCH)FACH和PCH可以映射到相同或不同的S-CCPCH信道中

FACH和PCH可以映射到相同S-CCPCH信道的相同帧中

公共控制物理信道无内环功控P-CCPCH采用固定的TFC，而S-CCPCH支持多种TFCI扩频因子=256to4

1Slot=0.666mSec=2560码片=20*2kdatabits;k=[0..6]1帧=15时隙=10mSec20to1256bits0,2,or8bits数据TFCIorDTX导频0,8,or16bits65789101112131443210同步信道(SCH)传输结构主同步信道辅同步信道256chips2560chips10ms同步信道无线帧acsi,0acpacsi,1acpacsi,14acpSlot#0Slot#1Slot#14每个时隙主同步信道(P-SCH)发送256个码片的主同步码(PSC)－cp，且对于UTRAN系统的每个小区主同步码(PSC)相同辅同步信道(S-SCH)由重复发送的15个256码片的辅同步码构成，其中辅同步码(SSC)表示为csi,k

，其中

i=0,1,…,63为下行主扰码组序号,k=0,1,…,14为辅同步信道时隙编号

16个辅同步码(SSC)从长256比特的码组中选出，构成64个组合；每个小区采用其中的一种组合，代表本小区采用的下行链路主扰码所属的主扰码组寻呼指示信道(PICH)帧结构b1b0288bits用于寻呼指示12bits(未定义)一个无线帧(10ms)b287b288b299

PICH为固定速率(SF=256)的物理信道，用于承载寻呼指示

(PI).PICH总是与S-CCPCH相伴随，如果某一帧中的PIi

被置为1，说明Pii所对应的UE应对S-CCPCH的对应帧进行解调。

PICH一帧为10ms，包括300bits。其中，288比特用于传送PI，其余12比特尚未定义，不发射。一帧内传送N个寻呼指示PI，N=18,36,72,or144。固定扩频因子SF=256捕获指示中Ais的s对应于上行随机接入信道的签字码sAICH相位参考采用主公共导频信道P-CPICH

当采用STTD发送模式时，STTD编码应用于bs,0,bs,1,...,bs,31，然后再组合成AICH符号a0,…,a31AI=+1ACK;AI=-1NAK;AI=0当签字码s不属于所有ASC可用的签字码集实值符号捕获指示信道(AICH)帧结构

1024码片

发送关闭

AS

AS#0

AS#1

AS#i

AS#14

AS

a1

a2

a31

a30AI部分=4096码片32个实值符号-

20ms

a0上行物理信道上行物理信道

公共上行物理信道PRACH 物理随机接入信道

-移动台发起向基站的接入信息PCPCH 物理公共分组信道

-移动台发送无连接的分组数据

专用上下物理信道DPDCH 专用上行物理数据信道DPCCH 专用上行物理控制信道

-移动台向基站发送专用连接模式下物理层信令和控制信息WCDMA上行物理信道类型获取指示信道随机接入信道无捕获指示捕获指示随机接入信道消息局部

上行链路接入过程无捕获指示4096码片

(1.066msec)前导1初始发射功率前导2增加发射功率前导n增加发射功率手机侧基站侧开机注册，从一个区域移动到另一个区域位置更新，呼叫初始化，短数据发送。PRACH–随机接入时隙#0#1#2#3#4#5#6#7#8#9#10#11#12#13#145120chipsradioframe:10msradioframe:10ms接入时隙随机接入发送PRACH采用时隙化ALOHA接入方式附以快速捕获确认(AICH)每两帧(20ms)15个接入时隙接入时隙起始间隔5120码片基站通过高层播送信令通知移动台可用接入时隙和接入子信道随机接入发送随机接入发送随机接入发送PRACH–传输结构消息局部前导140