《WCDMA信道结构.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《WCDMA信道结构.ppt（47页珍藏版）》请在三一文库上搜索。
1、WCDMA信道结构,课程目标,学完本课程，您将能够： 掌握系统信道分类 掌握各种信道功能,课程内容,系统信道分类 各种信道功能,Iu,Iu,UTRAN体系结构,系统信道分类,信道类型（UTRAN）,物理信道 传输信道 逻辑信道,系统信道分类,UTRAN无线接口协议,系统信道分类,信道概念,在WCDMA系统的无线接口中，从不同协议层次上讲，承载用户各种业务的信道被分为： 逻辑信道： 直接承载用户业务；根据承载的是控制平面业务还是用户平面业务分为两大类，即控制信道和业务信道。 传输信道： 传输信道描述数据在空中接口怎样或者按照什么特征来进行传输；是无线接口层二和物理层的接口，是物理层对MAC层提供
2、的服务。根据传输的是针对一个用户的专用信息还是针对所有用户的公共信息分为专用信道和公共信道两大类。 物理信道： 各种信息在无线接口传输时的最终体现形式，每一种使用特定的载波频率、码（扩频码和扰码）以及载波相对相位都可以理解为一类特定的信道。,系统信道分类,信道概念,系统信道分类,L1的业务以及功能,L1的业务主要向MAC以及高层提供数据传输服务； L1的功能： 传输信道的错误检测 传输信道的交织和解交织、 传输信道到CCTrCH的复用和解复用、 编码后的传输信道速率适配到物理信道 CCTrCH到物理信道的映射 物理信道的加权和组合、 物理信道的调制/解调，扩频与解扩 频率、时间同步、 无线特性
3、测量（FER、SIR） 闭环功率控制 射频处理,系统信道分类,MAC的业务以及功能,MAC提供的业务以逻辑信道来体现。 MAC的功能： 逻辑信道和传输信道的映射 根据即时速率选择合适的传输格式 对同一UE的数据流进行优先级调度 在不同UE之间进行优先级调度、 公共或者专用传输信道上发送的上次数据的复用和解复用 业务流量监视 传输信道类型切换、加密 在RACH发射时进行接入业务级别选择。,系统信道分类,RLC的业务以及功能,RLC向上层提供的业务有： RLC连接的建立/释放、透明数据传输、无应答数据传输、有应答数据传输、不可恢复错误通知等。 RLC的功能： 分段和重组 串接，加PADDING 用
4、户数据传输 错误检测 PDU按序投递 重复检测 流量控制 序列号检测 协议错误检测和恢复 数据信息加密 数据传输的挂起和恢复功能,系统信道分类,RLC工作模式,透明模式： 在SDU前RLC不加入任何协议开销。错误的PDU将被丢弃或被标志成错误。 使用透明模式的一般是实时的或者流类业务。 无应答模式 没有任何重传机制，不保证数据传输的正确性。接收的时候，错误的PDU将被丢弃或被标志成错误。对于发送端，一般使用基于时间的丢弃功能，超时没有发送的数据将被丢弃。 使用无应答模式的典型应用包括VOIP、小区广播业务。 应答模式 在应答模式下，自动重发机制ARQ被用来保证数据传输的正确性。应答模式的RLC
5、实体是双向的，两个方向上需要交换数据是否正确接收的信息，以便当数据发送失败时组织重传或者通知对方收发是否成功的信息。 使用应答模式的典型业务是分组类型的业务，例如WEB浏览，MAIL下载等。,系统信道分类,PDCP功能,映射网络PDU从网络协议到RLC协议； 头压缩/解压缩，减少上层数据中冗余控制消息，提高空中接口传输效率； TCP/IP Non-real time IP RTP/UDP/IP in Rel4Real time IP（e.g. VOIP） 缓存、重发高层数据,注意：PDCP仅仅存在PS域,系统信道分类,RRC功能,系统信息广播管理； 寻呼/通知； RRC连接管理（建立、重建、维
6、护和释放）； 无线承载管理（建立、重配置和释放），以便为非接入层NAS提供服务； RRC连接移动性管理功能； 初始小区选择； 请求的Qos控制并映射到接入层中不同的资源； 无线资源的管理与控制； UE测量控制和测量报告。,系统信道分类,High Layer PDU,RLC SDU,High Layer PDU,RLC Header,RLC Header,MAC SDU,MAC SDU,MAC Header,MAC Header,Transport Block,Transport Block,CRC,CRC,RLC SDU,高层,L2 RLC （非透明模式）,L2 MAC (非透明模式),L1,
7、分段 和级联,重组,Uu口数据流,系统信道分类,物理信道（Physical Channel）,系统信道分类,传输信道（Transfer Channel）,系统信道分类,逻辑信道（Logical Channel),系统信道分类,传输信道和物理信道的映射关系,系统信道分类,课程内容,系统信道分类 各种信道功能,课程内容,系统信道分类 各种信道功能 物理信道 传输信道,上行物理信道,两个上行专用物理信道（上行专用物理数据信道DPDCH和上行专用物理控制信道DPCCH） 两个公共物理信道（物理随机接入信道PRACH和物理共用分组信道PCPCH）,各种信道功能,上行专用物理信道帧结构,DPCCH共有4个
8、域： Pilot： 用于基站接收机的信道估计和确定帧的同步； TFCI：用于确定复用至同一CCTrCH的不同TrCHS的传输格式； FBI： 用于下行链路采用闭环发射分级技术的情况； TPC：用于下行链路闭环功率控制中功控命令的指示。,物理专用信道的时隙结构,各种信道功能,上行专用物理信道,上行链路物理专用信道的数据部分和控制部分是I/Q复用的， 即DPDCH和DPCCH在每个无线帧内是I/Q码复用。 对于一个连接而言不管数据信道有几条，控制信道只能有一条。在每个无线链路中可以有0个，1个或者几个上行DPDCH。 上行DPDCH用于传输专用传输信道（DCH）。 上行DPCCH用于传输L1产生的
9、控制信息。L1的控制信息包括： 支持信道估计以进行相干检测的已知导频比特 发射功率控制指令TPC 反馈信息FBI 一个可选的传输格式组合指示TFCI (TFCI将复用在上行DPDCH上的不同传输信道的瞬时参数通知给接收机，并与同一帧中要发射的数据相对应。在每个层一连接中有且仅有一个上行DPCCH。),各种信道功能,PRACH随机接入物理信道,PRACH随机接入物理信道 PRACH消息部分的数据信道和控制信道也是I/Q复用的，其数据信道最小扩频因子为32，有4种时隙格式。控制信道仅有一种时隙格式，有两个域：Pilot域和TFCI域。,PRACH消息部分时隙结构,各种信道功能,PRACH随机接入物
10、理信道,PRACH随机接入物理信道 PRACH分为前缀部分和消息部分。随机接入发射的结构如下图所示。 随机接入发射包括一个或者多个长为4096码片的前缀和一个长为10ms或20ms的消息部分。,各种信道功能,下行物理信道,下行物理信道有下行专用物理信道、一个共享物理信道和五个公共控制物理信道：,各种信道功能,下行专用物理信道,下行链路专用物理信道（DL DPCH） 下行链路中的DPCCH和DPDCH是时分复用的，DL DPCCH的包含3个域：TPC 域、TFCI域和PLIOT域，DL DPDCH的SF可以从4到512。,各种信道功能,公共下行物理信道,公共导频信道(CPICH) 公共导频信道C
11、PICH为固定速率（30kbps，SF256）的下行物理信道，用于传送预定义的比特/符号序列。CPICH的功能在于辅助终端对DCH作信道估计。 CPICH调制格式：,各种信道功能,CPICH公共导频信道,分为主公共导频信道(P-CPICH)和辅公共导频信道（S-CPICH) ； 不编码信道； P-CPICH使用固定的扩频因子（Cch,256,0）、具有固定的比特速率30kbit/s ； 每个小区有且只有一个P-CPICH，它使用主扰码 ； 用于小区主扰码的搜索； S-CPICH可使用SF=256的信道化码中的任一个； 用来辅助UE对下行的专用或者公共信道进行信道估计； P-CPICH为其他信道
12、提供相位和功率基准； P-CPICH主要用于切换和小区选择、小区重选时进行测量并作估计； 可通过调整P-CPICH的发射功率水平来对不同小区的负载加以平衡，确定小区覆盖范围，小区呼吸功能； P-CPICH向整个小区广播；,各种信道功能,P-CCPCH主公共控制物理信道,公共控制物理信道分为基本公共控制物理信道（P-CCPCH）和辅助公共控制物理信道（S-CCPCH）。 P-CCPCH为一个固定速率（30kbps，SF=256）的下行物理信道，用于传输BCH，使用小区中的主扰码。 在每个时隙的第一个256chips内，基本CCPCH不进行发射，在此段时间内，将发射基本SCH和辅助SCH，而没有P
13、ilot/TPC/TFCI域。,P-CCPCH帧结构,各种信道功能,S-CCPCH辅公共控制物理信道,辅公共控制物理信道(S-CCPCH) 承载PCH和FACH具有如下特性： 每个小区至少有一条以低速率发射的S-CCPCH ； P-CCPCH和S-CCPCH的主要区别在于P-CCPCH只能具有固定的预先定义好的传输格式，而S-CCPCH可以使用TFCI以支持多个传输格式。,S-CCPCH的帧结构,各种信道功能,SCH同步信道,同步信道(SCH) 分为主同步信道P-SCH和辅同步信道S-SCH； 不扩频、不加扰信道； 用于小区搜索的下行链路信号，为用户提供码片同步、时隙同步和帧同步； 每一个时隙
14、的前256个码片用于发射同步码；,各种信道功能,SCH同步信道,P-SCH包括一个长为256chips的调制码，基本同步码PSC 主同步码PSC在每个时隙内重复发射，传送完全确知的序列； 系统中每个小区的PSC是相同的； S-SCH重复发射一个有15个序列的调制码，每个调制码长256chips，辅助同步码（SSC），与基本SCH并行进行传输； SSC用csi，k来表示，其中i=0，1，63为扰码码组的序号，k=0，1，2，14为时隙号。 每个SSC是从长为256的16个不同码中挑选出来的一个码； 从同步码SSC中包含扰码组信息，用于确定小区中使用的扰码组；,各种信道功能,PICH寻呼指示信道,
15、寻呼指示信道(PICH) PICH承载PI（Page Indication），其SF=256，无线帧长10ms，包含300bits，其中288个bits承载寻呼指示，其余12个bits为Tx Off。 PICH总是与一个S-CCPCH相联系，这个信道正在传送一个PCH。 在每一个PICH帧中，有Np个寻呼指示被发射P0, , PNp-1其中，Np=18, 36, 72, or 144。如果某一帧中的PIi被置为1，说明PIi对应UE应对S-CCPCH的对应帧进行解调。,PICH的帧结构,各种信道功能,课程内容,系统信道分类 各种信道功能 物理信道 传输信道,专用传输信道,专用信道（DCH）（U
16、L/DL） 专用信道(DCH) 是一个上行或下行传输信，DCH并不区分其所承载的是实际用户数据还是高层的控制信息，因其内容在物理层不可见。 DCH具有如下特性： 快速功率控制； 逐帧快速改变速率； 软切换.,各种信道功能,公共传输信道BCH信道,广播信道（BCH）(DL) 广播信道(BCH)是一个下行传输信道，用于广播系统或小区特定的信息，如小区中的随机接入码和接入时隙或该小区中其它信道所使用的发射分集方法。 BCH总是在整个小区内发射，并且有一个单独的传输格式，BCH的数据速率是低速固定的。 因为如果UE不能正确解码BCH的话，它就不可能在小区中注册，所以BCH的发射功率相对来说要高一些，以
17、便在覆盖范围之内的UE都能够收得到。 承载BCH的物理信道为P-CCPCH,各种信道功能,FACH信道功能,前向接入信道(FACH) (DL) FACH是一条下行链路的公共传输信道,它既可承载控制信息,也可承载少量的分组数据。 FACH具有如下的特性： 用开环功率控制，而不用闭环功率控制； 至少有一条FACH以最低速率面向整个小区发射； 承载FACH的物理信道为S-CCPCH,各种信道功能,RACH信道功能,随机接入信道(RACH) (UL) RACH是一条承载UE发出的控制信息的上行链路传输信道，例如连接建立请求、开机注册、位置更新，它也发送少量的分组数据。UE在小区中的任何位置，基站都应能
18、够接收到承载控制信息的RACH。 RACH具有如下特性： 使用开环功控。 承载RACH的物理信道为PRACH,各种信道功能,PCH信道功能,寻呼信道(PCH)(DL) PCH是一条承载寻呼数据相关的下行链路传输信道。基于不同的系统配置，相同的寻呼信息可以向单个小区或多至几百个小区发送。寻呼信道的设计直接影响UE在待机模式下的功率损耗。 承载PCH的物理信道为S-CCPCH,各种信道功能,开机及搜索小区,UE开机并开始搜索网络； 与所在小区(SCH)进行同步； 通过P-SCH的基本同步码（PSC），可以实现时隙同步； 通过S-SCH，可以实现帧同步，并且识别小区的扰码码组； 通过与P-CPICH
19、进行相关计算，得到小区的下行扰码； 根据小区主扰码，检测到BCH(P-CCPCH)，并读取系统消息，从而获得小区的相关基本信息； 侦听PICH和PCH(S-CCPCH)上的寻呼信息； UE进入IDLE 状态； UE准备进行位置更新； 完成位置更新后，UE的位置信息登记到网络侧，UE进入待机状态，可以进行主叫或被叫；,各种信道功能,第一步：选择小区和时隙同步,各种信道功能,下行扰码编号规则,总共218-1个下行扰码 (0262142),0号扰码族,63号扰码族, ,各种信道功能,第二步：帧同步和确定扰码组,各种信道功能,第三步：确定扰码号,CPICH是预先定义的符号序列 扩频因子为256 (Cch,256,0) 采用主扰码进行加扰 UE根据确定的扰码族中的8个主扰码对CPICH进行解码，解码正确的主扰码即为该小区的主扰码,各种信道功能,解码P-CCPCH信道获得广播消息,P-CCPCH包括当前的SFN和系统广播消息 P-CCPCH的扩频因子为256 (Cch,256,1) P-CCPCH用主扰码加扰 UE可以用主扰码对P-CCPCH承载的BCH信道进行解码，获得系统广播,各种信道功能,