WCDMA物理层信道介绍

1WCDMA物理层信道2下行物理信道结构上行物理信道结构信道间定时关系课程内容325.101UERadioTransmissionandReception(FDD)25.104UTRA(BS)FDDRadioTransmissionandReception25.211Physicalchannelsandmappingoftransportchannelsontophysicalchannels(FDD)25.212Multiplexingandchannelcoding(FDD)25.213Spreadingandmodulation(FDD)25.302Serviceprovidedbythephysicallayer25.331RadioResourceControl(RRC)protocol25.108Commontestenvironmentforuserequipment(UE)conformancetest3GPP参考规范4空中接口总揽层3控制平面信令用户平面信息物理层层2/MAC层1RLCDCNtGC层2/RLCMAC子层RLCRLCRLCRLCRLCRLCRLC重复防止机制Uu接口边界BMC层2/BMC控制CPDCPPDCPPDCP层2/PDCPDCNtGCRRC层3(控制平面):•无限资源控制RRC•重复防止机制•非接入层信令--CM,MM,SMandetc.层2:•MAC:实现逻辑信道映射到传输信道•RLC(控制/用户平面,TM/UM/AM)•PDCP(仅用户平面)•BMC(仅用户平面)•向上层提供无线承载层1:编解码，扩频调制，数字调制，频率分配(FDD/TDD).实现传输信道映射到码组合传输信道本地接口:RRC实现低层配置控制；在RRC和每个低层功能实体(PDCP,RLC,MAC,andL1)间分别定义了控制业务接入点（SAP）控制CPHY控制CRLC控制CBMC逻辑信道传输信道无线承载RLC子层控制CMAC5基站NodeB用户终端UEP-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PRACH–随即接入物理信道AICH–获取指示信道随机接入信道WCDMA空口物理信道HS-DPCCH–高速专用控制信道HS-SCCH–高速共享控制信道HS-PDSCH－高速下行物理共享信道高速下行共享信道6下行物理信道7公共下行物理信道•P-CCPCH主公共控制物理信道-广播小区信息-广播小区系统帧号(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-CPICH公共导频信道•S-CPICH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8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机接入试探•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)下行共享信道–高速下行物理共享信道(HS-PDSCH)–高速共享控制信道(HS-SCCH)WCDMA下行物理信道类型9WCDMA下行信道结构(FDD)BCCH广播控制信道PCCH寻呼控制信道CCCH公共控制信道DCCH专用控制信道DTCH专用业务信道NBCH广播信道.PCH寻呼信道FACH前向接入信道DCH专用信道.P-CCPCH(*)主公共控制信道S-CCPCH辅助公共控制信道DPDCH(每个UE一个或多个)专用物理数据信道.DPCCH(每UE一个)专用物理控制信道Pilot,TPC,TFCISSCi逻辑信道传输信道物理信道下行链路RF输出专用物理信道(DPCH)－每UE一个HS-DSCH高速下行共享信道CTCH公共业务信道CPICH公共导频信道空数据编码HS-PDSCH高速物理下行共享信道AICH捕获指示信道PICH寻呼指示信道捕获指示信道寻呼指示信道S/PS/PS/PS/PS/PS/PS/P下行扰码I+jQI/Q调制QICchCchCCchCchCch256,1Cch256,0SGSPSCGPS同步码(*)S基带滤波基带滤波GainGainGainGainGainGainGainSCH同步信道DTCH专用业务信道1DCH专用信道复用复用CCTrCHDCH专用信道.编码编码编码编码编码编码HS-SCCH高速共享控制信道ch16,nS/PCGainch16,n10下行链路发送分集应用物理信道类型开环模式闭环模式TSTDSTTDCLTDP-CCPCH–采用–SCH采用––S-CCPCH–采用–DPCH–采用采用PICH–采用–AICH–采用采用11C4,011-111111111-1-11-11-11-1-11C1,0C2,0C2,1C4,1C4,2C4,3SF=1SF=2SF=4SF=8OVSF生成树OVSF－正交可变扩频因子用于区分同小区下行链路同时发送的不同物理信道12IQ1100223344556677889917171616151514141313121211111010下行链路扰码生成m序列生成函数:x=1+X7+X18y=1+X5+X7+X10+X18Gold码序列zn(i)=x((i+n)modulo(218-1))+y(i)mod2,i&n=0,…,218-2,Sdl,n(i)=Zn(i)+jZn((i+131072)mod(218-1)),i=0,1,…,38399初始状态:x序列x(0)=1,x(1)=x(2)=...=x(16)=x(17)=0；y序列y(0)=y(1)=…=y(16)=y(17)=1.13下行链路扰码结构主扰码SC015个辅扰码15个辅扰码15个辅扰码15个辅扰码主扰码组#1主扰码组#648192个下行链路扰码每个扰码长度为38,400码片，从218-1(262,143chip)Gold序列中选取得到主扰码SC7主扰码SC504主扰码SC511P-CCPCH,P-CPICH,PICH,AICH,HS-SCCH,HS-PDSCH和承载PCH的S-CCPCH使用主扰码加扰扰码k对应的左侧替代扰码序号为k+8192，右侧扰码序号为k+16384。替代扰码用于压缩帧；如果nSF/2则使用左侧替代扰码，nSF/2则使用右侧替代扰码，非压缩帧信道化码为cch,SF,n。扰码规划为每个小区分配唯一的扰码组和主扰码资源14固定的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)6578910111213144321015主/辅公共导频信道(P/S-CPICH)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，并在全小区广播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/重选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有几个辅助公共控制信道S-CPICH，在整个小区或部分小区中发送(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P-CPICH波束成型S-CPICH16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、上行功控等信息DPDCHDPDCH实现物理层数据承载DPCCH/DPDCH时分复用17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,10×2kbitsk=0..7Data1一个超帧=720msDPDCHDPDCHDPCCHDPCCH18下行专用物理信道(DPCH)可变数据速率举例Bits/FrameBits/SlotDPCCHChannelBitRate(kbps)ChannelSymbolRate(ksps)SFTOTALDPDCHDPCCHTOTALDPDCHTFCITPCPILOT157.551215060901040241206064120090030080608481920960419,20018,72048012801248881619Npilot=4Npilot=8Npilot=16Symbol#01012301234567Slot#123456789101112131415111111111111111111111111111111110001001011111001110110100000111111111111111111111111111111110001001011111001110110100000111111111111111111111111111111101001000110000010110111001111111111111111111111111111111111110001001011111001110110100000111111111111111111111111111111101001000110000010110111001111111111111111111111111111111111111110011101101000001100010010111111111111111111111111111111100000101101110011111010010001下行专用控制信道(DPCCH)导频比特模式注：阴影区域比特为帧同步字FSW,用于帧同步20下行专用物理信道(DPCH)多码传输多码传输,即一个CCTrCH映射成几个并行的下行链路DPCHs均使用相同的扩频因子；在这种情况下，物理层控制信息仅在主下行链路DPCH中发送。在其它附加DPCH对应的时间内，采用非连续发送(DTX)方式。针对同一个UE，当几个CCTrCHs映射到几个不同的DPCH中发送给同一个UE时，也采用多码传输技术，各DPCH可以采用不同的扩频因子。物理层控制信息仅在主下行链路DPCH中发送，在其它附加DPCH对应的时间内，采用非连续发送(DTX)方式。1时隙=0.666mSec=2560码片=10x2^kbits,k=[0...7]Data2TFCIData1TPCPilot主DPCCH/DPDCH附加DPCCH/DPDCH附加DPCCH/DPDCHData3Data4DataN-1DataN21DPCHOffset－DOFFData2TFCIData1