WCDMA 的捕获,同步和切换

Page1of1本文版权原著所有(CZR翻译)2006-1-1WCDMA的捕获,同步和切换Page2of2本文版权原著所有(CZR翻译)2006-1-1目录1.物理层定时和同步过程.......................................................31.1基站下行定时............................................................31.2下行扰码................................................................31.3同步码..................................................................51.3.1时隙同步............................................................81.3.2帧同步..............................................................92.WCDMA接入过程..............................................................92.1随机接入................................................................92.1.1随机接入导言信号...................................................102.1.2随机接入扰码.......................................................112.1.3捕获指示信道.......................................................122.1.4随机接入信息.......................................................122.1.5随机接入偏置定时...................................................132.2捕获，同步和物理层过程.................................................142.2.1UE捕获和同步.......................................................142.2.2UE请求系统接入和登记...............................................142.2.3建立专用信道.......................................................152.2.4分组接入信道.......................................................152.2.5CPCH状态指示信道...................................................172.2.6接入导言指示信道...................................................172.2.7碰撞检测/信道分配指示信道..........................................183.WCDMA软切换...............................................................193.1频率间切换.............................................................243.1.1压缩模式操作.......................................................243.1系统间切换.............................................................251.物理层定时和同步过程1.1基站下行定时Figure5-1显示了各种下行信道的发射定时。每一个P-CCPCH时隙的开始256个码片用于提供同步信道的发射。同步信道总是从基站发射，发射作为CPICH的一样的定时参考。期间S-CCPCH只有在数据可用的情况被发射，因此它有自己的发射定时，这个定时偏移是1/10时隙的陪数，也即是256码片的倍数。下行专用信道可用的时间偏移是为了在不同步的接入网中能够进行软切换。PICH有一个涉及S-CCPCH的固定的时间偏移以能够提醒终端有一个即将来的影射到S-CCPCH的PCH的寻呼。1.2下行扰码有8192个可用的下行扰码，被分为64组，每一组有8192/64（128）个扰码。每一组又进一步分为8块（block），每一块包括128/8（16）码。其中一个码被用作为基本扰码而其他15个则被用于辅助扰码。下行扰码用于区分不同小区，一共有512个可用的基本扰码，这个组帮助UE快速小区搜索。Figure5-2显示了这个结构。Page3of3本文版权原著所有(CZR翻译)2006-1-1下图描述了3GPP指定的主扰码是如何产生的。注意到两个单独码的10msec或者38400码被合并并产生需要的金码。金码包括了两个使用发生器多项式1+X7+X18和1+X5+X7+X10+X18分别产生的二进制序列x和y。储存在每一个flip/flop中的初始值如下：x(0)=1；x(1),…x(17)=0y(0)…y(17)=1可用码的总数是使用18个寄存器即218-1，码的长度被定为38400个码片。Page4of4本文版权原著所有(CZR翻译)2006-1-11.3同步码P-CCPCH开始的256码片固定用于传送基本和辅助同步码（Figure5-4）。这个码不像与其他信道一样与基站的基本扰码进行了scramble，它没有，原因是所有的UE要使用这些码首先定位到一个WCDMA系统，而后定位到一个WCDMA的CPICH。这256个码片的码每个时隙都被广播，允许UE快速的与WCDMA网络同步。主要同步码（PSC）用于告诉UE这是一个WCDMA网络，PSC提供给它们同步到WCDMA时隙的一个时间参考。换句话说就是通过解码PSC，UE就知道：它已经发现了一个WCDMA网络当一个时隙开始，UE知道什么时候去寻找辅助同步信道（SSC）16个辅助同步码被安排到64个唯一联合中的一个来表示BS普通导频物理信道是属于的码组以及目前帧中的什么时隙被发射。也即在解码SSC后，UE就知道：基本扰码属于哪一个码组下一个WCDMA帧什么时候开始Page5of5本文版权原著所有(CZR翻译)2006-1-1记住PSC和SSC的关键词：由BS广播每一个P-CCPCH开始的256个码片允许UE在异步系统中获得快速同步基本同步码（PSC）有16个码片基本周期的固定256码片序列提供一个WCDMA系统的快速正确指示允许快速异步时隙的同步辅助同步码（SSC）一组16个码，每一个256bit长码被安排到64个唯一排列中的一个里SSC码的特别安排提供给了UE帧同步和BS的基本扰码组Figure5-5显示了PSC如何被发射用于传送时隙定时给UE。如看到的，码和其倒转码依照一个特殊的模式被发送。PSC被选择为一个具有很好的周期性的自动的相关特性。基本同步码被用于为辅助同步码SSC获得定时，它包含了没有调制的256码片长的码（没有被扰），被每一个时隙发射。系统中每一个基站使用相同的基本同步码，符合时隙边界。Page6of6本文版权原著所有(CZR翻译)2006-1-1已经提到了，辅助同步码SSC携带基站长PN码属于哪个码组的信息。这样对长PN码的寻找就可以限制在一小组码里。SSC从决定基站下行扰码属于的64组不同码中的哪一组的一组16个不同码中选择的。辅助同步码与一个长16位的二进制序列进行调制，它在每一帧中发射。Figure5-6显示了16个SSC如何被安排到64个唯一模式中的一个。UE可以从码发射的顺序来知道BS的扰码是属于哪一组的。解码这些的另一个好处就是一旦16个辅助同步码被接受完UE就能知道帧定时了（即可以达到帧同步）。Page7of7本文版权原著所有(CZR翻译)2006-1-11.3.1时隙同步Figure5-7显示了PSC如何提供给UE需要的时隙同步。实际中这是用于调节一个匹配过滤器到每一个时隙的定时上。小区的时隙同步是通过检测匹配过滤器输出的峰值来获得的。Page8of8本文版权原著所有(CZR翻译)2006-1-11.3.2帧同步Figure5-8显示了UE如何通过接收16个辅助同步码来获得帧同步的。这是通过接收到的信号与所有可能的辅助同步码顺序的相互关联以及确定昀大的相关值来完成帧同步的。因而循环移位的顺序是唯一的，所以码组和帧同步就确定了。2.WCDMA接入过程2.1随机接入随机接入是一个由UE请求接入系统，网络应答此请求并分配业务信道给UE的过程。无论什么时候UE由于某种原因（如呼叫建立）需要联系网络或者同步丢失时随机接入都会发生。无论何时有数据需要被传送时，也进行这个过程来完成分组数据的传送。接入过程的速度以及以低的发射功率发射对WCDMA系统是非常重要的。接入信道的数据决定了预见的接入负荷。在接入状态下发射信息将对接入过程的速度有很大影响。接入过程中昀小化发射功率是非常重要的，因而额外的功率将会降低CDMA系统的容量。这是基本的由于随机接入发射功率还不能由快速内环功率控制来控制。低功率的初始化发射也意味着长的接入过程，另一方面，初始接入的高功率又导致对其他UE的高干扰。Figure5-9显示了UE如何在发射RACH信息之前通过发射接入导言给BS直到从接入指示信道（AICH）中收到应答为止。Page9of9本文版权原著所有(CZR翻译)2006-1-1在开始随机接入尝试之间，UE解读系统信息以获取：小区的导言扰码可用的随机接入信号和可用的RACH子信道组消息部分的可用扩频因子消息长度（10ms或者20ms）初始的导言功率参数功率倾斜因子PowerRampStep[整数0]导言参数RetransMax[整数0]AICH发射定时参数[0或者1]导言与消息部分间的功率偏置ΔPpm传送格式参数2.1.1随机接入导言信号Figure5-10显示了16个随机接入信号。UE使用其中一个发射导言给BS，当BS使用接入指示应答时使用相同的信号来区分它要响应的UE。可能同一时间会有大量的UE发射导言，这些导言信号是正交码，因而BS能够分辨发起随机接入的每一个UE。Page10of10本文版权原著所有(CZR翻译)2006-1-1有关导言的关键词：导言码是16位长的正交码导言=[P0、P1、…P15]重复256次（4096个码片）导言帮助BS分辨同时进行接入尝试的UE2.1.2随机接入扰码扰码也包含在系统信息中，被UE用于接入此小区。导言的扰码序列由两个通过两个25级的x和y产生器多项式产生的二进制m-序列构成的。x序列多项式是x25+x3+1，y序列多项式是x25+x3+x2+x+1。Figure5-11例子显示了BS1正发射一个信息像“所有UE接入到这个小区需采用随机接入导言扩频码n1”，而BS2发射一个信息像“所有UE接入到这个小区需采用随机接入导言扩频码n2”。Page11of11本文版权原著所有(CZR翻译)2006-1-12.1.3捕获指示信道捕获指示信道AICH是一个用于携带捕获指示的物理信道，这个捕获指示就是相应于UE在PRACH上随机选择的特定信号。AICH是固定速率（扩频因子SF为256），它由每个长5120码片的15个接入时隙的一个重复序列组成的。每个接入时隙包括两个部分，一个是包括32个