1 / 57

WCDMA 物理层信道

WCDMA 物理层信道. UT 斯达康公司3 G 产品管理与市场部. 课程内容. 下行物理信道结构 上行物理信道结构 信道间定时关系. 3GPP 参考规范. 25.101 UE Radio Transmission and Reception (FDD) 25.104 UTRA (BS) FDD Radio Transmission and Reception 25.211 Physical channels and mapping of transport channels onto physical channels (FDD) 25.212

edana
Download Presentation

WCDMA 物理层信道

An Image/Link below is provided (as is) to download presentation Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author. Content is provided to you AS IS for your information and personal use only. Download presentation by click this link. While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server. During download, if you can't get a presentation, the file might be deleted by the publisher.

E N D

Presentation Transcript

  1. WCDMA物理层信道 UT斯达康公司3G产品管理与市场部

  2. 课程内容 • 下行物理信道结构 • 上行物理信道结构 • 信道间定时关系

  3. 3GPP参考规范 25.101 UE Radio Transmission and Reception (FDD) 25.104 UTRA (BS) FDD Radio Transmission and Reception 25.211 Physical channels and mapping of transport channels onto physical channels (FDD) 25.212 Multiplexing and channel coding (FDD) 25.213 Spreading and modulation (FDD) 25.302 Service provided by the physical layer 25.331 Radio Resource Control (RRC) protocol 25.108 Common test environment for user equipment (UE) conformance test

  4. 空中接口总揽 DC Nt • 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, SM and etc. • 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, and L1)间分别定义了控制业务接入点（SAP） GC 重复防止机制 DC Nt GC Uu接口边界 用户平面信息 控制平面信令 控制CPDCP 层3 RRC 无线承载 控制CPHY 控制CMAC 控制CRLC 控制CBMC PDCP 层2/PDCP PDCP BMC 层2/BMC RLC子层 RLC 层2/RLC RLC RLC RLC RL C RLC RLC RLC 逻辑信道 MAC子层 层2/MAC 传输信道 物理层 层1

  5. WCDMA空口物理信道 小区广播信道 P-CPICH – 主公共导频信道S-CPICH – 辅助公共导频信道 P-CCPCH- 主公共控制物理信道SCH – 同步信道 寻呼信道 S-CCPCH – 辅助公共控制物理信道 PICH – 寻呼指示信道 随机接入信道 PRACH – 随即接入物理信道 AICH – 获取指示信道 专用连接信道 DPDCH – 专用物理数据信道 DPCCH – 专用物理控制信道 高速下行共享信道 HS-SCCH – 高速共享控制信道 HS-PDSCH －高速下行物理共享信道 HS-DPCCH – 高速专用控制信道 用户终端UE 基站Node B

  6. 下行物理信道

  7. WCDMA下行物理信道类型 • 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

  8. WCDMA下行物理信道类型 • 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)

  9. WCDMA下行信道结构(FDD) 传输信道 物理信道 逻辑信道 CPICH S/P 空数据 公共导频信道 同步码(*) C Gain ch 256,0 BCCH BCH 编码 P-CCPCH(*) PSC S/P 广播控制信道 广播信道. 主公共控制信道 C S Gain ch 256,1 G 编码 PCCH PCH P 寻呼控制信道 寻呼信道 SSC i S-CCPCH S/P 辅助公共控制信道 SCH 同步信道 CCCH G S 公共控制信道 C Gain ch FACH 编码 前向接入信道 CTCH 公共业务信道 专用物理信道(DPCH)－每UE一个 CCTrCH DCCH DCH 编码 下行扰码 专用控制信道 专用信道. 下行链路RF输出 DTCH DCH 编码 1 专用信道 专用业务信道 复 用 DPDCH (每个UE一个或多个) 复 用 S 专用物理数据信道. S/P I I/Q 调制 I+jQ 基带滤波 S C Gain ch 编码 DTCH DCH 基带滤波 Q N 专用信道. 专用业务信道 DPCCH (每UE一个) Pilot, TPC, TFCI 专用物理控制信道 编码 HS-DSCH HS-PDSCH S/P 高速下行共享信道 高速物理下行共享信道 C ch16, n Gain HS-SCCH S/P 高速共享控制信道 C ch16, n Gain AICH 捕获指示信道 S/P 捕获指示信道 C Gain PICH ch 寻呼指示信道 S/P 寻呼指示信道 C Gain ch

  10. 物理信道类型 开环模式 闭环模式 下行链路发送分集应用 TSTD STTD CLTD P-CCPCH – 采用 – SCH 采用 – – S-CCPCH – 采用 – DPCH – 采用 采用 PICH – 采用 – AICH – 采用 采用

  11. OVSF生成树 C4,0 1 1 1 1 C2,0 1 1 C4,1 1 1 -1 -1 C1,0 1 C4,2 1 -1 1 -1 C2,1 C4,3 1 -1 1 -1 -1 1 SF = 1 SF = 2 SF = 4 SF = 8 • 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

  12. 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) mod 2, i&n=0,…, 218-2, • Sdl,n(i) = Zn(i) + j Zn((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 8192 个下行链路扰码 每个扰码长度为 38,400 码片，从 218 - 1 (262,143 chip) Gold 序列中选取得到 主扰码组 #1 主扰码组 #64 主扰码 SC0 主扰码 SC7 主扰码 SC511 主扰码 SC504 15个 辅扰码 15个 辅扰码 15个 辅扰码 15个 辅扰码 • 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n<SF/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. 公共导频信道(CPICH) 采用STTD发送分集方式 A A A A A A A A A A A A A A A A A A A A A A A A A 天线1符号 A A -A -A A A -A A -A -A A A -A -A A A -A -A A A -A -A A A -A 天线2符号 Slot 14 Slot 0 Slot 1 1 时隙 = 2560 码片 = 10 符号 = 20 bits = 666.667 uSec 固定的Pilot符号数据 (10 符号/时隙) 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 1 无线帧 = 15 时隙 = 10 mSec

  15. 主/辅公共导频信道(P/S-CPICH) 波束成型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

  16. 下行专用信道(DPCH)功能描述 实现物理层 数据承载 用户数据接收 DPDCH DPDCH DPCCH/DPDCH时分复用 为DPCCH提供解调、功控等控制数据 数据格式、上行功控等信息 用户数据发送 DPCCH

  17. 下行专用物理信道(DPCH)帧结构 2560 Chips, 10×2k bits k=0..7 Data 1 TPC TFCI Data 2 Pilot DPDCH DPCCH DPDCH DPCCH Slot 0 Slot 2 Slot i Slot 14 10 ms Frame 0 Frame 1 Frame j Frame 72 一个超帧=720ms • 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

  18. 下行专用物理信道(DPCH)可变数据速率举例

  19. 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 1 时隙 = 0.666 mSec = 2560 码片 = 10 x 2^k bits, k = [0...7] 主DPCCH/DPDCH Data1 TPC TFCI Data 2 Pilot 附加DPCCH/DPDCH Data 3 Data 4 附加DPCCH/DPDCH Data N-1 Data N • 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。

  21. DPCH Offset－DOFF Pilot Pilot Pilot Pilot Pilot Pilot TFCI TFCI TFCI TFCI TFCI TFCI TPC TPC TPC TPC TPC TPC Data1 Data1 Data1 Data1 Data1 Data1 Data 2 Data 2 Data 2 Data 2 Data 2 Data 2 无专用物理信道偏移 有专用物理信道偏移 DPCH1 DPCH1 DOFF=1 DPCH2 DPCH2 DOFF=2 DPCH3 DPCH3

  22. 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 下行物理链路相位参考 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-DPCCH for CPCH 采用 – – 注 *:PDSCH和伴随的DPCH采用相同的相位参考

  23. 主公共控制物理信道(P-CCPCH)帧结构 BCH/P-CCPCH SCH 2304 Chips 256 Chips Broadcast Data (18 bits) PSC SSCi 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 1 帧 = 15 时隙 = 10 mSec • 与同步信道SCH时间复用，前256码片用于发送主/辅同步信道(P-SCH和S-SCH) • 固定速率30 kbps, SF = Cch,256,1 • 1/2卷积编码，CRC＝16 bits，TTI=20ms • 帧结构不同于下行专用物理信道DL-DPCH: 无TPC, TFCI, pilot比特 • 只发送与第一层无关的高层控制消息－广播控制消息

  24. 辅助公共控制物理信道(S-CCPCH)帧结构 扩频因子 = 256 to 41 Slot = 0.666 mSec = 2560 码片 = 20 × 2k data bits; k = [0..6] 0, 8, or 16 bits 0, 2, or 8 bits 20 to 1256 bits 导频 TFCI or DTX 数据 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 1 帧 = 15 时隙 = 10 mSec • 单小区最多16个S-CCPCH信道 • 辅助公共控制物理信道(S-CCPCH)承载前向接入信道(FACH)、寻呼信道(PCH)；可以映射到不同或相同的S-CCPCH上 • 公共控制物理信道无内环功控，可以采取慢速功控 • P-CCPCH 采用固定的TFC，而S-CCPCH支持多种TFC由TFCI指示

  25. 辅助公共控制物理信道(S-CCPCH)时隙格式

  26. 同步信道(SCH)传输结构 Slot #0 Slot #1 Slot #14 主同步信道 P-SCH ac ac ac p p p 辅同步信道 S-SCH i,0 i,1 i,14 ac ac ac s s s 256 chips 2560 chips 10 ms 同步信道无线帧 • 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

  27. 同步码生成 • 主同步码(PSC) • a = <x1, x2, x3, …, x16> = <1, 1, 1, 1, 1, 1, -1, -1, 1, -1, 1, -1, 1, -1, -1, 1> • Cpsc = (1 + j)  <a, a, a, -a, -a, a, -a, -a, a, a, a, -a, a, -a, a, a> • 优良的非周期自相关特性 • 辅同步码(SSC) • 16个辅同步码(SSC), {Cssc,1,…,C ssc,16} • z = <b, b, b, -b, b, b, -b, -b, b, -b, b, -b, -b, -b, -b, -b>, 其中 • b = <x1, x2, x3, x4, x5, x6, x7, x8, -x9, -x10, -x11, -x12, -x13, -x14, -x15, -x16> 且x1, x2 , …, x15, x16,与主同步码中a有相同定义 • 第k 个辅同步码, Cssc,k, k = 1, 2, 3, …, 16 如下定义： Cssc,k = (1 + j)  <hm(0)  z(0), hm(1)  z(1), hm(2)  z(2), …, hm(255)  z(255)> hm(i) 表示为Hadamard序列H8的第m个，其中m = 16*(k-1)

  28. 辅同步码SSC SSCi SSC1 SSC15 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 1 帧 = 15 时隙 = 10 mSec • 一个SSC序列模式唯一标识一个扰码组，即任意SSC的周期性偏移不会等同于任意其它的SSC序列; • 64个序列中的任意一个序列的非零且小于15的循环移位都不同于64个序列中其它序列的循环移位; • 且任意序列的非零且小于15的任意循环移位与自身的其它小于15的循环移位也是不同的;

  29. 每帧寻呼指示数 (Np) Pq = 1 Pq = 0 寻呼指示信道(PICH)帧结构 Np=18 {b16q, …, b16q+15} = {-1,-1,…,-1} {b16q, …, b16q+15} = {+1,+1,…,+1} 288 bits 用于寻呼指示 12 bits (未定义) Np=36 {b8q, …, b8q+7} = {-1,-1,…,-1} {b8q, …, b8q+7} = {+1,+1,…,+1} b0 b1 b287 b288 b299 Np=72 {b4q, …, b4q+3} = {-1, -1,…,-1} {b4q, …, b4q+3} = {+1, +1,…,+1} Np=144 {b2q, b2q+1} = {-1,-1} {b2q, b2q+1} = {+1,+1} 一个无线帧 (10 ms) • 固定扩频因子SF = 256 • 寻呼指示信道(PICH)总是伴随包含寻呼信道(PCH)的S-CCPCH发送 • 发送定时比对应的S-CCPCH帧提前tPICH = 7680码片 • 一个时隙内发送Np个寻呼指示{P0, …, PNp-1} , 其中Np=18, 36, 72, or 144 • 寻呼指示Pq，其中 • 如下表，寻呼指示Pq映射到PICH 比特

  30. 捕获指示信道(AICH)帧结构 1024 码片 AI 部分 = 4096码片 32个实值符号 - a0 a1 a2 a30 a31 发送关闭 AS#0 AS#1 AS #i AS#14 20 ms • 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 s • AICH 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, …, a31 • AI=+1 ACK; AI = -1 NAK; AI = 0 无信息 • 实值符号

  31. s bs,0, bs,1…, bs,31 捕获指示(AICH)签字模式 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 -1 -1 1 1 -1 -1 1 1 -1 -1 1 1 -1 -1 1 1 -1 -1 1 1 -1 -1 1 1 -1 -1 1 1 -1 -1 2 1 1 1 1 -1 -1 -1 -1 1 1 1 1 -1 -1 -1 -1 1 1 1 1 -1 -1 -1 -1 1 1 1 1 -1 -1 -1 -1 3 1 1 -1 -1 -1 -1 1 1 1 1 -1 -1 -1 -1 1 1 1 1 -1 -1 -1 -1 1 1 1 1 -1 -1 -1 -1 1 1 4 1 1 1 1 1 1 1 1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 1 1 1 1 1 1 1 1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 5 1 1 -1 -1 1 1 -1 -1 -1 -1 1 1 -1 -1 1 1 1 1 -1 -1 1 1 -1 -1 -1 -1 1 1 -1 -1 1 1 6 1 1 1 1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 1 1 1 1 1 1 1 1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 1 1 1 1 7 1 1 -1 -1 -1 -1 1 1 -1 -1 1 1 1 1 -1 -1 1 1 -1 -1 -1 -1 1 1 -1 -1 1 1 1 1 -1 -1 8 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 9 1 1 -1 -1 1 1 -1 -1 1 1 -1 -1 1 1 -1 -1 -1 -1 1 1 -1 -1 1 1 -1 -1 1 1 -1 -1 1 1 10 1 1 1 1 -1 -1 -1 -1 1 1 1 1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 1 1 1 1 -1 -1 -1 -1 1 1 1 1 11 1 1 -1 -1 -1 -1 1 1 1 1 -1 -1 -1 -1 1 1 -1 -1 1 1 1 1 -1 -1 -1 -1 1 1 1 1 -1 -1 12 1 1 1 1 1 1 1 1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 1 1 1 1 1 1 1 1 13 1 1 -1 -1 1 1 -1 -1 -1 -1 1 1 -1 -1 1 1 -1 -1 1 1 -1 -1 1 1 1 1 -1 -1 1 1 -1 -1 14 1 1 1 1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 1 1 1 1 -1 -1 -1 -1 1 1 1 1 1 1 1 1 -1 -1 -1 -1 15 1 1 -1 -1 -1 -1 1 1 -1 -1 1 1 1 1 -1 -1 -1 -1 1 1 1 1 -1 -1 1 1 -1 -1 -1 -1 1 1

  32. 高速共享控制信道(HS-SCCH)帧结构 2560 Chips, 40 bits, SF=128 Data Slot 0 Slot 1 Slot 2 无线子帧2 ms Subframe 0 Subframe 1 Subframe 2 Subframe 3 Subframe 4 无线帧10 ms • 固定SF＝128，固定数据速率60kbps • 承载HS-PDSCH信道的层1控制信令

  33. 高速物理下行共享信道(HS-PDSCH)帧结构 2560 Chips, M×10× 2kbits (k=4) Ndata Slot 0 Slot 1 Slot 2 无线子帧2 ms Subframe 0 Subframe 1 Subframe 2 Subframe 3 Subframe 4 无线帧10 ms • 固定扩频因子SF＝16 • 可以多信道并行传输，通过传输速率 • QPSK调制 M=2, 16QAM调制 M=4 • 只承载用户数据，不承载任何控制信息

  34. HS-SCCH和HS-PDSCH定时关系 无线子帧2 ms 7680chips HS-SCCH信道 Subframe 0 Subframe 1 Subframe 2 Subframe 3 Subframe 4 无线帧10 ms HS-PDSCH信道 Subframe 0 Subframe 1 Subframe 2 Subframe 3 Subframe 4 无线帧10 ms 2*Tslot 5120chips • HS-PDSCH信道子帧起始发送时刻迟于伴随的HS-SCCH信道子帧起始发送时刻2*Tslot=5120码片

  35. 上行物理信道

  36. WCDMA上行物理信道类型 • 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 • 专用上下物理信道 • DPDCH 专用上行物理数据信道 • DPCCH 专用上下物理控制信道 - 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 • HS-DPCCH 高速专用物理控制信道

  37. WCDMA上行信道结构(FDD) 逻辑信道 物理信道 信道化 功率加权 传输信道 Chd Gd  CCCH公共控制信道 RACH随机接入信道 数据编码 PRACH物理随机接入信道  RACH 控制部分 Chc Gc j Chd Gd PCPCH物理公共分组信道 DTCH (packet mode)专用业务信道 CPCH公共分组信道 数据编码 移动台扰码  QPSK调制 PCPCH 控制部分 I I/QMod. Chc Gc j I+jQ Filter Chd,1 Gd Filter DPDCH #1专用物理数据信道 Q I Chd,3 Gd DPDCH #3 (可选)专用物理数据信道 CCTrCH Chd,5 Gd DCCH专用控制信道 DCH专用信道 数据编码 DPDCH #5 (可选) 专用物理数据信道 Chhs Ghs HS-DPCCH (Nmax mod 2=0) 高速物理下行共享信道 DTCH专用业务信道 DCH专用信道 数据编码 Chd,2 Gd  复用 DPDCH #2 (可选) 专用物理数据信道 Q Chd,4 Gd DPDCH #4 (可选) 专用物理数据信道. DTCH专用业务信道 DCH专用信道 数据编码 Chd,6 Gd DPDCH #6 (可选) 专用物理数据信道 Chhs Ghs HS-DPCCH (Nmax mod 2=1) 高速物理下行共享信道 j Chc Gc Pilot, TPC, TFCI，FBI DPCCH专用物理控制信道

  38. 上行链路接入过程 随机接入信道 获取指示信道 4096 码片(1.066 msec) 前导n 前导2 增加发射功率 增加发射功率 手机侧 前导1 初始发射功率 基站侧 随机接入信道 消息部分 捕获指示 无捕获指示 无捕获指示 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。

  39. PRACH – 随机接入时隙 无线帧: 10 ms 无线帧: 10 ms 5120 chips 接入时隙 #0 #1 #2 #3 #4 #5 #6 #7 #8 #9 #10 #11 #12 #13 #14 随机接入发送 随机接入发送 随机接入发送 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 • 基站通过高层广播信令通知移动台可用接入时隙和接入子信道

  40. PRACH – 传输结构 前导1 前导n 前导2 传输形式1 消息部分 4096 码片 10 ms (一个无线帧) 前导2 前导1 前导n 传输形式2 消息部分 4096 码片 20 ms (两个无线帧) • RACH 前导部分: 4096 码片 = 256 重复 * 16 bit签名码*长扰码 • 前导签名码s, 0  s  15, 为16位长的信道化码－Walsh码；每个子树节点之下的信道化码节点用于物理随机接入信道信道化扩频 • 消息部分为10ms或20ms长 • 使用哪个前导签名码和消息部分长度由基站高层控制功能决定，并通过系统广播消息通知移动台

  41. Preamblesignature Value of n PRACH – 前导码生成 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 P0(n) 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 P1(n) 1 -1 1 -1 1 -1 1 -1 1 -1 1 -1 1 -1 1 -1 P2(n) 1 1 -1 -1 1 1 -1 -1 1 1 -1 -1 1 1 -1 -1 P3(n) 1 -1 -1 1 1 -1 -1 1 1 -1 -1 1 1 -1 -1 1 P4(n) 1 1 1 1 -1 -1 -1 -1 1 1 1 1 -1 -1 -1 -1 P5(n) 1 -1 1 -1 -1 1 -1 1 1 -1 1 -1 -1 1 -1 1 P6(n) 1 1 -1 -1 -1 -1 1 1 1 1 -1 -1 -1 -1 1 1 P7(n) 1 -1 -1 1 -1 1 1 -1 1 -1 -1 1 -1 1 1 -1 P8(n) 1 1 1 1 1 1 1 1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 P9(n) 1 -1 1 -1 1 -1 1 -1 -1 1 -1 1 -1 1 -1 1 P10(n) 1 1 -1 -1 1 1 -1 -1 -1 -1 1 1 -1 -1 1 1 P11(n) 1 -1 -1 1 1 -1 -1 1 -1 1 1 -1 -1 1 1 -1 P12(n) 1 1 1 1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 1 1 1 1 P13(n) 1 -1 1 -1 -1 1 -1 1 -1 1 -1 1 1 -1 1 -1 P14(n) 1 1 -1 -1 -1 -1 1 1 -1 -1 1 1 1 1 -1 -1 P15(n) 1 -1 -1 1 -1 1 1 -1 -1 1 1 -1 1 -1 -1 1 • 前导码生成公式: • Cpre,n,s(k) = Sr-pre,n(k)  Csig,s(k)  , k = 0, 1, 2, 3, …, 4095为码片序号; • 第n个接入前导扰码Sr-pre,n(k) = clong,1,n(k), k= 0, 1, …, 4095，n = 0, 1, …, 8191 • 8192个前导扰码=512组×16码/组, 与下行主扰码有一一对应关系; • 前导签名码 Csig,s(i) = Ps(i mod 16), i = 0, 1, …, 4095； • 为旋转函数，使得两个码片之间的相位变化限制在90度，减小UE发射机的峰均比(PAR) 注:签名码Ps(n) 为16位长的Hadmard码

  42. PRACH 前导码选择 某个小区中使用的PRACH前导扰码组与该小区下行链路使用的主扰码有一一对应的关系。例如：对应于下行链路主扰码m的第k个PRACH 前导扰码Sr-pre,n(i), 其中n = 16m + k， k = 0, 1, 2, …, 15 且m = 0, 1, 2, …, 511； UE首先确定当前驻留小区的主扰码及其序号m，该主扰码序号决定UE应该使用的前导和消息部分扰码组； 系统广播SIB5->PRACH Sys. info.->Preamble scrambling code number (0-15)中指配的编号（为第一步中k值）决定了UE应从第二步中确定的扰码组空间中选取哪个扰码； 系统广播信息SIB5-> PRACH info.-> available signature(bit string 16)指示可用签名码

  43. PRACH 信道化与扰码扩频 Chd Gd PRACH物理随机接入信道  RACH 控制部分 Chc Gc j • 控制部分信道化码cc = Cch,256,m其中m = 16*s + 15,其中s为前导签名码序号 • 数据部分信道化码 cd =  Cch,SF,m其中m = SF*s/16, 扩频因子SF=32~256 • 功率加权因子Gc和Gd • 复扰码Sr-msg,n(i) = Clong,n(i + 4096), i = 0, 1, …, 38399; n = 0,1, …, 8191 消息部分扰码与前导部分扰码有一一对应关系

  44. PRACH 消息帧结构 数据部分 数据部分 N 10×2k bits k=0..3 data TFCI 控制部分 导频 T = 2560个码片 slot slot1 slot2 Slot j slot14 消息部分无线帧 T = 10 ms RACH • 数据部分承载上层消息; 控制部分承载物理层控制信息 • K = 0, 1, 2, 3 对应于扩频因子SF = 256, 128, 64, 32 • 8 比特导频用于相干解调和帧同步; TFCI 指示传输格式组合

  45. Slot Format #i Channel Bit Rate (kbps) Channel Symbol Rate (ksps) SF Bits/ Frame Bits/ Slot Npilot NTFCI PRACH 消息帧数据域和控制域 0 15 15 256 150 10 8 2 PRACH消息数据部分时隙格式 PRACH消息控制部分时隙格式

  46. 上行专用物理信道原理 实现物理层 数据承载 用户数据接收 为DPDCH提供相位估计，数据格式控制 数据格式信息 用户数据发送 专用数据信道DPDCH 专用控制信道DPCCH

  47. 上行DPCCH/DPDCH/HS-DPCCH信道结构 Chd,1 Gd DPDCH #1专用物理数据信道 I Chd,3 Gd DPDCH #3 (可选)专用物理数据信道 移动台扰码 Sdpch,n Chd,5 Gd DPDCH #5 (可选) 专用物理数据信道 Chhs Ghs HS-DPCCH (Nmax-dpdch Mod 2 = 0) I/QMod. I Filter Chd,2 Gd  DPDCH #2 (可选) 专用物理数据信道 Filter Q Q Chd,4 Gd DPDCH #4 (可选) 专用物理数据信道 Chd,6 Gd DPDCH #6 (可选) 专用物理数据信道 Gc Chc DPCCH专用物理控制信道 j Ghs Chhs HS-DPCCH(Nmax-dpdch Mod 2 = 1) • 移动台最多可以同时发送1个DPCCH、一个HS-DPCCH和0～6个DPDCH • 各信道发射功率加权Gd、Gc、Ghs • DPCCH、DPDCH、HS-DPCCH信道采用I/Q复用成复值信号 • 经Sdpch,n复值扰码，扰码可采用长扰码或短扰码 • DPCCH 承载物理层控制：Pilot, TFCI, FBI, TPC • DPDCH承载高层数据和信令消息

  48. 上行DPCCH、DPDCH、HS-DPCCH信道的扩频码 • 信道化码 • DPCCH 信道化码chc = Cch,256,0. • 当只有一个DPDCH信道时，DPDCH1采用信道化码chd,1 =Cch,SF,k，其中SF 为DPDCH1扩频因子，且k= SF / 4；当多于一个DPDCH 时，所有DPDCH均采用扩频因子SF=4；DPDCHn采用信道化码chd,n = Cch,4,k , 其中如果n  {1, 2}, k = 1； 如果n  {3, 4}, k = 3；如果n  {5, 6}，k = 2 • HS-DPCCH信道化码 • 扰码: • 长、短扰码各2^24＝16777216个，由RNC指配给UE • 长扰码：Sdpch,n(i) = Clong,n(i), i = 0, 1, …, 38399；其中i为一帧中码片编号 • 短扰码：Sdpch,n(i) = Cshort,n(i), i = 0, 1, …, 38399;适用于多用户检测技术，简化接收机实现

  49. 上行DPCCH/DPDCH信道相对增益 • 扩频后的DPCCH和DPDCH实值信号经Gc和Gd权重处理 • Gc和Gd通过高层信令指配或UE自行计算得到 • Gc和Gd分别由4比特表示 • 任意时刻Gc或Gd其中之一为1

  50. 上行DPCCH/DPDCH 帧结构 2560 Chips, 10x2k bits k=0..6 Data 专用物理数据信道(DPDCH) PILOT TFCI FBI TPC 专用物理控制信道(DPCCH) Slot 0 Slot 2 Slot i Slot 14 10 ms Frame 1 Frame 2 Frame i Frame 72 一个超帧 = 720 ms DPCCH: 15 kbps数据速率，每时隙10比特 PILOT: 固定模式 (3, 4, 5, 6, 7, or 8 bits每个DPCCH时隙，包含帧同步字FSW) TFCI: 发送格式组合指示 (0, 2, 3, or 4 bits) FBI: 闭环发送分集反馈指示 (0, 1, or 2 bits) TPC: 发送功率控制 (1 or 2 bits); 功率调整步长由RNC广播

More Related