WCDMA物理层信道专题讲座PPT.ppt
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1、1,WCDMA物理层信道,UT斯达康公司3G产品管理与市场部,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,3,25.101UE Radio Transmission and Reception(FDD)25.104UTRA(BS)FDD Radio Transmission and Reception25.211Physical channels and mapping of transport channels onto physical channels(FDD)25.212Multiplexing and channel coding(FDD)25.213Spreadi
2、ng and modulation(FDD)25.302Service provided by the physical layer25.331Radio Resource Control(RRC)protocol25.108Common test environment for user equipment(UE)conformance test,3GPP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1,RLC,DC,Nt,GC,层2/RLC,MAC子层,RLC,RLC,RL,C,RLC,RLC,RLC,RLC,重复防止机制,Uu接口边界,BMC,层2
3、/BMC,控制CPDCP,PDCP,PDCP,层2/PDCP,DC,Nt,GC,RRC,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),控制CPHY,控制CRLC,控
4、制CBMC,逻辑信道,传输信道,无线承载,RLC子层,控制CMAC,5,基站Node B,用户终端UE,WCDMA空口物理信道,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
5、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,9,WCDMA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,N,BC
6、H,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,TFCI,SSC,i,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/P,S/
7、P,S/P,S/P,S/P,S/P,S/P,下行扰码,I+jQ,I/Q调制,Q,I,C,ch,C,ch,C,C,ch,C,ch,C,ch 256,1,C,ch 256,0,S,G,S,PSC,G,P,S,同步码(*),S,基带滤波,基带滤波,Gain,Gain,Gain,Gain,Gain,Gain,Gain,SCH 同步信道,DTCH,专用业务信道,1,DCH,专用信道,复用,复用,CCTrCH,DCH,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,n,S/P,C,Gain,ch16,n,10,下行链路发送分集应用,11,OVSF生成树,OVSF
8、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+X18 y=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,P-CCPCH,P-CPICH,PICH,AICH,HS-SC
9、CH,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,nSF/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=10 mSec,1 时隙=2560 码片=10 符号=20 bits=666.667 uSec,公共导频信道(CPICH),6,5,7,8,9,10,11,12,13,14,4,3,2,1,0,15,主/辅公共导频
10、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
11、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-CPICH,16,用户数据发送,下行专用信道(DPCH)功能描述,DPCCH,数据格式、上行功控等信息,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,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
12、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=0.666 mSec=2560 码片=10 x
13、 2k bits,k=0.7,Data 2,TFCI,Data 1,TPC,Pilot,主DPCCH/DPDCH,附加DPCCH/DPDCH,附加DPCCH/DPDCH,Data 3,Data 4,Data N-1,Data N,21,DPCH OffsetDOFF,DPCH1,DPCH2,DPCH3,DPCH1,DPCH2,DPCH3,DOFF=1,DOFF=2,无专用物理信道偏移,有专用物理信道偏移,22,下行物理链路相位参考,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,与同步信道SCH时间复用,前256码片用于发送主/辅同步信道(
14、P-SCH和S-SCH)固定速率30 kbps,SF=Cch,256,11/2卷积编码,CRC16 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,Broadcast Data(18 bits),SSCi,6,1 帧=15 时隙=10 mSec,2304 Chips,256 Chips,SCH,BCH/P-CCPCH,PSC,5,7,8,9,10,11,12,13,14,4,3,2,1,0,24,辅助公共控制物理信道(S-CCPCH)帧结构,单小区最多16个S-CCPCH信道辅助公共控制物理信
15、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,扩频因子=256 to 41 Slot=0.666 mSec=2560 码片=20 2k data bits;k=0.6,1 帧=15 时隙=10 mSec,20 to 1256 bits,0,2,or 8 bits,数据,TFCI or DTX,导频,0,8,or 16 bits,6,5,7,8,9,10,11,12,13,14,4,3,2,1,0,25,辅助公共
16、控制物理信道(S-CCPCH)时隙格式,26,同步信道(SCH)传输结构,主同步信道P-SCH,辅同步信道S-SCH,256 chips,2560 chips,10 ms 同步信道无线帧,ac,s,i,0,ac,p,ac,s,i,1,ac,p,ac,s,i,14,ac,p,Slot#0,Slot#1,Slot#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=
17、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=Cpsc=(1+j)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,16z=,其中b=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(i)表示为Hadamard序列 H8的第m个,其中m=16*(k-1),28,辅同步码SSC,一个
18、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;,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,14,15,1 帧=15 时隙=10 mSec,SSCi,SSC1,SSC15,29,寻呼指示信道(PICH)帧结构,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=76
19、80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,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=+1 ACK;AI=-1 NAK;AI=0 无信息实值符号,捕获指示信道(AICH)帧结构,31,捕获指示(AICH)签字模式,32,高速共享控制信道(HS-SCCH)帧结构
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