3-WCDMA无线信道结构(4)

2020-04-17 04:12

WR_BT03_C1_0 WCDMA信道结构

一次,系统中每个小区的PSC是相同的。辅助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。在辅助SCH上的序列表示小区的下行码属于哪个码组。

物理下行共享信道PDSCH用于传送下行共享信道(DSCH),一个PDSCH对应于一个PDSCH根信道码或下面的一个信道码。PDSCH的分配是一个无线帧内,基于一个单独的UE。在一个无线帧内,UTRAN可以在相同的PDSCH根信道码下,基于码复用,给不同的UEs分配不同的PDSCHs。在同一个无线帧中,具有相同扩频因子的多个并行的PDSCHs,可以被分配给一个单独的UE。在相同的PDSCH根信道码下的所有PDSCHs都是帧同步的。在不同的无线帧,每一个PDSCH总是与一个下行DPCH随路。PDSCH与随路的DPCH并不需要有相同的扩频因子,也不需要帧对齐。在随路的DPCH的DPCCH部分发射所有与L1相关的控制信息,集PDSCH不携带任何L1信息。为了告知UE,在DSCH上有数据需要解码,将使用两种可能的信令方法,或者使用TFCI字段,或使用在随路的DPCH上携带的高层信令。使用基于TFCI的信令方法时,TFCI除了告知UE,PDSCH的信道码外,还告知UE与PDSCH相关的瞬时传输格式参数。对PDSCH来说,允许的扩频因子的范围为256到4。

RACH接入捕获指示信道AICH:捕获指示信道(AICH)时一个用于传输捕获指示(AI)的物理信道。捕获指示Ais对应于PRACH上的特征码。

AICH的结构由重复的15个连续的接入时隙(AS)的序列组成,每个长为5120chips。每个接入时隙由两部分组成,一个时接入指示(AI)部分,由32个实数值符号a0,…..a31组成,后面时持续1024比特的空闲部分,AICH信道化的扩频因子时256,AICH的相位参考时基本CPICH。

CPCH接入前缀捕获指示信道(AP-AICH)时一个固定速率(SF=256)的用来传送CPCH的AP捕获指示(API)的物理信道。AP捕获指示API对应于UE发射的AP特征码S。AP-AICH和AICH可以使用相同的或不同的信道码。AP-AICH的相位参考时基本CPICH,AP-AICH用一个长为4096chips的部分来发射AP捕获指示(API),后面1024chips为空闲部分。

CPCH冲突检测/信道分配指示信道(CD/CD-ICH):冲突检测信道分配指示信道(CD/CD-ICH)时一个固定速率(SF=256)的物理信道。当CA不活跃时,用来传送CD指示(CDI),或当CA活跃时,用来同时传送CD/CA指示(CDI/CAI)。CD/CA-ICH和AP-AICH可以使用相同的或不同的信道码。CD/CA-ICH用一个长

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为4096chips的部分来发射CDI/CAI,后面时一个长为1024chips的空闲部分。时隙的这个空闲部分时为CSICH或其他物理信道将来可能会使用而保留的。 寻呼指示信道(PICH)时一个固定速率(SF-256)的物理信道用于传输寻呼指示(PI),PICH总是与一个S-CCPCH随路,S-CCPCH为一个PCH传输信道的映射。 PICH的帧结构长为10ms,包括300个比特(b0,b1,….b299)。其中,288个比特(b0,b1,….b287)用于传输寻呼指示。余下的12个比特未用。这部分时为将来可能的使用而保留的。N寻呼指示{PI0,….,PIN-1}是在每个PICH帧内进行传输的,其中N=18,36,72or144。高层为特定的UE而计算的PI,映射到某个寻呼指示PIp,p是按照一个函数式计算的,此函数式是由高层计算的PI,PICH无线帧开始时P-CCPCH无线帧的SFN,每帧内寻呼指示的个数(N)构成的:

从{PI0,….,PIN-1}到PICH比特{b0,…..b287}的映射。如果在一个特定帧内的一个寻呼指示为“1”,它表示与此寻呼指示相关的UEs将读取相关联的S-CCPCH的对应帧。

CPCH状态指示信道(CSICH):CPCH状态指示信道(CSICH)时一个用于传送CPCH状态信息的固定速率(SF=256)的物理信道。CSICH总是和一个用于发射CPCH AP-AICH的物理信道相关联,并和此信道使用相同的信道码和扰码。CSICH帧由15个连续的接入时隙(AS)组成,每个AS长度为40比特。每个接入时隙由两部分组成,一部分是长为4096chips的空闲时刻,另一部分是由8比特b8i,….b8i+7组成的状态指示(SI),其中I是接入时隙号。CSICH使用的调制与PICH相同。在每个CSICH帧内发射N个状态指示{SI0,…SIN-1}、在CSICH帧内所有的接入时隙都应发射状态指示,甚至当一些特征码和或接入时隙是由CPCH和RACH共享的。

1.1.4 信道映射

信道映射分为逻辑信道<=>传输信道的映射和传输信道<=>物理信道的映射。

1.1.4.1 逻辑信道——传输信道的映射

逻辑信道和传输信道之间的映射关系如图错误!未找到引用源。-10所示。

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WR_BT03_C1_0 WCDMA信道结构

上行链路CCCH逻辑信道DCCHDTCHPCCHBCCH下行链路CCCHCTCHDCCHDTCH传输信道RACHCPCHDCHPCHBCHFACHDSCHDCH

图错误!未找到引用源。-10 逻辑信道<=>传输信道的映射

1.1.4.2 传输信道——物理信道

传输信道<=>物理信道的映射如图错误!未找到引用源。-11所示。

传输信道DCH物理信道专用物理数据信道DPDCH专用物理控制信道DPCCHRACHFACHPCHBCHDSCHCPCH主公共控制物理信道P-CCPCH下行物理共享信道PDSCH物理公共分组信道PCPCH同步信道SCH捕获指示信道AICH接入前缀捕获指示信道AP-AICH寻呼指示信道PICHCPCH状态指示信道CSICH图错误!未找到引用源。-11 传输信道<=>物理信道的映射

物理随机接入信道PRACH辅公共控制物理信道S-CCPCH

物理信道除了有对应的传输信道之外,还有只与物理层过程有关的信道。同步信道SCH、公共导频信道CPICH和捕获指示信道AICH对高层来说不是直接可见的,但从系统功能的观点来说,这些信道是必需的,每个基站都要发送这些信道。如果使用CPCH,还需要CSICH和CAICH两个信道。

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1.2 初始接入过程

1.2.1 小区搜索过程

通常,终端在事先不知道小区任何信息的情况下搜索小区,需要经过时隙同步、帧同步、捕获主扰码三个步骤。这三个步骤涉及到四个下行物理信道:主同步信道(P-SCH)、从同步信道(S-SCH)、主公共导频信道(P-CPICH)、主公共控制物理信道(P-CCPCH)。在小区搜索过程中,UE搜索到一个小区并确定该小区的下行扰码和其公共信道的帧同步。 1. 时隙同步

一个无线帧为10ms,38400码片,又分为15各时隙。第一步的目的就是要获取各时隙的边界,从而与各物理信道实现时隙同步,这一步是通过捕获主同步信道来实现的。

UE使用SCH的基本同步码去获得该小区的时隙同步。典型的是使用一个匹配滤波器(或任何类似设备)来匹配对所有小区都为公共的基本同步码。小区的时隙定时可由检测匹配滤波器输出的波峰值得到。

主同步信道不属于码信道,没有经过扩频和加扰处理。主同步信道在每个时隙的起始处重复发送主同步码,为256码片,占整个时隙的1/10。所有小区的主同步码相同,而且终端预先知道其码片序列,因此只需要用一个性能较好的匹配滤波器就可以检测、捕获到该主同步码,从而确定各物理信道的时隙边界。 2. 帧同步和码组识别

这一步是通过捕获从同步信道来实现的,UE使用SCH的辅助同步码去找到帧同步,并对第一步中找到的小区的码组进行识别。

从同步信道也不属于码信道,没有经过扩频和加扰处理。从同步信道上发送从同步码,从同步码也是256个码片,在每个时隙的开始处与主同步码一起发送,每个时隙使用一个从同步码。

所不同的是,从同步码总共有16个不同的码片序列,这些从同步码又被编排成64个不同的组合,每个组合为15个从同步码字长,用于一个无线帧,需要注意的是,在某一组合中同一从同步码可能出现若干次,而每个组合对应于一组主扰码。由于序列的周期移位是唯一的,因此码组与帧同步一样,可以被确定下来。

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我们知道,下行扰码是由长度为18位的移位寄存器生成的PN序列,因此总共有2

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-1个,常用的有8192个,又分为主扰码和从扰码,其中主扰码

有512个,分为64组,每组8个。因此,在第二步实现物理信道的帧同步的同时,终端可以获悉该小区的无线帧中使用的从同步码字组合,从而可以确定该小区使用的主扰码所属的组别。 3. 扰码识别

有了前两步的基础,并且知道主公共导频信道的信道化码为Cch 256 0,终端即能够同步到主公共导频信道的无线帧。主公共导频信道是一个码信道,在整个小区内广播,每个小区有且仅有一个主公共导频信道。该信道在发射前需要经过扩频和加扰。在扩频前,该信道发送4个符号“1”,即“1111”。经过扩频,该信道发送256个符号“1”。再用一个主扰码进行加扰,最后在该信道的每一帧上发射的就是38400码片的主扰码。

而第二步已经确定该主扰码所属的组号,因此,只需要定位到该主扰码组,然后从8个主扰码中找到与本小区匹配的主扰码。基本扰码是通过在CPICH上对识别的码组内的所有的码按符号相关而得到的。

在基本扰码被识别后,就可以用主扰码解码主公共控制物理信道,从而解调出系统下发的广播消息,系统和小区特定的BCH信息也就可以读取出来了。

1.2.2 初始接入过程

随机接入初始化前,L1将从RRC层接收如下信息:前缀的扰码、参数AICH_Transmission_Timing(0或1)、接入业务种类(ASC)、可用的特征码、RACH子信道集、功率倾斜因子Power_Ramp_Step(大于0的整数)、参数Preamble_Retrans_Max(大于0的整数)、前缀的初始功率Preamble_Initial_Power、上次发射的前缀和随机接入消息控制部分之间的频率偏移DPp-m(=Pmessage-control-Ppreamle)、传送格式参数集。

随机接入初始化阶段,L1将从MAC层接收信息:用于PRACH消息部分的传送格式、PRACH传输的ASC、发射的数据(传送数据块的集合),然后进行以下步骤:

1. 在选择的RACH子信道组中到处可用上行接入时隙,如果在被选择的集合

中没有接入时隙可用,则在下一个接入时隙集合中随机选择一个与RACH子信道组相关的上行接入时隙。

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