WCDMA无线接口关键技术-信道结构及映射关系.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,华为机密，未经许可不得扩散,*,WCDMA,无线接口,1,华为机密，未经许可不得扩散,前言,物理层处于无线接口协议模型的最底层，它提供物理介质中比特流传输所需要的所有功能；,物理层通过,MAC,子层的传输信道实现向上层提供数据传输服务；,物理层的主要功能包括：信道编解码，扩频调制和解扩解调，闭环功率控制等等。,2,华为机密，未经许可不得扩散,课程目标,了解,WCDMA,无线接口的协议结构；,掌握,WCDMA,物理层的关键技术；,了解,WCDMA,物理层过程。,学习完本课程，您将能够：,3,华为机密，未经许可不得扩散,课程内容,T,第一章 概述,第二章,WCDMA,无线接口协议,第三章 物理信道及信道映射,第四章,WCDMA,物理层处理过程,第五章,WCDMA,物理层过程,4,华为机密，未经许可不得扩散,UTRAN,协议结构,5,华为机密，未经许可不得扩散,无线接口协议结构,6,华为机密，未经许可不得扩散,MAC,层（层,2,）,物理信道,扩频调制,传输信道,物理信道,结构,扩频调制,编码和复用,映射到物理层,解复用解码,映射到,MAC,层,解调解扩,物理层技术实现,7,华为机密，未经许可不得扩散,在,WCDMA,系统的无线接口中，从不同协议层次上讲，承载用户各种业务的信道被分为以下三类：,逻辑信道,：直接承载用户业务；根据承载的是控制平面业务还是用户平面业务分为两大类，即控制信道和业务信道。,传输信道,：无线接口层二和物理层的接口，是物理层对,MAC,层提供的服务；根据传输的是针对一个用户的专用信息还是针对所有用户的公共信息而分为专用信道和公共信道两大类。,物理信道,：各种信息在无线接口传输时的最终体现形式，每一种使用特定的载波频率、码（扩频码和扰码）以及载波相对相位（,0,或,/2,）的信道都可以理解为一类特定的信道。,信道概念,8,华为机密，未经许可不得扩散,物理信道可以由某一载波频率、码（信道码和扰码）、相位确定。,在采用扰码与扩频码的信道里，扰码或扩频码任何一种不同，都可以确定为不同的信道。,多数信道是由无线帧和时隙组成，每一无线帧包括,15,个时隙。,物理信道分为上行物理信道和下行物理信道。,频率、码、相位,物理信道,物理信道,9,华为机密，未经许可不得扩散,扩频包括两个操作：,信道化（,channelization,）,操作，它使数据符号变为码片，并增加了信号带宽，每符号的码片数称为扩频因子（,SF,），,可以通过与,OVSF,相乘得到,扰码操作，它作用在扩频信号上,数据,比特,OVSF,码,扰码,扩频后,码片,扩频技术,10,华为机密，未经许可不得扩散,信道码使用,OVSF,码,定义：,Cch,SF,k,描述信道码，,SF,为扩频因子，,k,为码号,0 k504,分成等长的多段编码块,Turbo,码,:,如果,TBS SIZE5114,分成等长的多段编码块,不编码,:,不用分段,如果分段不能均分,在第一个码块的开始位置填充,0,比特,如果,Turbo,编码的码块长度,10ms,的,TrCH,上行无线帧分段前,由无线帧均衡保证了数据长度是,TTI,内无线帧数,Fi,的整数倍数,下行无线帧分段前,由速率匹配算法保证了数据长度是,TTI,内无线帧数,Fi,的整数倍数,无线帧分段,73,华为机密，未经许可不得扩散,复用以无线帧,(10ms),为单位,复用的输入为,TrCH,数据,复用后形成,CCTrCH,CCTrCH,的格式由,TFCI,指示,复用前的各,TrCH,可以有不同的,TTI,CCTrCH,有两种类型,:,公共类型和专用类型,公共类型,CCTrCH,只能由公共,TrCH,复用而得,;,专用类型,CCTrCH,只能由专用,TrCH,复用形成,对一个用户而言,上行同时只能存在一个,CCTrCH,;,下行可有多个,同一个,CCTrCH,的不同无线帧由,CFN,来区分,TrCH,的复用,74,华为机密，未经许可不得扩散,当不止使用一个物理信道时,一个,CCTrCH,无线帧分成几个物理帧,多码传输，多码传输的各个物理信道,SF,一定相同,上行物理信道的,DPCCH,和,DPDCH,是码复用的,下行物理信道的,DPCCH,和,DPDCH,是时分复用的,上行物理信道一定是全填充的,除了压缩模式,下行物理信道的,DTX,是不发送的,上行只有一个,DPCCH,因此上行的,TPC,流可能控制下行的多个,DPDCH,这些,DPDCH,可能属于一个,CCTrCH,也可能属于不同的,CCTrCH,.,下行也只有一个,DPCCH,尽管可能有多个,CCTrCH,这时,DPCCH,在最小,SF,的,CCTrCH,的物理信道上传输,.,这样,TPC,流和,TFCI,字都只有一个,.,物理信道分段与映射,75,华为机密，未经许可不得扩散,10,、,20,、,40 or 80ms,data,data,data,TrCH-i,data,CRC,data,CRC,data,CRC,data,CRC,data,CRC,data,CRC,d a t a,CBL,CBL,CBL,0,、,8,、,16 or 24bits,块长,Z,512,K,tail,，,卷积码,5120,K,tail,，,Turbo,码,CedBL,CedBL,CedBL,Coded data,卷积码 或,Turbo,码,Rate matched data,Rate matched data,DTX,or,or,Data before 1,st,interleaving,Data after 1,st,interleaved,交织器列数：,1,、,2,、,4,或,8,无线帧,无线帧,无线帧,无线帧数目：,1,、,2,、,4,或,8,TrCH-1,TrCH-2,TrCH,-I,CCTrCH,TrCH-1,TrCH-2,TrCH,-I,DTX,CCTrCH,Ph-1,Ph-2,Ph-,P,10ms,时间内,10ms,时间内,Ph-1,Ph-2,Ph-,P,TPC,TFCI,pilot,扩频、加扰,扩频、加扰,扩频、加扰,TrCH-i+1,data1,data2,TPC,TFCI,pilot,data1,data2,TPC,TFCI,pilot,data1,data2,扩频前物理信道的形成流程,76,华为机密，未经许可不得扩散,每个传输信道上可传送不同业务数据，多个传输信道复用为一个码组合信道,CCTrCH,，,所以,WCDMA,支持多个业务共用一个物理连接。,CCTrCH,的形成：,业务数据加,CRC,校验码；,信道纠错编码：根据业务类型选择卷积编码或,Turbo,编码；,速率匹配；,交织；,多个传输信道复用为,CCTrCH,CCTrCH,映射到物理信道的数据部分,物理层填加物理层信号,TFCI,、,TPC,和,Pilot,，,形成完整物理信道，而后进行扩频加扰，最后在无线接口上发送。,扩频前物理信道的形成流程,77,华为机密，未经许可不得扩散,编码与复用例子,78,华为机密，未经许可不得扩散,下行链路,12.2kb/s AMR,语音编码,79,华为机密，未经许可不得扩散,DCH,控制数据编码,(3.4kb/s),80,华为机密，未经许可不得扩散,AMR,语音与控制数据复用,81,华为机密，未经许可不得扩散,WCDMA,物理层处理过程,编码与复用技术,扩频技术,调制技术,82,华为机密，未经许可不得扩散,DPCCH/DPDCH,扩频,可以同时传输,1,个,DPCCH,和,0,到,6,个的,DPDCH,扰码可以为长扰码或短扰码,比重因子,c,和,d,至少有一个为,1,扰码的边界和无线帧边界一致,上行扩频,83,华为机密，未经许可不得扩散,DPCCH/DPDCH,扩频,84,华为机密，未经许可不得扩散,message,部分如下图，比重因子取值与,DPDCH/DPCCH,相同,PRACH,扩频,85,华为机密，未经许可不得扩散,message,部分如下图，比重因子也如,DPCCH/DPDCH,部分,PCPCH,扩频,86,华为机密，未经许可不得扩散,上行,DPCCH/DPDCH,信道码配置,DPCCH,固定为,Cc=Cch,256,0.,当只有一个,DPDCH,时，,Cd,1=,Cch,SF,k,，,k=SF/4,当有多个,DPDCH,传输时，所有的,DPDCH,的扩频因子为,4,，,DPDCHn,由,cd,n,=Cch,4,k,扩频，当,n,为,1,，,2,，时,k=1,；,n,为,3,，,4,时，,k=3,；当,n,为,5,，,6,时，,k=2,PRACH message,部分信道码配置,控制部分固定,256,扩频，扩频码为,cc=Cch,256,m,，,其中,m=16(s-1)+15,；（,s,为,preamble,的,signature,号，,1=s=16,）,数据部分可以,32,到,256,扩频，扩频码为,Cd,=,Cch,SF,m,，,其中,SF,为,data part,的扩频因子且,m=SF*(s-1)/16,PCPCH,信道码配置,message,部分的控制部分同,PRACH,的控制部分,message,部分的数据部分的扩频因子可以为,4,到,256,PCPCH,功率控制,preamble,的扩频码和控制部分是一样的,上行信道码配置,87,华为机密，未经许可不得扩散,上行,DPCCH/DPDCH,扰码配置,当使用长扰码时，,Slong,n(i,)=,Clong,n(i,),i=0,1,38399,当使用短扰码时，,Sshort,n(i,)=,Cshort,n(i,),i=0,1,38399,PRACH message,部分扰码,PRACH message,部分扰码为,10ms,长度，与,preamble,部分扰码是一一对应的，并为上层决定,固定采用长扰码，为,Sr-msg,n(i,)=,Clong,n(i,+4096),i=0,1,38399,PCPCH,扰码,信息部分扰码,10ms,长度，由小区决定，并且与,signature,和,access preamble,的接入子信道一一对应,可以使用长扰码和短扰码,上行扰码配置,88,华为机密，未经许可不得扩散,除,SCH,外的其他下行物理信道，经串并变换后，用同一扩频码扩频，然后进行复扰码操作,扰码的起始码片与,P-CCPCH,的帧边界同步,每个信道都有不同的加权因子,下行链路扩频,89,华为机密，未经许可不得扩散,下行链路扩频,90,华为机密，未经许可不得扩散,下行信道码也使用,OVSF,码,主,CPICH,固定使用,Cch,256,0,信道码,主,CCPCH,固定使用,Cch,256,1,信道码,其他物理信道由,UTRAN,确定,下行信道码配置,91,华为机密，未经许可不得扩散,WCDMA,物理层处理过程,编码与复用技术,扩频技术,调制技术,92,华为机密，未经许可不得扩散,调制的码片数率为,3.84Mbps,上行调制,93,华为机密，未经许可不得扩散,码片速率为,3.84Mbps,下行链路调制,94,华为机密，未经许可不得扩散,本章小结,本章主要介绍了：,各种物理信道的结构与功能,传输信道到物理信道的映射过程,扩频技术的实现,调制技术的实现,95,华为机密，未经许可不得扩散,课程内容,T,第一章 概述,第二章,WCDMA,无线接口协议,第三章,WCDMA,物理信道结构及功能,第四章,WCDMA,物理层处理过程,第五章,WCDMA,物理层过程,96,华为机密，未经许可不得扩散,时隙同步,帧同步和码组识别,扰码识别,UE,使用,SCH,的主同步码,PSC,去获得该小区的时隙同步,UE,使用,SCH,的辅助同步码,SSC,去找到帧同步，并对第一步中找到的小区的码组进行识别。,UE,通过,CPICH,对码组进行相关确定小区主扰码，然后检测,PCCPCH,，,UE,读取,BCH,信息。,同步过程,小区搜索,97,华为机密，未经许可不得扩散,公共信道同步,下面物理信道有相同的帧定时：,SCH(,基本和辅助,),CPICH(,基本和辅助,),P-CCPCH,PDSCH,小区搜索过程中得到,P-CCPCH,的无线帧定时（发射小区,SFN,，作为其它物理信道的定时基准）,同步过程,公共信道同步,98,华为机密，未经许可不得扩散,同步过程,公共信道定时关系,99,华为机密，未经许可不得扩散,RACH,接入流程,随机接入过程,-RACH,100,华为机密，未经许可不得扩散,物理随机接入过程,1,、为规定的,ASC,随机选择一个,RACH,子信道组中；,2,、从选择的,RACH,子信道组中导出可用上行接入时隙；,3,、为规定的,ASC,随机选择一个可用的,Signature,标识；,4,、设置前缀重传计数,Preamble_Retrans_Max,；,5,、设置前缀传输功率,Preamble_Initial_Power,；,6,、利用选择的上行接入时隙、识别,Signature,标识、前缀传输功率参数传送一个前缀；,随机接入过程,-RACH,101,华为机密，未经许可不得扩散,7,、在对应的下行链路接入时隙中，检测捕获指示。如果没有检测到与选择的,Signature,标识对应的捕获指示，则：,a,：,选择一个新的上行链路接入时隙作为下一个可用的接入时隙；,b,、,选择一个新的,Signature,标识；,c,、,增加前缀传输功率；,d,、,前缀重传计数减,1,，如果前缀重传计数大于,0,，则重复步骤,6,，否则退出物理层随机接入过程,随机接入过程,-RACH,102,华为机密，未经许可不得扩散,8,、如果检测到与选择的,Signature,标识相关的捕获指示为否定值，退出物理层随机接入过程；,9,、如果检测到与选择的识别,Signature,标识相关的捕获指示为肯定值，则在,AICH,对应上次前缀发射后,3,或,4,个上行接入时隙发射接入消息。,10,、结束物理层随机接入过程。,随机接入过程,-RACH,103,华为机密，未经许可不得扩散,各种下行物理信道采用的发射分集模式,发射分集模式,104,华为机密，未经许可不得扩散,基于空间时间块编码的发射天线分集,(STTD,）,4,个连续的比特,b0,b1,b2,b3,用,STTD,编码。,发射分集,STTD,105,华为机密，未经许可不得扩散,时间切换的发射分集,(TSTD),仅用于,SCH,发射分集,TSTD,106,华为机密，未经许可不得扩散,发射机结构如图,发射分集闭环模式,107,华为机密，未经许可不得扩散,闭环模式发射分集,用于,DPCH,和,PDSCH,；,闭环模式发射分集的信道编码、交织和扩频与非分集模式相同，扩频后的复信号送到两个,TX,天线，并被加权因子,w1,和,w2,加权；,加权因子由,UE,决定，并利用上行,DPCCH,的,FBI,字段的,D,段比特通知,UTRAN,；,闭环模式发射分集关键是加权因子的计算，按加权因子计算方法不同分为两种模式：,模式,1,采用相位调整量；两个天线发射,DPCCH,的专用导频符号不同,(,正交,),；,模式,2,采用相位,/,幅度调整量；两个天线发射,DPCCH,的专用导频符号相同,发射分集闭环模式,108,华为机密，未经许可不得扩散,反馈信息的确定,UE,利用,CPICH,估计来自每个天线的信道。在每一个时隙，,UE,计算相位调整量，在模式,2,还要计算幅度调整量，这些调整量用于,UTRAN,控制,UE,的接收功率达到最大；,UE,向,UTRAN,反馈相位,/,功率设置信息，反馈通知信息,(FSM),比特利用分配给闭环模式发射分集的上行,DPCCH,中的,FBI,的,D,区域发送；,UTRAN,在下行,DPCCH,导频区域开始处进行相位和幅度调整；,发射分集闭环模式,109,华为机密，未经许可不得扩散,本章小结,本章主要介绍了一些主要的物理层过程：,小区搜索过程,同步过程,随机接入过程,发射分集,110,华为机密，未经许可不得扩散,课程总结,本课程主要介绍了,WCDMA,物理层的一些相关知识。包括物理层的相关概念，物理层的关键技术，以及一些主要的物理层过程。,通过对物理层的学习，使大家对,Uu,接口物理承载的相关知识有了基本的理解，为后续更深入地学习打下基础。,111,华为机密，未经许可不得扩散,112,华为机密，未经许可不得扩散,