8.4WCDMA的信道结构
WCDMA物理层介绍

GC
Nt DC
U -p la n e in fo rm a tio n
RRC
c o n tro l
PD C P PD C P
BM C
RLC
RLC RLC
RLC
RLC
RLC RLC
RLC
M AC PH Y
U uS b o und ary
L3
R a d io B earers
L 2 /P D C P
L 2 /B M C
L 2 /R L C
L o g ic a l C h a n n e ls
L 2 /M A C
T ransp o rt C h a n n e ls
L1
2020/8/1
各协议之间的关系
上上M层A层C数层数数据据据 ···
信道编码 与复用
帧形成
信道结构与 信道映射
扩频与 调制
无线帧
物理层 过程
物理层 测量
TPC NTPC bits
Slot #0 Slot #1
2020/8/1
Slot #i 1 radio frame: Tf = 10 ms
Slot #14
物理随机接入信道(PRACH)
Preamble 4096 chips Preamble 4096 chips Data
Control
Preamble
2020/8/1
传输信道到物理信道的映射
专用信道(CPCH)
随机接入信道(RACH) 公共分组信道(CPCH)
广播信道(BCH) 寻呼信道(PCH) 前向接入信道(FACH) 下行共享信道(DSCH)
专用物理数据信道(DPDCH) 专用物理控制信道(DPCCH) 物理随机接入信道(PRACH) 物理公共分组信道(PCPCH) 公用导频信道(CPICH) 同步信道(SCH) 主公共控制物理信道(P-CCPCH) 辅助公共控制物理信道(S-CCPCH) 寻呼指示信道(PICH) 物理下行共享信道(PDSCH) 捕获指示信道(AICH) 接入前缀捕获指示信道(AP-AICH) CPCH状态信道(CSICH) 碰撞检测/信道指配指示信道(CD/CA-ICH)
第八章 CDMA移动通信系统(一)

功率控制的原则是:当信道的传播条件突然改善时, 功率控制的原则 功率控制应作出快速反应(例如在几微秒时间内),以防 止信号突然增强而对其它用户产生附加干扰;相反,当 传播条件突然变坏时,功率调整的速度可以相对慢一些。 也就是说,宁愿单个用户的信号质量短时间恶化,也要 宁愿单个用户的信号质量短时间恶化, 宁愿单个用户的信号质量短时间恶化 防止许多用户都增大背景干扰。 防止许多用户都增大背景干扰。
(2) 正向功率控制。 正向功率控制也称下行链路功 率控制。其要求是调整基站向移动台发射的功率,使 任一移动台无论处于小区中的任何位置上, 任一移动台无论处于小区中的任何位置上, 收到基站 的信号电平都刚刚达到信干比所要求的门限值。 的信号电平都刚刚达到信干比所要求的门限值。 作到 这一点,可以避免基站向距离近的移动台辐射过大的 信号功率,也可以防止或减少由于移动台进入传播条 件恶劣或背景干扰过强的地区而发生误码率增大或通 信质量下降的现象。
(a)
(b)
图 8-1 CDMA蜂窝系统的多址干扰
2. CDMA蜂窝通信系统的功率控制 蜂窝通信系统的功率控制
功率控制技术是CDMA系统的核心技术。CDMA系统是 一个自扰系统,所有移动用户都占用相同的带宽和频率 占用相同的带宽和频率,在 占用相同的带宽和频率 CDMA系统中,不同用户发射的信号由于距基站的距离不同, 到达时的功率也不同。距离近的信号功率大,距离远的功率 小,相互形成干扰,这种现象称为“远近效应” 。CDMA系 “远近效应” 统要求所有用户到达基站接收机信号的平均功率要相等才能 正常解扩,功率控制就是为解决这一问题。它调整各个用户 发射机的功率,使其到达基站接收机的平均功率相等。功率 控制分为前向功率控制和反向功率控制,功率控制的原理有 两种类型:开环控制与闭环控制。
WCDMA基础原理

理 3 WCDMA空中接口信道 4 WCDMA关键技术介绍
WCDMA网络结构和频率
WCDMA网络结构和频率
频率分配
WCDMA网络结构和频率
频率分配
上行频率
频点 1 3 5 7 9 11
频率号 9612 9662 9712 9762 9812 9862
WCDMA无线技术原理
1)码分多址技术
CDMA宽带扩频技术
P(f)
扩频码
P(f)
窄带信号 f
宽带信号 f
P(f)
f 噪声
低通滤波分离信号与噪声 P(f)
积分合并
噪声+宽带信号 P(f)
f
扩频码
f
WCDMA无线技术原理
2)信道化码(OVSF)
每个码字长度是2的整数次幂 SF2k 上行K=2-8;下行K=2-9
频分多址 Frequency Division ultiple Access
频率
每一个用户的频率互不相同 (每一个用户一个语音信道) 所有用户发射机可以同时工作
AMPS, NMT, TACS
时分多址 Time Division Multiple Access
扩频多接入 Spread Spectrum Multiple Access
WCDMA无线技术原理
2)信道化码(OVSF)
下行: 正交码用于区分从单个基站来的多个数据信道
OC1, OC2
OC3, OC4 OC5, OC6, OC7
上行: 正交码用于区分从单个手机来的多个数据信道
OC1 , OC2, OC3
OC1, OC2 OC1, OC2, OC3, OC4
WCDMA信道总结

主公共控制物理信道
P-CCPCH
MCC,MNC,cellID等
5
寻呼指示信道
PICH
PI寻呼指示
IMSI,TMSI
6
辅公共控制物理信道
S-CCPCH PRACH
OVSF,GLOD 签名序列 16种,全网唯一
7
随机接入物理信道
preamble
每种16bit,彼此正交
20ms一帧
8
捕获指示信道 随机接入物理信道
3 4
主公共导频信道
P-CPICH
全0码
每TS中20bit有用信息 帧时长10ms,速率30kbps 每TS后9/10发送 10ms一帧,不分TS 300bit,288bit表示PI 12bit系统预留 提供18,36,72,144个PI 10ms一帧 速率15-960ksps(301920ksps) 重复码,16X256=4096S
WCDMA信道及性能总结
编号 1 信道名称
主同步信道
英文缩写
P-SCH
内容
PSC码 全网唯一 非周期自相关性 SSC码16种 SSC是1615个组合中
结构
256chip组成 每TS前1/10发送 10ms一帧,15个TS 256chip组成 每TS前1/10发送 10ms一帧,15个TS
是否用到OVSF码
10
控制信道 数据信道 专用下行物理信道
11
控制信道 数据信道
AICH PRACH
实值符号 AI捕1024空chip组成 10ms一帧,15个TS
Cch256.x 由P-CCPCH分配 x=16Xs+15 y=SFXs/16
回应 preamble
9
9
WCDMA系统原理概述

探究WCDMA系统的未来发展趋势,以及可能的改进和扩展。
频带分配
探讨WCDMA系统中的频带分配方式,以及如何实现多用户之间的并行传输。
网络架构
介绍WCDMA系统的网络架构,包括基站、无线电接入网络和核心网络。
物理层和数据链路层结构
这部分将深入讨论WCDMA系统的物理层和数据链路层结构,以及它们在数据传输中起到的作用。
1
物理层结构
介绍WCDMA系统的物理层结构,包括系
3
网络优化
讲解如何进行网络优化,以提高系统的覆盖范围、容量和性能。
WCDMA系统优缺点分析
在最后一节中,我们将对WCDMA系统的优缺点进行全面分析,以帮助您更好地了解该系统的特 点和适用性。
1 优点
介绍WCDMA系统的优点,包括高速数据传输、宽广的覆盖范围和优秀的语音质量。
2 缺点
讨论WCDMA系统的缺点,如系统容量限制和复杂的设备要求。
负载均衡
讲解负载均衡技术在WCDMA系统中的应用,以提高系统的容量和性能。
覆盖和容量规划
在本节中,我们将探讨WCDMA系统的覆盖和容量规划策略,以确保系统的信号质量和可靠性。
1
覆盖规划
介绍如何进行覆盖规划,包括站址选址、天线参数和功率控制的考虑。
2
容量规划
讨论容量规划的概念和方法,以确保系统能够支持足够数量的用户并保持良好的性能。
数据链路层结构
2
统的频率、时隙分
段、编码和解码过程。
3
实时传输
讲解实时传输在WCDMA系统中的应用, 以及实时传输的特点和限制。
扩展通道和多址技术
在本节中,我们将研究WCDMA系统中的扩展通道和多址技术,以实现高效的数据传输和频谱利用。
WCDMA系统原理简介 - 通信人家园

WCDMA高级培训课件主要内容:1、UMTS的基本理论。
简述无线通信的发展历史以及他们之间的变化。
2、UMTS基本结构的介绍。
从逻辑视图介绍UMTS的功能结构,GSM及GPRS向UMTS 过渡的结构变化。
3、无线接口。
UMTS作为UTRAN网络并且是FDD方式下的空中接口特性,包括:a、WCMDA空中接口的基本原理b、UTRAN网络的总体介绍,协议模型、物理层、RLC层、MAC层的基本功能以及所对应的信道、空中接口的通信过程、调制解调方案及AMR等。
4、基本通信过程。
移动台至核心网之间的通信过程。
一、UMTS Introduction目标:1、UMTS是什么?2、UMTS的标准由谁制定、这些标准的特点及不同标准的差异。
3、UMTS现状,各国license发布情况。
1、移动通信的基本发展过程第一代以模拟制式为代表的空中无线接口的应用主要有:NMT(北欧)、TACS(英国)、AMPS(北美)及R2000(铁路应用)等。
多种标准的存在使得彼此不兼容,不能互联互通。
第二代移动通信引入数字和调频技术,最典型的技术有:GSM(欧洲)、CDMA IS-95(北美)、D-AMPS(北美)、IS-136(北美)等。
在整个发展过程中,主要有三个分支,分别是欧洲、北美和日本的移动通信发展历程。
日本的分支由于比较独立,一般不在讨论之中。
作为欧洲第二代移动通信技术的典型代表是GSM,GSM在空中接口的主要特点:多址方式-—TDMA,采用8路时分复用的多址方式,每用户的接入是通过占用物理信道的时隙来区分。
从网络侧考虑,区分上下行链路的双工方式是FDD。
在每一个频率上使用8路时分复用,微观的占用时间片来区分多路用户的个人通信。
在通信过程中,每个用户得到的物理资源是时隙,在GSM中物理信道的定义为:物理信道(Phy channel)=频率(Frequence)+时隙号(TS number)。
由于采用电路交换方式,每用户在通信过程中,将一直占用网络分配的物理信道直至通信结束。
WCDMA综述

一概述WCDMA 技术已经成为了被广泛采纳的第三代空中接口,其规范已在3GPP(the 3rd Generation Partnership Project ,第三代移动通信伙伴计划) 中制定,3GPP是由来自欧洲、日本、韩国、美国和中国的标准化组织组成的一个联合标准化计划。
在3GPP中,WCDMA 被称作UTRA(Universal Terrestrial Radio Access ,通用地面无线接入) FDD(Frequency Division Duplex,频分双工)和UTRA TDD(Time Division Duplex,时分双工),WCDMA这个名字涵盖了FDD 和TDD两种操作模式。
二WCDMA主要参数:基站同步方式:异步带宽:5MHz码片速率:3.84Mcps帧长:10ms调制方式:上行BPSK,下行QPSK三物理层W-CDMA的物理信道分类3.1 上行物理信道上行专用物理信道帧结构如下图所示。
每帧长(radio frame)10ms,分为15个时隙(time slot),每个时隙内有2560个码片,对于一帧信号,共包含38400个码片。
其中DPDCH的扩频因子SF的范围从256到4,则DPDCH每个时隙的比特数为2560/SF。
而DPCCH的扩频因子固定为256,则DPCCH每个时隙的比特数为10。
则上行链路DPDCH和DPCCH通常具有不同的数据比特率,对应于不同的扩频因子。
图 WCDMA上行专用信道帧结构下图为专用信道的发射模型。
图 WCDMA上行专用信道扩频加扰模型其中扩频与加扰的关系为:即加扰是在扩频之后使用,因此它不改变信号的带宽,只是将来自不同的信源的信号区分开来。
因为经过信道化码扩频之后,已经达到了码片速率,所以扰码不影响符号速率。
上行链路采用的扰码序列可分为:短扰码和长扰码。
由25 阶生成器多项式生成的长扰码截短为10ms 的帧长度,包含38400 个码片,速率为3.84 M cp s 。
《WCDMA基本原理》课件

本节介绍《WCDMA基本原理》的内容,包括WCDMA的定义、技术原理、优 点和特点、网络结构、工作原理、应用领域,以及总结和展望。
1. 什么是WCDMA
WCDMA是一种广泛应用于第三代(3G)移动通信系统的无线通信技术,通过 将语音和数据传输到移动设备,实现高速、可靠的无线通信。
用户终端接收到信号后,将信号解析为原始语音和数据,用户也可以同时进 行通话和数据传输。
6. WCDMA的应用领域
移动通信
WCDMA广泛应用于移动电话、手机蜂窝网络和移动宽带通用于互联网接入、视频流媒体和移动办公等领域。
物联网
WCDMA可用于物联网设备的远程监控、数据收集和远程控制。
4. WCDMA网络结构
用户终端
用户通过WCDMA终端设备接入网 络,进行语音通话和数据传输。
基站
基站负责无线信号的接收和发送, 将用户数据传输到核心网络。
核心网络
核心网络提供用户身份认证、鉴 权、数据传输和接口与其他网络 的互连功能。
5. WCDMA系统的工作原理
WCDMA系统通过将语音和数据信号分成多个码片,利用CDMA技术实现多用 户同时传输。
7. 总结和展望
WCDMA作为一种重要的无线通信技术,在移动通信、数据传输和物联网等领 域具有广泛应用前景。
随着5G技术的发展,WCDMA将逐渐演进为更高速的通信技术,为用户提供更 快、更可靠的无线通信服务。
2 广域覆盖
WCDMA支持最高达384kbps的数据传输速率,满 足用户对高速互联网和多媒体应用的需求。
WCDMA网络覆盖范围广,能够实现无缝漫游和 全球范围的通信服务。
3 高质量通话
基于CDMA技术,WCDMA具有抗干扰能力强、 通话质量清晰的特点。
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(1)下行传输信道主要包括以下信道: 广播信道(BCH):属于公共传输信道,通过基本公共控制 信道(PCCPCH)发送,用于发送系统及小区的配置信息。 前向接入信道(FACH):属于公共传输信道,通过辅助公 共控制信道(SCCPCH)发送,用于本小区内对某已知移动 台的控制信息发送。 寻呼信道(PCH):属于公共传输信道,通过辅助公共控制 信道(SCCPCH)发送,用于向终端发起呼叫等。 共享传输信道(DSCH):属于公共传输信道,用来传送专 用用户数据或控制信息。 下行公共分组信道:属于公共传输信道,用于用户分组数据 的下行传输。 下行专用传输信道(DCH):是唯一的一种专用信道类型, 该传输信道通过下行专用数据物理信道(DPDCH)发送, 用于传输针对某移动台的数据信息或随路控制信令。
逻辑信道 PCCH BCCH CCCH CTCH DCCH DTCH 传输信道 PCH BCH FACH DCH DSCH
图8-10 下行链路映射关系图
上行链路: 逻辑信道 CCCH DCCH DTCH 传输信道 RACH DCH CPCH
图8-11 上行链路映射关系图
传输信道到物理信道的映射 它们的映射关系如图8-12所示:
物理信道 专用物理数据信道(DPDCH) 专用物理控制信道(DPCCH) 随机接入信道(RACH) 物理随机接入信道(PRACH) 公共业务信道(CPCH) 公用物理数据信道(CPDCH) 公共导频信道(CPICH) 广播信道(BCH) 主公共控制物理信道(PCCPCH) 前向接入信道(FACH) 辅公共控制物理信道(SCCPCH) 寻呼信道(PCH) 同步信道(SCH) 下行链路共享信道(DSCH) 物理下行共享信道(PDSCH)
(1)控制信道 广播控制逻辑信道(BCCH):下行链路,用 于承载系统的广播控制信息。 寻呼控制逻辑信道(PCCH):下行链路,用 于承载并发出系统的寻呼信息。 专用控制逻辑信道(DCCH):上下行链路均 有,用于UE与RNC间发送点对点的专用控制信息。 公共控制逻辑信道(CCCH):上下行链路均 有,用于网络和UE之间发送公共控制信息。
各信道间的传输关系: 各信道间的传输关系:
逻辑信道到传输信道的映射 PCCH映射到PCH BCCH映射到BCH或FACH CCCH映射到FACH和FACH CTCH映射到FACH DCCH和DTCH可以映射到RACH和FACH、RACH和DSCH、 DCH和DSCH、DCH和DCH
其映射关系如图8-10、8-11所示 下行链路:
(2)下行物理信道(TXU2)又有: 下行专用物理信道(DPCH):用于发送专用 物理控制信道DPCCH和专用物理数据信道 DPDCH。 (3)上行信道(RXUl—RXU8)又有: 随机接入信道(PRACH):用于发送MT接入信 道信息: 上行专用物理信道(DPCH):用于发送专用 物理控制信道DPCCH和专用物理数据信道 DPDCH。
3. 物理信道 物理信道是各种信息在无线接口传输死的最终体 现形式,每一种使用特定的载波频率、码以及载波相 对相位的信道都可以理解为一类特定的信道。 物理信道分为上行物理信道、下行物理信道( TXUl)和下行物理信道(TXU2)。 (1)下行物理信道(TXUl)有: 基本公共导频信道(PCPICH):用于移动台的信道估 计及码片同步。 基本同步信道(PSCH):用于移动终端(MT)的码片 定时与时隙定时的提取。 辅助同步信道(SSCH):用于MT的帧定时提取。
(2)上行传输信道主要包括以下信道: 随机接入信道(RACH):属于公共传输信道,通过 上行反向物理接入信道发送,用于传输移动台的接入信息 ,该信道还可用于发送上行分组突发信息。 上行公共分组信道(CPCH):属于公共传输信道, 它是RACH的施展,与FACH信道相对应,用于用户分组数据 的上行传输。 上行专用传输信道(DCH):是唯一的一种专用信道 类型,该传输信道通过上行专用数据物理信道(DPDCH )发送,用于传输移动台的数据信息或随路控制信令。该 信道支持快速功率控制、软切换等。
8.4 WCDMA的信道结构 WCDMA的信道结构
学习目标: 了解WCDMA的逻辑信道、传 输DMA的信道结构 WCDMA的信道结构
逻辑信道 传输信道 物理信道
WCDMA的信道分为: 逻辑信道 传输信道 物理信道 1. 逻辑信道 逻辑信道为媒体接入控制(MAC)子层与链路 接入控制(LAC)子层之间的接口信道,逻辑信道 主要有控制信道和业务信道两类:
(2)业务信道 专用业务逻辑信道(DTCH):上下行链路均 有,用于承载针对某移动台的某种业务的点对点 逻辑信道,不同的业务采用不同的专用业务逻辑 信道。 公共业务信道(CTCH):点对多点的下行链 路,用于承载发送给全部或一组特定UE的专用用 户信息。 在基站子系统端,针对每一个移动台需建立 独立的专用控制及专用业务逻辑信道。
2. 传输信道: 传输信道为物理信道与MAC子层之间的接口信 道,一个物理控制信道和一个或多个物理数据信道 形成一条编码组合的传输信道,在一个给定的连接 中可以有多个传输信道,但只能有一个物理层控制 信道。 传输信道主要分为两种类型:专用传输信道和公共 传输信道。 按上下行的方向来分:传输信道又分为上行传输信 道和下行传输信道。
基本公共控制信道(PCCPCH): 1) MT通过搜索可能的长码状态,实现长码同步 2) 通过接收PCCPCH传送的BCH消息,MT可获取系统 配 置信息、可用的反向接入信道参数、公共导频所用的扰码号 等; 3) 通过接受BCH中包含的SFN编号可以确定MT超帧定时 及零偏移AccessSlot所在位置等。这里仅考虑无发射分集的 主公共控制信道。 辅助公共控制信道(SCCPCH):发送PCH及FACH传输信道。 这里仅考虑无发送分集的辅助公共控制信道。 寻呼指示信道(PICH):与PCH配合使用,用于指示MT接收 属于自己的寻呼信息帧。 捕获指示信道(AICH):可支持BTS的一个PRACH接收机同时 最多捕获4个反向接入时的反向捕获指示发送。
图8-12 传输信道发哦物理信道的映射关系
传输信道 专用信道(DCH)