1、日讯科技1第一代移动通信系统的典型代表是美国 AMPS 系统和后来改进型系统 TACS，以及 NMT 和 NTT 等，AMPS （先进移动电话系统）使用模拟蜂窝传输的 800MHz频带，在美洲和部分环太平洋国家广泛使用；TACS（全向入网通信系统）是 80年代欧洲的模拟移动通信的制式，也是我国 80 年代采用的模拟移动通信制式，使用 900MHz 频带。而北欧也于瑞典开通了 NMT（Nordic 移动电话）系统，德国开通 C450 系统等。 第一代移动通信系统为模拟制式，以 FDMA 技术为基础。第二代移动通信系统（2nd Generation，2G）是以传送语音和数据为主的数字通信系统，典型
2、的系统有 GSM（采用 TDMA 方式） 、DAMPS 、IS-95 CDMA 和日本的 JDC（现在改名为 PDC）等数字移动通信系统。2G 除提供语音通信服务之外，也可提供低速数据服务和短消息服务。第三代移动通信系统（3rd Generation，3G） ，国际电联也称 IMT-2000（International Mobile Telecommunications in the year 2000） ，欧洲的电信业巨头们则称其为 UMTS（通用移动通信系统） ，包括 WCDMA、TD-SCDMA 和CDMA2000 三大标准。它能够将语音通信和多媒体通信相结合，其可能的增值服务将包括图像
3、、音乐、网页浏览、视频会议以及其他一些信息服务。3G 意味着全球适用的标准、新型业务、更大的覆盖面以及更多的频谱资源，以支持更多用户。 3G 系统与现有的 2G 系统有根本的不同。3G 系统采用 CDMA 技术和分组交换技术，而不是 2G 系统通常采用的 TDMA 技术和电路交换技术。在电路交换的传输模式下，无论通话双方是否说话，线路在接通期间保持开通，并占用带宽。与现在的 2G 系统相比， 3G 将支持更多的用户，实现更高的传输速率。1.1 3G 无线传输技术 RTT 标准日讯科技2图 1.1-1 IMT2000RTT 标准3G 的无线传输技术（RTT）有以下需求：信息传输速率： 144 k
4、bps 高速运动384 kbps 步行运动2 Mbps 室内运动根据带宽需求实现的可变比特速率信息传递；一个连接中可以同时支持具有不同 QoS 要求的业务；满足不同业务的延时要求（从实时要求的语音业务到尽力而为的数据业务） 。1999 年 11 月召开的国际电联芬兰会议确定了第三代移动通信无线接口技术标准，并于 2000 年 5 月举行的 ITU-R 2000 年全会上最终批准通过，此标准包括码分多址（CDMA ）和时分多址（ TDMA）两大类五种技术。它们分别是：WCDMA、CDMA2000 、CDMA TDD、UWC-136 和 EP-DECT。其中，前三种基于 CDMA 技术的为目前所公
5、认的主流技术，它又分成频分双工（FDD）和时分双工（TDD ）两种方式。 TD-SCDMA 属 CDMA TDD 技术。WCDMA 最早由欧洲和日本提出，其核心网基于演进的 GSM/GPRS 网络技术，空中接口采用直接序列扩频的宽带 CDMA。目前，这种方式得到欧洲、北美、亚太地区各 GSM 运营商和日本、韩国多数运营商的广泛支持，是第三代移动通信中最具竞争力的技术之一。3GPP WCDMA 技术的标准化工作十分规范，目前全球 3GPP R99 标准的商用化程度最高，全球绝大多数 3G 试验系统和设备研发都基于该技术标准规范。今后 3GPP R99 的发展方向将是基于全 IP 方式的的网络架构
6、，并将演进为 R4、R5 两个阶段的序列标准。2001 年 3 月的第一个 R4 版本初步确定了未来发展的框架，部分功能进一步增强，并启动部分全 IP 演进内容。R5 为全 IP 方式的第一个版本，其核心网的传输、控制和业务分离，IP 化将从核心网（CN）逐步延伸到无线接入部分（RAN）和终端（UE） 。CDMA2000 由北美最早提出，其核心网采用演进的 IS-95 CDMA 核心网（ANSI-41） ，能与现有的 IS-95 CDMA 向后兼容。CDMA 技术得到 IS-95 CDMA 运营商的支持，主要分布在北美和亚太地区。其无线单载波 CDMA2000 1x 采用与 IS-95 相同的
7、带宽，容量提高了一倍，第一阶段支持 144kbps 业务速率，第二阶段支持 614kbps，3GPP2 已完成这部分的标准化工作。目前增强型单载波CDMA2000 1x EV 在技术发展中较受重视，极具商用潜力。日讯科技3CDMA TDD 包括欧洲的 UTRAN TDD 和我国提出的 TD-SCDMA 技术。在IMT2000 中，TDD 拥有自己独立的频谱（ 17851805MHz） ，并部分采用了智能天线或上行同步技术，适合高密度低速接入、小范围覆盖、不对称数据传输。2001 年 3 月，3GPP 通过 R4 版本，由我国大唐电信提出的 TD-SCDMA 被接纳为正式标准。我国提出的 TD-
8、SCDMA 标准在技术上有着巨大的优势，这些优势简单说就是，第一，TD-SCDMA 有最高的频谱利用率。因为我国标准是一种时分双工（TDD ）的移动通信系统，只用一段频率就可完成通信的收信和发信，而WCDMA 和 cdma2000 采用的都是频分双工（ FDD）的移动通信系统，需要两段不同的频率才能完成通信的收信和发信。第二，TD-SCDMA 采用了世界领先的智能天线技术。基站天线可以自动追踪用户手机的方向，使通信效率更高，干扰更少，设备成本更低。另一方面，我国政府和运营商给予我国提出的 3G 标准以巨大的支持，同时，大唐集团也采取了广泛的联合策略，他们与西门子公司结成战略联盟，发挥双方各自的
9、技术优势，使这一起步较晚的标准得到了广泛的支持。同时，为了与世界融合，大唐集团也在标准上做出了一定的让步，如修改了一些技术参数等等。1.2 3G 标准化格局图 1.2-1 3G 组织IMT-2000 标准化的研究工作由 ITU 负责和领导。其中，ITU-R 的 SG8-TG8/1 工作组负责制定 RTT 部分的标准，ITU-T 的 SG11 WP3 工作组负责制定网络部分的标准。此外，ITU 还专门成立了中间协调组（ICG ） ，在 ITU-R 与 ITU-T 之间协调它们的研究工作内容。日讯科技4由于 ITU 要求第三代移动通信的实现应易于从第二代系统逐步演进，而第二代系统又存在两大互不兼容
10、的通信体制：GSM 和 CDMA，所以 IMT-2000 的标准化研究实际上出现了两种不同的主流演进趋势。一种是以由欧洲 ETSI、日本ARIB/TTC、美国 T1、韩国 TTA 和中国 CWTS 为核心发起成立的 3GPP 组织，专门研究如何从 GSM 系统向 IMT-2000 演进；另一种是以美国 TIA、日本ARIB/TTC、韩国 TTA 和中国 CWTS 为首成立的 3GPP2 组织，专门研究如何从CDMA 系统向 IMT-2000 演进。自从 3GPP 和 3GPP2 成立之后， IMT-2000 的标准化研究工作就主要由这两个组织承担，而 ITU 则负责标准的正式制定和发布方面的管
11、理工作。 1.3 中国 3G 频谱分配图 1.3-1 中国 3G 频谱分配2002 年 10 月，国家信息产业部下发文件关于第三代公众移动通信系统频率规划问题的通知 （信部无2002479 号）中规定：主要工作频段（ FDD 方式：1920 1980 MHz / 2110 2170 MHz；TDD 方式：1880 1920MHz、2010 2025MHz） 。补充工作频段（FDD 方式：1755 1785MHz / 1850 1880MHz；TDD 方式：2300 2400MHz，与无线电定位业务共用） 。从中可以看到 TDD 得到了 155MHz 的频段，而 FDD（包括 WCDMA FDD
12、 和 CDMA2000）共得到了 290MHz 的频段。日讯科技51.4 TD-SCDMA 标准发展历程图 1.4-1 TD-SCDMA 发展历程1998 年 11 月 国际电联第八组织在伦敦召开第 15 次会议，确定要在日韩美欧中等 10 项方案中淘汰若干项。当时国际电联内代表美国利益的 CDMA2000 和代表欧洲利益的 WCDMA 正斗得激烈，对来自中国的 TDS 也是排斥有加。原邮电部科技司司长周寰向信产部领导求助，然后，中国信息产业部致函各外企驻中国机构，提醒他们注意“对 TDS 封杀可能造成的后果”。在巨大的中国市场诱惑下，最年轻，实力最弱的 TDS 得以保留。1999 年 2 月
13、 中国的 TD-SCDMA 在 3GPP 中标准化2000 年 5 月 在土耳其国际电联全会上，中国大唐集团(即前信产部科技研究院，周寰任董事长)的 TDS 系统被投票采纳为国际三大 3G 标准之一，与欧洲的WCDMA 和美国的 CDMA2000 并列。2001 年 3 月 3GPP 第 11 次全会正式接纳由中国提出的 TD-SCDMA 第三代移动通信标准全部技术方案。被 3GPP 接纳，就标志着 TD- SCDMA 已被全球电信运营商和设备制造商所接受。2002 年 10 月 信息产业部通过【2002】479 号文件公布 TD-SCDMA 频谱规划，为 TD-SCDMA 标准划分了总计 1
14、55MHz（1880-1920MHz、2010-2025MHz 及补充频段 2300-2400MHz 共计 155MHz 频率）的非对称频段。1.5 TD-SCDMA 优势中国制造 自主的知识产权，可以避免西方国家的技术壁垒日讯科技6 TD-SCDMA 的发展，可以拉动上下游经济 TD-SCDMA 可以保障国家的通信安全 TD-SCDMA 可以保证技术的可持续性发展日讯科技7第 2 章 网络结构和接口 知识点 UTRAN 网络结 构 接口及其功能2.1 UTRAN 网络结构图图 2.1-1 UTRAN 网络结构UMTS 系统由核心网 CN、无线接入网 UTRAN 和手机终端 UE 三部分组成。
15、UTRAN 由基站控制器 RNC 和基站 Node B 组成。CN 通过 Iu 接口与 UTRAN 的 RNC 相连。其中 Iu 接口又被分为连接到电路交换域的 Iu-CS，分组交换域的 Iu-PS，广播控制域的 Iu-BC。Node B 与 RNC 之间的接口叫做 Iub 接口。在 UTRAN 内部，RNC 通过 Iur 接口进行信息交互。Iur 接口可以是 RNC 之间物理上的直接连接，也可以靠通过任何合适传输网络的虚拟连接来实现。Node B 与 UE 之间的接口叫 Uu 接口。日讯科技82.2 SRNC 和 DRNC 的关系图 2.2-1 SRNC 和 DRNCRNS：Radio Ne
16、twork Subsystem，一个 RNC 和其管辖下的所有 NodeB 的总称；SRNC：Serving RNC，服务 RNC。同 CN 相连的 RNS 叫 SRNS，即服务 RNS。这个 RNS 中的 RNC 就叫做 SRNC；SRNC 负责启动/终止用户数据的传送、控制和核心网的 Iu 连接以及通过无线接口协议和 UE 进行信令交互。 SRNC 执行基本的无线资源管理操作，比如将 RAB 参数转化成 Uu 接口的信道参数、切换判决和外环功控等。DRNC：Drift RNC，漂移 RNC；是指从 SRNC 以外的其他 RNC，控制 UE 使用的小区资源，可以进行宏分集合并、分裂。和 SR
17、NC 不同的是， DRNC 不对用户平面的数据进行数据链路层的处理，而在 Iub 和 Iur 接口间进行透明的数据传输。CRNC： Control RNC，控制 RNC。SRNC 和 DRNC 都是该 UE 的 CRNC。日讯科技92.3 UTRAN 通用协议模型物 理 层信 令 承 载ALCAP应 用 协 议无 线 网 络 层传 输 网 络 层控 制 面传 输 网 络 控 制 面数 据 流数 据 承 载信 令 承 载传 输 网 络 用 户 面 传 输 网 络 用 户 面物 理 层信 令 承 载应 用 协 议无 线 网 络 层传 输 网 络 层控 制 面传 输 网 络 控 制 面数 据 流数
18、据 承 载信 令 承 载传 输 网 络 用 户 面 传 输 网 络 用 户 面图 2.3-1 UTRAN 通用协议模型可以从图上看到，UTRAN 层次从水平方向上可以分为传输网络层和无线网络层；从垂直方向上则包括四个平面： 控制平面 用户平面 传输网络层控制平面 传输网络层用户平面控制平面：包含应用层协议，如：RANAP、RASAP、NBAP 和传输层应用协议的信令承载。用户平面：包括数据流和相应的承载，每个数据流的特征都由一个和多个接口的帧协议来描述。传输网络层控制平面：为传输层内的所有控制信令服务，不包含任何无线网络层信息。它包括为用户平面建立传输承载（数据承载）的 ALCAP 协议， 以
19、及ALCAP 需要的信令承载。用户面日讯科技10传输网络层用户平面：用户平面的数据承载和控制平面的信令承载都属于传输网络层的用户平面。2.4 空中接口 UuRCMAC物 理 层BMCRLCRLCRLCRLC RLCRLCRLCRLCPDCPPDCP传 输 信 道逻 辑 信 道无 线 承 载ControlControl ControlControl Control控 制 面 信 令 用 户 面 消 息 Uu接 口 边 界L1L2/MACL2/RLCL2/BMCL2/PDCPL3物 理 层 传 输 信 道逻 辑 信 道无 线 承 载控 制 面 信 令 用 户 面 消 息 接 口 边 界图 2.4-
20、1 Uu 接口无线接口从协议结构上可以划分为三层： 物理层（L1） 数据链路层（L2） 网络层（L3）L2 分为控制平面（C-平面）和用户平面（U-平面） 。在控制平面中包括媒体接入控制 MAC 和无线链路控制 RLC 两个子层；在用户平面除 MAC 和 RLC 外，还有分组数据会聚协议 PDCP 和广播/多播控制协议 BMC。L3 也分为控制平面（C-平面）和用户平面（U-平面） 。在控制平面上， L3 的最低层为无线资源控制（RRC） ，它属于接入层（AS ） ，终止于 RAN。移动性管理日讯科技11（MM）和连接管理（CM ）等属于非接入层（NAS） ，其中 CM 层还可按其任务进一步划
21、分为呼叫控制（CC） 、补充业务（SS） 、短消息业务（SMS）等功能实体。接入层通过业务接入点（SAP）承载上层的业务，非接入层信令属于核心网功能。RLC 和 MAC 之间的业务接入点（SAP）提供逻辑信道，物理层和 MAC 之间的SAP 提供传输信道。RRC 与下层的 PDCP、BMC、RLC 和物理层之间都有连接，用以对这些实体的内部控制和参数配置。Establish RCConectionRelase RCConctionUTRA C onectd Mode UTRA:Inter-THadover GSM:HandoverEstablish RCConectionRelase RCon
22、ctionURA_PCH CEL_PCH GSMConectdEstablish RConectionRelase RConctionIdle ModeCamping on aUTRAN cel1 Camping on aGSM /GPRS cel1GPRS Packet Idle ode1GPRSacketTrnsfrModeInitation ftempryblock flowRelase oftmpryblock flowCel rselctionCEL_DCH out f service in serviceCEL_FACHout f service in service out f
23、service in service图 2.4-2 RRC 状态转移图UE 的状态基本是按照 UE 使用的信道来定义的。 CELL_DCH 状态是 UE 占有专用的物理信道。 CELL_FACH 状态是 UE 在数据量小的情况下不使用任何专用信道而使用公共信道。上行使用 RACH、下行使用 FACH。这个状态下 UE 可以发起小区重选过程，且 UTRAN 可以确知 UE 位于哪个小区。 CELL_PCH 状态下 UE 仅仅侦听 PCH 和 BCH 信道。这个状态下 UE 可以进行小区重选，重选时转入 CELL_FACH 状态，发起小区更新，之后再回到 CELL_PCH 状态。网络可以确知 UE
24、 位于哪个小区。日讯科技12 URA_PCH 状态和 CELL_PCH 状态相似，但网络只知道 UE 位于哪个URA 区。CELL_PCH 和 URA_PCH 状态的引入是为了 UE 能够始终处于在线状态而又不至于浪费无线资源。2.5 Iub 口Iub 接口是 RNC 和 Node B 之间的接口，完成 RNC 和 Node B 之间的用户数据传送、用户数据及信令的处理和 Node B 逻辑上的 O&M 等。它是一个标准接口，允许不同厂家的互联。功能：管理 Iub 接口的传输资源、 Node B 逻辑操作维护、传输操作维护信令、系统信息管理、专用信道控制、公共信道控制和定时以及同步管理。2.6
25、 2.6 Iur 口Iur 接口是两个 RNC 之间的逻辑接口，用来传送 RNC 之间的控制信令和用户数据。它是一个标准接口，允许不同厂家的互联。功能：Iur 口是 Iub 口的延伸。它支持基本的 RNC 之间的移动性、支持公共信道业务、支持专用信道业务和支持系统管理过程。2.7 Iu 口Iu 接口是连接 UTRAN 和 CN 的接口，也可以把它看成是 RNS 和核心网之间的一个参考点。它将系统分成用于无线通信的 UTRAN 和负责处理交换、路由和业务控制的核心网两部分。结构：一个 CN 可以和几个 RNC 相连，而任何一个 RNC 和 CN 之间的 Iu 接口可以分成三个域：电路交换域（Iu
26、-CS） 、分组交换域（Iu-PS）和广播域（Iu-BC） ，它们有各自的协议模型。功能：Iu 接口主要负责传递非接入层的控制信息、用户信息、广播信息及控制Iu 接口上的数据传递等。日讯科技13第 3 章 物理层结构和信道映射 知识点 物理信道结 构 传输信道 物理信道及其映射3.1 TD-SCDMA 概述1.6 MHzenergy最 多 可 达 16个 码 道每 个 用 户 通 过 临 时 分 配到 的 CDMA码 来 被 识 别时 隙下行下行下行上行timefrequency最 多 可 达 个 码 道每 个 用 户 通 过 临 时 分 配到 的 码 来 被 识 别时 隙下行下行下行上行图
27、3.1-1 TD-SCDMA 多址技术TD-SCDMA 系统的多址方式很灵活，可以看作是 FDMA/TDMA/CDMA 的有机结合。日讯科技143.2 物理信道帧结构Radio frame10sSystem Frame Number Sub-frame5msTS5TS4TS0 TS2TS1GP TS3 TS6DwPTS UpPTSDat Midamble Dat675us(864chips)gL114chips图 3.2-1 TD-SCDMA 物理信道结构3GPP 定义的一个 TDMA 帧长度为 10ms。TD-SCDMA 系统为了实现快速功率控制和定时提前校准以及对一些新技术的支持（如智能天
28、线、上行同步等） ，将一个 10ms 的帧分成两个结构完全相同的子帧，每个子帧的时长为 5ms。每一个子帧又分成长度为 675us 的 7 个常规时隙（TS0 TS6）和 3 个特殊时隙：DwPTS（下行导频时隙） 、G （保护间隔）和 UpPTS（上行导频时隙） 。常规时隙用作传送用户数据或控制信息。在这 7 个常规时隙中，TS0 总是固定地用作下行时隙来发送系统广播信息，而 TS1 总是固定地用作上行时隙。其它的常规时隙可以根据需要灵活地配置成上行或下行以实现不对称业务的传输，如分组数据。用作上行链路的时隙和用作下行链路的时隙之间由一个转换点（Switch Point）分开。每个 5ms
29、的子帧有两个转换点（ UL 到 DL 和 DL 到 UL） ，第一个转换点固定在 TS0 结束处，而第二个转换点则取决于小区上下行时隙的配置。日讯科技153.3 常规时隙 训 练 序 列(14 chips) 数 据 域（ 352 chips） GP16chip数 据 域（ 352 chips） 864 chips训 练 序 列图 3.3-1 常规时隙TS0 TS6 共 7 个常规时隙被用作用户数据或控制信息的传输，它们具有完全相同的时隙结构。每个时隙被分成了 4 个域：两个数据域、一个训练序列域（Midamble）和一个用作时隙保护的空域（GP） 。Midamble 码长 144chip，传输
30、时不进行基带处理和扩频，直接与经基带处理和扩频的数据一起发送，在信道解码时被用作进行信道估计。数据域用于承载来自传输信道的用户数据或高层控制信息，除此之外，在专用信道和部分公共信道上，数据域的部分数据符号还被用来承载物理层信令。Midamble 用作扩频突发的训练序列，在同一小区同一时隙上的不同用户所采用的 midamble 码由同一个基本的 midamble 码经循环移位后产生。整个系统有 128个长度为 128chips 的基本 midamble 码，分成 32 个码组，每组 4 个。一个小区采用哪组基本 midamble 码由小区决定，当建立起下行同步之后，移动台就知道所使用的 mida
31、mble 码组。Node B 决定本小区将采用这 4 个基本 midamble 中的哪一个。一个载波上的所有业务时隙必须采用相同的基本 midamble 码。原则上，midamble 的发射功率与同一个突发中的数据符号的发射功率相同。训练序列的作用体现在上下行信道估计、功率测量、上行同步保持。传输时 Midamble 码不进行基带处理和扩频，直接与经基带处理和扩频的数据一起发送，在信道解码时它被用作进行信道估计。在 TD-SCDMA 系统中，存在着 3 种类型的物理层信令：TFCI、TPC 和SS。TFCI（Transport Format Combination Indicator）用于指示
32、传输的格式，TPC（Transmit Power Control）用于功率控制，SS（Synchronization Shift）是TD-SCDMA 系统中所特有的，用于实现上行同步，该控制信号每个子帧（5ms）发射一次。在一个常规时隙的突发中，如果物理层信令存在，则它们的位置被安排在紧靠 Midamble 序列，如下图所示：日讯科技16数 据 数 据TFCIMidambleSTPCFI数 据 数 据TFCIMidambleSTPCFI子 帧 #2n子 帧 #2n+1 第 1部 分第 4部 分第 3部 分第 2部 分图 3.3-2 常规时隙对于每个用户，TFCI 信息将在每 10ms 无线帧里
33、发送一次。对每一个 CCTrCH，高层信令将指示所使用的 TFCI 格式。对于每一个所分配的时隙是否承载 TFCI信息也由高层分别告知。如果一个时隙包含 TFCI 信息，它总是按高层分配信息的顺序采用该时隙的第一个信道码进行扩频。TFCI 是在各自相应物理信道的数据部分发送，这就是说 TFCI 和数据比特具有相同的扩频过程。如果没有 TPC和 SS 信息传送，TFCI 就直接与 midamble 码域相邻。3.4 下行导频时隙 75us GP(32chips) SYNC(64chips) 图 3.4-1 下行导频时隙每个子帧中的 DWPTS 是为建立下行导频和同步而设计的。这个时隙通常是由长为
34、 64chips 的 SYNC_DL 和 32chips 的保护码间隔组成。SYNC-DL 是一组 PN 码，用于区分相邻小区，系统中定义了 32 个码组，每组对应一个 SYNC-DL 序列，SYNC-DL 码集在蜂窝网络中可以复用。3.5 上行导频时隙 75us GP(32chips) SYNC(64chips) 日讯科技17图 3.5-1 上行导频时隙每个子帧中的 UpPTS 是为上行同步而设计的，当 UE 处于空中登记和随机接入状态时，它将首先发射 UpPTS，当得到网络的应答后，发送 RACH。这个时隙通常由长为 128chips 的 SYNC_UL 和 32chips 的保护间隔组成
35、。3.6 三种信道模式逻辑信道：MAC 子层向 RLC 子层提供的服务，它描述的是传送什么类型的信息传输信道：物理层向高层提供的服务，它描述的是信息如何在空中接口上传输物理信道：承载传输信道的信息3.7 物理信道及其分类物理信道根据其承载的信息不同被分成了不同的类别，有的物理信道用于承载传输信道的数据，而有些物理信道仅用于承载物理层自身的信息。 专用物理信道专用物理信道 DPCH （Dedicated Physical CHannel）用于承载来自专用传输信道DCH 的数据。物理层将根据需要把来自一条或多条 DCH 的层 2 数据组合在一条或多条编码组合传输信道 CCTrCH（Coded Co
36、mposite Transport CHannel）内，然后再根据所配置物理信道的容量将 CCTrCH 数据映射到物理信道的数据域。DPCH 可以位于频带内的任意时隙和任意允许的信道码，信道的存在时间取决于承载业务类别和交织周期。一个 UE 可以在同一时刻被配置多条 DPCH，若 UE允许多时隙能力，这些物理信道还可以位于不同的时隙。物理层信令主要用于DPCH。2 公共物理信道根据所承载传输信道的类型，公共物理信道可划分为一系列的控制信道和业务信道。在 3GPP 的定义中，所有的公共物理信道都是单向的（上行或下行） 。（1） 主公共控制物理信道主公共控制物理信道（P-CCPCH，Primary
37、 Common Control Physical CHannel）仅用于承载来自传输信道 BCH 的数据，提供全小区覆盖模式下的系统信息广播，信道中没有物理层信令 TFCI、TPC 或 SS。日讯科技18（2） 辅公共控制物理信道辅公共控制物理信道（S-CCPCH，Secondary Common Control Physical CHannel）用于承载来自传输信道 FACH 和 PCH 的数据。不使用物理层信令 SS 和 TPC，但可以使用 TFCI，S-CCPCH 所使用的码和时隙在小区中广播，信道的编码及交织周期为 20ms。（3） 快速物理接入信道快速物理接入信道（FPACH ，Fa
38、st Physical Access CHannel）不承载传输信道信息，因而与传输信道不存在映射关系。NODE B 使用 FPACH 来响应在 UpPTS 时隙收到的 UE 接入请求，调整 UE 的发送功率和同步偏移。数据域内不包含 SS 和 TPC 控制符号。因为 FPACH 不承载来自传输信道的数据，也就不需要使用 TFCI。（4） 物理随机接入信道物理随机接入信道（PRACH ，Physiacal Random Access CHannel）用于承载来自传输信道 RACH 的数据。传输信道 RACH 的数据不与来自其它传输信道的数据编码组合，因而 PRACH 信道上没有 TFCI，也不
39、使用 SS和 TPC 控制符号。（5） 物理上行共享信道物理上行共享信道（PUSCH ，Physical Uplink Shared CHannel）用于承载来自传输信道 USCH 的数据。所谓共享指的是同一物理信道可由多个用户分时使用，或者说信道具有较短的持续时间。由于一个 UE 可以并行存在多条 USCH，这些并行的 USCH 数据可以在物理层进行编码组合，因而 PUSCH 信道上可以存在 TFCI。但信道的多用户分时共享性使得闭环功率控制过程无法进行，因而信道上不使用 SS 和 TPC（上行方向 SS 本来就无意义，为上、下行突发结构保持一致 SS 符号位置保留，以备将来使用） 。（6）
40、 物理下行共享信道物理下行共享信道（PDSCH ：Physical Downlink Shared CHannel）用于承载来自传输信道 DSCH 的数据。在下行方向，传输信道 DSCH 不能独立存在，只能与 FACH 或 DCH 相伴而存在，因此作为传输信道载体的PDSCH 也不能独立存在。DSCH 数据可以在物理层进行编码组合，因而日讯科技19PDSCH 上可以存在 TFCI，但一般不使用 SS 和 TPC，对 UE 的功率控制和定时提前量调整等信息都放在与之相伴的 PDCH 信道上。（7） 寻呼指示信道寻呼指示信道（PICH：Paging Indicator Channel）不承载传输信
41、道的数据，但却与传输信道 PCH 配对使用，用以指示特定的 UE 是否需要解读其后跟随的 PCH 信道（映射在 S-CCPCH 上） 。3.8 传输信道及其分类传输信道的数据通过物理信道来承载，除 FACH 和 PCH 两者都映射到物理信道S-CCPCH 外，其它传输信道到物理信道都有一一对应的映射关系。1 专用传输信道专用传输信道仅存在一种，即专用信道（DCH） ，是一个上行或下行传输信道。2 公共传输信道（1） 广播信道 BCHBCH 是一个下行传输信道，用于广播系统和小区的特定消息。（2） 寻呼信道 PCHPCH 是一个下行传输信道，PCH 总是在整个小区内进行寻呼信息的发射，与物理层产
42、生的寻呼指示的发射是相随的，以支持有效的睡眠模式，延长终端电池的使用时间。（3） 前向接入信道 FACHFACH 是一个下行传输信道；用于在随机接入过程，UTRAN 收到了 UE的接入请求，可以确定 UE 所在小区的前提下，向 UE 发送控制消息。有时，也可以使用 FACH 发送短的业务数据包。（4） 随机接入信道 RACHRACH 是一个上行传输信道，用于向 UTRAN 发送控制消息，有时，也可以使用 RACH 来发送短的业务数据包。（5） 上行共享信道 USCH日讯科技20上行信道；被一些 UE 共享，用于承载 UE 的控制和业务数据。（6） 下行共享信道 DSCH下行信道；被一些 UE
43、共享，用于承载 UE 的控制和业务数据。3.9 传输信道到物理信道的映射表 3.9-1 给出了 TD-SCDMA 系统中传输信道和物理信道的映射关系。表中部分物理信道与传输信道并没有映射关系。按 3GPP 规定，只有映射到同一物理信道的传输信道才能够进行编码组合。由于 PCH 和 FACH 都映射到 S-CCPCH，因此来自 PCH 和 FACH 的数据可以在物理层进行编码组合生成 CCTrCH。其它的传输信道数据都只能自身组合成，而不能相互组合。另外，BCH 和 RACH 由于自身性质的特殊性，也不可能进行组合。表 3.9-1 TD-SCDMA 传输信道和物理信道间的映射关系传输信道 物理信
44、道DCH 专用物理信道 (DPCH)BCH 主公共控制物理信道 (P-CCPCH)PCH 辅助公共控制物理信道 (S-CCPCH)FACH 辅助公共控制物理信道 (S-CCPCH)RACH 物理随机接入信道 (PRACH)USCH 物理上行共享信道 (PUSCH)DSCH 物理下行共享信道 (PDSCH)下行导频信道 (DwPCH)上行导频信道 (UpPCH)寻呼指示信道 (PICH)快速物理接入信道 (FPACH)日讯科技21第 4 章 信道编码与复用 知识点 信道编码复用 过程加 CRC传 输 块 级 联 /码 块 分 割信 道 编 码无 线 帧 均 衡第 一 次 交 织无 线 帧 分 割
45、速 率 匹 配传 输 信 道 复 接比 特 加 扰物 理 信 道 分 割第 二 次 交 织子 帧 分 割物 理 信 道 映 射加传 输 块 级 联 码 块 分 割信 道 编 码无 线 帧 均 衡第 一 次 交 织无 线 帧 分 割速 率 匹 配传 输 信 道 复 接比 特 加 扰物 理 信 道 分 割第 二 次 交 织子 帧 分 割物 理 信 道 映 射图 3.9-1 信道编码与复用过程为了保证高层的信息数据在无线信道上可靠地传输，需要对来自 MAC 和高层的数据流（传输块传输块集）进行编码复用后在无线链路上发送，并且将无线链路上接收到的数据进行解码解复用再送给 MAC 和高层。在相应的每个传
46、输时间间隔 TTI（Transmission Time Interval） ，数据以传输块的形式到达 CRC 单元。这里的 TTI 允许的取值间隔是：10ms、20ms 、40ms 、80ms。对于每个传输块，需要进行的基带处理步骤包括：（1） 给每个传输块添加 CRC 校验比特；差错检测功能是通过传输块上的循环冗余校验 CRC（Cyclic Redundancy Check）来实现的，信息数据通过 CRC 生成器生成 CRC 比特，CRC 的比日讯科技22特数目可以为 24、16、12、8 或 0 比特，每个具体 TrCH 所使用的 CRC长度由高层信令给出。（2） 传输块的级联和码块分割；
47、在每一个传输块附加上 CRC 比特后，把一个传输时间间隔 TTI 内的传输块顺序级联起来。如果级联后的比特序列长度大于最大编码块长度 Z，则需要进行码块分割，分割后的码块具有相同的大小，码块的最大尺寸将根据 TrCH 使用卷积编码还是 Turbo 编码而定（3） 信道编码；无线信道编码是为了接收机能够检测和纠正因传输媒介带来的信号误差，在原数据流中加入适当冗余信息，从而提高数据传输的可靠性。TD-SCDMA 中，传输信道可采用以下信道编码方案：卷积编码；Turbo 编码；无信道编码。不同类型的传输信道 TrCH 所使用的不同编码方案和码率如下表所示传输信道类型 编码方式 编码率BCH 1/3P
48、CH 1/3，1/2RACH 1/2卷积编码1/3，1/2Turbo 编码 1/3DCH, DSCH, FACH, USCH无编码（4） 无线帧均衡；无线帧尺寸均衡是指对输入比特序列进行填充，以保证输出可以分割成具有相同大小设为 F 的数据段。（5） 交织（分两步） ；受传播环境的影响，无线信道是一个高误码率的信道，虽然信道编码产生的冗余可以部分消除误码的影响，可是在信道的深衰落周期，将产生较长时间的连续误码，对于这类误码，信道编码的纠错功能就无能为力了。而交织技术就是为了抵抗这种持续时间较长的突发性误码设计的，交织技术把原来顺序的比特流按一定规律打乱后再发送出去。接收端再按相应的规律将接收到
49、的数据恢复成原来的顺序。这样一来，连续的错误就变成了随机差错，通过解信道编码，就可以恢复出正确的数据。（6） 无线帧分割；日讯科技23当传输信道的 TTI 大于 10ms 时，输入比特序列将被分段映射到连续的 F个无线帧上，经过第（4）步的无线帧均衡之后，可以保证输入比特序列的长度为 F 的整数倍。（7） 速率匹配；速率匹配是指传输信道上的比特被重复或打孔。一个传输信道中的比特数在不同的 TTI 可以发生变化，而所配置的物理信道容量（或承载比特数）却是固定的。因而，当不同 TTI 的数据比特发生改变时，为了匹配物理信道的承载能力，输入序列中的一些比特将被重复或打孔，以确保在传输信道复用后总的比特率与所配置的物理信道承载能力相一致。高层将为每一个传输信道配置一个速率匹配特性。这个特性是半静态的，而且只能通过高层信令来改变。当计算重复或打孔的比特数时，需要使用速率匹配算法。（8） 传输信道的复用；根据无线信道的传输特性，在每一个 10ms 周期，来自不同传输信道的无线帧被送到传输信道复用单元。复用单元根据承载业务的类别和高层的设置，分别将其进行复用或组合，构成一条或多条编码组合传输信道（CCTrCH） 。传输信道的复用需要满足以下规律：a、复用到一个 CCTrC
