CDMA信道编码及结构解析 随着亚太地区等新兴市场的潜力被大力开发，CDMA进入了高速发展期，在2002年一年中，全球共增用户数3400多万。截至2004年2月，中国联通在CDMA用户已达2000万用户，成为全球第二大cdma移动通信运营商。 cdma技术体制上的优势使其成为移动数据通信的首选，即将到来的第三代移动通信（3G）技术都是基于cdma技术体制的。cdma，即码分多址包含两个基本技术：一个是码分技术，其基础是扩频通信；另一个是多址技术。将这两个基本技术结合在一起，并吸收其他一些关键技术，形成了今天码分多址移动通信系统的技术支撑。本文将从这两个主要技术入手介绍cdma信道编码及前反向信道结构。 1扩频增益 扩频调制是一种无线通信技术。他所用的传送频带比任何用户的信息频带和数据速率都大许多倍。用W表示传送带宽（单位为Hz），用R表示数据速率（单位为bit/s），W/R被称为扩展系数或处理增益。W/R的值一般可以在一百到一百万的范围（20db—60db）。 1.1仙农容量公式（Shan non’scapacityequation） C=Blog2[1 + S/N] 其中：B为传送带宽（单位为Hz）； C为信道容量（单位为bit/s）； S/N为信号噪声功率比。 1.2CDMA扩频增益
传统通信系统通常压缩信号速率至尽可能小的带宽信道进行传送，cdma系统则采用宽带信道传送信号，以获得处理增益，提高信道容量，如图1所示。根据仙农公式，增加信道带宽可以换取更高的信道容量或者是更低的信噪比，以提高收发双方通信的可靠性。 cdma扩频增益: 当一个用户以9600bps速率进行语音通信时，cdma的信道带宽是1,228,800hz，处理增益为1,228,800hz/9600= 128 = 21 db。以此推算，每当用户数增加一倍，信道处理增益下降3db，当用户数达到32个时，信噪比接近底线，达到单扇区容量极限。实际上，cdma系统对单载波单扇区通话的用户数进行了限制，以确保系统处理增益可以保持在理想的水平。 发信者把需传送的低速数据与一组快速扩频序列合成后通过发射机发射出去，接收者从空中借口截取信息流后，用同一快速扩频序列进行解扩频，从而得到原始信息。 2cdma信道编码 cdma系统通过码片（chip）来传输信号（signal），通常每一比特信息要占用几个码片。所有用户共用cdma信道资源，每个用户拥有自己唯一的码型以区别于其他用户，用户使用自己的码型（codepattern）与一长组码片进行合成处理，从中恢复出传给自己的信息，而其他用户信息则被丢弃，保证了多用户通信的安全性。 2.1cdma扩频序列 cdma信道合成了三种不同的扩频序列以实现信息传递安全、稳定和独立行。扩频序列很容易在收发双方间生成和合成，而不会耗费过多的处理资源，如图2。
PN码 前向链路 前向链路由以下逻辑信道构成：导频信道、同步信道、寻呼信道和若干业务信道。如下图所示：表示由基站发送的前向链路逻辑信道。 各信道流程如下：
由此可以看出，CDMA系统前向链路是由PN长码（码长242－1码片）、Walsh码（码长64码片，共有64个不同的正交码）和PN短码（215）组成的三阶系统，分别完成数据扰码（数据编码、数据卷码功能）、信道识别（码分多址，即通过Walsh码正交相关处理，实现基站多路发射信号之间的理想分离）、基站识别（基站多址）功能。可以把前向链路信号归纳为由分配的无线频带、一对具有确定相位偏置的正交PN 码的四相调制信号、正交Walsh 函数二相调制信号、卷积编码、扰码信息综合组成的系统。 导频信道 o 基站在此信道发送导频信号供移动台识别基站并引导移动台入网 o 导频信道不传送任何信息，它在CDMA前向信道上是不停发射的。它用于使在基站覆盖区内所有移动台进行同步和切换。 o 使用零Walsh 函数（64个0），它不被信息所调制，只是由正交的PN 码对构成，每个基站就由这一对经过时间偏置的PN 序列来作为识别前 向连路的标志 o 采用Walsh 码和PN短码 同步信道 o 基站在此信道发送同步信息提供移动台建立与系统的定时和同步 o 同步信道传送的是一个经过编码、交织、扩频和调制的扩频信号，被本小区移动台用来捕获初始时间同步。未对同步信道数据进行扰码
o 采用Walsh 码和PN短码 寻呼信道 o 基站在此信道向移动台发送有关寻呼、指令以及业务信道指配信息 o 寻呼信道传送的是一个经过编码、交织、扩频和调制的信号，用来传送系统开销信息和移动台特定消息。对寻呼信道数据进行了扰码。 o 采用PN长码、Walsh 码和PN短码 业务信道 o 基站在此信道向移动台传送前向通信数据及信令 o 业务信道则用来传送用户信息和信令信息。在每个业务信道中，包含有向移动台传送的业务数据和功率控制的信息（功率控制子信道），功率控制子信道用于向移动台发送功率控制的信息。对业务信道数据进行了扰码 o 采用PN长码、Walsh 码和PN短码
802.11帧结构分析 1. 80 2.11介绍 1.1 80 2.11概述 802.11协议组是国际电工电子工程学会（IEEE）为无线局域网络制定的标准。IEEE 最初制定的一个无线局域网标准，主要用于解决办公室局域网和校园网中用户与用户终端的无线接入，业务主要限于数据存取，速率最高只能达到2Mbps。 虽然WI-FI使用了802.11的媒体访问控制层（MAC）和物理层（PHY），但是两者并不完全一致。在以下标准中，使用最多的应该是802.11n标准，工作在2.4GHz频段，可达600Mbps（理论值）。 IEEE 802.11是一个协议簇，主要包含以下规范： a.物理层规范：802.11b，802.11a，802.11g； b.增强型MAC层规范：802.11i，802.11r，802.11h等； c.高层协议规范：802.11f，802.11n，802.11p，802.11s等。 802.11中定义了三种物理层规范，分别是：频率跳变扩展频谱(FHSS)PHY规范、直接序列扩展频谱(DSSS)PHY规范和红外线(IR)PHY规范，由于物理层的规范与无线信息安全体系关系不大，故本文不对物理层做过多阐述。 802.11同802.3一样，主要定义了OSI模型中物理层和数据链路层的相关规范，其中数据链路层又可分为MAC子层和LLC子层，802.11与802.3的LLC子层统一由802.2描述。 1.2 80 2.11拓扑结构及服务类型 WLAN有以下三种网络拓扑结构： a.独立基本服务集(Independent BSS, IBSS)网络(也叫ad-hoc网络)，如图1所示。 b.基本服务集(Basic Service Set, BSS)网络，如图2所示。 c.扩展服务集(Extent Service Set, ESS)网络，如图2所示。 STA1 STA2 图1
话务量:单位时间内所有呼叫需占用信道的总时长 1．20瓦的功率等于 43 DBm ，2瓦的功率等于 33 DBm,0dB的含义是没有功率，没有增益。 2．CDMA在800MHz蜂窝频段上前向和反向信道的保护间隔为 45 MHz，移动台的发射频带为 824-894 MHz。CDMA在1900MHz蜂窝频段上前向和反向信道的保护间隔为 80 MHz，移动台的发射频带为 1850-1909 MHz，基站的发射频带为 1930-1989 MHz 3．Erl是指：单位时间内通话时间所占的百分比。 BHCA是指：忙时最大试呼次数。CDMA属于移动通信系统中的码分多址方式或者时分多址和码分多址方式。 4．IS-95A标准规定每一载频分为 64 个码分信道，每一载频占用 12.5 MHZ带宽。5．由于附近建筑物或其它障碍物的反射造成某一点的信号的矢量和为零，我们把这种现象称为：瑞利衰落 6．CDMA的前向功率控制是发生在Traffic信道分配___后____（前/后），其基本原理是BTS 持续____降____（升/降）功率，直至MS检测到____FER___过高，向BTS发___PMRM________消息，BTS就______升____（升/降）功率。 7．在CDMA系统中切换按有否手机参与分为__MAHO________和____DAHO_______。Assistant 列出天线的五项主要电气参数_1增益 2水平波半角，3垂直波半角 4先后向比 5极化8．一般来说，GSM手机最大发射功率是___2____W， CDMA手机最大发射功率是___0。2__W。23dbm 9．小区覆盖过大有几种原因,列出3种：__天线太高____________，___下倾角过小 ___________，____导频功率过大________ 10．CDMA是扩频通信的一种形式。 11.CDMA的主要特点是大容量、软容量、高的话音质量、低发射功率、话音激活、保密。优点：抗干扰，保密性好，软容量。 12.CDMA的关键技术有功率控制、分集接收、软切换、可变速率声码器、RAKE 接收和自适应天线。 13.在网络优化过程中，可以通过拨打测试（路测或CQT〕，网管中心数据或用户申告收集关于网络性能的数据。 14.CDMA系统用到的三种码是WALSH码，长码，短码。其中区分前向信道的是WALSH码。 15.无线通信系统对于天线驻波比的要求是VSWR小于1.5。电压驻波比(Voltage Standing Wave Ratio，VSWR) 是用于描述电路阻抗失配程度的参数
物理信道 ●GPRS/EGPRS与GSM的相同点 ?相同的频段 ?相同的调制方式 ?相同的TDMA帧定义 ?相同的突发脉冲定义 ●GPRS/EGPRS与GSM的不同点 ?不同的复帧结构 ?不同的信道编码 ?不同的调制方式 ●GPRS和GSM的调制方式都用GMSK EGPRS用的是GMSK和8PSK 分组数据逻辑信道的具体类型如下图： ●Packet Data Traffic CHannel Uplink - PDTCH/U ●Packet Data Traffic CHannel Downlink - PDTCH/D ●Packet Broadcast Control CHannel - PBCCH ●Packet Common Control CHannel - PCCCH ●Packet Dedicated Control Channel - PDCCH ●Packet Paging CHannel - PPCH ●Packet Random Access CHannel - PRACH ●Packet Access Grant CHannel - PAGCH ●Packet Notification CHannel - PNCH ●Packet Associated Control CHannel - PACCH ●Packet Timing advance Control CHannel Uplink - PTCCH/U ●Packet Timing advance Control CHannel Downlink - PTCCH/D 分组数据业务信道PDTCH ●PDTCH用来传送分组交换模式下的用户数据 ●所有的PDTCH都是单向的 ?上行的，PDTCH/U，用于MS向GPRS网络方向的数据传送
一、协议知识 1. LTE帧结构及物理资源基本概念RE/RB/CCE/REG/RBG 帧结构Type1：FDD（全双工和半双工）(FDD上下行数据在不同的频带里传输；使用成对频谱) 每一个无线帧长度为10ms，由20个时隙构成，每一个时隙长度为T slot = 15630 x Ts = 0.5ms。 对于FDD，在每一个10ms中，有10个子帧可以用于下行传输，并且有10个子帧可以用于上行传输。上下行传输在频域上进行分开。 帧结构Type2：TDD (TDD上下行数据可以在同一频带内传输；可使用非成对频谱) 一个无线帧10ms，每个无线帧由两个半帧构成，每个半帧长度为5ms。每一个半帧由8个常规时隙和DwPTS、GP和UpPTS三个特殊时隙构成，DwPTS和UpPTS 的长度可配置，要求DwPTS、GP以及UpPTS的总长度为1ms。 DwPTS: Downlink Pilot Time Slot GP: Guard Period (GP越大说明小区覆盖半径越大) UpPTS: Uplink Pilot Slot Ts = 1 / (15000x2048) s Frame 帧的长度：Tf = 307200 x Ts = 10ms Subframe 子帧的长度：Tsubframe = 30720 x Ts = 1ms Slot 时隙的长度：Tslot = 15360 x Ts = 0.5ms 1 Sub-Carrier = 15 kHz; 1 TTI = 1 ms => 1 sub-frame => 2 slots (0.5 ms *2) # for one user, min 2 RB allocation. 1 RB = 1 2 sub-carriers during 1 slot (0.5 ms) =>12 * 15kHz = 180kHz (Bandwidth); => 12 * 7 symbols= 84 REs 1RE = 1 sub-carrier x 1 symbol period (Each symbol is QPSK, 16QAM or 64QAM modulated.) LTE支持可变带宽：1.4MHz, 3, 5, 10, 15 和 20MHz 一个小区最少使用6个RB, 即最少包含72个sub-carriers: 6 RB * 12 sub-carriers = 72 sub-carriers
WCDMA 无线信道结构
中兴通讯学院
目
录
第 1 章 信道................................................................................................................................................... 1 1.1 UTRAN 的信道 .................................................................................................................................. 1 1.1.1 逻辑信道 .................................................................................................................................. 2 1.1.2 传输信道 .................................................................................................................................. 3 1.1.3 物理信道 .................................................................................................................................. 5 1.1.4 信道映射 ................................................................................................................................ 13 1.2 初始接入过程 .................................................................................................................................. 15 1.2.1 小区搜索过程 ........................................................................................................................ 15 1.2.2 初始接入过程 ........................................................................................................................ 16
i
一、填空题：(30分，每题2分) 1、CDMA系统的前向信道有_导频信道，同步信道，寻呼信道，前向业务信道。反向信道有接入信道，反向业务信道。 2、功控的主要目的是降低干扰，克服远近效应，既提高网络服务质量。 3、cdma2000是一个自干扰系统。在反向上，每个用户的发射功率对其他用户都是干扰。 4、反向功控的作用对象是手机，前向功控的作用对象是基站。 5、在前向测量报告的功控方式中，根据系统设定可以采用阈值或者周期方式进行前向信道质量的统计。 6、CDMA基于平衡小区负荷而调整小区轮廓（覆盖半径）的功能叫小区呼吸。 7、CDMA采用可变速率声码器，支持两种信源编码QCELP和EVRC，支持话音激活。 8、导频信道是一组零值，用WALSH 0码和PN短码进行扩展， 9、 CDMA系统用到的三种码是_PN码_ ， walsh 码，长码。其中区分前向信道的是walsh 码。 10、CDMA2000系统中有两种信道编码:卷积码和Turbo码，其中语音业务使用卷积码，数据业务使用 Turbo码。 11、当某一个导频的强度超过T_ADD时，移动台会向基站发送 PSMM ，并 且把该导频列入候选集。 12、A+接口是 BSC 和 msc 之间的接口, A-BIS接口是_ MS 和BTS之间的接口。 13、CDMA系统中的导频集有4种，是激活集，候选集，邻集，剩余集。 14、CDMA系统的功率控制按上下行分为前向功率控制和反向功率控制，其中 _反向功率控制可以是开环功率控制。 15、寻呼信道的速率体现在同步信道消息上，寻呼信道的速率有9600bps和 4800bps ，两种寻呼信道速率下的功率相差 3dB 。 二、选择题（不定项选择题）:(30分，每题1.5分) 1、IS-95系统使用的多址方式为__C____。 A) FDMA B) TDMA C) TDMA+CDMA D) FDMA+CDMA
GSM中的信道分为物理信道和逻辑信道，一个物理信道就为一个时隙(TS)，而逻辑信道是根据BTS与MS之间传递的信息种类的不同而定义的不同逻辑信道。这些逻辑信道的信息附着在物理信道上传送。从BTS到MS的方向称为下行链路，相反的方向称为上行链路。 逻辑信道又分为两大类，业务信道和控制信道。 业务信道（TCH）：用于传送编码后的话音，在上行和下行信道上。 控制信道：用于传送信令或同步数据。根据所需完成的功能又把控制信道定义成广播、公共及专用三种控制信道，它们又可细分为： 1.广播信道（BCH）（都是下行信道）：●频率校正信道（FCCH）：用于校正 MS频率，下行信道。●同步信道（SCH）：携带MS的帧同步（TDMA帧号） 和BTS的识别码（BSIC）的信息，下行信道。●广播控制信道（BCCH）：广 播每个BTS的通用信息（小区特定信息）。下行。 2.公共控制信道（CCCH）（RACH是上行信道，PCH和AGCH为下行信道）●寻 呼信道（PCH）：用于寻呼MS。下行，点对多点方式传播。 ●随机接入信道（RACH）：MS通过此信道申请分配一个独立专用控制信道 （SDCCH），可作为对寻呼的响应或MS主叫／登记时的接入。上行信道。 ●允许接人信道（AGCH）：用于为MS分配一个独立专用控制信道（SDCCH）。 下行信道。 3.专用控制信道(DCCH)（全部为上、下行双向信道）： ●独立专用控制信道（SDCCH）：用在分配TCH之前呼叫建立过程中传送系 统信令。例如登记和鉴权在此信道上进行。上行和下行信道。 ●慢速随路控制信道（SACCH）：它与一个TCH或一个SDCCH相关，是一个 传送连续信息的连续数据信息，如传送移动台接收到的关于服务及邻近小区 的信号强度的测试报告。这对实现移动台参与切换功能是必要的。它还用于 MS的功率管理和时间调整。上行和下行信道。●快速随路控制信道 （FACCH）：它与一个TCH相关。工作于借用模式，即在话音传输过程中如 果突然需要以比SACCH所能处理的高得多的速度传送信令信息，这一般在切 换时发生，因此这种中断不被用户查觉。 控制信道的配置是依据每小区的载频数而定的，当某小区配置一个载频时，仅需一个控制信道。 CDMA是Code Division Multiple Access的缩写，被翻做码分多址。这是现代通信技术中用来实现信道共享的一种技术。所谓信道，可以是电磁信号的一个特定频率区域，称为频带；也可以是信号的一个特定时间片段，称为帧。所谓信道共享，就是将同一个信道供多个用户同时使用并保证互不干扰。信道共享可以提高信道资源的利用率。 有许多不同的技术可以用来实现信道共享。把信道频带分割为若干更窄的互不相交的频带（称为子频带），把每个子频带分给一个用户专用（称为地址）。这种技术被称为“频分多址”技术，英文就是FDMA （Frequency Division Multiple Access／Address）。这是模拟载波通信、微波通信、卫星通信的基本技术，也是第一代模拟移动通信的基本技术。类似地，可以把信道帧划分为若干不相重叠的时隙，把每个时隙分配给一个用户作为专用地址。这就是“时分多址”，即TDMA （Time Division Multiple Access／Ad dress）。这是数字数据通信和第二代移动通信的基本技术。如果各个用户的地址既不是指定的信号子频带也不是时隙，而是信号的一组正交编码结构（码型），这些用户信号也可以同时在同一个信道上传输而互不干扰。这种技术称为“码分多址”，即CDMA。
SDH 信号的帧结构 SDH 信号需要什么样的帧结构呢？ STM-N 信号帧结构的安排应尽可能使支路低速信号在一帧内均匀地、有规律的排列。为什么呢？因为这样便于实现支路低速信号的分/插、复用和交换，说到底就为了方便的从高速SDH 信号中直接上/下低速支路信号。鉴于此，ITU-T 规定了STM-N 的帧是以字节（8bit ）为单位的矩形块状帧结构，如图1-1所示。 9×270×N 个字节 RSOH AU-PTR MSOH 9×N 1 3 49 payload 261×N 5 图1-1 STM-N 帧结构图 块状帧是什么呢？ 为了便于对信号进行分析，往往将信号的帧结构等效为块状帧结构，这不是SDH 信号 所特有的，PDH 信号、ATM 信号，分组交换的数据包，它们的帧结构都算是块状帧。 例如，E1信号的帧是32个字节组成的1行×32列的块状帧，ATM 信号是53个字节构 成的块状帧。将信号的帧结构等效为块状，仅仅是为了分析的方便。 从上图看出STM-N 的信号是9行×270×N 列的帧结构。此处的N 与STM-N 的N 相一致，取值范围：1，4，16，64……，表示此信号由N 个STM-1信号通过字节间插复用而成。由此可知，STM-1信号的帧结构是9行×270列的块状帧，由上图看出，当N 个STM-1信号通过字节间插复用成STM-N 信号时，仅仅是将STM-1信号的列按字节间插复用，行数恒定为9行。 我们知道，信号在线路上传输时是一个bit 一个bit 地进行传输的，那么这个块状帧是怎样在线路上进行传输的呢？难道是将整个块都送上线路同时传输吗？当然不是这样传输，STM-N 信号的传输也遵循按比特的传输方式。那么先传哪些比特后传哪些比特呢？SDH 信号帧传输的原则是：帧结构中的字节（8bit ）从左到右，从上到下一个字节一个字节（一个比特一个比特）的传输，传完一行再传下一行，传完一帧再传下一帧。 STM-N 信号的帧频（也就是每秒传送的帧数）是多少呢？ITU-T 规定对于任何级别的STM-N 帧，帧频是8000帧/秒，也就是帧长或帧周期为恒定的125μs 。8000帧/秒听起来很耳熟，对了，PDH 的E1信号也是8000帧/秒。 这里需要注意到的是：帧周期的恒定是SDH 信号的一大特点，任何级别的STM-N 帧它的帧频都是8000帧/秒。想想看PDH 不同等级信号的帧周期是否恒定？由于帧周期的恒定使STM-N 信号的速率有其规律性。例如STM-4的传输数速恒定的等于STM-1信号传输数速的4倍，STM-16恒定等于STM-4的4倍，等于STM-1的16倍。而PDH 中的E2信号速率≠E1信号速率的4倍。SDH 信号的这种规律性使高速SDH 信
一、填空题： 1、一个反向信道包括接入信道和反向业务信道。一个前向信道包括前向公用信道和前向业务信道。 2、功控的主要目的是降低干扰，克服远近效应，既提高网络服务质量。 3、cdma2000是一个自干扰系统。在反向上，每个用户的发射功率对其他用户都是干扰。 4、反向功控的作用对象是手机，前向功控的作用对象是基站。 5、在前向测量报告的功控方式中，根据系统设定可以采用阈值或者周期方式进行前向信道质量的统计。 6、CDMA基于平衡小区负荷而调整小区轮廓（覆盖半径）的功能叫小区呼吸。 7、CDMA采用可变速率声码器，支持两种信源编码QCELP和EVRC，支持话音激活。 8、导频信道是一组零值，用WALSH 0码和PN短码进行扩展， 9、一块EVC板处理 192 个用户信道,一个集成业务框满配 4 块EVC板,则一个集成业务框可处理 768 个用户信道。 10、目前CSM5000芯片支持前向64CH，反向32CH。 二、选择题（不定项选择题）: 1、在激活(Active)状态期间（a 、c、d）连接保持 a、A1 b、A5 c、A8 d、A10 2、在休眠(Dormant)状态期间（d ）连接保持 a、A1 b、A5 c、A8 d、A10 3、cdma2000前向引入了哪三种新的公共信道，可用来替代F-PCH：（b、c、d） a、F-DCCH； b、F-BCCH； c、F-QPCH ； d、F-CCCH 4、MSC－BSC间接口（ a ），源BSC和目标BSC之间接口（b），BSC－PCF间接口（ c）， PCF－PDSN间接口（d） a、A1、A2； b、A3、A7； c、A8、A9； d、A10、A11 5、CDMA手机开机后，顺次接收的信道是（b，a，c）。
LTE帧结构及资源概念 1.1物理资源 天线端口由用于该天线的参考信号来定义。等于说，使用的参考信号是某一类逻辑端口的名字 一个时隙下有7个OFDM符号（常规CP），LTE最基本的时间单位Ts，在LTE帧结构中都是基于这个基本单位的。如一个无线帧307200Ts=10ms，一个时隙153600Ts。Ts是LTE中OFDM符号FFT 大小为2048点的采样时间，即OFDM时域符号持续时间是 2048Ts=1/15kHz。 下行参考信号简介及功能 R9 中： CRS：（小区特定的参考信号，也叫公共参考信号）用于除了不基于码本的波束赋形技术之外的所有下行传输技术的信道估计和相关解调。在天线端口{0}或{0,1}或{0,1,2,3}上传输。
UE-RS（DRS）(UE专用参考信号)：用于不基于码本的波束赋形技术的信道估计和相关解调。支持PDSCH的单天线端口传输，在天线端口5或7或8上传输。在天线端口7或8上支持空间复用。MBSFN（多播/组播单频网络）参考信号：用于MBSFN的信道估计和相关解调。在天线端口{4}上传输。 PRS：主要用于定位。在天线端口6上传输。（是R9中新引入的参考信号）。 上行有两种参考信号：DMRS和SRS。DMRS（解调参考信号）与PUSCH和PUCCH的发送相关联，用作求取信道估计矩阵，帮助这两个信道进行解调。SRS（Sounding参考信号）独立发射，用作上行信道质量的估计与信道选择，计算上行信道的SINR。 二者区别：DMRS只在分配给UE的带宽上发送，SRS可以在整个带宽发送，SRS只是做上行信道的质量测量，比如接收功率和CQI等，不做信道估计和解调。DMRS才是真正用于上行信道的信道估计和解调。 ?LTE使用天线端口来区分空间上的资源。天线端口是从接收机的角 度来定义的，即如果接收机需要区分资源在空间上的差别，就需要 定义多个天线端口。天线端口与实际的物理天线端口没有一一对
子载波间隔 与LTE（子载波间隔和符号长度）相比，NR支持多种子载波间隔（在LTE中，只有15 Khz这种子载波间隔）。 在3GPP38.211中，有关于NR子载波间隔类型的总结。 具体的子载波间隔类型如下图所示： 图1.1 NR支持的子载波间隔类型（频域上，1个RB=12个子载波间隔） 时隙长度 如下图所示，时隙长度因为子载波间隔不同会有所不同，一般是随着子载波间隔变大，时隙长度变小。
图2.1 正常CP情况下时隙的长度 （每个时隙有14个符号） 图2.2 扩展CP情况下时隙的长度 （每个时隙有12个符号） 支持信道的能力 不同的子载波间隔支持物理信道的能力不同，具体如下图所示：
图3.1 支持物理信道的能力 OFDM符号长度 图4.1 OFDM符号长度计算 无线帧结构 虽然5GNR支持多种子载波间隔，但是不同子载波间隔配置下，无线帧和子帧的长度是相同的。无线帧长度为10ms，子帧长度为1ms。 那么不同子载波间隔配置下，无线帧的结构有哪些不同呢？答案是每个子帧中包含的时隙数不同。在正常CP情况下，每个时隙包含的符号数相同，且都为14个。 子载波间隔=15Khz（正常CP） 在这个配置中，一个子帧仅有1个时隙，所以无线帧包含10个时隙。一个时隙包 含的OFDM符号数为14。
图5.1 子载波间隔=15Khz（正常CP） 子载波间隔=30Khz（正常CP） 在这个配置中，一个子帧有2个时隙，所以无线帧包含20个时隙。1个时隙包含的OFDM符号数为14。
图5.2 子载波间隔=30Khz（正常CP） 子载波间隔=60Khz（正常CP） 在这个配置中，一个子帧有4个时隙，所以无线帧包含40个时隙。1个时隙包含 的OFDM符号数为14。
WR_BT03_C1_0
课程目标：
WCDMA 信道结构
? 掌握 3G 移动通信的基本概念 ? 掌握 3G 的标准化过程 ? 掌握 WCDMA 的基本网络结构以及各网元功能 ? 掌握无线通信原理 ? 掌握 WCDMA 的关键技术
参考资料：
? 《3G 概述与概况》 ? 《中兴通讯 WCDMA 基本原理》 ? 《ZXWR RNC（V3.0）技术手册》 ? 《ZXWR NB09 技术手册》
目
录
第 1 章 信道................................................................................................................................................... 1 1.1 UTRAN 的信道 .................................................................................................................................. 1 1.1.1 逻辑信道 .................................................................................................................................. 2 1.1.2 传输信道 .................................................................................................................................. 3 1.1.3 物理信道 .................................................................................................................................. 5 1.1.4 信道映射 ................................................................................................................................ 13 1.2 初始接入过程 .................................................................................................................................. 15 1.2.1 小区搜索过程 ........................................................................................................................ 15 1.2.2 初始接入过程 ........................................................................................................................ 16
i
时分多址(TDMA)帧结构 （1）TDMA信道概念 GSM中的信道分为物理信道和逻辑信道，一个物理信道就为一个时隙(TS)，而逻辑信道是根据BTS与MS之间传递的信息种类的不同而定义的不同逻辑信道。这些逻辑信道映射到物理信道上传送。从BTS到MS 的方向称为下行链路，相反的方向称为上行链路。 逻辑信道又分为两大类，业务信道和控制信道。 ①业务信道（TCH）：用于传送编码后的话音或客户数据，在上行和下行信道上，点对点（BTS对一个MS，或反之）方式传播。 ②控制信道：用于传送信令或同步数据。根据所需完成的功能又把控制信道定义成广播、公共及专用三种控制信道，它们又可细分为：广播信道（BCH）: ---频率校正信道（FCCH）：携带用于校正MS频率的消息，下行信道，点对多点（BTS对多个MS）方式传播。 ---同步信道（SCH）：携带MS的帧同步（TDMA帧号）和BTS的识别码（BSIC）的信息，下行信道，点对多点方式传播。 ---广播控制信道（BCCH）：广播每个BTS的通用信息（小区特定信息）。下行，点对多点方式传播。
公共控制信道（CCCH） : ---寻呼信道（PCH）：用于寻呼（搜索）MS。下行，点对多点方式传播。 ---随机接入信道（RACH）：MS通过此信道申请分配一个独立专用控制信道（SDCCH），可作为对寻呼的响应或MS主叫／登记时的接入。上行信道，点对点方式传播。 ---允许接人信道（AGCH）：用于为MS分配一个独立专用控制信道（SDCCH）。下行信道，点对点方式传播。 专用控制信道(DCCH)： ---独立专用控制信道（SDCCH）：用在分配TCH之前呼叫建立过程中传送系统信令。例如登记和鉴权在此信道上进行。上行和下行信道，点对点方式传播。 ---慢速随路控制信道（SACCH）：它与一个TCH或一个SDCCH相关，是一个传送连续信息的连续数据信息，如传送移动台接收到的关于服务及邻近小区的信号强度的测试报告。这对实现移动台参与切换功能是必要的。它还用于MS 的功率管理和时间调整。上行和下行信道，点对点方式传播。 ---快速随路控制信道（FACCH）：它与一个TCH相关。工作于借用模式，即在话音传输过程中如果突然需要以比SACCH所能处理的高得多
2.2 无线信道结构 在公众陆地移动通信网（PLMN）中，MS通过无线信道与网络的固定部分相连使用户可接入网内得到通信服务。为实现MS和BTS的互联，对无线信道上信号的传输必须作出一系列的规定，建立一套标准。这套关于无线信道信号传输的规范就是所谓的无线接口，又称Um接口。 2.2.1 时隙与帧结构 Um接口综合了频分多址（FDMA）与时分多址（TDMA）两种技术，还加上跳频技术。 Um接口上传输的单位是有大约100多个调制比特组成的脉冲串，称为“突发脉冲（Burst ）”。Burst 占用200kHz 的频带宽度，持续时间为 0.577ms （15/26ms ），如图2-3所示，称它所占用的时间和频率窗口为缝 隙（slot）。一个缝隙持续的时间称为时隙（time slot ），缝隙所占有的频带宽称为称为频隙（frequency slot ）。频隙相当于GSM规范中的射频信道。 帧通常被表示为接连发生的n个缝隙。在GSM系统中n取为8，且这样的帧称为TDMA帧，即一个TDMA帧由8个时间上相邻的缝隙组成。 图2-3 时隙的概念 一条物理信道是在特定的、周期性出现的缝隙中发送的突发脉冲序列。 在GSM系统中这个周期是8，即是一个TDMA帧。也可以说，一个射频信道包括8个物理信道。物理信道可以以它的一个缝隙在TDMA帧中出现的序号来区分，这个序号叫做时隙号（time slot number ）。 一个射频信道如果不是跳频的，那么它的中心频率是恒定的；否则，它的中心频率是变化的，变化的单位是200kHz 。 完整的TDMA帧结构如图2-4所示。
图2-4 信道的TDMA帧结构 对上图说明如下： 一个TDMA帧时长4.615ms（120/26ms ），由8个时隙组成。 多个TDMA帧构成复帧（Multiframe ），其结构有两种，分别为26复帧和51复帧。26复帧结构的周期为120ms ，含有26个TDMA帧，用于业 务信道及其随路控制信道。51复帧结构的周期为3060/13ms ，含有51个 TDMA帧，用于控制信道。 多个复帧构成超帧（Super frame ），含有51×26＝1326个TDMA 帧，一个超帧可以包括51个26复帧，也可以包括26个51复帧。超帧的周 期为6.12s。 多个超帧构成超高帧（Hyper frame ），含有2048个超帧，周期为12533.76s，即3小时28分53秒760毫秒。超高帧每一周期包含2715648个 TDMA帧，这些TDMA帧按序编号，依此从0到2715647。 2.2.2 物理信道 物理信道是频分和时分的组合，它由BTS和MS之间的缝隙流组成。故一个物理信道必须从频率和时间两个维度进行描述。 1. 频率域描述 (1) GSM系统的工作频带上行（MS→BTS）：890～915MHz；1710～1785MHz 下行（BTS→MS）：935～960MHz； 1805～1880MHz 双工间隔：45MHz（900M）；95MHz（1800M） 载频间隔：200kHz 。
LTE帧结构及资源概念 1.1 物理资源 天线端口由用于该天线的参考信号来定义。等于说，使用的参考信号是某一类逻辑端口的名字 一个时隙下有7个OFDM符号（常规CP），LTE最基本的时间单位Ts，在LTE帧结构中都是基于这个基本单位的。如一个无线帧307200Ts=10ms，一个时隙153600Ts。Ts是LTE中OFDM 符号FFT大小为2048点的采样时间，即OFDM时域符号持续时间是2048Ts=1/15kHz。 下行参考信号简介及功能 R9 中： CRS：（小区特定的参考信号，也叫公共参考信号）用于除了不基于码本的波束赋形技术之外的所有下行传输技术的信道估计和相关解调。在天线端口{0}或{0,1}或{0,1,2,3}上传输。 UE-RS（DRS）(UE专用参考信号)：用于不基于码本的波束赋形技术的信道估计和相关解调。支持PDSCH的单天线端口传输，在天线端口5或7或8上传输。在天线端口7或8上支持空间复用。 MBSFN（多播/组播单频网络）参考信号：用于MBSFN的信道估计和相关解调。在天线端口{4}上传输。 PRS：主要用于定位。在天线端口6上传输。（是R9中新引入的参考信号）。 上行有两种参考信号：DMRS 和SRS。 DMRS（解调参考信号）与PUSCH和PUCCH的发送相关联，用作求取信道估计矩阵，帮助这两个信道进行解调。 SRS（Sounding参考信号）独立发射，用作上行信道质量的估计与信道选择，计算上行信道的SINR。
二者区别：DMRS只在分配给UE的带宽上发送，SRS可以在整个带宽发送，SRS只是做上行信道的质量测量，比如接收功率和CQI等，不做信道估计和解调。DMRS才是真正用于上行信道的信道估计和解调。 ?LTE使用天线端口来区分空间上的资源。天线端口是从接收机的角度来定义的，即如果接收机需要区分资源在空间上的差别，就需要定义多个天线端口。天线端口与实际的物理天线端口没有一一对应的关系。 ?由于目前LTE上行仅支持单射频链路的传输，不需要区分空间上的资源，所以上行还没有引入天线端口的概念 ?目前LTE下行定义了三类天线端口，分别对应于天线端口序号0~5。 ? 1.1.1物理资源概念 ?RE：（Resource Element）为最小的资源单位，时域上为一个OFDM符号，频域上为一个子载波；
WCDMA的帧结构 基础知识 WCDMA的帧结构由72个帧的超帧组成，每帧长10ms。在每帧内有15个时隙，代表一个功率控制周期。关于逻辑信道，WCDMA定义了3条可利用的公共控制信道及2条专用信道： a．广播公共控制信道(BCCH)携带系统和小区特定的信息。 b．寻呼信道(PcH)把消息送到寻呼区的移动台。 C．前向接入信道(FAcH)把消息从基站送到一个小区内的移动台。 d．专用控制信道(DCcH)包括2个信道，即主专用控制信道(SDCCH)和辅专用控制信fACcHl。 e．专用业务信道(DTcH)用于上下行中点到点的数据传输。这些信道通过不同方式映射到相应的物理信道。上行信道中物理信道有2路专用信道：带有用户数据的专用物理数据信道(DPDcH)和用来携带层控制信息的专用物理控制信道(DPcCH)，一路公共信道是随机接入信道。图28．21表示了上行DPCCH／DPDCH的帧结构。多种并行可变速率业务能在每个DPDCH 帧内时分复用，对不同帧DPDCH总比特率是可变的。在大部分情况下，对用户每次连接仅分配一路 DPDCH，业务联合交织则分享同样的DPDCH。当然，对用户每次连接也能分配多路DPDCH。为传输用于相干检测及功率控制信令比特的导频码元，需要专用物理控制信道(DPDcH)以及速率检测的速率信息。复用物理控制和数据信道的2种基本解决方法是时分复用和码分复用。组合的I／o和码分复用方法(双信道QPSK)用于WCDMA上行以避免与不连续发射(DTx)引起的电磁兼容问题。突发随机接入的结构由两部分组成，长度为16×256码片的前导部分和可变长度的数据部分。 在下行有3条公共物理信道：主和辅公共控制信道(cCPCH)携带下行公共控制逻辑信道fBCcH，PCH和FACH)的信息，同步信道SCH提供定时信息并用于移动台的切换检测，专用信道(DPDCH和DPCCHl是时分复用的。下行DPDCH信道结构如图28．22所示。在下行DPDCH 信道中，时分复用导频码元用于相关检测。导频码元是专用连接的，它们能用于具有自适应天线的信道估计。另外，连接的专用导频码元能用于支持下行快速功率控制。 主CCPCH带有BCCH信道和时分复用公共导频信道。它是固定速率的并映射到DPDCH，主CCPCH在所有小区中分配同样的信道码。移动终端总能找到BCCH，只要基站惟一的扰码是在小区起始寻找中被 检测到。公共控制的辅助物理信道在超帧结构中以时分复用方式带有PCH和FACH。辅助CCPH 的速率对不同小区是不同的并在每个特定环境可设置到对PCH和FACH提供所需要的容量。辅助CCPCH的信道码在主CCPCH上传输。 同步信道SCH被移动台用于小区的初始搜索，SCH由两个子信道组成：主SCH和辅SCH。未调制的主SCH用来获得辅SCH的时。调制的辅SCH码带有关于基站所属长码的长码组信息。这样，长码的寻找限制到所有码的子集。 主SCH由每个时隙发送一次长256码片的未调制码组成。对系统中每个基站，主同步码是相同的，并且发射时间与时隙边界对准。辅scH由与主SCH并行传输的长256码片的调制码组 WCDMA物理层 WCDMA的FDD方式工作在覆盖面积较大的范围内，提供中低速业务； WCDMA的TDD方式工作在业务繁重的小范围内，提供高至2Mbit/s的业务 FDD工作频段上行1920-1980MHz 下行2110-2170MHz