① 在td-scdma系統中,尋呼過程主要使用以下哪些物理信道
邏輯信道是MAC子層向上層提供的服務,表示承載的內容是什麼(what),,按信息內容劃分,分為兩大類:控制信道和業務信道。 傳輸信道表示承載的內容怎麼傳,以什麼格式傳,分為兩大類:專用傳輸信道和公用傳輸信道. LONG TERM物理層協議根據傳的內容和佔用資源方式(頻率和時間等)的不同定義了不同的物理信道,即按照將傳輸信道的不同的數據流按不同處理方式進行相關處理和數據的傳輸。 其實信道、鏈路等等都是人為的概念,是對一系列數據流或調制後的信號的分類名稱,其名稱是以信號的功用來確定的。 邏輯信道定義傳送信息的類型,這些信息可能是獨立成塊的數據流,也可能是夾雜在一起但是有確定起始位的數據流,這些數據流是包括所有用戶的數據。 傳輸信道是在對邏輯信道信息進行特定處理後再加上傳輸格式等指示信息後的數據流,這些數據流仍然包括所有用戶的數據。 物理信道則是將屬於不同用戶、不同功用的傳輸信道數據流分別按照相應的規則確定其載頻、擾碼、擴頻碼、開始結束時間等進行相關的操作,並在最終調制為模擬射頻信號發射出去;不同物理信道上的數據流分別屬於不同的用戶或者是不同的功用。 鏈路則是特定的信源與特定的用戶之間所有信息傳送中的狀態與內容的名稱,比如說某用戶與基站之間上行鏈路代表二者之間信息數據的內容以及經歷的一起操作過程。鏈路包括上行、下行等。 簡單來講, 邏輯信道={所有用戶(包括基站,終端)的純數據集合} 傳輸信道={定義傳輸特徵參數並進行特定處理後的所有用戶的數據集合} 物理信道={定義物理媒介中傳送特徵參數的各個用戶的數據的總稱} 打個比方,某人寫信給朋友, 邏輯信道=信的內容 傳輸信道=平信、掛號信、航空快件等等 物理信道=寫上地址,貼好郵票後的信件 2 邏輯信道、傳輸信道和物理信道分別有哪些? 8邏輯信道: MAC通過邏輯信道為上層提供數據傳送服務。 邏輯信道 通常可以分為兩類:控制信道和業務信道。控制信道用於傳輸控制平面信息,而業務信道用於傳輸用戶平面信息。 其中,控制信道包括: 廣播控制信道(BCCH):廣播系統控制信息的下行鏈路信道。 尋呼控制信道(PCCH):傳輸尋呼信息的下行鏈路信道。 專用控制信道(DCCH):傳輸專用控制信息的點對點雙向信道,該信道在UE有RRC連接時建立。 公共控制信道(CCCH):在RRC連接建立前在網路和UE之間發送控制信息的雙向信道。(是雙向嗎?下行也這樣使用?)(我個人認為是雙向的見MAC層結構) 多播控制信道MCCH: 從網路到UE的MBMS調度和控制信息傳輸使用點到多點下行信道。 業務信道包括: 專用業務信道(DTCH):專用業務信道是為傳輸用戶信息的,專用於一個UE的點對點信道。該信道在上行鏈路和下行鏈路都存在。 多播業務信道(MTCH):點到多點下行鏈路。 傳輸信道:物理層通過傳輸信道為上層提供數據傳送服務。 物理層支持的傳輸信道: 下行共享信道DL-SCH: 支持HARQ,AMC,可以廣播,可以波束賦形,可以動態或半靜態資源分配,支持DTX,支持MBMS(FFS) 尋呼信道PCH: 支持DRX(UE省電),廣播 廣播信道 BCH 多播信道MCH: 廣播,支持SFN合並,支持半靜態資源分配(如分配長CP幀) 控制格式指示CFI HARQ指示 HI 下行控制信息 DCI 上行共享信道UL-SCH: 支持HARQ,AMC,可以波束賦形(可能不需要標准化),可以動態或半靜態資源分配 隨機接入信道RACH: 有限信息,存在競爭 上行控制信息 UCI 根據傳的內容和佔用資源方式(頻率和時間等)的不同LONG TERM物理層協議定義了不同的物理信道。各物理信道傳輸的內容和調制方式各不相同。 下行物理信道有: PDSCH: 下行物理共享信道,承載下行數據傳輸和尋呼信息。 PBCH: 物理廣播信道,傳遞UE接入系統所必需的系統信息,如帶寬 天線數目、小區ID等 PMCH: 物理多播信道,傳遞MBMS(單頻網多播和廣播)相關的數據 PCFICH:物理控制格式指示信道,表示一個子幀中用於PDCCH的OFDM 符號數目 PHICH:物理HARQ指示信道, 用於NodB向UE 反饋和PUSCH相關的 ACK/NACK信息。 PDCCH: 下行物理控制信道,用於指示和PUSCH,PDSCH相關的 格式,資源分配,HARQ信息,位於子幀的前n個OFDM符號,n<=3. 上行物理信道有: PUSCH:物理上行共享信道 PRACH:物理隨機接入信道,獲取小區接入的必要信息進行時間同步和小區 搜索等 PUCCH :物理上行控制信道,UE用於發送ACK/NAK,CQI,SR,RI信息。 3- 傳輸信道是如何映射到物理信道的? 物理層有6個下行物理信道,3個上行物理信道。傳輸信道和物理信道的映射關系如下表: 下行物理層信道與傳輸信道的映射關系如下表: 傳輸信道 物理信道 下行共享信道 DL-SCH 物理下行共享信道PDSCH 尋呼信道PCH 物理下行共享信道PDSCH 廣播信道 BCH 物理廣播信道PBCH 多播信道MCH 物理多播信道PMCH 控制信息 物理信道 控制格式指示CFI 物理控制格式指示信道PCFICH HARQ指示 HI 物理HARQ指示信道 PHICH 下行控制信息 DCI 物理下行控制信息信道PDCCH 上行物理信道有: PUSCH:物理上行共享信道 PRACH:物理隨機接入信道,獲取小區接入的必要信息進行時間同步和小區 搜索等 PUCCH :物理上行控制信道,UE用於發送ACK/NACK,CQI,SR,RI信息。 傳信道信道/ 控制信息 物理信道 上行共享信道 UL-SCH 物理上行共享信道 PUSCH 隨機接入信道 物理隨機接入信道PRACH 上行控制信息 UCI PUCCH、PUSCH
② WCDMA的下行鏈路有8192個擾碼,其中512個主擾碼,分為多少個主擾碼組
WCDMA的擾碼規劃的原則是:網路中有重疊覆蓋的小區不能擁有相同的主擾碼。由上所述:擾碼的規劃可以是基於擾碼組或基於所有不同主擾碼的基礎上進行的擾碼規劃。基於所有不同擾碼的基礎上規劃擾碼就是只要滿足復用距離的條件下,把512個主擾碼分配給各個小區。而基於擾碼組的規劃是對每個基站分配一個不同的擾碼組,每個基站中的不同扇區則在這個擾碼組8個不同的擾碼中選擇進行分配。這兩種分配方法的不同之處是:由小區搜索過程可知,基於擾碼組的規劃方法中,基站中不同扇區的主同步碼P-SCH序列和輔同步碼S-SCH序列是相同的。而基於所有不同擾碼的基礎上規劃,基站各個不同扇區的擾碼屬於不同的擾碼組,主同步碼P-SCH序列是相同的,而輔同步碼S-SCH序列是不同的。由此可見:基於擾碼組的規劃方法比基於所有不同擾碼規劃方法要方便、簡單,在提供移動台搜索小區上更加快速,靈活。所以一般擾碼的規劃是在主擾碼組的基礎上進行規劃。
備註:為了使移動台盡快的搜索到小區、與鄰區建立同步,從而達到允許快速切換的目的。這就要求小區和它的鄰區擾碼應該屬於盡可能少的擾碼組,因為每多解調一個擾碼組,就需要額外的20ms時間!
在WCDMA 系統中,上行鏈路擾碼用於區分不同移動用戶,所採用的擾碼序列可分為短擾碼和長擾碼。由25階生成多項式產生的長擾碼截短為10ms 的幀長度,包含38400 個碼片,速率為3.84 Mchip/s;短擾碼的長度為256個碼片。上行鏈路中的擾碼個數有幾百萬個,所以在上行鏈路方向上不必規劃碼資源。移動台上行鏈路的擾碼是在建立連接時,由RNC 負責分配的,所以對於RNC 而言,每個RNC 都有一定的擾碼范圍。在下行鏈路,擾碼的功能是用於區分不同的小區,擾碼序列也是採用和上行鏈路一樣的Gold 序列作為長碼,共有218-1=262,143 個,但不使用短碼。為了縮短移動台搜索小區的時間,下行鏈路的主擾碼限制為512 個,分成64 組。每個小區僅分配一個主擾碼,一般所講的擾碼規劃就是指下行擾碼的規劃。通常下行鏈路的擾碼規劃是由網路規劃軟體來完成的。
擾碼規劃的原理
WCDMA 系統中的擾碼規劃類似於GSM 系統中的頻率規劃,主要是為小區分配主擾碼。WCDMA 系統中下行鏈路共有512個主擾碼,每個小區分配一個主擾碼作為該小區的識別參數之一。當小區的數量超過512個時,可重復分配一個主擾碼給一個小區,只要保證使用相同主擾碼的小區之間的距離足夠大,使得接收信號在另外一個使用同一主擾碼的小區覆蓋范圍內低於門限電平即可。所以擾碼規劃的主要思想是確定兩個使用相同擾碼的小區的最小無線傳播距離。與GSM 頻率規劃中一樣,這個距離稱為復用距離。具體計算過程如下:
如圖1 所示,假設兩個小區i 和j 使用的是相同的擾碼,兩個小區間的距離的鏈路損耗為Lij,兩個小區的覆蓋半徑分別為Ri和Rj。為了避免兩小區由於擾碼相同產生的擾碼模糊干擾,兩小區間的距離必須足夠大,使得在同一點遠端所使用具有相同擾碼小區的無線傳播信號,遠遠小於本端使用相同擾碼的小區無線
信號。所以必須滿足以下不等式:
10log[Lij-max(Ri,Rj)]α-10log[max(Ri,Rj)]α≥PGdB (1)
其中:α表示路徑損耗指數,PGdB 為處理增益,單位為dB。上述不等式左邊第一項表示的是遠端小區j最小路徑損耗,第二項表示的是本端最大路徑損耗。由上述不等式可以得到滿足不等式要求的Lij:
Lij≥max(Ri,Rj)(1+10PGdB/10α)(2)
擾碼規劃的最小復用距離需滿足(2)式。擾碼規劃的目的就是確定擾碼空間的復用模式。由Rmax 代替max(Ri,Rj),復用小區集中的小區數K,其中小區間復用距離L=Rmin ,Rmin為覆蓋面積最小小區的半徑。則有滿足擾碼規劃的最小小區復用數:
以12.2KAMR 話音業務為例,PGdB = 24 dB,路徑損耗指數α= 3,Rmax / Rmin = 3,則可以算出小區復用數K ≥ 160,按3 扇區規劃3K = 480,即復用集的大小為480 個擾碼,還有512-480 = 32 個富餘的擾碼可以使用。
由於擾碼是用於區分小區的,可用於移動台的初始接入網路、小區重選及切換等,所以擾碼分配在系統規劃中是非常重要的。而在實際情況中,無線傳播環境、基站的位置不規則分布等因素,使得擾碼規劃的效果評估很難進行。所以擾碼規劃這一繁瑣工作通常是由網路規劃軟體來完成。而軟體實現擾碼規劃的方法通常可以是如上所示的小區復用距離計算方法或採用圖論中圖搜索問題的方法來實現擾碼的自動分配。但擾碼規劃的原則是可以由網路規劃工程師來確定的。
擾碼規劃的原則
小區搜索過程
由18 位長的移位寄存器可以產生218-1 個擾碼。由於過多的擾碼會使移動台的搜索時間過長,系統設計太復雜,所以在3GPP 規范中選取了其中的8192個擾碼。這些擾碼分為512個集合,每個集合包括一個主擾碼PSC 和15 個輔擾碼SSC。每個小區使用其中的一個主擾碼。進一步將這512個主擾碼分為64組,每組8 個主擾碼。
擾碼規劃的目的是使移動台快速、准確地完成小區搜索、識別和同步。為此先簡單地介紹一下小區的搜索過程。通常,終端在不知道小區任何信息的情況下搜索小區,需要經過時隙同步、幀同步、捕獲主擾碼三個步驟。其中時隙同步和幀同步要涉及到主同步信道P-SCH 和輔同步信道S-SCH。
主、輔SCH 的10ms 無線幀分成15 個時隙,每個長為2560碼片。圖2 所示為SCH 無線幀的結構。主SCH 包括一個長為256 碼片的調制碼,主同步碼(PSC),圖2 中用Cp 來表示,每個時隙發射一次。系統中每個小區的PSC 是相同的。輔SCH 重復發射一個有15 個序列的調制碼,每個調制碼長為256chips,輔同步碼(SSC)與主SCH 並行進行傳輸。在圖2 中SSC 用csi,k來表示(其中i=0,1,...,63),為擾碼碼組的序號,k=0,1,2,...,14 為時隙號。每個SSC 是從長為256 的16 個不同碼中挑選出來的一個碼。在輔SCH 上的序列,表示小區的下行擾碼所屬碼組。
小區搜索的第一步是時隙同步,所有小區的主同步碼相同,而且終端預先知道其碼片序列,因此只需要用一個性能較好的匹配濾波器就可以檢測、捕獲到該主同步碼,從而確定各物理信道的時隙邊界。第二步是幀同步,輔同步信道上發送輔同步碼,輔同步碼也是256個碼片,在每個時隙的開始處與主同步碼一起發送,每個時隙使用一個輔同步碼。所不同的是,輔同步碼總共有16個不同的碼片序列。這些從同步碼又被編排成64個不同的組合,每個組合為15 個從同步碼字長,用於一個無線幀。需要注意的是,在某一組合中同一從同步碼可能出現若干次,而每個組合對應於一組主擾碼。這樣在第二步就可以確定該小區使用的主擾碼所屬的組。在前兩步確定了擾碼組的基礎上,然後從8個主擾碼中找到與本小區匹配的主擾碼,捕獲主擾碼的工作即告結束。
擾碼規劃方法
擾碼規劃的原則是:網路中有重疊覆蓋的小區不能擁有相同的主擾碼。由上所述:擾碼的規劃可以基於擾碼組或基於所有不同主擾碼的基礎上進行。基於所有不同擾碼的基礎上規劃擾碼就是只要滿足復用距離的條件下,把512 個主擾碼分配給各個小區。而基於擾碼組的規劃是對每個基站分配一個不同的擾碼組,每個基站中的不同小區則在這個擾碼組8 個不同的擾碼中選擇進行分配。由小區搜索過程可知,基於擾碼組的規劃方法中,基站中不用小區的主同步碼P - S C H 序列和輔同步碼S -SCH 序列相同。而基於所有不同擾碼的基礎上規劃,基站各個小區的擾碼屬於不同的擾碼組,主同步碼P-SCH 序列是相同的,而輔同步碼S-SCH 序列是不同的。由此可見:基於擾碼組的規劃方法比基於所有不同擾碼規劃方法要方便、簡單,在提供移動台搜索小區上更加快速、靈活。所以一般擾碼的規劃是在主擾碼組的基礎上進行規劃。在確定規劃原則後,要考慮擾碼組的復用距離。這主要是通過計算信號的C/I來完成,具體方法如上述擾碼規劃原理。
在文獻(張長鋼 孫保紅 李猛等,《WCDMA無線網規劃原理與實踐》,人民郵電出版社, 200年5)中給出了一個擾碼規劃的實例,如表1所示。對於擾碼組的分配,還要充分考慮實際規劃小區覆蓋大小,結合地域的實際情況考慮主擾碼的復用距離,尤其是地區邊界的擾碼分配要進行統一規劃。另外要根據網路發展的情況適當地保留一些擾碼組的主擾碼以備網路擴容使用。
另外在實際擾碼的規劃中,為了使移動台盡快搜索到小區、與鄰區建立同步,從而達到允許快速切換的目的。要求小區和它的鄰區擾碼應該屬於盡可能少的擾碼組,因為每多解調一個擾碼組,就需要額外的20ms。所以合理地根據網路結構和無線環境來規劃擾碼是非常重要的。如在密集城區,高站點密集形成了較為復雜的鄰區列表和切換關系,就應該使用比較少的擾碼組,以減少搜索時間,提高網路質量。所以實際規劃中並不是所有的擾碼組都會使用完,具體使用的數量要根據將來實際網路規劃情況來定。另外如果網路使用了第二個載波,所有的擾碼就可以重復使用。
通過對擾碼規劃問題的探討,可以看出擾碼規劃的主要原理是在碼資源允許的情況下結合地域的實際特點,使主擾碼的復用距離盡量大。同時在進行擾碼規劃時,採用基於擾碼組的規劃方法可以加速移動台的小區搜索過程,而且規劃起來比較靈活、簡單。這些結論對於WCDMA 系統無線網路規劃工程師具有較好的指導意義。