05_第5章 WCDMA无线接口技术.doc

WCDMA无线接口技术 在WCDMA系统中，移动用户终端UE通过无线接口上的无线信道与系统固定网络相连，该无线接口称为Uu接口，是WCDMA系统中是最重要的接口之一。无线接口技术是WCDMA系统中的核心技术，各种3G移动通信体制的核心技术与主要区别也主要存在于无线接口上。 通过对WCDMA无线接口的学习，可以理解UE终端与WCDMA网络系统之间的工作原理与通信过程；学习这部分内容也是WCDMA无线网络规划的前提。 WCDMA无线接口概述 无线接口的协议结构 图5-1显示了UTRAN无线接口与物理层有关的协议结构。从协议结构上看，WCDMA无线接口由层一、层二、层三组成，分别称作物理层（Physical Layer）、媒体接入控制层（Medium Access Control）、无线资源控制层（Radio Resource Control）。从协议层次的角度看，WCDMA无线接口上存在三种信道，物理信道、传输信道、逻辑信道。 无线接口的物理结构 图中不同层/子层间的圆圈部分为业务接入点(SAPs)。 物理层提供了高层所需的数据传输业务。对这些业务的存取是通过使用经由MAC子层的传输信道来进行的。 物理层通过传输信道向MAC层提供业务，而传输数据本身的属性决定了什么种类的传输信道和如何传输；MAC层通过逻辑信道向RRC层提供业务，而发送数据本身的属性决定了逻辑信道的种类。在媒体接入控制（MAC）层中，逻辑信道被映射为传输信道。MAC层负责根据逻辑信道的瞬间源速率为每个传输信道选择适当的传输格式(TF)。传输格式的选择和每个连接的传输格式组合集（由接纳控制定义）紧密相关。 RRC层也通过业务接入点（SAP）向高层（非接入层）提供业务。业务接入点在UE侧和UTRAN侧分别由高层协议和IU接口的RANAP协议使用。所有的高层信令（包括移动性管理、呼叫控制、会话管理）都首先被压缩成RRC消息，然后在无线接口发送。 RRC层通过其与低层协议间的控制接口来配置低层的协议实体，包含物理信道、传输信道和逻辑信道等参数。RRC层还将使用控制接口进行实时命令控制，例如RRC层命令低层进行特定类型的测量，低层使用相同接口报告测量接口和错误信息。 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（I或Q）的信道都可以理解为一类特定的信道。 在发射端，来自MAC和高层的数据流在无线接口进行发射时，要经过复用和信道编码、传输信道到物理信道的映射以及物理信道的扩频和调制，形成无线接口的数据流在无线接口进行传输。在接收端，则是一个逆向过程。 本章节将简要介绍逻辑信道和传输信道，并重点介绍物理信道和物理层的过程；通过对物理信道和物理层过程的学习，可以帮助大家深入掌握WCDMA无线接口的工作原理，也有助于大家对WCDMA网络规划的理解。 扩频与加扰 在无线接口上，待传输信源经过信源编码和信道编码之后，数据流将继续进行扩频、加扰和调制。 扩频与扰码的关系 扩频使用的码字成为信道化码，具体采用OVSF码（正交可变扩频因子码）。加扰使用的码字称为扰码，采用GOLD序列。 扩频与信道化码 信道化码用于区分来自同一信源的传输，即一个扇区的下行链路连接，以及上行中同一个终端的不同物理信道。UTRAN的扩频/信道化码基于正交可变扩频因子（OVSF）技术。 使用OVSF可以改变扩频因子并保持不同长度的不同扩频码之间的正交性。码字从下所示的码树中选取。如果一个连接使用可变扩频因子，可根据最小扩频因子正确利用码树进行解扩，只需从以最小扩频因子码指示的码树分支中选取信道化码。 信道化码树的结构 扰码 加扰的作用是为了把终端或基站各自相互区分开，扰码是在是在扩频之后使用的，因此不改变信号的带宽，而只是把来自不同的信源的信号区分开，经过加扰，解决了多个发射机使用相同的码字扩频的问题，图5-2给出了UTRA中经过扩频和信道化码片速率的关系。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。 下表总结了扰码和信道化码的功能和特点。 扰码和信道化码的功能和特点 信道化码 扰码 用途 上行链路：区分同一终端的物理数据（DPDCH）和控制信道（DPCCH） 下行链路：区分同一小区中不同用户的下行链路 上行链路：区分终端 下行链路：区分小区 长度 4-256个码片（1.0-66.7us） 下行链路还包括512个码片 上行链路：10ms＝38400个码片或6