3.1.3 下行物理信道
《WCDMA无线网络实战指南》第3章WCDMA信道与信息处理,本章主要介绍了WCDMA空中接口的信息处理过程,包括WCDMA空中接口的各种信道结构和功能,各种信息在链路层和物理层的处理过程,包括分段、复用、信道编码和扩频加扰调制等步骤,并给出了实际业务信息的处理实例。本节为大家介绍下行物理信道。
3.1.3 下行物理信道
从表3.2可以看到,WCDMA空中接口的下行物理信道很多,本小节主要介绍其中与无线网络设计与优化密切相关的信道,包括公共导频信道、公共控制物理信道、专用下行物理信道以及高速共享下行物理信道,其他物理信道的信息可以查阅参考书《WCDMA空中接口技术》。
1.公共导频信道(CPICH)
CPICH是一个固定速率的公共下行物理信道,比特率为30 kbps,扩频因子SF=256,承载一个预先定义好的比特/符号序列。图3.7所示为CPICH信道的帧结构。
公共导频信道分两种:主公共导频信道(P-CPICH)和辅助公共导频信道(S-CPICH)。辅助公共导频信道(S-CPICH)目前系统中一般不使用,因此主公共导频信道也简称为导频信道CPICH。
导频信道有以下特点:
导频信道采用的信道化码为 ;
导频信道使用主扰码;
每个小区有且只有一个导频信道。
导频信道是其他物理信道的相位参考点,这些信道包括同步信道(SCH)、主公共控制物理信道(P-CCPCH)、俘获指示信道(AICH)及携带PCH的辅助公共控制物理信道(S-CCPCH)。
在WCDMA空中接口中导频信道也是其他下行物理信道的功率参考点,作为这些物理信道功率设置的基准。一旦导频信道的功率发生改变,所有下行物理信道的功率都将发生改变,可谓牵一发动全身。
此外,由于导频信道是连续发射的,因此还作为终端监测小区信号强度以及信号质量的参考源,用于小区选择、小区重选、切换及功率控制等机制。
2. 公共控制物理信道(CCPCH)
公共控制物理信道分为主公共控制物理信道P-CCPCH和辅助公共控制物理信道S-CCPCH两类,分别用于承载BCH传输信道以及FACH和PCH传输信道,这里只介绍S-CCPCH。
S-CCPCH信道使用主扰码,其帧结构如图3.8所示,包括导频比特Pilot、数据Data及可选的传输格式组合指示TFCI,其中数据部分就是S-CCPCH上承载的传输信道的内容。导频比特、数据部分以及TFCI的不同长度组合对应S-CCPCH的一种格式,S-CCPCH有多种的格式。
|
图3.8 辅助公共控制物理信道(S-CCPCH)帧结构 |
S-CCPCH的扩频因子是可变的,由图3.8中的参数k(取值范围为0~6)决定,S-CCPCH的扩频因子为256/2k,也就是S-CCPCH的扩频因子取值范围是4~256。因此每个S-CCPCH时隙可以传20~1 280 bit信息。S-CCPCH根据不同的扩频因子可以选用不同级数的信道化码。
S-CCPCH物理信道与P-CCPCH物理信道的主要区别是:映射到P-CCPCH上的传输信道仅可以使用固定的传输格式组合,而S-CCPCH则可以使用TFCI来支持多种传输格式组合;此外WCDMA空中接口只有一个P-CCPCH物理信道,然而可以设置多个S-CCPCH物理信道。
目前商用系统至少配置了2个S-CCPCH物理信道,其中一个专门用来承载PCH传输信道,一个专门用来承载FACH传输信道。
3. 专用下行物理信道(DPCH)
WCDMA空中接口的专用下行物理信道只有一种,即DPCH。在下行DPCH信道上,L2及上层产生的专用数据以时分复用的方式与物理层产生的控制信息(如导频比特、TPC命令以及一个可选的TFCI指示)一起传输。因此,一个下行DPCH可以看做一个承载数据的下行DPDCH和一个承载物理层控制信息的下行DPCCH进行时分复用后的产物。这样做可以减少对下行信道化码的需求,提高空中接口的容量。
图3.9所示为下行DPCH物理信道的结构,其无线帧的时隙分为多个部分,其中Data1和Data2部分的内容就是DPDCH物理信道的内容,承载数据;而TPC(发送功率控制)、TFCI(传输格式)和Pilot(导频)三部分是DPCCH物理信道的内容,虽然没有承载数据,但是承载了DPDCH物理信道正常工作所必须的控制信息,因此下行DPDCH和DPCCH物理信道合称为下行DPCH信道,而Data1,Data2,TPC,TFCI和Pilot统称为DPCH信道上的信息。
图3.9中,参数k(取值范围为0~7)决定了每个下行DPCH时隙的信息比特数,一共分为8种类型,对应信息比特数从10比特到38 400比特。参数k还决定了下行DPCH物理信道的扩频因子SF,有SF=512/2k,所以下行DPCH物理信道SF的取值范围是4~512。
数据、导频比特、TPC命令以及TFCI指示的不同组合长度对应下行DPCH的一种格式,下行DPCH有非常多的格式。
4. 高速共享下行物理信道(HS-PDSCH)
HSDPA的业务数据通过下行HS-PDSCH物理信道来传输。HS-PDSCH(High Speed Physical Downlink Shared Channel,高速下行共享物理信道)专门用于承载高速的分组数据,其结构如图3.10所示。
HS-PDSCH信道以2 ms的子帧为单位,每个子帧对应无线帧3个时隙的长度。HS-PDSCH信道的格式是固定的,其扩频因子SF=16,比特率为480 kbps(采用QPSK调制)或960 kbps(采用16QAM调制),也就是每个子帧可以发送960 bit(采用QPSK调制)或1 920 bit(采用16QAM调制)的数据。