摘要：文中主要分析了WCDMA承載分組數(shù)據(jù)的傳輸信道組成，WCDMA系統(tǒng)中物理信道是如何進(jìn)行功率分配的，CPCH提高上行速率容量以及信道相關(guān)功能，WCDMA終端是如何實(shí)現(xiàn)與系統(tǒng)的同步的，WCDMA系統(tǒng)在切換時(shí)需要測(cè)量哪些參數(shù)，WCDMA無(wú)線接入網(wǎng)絡(luò)接口幾種形式以及WCDMA終端幾種工作模式。

關(guān)鍵詞：分組數(shù)據(jù)；信道；同步；終端

中圖分類號(hào)：TP393 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-3044（2012）31-7436-03

1　WCDMA承載分組數(shù)據(jù)的傳輸信道組成

公共傳輸信道、專用傳輸信道和共享傳輸信道這三個(gè)傳輸信道類型是實(shí)現(xiàn)WCDMA系統(tǒng)承載分組數(shù)據(jù)的傳輸信道的主要形式。

1）公共傳輸信道

公共傳輸信道主要有反向接入信道（RACH）和前向接入信道（FACH）組成。反向接入信道（RACH）和前向接入信道（FACH）它們即承載用戶數(shù)據(jù)又可承載信令數(shù)據(jù)，其工作特點(diǎn)是對(duì)分組數(shù)據(jù)即發(fā)即送，接入信道建立迅速需要時(shí)間短，但是反向接入信道和前向接入信道少，在一個(gè)小區(qū)里只有幾個(gè)或者只有一個(gè)。公共傳輸信道不能進(jìn)行軟切換，也沒(méi)有反饋信道，它只能使用固定功率或進(jìn)行開(kāi)環(huán)功率控制，因此它所產(chǎn)生的干擾也很大，相對(duì)于專用傳輸信道來(lái)說(shuō)公共信道的鏈路性能差。它只能用于傳送短的文本電子郵件、單個(gè)的網(wǎng)頁(yè)請(qǐng)求或者短消息業(yè)務(wù)等少量的分組數(shù)據(jù)。

2）專用傳輸信道

專用傳輸信道主要有DPDCH（專用物理數(shù)據(jù)信道）和DPCCH（專用物理控制信道）組成，專用物理數(shù)據(jù)信道承載著用戶數(shù)據(jù)等高層信息，專用物理控制信道主要用來(lái)發(fā)送所需要的控制信息。在物理層DPDCH和DPCCH信道均支持可變的比特速率。DPDCH和DPCCH比特速率特點(diǎn)是前者是可以逐幀改變的而后者是固定的，其動(dòng)態(tài)范圍很大，最高能達(dá)到2Mbits/s。專用傳輸信道的優(yōu)點(diǎn)有它產(chǎn)生的干擾小，能實(shí)現(xiàn)快速功率控制，還能進(jìn)行快速軟切換，無(wú)線性能良好。其缺點(diǎn)是專用傳輸信道的建立時(shí)間與接入公共信道相比要長(zhǎng)。

3）共享傳輸信道

共享傳輸信道其目的是為了節(jié)約下行鏈路的碼資源，在一個(gè)物理信道里實(shí)現(xiàn)多個(gè)用戶之間以時(shí)分方式共享，當(dāng)分組數(shù)據(jù)量瞬間增大時(shí)，它可以分流傳輸部分分組數(shù)據(jù)，減少主傳輸信道的負(fù)擔(dān)。它還可以和一個(gè)低速的專用信道同時(shí)工作，但物理信道控制信令TPC等是由專用信道完成的。其缺點(diǎn)是它無(wú)法進(jìn)行軟切換。

2　WCDMA系統(tǒng)中物理信道是如何進(jìn)行功率分配

如圖1所述，每個(gè)信道在調(diào)制前均存在DPCCH的系數(shù)c和DPDCH的系數(shù)d來(lái)控制功率大小。

C和d的系數(shù)是在0到1區(qū)間取16個(gè)區(qū)段的值，每個(gè)信道的發(fā)射功率都是以一個(gè)額定的功率乘以后得到的功率值來(lái)進(jìn)行信道的功率發(fā)射。如表1所示。

3　CPCH是否能夠提高上行速率容量，該信道相關(guān)功能

在WCDMA通信系統(tǒng)里，如果UE要求通過(guò)UTRAN傳送短消息，那么它就要經(jīng)過(guò)CPCH的接入來(lái)進(jìn)行有效的實(shí)現(xiàn)，移動(dòng)用戶終端與網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的接入是通過(guò)CPCH接入而實(shí)現(xiàn)隨機(jī)接入，但是URTAN與UE由于距離不確定，時(shí)間不確定，因而CPCH接入是一個(gè)隨機(jī)接入。在UE要實(shí)現(xiàn)CPCH　接入這個(gè)過(guò)程之前，它首先要進(jìn)行的是與基站取得同步，并且它要接收廣播消息從而獲得該基站的系統(tǒng)信息。CPCH　接入過(guò)程是通過(guò)UE的要求而進(jìn)行工作的，由CPCH信道進(jìn)行發(fā)送，NodeB進(jìn)行搜索捕獲接入Preamble，且要將捕獲到的指示信息AP-ICH發(fā)送到UE，在UE得到接入同意發(fā)送指令后，由UE向基站發(fā)送信息，與此同時(shí)基站不但要對(duì)PCPCH信道消息進(jìn)行信道譯碼，而且還要進(jìn)行解調(diào)、解擴(kuò)。由此來(lái)實(shí)現(xiàn)上行PCPCH信道到CPCH信道的映射，在RNC中上行PCPCH映射到DCCH和上行PCPCH映射到DTCH，RNC起到無(wú)線資源的管理以及無(wú)線資源的分配，RRC層建立無(wú)線承載鏈路（RRC層是UTRAN和UE之間），才使得實(shí)現(xiàn)上行接入鏈接。

CPCH信道在某種角度可以理解為RACH信道的擴(kuò)展，就電信業(yè)務(wù)目前的需求還無(wú)須使用CPCH信道來(lái)進(jìn)行通信，可以直接使用DPCH（上行專用信道）和RACH就足以滿足現(xiàn)行的通信需求。

4　WCDMA終端是如何實(shí)現(xiàn)與系統(tǒng)的同步的

移動(dòng)終端在開(kāi)機(jī)后首先就是與小區(qū)或基站的信號(hào)進(jìn)行時(shí)序同步。這種從移動(dòng)終端在開(kāi)機(jī)后無(wú)聯(lián)系到移動(dòng)終端在開(kāi)機(jī)后進(jìn)行時(shí)序同步的這一過(guò)程就是移動(dòng)終端進(jìn)行搜捕過(guò)程。在這種搜捕中，移動(dòng)終端鎖定一個(gè)基站信號(hào)并由此來(lái)判定這個(gè)基站的下行鏈路擾碼和幀同步。

基站搜索分為時(shí)隙同步、擾碼碼組識(shí)別和幀同步以及擾碼識(shí)別這三個(gè)步驟來(lái)完成的：

1）實(shí)現(xiàn)時(shí)隙同步

移動(dòng)終端搜索到P-SCH的主同步碼，與基站信號(hào)功率最大的基站進(jìn)行時(shí)隙同步。由于P-SCH以時(shí)隙為周期，所以，搜索到了P-SCH便找到了時(shí)隙的頭，即獲得了時(shí)隙同步。S-SCH以幀為單位，且其同步碼組與擾碼組一一對(duì)應(yīng)，所以，搜索到了S-SCH同步碼組便獲得了幀同步。主同步碼在所有的小區(qū)里都是使用同一個(gè)碼字。時(shí)隙的同步可以用相關(guān)器進(jìn)行同步，它也可用匹配濾波器匹配的同步碼Cpsc來(lái)進(jìn)行時(shí)隙同步。PSC是一個(gè)非周期自相關(guān)性良好的Golay碼序列，便于移動(dòng)終端和基站的辨別和捕獲。

2）實(shí)現(xiàn)擾碼碼組識(shí)別和幀同步

在一個(gè)小區(qū)里使用不同的擾碼碼組，以幀為周期的輔同步碼也隨著不同的擾碼碼組而發(fā)生變化，從而達(dá)到時(shí)隙同步的目的。當(dāng)時(shí)隙取得同步后，才可以進(jìn)行下一步幀同步，要使得幀同步必須要進(jìn)行對(duì)S—SCH輔同步信道的擾碼碼組進(jìn)行識(shí)別，達(dá)到實(shí)現(xiàn)幀同步的目的。經(jīng)過(guò)對(duì)接收信號(hào)的計(jì)算，以及與SSC序列的相關(guān)性的計(jì)算，來(lái)辨別出主擾碼所含有的碼組和在這小區(qū)的幀頭。

3）實(shí)現(xiàn)擾碼識(shí)別

當(dāng)基站辨別出主擾碼所含有的碼組后，進(jìn)而就要確定基站的下行擾碼即基站的身份碼。利用擾碼碼組中的8個(gè)主擾碼與捕獲的P-CPICH的主擾碼比較，得到該基站的下行擾碼即基站的身份碼。由于識(shí)別到基站的身份碼，那么就可以捕獲到P-CCPCH，超幀同步得以實(shí)現(xiàn)，就可以讀出系統(tǒng)以及基站的特定的廣播信息。

5　WCDMA系統(tǒng)在切換時(shí)需要測(cè)量哪些參數(shù)

WCDMA系統(tǒng)在切換時(shí)需要測(cè)量的參數(shù)有CPICH　RSCP、RTWP以及RSCP/RTWP。CPICH　RSCP也就是接收信號(hào)碼功率，它是P－CPICH即主公共導(dǎo)頻信道上的接收功率；RTWP也就是接收總寬帶功率，它是在3.84MHz帶寬上接收到的全部信號(hào)功率；RSCP/RTWP也就是Ec/Io。它是終端接收總寬帶功率除終端接收信號(hào)碼功率所得到的數(shù)值。Ec/Io即終端對(duì)CPICH進(jìn)行測(cè)量所得到的數(shù)值。在做切換計(jì)算時(shí)，Ec/Io只做為參考值，除此之外，因?yàn)樵诋惒骄W(wǎng)絡(luò)中軟切換還要考慮基站間的定時(shí)信息，不然各個(gè)不同的基站的傳輸不易合并，它必須要進(jìn)行空口傳輸?shù)耐秸{(diào)整，便于終端的Rake接收機(jī)進(jìn)行相干合并，否則會(huì)導(dǎo)致軟切換的功率控制的不應(yīng)有的延遲。一般情況下是按照以256碼片為步長(zhǎng)和接收到的RNC信息，進(jìn)行下行鏈路定時(shí)調(diào)整。

6　WCDMA無(wú)線接入網(wǎng)絡(luò)接口幾種形式

UMTS　RAN縮寫為UTRAN即WCDMA無(wú)線接入網(wǎng)絡(luò)，它的接口有Iu接口、Iur接口、Iub接口這三種方式。Iu接口主要有兩個(gè)：一個(gè)是IuPS，它的主要作用是把核心網(wǎng)分組域的SGSN與RNC連接起來(lái)。一個(gè)是IuCS，它的主要作用是將核心網(wǎng)電路域的交換機(jī)與RNC連接起來(lái)。Iur接口主要作用是把RNC與RNC連接起來(lái)。其目的是在RNS　Application　Part信令協(xié)議下實(shí)現(xiàn)跨RNC的軟切換。Iub接口主要作用是在RNS　Application　Part信令協(xié)議下把基站與RNC連接起來(lái)。

7　WCDMA終端幾種工作模式

WCDMA終端具有空閑和UTRAN連接兩種模式。由于UTRAN連接模式有RRC（無(wú)線資源控制）連接功能，且分為四個(gè)狀態(tài)，分別是CELL_DCH、CELL_FACH、CELL_PCH和URA_PCH。空閑和UTRAN連接兩種模式以及UTRAN連接模式的四個(gè)狀態(tài)他們之間在一定的條件下可以相互轉(zhuǎn)移。

當(dāng)手機(jī)開(kāi)啟是處于一種空閑模式，在這中模式下，手機(jī)首先搜索到一個(gè)發(fā)射功率強(qiáng)的基站，并鎖定其中的PLMN，連接到基站的控制信道，進(jìn)行接收廣播消息和系統(tǒng)信息。與此同時(shí)手機(jī)是進(jìn)入非接入層標(biāo)識(shí)狀態(tài)，例如：　P－TMSI、TMSI、IMSI分別對(duì)應(yīng)分組臨時(shí)移動(dòng)用戶、臨時(shí)移動(dòng)用戶和國(guó)際移動(dòng)用戶標(biāo)識(shí)進(jìn)行標(biāo)識(shí)。

由于業(yè)務(wù)的需要移動(dòng)終端與它建立無(wú)線資源控制連接后，終端就進(jìn)入CELL_FACH狀態(tài)連接模式，或者終端就進(jìn)入CELL_DCH狀態(tài)連接模式，因此一個(gè)RNTI（無(wú)線網(wǎng)絡(luò)臨時(shí)標(biāo)識(shí)）就被分配到這個(gè)終端，作為公共傳輸信道的標(biāo)識(shí)。RRC狀態(tài)就能反映出連接模式中移動(dòng)終端連接的級(jí)別和使用的傳輸信道。

在UTRAN連接模式有RRC連接的一種CELL_DCH狀態(tài)下，手機(jī)將獲得上行和下行兩個(gè)專用物理信道，依照當(dāng)時(shí)手機(jī)在通信系統(tǒng)的小區(qū)層次上即時(shí)的激活集來(lái)進(jìn)行接入，手機(jī)也可以使用DSCH即下行共享傳輸信道；在UTRAN連接模式有RRC連接的一種CELL_FACH狀態(tài)下，它與CELL_DCH狀態(tài)下不同，手機(jī)將沒(méi)有專用物理信道，它所得到的系統(tǒng)信息是通過(guò)對(duì)BCH監(jiān)聽(tīng)，分別通過(guò)RACH和FACH來(lái)進(jìn)行用戶數(shù)據(jù)和信令消息的傳輸，當(dāng)手機(jī)需要更換基站時(shí)，在更換完成后才向RNC發(fā)送更新信息，手機(jī)同時(shí)使用C－RNTI進(jìn)行標(biāo)識(shí)，這樣RNC就知道手機(jī)所處的位置；在UTRAN連接模式有RRC連接的一種CELL_PCH狀態(tài)下，它與CELL_FACH狀態(tài)下無(wú)專用物理信道相同，但不同的是手機(jī)使用DRX通過(guò)PICH指定的PCH來(lái)獲得系統(tǒng)信息（DRX是非連續(xù)接收，PICH是尋呼指示信道，PCH是時(shí)隙監(jiān)聽(tīng)尋呼信道）。在此時(shí)手機(jī)可進(jìn)行BMC接收廣播/組播控制協(xié)議消息和CBS支持小區(qū)廣播業(yè)務(wù)。當(dāng)手機(jī)需要更換基站時(shí)，它又回到CELL_FACH狀態(tài)，執(zhí)行CELL_FACH狀態(tài)下的工作模式，此工作模式工作結(jié)束又回到CELL_PCH狀態(tài)進(jìn)行工作。故而在CELL_PCH狀態(tài)下RNC也知道手機(jī)所處的位置；在UTRAN連接模式有RRC連接的一種URA_PCH狀態(tài)與CELL_PCH

狀態(tài)基本相同。不同的是在URA_PCH狀態(tài)下，只有URA發(fā)生變化時(shí)小區(qū)才進(jìn)行更新，URA發(fā)生變化來(lái)源于廣播信道讀取UTRAN登記區(qū)域（URA）標(biāo)識(shí)。故而在URA_PCH狀態(tài)下，在URA基礎(chǔ)上的RNC按照CELL_FACH狀態(tài)下上一次URA發(fā)生變化時(shí)RNC判斷手機(jī)所處的位置。一旦RRC無(wú)連接或者其連接被撤銷，那么手機(jī)就會(huì)從連接模式狀態(tài)回到回空閑模式狀態(tài)。

8　總結(jié)

綜上所述，WCDMA系統(tǒng)中分組數(shù)據(jù)的傳輸可通過(guò)公共傳輸信道、專用傳輸信道和共享傳輸信道三種類型的傳輸信道來(lái)實(shí)現(xiàn)。CPCH信道在某種角度可以理解為RACH信道的擴(kuò)展。WCDMA終端是由時(shí)隙同步、擾碼碼組識(shí)別和幀同步、擾碼識(shí)別這三步實(shí)現(xiàn)與系統(tǒng)的同步的。WCDMA無(wú)線接入網(wǎng)絡(luò)接口主要有Iu接口、Iur接口和Iub接口。WCDMA終端具有空閑模式和UTRAN連接模式兩個(gè)基本工作模式。通過(guò)以上總結(jié)和綜述使人們更加清晰的對(duì)WCDMA幾種常見(jiàn)技術(shù)進(jìn)行了解，同時(shí)使WCDMA技術(shù)在社會(huì)通信領(lǐng)域得到廣泛的應(yīng)用和普及。

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