第十讲 WCDMA移动通信系统 - Xidian · 2016-11-07 · wcdma网络特点 4．信道编码 wcdma系统中使用的信道编码类型有两种：卷积编码和turbo码卷积码已经被广泛使用长达几十年，很多移动通信系统均采用卷积

第十讲 WCDMA移动通信第十讲 WCDMA移动通信系统系统

内容

WCDMA网络特点

WCDMA 网络结构与接口

WCDMA 的空中接口WCDMA 的空中接口

WCDMA 的空中接口——物理层

WCDMA网络中的编号计划

2Mobile Communication Theory

WCDMA网络特点

1．工作频段和双工方式 WARC92会议： WARC92会议：

频分双工（FDD）: 1920MHz-1980MHz，2110MHz-2170MHz时分双工（TDD）: 1900MHz-1920MHz 2010MHz-2025MHz时分双工（TDD）: 1900MHz 1920MHz，2010MHz 2025MHz

WARC2000会议800MHz频段（806-960MHz）, 1.7GHz频段（1710-1885MHz）频段（）, 频段（）2.5GHz频段（2500-2690MHz）供IMT-2000业务使用。

WCDMA的双工工作方式：频分双工(FDD) 。上行链路和下行的双工工作方式频分双工( ) 。上行链路和下行链路分别使用两个独立的5MHz的载频，发射和接收频率间隔分别为190MHz或80MHz。


WCDMA网络特点

2．多址方式 WCDMA是一个宽带直扩码分多址(DS-CDMA)系统通过用户数据与扩 WCDMA是个宽带直扩码分多址(DS CDMA)系统，通过用户数据与扩

频码相乘，从而把用户信息比特扩展到宽的带宽上去。

WCDMA系统中，数据流用正交可变扩频因子 (OVSF)码来扩频，扩频后的码片速率为3 84M hi / OVSF码也被称作信道化码即是用来扩频的的码片速率为3.84Mchip/s，OVSF码也被称作信道化码，即是用来扩频的，也是用来区分信道的。

扩频后的数据流使用Gold码为数据加扰，Gold码具有很好的互相关特性，频数流使用为数加扰，具很性，适合用来区分小区和用户。WCDMA系统中Gold码在下行链路区分小区，在上行链路区分用户。


WCDMA网络特点

OVSF码在WCDMA中，信道传输的码率是固定的3.84Mbit/s。在扩频过程中，不同在中，信道传输的码率是固定的。在扩频过程中，不同

的业务具有不同的信息速率要求，因此需要采用不同的扩频因子（SF）。在同一个小区中，多个用户可以同时发送不同的多媒体业务，为了防止多

个用相互之间的干扰必须设计一类适合于不同速率多媒体业务和具有不个用相互之间的干扰，必须设计类适合于不同速率多媒体业务和具有不同扩频因子的正交码，这就是OVSF码。

同一层生成的各个扩频序列形成Walsh函数集合，彼此相互正交。不同层的两个扩频序列也是正交的只要其中的个码序列不是另个码序列的的两个扩频序列也是正交的，只要其中的一个码序列不是另一个码序列的子集。


WCDMA网络特点

3．语音编码 3G移动通信系统采用了自适应多速率(AMR)语音编码器 AMR的概念 3G移动通信系统采用了自适应多速率(AMR)语音编码器，AMR的概念

是以更智能的方式解决信源编码的速率匹配问题，即实际的语音编码速率取决于信道条件，它是信道质量的函数，AMR编码器采用自适应算法选择最佳的语音编码速率算法选择最佳的语音编码速率。

WCDMA系统中的AMR语音编码器集成了8种信源编码速率，分别是：12.2kbit/s、10.2kbit/s、7.95kbit/s、7.40kbit/s、6.70kbit/s、5.90kbit/s、5.15kbit/s 和 4.75kbit/s。

根据空中接口的负荷以及话音连接的质量，无线接入网控制AMR话音连接的比特速率在高负荷期间就有可能采用较低的AMR速率在连接的比特速率。在高负荷期间，就有可能采用较低的AMR速率，在保证略低的话音质量的同时提供较高的容量。如果移动终端离开了小区覆盖范围，并且已经达到了它的最大发射功率，可以利用较低的A 速率来扩展小区的覆盖范围AMR速率来扩展小区的覆盖范围。

合理地利用AMR声码器，就有可能在网络容量、覆盖范围以及话音质量间按运营商的要求进行折中。

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量间按运营商的要求进行折中。

Mobile Communication Theory

WCDMA网络特点

4．信道编码 WCDMA系统中使用的信道编码类型有两种：卷积编码和Turbo码 WCDMA系统中使用的信道编码类型有两种：卷积编码和Turbo码

。卷积码已经被广泛使用长达几十年，很多移动通信系统均采用卷积

码作为信道编码，比如GSM系统、IS-95系统以及第三代移动通信系统。

T b 码始于上世纪90年代初期目前已经获得广泛应用 T b 码 Turbo码始于上世纪90年代初期，目前已经获得广泛应用。Turbo码在低信噪比下具有优越的纠错性能，适于高速率、对译码延迟要求不高的分组数据业务。在第三代移动通信系统中，Turbo码被广泛的应用于数据业务。

WCDMA系统中，当业务信道的数据传输速率小于或等于32kbit/s时采用卷积编码码率1/2或1/3 约束长度K 9；数据传输速率大，采用卷积编码，码率1/2或1/3，约束长度K=9；数据传输速率大

于或等于64kbit/s时，采用Turbo码。


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5．功率控制为使小区内所有移动台到达基站时信号电平基本维持在相等水平通为使小区内所有移动台到达基站时信号电平基本维持在相等水平、通

信质量维持在一个可接收水平，对移动台功率进行的控制。功率控制分为前向与反向功率控制，反向功率控制又分为开环功率控

制和闭功率控制闭功率控制细分为外闭功率控制和内闭制和闭环功率控制，闭环功率控制细分为外环闭环功率控制和内环闭环功率控制。

前向功率控制指基站周期性地调低其发射到用户终端的功率值，用户终端测量误帧率，当误帧率超过预定值时，用户终端要求基站对它的发射功率增加1% 每隔一定时间进行一次调整用户终端的报告分为发射功率增加1%。每隔定时间进行次调整，用户终端的报告分为定期报告和门限报告。

反向功率控制在没有基站参与的时候为开环功率控制反向功率控制在没有基站参与的时候为开环功率控制。用户终端根据它接收到的基站发射功率，用其内置的DSP数据信号处理器计算Eb/I0，进而估算出下行链路的损耗以调整自己的发射功率。

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理器计算Eb/I0，进而估算出下行链路的损耗以调整自己的发射功率。


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反向功率控制在有基站参与的时候为闭环功率控制。

在内环闭环功率控制中，基站每隔一定时间比较一次反向信道的Eb/I0和目标Eb/I0 ，然后指示移动台降低或增加发射功率，这样就可以达到目标E /I目标Eb/I0 。内环功率控制是快速功率控制，在基站与移动台之间的物理层进行。WCDMA系统采用的内环功率控制速率为1500次/秒，控制步长0.25～系统采用的内环功率控制速率为次秒，控制步长4dB可变。

在外环闭环功率控制中基站每隔一定时间为接收器的一帧数据规定在外环闭环功率控制中，基站每隔一定时间为接收器的一帧数据规定一个目标Eb/I0(从用户终端到基站)，当出现误帧时，该目标Eb/I0自动按0.2～0.3dB为单位逐步减少或增加。在该功率控制只有基站参与。外环功率控制的周期一般为TTI（10ms、20ms、40ms、80ms）的量级，即10~100次/秒。外环功率控制可以间接影响系统容量和通信质量。


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6．切换切换的目的是为了当用户终端在网络中移动时保持无线链路的切换的目的是为了当用户终端在网络中移动时保持无线链路的

连续性和无线链路的质量。

WCDMA系统支持软切换更软切换硬切换和无线接入系统 WCDMA系统支持软切换、更软切换、硬切换和无线接入系统间切换，也可以表述为同频小区间的软切换、同频小区内扇区间的更软切换、同一无线接入系统内不同载频间的硬切换和不同无线接入系统间的切换。

WCDMA系统支持与GSM系统之间的切换，WCDMA系统能与GSM系统协同工作能够在引入WCDMA后达到增加GSM覆盖GSM系统协同工作，能够在引入WCDMA后达到增加GSM覆盖的目的。


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7．同步方式 WCDMA不同基站间可选择同步和异步两种方式 WCDMA不同基站间可选择同步和异步两种方式。对于同步方式，要求所有基站都具有同频同相的时钟信号。每

个GPS卫星上都有2~3个高精度的原子钟，这几个原子钟互为备个卫星上都有个高精度的原子钟，这几个原子钟为备份也互相纠正。地面控制站会定期发送时钟信号和每一颗卫星进行时钟校准。任何通信系统，只要接入GPS卫星信号，将其中的时钟信号解码就可获得精准的同步时钟信号了的时钟信号解码，就可获得精准的同步时钟信号了。

对于异步方式，相邻基站不需要严格的时钟同步，在上下行双向通信中利用正交的扰码来区分扇区或用户由于无需GPS定向通信中，利用正交的扰码来区分扇区或用户。由于无需GPS定时，室内小区和微小区基站的布站就变得简单了，使得蜂窝组网更加方便、灵活。


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8．可变数据速率 WCDMA系统支持各种可变的用户数据速率适应多种速率的传输 WCDMA系统支持各种可变的用户数据速率，适应多种速率的传输，

可灵活地提供多种业务，并根据不同的业务质量和业务速率分配不同的资源。在每个TTI期间，用户数据速率保持恒定不变，然而用户的的数据速率在帧与帧之间是可变的数据速率在帧与帧之间是可变的。

对于多速率、多媒体业务可通过改变扩频比（对于低速率32kbit/s、64kbit/s、 128kbit/s的业务）和多码并行传送（对于高于128kbit/s 的业务）。这种快速的无线容量分配一般由网络来控制，已达到分组数据业务的最佳吞吐量。


内容

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通用移动通信系统（UMTS）是采用WCDMA空中接口技术的第三代移动通信系统通常也把UMTS系统称为WCDMA通信系统移动通信系统，通常也把UMTS系统称为WCDMA通信系统。



1．用户设备(UE)的功能完成用户与网络间的交互通过接与无线接入网相连 UE的功能：完成用户与网络间的交互。通过Uu接口与无线接入网相连

，与网络进行信令和数据交换，UE用来识别用户身份和为用户提供各种业务功能，如普通话音、数据通信、移动多媒体、Internet应用等等。

UE主要由移动设备 (ME)和通用用户识别模块(USIM)两部分组成。

（1）移动设备(ME)，通常所说的手机，有车载型、便携型和手持型。为用户提供与无线接入网相连的交互界面，移动设备具有与网络进行信令和数据交换的能力，为用户实现各种业务功能和服务。移动设备包括射频处理单元、基带处理单元、协议栈模块以应层软件模块等部件以及应用层软件模块等部件。

（2）通用用户识别模块(USIM)，物理特性与GSM的SIM卡相同。用来提供3G用户身份识别，储存移动用户的签约信息、电话号码、多媒体信息等，提供保障USIM信息的安全机制。

Cu接口是USIM和ME之间的接口。


接口是和之间的接口。


1．通用陆地无线接入网络(UTRAN)位于两个开放接和之间完成所有与无线有关的功能 UTRAN位于两个开放接口Uu和Iu之间，完成所有与无线有关的功能。

主要功能有宏分集处理、移动性管理、系统的接入控制、功率控制、信道编码控制、无线信道的加密与解密、无线资源配置、无线信道的建立和释放等等。

UTRAN由一个或几个无线网络子系统(RNS)组成 RNS负责所属各小区的资源管理每组成，RNS负责所属各小区的资源管理。每个RNS包括一个无线网络控制器(RNC)、一个或多个Node B。

(1) 节点B(Node B)Node B的主要功能是完成Uu接口的物理层协议包括信道编码速率匹配交织扩协议，包括信道编码、速率匹配、交织、扩频、调制和解调、解扩、解交织和信道解码，还包括基带信号和射频信号的相互转换（A/D和D/A）等等


A/D和D/A），等等。


(2) 无线网络控制器(RNC)RNC主要完成无线连接的建立和断开RNC主要完成无线连接的建立和断开、切换、宏分集合并和无线资源管理控制等功能，分为如下3类：

系统信息管理：执行系统信息的广播与系统接入的控制。

移动性管理：切换和RNC迁移等移动性管理。

无线资源管理与控制：宏分集合并功无线资源管理与控制：宏分集合并、功率控制、无线信道分配等无线资源的管理和控制功能。



(3) 核心网(CN) 核心网主要负责内部所有的语音呼叫数据连接和交换以及与其他网络核心网主要负责内部所有的语音呼叫、数据连接和交换，以及与其他网络

的连接和路由选择的实现。WCDMA不同协议版本（R99，R4，R5/R6，R8和R9等）的核心网之间存在一定的差异。



核心网主要功能实体如下:

MSC/VLR的主要功能是提供CS域的呼叫控制移动性管理鉴权和 MSC/VLR的主要功能是提供CS域的呼叫控制、移动性管理、鉴权和加密等功能；

HLR负责移动用户管理的数据库永久存储和记录所辖区域内用户的 HLR负责移动用户管理的数据库，永久存储和记录所辖区域内用户的签约数据，并动态地更新用户的位置信息，以便在呼叫业务中提供被呼叫用户的网络路由。

GMSC是网关移动交换中心，它具有从HLR查询得到被叫MS当前的漫游号码，并根据此信息选择路由。

SGSN的主要功能是提供分组域的路由转发、移动性管理、会话管理、鉴权和加密等功能。

GGSN主要是起网关作用它可以和多种不同的基于标准数据协议的 GGSN主要是起网关作用，它可以和多种不同的基于标准数据协议的网络连接，如Internet等。

OMC是操作维护中心操作维护系统中的各功能实体

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OMC是操作维护中心，操作维护系统中的各功能实体。


内容

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WCDMA 的空中接口

WCDMA 系统中 Uu 接口，有时也称为空中接口，是指 UE 和UTRAN之间的接口，通过使用无线传输技术将UE接入到系统固之间的接口，通过使用无线传输技术将接入到系统固定网络部分。

Uu接口协议用于在UE和UTRAN之间传送用户数据和控制信息，建立重新配置和释放无线承载业务建立、重新配置和释放无线承载业务。

空口接口的协议结构分为两面三层。垂直方向分为控制平面和用户平面控制平面用来传送信令信息垂直方向分为控制平面和用户平面，控制平面用来传送信令信息

，用户平面用来传送语音和数据。水平方向分为三层：

L1：物理层； L2：数据链路层； L3：网络层。其中，L2又分为：媒体接入控制(MAC)层、无线链路控制(RLC)层

广播/多播控制(BMC)层和分组数据汇聚协议(PDCP)层、广播/多播控制(BMC)层和分组数据汇聚协议(PDCP)层。其中，L3又分为：无线资源控制(RRC)层、移动性管理(MM)层和呼叫控制(CC)层。

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呼叫控制( )层。


WCDMA 的空中接口

Uu 接口协议结构


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空中接口的物理层

1．物理层的功能物理层主要是为 MAC 层和高层提供信息传输物理层提供的服务物理层主要是为 MAC 层和高层提供信息传输。物理层提供的服务，

可以按照不同的物理信道来描述。物理层主要实现以下一些功能：

(1) 为传输信道进行前向纠错编/解码；(2) 无线特性测量，如误帧率、信干比等，并通知高层；

宏分集合并以软切换实现(3) 宏分集合并以及软切换实现；(4) 在传输信道上进行错误检测并通知高层：(5) 传输信道到物理信道的速率匹配；(5) 传输信道到物理信道的速率匹配；(6) 传输信道至物理信道的映射；(7) 物理信道扩频/解扩、调制/解调；( )(8) 频率和时间（位、码片、比特、时隙和帧）同步；(9) 闭环功率控制；

处理等

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(10) RF处理等。



物理层的基本传输单元为无线帧，持续时间为 10ms ，长度为38400chip；无线帧又被划分为15个时隙的处理单元，每个时隙有38400chip；无线帧又被划分为15个时隙的处理单元，每个时隙有2560chip，持续时间为2/3ms。物理层的信息速率随着符号速率的变化而变化，而符号速率则取决于扩频因子（SF）。



2．物理信道物理信道的特征可由载频信道化码扰码和持续时间来定义物理信道的特征可由载频、信道化码、扰码和持续时间来定义。按照信息的传送方向，物理信道可分为上行物理信道和下行物理信道；按照物理信道是否由多个用户共享还是一个用户使用分为专用物理信道按照物理信道是否由多个用户共享还是个用户使用分为专用物理信道

和公共物理信道。



（1）上行专用物理信道上行专用物理信道包括专用物理数据信道 (DPDCH)和专用物理控制信道

(DPCCH)。1.1）专用物理数据信道(DPDCH)

上行DPDCH用于承载用户数据，在每个无线链路中可以有0个、1个或多个上上行DPDCH用于承载用户数据，在每个无线链路中可以有0个、1个或多个上行DPDCH，它的数据速率可以逐帧改变，取决于选定的扩频因子。1.2）专用物理控制信道(DPCCH)

上行DPCCH用于传输物理层产生的控制信息包括支持信道估计的已知导频上行DPCCH用于传输物理层产生的控制信息，包括支持信道估计的已知导频比特（Pilot）、发射功率控制指令(TPC)、反馈信息(FBI)以及一个传输格式组合指示(TFCI)。



图中的参数k决定了每个上行DPDCH/DPCCH时隙的比特数。它与物理信道的扩频因子SF有关，SF=256/2k。上行DPDCH的扩频因子变化范围为256

4 对应的数据速率为15kbit/ 960kbit/ 而上行DPCCH的扩频因子始～4，对应的数据速率为15kbit/s～960kbit/s。而上行DPCCH的扩频因子始终固定等于256，这样每个上行DPCCH时隙有10bit。

在上行链路中，DPDCH和DPCCH并行传输。依靠不同的信道化码（OVSF码）区分；上行DPDCH可以进行多码传输，获得更高的数据速率。当使用多码传输时，几个并行使用不同信道化码的DPDCH（最多6个）和一个DPCCH组合起来进行传输，称为编码组合传输信道(CCTrCH)。



（2）上行公共物理信道上行公共物理信道包括物理随机接入信道 (PRACH)和物理公共分组信道上行公共物理信道包括物理随机接入信道 (PRACH)和物理公共分组信道

(PCPCH)。2.1）物理随机接入信道(PRACH)

用来承载传输信道的可用于低速的数据传输传输的 PRACH用来承载传输信道的RACH，可用于低速的数据传输。PRACH传输的是基于带有快速捕获指示(AICH)的时隙ALOHA方式；

UE在一个预定的时间在个预定的时间偏置开始传输，即接入时隙。每两帧有15个接入时隙，间隔5120chip 。当前小区中哪个接入时隙可用是由高层信息给出的。



PRACH的结构随机接入发射包括一个或多个长为4096chip的前缀（SF=256）和一个随机接入发射包括个或多个长为4096chip的前缀（SF=256）和个

长为10ms或者20ms的消息部分。

随机接入的前缀是一个长度为16bit的特征码重复256次。一共有16个不同的特征码，由哈达玛矩阵生成，相互之间完全正交，保证基站在同

接入时隙可以同时响应多个接入请求一接入时隙可以同时响应多个接入请求。



PRACH消息部分的结构 10ms长的消息被分成15个时隙每个时隙长2560chip 每个时隙包括 10ms长的消息被分成15个时隙，每个时隙长2560chip。每个时隙包括

两个部分，数据部分和控制部分，并行发射传输。数据部分长度为10×2kbit，其中k=0~3，分别对应扩频因子256~32；控制部分为8个已知导频比特和2个传输格式组合指示（TFCI）比特

，对应扩频因子256。



（3）下行专用物理信道下行链路只有一种信道即专用物理信道（DPCH）用于传送物理层控制信下行链路只有一种信道，即专用物理信道（DPCH），用于传送物理层控制信

息和用户数据。下行链路无线帧长及每帧的时隙数与上行链路相同，但下行链路的DPDCH和

DPCCH是串行传输而非上行链路的并行传输扩频因子SF 256/2k的变化范DPCCH是串行传输，而非上行链路的并行传输。扩频因子SF=256/2k的变化范围是512~4，对应于数据速率是7.5kbit/s~ 960kbit/s。

下行链路也可以进行多码传输，即一个编码传输组合信道(CCTrCH)可以映射几个并行的使用相同扩频因子的DPCH；而多个CCT CH可以映射多个使用不几个并行的使用相同扩频因子的DPCH；而多个CCTrCH可以映射多个使用不同扩频因子的DPCH。



（4）下行公共物理信道下行公共物理信道包括下行公共物理信道包括

公共导频信道（CPICH）；同步信道（SCH）；同步信道（）；公共控制物理信道（CCPCH）；下行物理共享信道（PDSCH）；

另外还包括，捕获指示信道（AICH）、接入前导捕获指示信道（AP-AICH）、寻呼指示信道（PICH）、冲突检测/信道分配指示信道（CD/CA-ICH）、CPCH状态指示信道（CSICH）均采用固定扩频因子（）、状态指示信道（）均采用固定扩频因子（SF = 256），无传输信道向它们映射。



4.1）公共导频信道（CPICH） CPICH速率固定为30kbit/s(SF=256) 通过传送预定义的比特/符号序列 CPICH速率固定为30kbit/s(SF=256)，通过传送预定义的比特/符号序列

，为其它物理信道提供相位参考，如SCH等等。 CPICH 又分为基本公共导频信道（P-CPICH）和辅助公共导频信道（

别在为的传输信道提供相位参考S-CPICH），区别在于为不同的传输信道提供相位参考。 CPICH没有传输信道向它映射，也不承载高层信息。



4.2）同步信道(SCH) SCH是一个用于小区搜索 SCH是个用于小区搜索

的下行链路信号，包括主同步信道(P-SCH)和辅同步信道(S-SCH) 。步信道(S SCH) 。

P-SCH和S-SCH长度均为256chip，且每个时隙发射一次每个小区的主同步次。每个小区的主同步码都相同，通过搜索主同步码可以实现时隙同步。S-SCH 依次发射 15 个辅S SCH 依次发射 15 个辅同步序列，通过搜索该序列可实现帧同步和小区识别。

SCH没有传输信道向它映射，与主公共物理控制信道是时分复用的，复用时

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道是时分复用的，复用时隙2560chip中的前256码片。



4.3）公共控制物理信道（CCPCH） CCPCH包括主公共控制物理信道（P CCPCH）和辅公共控制物理信 CCPCH包括主公共控制物理信道（P-CCPCH）和辅公共控制物理信

道（S-CCPCH）。 P-CCPCH用于承载广播信道（BCH），扩频因子固定为256，速率

30kbit/s。P-CCPCH 与下行专用物理控制信道（DPCCH）的帧结构不同之处在于没有TPC，TFCI以及导频比特，而且每个时隙的前256chips与同步信道（ SCH）复用。与同步信道（）复用。



辅公共控制物理信道（S-CCPCH）用于承载前向接入信道（FACH）和寻呼信道（PCH），扩频因子范围为256~4。和寻呼信道（PCH），扩频因子范围为256 4。

4.4）下行物理共享信道(PDSCH) PDSCH用于承载下行共享信道(DSCH)。对于每一个无线帧，每一个PDSCH总是与一个下行专用物理信道（

DPCH）相伴 PDSCH允许的扩频因子的范围为256~4

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DPCH）相伴。PDSCH允许的扩频因子的范围为256~4。



3．物理层成帧的基本概念无论MAC层到物理层的数据流，还是物理层到MAC层的数据流（传输块/传输无层物层数据流，还是物层层数据流（传输块传输

块集），都需要经过从传输信道到物理信道的映射，以便在无线链路上进行传输。

传输块（1）传输块传输块是物理层和MAC层交换数据的基本数据单元，物理层为每一个传输块添加CRC。传输块的长度称为传输时间间隔（TTI），TTI的取值可以为10ms、20ms、40ms或80ms。对于给定的信道，物理层每隔一个TTI从MAC层请求数据，然后MAC层决定传输块的数目。

（2）传输块集合（2）传输块集合传输块集合是一个TTI期间内，在MAC层和物理层之间使用同一信道进行交换数据的一组传输块，它可以包含1个或多个传输块

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个传输块。



（3）传输格式（TF）TF定义了MAC层在一个TTI期间内向物理层发送传输块集合的格式。TF中有动态部分和静态部分。静态部分：TF指定了TTI的长度，纠错方式以及CRC的大小，其中纠错方式由编码方案编码速率和速率匹配参数3部分组成。编码方案、编码速率和速率匹配参数3部分组成。动态部分：传输格式指定了传输块的大小（即每块的比特数）和传输集合中传输块的数目。例如，一个传输块的大小是320bit，则传输格式可以定义为TF=n×320 n表示传输集合中传输块的数目可以为0或其它正整数；TF n×320，n表示传输集合中传输块的数目，可以为0或其它正整数；

（4）传输格式集（TFS）传输块在传输过程中，可能有多种TF可供选择。某个传输信道所有传输格式的集合称为TFS。在一个TFS，所有TF的静态部分都相同，动态部分不同，通过改变传输块的大小和个数可以改变传输信道承载业务的速率。

（5）传输格式指示（TFI）TFI指示对应于TFS中的某一种TF。MAC层和物理层在交换传输块集合时，用来说明某一传输信道所选用的TF

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来说明某一传输信道所选用的TF。



（6）传输格式组合（TFC）在物理层多个传输信道可以复用到一个编码组合传输信道（CCTrCh）上。在物理层多个传输信道可以复用到个编码组合传输信道（CCTrCh）上。而每一个传输信道都有一个传输格式集（TFS），所以在映射不同传输信道到CCTrCh时，会有多种不同的有效传输格式组合。每一种有效组合称为一个TFCTFC。

（7）传输格式组合指示（TFCI）TFCI 用来说明当前CCTrCH采所采用的信道复用方式。MAC层在每一个传输信道发送传输块集合时会通过传输格式指示（TFI）向物理层说明传输格式（TF）。物理层把所有并行传输信道的TFI组合构成TFCI。



5．下行链路进程来自MAC层的数据以传输块的形来自MAC层的数据以传输块的形式通过传输信道映射到物理信道，物理信道通过扩频、加扰和调制后发送到空中接口进程如下：发送到空中接口。进程如下：

(1) 加CRC：传输块到物理层后，每个传输块附加CRC，作为传输块错个传输块附加CRC，作为传输块错误检测；

(2) 传输块级联和编码块分段：在一个TTI内，所有传输块要按顺序级联。如果在一个TTI中的传输块不仅1个，级联后的比特数可能大于编码块的长度这时需要进行编块分块的长度，这时需要进行编码块分段。例如，卷积码来说，编码块的最大长度是504bit。



(3) 信道编码与速率匹配：WCDMA采用两种信道编码，卷积码和Turbo用，码。速率匹配通过对数据流进行重复或者打孔，使得传输的比特数与无线帧的比特数相匹配。

(4) 插入不连续发送（DTX）的指示比特：如果速率匹配后传输信道的信息仍然无法填充满无线帧中的位置息仍然无法填充满无线帧中的位置，就需要使用DTX技术，在剩余的空闲位置填充不连续的0或1比特。

(5) 交织（第1、2次）：将突发错误分散到多个无线帧中。第1次交织为帧间交织深度为20ms 40ms帧间交织，深度为20ms，40ms，80ms；第2次交织为帧内交织，在10ms的无线帧内交织。



(6) 无线帧分段，传输信道复用和物理信道映射：分段将第1次交织后的数据分段到与交织长度一致的多个连续帧上；复用将数分多续帧；将10ms的数据块逐帧并行复用到编码组合传输信道(CCTrCH)；映射将第2次交织的输出写到无线帧每个时隙的数据域中。

(7) 扩频和加扰：物理信道使用OVSF码将信号扩频至码片速率，( ) 扩频和加扰物理信道使用码将信号扩频至码片速率，连接用扰码（Gold序列）加扰。

(8) 调制：扩频和加扰后的数据是复信号，采用QPSK进行调制。



上行链路进程


内容

WCDMA网络特点







UMTS网络的服务区域划分



WCDMA网络中的编号计划 1 与服务区有关的编号 1．与服务区有关的编号 (1) PLMN标识（PLMN-Id）

公共陆地移动网络是通过PLMN-Id来进行标识的。一个小区只能属于公共陆地移动网络是通过PLMN Id来进行标识的。个小区只能属于一个PLMN。

PLMN-Id=MCC+MNC其中MCC和MNC含义如下：

移动国家号码(MCC，Mobile Country Code)，MCC包含3个十进制数MCC用于表示一个移动用户所属的国家例如中国的MCC号是460。MCC用于表示个移动用户所属的国家，例如中国的MCC号是460。

移动通信网号码(MNC，Mobile Network Code)，MNC包含2～3个十进制数。MNC用于表示用户签约的归属网络，例如中国移动MNC＝00或

中联通02，中国联通MNC＝01。



(2) 核心网的域标识核心网的域标识有两种定义：核心网的域标识有两种定义：

核心网电路域标识 CS-Id=PLMN-Id+ LAC核心网分组域标识 PS-Id=PLMN-Id+ LAC+RAC核心网分组域标识

其中LAC是位置区编号，长度为16位。RAC是路由区编号，长度为8位。LAC和RAC是由运营商根据组网的需要进行定义的。

(3) 位置区标识(LAI)位置区标识的大小从范围上来说是指用户在移动的过程中不需要对VLR中位置位识是用户移动中不要中信息进行更新的区域。通过位置区，网络可以找到移动台所处位置的大致范围，从而有利于对移动台进行寻呼。LAI的定义如下：的定义如下

LAI=MCC+MNC+LACLAC的长度为16位，理论上同一PLMN中可定义最多65536个不同位置区。



(4) 路由区标识(RAI)路由区标识与位置区的概念类似用于标识分组域的路由区路由区标识与位置区的概念类似，用于标识分组域的路由区。

RAI=MCC+MNC+LAC+ RAC一个位置区可以包含多个路由区，一个路由区总处在某个位置区的内部，一个小区只能属于一个路由区。

(5) 业务区标识（SAI）业务区标识用于表示一个位置区下的一个或者多个小区业务区标识用于表示个位置区下的个或者多个小区。

SAI=PLMN-Id + LAC + SAC其中，SAI是业务区编号，由运营商定义。一个小区可以属于一个或几个业务区。例如，在一个小区归属于两个SAI的情况下，一个SAI在广播域使用，另一个SAI则在电路域和分组域使用。

(6) 小区全球标识(CGI) (6) 小区全球标识(CGI)CGI=MCC+MNC+LAC+CI

小区全球标识是蜂窝移动通信系统中区域划分最小的单元，CGI为2个字节长

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，在UMTS服务区内的小区全球标识(CGI)设置是惟一的。



2．WCDMA中移动终端用户的标识 (1) 移动用户号码（MSISDN） (1) 移动用户号码（MSISDN）

MSISDN定义如下：

MSISDN=CC+NDC+SN其中CC、NDC和SN的含义如下：

国家代码(CC)表示注册用户所属的国家，如中国为86；国内接入码或称网络号（NDC），由三位数字组成（N1N2N3），如中国移动国内接入码或称网络号（NDC），由三位数字组成（N1N2N3），如中国移动

的NDC目前为134~139；用户号码（ SN ）由运营者分配，体现用户 HLR 和序列号，组成方式为

H0H1H2H3ABCD 其中 H0H1H2H3为HLR的识别号 ABCD为每个HLR中H0H1H2H3ABCD，其中，H0H1H2H3为HLR的识别号，ABCD为每个HLR中移动用户的号码。

(2) 国际移动用户识别码（IMSI）定义如下IMSI定义如下：

IMSI=MCC+MNC+MSIN防止各个国家MSISDN号码的长度不一致造成的混淆，IMSI长度为15位的移动

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用户唯一识别码，其中MSIN为10位的移动用户识别码。



(3) 临时用户身份识别（TMSI和P-TMSI）为了避免IMSI在空中接口频繁传送，防止被盗用，保证移动网络的安全。系统为了避免IMSI在空中接口频繁传送，防止被盗用，保证移动网络的安全。系统采用TMSI的保护手段。一个移动台被分配到两个TMSI：一种通过MSC提供的服务，另一种通过SGSN提供的服务（P-TMSI） TMSI和P-TMSI存储在VLR和SGSN中只在访问提供的服务（P-TMSI）。TMSI和P-TMSI存储在VLR和SGSN中，只在访问VLR和SGSN时才有效。

(4) 国际终端设备识别号（IMEI）和国际终端设备与软件版本号（IMEISV）IMEI和IMEISV用于表示个移动台设备IMEI和IMEISV用于表示一个移动台设备。

IMEI=TAC+SNR+SPIMEISV=TAC+SNR+SVNIMEISV TAC+SNR+SVN

其中TAC、SNR、SP和SVN的含义如下： TAC为8位十进制数的设备型号核准号码，由型号认证中心分配； SNR为手机的出厂序号，由1~6位数字组成； SP为1位备用段； SVN为2位的软件版本号。

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SVN为位的软件版本号。 IMEI为15位十进制数，最后一位用于校验。IMEISV为16位十进制数。



(5) 移动用户漫游号码（MSRN）MRSN是用户漫游时由访问网络的VLR临时分配的一个号码 MSRN用户在访MRSN是用户漫游时由访问网络的VLR临时分配的个号码，MSRN用户在访问网络中表示移动用户。MSRN与用户的MSISDN具有相同的格式。

(6) IP地址当UE发起一个分组呼叫时，UE会使用一个IP地址，IP地址可以是一个IPv4地当UE发起个分组呼叫时，UE会使用个IP地址，IP地址可以是个IPv4地址，也可以是一个IPv6地址。


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