【正文】 RAN 和 UE 三部分組成。UMTS 的核心網(wǎng) CN 是由 GSM 系統(tǒng)的 CN 演化而成，它具有與 GSM 系統(tǒng)相似的結(jié)構(gòu)。其中 Iu 接口又被分為連接到電路交換域的 IuCS，分組交換域的 IuPS，廣播控制域的 IuBC。每一個(gè) RNS 包含一個(gè) RNC 和一個(gè)或多個(gè) Node B。在 UTRAN 內(nèi)部，RNCs 通過 Iur 接口進(jìn)行信息交互。每個(gè) RNS 管理一組小區(qū)的資源。如果需要，一個(gè)或多個(gè)漂移 RNS（DRNS：Drift RNS）可通過提供無線資源來支持 SRNS。TDSCDMA 是在 R4 之后的版本才被納入 3GPP 的，此時(shí) TDD 包括了 和 兩個(gè)Option，后者即為 TDSCDMA。R4相對(duì)于 R99，提供了更加強(qiáng)大的功能，諸如安全、定位等方面的考慮。標(biāo)準(zhǔn)的兼容性決定了 Mcps TDD 能夠提供 R99 中所需要的全部功能。 RNS RNC RNS RNC 核 心 網(wǎng) Node B Node B Iu Iu Iur Iub Iub Iub Iub UTRA Node B Node B TDSCDMA 技術(shù)培訓(xùn)教材 ? 第一章 TDSCDMA 技術(shù)概述 上海第二研究所系統(tǒng)一 部2圖 19 基于 R4 核心網(wǎng)的 TDSCDMA 系統(tǒng)作為 TDSCDMA 技術(shù)，其實(shí)只是在 UTRAN 接入網(wǎng)方面同 WCDMA 有所區(qū)別，而在上層核心網(wǎng)及業(yè)務(wù)等方面并沒有什么實(shí)質(zhì)性的差別。CN 通過 A 接口與 GSM 系統(tǒng)的 BSC 相連，通過 Iu 接口與 UTRAN 的 RNC 相連?；?R99 核心網(wǎng)的 TDSCDMA 網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)及接口如圖 110 所示。在 TDSCDMA 系統(tǒng)中，一個(gè) 10ms 的無線幀可以分成 2 個(gè) 5ms 的子幀，每個(gè)子幀中有 7 個(gè)常規(guī)時(shí)隙和 3 個(gè)特殊時(shí)隙。TDSCDMA 使用的幀號(hào)（04095）與 UTRA 建議相同。上下行的擴(kuò)頻因子都在 1 到 16 之間，因此各自調(diào)制符號(hào)速率的變化范圍為 符號(hào)/秒～ 符號(hào)/秒。信道編碼的具體方式由高層選擇，為了使傳輸錯(cuò)誤隨機(jī)化，需要進(jìn)一步進(jìn)行比特交織。TDSCDMA 采用了多種不同的擴(kuò)頻碼：? 采用信道碼區(qū)分相同資源的不同信道（OVSF） ；? 采用下行導(dǎo)頻中的 PN 碼、長(zhǎng)度為 16 的擾碼來區(qū)分不同的基站；? 采用上行導(dǎo)頻中的 PN 碼、周期為 16 碼片和長(zhǎng)度為 144 碼片的 midamble 序列來區(qū)分不同的移動(dòng)終端。TDSCDMA 技術(shù)培訓(xùn)教材 ? 第二章 TDSCDMA 物理層 5 TDSCDMA 物理信道及傳輸信道 物理信道TDSCDMA 系統(tǒng)的物理信道采用四層結(jié)構(gòu)：系統(tǒng)幀號(hào)、無線幀、子幀、時(shí)隙/碼。圖 21 給出了物理信道的層次結(jié)構(gòu)。無線幀的分配可以是連續(xù)的，即每一幀的相應(yīng)時(shí)隙都可以分配給某物理信道，也可以是不連續(xù)的分配，即僅有部分無線幀中的相應(yīng)時(shí)隙分配給該物理信道。數(shù)據(jù)部分對(duì)稱地分布于訓(xùn)練序列的兩端。一個(gè)發(fā)射機(jī)可以同時(shí)發(fā)射幾個(gè)突發(fā)，在這種情況下，幾個(gè)突發(fā)的數(shù)據(jù)部分必須使用不同 OVSF 的信道碼，但應(yīng)使用相同的擾碼。突發(fā)的數(shù)據(jù)部分由信道碼和擾碼共同擴(kuò)頻。突發(fā)的midamble 部分是一個(gè)長(zhǎng)為 144chips 的 midamble 碼。對(duì)這個(gè)基本的訓(xùn)練序列碼進(jìn)行等長(zhǎng)的循環(huán)移位（長(zhǎng)度取決于同一時(shí)隙的用戶數(shù)）又可以得到一系列的訓(xùn)練序列。因此，一個(gè)物理信道是由頻率、時(shí)隙、信道碼、訓(xùn)練序列位移和無線幀分配等諸多參數(shù)來共同定義的。物理信道的持續(xù)時(shí)間可以無限長(zhǎng)，也可以是分配所定義的持續(xù)時(shí)間。TDSCDMA 系統(tǒng)為了實(shí)現(xiàn)快速功率控制和定時(shí)提前校準(zhǔn)以及對(duì)一些新技術(shù)的支持（如智能天線、上行同步等） ，將一個(gè) 10ms 的幀分成兩個(gè)結(jié)構(gòu)完全相同的子幀，每個(gè)子幀的時(shí)長(zhǎng)為 5ms。系統(tǒng)的子幀結(jié)構(gòu)如圖 22 所示。在這 7 個(gè)常規(guī)時(shí)隙中，TS0 總是固定地用作下行時(shí)隙來發(fā)送系統(tǒng)廣播信息，而 TS1 總是固定地用作上行時(shí)隙。用作上行鏈路的時(shí)隙和用作下行鏈路的時(shí)隙之間由一個(gè)轉(zhuǎn)換點(diǎn)（Switch Point）分開。TDSCDMA 技術(shù)培訓(xùn)教材 ? 第二章 TDSCDMA 物理層 6 UpPTS (160chips) 子 幀 5ms (640chip) Ts0 Ts1 DwPTS (96chips) GP (96chips) 轉(zhuǎn) 換 點(diǎn) 轉(zhuǎn) 換 點(diǎn) 圖 22 TDSCDMA 幀結(jié)構(gòu) 時(shí)隙結(jié)構(gòu)時(shí)隙結(jié)構(gòu)也就是突發(fā)的結(jié)構(gòu)。其中 DwPTS 和 UpPTS 分別用作上行同步和下行同步，不承載用戶數(shù)據(jù)，GP 用作上行同步建立過程中的傳播時(shí)延保護(hù)，TS0~TS6 用于承載用戶數(shù)據(jù)或控制信息。對(duì)于大一些的小區(qū)，提前 UpPTS 將干擾臨近 UE 的 DwPTS 的接收，這是允許和可接受的。這個(gè)時(shí)隙通常是由長(zhǎng)為 64chips 的 SYNC_DL 和 32chips 的保護(hù)碼間隔組成，其結(jié)構(gòu)如圖 23 所示。這個(gè)時(shí)隙通常由長(zhǎng)為 128chips 的 SYNC_UL和 32chips 的保護(hù)間隔組成，其結(jié)構(gòu)如圖 24 所示。每個(gè)時(shí)隙被分成了 4 個(gè)域：兩個(gè)數(shù)據(jù)域、一個(gè)訓(xùn)練序列域（Midamble）和一個(gè)用作時(shí) 75us GP(32chips) SYNC(64chips) SYNC1(28chips) GP(32chips) TDSCDMA 技術(shù)培訓(xùn)教材 ? 第二章 TDSCDMA 物理層 7隙保護(hù)的空域（GP） 。 訓(xùn) 練 序 列(14 chips) 數(shù) 據(jù) 域（ 352 chips） GP16chip數(shù) 據(jù) 域（ 352 chips） 864 chips訓(xùn) 練 序 列圖 25 常規(guī)時(shí)隙結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)域用于承載來自傳輸信道的用戶數(shù)據(jù)或高層控制信息，除此之外，在專用信道和部分公共信道上，數(shù)據(jù)域的部分?jǐn)?shù)據(jù)符號(hào)還被用來承載物理層信令。TFCI（Transport Format Combination Indicator）用于指示傳輸?shù)母袷?，TPC（ Transmit Power Control）用于功率控制， SS（Synchronization Shift）是 TDSCDMA系統(tǒng)中所特有的，用于實(shí)現(xiàn)上行同步，該控制信號(hào)每個(gè)子幀（5ms）發(fā)射一次。對(duì)每一個(gè) CCTrCH，高層信令將指示所使用的 TFCI 格式。如果一個(gè)時(shí)隙包含 TFCI 信息，它總是按高層分配信息的順序采用該時(shí)隙的第一個(gè)信道碼進(jìn)行擴(kuò)頻。如果沒有 TPC 和 SS 信息傳送， TFCI 就直接與 midamble 碼域相鄰。 整個(gè)系統(tǒng)有 128 個(gè)長(zhǎng)度為 128chips 的基本midamble 碼，分成 32 個(gè)碼組，每組 4 個(gè)。Node B 決定本小區(qū)將采用這 4 個(gè)基本midamble 中的哪一個(gè)。原則上，midamble 的發(fā)射功率與同一個(gè)突發(fā)中的數(shù)據(jù)符號(hào)的發(fā)射功率相同。⒈ 專用物理信道專用物理信道 DPCH （Dedicated Physical CHannel）用于承載來自專用傳輸信道 DCH 的數(shù)據(jù)。DPCH 可以位于頻帶內(nèi)的任意時(shí)隙和任意允許的信道碼，信道的存在時(shí)間取決于承載業(yè)務(wù)類別和交織周期。物理層信令主要用于 DPCH。第二步是 加擾處理，即將擾碼加到已被擴(kuò)頻的信號(hào)。下行物理信道也可以采用 SF=1 的單碼道傳輸。對(duì)于多碼傳輸，UE 在每個(gè)時(shí)隙最多可以同時(shí)使用兩個(gè)物理信道（信道碼） ，這兩個(gè)物理信道采用不同的信道碼發(fā)射。在 3GPP的定義中，所有的公共物理信道都是單向的（上行或下行） 。為了滿足信息容量的要求，PCCPCH 使用兩個(gè)碼分信道來承載 BCH 數(shù)據(jù)（PCCPCH1 和 PCCPCH2） 。PCCPCHs 映射到時(shí)隙0（TS0 ）的開始兩個(gè)碼道（ 和 ） ，并采用擴(kuò)頻因子 SF=16。SCCPCH 固定使用 SF=16 的擴(kuò)頻因子，不使用物理層信令 SS 和TPC，但可以使用 TFCI，SCCPCH 所使用的碼和時(shí)隙在小區(qū)中廣播，信道的編碼及交織周期為20ms。該信道可位于任一個(gè)下行時(shí)隙，使用時(shí)隙中的任意一對(duì)碼分信道和 Midamble 移位序列。在一個(gè)小區(qū)中，可以使用一對(duì)以上的 SCCPCHs。NODE B 使用 FPACH 來響應(yīng)在 UpPTS 時(shí)隙收到的 UE 接入請(qǐng)求，調(diào)整UE 的發(fā)送功率和同步偏移。因?yàn)?FPACH 不承載來自傳輸信道的數(shù)據(jù)，也就不需要使用TFCI。TDSCDMA 技術(shù)培訓(xùn)教材 ? 第二章 TDSCDMA 物理層 9⑷ 物理隨機(jī)接入信道物理隨機(jī)接入信道（PRACH，Physiacal Random Access CHannel）用于承載來自傳輸信道RACH 的數(shù)據(jù)。PRACH 可采用的擴(kuò)頻碼及相對(duì)應(yīng)的擴(kuò)頻因子在 BCH 上進(jìn)行廣播（在 BCH 中 RACH 配置參數(shù)中） 。PRACH 信道可位于任一上行時(shí)隙，使用任意允許的信道化碼和 Midamble 位移序列。傳輸信道 RACH 的數(shù)據(jù)不與來自其它傳輸信道的數(shù)據(jù)編碼組合，因而 PRACH 信道上沒有 TFCI，也不使用 SS 和 TPC 控制符號(hào)。所謂共享指的是同一物理信道可由多個(gè)用戶分時(shí)使用，或者說信道具有較短的持續(xù)時(shí)間。但信道的多用戶分時(shí)共享性使得閉環(huán)功率控制過程無法進(jìn)行，因而信道上不使用 SS 和 TPC（上行方向 SS 本來就無意義，為上、下行突發(fā)結(jié)構(gòu)保持一致 SS 符號(hào)位置保留，以備將來使用） 。⑹ 物理下行共享信道物理下行共享信道（PDSCH ：Physical Downlink Shared CHannel）用于承載來自傳輸信道DSCH 的數(shù)據(jù)。DSCH 數(shù)據(jù)可以在物理層進(jìn)行編碼組合，因而PDSCH 上可以存在 TFCI，但一般不使用 SS 和 TPC，對(duì) UE 的功率控制和定時(shí)提前量調(diào)整等信息都放在與之相伴的 PDCH 信道上。⑺ 尋呼指示信道尋呼指示信道（PICH：Paging Indicator CHannel）不承載傳輸信道的數(shù)據(jù)，但卻與傳輸信道PCH 配對(duì)使用，用以指示特定的 UE 是否需要解讀其后跟隨的 PCH 信道（映射在 SCCPCH 上） 。一個(gè)完整的 PICH 信道由兩條碼分信道構(gòu)成。根據(jù)需要，也可將多個(gè)連續(xù)的 PICH 幀構(gòu)成一個(gè) PICH 塊。 Bits for Page Indication Bits for Page Indications1s3 s87 s8.. Midamble .. Guard PeriodTime Sloti, subframe 1.. Midable .. Guard Period .. Midamble .. Guard Period.. Midable .. Guard Periods89 s175 s176 s352s2s90s91s17s179 s s264s178s265 s351 s26s267263Time Sloti, subframe 2i?{0, 2, 3, 4, 5, 6}Bits for Page Indication Bits for Page Indication圖 27 PICH 突發(fā)結(jié)構(gòu) 傳輸信道傳輸信道的數(shù)據(jù)通過物理信道來承載，除 FACH 和 PCH 兩者都映射到物理信道 SCCPCH 外，其它傳輸信道到物理信道都有一一對(duì)應(yīng)的映射關(guān)系。將一幀分成幾個(gè)可用于上、下行信息傳輸?shù)臅r(shí)隙。為了有效利用資源，分配給無線載體的時(shí)隙/碼集可隨時(shí)改變，而分配給可變比特速率業(yè)務(wù)的資源應(yīng)隨著數(shù)據(jù)速率的變化而變化。圖 28 RLC PDU 到物理層的映射示例⒉ 公共傳輸信道圖 29 給出了 BCH、FACH 和 PCH 等傳輸信道到 PCCPCHs 的映射關(guān)系示例。 BCH 總是映射到 PCCPCH1 + PCCPCH2上。每個(gè) SYNC_DL 都有四種不同的相位，且可由Node B 獨(dú)立分配。⑵ 尋呼信道 PCHPCH 是一個(gè)用于從 RNC 尋呼 UE 的特殊的廣播信道。PCH 的位置在 BCH 中指示。它也可用于傳送用戶的短分組消息。FACH 可以使用或不使用功率控制。 分配給 PRACHs 的擴(kuò)頻碼和時(shí)隙通過 BCH 在小區(qū)內(nèi)廣播。對(duì)于 PRACH 來說，UE 為了上行同步所使用的上行同步碼 SYNC_UL 序列是在 BCH 中廣播的。⑸ 上行共享信道 USCH上行共享信道映射到一個(gè)或幾個(gè) PUSCH。表 21 給出了 TDSCDMA 系統(tǒng)中傳輸信道和物理信道的映射關(guān)系。按 3GPP 規(guī)定，只有映射到同一物理信道的傳輸信道才能夠進(jìn)行編碼組合。其它的傳輸信道數(shù)據(jù)都只能自身組合成，而不能相互組合。表 21 TDSCDMA 傳輸信道和物理信道間的映射關(guān)系傳輸信道 物理信道DCH 專用物理信道 (DPCH)BCH 主公共控制物理信道 (PCCPCH)PCH 輔助公共控制物理信道 (SCCPCH)FACH 輔助公共控制物理信道 (SCCPCH)RACH 物理隨機(jī)接入信道 (PRACH)USCH 物理上行共享信道 (PUSCH)DSCH 物理下行共享信道 (PDSCH)下行導(dǎo)頻信道 (DwPCH)上行導(dǎo)頻信道 (UpPCH)尋呼指示信道 (PICH)TDSCDMA 技術(shù)培訓(xùn)教材 ? 第二章 TDSCDMA 物理層 12快速物理接入信道 (FPACH) TDSCDMA 物理層過程在 TDSCDMA 系統(tǒng)中，采用了較多新技術(shù)，如智能天線、上行同步、接力切換等等，而其中大部分技術(shù)都需要物理層的支持。在大多數(shù)情況下，