《WCDMA空中接口技术》读书笔记3: R99 信道与信息处理

    工作在WCDMA RBS系统上很多年了，感觉RBS系统绝对是世界上最复杂的系统之一；除了要基于通信原理和3GPP协议来实现，还要考虑到：空口资源、硬件资源、功率分配、系统容量、监控管理、系统调度... ...而一本好书《WCDMA空中接口技术》恰恰是对我这么多年工作的复习与补充。
    囫囵吞枣的看了很多书，对我来说最好的看书方式还是做读书笔记。

 

WCDMA空中接口处理的信息分为：用户相关的信令信息和业务信息以及系统的公共信息等几类。

物理信道从技术定义为一个特定的载频、扰码、信道化码和一个上行I/Q相位的组合。
公共物理信道是多个UE共用的，而专用物理信道是每个UE独享的。
WCDMA空中接口的扰码基于Gold码，Gold码在下行方向上用来区分不同的小区，在上行方向上用来区分不同的用户。
[SF在下行用来区分不同的物理信道，进而区分不同的UE]

RLC层：
    实现点到点的数据可靠传输；点到点的可靠传输通过将数据分段以及数据重传实现。数据分段后，发生错误后需要重发的部分较少，从而提高了重传的效率。
    TM:只对RB进行分段以及重组，处理时延最少，适用于语音、视频电话、某些RRC信令以及系统信息和寻呼消息。
    UM:除了对RB进行分段以及重组，还进行加密；处理速度较快，可靠性略差，用于传送RRC的信令。
    AM:分段、重组、加密、自动重传请求（ARQ），时延最大。主要用于RRC的信令、NAS层的信令以及分组业务数据的可靠传输。

MAC层：
    MAC子层将复用后数据以传输块集（TBS）的形式输出到传输信道上，每个TTI内输出一次TBS。一个TBS包含多个传输块（TB），每个TB的大小都是一样的，TB可以理解为MAC子层的PDU。TBS中TB的数量与大小对应TBS的不同格式。

PHY层：
    Turbo码是卷积码的发展，能得到接近理论极限的纠错性能，具有很强的抗衰落、抗干扰能力。但由于Turbo码的译码复杂度大、译码时延大等原因，比较适合时延要求不高的数据业务，尤其是HSPA业务。
卷积主要用于语音业务和对译码要求比较苛刻的数据业务。

P-SCH/S-SCH ：
    同步信道上发送的信息称为同步码，下行方向上只有同步信道不进行扩频和加扰操作，直接对同步码进行QPSK调制，因此同步码必须具有很好的自相关特性。
    同步码的作用是帮助终端实现与基站小区时隙和无线帧同步，并进而俘获基站小区的主扰码。

UL-DPDCH/DL-DPDCH:
    下行DPDCH物理信道与DPCCH物理信道是时分复用的，而上行DPDCH物理信道与DPCCH物理信道是码分复用的。
    下行方向上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；上行方向上这样做可以简化接收机的设计。

    下行DPDCH信道基于QPSK的调制方式，采用了串并转换，因此一个调制符号对应两个比特的数据。
    上行DPDCH物理信道基于BPSK调制方式，不需要串并转换，因此上行DPDCH信道的比特率与符号率在数值上是一样的。

    根据TFCI域的不同，下行物理信道可分为两类：一类包含TFCI信息的，一般用于速率业务及几项业务并发的情况；另一类是不使用TFCI域的，主要用于恒定速率的业务。

    上行DPCCH物理信道的扩频因子为256，固定传递10bit信息，这样可以提高控制信息的接收成功率。

P-CCPCH:
    系统信息由P-CCPCH物理信道承载，该信道是一个固定速率的公共下行物理信道，扩频因子SF = 256，每个时隙可承载20bit的数据，比特率为30kbit/s.
    P-CCPCH物理信道在每个时隙开始的256个码片是不发射的，因为这段时间要留给主同步信道（P-SCH）和辅同步信道（S-SCH）。因此，P-CCPCH物理信道每个时隙能承载18bit的数据，正好与系统信息块的编码输出匹配。

S-CCPCH:
    S-CCPCH物理信道用于承载PCH和FACH传输信道。在承载PCH时，S-CCPCH物理信道的传输格式是固定的，但是在承载FACH时，S-CCPCH物理信道的传输格式是可变的。
    S-CCPCH物理信道与下行DPCH物理信道的帧结构，除了功率控制(TPC)部分以外，其他部分在S-CCPCH物理信道中找到。而没有控制（TPC）部分是因为S-CCPCH物理信道承载了多个终端的信息，没有办法进行功率控制。

    P-CCPCH物理信道和S-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，也就是BCH使用固定的传输模式；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。

RACH/FACH:
    WCDMA空中接口还可以利用公共物理信道承载信令，典型的情况就是下行方向用FACH承载单独的信令，上行方向用RACH承载单独的信令。
    WCDMA空中接口可以利用公共物理信道承载低速率的数据业务，典型的就是下行方向用FACH承载分组数据，上行方向用RACH承载分组数据。

    与专用信道上分组数据的处理过程比较，可以看到采用公共信道传送下行分组数据时，只占用了1个无线帧，时间很短，只有10ms,实现了无线资源的高效实用。
    当然我们也发现为了传输320bit的数据，需要额外发送40bit的头信息，传输效率比较低，因此FACH特别适合传送少量的数据。