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問(wèn)題已開(kāi)啟 (普通問(wèn)題)

WCDMA碼字的作用是什么

提問(wèn)者: 通信網(wǎng)絡(luò)牛人提問(wèn)時(shí)間: 2010-03-05

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問(wèn)題答案 ( 7 )

稍微多了點(diǎn)，都是有關(guān)的，呵呵
三、WCDMA（空中接口）基本原理概述
目標(biāo)：了解擴(kuò)頻的基本原理（碼字）、功率、功率控制、上下行鏈路的覆蓋限制、Rake接收機(jī)、宏分集、發(fā)射分集、壓縮模式及無(wú)線幀等概念。
1、擴(kuò)頻基本原理（碼字）
對(duì)于多址接入方式，WCDMA在同一載頻上，多個(gè)用戶通過(guò)不同的碼字加以區(qū)分，為什么WCDMA還會(huì)有時(shí)間軸的定義？對(duì)于CDMA來(lái)說(shuō)，物理信道的定義是頻率加碼字，時(shí)間概念的引入是在傳輸信道上基帶信號(hào)處理過(guò)程的基本單位，對(duì)應(yīng)用層信息，以多長(zhǎng)時(shí)間來(lái)分塊進(jìn)行基帶信號(hào)處理，如GSM中20ms的時(shí)間塊，在UMTS中則隨不同傳輸信道的格式，選擇10ms、20ms、40ms或80ms等不同的時(shí)間塊。所以時(shí)間概念是空中接口基帶信號(hào)處理中傳輸信道的適配，也就是傳輸信道上的速率適配。時(shí)間和時(shí)隙的作用是提供時(shí)鐘參考和傳輸信道塊的處理單位。
在WCDMA中碼字（Code）和功率（Power）是二個(gè)重要概念，碼字是用來(lái)區(qū)分每一路通信的，而功率是對(duì)系統(tǒng)的干擾。與GSM類似，在WCDMA系統(tǒng)中，F(xiàn)DD方式下空中接口的主要參數(shù)包括：
帶寬――5MHz（實(shí)際使用的帶寬射頻調(diào)制之后是4.75MHz，在頻率劃分上可以不留保護(hù)頻帶）；
雙工間隔――190MHz（中間值），規(guī)范規(guī)定雙工間隔可以在134.8MHz～245.2MHz間取值（取決于不同國(guó)家的頻譜規(guī)劃）；
信道柵格（channel raster）――200KHz，在中心頻率選擇時(shí)，每200KHz頻率作為一個(gè)單位，故中心頻率一定是200KHz的整數(shù)倍；
絕對(duì)射頻信道號(hào)（UARFCN）――用一對(duì)整數(shù)來(lái)描述空中接口的一對(duì)上下行頻率，對(duì)應(yīng)關(guān)系：Nul（Number UL）＝5xful；Ndl＝5xfdl，其中ful和fdl分別是上行和下行鏈路的絕對(duì)頻率值。該參數(shù)將作為底層的系統(tǒng)配置參數(shù)寫(xiě)入軟件中，一旦獲得相應(yīng)的Lisence參數(shù)就不會(huì)發(fā)生變化。
在TDD方式下，會(huì)增加一個(gè)時(shí)隙參數(shù)的定義，一個(gè)TS定義為666.67us；頻段從1900～1920MHz；2010～2025MHz，每5MHz構(gòu)成一個(gè)中心頻率。
（UM10 4-7～4-8）
在WCDMA中采用的擴(kuò)頻方式是直接擴(kuò)頻（DS），在講述擴(kuò)頻原理之前，須明確幾個(gè)概念，首先，時(shí)間頻率的二元性指的是在傳送二進(jìn)制比特流時(shí)，它的周期性和在頻譜上表現(xiàn)出來(lái)特性之間的相互關(guān)系，如要傳送的比特流101101，在擴(kuò)頻及加擾調(diào)制之前，它要被轉(zhuǎn)換成物理上高低電平的電信號(hào)，在UMTS中，電平轉(zhuǎn)換采用的是NRZ編碼方案。0比特編為正相位、1比特變?yōu)樨?fù)相位。左圖中每比特周期用T0表示，右圖每比特周期用T1表示，T1< T0所以右圖比特流速率大于左圖，速率＝1/周期。對(duì)應(yīng)于空中接口功率譜特性，橫軸單位格是1/T，縱軸表示功率峰值，只考慮主瓣值為a2T，其中a代表比特本身的幅度增益。比較二圖可知，T值較小的信號(hào)，頻譜特性中的峰值能量就小，也就是隨比特速率增高，主瓣峰值能量降低，而占用的頻譜1/T展寬。擴(kuò)頻的目標(biāo)就是將窄代高能量信號(hào)展寬成5MHz的寬帶低能量信號(hào)，降低峰值能量。如何將窄代高能量信號(hào)展寬成寬帶低能量信號(hào)？作為直擴(kuò)的方式，就是將數(shù)據(jù)序列與高速的擴(kuò)頻序列進(jìn)行相乘運(yùn)算獲得，如果是比特流的話就是進(jìn)行異或運(yùn)算，由于在電路擴(kuò)頻之前已經(jīng)是＋1、－1的物理電信號(hào)，所以異或運(yùn)算將轉(zhuǎn)變成相乘運(yùn)算，結(jié)果是一樣的。由4-8圖可知，數(shù)據(jù)序列是擴(kuò)頻之前的序列，經(jīng)過(guò)NRZ編碼之后，假設(shè)每比特周期是由6個(gè)單位（虛線表示周期單位）構(gòu)成，對(duì)于原始比特來(lái)說(shuō)，峰值能量是a2Tbit，即Ebit＝a2Tbit。擴(kuò)頻序列是幅度增益為1的單位序列，沒(méi)有多余能量的引入，只是速率上有變化，擴(kuò)頻序列速率是數(shù)據(jù)序列速率的6倍。經(jīng)過(guò)相乘運(yùn)算之后，在空中接口上發(fā)送的序列，速率與擴(kuò)頻序列的速率相同，原數(shù)據(jù)序列的1比特由6個(gè)比特位的序列來(lái)表示，因此，擴(kuò)頻后的序列抗干擾性能增加了。擴(kuò)頻之后的比特能量峰值仍然是a，周期發(fā)生變化T＝Tchip，所以擴(kuò)頻后的峰值能量為a2Tchip。定義Eb＝a2Tbit為擴(kuò)頻之前比特的峰值能量；Ec＝a2Tchip為擴(kuò)頻之后在空中接口傳送的碼片的峰值能量。Tb＝SFxTc，定義SF為擴(kuò)頻因子，指原來(lái)的1比特信息由SF個(gè)碼片（chip）來(lái)表示。因此，在Chip速率保持一定（3.84Mcps）的前提下，比特速率與擴(kuò)頻因子呈反比關(guān)系。在UMTS中已定義了擴(kuò)頻后的Chip速率為3.84Mcps，Bit Rate x SF＝3.84Mcps， SF最小取值是4。需要明確的幾個(gè)概念是Bit、Symbol（碼符號(hào)）和Chip（碼片）。Bit對(duì)應(yīng)的是有用信息（Information），是進(jìn)入物理層進(jìn)行基帶信號(hào)處理前的信息位，它的速率稱為比特速率；Symbol是在空中接口發(fā)送之前，對(duì)信息進(jìn)行基帶信號(hào)處理（信道編碼）如交織、循環(huán)冗余校驗(yàn)位的添加、速率適配等之后，在進(jìn)入擴(kuò)頻調(diào)制之前的信號(hào)，所以Symbol對(duì)應(yīng)的是基帶信號(hào)處理之后的信號(hào)，它的速率稱為Symbol速率；Chip是空中接口上經(jīng)過(guò)擴(kuò)頻調(diào)制之后的信息單位，用于體現(xiàn)能量（energy）的承載。由此，公式Bit Rate x SF＝Chip Rate將被修正為Symbol Rate x SF＝Chip Rate。下表所示為UMTS服務(wù)類型常見(jiàn)的速率對(duì)應(yīng)關(guān)系，其中的Bearer Data Rate應(yīng)是Symbol Rate： Service Bit Rate
（kbps） Bearer Data Rate
（kbps） SF Modulation Rate
（Mchip/s）
Speech 12.2 30 128 3.84
Packet 64kbps 64 120 32 3.84
Packet 384kbps 384 960 4 3.84
基帶信號(hào)處理的整個(gè)過(guò)程與GSM基本一樣，原始信息比特流進(jìn)入傳輸信道作處理時(shí)，首先會(huì)添加CRC冗余校驗(yàn)位，稱為CRC Attachment過(guò)程，這一過(guò)程的選擇，取決于傳輸信道的特性；CRC保護(hù)之后，對(duì)信息進(jìn)行編碼，可以選擇各種信道編碼方式，如卷積、Turbe碼等，效率可以是1/2、1/3各不一樣，取決于服務(wù)類別；信道編碼之后，要進(jìn)行速率適配，稱為Punctch或Repetation過(guò)程，原始比特速率可以各不相同，而后面進(jìn)行擴(kuò)頻時(shí)，SF的取值是有固定的如4、16、32、64、128等，所以原始速率為中間值時(shí)，需要對(duì)速率進(jìn)行適配，以滿足SF的取值；速率適配之后，要完成一次交織和二次交織過(guò)程，交織過(guò)程中速率不會(huì)發(fā)生變化，只是打亂發(fā)送順序，目的還是為了抵抗空中接口的干擾；交織完成之后，要做時(shí)間幀的適配，即將空中接口上的信息塊適配到空中接口10ms的幀上。過(guò)程結(jié)束之后，對(duì)于上下鏈路，在區(qū)分I路和Q路時(shí)，處理方法各不一樣，下行鏈路要先進(jìn)行串并轉(zhuǎn)換分成I路和Q路，每個(gè)I路和Q路上的速率即為Symbol Rate。同樣，對(duì)于上行鏈路，采用并行的BPSK方式，I路和Q路不是串并轉(zhuǎn)換而來(lái)，而是各是一個(gè)分支分別進(jìn)行擴(kuò)頻和加擾調(diào)制過(guò)程。進(jìn)行擴(kuò)頻之后的速率為Chip Rate。再進(jìn)行加擾處理和每碼字功率增益的調(diào)整過(guò)程。整個(gè)基帶信號(hào)處理過(guò)程結(jié)束之后，再進(jìn)行中頻轉(zhuǎn)換和射頻調(diào)制過(guò)程，將Chip關(guān)系調(diào)制到相位關(guān)系上，即所謂的相調(diào)。值得注意的是，對(duì)于同一類業(yè)務(wù)，系統(tǒng)根據(jù)不同的Qos要求，在傳輸信道上可能會(huì)選擇不同的速率，則信號(hào)處理過(guò)程會(huì)有所區(qū)別，實(shí)行動(dòng)態(tài)的處理過(guò)程，這也是與GSM系統(tǒng)的區(qū)別。但從規(guī)范的角度來(lái)看，不同Qos的業(yè)務(wù)選擇的處理過(guò)程是一定的，只是提供了多樣的處理方式，由RNC動(dòng)態(tài)分配。
3.84Mchip/s的速率值是人為確定的。從上述的時(shí)間頻率二元性上可知，頻率越寬系統(tǒng)的抗干擾性能越好，但頻率的使用率卻越低。所以3.84Mchip/s的速率值只是人為的一個(gè)折中。WCDMA本身定義的速率值是4.096Mchip/s，為了歐洲與北美不同制式的協(xié)調(diào)，才最終選擇了3.84Mchip/s的速率。
對(duì)于接受端，接受機(jī)會(huì)將接受到的信號(hào)序列和相同的擴(kuò)頻序列進(jìn)行同樣的相乘運(yùn)算而完成解擴(kuò)過(guò)程。在信號(hào)接受開(kāi)始時(shí)，接受端產(chǎn)生的擴(kuò)頻序列必須完成與發(fā)射端擴(kuò)頻序列同步的過(guò)程，同時(shí)一直維持同步過(guò)程直到信號(hào)完全接受。
作為CDMA來(lái)說(shuō)，用戶工作在同一個(gè)中心頻率上，所有的用戶信息疊加在空中接口上發(fā)射并通過(guò)碼字來(lái)區(qū)分。所以碼字的選擇非常重要，系統(tǒng)應(yīng)對(duì)碼字有怎樣的特性要求？也就是怎樣來(lái)區(qū)分用戶？一個(gè)重要的概念就是碼字的正交。需要明確的幾個(gè)概念――自相關(guān)性和互相關(guān)性。所謂自相關(guān)性（auto-correlation），指的是作為一個(gè)碼字序列來(lái)說(shuō)，它本身的相關(guān)特性，在相位同步的前提條件下，有100％的相關(guān)性。對(duì)于二進(jìn)制比特流來(lái)說(shuō)，也就是自身進(jìn)行異或運(yùn)算后為0序列，對(duì)相乘運(yùn)算來(lái)說(shuō)，得到100％的+1，稱為完全正相關(guān)，如得到的是100％的－1，則稱為完全負(fù)相關(guān)，相位偏轉(zhuǎn)；碼字選擇時(shí)，要求碼字要有良好的自相關(guān)性，使得相關(guān)解調(diào)器可以很容易捕捉到碼字的存在�；ハ嚓P(guān)性（cross-correlation）指的是不同碼字之間的相關(guān)特性，通過(guò)不同碼字，系統(tǒng)得以實(shí)現(xiàn)碼分復(fù)用，所以不同碼字應(yīng)保證不相關(guān)，簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，系統(tǒng)希望碼字能完全正交。但在實(shí)際系統(tǒng)中，這種完全正交的特性是比較難實(shí)現(xiàn)的，所以希望碼字的互相關(guān)性是越低越好。正交性的判斷，在同步條件下，進(jìn)行相乘運(yùn)算，50％的＋1和50％的－1，則完全正交，如果是二進(jìn)制比特流運(yùn)算的話，應(yīng)該是50％的＋1和50％的0，表示完全正交。所以良好的自相關(guān)性和較低的互相關(guān)性，是對(duì)碼字的基本要求。有用信號(hào)的提取正是由于有用信號(hào)的碼字和其他信號(hào)的碼字存在正交性，經(jīng)過(guò)相乘運(yùn)算之后，可以將其他信號(hào)屏蔽為零，而只提取出有用信號(hào)的能量。公式∑SPi x SPm＝0（i≠m）時(shí)，表示完全正交。（舉例見(jiàn)UM10 4-11）
（UM10 4-12～4-13）
在UMTS中，碼字一共有二種類型的應(yīng)用，第一種稱為信道化碼（Channelization code，簡(jiǎn)寫(xiě)為CH），第二種稱為擾碼（Scrambling code，簡(jiǎn)寫(xiě)為SC）。由于在上下行鏈路中處理方式的不同，導(dǎo)致二種類型碼字的作用各不一樣。在下行鏈路（基站→移動(dòng)臺(tái)方向）上，基站向本小區(qū)發(fā)送信息時(shí)，基站首先將各種用戶信息分別與各自的CH進(jìn)行相乘運(yùn)算，之后將信號(hào)疊加，再與擾碼進(jìn)行相乘運(yùn)算，之后在空中接口上發(fā)射。移動(dòng)臺(tái)側(cè)先做解擾，然后再解出自己的有用信息。用戶信息和CH進(jìn)行相乘運(yùn)算時(shí)，CH就是擴(kuò)頻序列，通過(guò)選擇CH的正交性，來(lái)區(qū)分用戶信息。所以CH無(wú)論在上行還是下行鏈路上，它最基本的作用就是直接擴(kuò)頻（Spreading），所以CH就是擴(kuò)頻碼。經(jīng)過(guò)擴(kuò)頻后的速率都是3.84Mchip/s，再進(jìn)行擾碼加密過(guò)程，擾碼的速率也是恒定的3.84Mchip/s。CH除了作為擴(kuò)頻碼外，還可以作為物理信道的ID。在UMTS中，單個(gè)用戶的業(yè)務(wù)類型，可以根據(jù)需要分配多個(gè)物理信道，理論上2M速率的實(shí)現(xiàn)是通過(guò)同時(shí)占用多個(gè)物理信道來(lái)實(shí)現(xiàn)的，而用戶正是通過(guò)識(shí)別不同的CH來(lái)獲得物理信道的服務(wù)，所以CH是用來(lái)區(qū)分在下行鏈路上的多個(gè)物理信道的�？罩薪涌谫Y源在分配時(shí)，相當(dāng)于分配給用戶的就是多個(gè)CH。而這種分配是由RNC來(lái)完成的動(dòng)態(tài)分配。作為擾碼，移動(dòng)臺(tái)必須首先進(jìn)行解擾，然后才能獲得自己的有用信息，所以擾碼的作用相當(dāng)于小區(qū)的ID。對(duì)移動(dòng)臺(tái)來(lái)說(shuō)，由于工作在相同頻率，所以可以收到來(lái)自不同小區(qū)的無(wú)線信號(hào)，是一個(gè)自干擾系統(tǒng)，但通過(guò)擾碼，移動(dòng)臺(tái)只需要對(duì)駐扎小區(qū)進(jìn)行解碼，因?yàn)橛杏眯畔⒅挥性诒拘^(qū)的專用信道上發(fā)送。在下行鏈路上，移動(dòng)臺(tái)首先要區(qū)分本小區(qū)和非本小區(qū)的信號(hào)，這個(gè)區(qū)分過(guò)程就是通過(guò)解本小區(qū)擾碼來(lái)實(shí)現(xiàn)的。所以系統(tǒng)中每小區(qū)對(duì)應(yīng)一個(gè)擾碼。需要強(qiáng)調(diào)的是cell、sector和BTS概念的不同。對(duì)于BTS來(lái)說(shuō)，可以是全向站、三扇區(qū)或六扇區(qū)定向站等，如果基站在發(fā)射方向是全向發(fā)射，從邏輯角度來(lái)說(shuō)，基站的管理是一個(gè)小區(qū)（cell），1BTS＝1cell，基站分配一個(gè)擾碼；如果基站在發(fā)射方向是三扇區(qū)定向發(fā)射，每個(gè)扇區(qū)（sector）就是一個(gè)小區(qū)（cell），故一個(gè)BTS需要3個(gè)擾碼。所以cell的概念是OMCR上的概念，邏輯上是執(zhí)行相關(guān)算法的最小單位。而sector的構(gòu)成是從射頻角度上講的。在UMTS中，一個(gè)全向的BTS，可以理解為在下行鏈路上是全向發(fā)射，而上行方向則是3扇區(qū)定向接受的，采用3付天線，在發(fā)射方向三扇區(qū)發(fā)射相同的信號(hào)，相當(dāng)于全向發(fā)射，而接受端是定向接受。對(duì)于相鄰小區(qū)的擾碼在分配時(shí)碼字的互相關(guān)性要低，正交性要好。但從網(wǎng)絡(luò)角度來(lái)說(shuō)，如果二個(gè)基站處于同時(shí)發(fā)射，到達(dá)移動(dòng)臺(tái)后，由于所處位置不同，在接受來(lái)自二個(gè)小區(qū)的信號(hào)時(shí)，由于傳播時(shí)延，信號(hào)的相位會(huì)有所偏差，形成干擾。也就是在同步條件下，完全正交的特性，由于傳播時(shí)延而遭到破壞。
在上行鏈路（移動(dòng)臺(tái)→基站方向）上，每個(gè)移動(dòng)臺(tái)向基站發(fā)射自己的信息，信息由每個(gè)移動(dòng)臺(tái)自己處理，首先經(jīng)過(guò)CH進(jìn)行擴(kuò)頻，然后再增加各自的擾碼進(jìn)行加擾。對(duì)于不同用戶，如果是相同的服務(wù)類型，則可以選擇相同的CH，而通過(guò)擾碼來(lái)加以區(qū)分。從擾碼角度來(lái)看，在上行方向上是移動(dòng)臺(tái)（UE）的ID，對(duì)于每一個(gè)移動(dòng)臺(tái)，會(huì)有一個(gè)擾碼來(lái)對(duì)應(yīng)，不同UE之間的擾碼應(yīng)該是完全正交。對(duì)于高速業(yè)務(wù)，UE同樣可以分配多個(gè)物理信道同時(shí)進(jìn)行工作，只是現(xiàn)階段不作討論。所以在UL方向，CH的作用只是擴(kuò)頻。在不同方向上碼字的作用歸納如下：
Down Link Up Link
信道化碼（CH）擴(kuò)頻（spreading）
物理信道標(biāo)識(shí)（phy channel ID）擴(kuò)頻（spreading）
擾碼（SC）小區(qū)標(biāo)識(shí)（cell ID）移動(dòng)臺(tái)標(biāo)識(shí)（UE ID）
值得注意的是，碼字作為空中接口的資源是按序分配的。在DL方向，CH是由RNC根據(jù)業(yè)務(wù)類型進(jìn)行動(dòng)態(tài)分配，對(duì)于相同業(yè)務(wù)類型則分配正交的碼字；SC是在OMC上確定的，相當(dāng)于GSM中頻率規(guī)劃，在UMTS中需要做碼字規(guī)劃（512個(gè)主擾碼），一旦確定，則是由OMC靜態(tài)管理。在UL方向，現(xiàn)階段的CH是由RNC以半靜態(tài)方式分配的，對(duì)于相同業(yè)務(wù)速率，CH是唯一的，規(guī)范中規(guī)定在將來(lái)可以是動(dòng)態(tài)分配；SC的分配，首先要區(qū)分二個(gè)ID，一個(gè)是RNC所分配的臨時(shí)識(shí)別符（UE ID），另一個(gè)是完成位置登記時(shí)由核心網(wǎng)分配的臨時(shí)識(shí)別符（UIA）。這里的UE ID仍然是由RNC動(dòng)態(tài)分配的，如果是屬于同一個(gè)RNC，UE的ID是不會(huì)出現(xiàn)重復(fù)的，由UE ID來(lái)觸發(fā)上行鏈路上擾碼的產(chǎn)生，所以上行鏈路上的擾碼是RNC根據(jù)用戶的每一次RRC連接建立請(qǐng)求動(dòng)態(tài)分配的，上行SC是針對(duì)每用戶分配，而不是針對(duì)每業(yè)務(wù)類型。所謂的RNC無(wú)線資源的管理功能，就是RNC對(duì)碼字的管理。
（注上述碼字均為用戶專用信道上的碼字，非公共信道上的碼字）
（提問(wèn)：在UL方向上，不同的RNC是否存在相同的UE ID分配而發(fā)生沖突？）
（UM10 4-14～4-15）
對(duì)于WCDMA來(lái)說(shuō)，選擇的擴(kuò)頻碼稱為正交可變擴(kuò)頻因子（Orthogonal Variable Spresding Factor，簡(jiǎn)稱OVSF）。該碼字的產(chǎn)生機(jī)制與Walsh碼的產(chǎn)生機(jī)制沒(méi)有太大區(qū)別，Walsh碼用矩陣結(jié)構(gòu)而OVSF采用樹(shù)形結(jié)構(gòu)來(lái)描述。最初的根賦值是Cch,1,0＝1，由SF＝1升至SF＝2時(shí)，第1個(gè)子樹(shù)的第一比特位保留，第二比特位進(jìn)行復(fù)制，Cch,2,0＝1 1，第2個(gè)子樹(shù)的第一比特位保留，第二比特位進(jìn)行相位偏轉(zhuǎn)，Cch,2,1＝1 －1，依此類推，SF=4時(shí)子樹(shù)的產(chǎn)生機(jī)制與SF=2時(shí)相同，碼樹(shù)結(jié)構(gòu)如圖：

在OVSF碼樹(shù)結(jié)構(gòu)中，每一階對(duì)應(yīng)一個(gè)SF值，如SF=2時(shí)，位于同階的可用碼字是2個(gè)，SF=4時(shí)，可用碼字是4個(gè)，依此類推，SF=8時(shí)，有8個(gè)可用碼字。碼字的標(biāo)識(shí)是 Cch,SF,no
其中，SF為擴(kuò)頻因子，No從上至下按序編號(hào)。SF值代表原來(lái)的一個(gè)比特用SF個(gè)碼片來(lái)表示，如SF＝4，一個(gè)比特位用4個(gè)碼片來(lái)表示。每個(gè)碼字的長(zhǎng)度與SF值相關(guān)，SF＝4表示碼字長(zhǎng)度為4。碼字的取值范圍，在上行方向，SF＝4、8、16、32、64、128、256；在下行方向，SF＝4、8、16、32、64、128、256、512。使用位于同一階的碼字，表示原始用戶的業(yè)務(wù)速率是一致的，才會(huì)選擇到相同的SF值。同一階碼字之間是完全正交的。當(dāng)位于不同階的碼字間存在父子關(guān)系時(shí)，碼字之間具有相關(guān)性，在DL方向也就不能被同時(shí)分配使用。當(dāng)位于不同階的碼字間不存在父子關(guān)系時(shí)，碼字之間仍是正交關(guān)系。由于父子關(guān)系的碼字具有相關(guān)性，所以在選擇碼序列時(shí)數(shù)量會(huì)受限。在DL方向不考慮公共信道和功率受限，假設(shè)所有碼字都可以被分配用來(lái)通信，在最大情況下允許同時(shí)使用的用戶數(shù)應(yīng)當(dāng)是512個(gè)。在DL方向所能支持的最大速率，SF越小，速率越高，所以在SF＝4時(shí)，速率是最大。但在SF＝4是，只能用Cch,4,1、Cch,4,2、、Cch,4,3 三個(gè)碼字，這是因?yàn)镃ch,4,0 產(chǎn)生的子碼字序列要被分配給公共信道使用。所以Cch,4,0 樹(shù)不能使用，用戶的2M速率就是同時(shí)占用SF＝4的三個(gè)碼字獲得的。SF＝4時(shí)單信道的Symbol Rate＝3.84/4＝960ksymbol/s，這只是其中一路（I或Q路）上的速率，兩路信號(hào)在DL方向是通過(guò)串并轉(zhuǎn)換之后獲得的，奇偶比特分開(kāi)，速率減半。所以在恢復(fù)到原始比特時(shí)，首先要經(jīng)過(guò)串并轉(zhuǎn)換的逆過(guò)程，將I路960k信號(hào)和Q路960k信號(hào)疊加，成為2x960＝1920kbps速率的信號(hào)，這才是經(jīng)過(guò)信道編碼、交織等基帶信號(hào)處理過(guò)程之后的信號(hào)速率。在1920kbps中有用信息只占768kbps，這是進(jìn)行基帶信號(hào)處理前的有效速率，相當(dāng)于用戶單信道上的原始信息速率只有768kbps，只有同時(shí)得到DL方向上三個(gè)信道的物理鏈路，Bit Rate＝3 x 768＝2.1Mbps，才能滿足最大2M的業(yè)務(wù)。所以2M速率指的是用戶的比特速率，在規(guī)范中被歸為2048業(yè)務(wù)。
OVSF的分配原則：在DL方向，根據(jù)用戶的業(yè)務(wù)請(qǐng)求由RNC動(dòng)態(tài)分配，在同一階情況下，初始狀態(tài)時(shí)，是按由上到下的原則分配，在使用狀態(tài)下，對(duì)空閑資源，也是從上到下按序分配。從RNC的動(dòng)態(tài)資源管理來(lái)說(shuō)，假設(shè)在SF＝8層，已有5個(gè)用戶分別占用5個(gè)碼字信道（0、2、6碼字未用），在不考慮上行鏈路的干擾受限和下行鏈路的功率受限時(shí)，有第6個(gè)用戶（業(yè)務(wù)速配要求SF＝4）申請(qǐng)接入時(shí)，RNC允許接入，分配碼字時(shí)可以采用二種方案，第一種稱為Auto－Patching（打補(bǔ)�。┓桨�，所謂補(bǔ)丁現(xiàn)象，是指由于碼字資源的按序分配，個(gè)別用戶在放棄碼字時(shí)，會(huì)出現(xiàn)不相鄰碼字被分別占用的現(xiàn)象，如3、7碼字占用而2、6碼字未占用。所以當(dāng)?shù)?個(gè)用戶申請(qǐng)接入時(shí)，可以將占用碼字3的用戶重新配置，使占用碼字6信道，將2、3碼字的父碼字（SF＝4）分配給用戶6，這個(gè)過(guò)程即為Auto－Patching過(guò)程；第二種稱為Self－Splitting（自我分裂）方案，將申請(qǐng)SF＝4的用戶分裂，使分別占用2個(gè)SF＝8的信道來(lái)實(shí)現(xiàn)。二種方案優(yōu)選第二種，因?yàn)闊o(wú)線鏈路重建需要涉及相應(yīng)的信令過(guò)程，同時(shí)，二個(gè)SF＝8的功率和一個(gè)SF＝4的功率是不等效的。在速率適配時(shí)，RNC會(huì)優(yōu)先選擇SF值高的物理信道，以降低功率。在UL方向的碼字分配，現(xiàn)階段在專用的信令和業(yè)務(wù)信道上，只能分配每階中的一個(gè)碼字，即Cch,SF,SF/4的碼字，如Cch,4,1、Cch,8,2等。該碼字是1 1 －1 －1的重復(fù)，只是根據(jù)速率不同SF值的不同而重復(fù)的次數(shù)不同。這是針對(duì)單業(yè)務(wù)單信道情況的碼字分配方案，將來(lái)如果一個(gè)移動(dòng)臺(tái)支持多個(gè)業(yè)務(wù)，碼字分配就會(huì)發(fā)生變化，該原則不再發(fā)生作用。一般認(rèn)為在上行鏈路上所要求的速率不是很高，區(qū)分用戶是通過(guò)擾碼來(lái)區(qū)分的，不同用戶之間無(wú)需通過(guò)擴(kuò)頻碼來(lái)區(qū)分用戶，所以可以簡(jiǎn)化碼字的分配方式，現(xiàn)階段無(wú)需通過(guò)擴(kuò)頻碼來(lái)區(qū)分物理信道，對(duì)相同速率的業(yè)務(wù)可以分配相同的擴(kuò)頻碼字，而只通過(guò)擾碼來(lái)區(qū)分用戶。RNC的這種分配方式稱為半靜態(tài)分配方式。
根據(jù)上述的分配原則，一個(gè)小區(qū)在DL方向碼字最多只能分配一個(gè)2M業(yè)務(wù)的承載，這稱為碼字缺陷（Shortage）。為了彌補(bǔ)缺陷，規(guī)范中規(guī)定了付擾碼（Secondary SC）的概念，對(duì)相同的擴(kuò)頻碼，為了達(dá)到重復(fù)使用的目的，以滿足多用戶的業(yè)務(wù)需求，可以通過(guò)付擾碼加以區(qū)分。在同一個(gè)擾碼下，OVSF碼樹(shù)只能使用一次，對(duì)同一個(gè)小區(qū)來(lái)說(shuō)，最多可以分配1個(gè)主擾碼和15個(gè)付擾碼，即OVSF可以重復(fù)使用16次，所以碼字資源是足夠使用，只是現(xiàn)階段仍暫不使用付擾碼。從碼字角度考慮容量是不受限的，受限的是下行鏈路上的功率和上行鏈路上的干擾，也就是在下行鏈路上允許提供多少個(gè)2M用戶取決于小區(qū)最大允許功率數(shù)。
碼字的正交性在同步前提下完全正交，非同步條件下會(huì)發(fā)生相位偏轉(zhuǎn)。信號(hào)在下行鏈路是所有碼字疊加后進(jìn)行發(fā)射的，所有碼字同步且正交，到達(dá)移動(dòng)臺(tái)后，移動(dòng)臺(tái)接受來(lái)自不同小區(qū)的信號(hào)，碼字會(huì)發(fā)生偏轉(zhuǎn)，可以通過(guò)主擾碼加以區(qū)分和過(guò)慮，從而接受本小區(qū)的信號(hào)。本小區(qū)信號(hào)由于多經(jīng)產(chǎn)生的時(shí)延對(duì)于移動(dòng)臺(tái)來(lái)說(shuō)，無(wú)論是有用信號(hào)還是干擾信號(hào)都是一樣的。所以對(duì)于信道化碼的碼字要求只是完成擴(kuò)頻及基本正交就可以。在上行鏈路，每個(gè)移動(dòng)臺(tái)各自發(fā)射獨(dú)立的信號(hào)，傳播時(shí)延及發(fā)射時(shí)間不同，基站側(cè)接受仍是所有信號(hào)的疊加，上行鏈路上的信號(hào)相關(guān)性較差，不可能同步，所以要選擇相關(guān)性比擴(kuò)頻碼要好的擾碼來(lái)區(qū)分不同用戶，對(duì)擾碼的特性要求較高。
對(duì)于擾碼來(lái)說(shuō)，系統(tǒng)選擇的是偽隨機(jī)序列（PN序列），PN序列的碼字與窄代CDMA不同，窄代CDMA是m序列，WCDMA選擇的是Gold序列。序列不同指的是產(chǎn)生的機(jī)制不同，從而會(huì)有不同的相關(guān)特性。PN序列產(chǎn)生的基本原理如圖所示：
以三個(gè)移位寄存器為例，每一位的初始賦值稱為狀態(tài)值，假設(shè)為001，最后一位的狀態(tài)值作為PN序列的輸出，序列產(chǎn)生如下：
序列第一位第二位第三位 PN輸出
0 1
1 1 0 0 0
2 0 1 0 0
3 1 0 1 1
4 1 1 0 0
5 1 1 1 1
6 0 1 1 1
7 0 0 1 1
產(chǎn)生的PN序列為11101001的周期性重復(fù)，循環(huán)周期稱為PN序列的長(zhǎng)度＝2n－1，其中n為移位寄存器的個(gè)數(shù)，例中n＝3，所以序列長(zhǎng)度為7位，每7位之后會(huì)重復(fù)一次。由于選擇PN序列的長(zhǎng)度、寄存器抽頭及初始賦值各不一樣，將會(huì)產(chǎn)生不同的PN序列。PN序列每偏移一個(gè)相位，就可以截取2n－1長(zhǎng)的PN序列，也就是對(duì)于周期為2n－1的PN序列可以有2n－1個(gè)。
在UMTS中，上行鏈路的PN序列采用25位移位寄存器，I路Q路分開(kāi)各是25位寄存器，可以看成同一個(gè)擾碼。擾碼周期（長(zhǎng)度）為225－1。根據(jù)擾碼產(chǎn)生的機(jī)制，首先寄存器的賦值是變化的，對(duì)Q路來(lái)說(shuō)，初始賦值為全“1”碼，對(duì)I路來(lái)說(shuō)，初始賦值的前24位有RNC動(dòng)態(tài)分配，也就是RNC分配給移動(dòng)臺(tái)一個(gè)24位的識(shí)別符，這個(gè)識(shí)別符將作為PN序列產(chǎn)生的寄存器前24位的初始賦值，再加上第25位的狀態(tài)值“1”。在上行鏈路方向上每個(gè)移動(dòng)臺(tái)由于所得的狀態(tài)值不同的，所以產(chǎn)生的碼序列是不同的，相當(dāng)于在該方向上實(shí)際可以使用的擾碼是224個(gè)。Gold碼產(chǎn)生的碼序列的自相關(guān)性是非常好的，但由于只是初始賦值的不同，所以不同的PN序列不是完全正交，只是近似正交。但由于碼序列長(zhǎng)度較長(zhǎng)，克服了正交特性的不足，因?yàn)榇a字越長(zhǎng)，正交性越好。所以在UMTS中，系統(tǒng)不需完全同步，只要近似同步就可以。在上行鏈路，還可以選擇短擾碼，該擾碼周期是256，該技術(shù)在將來(lái)會(huì)被引入，當(dāng)在上行鏈路上使用短擾碼時(shí)，為克服碼間干擾，對(duì)Rake接受機(jī)會(huì)有較高要求，會(huì)采用多用戶監(jiān)測(cè)技術(shù)（MUD）來(lái)代替Rake接受機(jī)制，目前使用的還是長(zhǎng)擾碼。在實(shí)際使用中，系統(tǒng)會(huì)每10ms截取PN序列中的38400chips，使擾碼速率位3.84Mchip/s，所以只使用了PN序列中的一段。
在下行方向上的擾碼仍然選擇的是長(zhǎng)擾碼，它的初始賦值及周期是固定的。采用18位的移位寄存器，周期是218－1＝262143，而實(shí)際在下行鏈路上可以使用的擾碼規(guī)范只定義了8192個(gè)，作為Cell ID，規(guī)范只定義了8192個(gè)擾碼，并分配到512個(gè)小區(qū)，每個(gè)小區(qū)可以使用16個(gè)擾碼，包括1個(gè)主擾碼和15個(gè)付擾碼。15個(gè)付擾碼完成對(duì)OVSF的復(fù)用。相當(dāng)于可用碼字是16 x 512＝8192個(gè)。也就是每512個(gè)小區(qū)會(huì)重復(fù)使用8192個(gè)碼字。對(duì)于下行鏈路上的主擾碼，規(guī)范中同時(shí)又將512個(gè)主擾碼分成了64組，每組由8個(gè)主擾碼構(gòu)成，而付擾碼與主擾碼是綁定的。下行鏈路擾碼采用靜態(tài)分配。也就是下行鏈路的擾碼是利用同一PN序列的不同偏置（offset）來(lái)區(qū)分，并完成每10ms 38400chips的截取而獲得的。下行鏈路的擾碼具有非常好的自相關(guān)性，在同步的前提下，100％相關(guān)，在非同步條件下，也能滿足近似正交。而不同碼字之間也有較好的互相關(guān)性，在同步的前提下，100％相關(guān)，在非同步條件下，也能滿足近似正交。為使相鄰小區(qū)間碼字的相關(guān)性最好，所以在網(wǎng)絡(luò)建設(shè)時(shí)對(duì)512個(gè)碼字要進(jìn)行碼字規(guī)劃。
2、WCDMA的覆蓋、容量及功率控制（功率）
（UM10 4-24~4-25）
在通常的無(wú)線系統(tǒng)（AMPS、TDMA、GSM）中，有用信號(hào)能量總是要求足夠的強(qiáng)以超過(guò)干擾能量。作為衡量能量的指標(biāo)值，載干比C/I值就是有用信號(hào)能量與同信道干擾能量的比值。在GSM系統(tǒng)中，要求同頻干擾C/I值大于＋9dB，只有大于＋9dB，接受機(jī)才能解調(diào)有用信號(hào)。作為CDMA來(lái)說(shuō)，本身是一個(gè)自干擾系統(tǒng)，在空中接口上傳送的是每用戶的chip，空中接口上體現(xiàn)的能量是Ec值，除用戶信號(hào)能量外，所有其他信號(hào)的疊加能量將成為該用戶的干擾能量，每用戶的Ec總是淹沒(méi)在干擾能量中，所以從空中接口來(lái)看，Ec/Io總是負(fù)值。表示空中接口上的每Chip能量是低于空中接口上其他干擾的能量。到達(dá)接受機(jī)解擴(kuò)之后，會(huì)將有用信號(hào)提取出來(lái)，此時(shí)有用信號(hào)的能量將大于接受機(jī)解擴(kuò)后接受下來(lái)的干擾能量，否則信號(hào)將無(wú)法被讀取。Eb/No代表接口后信號(hào)的比特能量與噪聲能量的比值，為正值。在常用的無(wú)線系統(tǒng)中有Eb/No的概念，但在WCDMA中一般不提及。在窄代CDMA中，Eb代表每比特能量＝S/R=（Signal Power/Bit Rate），No代表噪聲的功率譜密度＝N/W＝（Noise Power/Bandwith），所以Eb/No＝S/R x W/N＝S/N x W/R。其中S/N即為信噪比，W/R是由于擴(kuò)頻引起的處理器增益。在WCDMA中，當(dāng)考慮空中接口上的干擾和噪聲源時(shí)，同頻干擾會(huì)是主要的干擾源，除此之外，還有處理器內(nèi)的熱噪聲、白噪聲等等。通常在空中接口上會(huì)用Ec/Io作為衡量指標(biāo)值。實(shí)際系統(tǒng)的報(bào)告測(cè)量都會(huì)采用Ec/Io值。處理器增益（processing gain）是指解擴(kuò)前的Ec/Io值與解擴(kuò)之后的Eb/No值之間的比值。用dB表示時(shí)，Eb/No＝Ec/Io＋PG。圖4-25描述的Eb/No是系統(tǒng)正常工作時(shí)必須滿足的最小值，Echip能量稱為有用信號(hào)能量，不同用戶chip能量的疊加必須小于允許最大噪聲能量值，允許噪聲能量與chip能量的差值即為多用戶可共享分配的能量。相關(guān)概念的舉例說(shuō)明如下：

圖中橫軸代表帶寬B（Bandwith），豎軸代表功率P（Power），取單位數(shù)值，假設(shè)原始發(fā)送一個(gè)B＝1、P＝18的窄代高能量信號(hào)，經(jīng)擴(kuò)頻后變?yōu)閷拵У湍芰啃盘?hào)（B＝18、P＝1），信號(hào)在空中接口上與其他同頻干擾信號(hào)疊加之后再傳輸發(fā)送。假設(shè)在空中接口上Ec＝1，干擾信號(hào)能量有6個(gè)單位，傳輸數(shù)據(jù)的載干比為1/6＝0.167，Ec/Io＝10log(1/6)＝－8dB。信號(hào)到達(dá)接受端進(jìn)行解擴(kuò)過(guò)程，將寬帶低能量信號(hào)轉(zhuǎn)換成窄代高能量信號(hào)（B＝1、P＝18），提取有用信號(hào)P＝18，同頻干擾信號(hào)功率仍為6，則載干比＝18/6＝3，Eb/No＝10log(18/6)＝5dB；PG＝Eb/No－Ec/Io＝13dB。隨著擴(kuò)頻因子的加大，處理器增益PG會(huì)提高。
用戶信號(hào)經(jīng)解擴(kuò)之后，所需要的比值變?yōu)镋b/No，解擴(kuò)之前的比值是Ec/Io。Eb與實(shí)際系統(tǒng)中所能容納的最大噪聲門限的比值會(huì)出現(xiàn)一個(gè)目標(biāo)值，稱為Eb/No required。該指標(biāo)衡量的是當(dāng)前接受機(jī)的最低性能，也就是當(dāng)Eb/No小于目標(biāo)值時(shí)，有用信號(hào)將不能被恢復(fù)出來(lái)。Eb/No required值是最差情況下的最低門限。Eb能量與最大噪聲電平的比值大于目標(biāo)值就可以被接收機(jī)恢復(fù)出有用信號(hào)，所以系統(tǒng)對(duì)用戶Eb的控制成為可能。觸發(fā)功率控制功能，每用戶的Eb就會(huì)降低。功率下降、干擾下降則系統(tǒng)的用戶容量就增加，用戶數(shù)增加，噪聲平臺(tái)會(huì)提高，每用戶的Eb也會(huì)要求升高。所以功率控制是CDMA中用來(lái)克服同頻自干擾現(xiàn)象最有效的手段。功率控制執(zhí)行的程度上是一個(gè)循環(huán)，有下調(diào)的可能性，意味著可容納的用戶將增加。合理的功率控制可以減少上下行鏈路的干擾。
功率控制過(guò)程是一個(gè)動(dòng)態(tài)持續(xù)調(diào)整的過(guò)程，由于所有用戶功率都在隨時(shí)變化，導(dǎo)致噪聲平臺(tái)的隨時(shí)變化。與GSM相比，在GSM中功率控制周期是2次/s，每480ms會(huì)完成一次完整的功率控制過(guò)程；在窄代CDMA中啟動(dòng)了上下行鏈路上的開(kāi)環(huán)和閉環(huán)功率控制，閉環(huán)功率控制周期是800次/s，而在WCDMA中內(nèi)環(huán)的閉環(huán)功率控制周期為1500次/s。
（UM10 4-27～4-28）
在WCDMA中，功率控制被分為開(kāi)環(huán)和閉環(huán)功率控制，上下行鏈路上都有開(kāi)環(huán)和閉環(huán)的功控。以上行鏈路為例，開(kāi)環(huán)功率控制是指在公共信道上的功率控制，是在RLC連接建立過(guò)程中所執(zhí)行的功率控制。一旦RLC連接建立成功，獲得專用信道，將轉(zhuǎn)入閉環(huán)功率控制。在UE進(jìn)入專用狀態(tài)之前，執(zhí)行的都是開(kāi)環(huán)功控。上行RLC建立過(guò)程涉及到的信道是隨機(jī)接入信道。作為開(kāi)環(huán)功控指的是移動(dòng)臺(tái)以嘗試性方式來(lái)發(fā)出功率控制值，而GSM中移動(dòng)臺(tái)是根據(jù)參數(shù)定義的最大功率值開(kāi)始發(fā)送的。在CDMA中移動(dòng)臺(tái)在發(fā)出隨機(jī)接入請(qǐng)求之前，在上行方向上發(fā)出一個(gè)Pre Amble，稱為前導(dǎo)部分。Pre Amble會(huì)以初始功率值Po向基站發(fā)送，但基站并不一定會(huì)偵聽(tīng)到該信息，間隔一定周期，移動(dòng)臺(tái)沒(méi)有收到在下行方向上基站相應(yīng)的應(yīng)答時(shí)，移動(dòng)臺(tái)將遞增△P的功率值再次發(fā)送Pre Amble，依此類推，直至移動(dòng)臺(tái)收到下行方向上基站的應(yīng)答信號(hào)，移動(dòng)臺(tái)將以該功率值發(fā)起隨機(jī)接入請(qǐng)求信號(hào)，整個(gè)開(kāi)環(huán)功率控制過(guò)程結(jié)束。這與窄代CDMA和CDMA2000中的開(kāi)環(huán)功控過(guò)程不同，WCDMA的開(kāi)環(huán)功控是將Pre Amble和隨機(jī)接入請(qǐng)求信號(hào)分開(kāi)發(fā)送的。而CDMA和CDMA2000中的開(kāi)環(huán)功控是同時(shí)發(fā)射的，基站直接對(duì)隨機(jī)接入請(qǐng)求信號(hào)作出相應(yīng)。對(duì)于初始功率值Po的取值，根據(jù)移動(dòng)臺(tái)距離基站遠(yuǎn)近位置的不同，要滿足一定的算法，移動(dòng)臺(tái)首先要在基站下行方向上解碼系統(tǒng)信息參數(shù)，獲取相應(yīng)的參數(shù)設(shè)置，通過(guò)參數(shù)設(shè)置及對(duì)公共導(dǎo)頻信道Ec/Io的測(cè)量，來(lái)估算Po值。而遞增功率△P值由參數(shù)定義，是統(tǒng)一的。Pre Amble是在物理層上傳遞的一個(gè)序列，規(guī)范中定義為簽名序列，定義的簽名序列共有16種且完全正交。移動(dòng)臺(tái)隨機(jī)產(chǎn)生簽名序列并發(fā)送，在下行方向，移動(dòng)臺(tái)只針對(duì)該序列進(jìn)行相應(yīng)的運(yùn)算，監(jiān)測(cè)該序列是無(wú)響應(yīng)、被允許還是不接受。基站對(duì)Pre Amble的應(yīng)答分三種情況，＋1表示響應(yīng)、0表示無(wú)響應(yīng)，－1表示拒絕。
移動(dòng)臺(tái)一旦獲得專用信道，系統(tǒng)將觸發(fā)閉環(huán)功控過(guò)程。在上行方向，閉環(huán)功控分為內(nèi)環(huán)和外環(huán)，內(nèi)環(huán)指的是移動(dòng)臺(tái)和基站之間的功控、外環(huán)指的是移動(dòng)臺(tái)或基站和RNC之間的功控。上行鏈路的閉環(huán)功控，首先由基站完成對(duì)上行鏈路的測(cè)量，由RNC根據(jù)服務(wù)類型Qos的不同要求，向基站設(shè)置執(zhí)行功率控制的門限值。門限值（SIR）的大小是動(dòng)態(tài)變化的，SIR（Signal to Interference Ratio）目標(biāo)值由RNC根據(jù)Iub接口上統(tǒng)計(jì)的塊差錯(cuò)率（BLER），進(jìn)行一定的算法而確定的值�；靖鶕�(jù)SIR目標(biāo)值來(lái)命令移動(dòng)臺(tái)完成功率控制，由基站對(duì)上行鏈路進(jìn)行測(cè)量，并與SIR目標(biāo)值比較，從而決定移動(dòng)臺(tái)的發(fā)射功率升或降。所以內(nèi)環(huán)功率控制指的是基站根據(jù)SIR目標(biāo)值執(zhí)行功控，調(diào)整周期是1500次/s，即每10ms幀中出現(xiàn)15次功率控制比特位（TPC）。功率控制比特位（TPC）規(guī)范規(guī)定是1位或2位，表示的含義只有二種，增加或減少。增加或減少的步進(jìn)值是由參數(shù)設(shè)置定義的。所以閉環(huán)功控相當(dāng)于GSM中的步進(jìn)制功率控制算法，只不過(guò)內(nèi)環(huán)是由基站命令移動(dòng)臺(tái)來(lái)完成的，而基站要根據(jù)RNC設(shè)定的SIR目標(biāo)值來(lái)作參考。SIR所反應(yīng)的只不過(guò)是空中接口上行鏈路上用戶受干擾的情況，所以作為RNC來(lái)說(shuō)，它也是在時(shí)刻改變SIR值，也就是外環(huán)功控的周期。外環(huán)功控周期也就是SIR值更新周期，RNC根據(jù)基站上傳的統(tǒng)計(jì)新的BLER值，推算出新的SIR目標(biāo)值。新舊SIR目標(biāo)值的更新每10ms一次，也就是空中接口的一個(gè)無(wú)線幀。換言之，在一個(gè)SIR目標(biāo)值下，內(nèi)環(huán)功控每10ms調(diào)整15次。在上行鏈路上的功控是針對(duì)每用戶來(lái)執(zhí)行的（for UE），RNC必須根據(jù)用戶申請(qǐng)服務(wù)的Qos值，確定不同BLER的要求，根據(jù)BLER來(lái)設(shè)置SIR目標(biāo)值。在下行鏈路上的閉環(huán)功控，由移動(dòng)臺(tái)控制基站執(zhí)行功率調(diào)整，RNC設(shè)置目標(biāo)值并發(fā)往移動(dòng)臺(tái)，作為移動(dòng)臺(tái)的參考門限，移動(dòng)臺(tái)根據(jù)下行鏈路的測(cè)量值與門限值比較，在上行鏈路上發(fā)送功率控制比特位（TPC），命令基站調(diào)整功率，基站完成基于每碼字的功率調(diào)整（for code），在碼字上通過(guò)調(diào)整基帶信號(hào)上的功率增益，影響在下行鏈路上功率的百分比，從而完成功率控制。在上行鏈路上盡管收到每個(gè)不同用戶的測(cè)量報(bào)告，并據(jù)此報(bào)告會(huì)產(chǎn)生各個(gè)目標(biāo)值，但最終送往基站的目標(biāo)值則是一個(gè)平均值，是所有業(yè)務(wù)的均衡體現(xiàn)值，該值對(duì)小區(qū)內(nèi)的所有用戶都起作用，所考慮的因素主要是Ec/Io。在下行鏈路上目標(biāo)值的設(shè)定是根據(jù)移動(dòng)臺(tái)的位置而取不同的值，是基于物理信道的目標(biāo)值，考慮的因素主要是功率。所以上行功控的目的是抗干擾，而下行功控的目的是克服功率受限。
（UM10 4-29～4-30）
關(guān)于系統(tǒng)的覆蓋（Coverage）和容量（Capacity）的限制問(wèn)題，在UMTS中須分上下行鏈路分別進(jìn)行描述。在上行鏈路上，存在3個(gè)推論，第一個(gè)推論：在chip速率恒定（3.84M）的前提下，為計(jì)算方便假設(shè)為100，chip rate＝bit rate x SF，SF＝1時(shí)bit rate＝100；SF＝2則bit rate＝50；SF＝4則bit rate＝25；另Ec＝Eb/SF，假設(shè)所有用戶不論業(yè)務(wù)類型Eb一致，隨著B(niǎo)it速率增加，SF值的下降，在空中接口上所引入的Ec逐漸增大，所以推論是在空中接口上，如果業(yè)務(wù)速率越高，在上行鏈路方向上，擴(kuò)頻后所造成的干擾Ec也就越大。第二個(gè)推論：用戶的速率越高，該用戶要求距離基站的實(shí)際可操作的范圍越小，也就是用戶速率與覆蓋之間的關(guān)系。假設(shè)Eb/No為恒定值2，即No＝0（在不考慮上行鏈路的噪聲干擾的前提下），Eb＝2。這是最差情況下，基站可以容忍的門限值，也就是解擴(kuò)后的Eb/No必須大于2，若小于2則基站就無(wú)法恢復(fù)信號(hào)。所以每用戶到達(dá)基站時(shí)，Eb值必須大于2。比較SF＝4時(shí)，用戶的Ec＝Eb/SF＝2/4＝0.5dB，表示該用戶信號(hào)到達(dá)基站時(shí)空中接口上的能量必須大于0.5dB；當(dāng)SF＝8時(shí)，用戶的Ec＝Eb/SF＝2/8＝0.25dB。假設(shè)移動(dòng)臺(tái)初始發(fā)射功率都是30dB，對(duì)SF＝4的用戶來(lái)說(shuō)，上行鏈路允許空中損耗為30－0.5＝29.5dB，SF＝8時(shí)，允許空中損耗為30－0.25＝29.75dB，換言之，基站允許SF＝8的用戶，可以距基站的距離更遠(yuǎn)。因此，用戶速率越高，Cellrange的范圍越小。第三個(gè)推論：在用戶速率恒定的前提下（假設(shè)SF=8），隨著噪聲功率的增加（假設(shè)No＝6），Cellrange的范圍將減小。由于在推論二中，Eb/No＝2，所以Eb＝8，Ec＝Eb/SF＝8/8＝1dB，允許空中損耗變?yōu)闉?0－1＝29dB，所以對(duì)于同一個(gè)用戶（SF＝8），隨著噪聲加劇，基站要求移動(dòng)臺(tái)的距離更近。所以推論是Eb/No恒定，No增加，Cellrange的范圍減小。也就是CDMA系統(tǒng)中呼吸效應(yīng)的體現(xiàn)。結(jié)論是小區(qū)負(fù)荷越重，上行干擾也就越大，小區(qū)覆蓋半徑（實(shí)際可操作范圍）減小。當(dāng)小區(qū)范圍減小，對(duì)于小區(qū)邊緣的用戶處理大致有幾種方案可供選擇，如不啟動(dòng)Cell Breathing，直接拒絕新用戶的接入（一旦啟動(dòng)CB功能，小區(qū)會(huì)出現(xiàn)覆蓋空洞）；但對(duì)UMTS來(lái)說(shuō)，如果根據(jù)Qos新用戶是高優(yōu)先級(jí)別用戶，系統(tǒng)必須滿足用戶接入，可以選擇將原小區(qū)內(nèi)處于邊緣的低級(jí)別用戶切換出本小區(qū)，再允許該高級(jí)別用戶接入；如果基站周圍無(wú)可用小區(qū)可作切換時(shí)，基站可以選擇減小Eb/No的門限，降低服務(wù)質(zhì)量來(lái)允許新的用戶接入；這種方法是犧牲所有用戶的服務(wù)質(zhì)量門限來(lái)滿足容量的需求，在建網(wǎng)初期一般不作考慮，也就是不允許用戶質(zhì)量的下降，因此，可以通過(guò)降低用戶的業(yè)務(wù)速率（有效比特速率），減少每用戶發(fā)射功率，來(lái)滿足新用戶接入，這一方案是在R4版本，真正啟動(dòng)Qos時(shí)才會(huì)使用，低端用戶會(huì)仍滿足保證速率的要求；最極端的處理方法是直接拒絕低級(jí)別用戶，釋放功率。滿足高級(jí)別用戶接入。
在下行鏈路方向上，系統(tǒng)是功率受限。在CDMA中，無(wú)論時(shí)全向還是定向站，每小區(qū)與GSM一樣都有功率放大器（PA），這個(gè)PA稱為多載波PA。PA的最大能力，也就是下行鏈路的資源受限。作為CDMA來(lái)說(shuō)，所有用戶同時(shí)在PA上信號(hào)的疊加來(lái)進(jìn)行發(fā)送，而GSM中每個(gè)接收和發(fā)送都對(duì)應(yīng)一個(gè)PA。如當(dāng)前小區(qū)實(shí)際可用的POWER能力時(shí)50W，假設(shè)用戶1以Ec1能量發(fā)射，UE2發(fā)射能量Ec2，UE3發(fā)射能量Ec3，用戶能量疊加Ec1＋Ec2＋Ec3，假設(shè)有第四個(gè)用戶UE4要求通信，疊加能量可能會(huì)大于50W。在考慮功控過(guò)程已完成且上行方向系統(tǒng)已允許UE4接入的前提下，系統(tǒng)會(huì)強(qiáng)制命令小區(qū)邊緣的用戶UE1（但尚未滿足切換門限的用戶）作切換出小區(qū)處理，使UE4獲得下行通路，滿足疊加能量小于50W。當(dāng)無(wú)法切出時(shí)，系統(tǒng)會(huì)拒絕新用戶的接入。所以在下行方向上是功率受限。一旦業(yè)務(wù)種類確定，在下行方向傳輸信道上的chip能量是恒定的，移動(dòng)臺(tái)根據(jù)用戶數(shù)的增減來(lái)執(zhí)行下行鏈路的功控。如果在下行方向，用戶疊加后的能量小于50W時(shí)，PA不會(huì)以50W功率發(fā)送，下行方向的功控是每碼字的功控，PA發(fā)射功率是動(dòng)態(tài)變化的。關(guān)于Qos的體現(xiàn)，都是在信道分配之前體現(xiàn)的。用戶提出接入請(qǐng)求，RNC通過(guò)NBAP協(xié)議咨詢Node B是否有合適的資源（POWER），如果沒(méi)有，RNC將與用戶協(xié)商，降低Qos要求，否則拒絕接入分配資源。
3、WCDMA的移動(dòng)性管理、切換和Rake接收機(jī)
（UM10 4-36~4-38）
Rake接收機(jī)完成的是整個(gè)基帶信號(hào)的逆處理過(guò)程，包括解擾、解擴(kuò)等等。在物理結(jié)構(gòu)上，Rake接收機(jī)不是一個(gè)類似于板卡的實(shí)體，只是一個(gè)芯片，通過(guò)CPU芯片來(lái)實(shí)現(xiàn)的，實(shí)際是硬件上體現(xiàn)的配置，也就是最大可以配置幾個(gè)。作為Rake接收機(jī)來(lái)說(shuō)，一個(gè)Rake接收機(jī)對(duì)應(yīng)一路通信，對(duì)應(yīng)的是通信而不是多經(jīng)。它可以同時(shí)處理空中接口上的多路信號(hào)，但每個(gè)Rake接收機(jī)對(duì)應(yīng)的是一路通信。每個(gè)Rake接收機(jī)可以由多個(gè)finger組成，在接收時(shí)，接收的是多個(gè)路徑（finger）的信號(hào)，也就是一路通信上的多路多經(jīng)信號(hào)，通過(guò)解擴(kuò)，解擾，時(shí)延調(diào)整之后進(jìn)行疊加，最終合并為一路，送往基帶信號(hào)的逆處理過(guò)程。Rake接收機(jī)所帶來(lái)的優(yōu)勢(shì)就是多經(jīng)分集。Rake接收機(jī)配置的最大數(shù)量將是基站上硬容量的限制，也就是決定了基站同時(shí)能夠處理多少路的通信。在北電產(chǎn)品中，將Rake接收機(jī)所帶的基帶信號(hào)處理電路稱為CE（channel element），CE是通過(guò)CPU芯片來(lái)實(shí)現(xiàn)的，在每個(gè)模塊上可以包含多個(gè)CE，用來(lái)放置CE的模塊稱為CEM，CEM24表示一塊模塊板上有24個(gè)CE，還有CEM64、CEM128等等產(chǎn)品系列。碼字、POWER作為軟容量，在二者足夠用的前提下，二者與CE的配置之間應(yīng)當(dāng)有一個(gè)均衡，CE過(guò)大會(huì)造成軟容量滿負(fù)荷時(shí)，CE的浪費(fèi)，而CE過(guò)小會(huì)造成軟容量有冗余的前提下系統(tǒng)已無(wú)法處理信號(hào)。Rake接收機(jī)內(nèi)部可以有多個(gè)finger，一般上行鏈路最大是4個(gè)，下行鏈路最大6個(gè)，每個(gè)finger都將接收來(lái)自不同路徑的一路信號(hào)，在進(jìn)行合并時(shí)一定要對(duì)不同路徑信號(hào)的時(shí)延進(jìn)行補(bǔ)償，需要有時(shí)延電路，時(shí)延電路進(jìn)行選擇時(shí)是動(dòng)態(tài)發(fā)生變化的。也就是每個(gè)finger都在動(dòng)態(tài)調(diào)整時(shí)延電路的參考，這種動(dòng)態(tài)的調(diào)整是通過(guò)Rake接收機(jī)中所配置的搜索窗來(lái)進(jìn)行控制，調(diào)整搜索窗相關(guān)點(diǎn)的大小，根據(jù)相關(guān)點(diǎn)大小來(lái)估算時(shí)延。經(jīng)finger處理后的信號(hào)要實(shí)現(xiàn)多經(jīng)合并，可能會(huì)采用最大比值合并的合并算法，最終合并成一路信號(hào)，送往基帶信號(hào)處理。
WCDMA的切換共分成三種類型，分別稱為軟切換、更軟切換和硬切換。軟切換和硬切換是以移動(dòng)臺(tái)在空中接口上切換時(shí)是否占用多條通路來(lái)區(qū)分切換的，如果同時(shí)占用多條鏈路則稱為軟切換，反之任何時(shí)刻，都只占用一條鏈路則稱為硬切換。不同系統(tǒng)之間、不同載頻之間的切換都是硬切換，或者說(shuō)在同一系統(tǒng)下，不支持Iur接口時(shí)也執(zhí)行的是硬切換。軟切換是發(fā)生在基站（不論是否歸屬同一個(gè)RNC）之間的切換，而更軟切換是發(fā)生在同一基站的不同小區(qū)間的切換。從宏分集角度來(lái)看，宏分集功能是否放在RNC來(lái)執(zhí)行的，如果RNC執(zhí)行了宏分集功能，肯定執(zhí)行的是軟切換，如果沒(méi)有宏分集則執(zhí)行的是更軟切換。在軟切換過(guò)程中，SRNC是指為當(dāng)前用戶提供到核心網(wǎng)的Iu端口的RNC，DRNC是指用戶選定的新的目標(biāo)小區(qū)所在的RNC。從物理實(shí)體上，二者都是RNC，只是針對(duì)某特定用戶來(lái)說(shuō)的邏輯和功能上的不同概念。同一個(gè)RNC對(duì)UE1來(lái)說(shuō)是SRNC，而對(duì)UE2來(lái)說(shuō)可能是DRNC。
WCDMA的宏分集功能是與軟切換直接相關(guān)的。在軟切換過(guò)程中，需要在空中接口上建立多條鏈路，在上行鏈路上，移動(dòng)臺(tái)信號(hào)被二個(gè)Node B（例圖）接收下來(lái)，并通過(guò)二條Iub鏈路送往RNC，由DRNC接收的信息將通過(guò)Iur接口送往SRNC，在SRNC里將執(zhí)行宏分集功能，并將信號(hào)通過(guò)Iu接口送往核心網(wǎng)。在上行鏈路，SRNC執(zhí)行宏分集功能也就是對(duì)多路信號(hào)根據(jù)BLER等多個(gè)判決條件進(jìn)行選擇（Selecting），向核心網(wǎng)提供一路最佳信號(hào)。在下行鏈路，來(lái)自核心網(wǎng)的信息首先到達(dá)SRNC，SRNC會(huì)將信息在二條鏈路上向移動(dòng)臺(tái)傳遞，所以由SRNC在下行鏈路上執(zhí)行宏分集，也就是將一路信息分裂（Splitting）成二路，分別在Iub和Iur接口傳遞至不同的Node B。在更軟切換過(guò)程中，基站會(huì)將收到的多路信號(hào)合路（Combined）成一路信號(hào)送往SRNC，在下行鏈路，基站會(huì)將一路信息分裂成二路信號(hào)分別發(fā)送。這也是軟切換和更軟切換的區(qū)別。（提問(wèn)：在同一個(gè)RNC下二個(gè)Node B之間的切換是什么切換？）
在軟切換過(guò)程中，由SRNC根據(jù)測(cè)量報(bào)告選擇合適的小區(qū)，由SRNC找到DRNC，通過(guò)信令通知DRNC添加無(wú)線鏈路，DRNC要核實(shí)自己的Node B是否有合適的資源，給出響應(yīng)并添加無(wú)線鏈路，無(wú)線鏈路的添加無(wú)非是碼字的分配。在下行鏈路需要分配新的擾碼和信道化碼，擾碼代表Cell ID，由于占用了新的小區(qū)，所以SCN（新擾碼）≠SCO（原擾碼）；信道化碼CH，由于是相同業(yè)務(wù)，可以保證是同一子樹(shù)的碼字，但不一定相同，取決于DRNC的可用資源，也就是用戶可能占用二個(gè)信道。在上行鏈路，SCN（新擾碼）＝SCO（原擾碼），CHN（新信道化碼）＝CHO（原信道化碼）。所以軟切換過(guò)程中碼字的分配表明，上行相當(dāng)于相同的信息同時(shí)被二個(gè)Node B確認(rèn)，解碼并處理。下行完全是提供了二個(gè)不同的物理信道。結(jié)合宏分集和軟切換的概念，規(guī)范中規(guī)定了三個(gè)集合的概念。分別是激活集（Active Set）、監(jiān)視集（Monitor Set）和鄰區(qū)集（Neighbour Set）。進(jìn)入激活集列表的小區(qū)是已經(jīng)完成與移動(dòng)臺(tái)之間建立RRC連接的小區(qū)，空中信道已完成分配，移動(dòng)臺(tái)同時(shí)維持在多個(gè)小區(qū)的無(wú)線信道上。進(jìn)入監(jiān)視集的小區(qū)是指當(dāng)前移動(dòng)臺(tái)可以測(cè)到Ec/Io的小區(qū)，但還沒(méi)有建立RRC連接可以進(jìn)入激活集的小區(qū)。鄰區(qū)集的小區(qū)是指在系統(tǒng)消息廣播中預(yù)定義的相鄰小區(qū)的集合，與GSM一樣，某個(gè)服務(wù)小區(qū)會(huì)定義它的相鄰小區(qū)集，在系統(tǒng)消息中會(huì)發(fā)布相鄰小區(qū)的碼字特性及相關(guān)參數(shù)。鄰區(qū)集里小區(qū)由OMC定義，監(jiān)視集里的小區(qū)是移動(dòng)臺(tái)通過(guò)對(duì)鄰區(qū)集小區(qū)的測(cè)量，對(duì)能夠獲得Ec/Io的小區(qū)上報(bào)給RNC，由RNC對(duì)監(jiān)視集里的小區(qū)根據(jù)Ec/Io啟動(dòng)判決算法，一旦符合門限，小區(qū)會(huì)升級(jí)到激活集，所以監(jiān)視集和激活集里小區(qū)的更新都是由RNC判決后通過(guò)信令消息來(lái)控制移動(dòng)臺(tái)。規(guī)范中規(guī)定激活集里小區(qū)最大6個(gè)，也就是同時(shí)允許6路無(wú)線鏈路接入。通常情況廠家會(huì)提供2～3個(gè)，因?yàn)檫^(guò)多的無(wú)線鏈路接入只能增加對(duì)系統(tǒng)的干擾和資源浪費(fèi)。軟切換過(guò)程結(jié)束，RNC拆除原無(wú)線鏈路時(shí)，會(huì)將激活集中對(duì)應(yīng)的小區(qū)降級(jí)到監(jiān)視集中，直至最終退出監(jiān)視集。激活集和監(jiān)視集中的小區(qū)更新都是由RNC來(lái)控制完成，進(jìn)入到激活集的小區(qū)還會(huì)有區(qū)分，區(qū)分為參考小區(qū)（Primary Cell）和激活小區(qū)。舉例假設(shè)開(kāi)始用戶在一個(gè)小區(qū)駐扎，與小區(qū)建立了一條鏈路的連接，此時(shí)激活集中只有這個(gè)小區(qū)，稱為Primary Cell，由該小區(qū)所屬的RNC為用戶建立Iu接口。移動(dòng)臺(tái)同時(shí)會(huì)對(duì)該小區(qū)的鄰區(qū)集小區(qū)進(jìn)行測(cè)量，并形成監(jiān)視集中的小區(qū)，對(duì)監(jiān)視集小區(qū)通過(guò)對(duì)Ec/Io的判決，一旦超過(guò)門限值，就會(huì)建立RRC連接，并將小區(qū)升級(jí)到激活集中。作為軟切換的判決原則，始終以參考小區(qū)的Ec/Io為參考值，監(jiān)視集小區(qū)的Ec/Io與該參考值進(jìn)行比較，其差值作為參數(shù)與門限值比較，當(dāng)達(dá)到軟切換的門限值時(shí)，就會(huì)觸發(fā)軟切換，也就是監(jiān)視集中達(dá)到門限值要求的小區(qū)升級(jí)成為激活集小區(qū)，建立鏈路。但被激活小區(qū)能否成為Primary Cell并不一定，Primary Cell的更新過(guò)程將觸發(fā)二級(jí)的判決門限。當(dāng)UE在移動(dòng)過(guò)程中，目標(biāo)小區(qū)的強(qiáng)度大于Primary Cell時(shí)，SRNC將觸發(fā)二級(jí)的判決門限，決定目標(biāo)小區(qū)是否取代原來(lái)的Primary Cell，一旦更新成功，原來(lái)的Primary Cell將成為激活集中的普通小區(qū)，Primary Cell更新后RNC將通知移動(dòng)臺(tái)及時(shí)根據(jù)新的Primary Cell定義的鄰區(qū)集小區(qū)。至于門限值的定義，進(jìn)入監(jiān)視集小區(qū)的門限值是由系統(tǒng)參數(shù)設(shè)定的Ec/Io絕對(duì)值，而進(jìn)入激活集小區(qū)的門限值是與參考小區(qū)Ec/Io比較后的差值，是相對(duì)值門限。進(jìn)入激活小區(qū)也就是啟動(dòng)了軟切換過(guò)程。軟切換完成的標(biāo)志是激活集中只有一個(gè)服務(wù)小區(qū)，多于一個(gè)以上都被視為軟切換過(guò)程中。激活集小區(qū)降為監(jiān)視集小區(qū)同樣要觸發(fā)另外一個(gè)降級(jí)的門限值。多個(gè)門限值的設(shè)定正是為了有效防止移動(dòng)臺(tái)由于頻繁移動(dòng)所造成的震蕩效應(yīng)。在沒(méi)有任何可切換小區(qū)的前提下，規(guī)范規(guī)定在激活集中必須保留一個(gè)Primary Cell，無(wú)論該小區(qū)是否已滿足降級(jí)門限的要求，都不會(huì)觸發(fā)降級(jí)算法。
4、無(wú)線資源管理
（UM12 3-23）
在空中接口上完成無(wú)線資源分配和管理時(shí)，由RNC作為無(wú)線管理的控制核心。RNC的管理是基于服務(wù)類型的管理，根據(jù)不同業(yè)務(wù)對(duì)不同Qos的要求。圖3-23給出了根據(jù)不同業(yè)務(wù)和用戶對(duì)Qos的定義，也可以作為用戶的特性參數(shù)�？v軸給出了用戶的分類，將用戶分成金、銀、銅等不同的等級(jí)，每一類用戶都可以申請(qǐng)規(guī)范中規(guī)定的各類業(yè)務(wù)，如交互類業(yè)務(wù)、流業(yè)務(wù)、背景業(yè)務(wù)和會(huì)話業(yè)務(wù)。每一類業(yè)務(wù)都是由Qos的參數(shù)來(lái)構(gòu)成的，作為Qos參數(shù)主要包括業(yè)務(wù)類別（Traffic class）、業(yè)務(wù)的最大比特速率（Maximum bit rate）、保證比特速率（Guaranteed bit rate）也稱為承諾比特速率、業(yè)務(wù)是否強(qiáng)調(diào)發(fā)送順序、能夠發(fā)送的SDU（業(yè)務(wù)包的字節(jié)數(shù)）的最大尺寸、SDU差錯(cuò)率、冗余比特差錯(cuò)率、傳輸時(shí)延、可變時(shí)延、是否使用排隊(duì)功能等等。所有這些構(gòu)成了Qos的一組參數(shù)，這組參數(shù)將在HLR中對(duì)不同業(yè)務(wù)作出定義。作為一個(gè)用戶在發(fā)起業(yè)務(wù)請(qǐng)求消息到達(dá)網(wǎng)絡(luò)側(cè)時(shí)，RNC將如何根據(jù)用戶的不同業(yè)務(wù)請(qǐng)求來(lái)分配空中接口的無(wú)線信道？首先RNC不會(huì)對(duì)用戶的業(yè)務(wù)請(qǐng)求信令消息作出響應(yīng)，當(dāng)移動(dòng)臺(tái)發(fā)出服務(wù)請(qǐng)求的時(shí)候，消息屬于CC層，即移動(dòng)臺(tái)和核心網(wǎng)之間的對(duì)話。消息將送往核心網(wǎng)，由核心網(wǎng)通過(guò)對(duì)用戶的鑒權(quán)，查詢用戶在HLR中的業(yè)務(wù)參數(shù)，并將參數(shù)送往VLR，MSC根據(jù)用戶的特性參數(shù)，向RNC提出分配資源的請(qǐng)求消息。由于WCDMA引入了CAC算法（呼叫允許控制算法），MSC向RNC發(fā)出RAB分配請(qǐng)求消息，在該請(qǐng)求消息中包含了用戶申請(qǐng)業(yè)務(wù)的Qos參數(shù)。由核心網(wǎng)將分配請(qǐng)求消息送到RNC之后，RNC首先要完成RAB的無(wú)線訪問(wèn)承載（Matching）過(guò)程，這一過(guò)程是一個(gè)邏輯概念，并不是物理上的含義，RAB是上層的邏輯概念，與Qos有關(guān)。RNC對(duì)RAB請(qǐng)求消息判決是否能匹配到自己的RAB請(qǐng)求模板上來(lái)，如果沒(méi)有合適的業(yè)務(wù)匹配模板，RNC將直接拒絕來(lái)自核心網(wǎng)的RAB分配請(qǐng)求消息。反之，RNC將根據(jù)模板給空中接口的移動(dòng)臺(tái)分配無(wú)線資源及Iub接口上的資源，無(wú)線接口上資源的分配稱為RB承載，Iub接口上的資源分配稱為Iub承載。所以第二步是從RAB到RB完成無(wú)線承載的映射。之所以需要這樣的映射過(guò)程，是因?yàn)樵诤诵木W(wǎng)里，只有用戶的類別和服務(wù)的等級(jí)以及每種服務(wù)的特性要求，而作為RNC來(lái)說(shuō)，還需要監(jiān)控整個(gè)無(wú)線小區(qū)的負(fù)荷和其它無(wú)線方面的因素，一旦負(fù)荷過(guò)重就無(wú)非滿足用戶的業(yè)務(wù)請(qǐng)求，所以需要完成RAB和RB之間的匹配過(guò)程。匹配完成RNC將分配的資源包括Iub、Iur、Iu接口上的傳輸資源、下行鏈路上的Power、OVSF碼字、擾碼、RNC接口節(jié)點(diǎn)的處理過(guò)程、基站資源及上行鏈路的干擾等等。所以在整個(gè)呼叫允許控制算法中，由核心網(wǎng)完成總控，由RNC根據(jù)當(dāng)前的無(wú)線資源、網(wǎng)絡(luò)負(fù)荷和空中接口的無(wú)線質(zhì)量來(lái)選擇合適的空中接口信道分配給用戶，信道不單是物理信道上碼字資源和Power資源的分配，還包含了對(duì)用戶信息的傳輸信道的分配，整個(gè)的流程在北電設(shè)備中稱為IRM（智能資源管理過(guò)程）。圖3-23所反映的就是在RNC里無(wú)線資源管理的一個(gè)模板圖，左端是業(yè)務(wù)的等級(jí)，業(yè)務(wù)分四類，根據(jù)上下行鏈路所能承受的最大比特速率的不同，每一類業(yè)務(wù)又分成不同的等級(jí)，如同樣是背景類業(yè)務(wù)，最大比特速率有384、144或者64等，定義多種不同級(jí)別業(yè)務(wù)取決于用戶的申請(qǐng)。在每一類業(yè)務(wù)等級(jí)下，用戶又分成三類用戶，有金、銀、銅卡用戶的等級(jí)，三類用戶在吞吐量上速率的保證又與小區(qū)的負(fù)荷有關(guān)，小區(qū)負(fù)荷較輕時(shí)，可以達(dá)到最大384kbps的速率，小區(qū)負(fù)荷加重，速率降級(jí)或只能達(dá)到64kbps，在小區(qū)負(fù)荷非常嚴(yán)重的情況下，金卡用戶仍能保證16kbps的速率。同樣在圖中也表明了對(duì)于384kbps的業(yè)務(wù)銀卡和銅卡用戶無(wú)權(quán)申請(qǐng)。由于在規(guī)范中對(duì)Qos沒(méi)有明確的規(guī)定，圖中所定義的算法只是北電的算法，各個(gè)廠家會(huì)有不同。
5、壓縮模式
（UM12 3-28）
所謂壓縮模式是和移動(dòng)臺(tái)作測(cè)量有關(guān)的一種工作模式。當(dāng)移動(dòng)臺(tái)觸發(fā)硬切換（在不同的載頻之間、不同系統(tǒng)之間的切換）時(shí)，移動(dòng)臺(tái)必須啟動(dòng)壓縮模式完成測(cè)量。在GSM中，移動(dòng)臺(tái)作測(cè)量時(shí)要有一定的空閑期可以將電路調(diào)整到新的載頻上，對(duì)新的載頻信號(hào)進(jìn)行測(cè)量。對(duì)CDMA來(lái)說(shuō)，在同頻的前提下，移動(dòng)臺(tái)可以實(shí)時(shí)完成測(cè)量，而無(wú)須電路上的調(diào)整，也就無(wú)須空閑期。但在硬切換時(shí)，不同頻率之間，移動(dòng)臺(tái)同樣需要這樣的空閑期來(lái)進(jìn)行頻率的調(diào)整，進(jìn)行鎖頻、解碼等過(guò)程�？臻e期的產(chǎn)生就是通過(guò)壓縮模式來(lái)實(shí)現(xiàn)。在空中接口上，移動(dòng)臺(tái)在通信過(guò)程中信號(hào)是連續(xù)的，信號(hào)在連續(xù)的發(fā)射過(guò)程，要完成對(duì)不同載頻或系統(tǒng)的相鄰小區(qū)的測(cè)量必須使連續(xù)信號(hào)中斷，這也就是壓縮模式目的，產(chǎn)生時(shí)間間隔Gap。產(chǎn)生時(shí)間間隔的方式一共有三種：第一種方式只針對(duì)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)發(fā)射過(guò)程中有效，利用可選的協(xié)議分組數(shù)據(jù)匯聚協(xié)議（PDCP）來(lái)完成。該協(xié)議位于數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的用戶平面，屬于業(yè)務(wù)平面。它對(duì)原來(lái)需要發(fā)送的數(shù)據(jù)包的包頭和數(shù)據(jù)包字段來(lái)進(jìn)行壓縮。換言之，原來(lái)需要整的10ms來(lái)傳送數(shù)據(jù)包，經(jīng)過(guò)壓縮后可能只要5ms完成傳送，另外5ms就形成了傳輸間隔Gap。這種方法在規(guī)范中是可選的。第二種方式是所謂的丟棄策略（Puncturing），也就是原來(lái)要發(fā)送10ms的數(shù)據(jù)包，只發(fā)送部分，而另一部分將被丟棄，從而節(jié)省發(fā)送時(shí)間，產(chǎn)生時(shí)間間隔，這一過(guò)程數(shù)據(jù)的速率、擴(kuò)頻因子等都不會(huì)發(fā)生變化，只是在空中接口發(fā)送的部分chip位被系統(tǒng)丟棄而產(chǎn)生發(fā)送間隔。第三種方式比較直觀，假設(shè)用戶初始速率SF＝32，按傳輸間隔每10ms一個(gè)塊的發(fā)送方式發(fā)送數(shù)據(jù)，如果此時(shí)用戶需要時(shí)間間隔對(duì)相鄰小區(qū)測(cè)量，它會(huì)提高數(shù)據(jù)的傳輸速率使SF＝16，可以在5ms時(shí)間內(nèi)完成原來(lái)10ms的數(shù)據(jù)包的發(fā)送，從而獲得時(shí)間間隔。比較后二種方法，第三種方式?jīng)]有信息的損失，其BLER值沒(méi)有因?yàn)闀r(shí)間間隔的出現(xiàn)而受影響，但對(duì)整個(gè)系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，由于速率的提供，對(duì)系統(tǒng)空中接口的干擾有所增加。同樣第二種方式正好相反，干擾沒(méi)增加但BLER會(huì)增加。所以二種方法各有利弊。
6、發(fā)射分集功能
（UM12 3-29）
在WCDMA中，系統(tǒng)會(huì)有多種分集功能，如Rake接收機(jī)的使用克服多經(jīng)效應(yīng)，在網(wǎng)絡(luò)側(cè)是否還需要保留在GSM中使用的空間分集接收？資料顯示可以不考慮使用，但在實(shí)際網(wǎng)絡(luò)中仍然會(huì)考慮二者并用。除此之外，雖然在內(nèi)部的傳輸信道上也已選擇了交織（時(shí)間分集）來(lái)抗干擾，但為了增加空中接口的傳輸效果選擇使用了在下行鏈路方向的發(fā)射分集功能，又稱傳輸分集。對(duì)移動(dòng)臺(tái)來(lái)說(shuō)，基站會(huì)將同樣的信號(hào)通過(guò)二條路徑發(fā)送給移動(dòng)臺(tái)，產(chǎn)生多經(jīng)。發(fā)射分集的啟動(dòng)依賴系統(tǒng)的激活以及發(fā)射分集的方式。發(fā)射分集有二種方式，一種稱為空時(shí)發(fā)射分集（STTD），另一種稱為時(shí)間交換發(fā)射分集（TSTD）。作為STTD算法來(lái)說(shuō)，可以應(yīng)用于除同步信道（SCH）外的所有物理信道，而TSTD專門用于同步信道的發(fā)射分集。STTD方式又分為開(kāi)環(huán)和閉環(huán)二種，開(kāi)環(huán)方式是指基站將信號(hào)分二路直接發(fā)射，移動(dòng)臺(tái)作為多經(jīng)信號(hào)加以接收，并不知道是發(fā)射分集的作用。閉環(huán)方式是指網(wǎng)絡(luò)端執(zhí)行發(fā)射分集之后將信號(hào)送往移動(dòng)臺(tái)，移動(dòng)臺(tái)通過(guò)上行鏈路的一個(gè)特殊域FBI比特位（反饋指示位）來(lái)通知網(wǎng)絡(luò)端進(jìn)行發(fā)射分集的微調(diào)。這種發(fā)射分集可以為系統(tǒng)增加最多5dB的增益。啟動(dòng)發(fā)射分集在硬件上射頻部分的配置需要加倍，即每小區(qū)二個(gè)功放、二個(gè)雙工模塊等。
7、UMTS無(wú)線幀結(jié)構(gòu)
（UM12 3-9）
對(duì)WCDMA來(lái)說(shuō)除了碼字和Power，還存在著時(shí)間軸，即空中接口上信息發(fā)送周期的定義。時(shí)間軸是物理層的概念，是已經(jīng)經(jīng)過(guò)傳輸信道的處理之后，完成了從傳輸信道的數(shù)據(jù)塊到物理信道的適配。此時(shí)在空中接口上傳送的是chip位，對(duì)于不同業(yè)務(wù)在空中接口上傳送的chip速率是恒定為3.84Mcps。從邏輯的角度，規(guī)范規(guī)定每10ms來(lái)劃分幀，1個(gè)幀＝10ms x 3.84 Mcps＝38400chips。再將1個(gè)幀劃分為15個(gè)time slot，每個(gè)slot所能傳送的chip數(shù)為2560chips＝0.667ms，而這個(gè)周期實(shí)際上沒(méi)有太大意義。時(shí)間概念的引入是由于不同業(yè)務(wù)空間接口上處理方式的不同，可能會(huì)引入多種物理信道使用的時(shí)間復(fù)用關(guān)系，每個(gè)物理信道不是并行的發(fā)送關(guān)系，不同物理信道分別占用不同的slot來(lái)傳送chip。確定了slot和幀的概念，也就確定了時(shí)鐘同步的過(guò)程，也就是給出了搜索相關(guān)窗的周期。規(guī)范同時(shí)還規(guī)定了一個(gè)復(fù)幀結(jié)構(gòu)，這個(gè)復(fù)幀結(jié)構(gòu)不再是GSM中用于邏輯信道向物理信道的映射，它純粹是一個(gè)時(shí)間周期的概念，人為規(guī)定了4096個(gè)幀組成一個(gè)系統(tǒng)幀SFN（system frame），包含從0到4095的幀號(hào)。SFN在空中接口上以系統(tǒng)消息廣播給移動(dòng)臺(tái)用于時(shí)鐘同步。除此之外，在基站和RNC之間也會(huì)發(fā)送幀，這個(gè)幀不是無(wú)線幀而是幀協(xié)議FP（frame protocol），所以基站和RNC之間也需要完成相應(yīng)的同步過(guò)程，通過(guò)幀號(hào)如BFN、CFN等來(lái)完成，這些幀號(hào)用于完成基站與RNC或核心網(wǎng)之間數(shù)據(jù)傳送的同步過(guò)程。無(wú)線幀周期與實(shí)際周期是近似的，SFN將作為系統(tǒng)信息廣播給移動(dòng)臺(tái)。
在空中接口上本身定義的無(wú)線幀是10ms，但對(duì)于公共隨機(jī)接入信道來(lái)說(shuō)，系統(tǒng)卻定義了特殊的幀結(jié)構(gòu)，稱為接入幀（access frame）或訪問(wèn)幀，該幀僅適用于隨機(jī)接入信道。它的幀周期是普通無(wú)線幀的二倍，即20ms，而速率仍然是3.84Mcps。由于幀周期的擴(kuò)大，它的接入slot也變?yōu)闊o(wú)線slot的二倍。所以在后續(xù)章節(jié)中提及的物理信道隨機(jī)接入的控制過(guò)程時(shí)，有關(guān)于接入slot公共控制選擇算法仍然屬于網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化的一個(gè)重要部分。也就是如何通過(guò)算法來(lái)控制在隨機(jī)接入信道上的沖突、碰撞及識(shí)別不同的用戶。盡管有幀的概念，但在物理實(shí)現(xiàn)上對(duì)每個(gè)移動(dòng)臺(tái)來(lái)說(shuō)，信號(hào)始終是連續(xù)發(fā)射、并行傳送的。已不是GSM中物理信道的概念，只是空中接口上的一個(gè)發(fā)送機(jī)制。

回答者： yumenfeng6 回答時(shí)間：2010-03-05 15:44