我国通信行业标准YD/T 1544.1-2007《2GHz WCDMA数字蜂窝移动通信网 Uu接口物理层技术要求(第一阶段) 第1部分:总则》给出了关于WCDMA系统Uu接口的物理层的概述及规范文件概述。该标准是依据3GPP TS 25.201《物理层概述》(版本V4.3.0)而编制的。
一、与其它层的关系
1、总体协议结构
Uu接口是指用户设备(UE)和网络之间的接口,由L1、L2和L3组成。L1是基于WCDMA技术的,即物理层,3GPP TS 25.200系列规范对L1进行了详细描述;L2和L3与UTRA TDD模式相同,相应的描述见3GPP TS 25.300和3GPP 25.400系列规范。图1-1描述了WCDMA与物理层(L1)有关的UTRAN无线接口协议体系结构。物理层连接L2的媒质接入控制(MAC)子层和L3的无线资源管理(RRC)子层。图中不同层/子层之间的圈表示服务接入点(SAP)。物理层向MAC层提供不同的传输信道,传输信道定义了信息是如何在无线接口上进行传输的。MAC层为层2的无线链路控制(RLC)子层提供了不同的逻辑信道。逻辑信道定义了所传输信息的类型,物理信道在物理层进行定义。有两种双工模式:频分双工(FDD)和时分双工(TDD)。在FDD模式,物理信道由码率、频率和上行链路的相关相位(I/Q)来确定。在TDD模式中,物理信道是由时隙来确定的。物理层由RRC控制。
图1-1:有关物理层的无线接口协议体系结构
2、提供给上层的服务
物理层向高层提供数据传输服务,这些服务的存取是通过使用MAC子层的传输信道实现的。为了提供数据传输服务,物理层需要执行下表1-2所示的功能。
表1-2:物理层需要执行的功能(12项)
当网络成员(包括UE和网络)提供兼容的承载业务时(如支持话音承载),必须保证之间的互通性。进一步讲,相同特性的不同操作选项可能导致UE和网络间的互不兼容。因此,应该避免这种情况。
二、L1的一般描述
1、多址接入
接入方案是直接序列扩频码分多址(DS-CDMA),信息将在约为5MHz带宽进行扩频,故也称宽带CDMA(WCDMA)。UTRA有两种模式:频分双工(FDD)和时分双工(TDD),分别运行在对称的频带和非对称的频带上。采用FDD和TDD模式中的一种,可以保证在不同的地区更有效的利用可用的频段。FDD和TDD模式各自典型特征如下表2-1所示。
表2-1:FDD和TDD模式各自典型特征
对于WCDMA来讲,一个10ms的无线帧被分成15个时隙(码片速率3.84Mchip/s,2560chip/slot),因此一个物理信道定义为一个码或多个码,在TDD模式中,还需要“时隙”来共同定义一个物理信道。信道的信息速率将根据符号率变化,符号率将根据3.84Mchip/s码片速率和不同扩频因子而得到。FDD上行链路的扩频因子的范围为256到4,下行为512到4。TDD的上/下行的扩频因子的范围为16到1。因此对于FDD的上/下行链路来讲,相应的调制符号率其变化范围为960ksymbol/s到15ksymbol/s(7.5ksymbol/s),对于TDD,瞬间的调制符号速率的变化范围3.84Msymbol/s到240ksymbol/s。
2、信道编码和交织
FDD模式支持两种信道编码方式:卷积编码;Turbo编码。TDD模式支持三种信道编码方式:卷积编码;Turbo编码和不编码。信道编码方式由高层选择,为了使传输错误随机化,之后需要进一步进行比特交织。
3、调制和扩频
UTRA的调制方案采用QPSK。CDMA的本质是扩频(和加扰)过程与调制过程紧密关联,在UTRA中,不同家族的扩频码被用于对信号的扩展。对来自同一信源的不同信道,使用码树结构的信道码来进行区分,具体详见下表2-3。
表2-3:UTRA采用的信道码
4、物理信道过程
与UTRA操作有关的物理程序包括:
●功率控制。FDD模式中的内环功控和TDD模式中的上行开放功控和下行内环功控;
●小区搜索操作。
5、物理层测量
对无线特性参数包括误帧率(FER,Frame Error Rate)、信号干扰比(SIR,Signal- to-Interference Rate)、干扰功率等,进行测量后,报告给高层和网络。这些测量包括如下表2-5所示。
表2-5:物理层测量的内容
6、物理层各模块之间的关系
层1的功能是根据FDD和TDD的规范进行分割的,下面根据用户平面信息流的规范(如下图2-6-1和图2-6-2)所示说明了层1各模块间的关系。
图2-6-1:由规范描述的WCDMA物理层间的功能关系(FDD)
图2-6-2:由规范描述的WCDMA物理层间的功能关系(TDD)
三、物理层规范的文件结构
1、3GPP的规范
物理层规范由一个概括性的文档(TS 25.201),5个关于FDD模式的文档(TS 25.211~TS 25.215),另外还有2个技术报告(TR 25.833和25.944)组成。在YD/T 1544.1中给出了各规范的基本内容介绍。
2、我国通信行业标准的文件结构
我国YD/T 1544.x系列标准《2GHz WCDMA数字蜂窝移动通信网Uu接口技术要求(第一阶段)》,共有6部分组成,依据相应的3GPP规范,结合我国通信网络的具体情况而制定的,每部分主要描述的内容汇总于下表3-2之中。
表3-2:YD/T 1544.x系列标准所描述的主要内容
若要详细了解YD/T 1544.1标准具体内容的请查阅下附件。
附件:YD/T 1544.1-2007《2GHz WCDMA数字蜂窝移动通信网 Uu接口物理层技术要求(第一阶段) 第1部分:总则》
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