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第5章-WCDMA物理层的功能

第5章物理层的功能

物理层向上层提供数据传输服务，这些服务都是通过MAC子层调用传输信道来实现的。传输格式（或传输格式集）定义了传输信道的特征，它同时也指明了物理层对这些传输信道的处理过程，如信道卷积编码与交织，以及服务所需的速率匹配参数等。

物理层的操作严格按照物理信道无线帧的定时进行。传输块定义为物理层从上层接收的、将被同时编码的数据，于是传输块的定时就与物理信道无线帧严格对应，也就是说每10ms或10ms的整数倍产生一个传输块。

一个UE可同时建立多个传输信道，每个传输信道都有其特征（如提供不同的纠错能力）。每个传输信道都可为一个或多个无线承载提供信息比特流的传输，也可用于层2和高层的信令消息传输。物理层实现传输信道到相同或不同物理信道的复用。另外，在当前无线帧中，传送格式组合指示（TFCI）字段用于惟一标识编码复合传输信道（CCTrCH）中每个传输信道的传输格式。

WCDMA的物理层主要完成以下功能：

(1)传输信道的FEC编/解码。

(2)向上层提供测量及指示（如FER、SIR、干扰功率和发送功率等)。

(3)宏分集分发/组合及软切换执行。

(4)传输信道的错误检测。

(5)传输信道的复用，编码复合传输信道的解复用。

(6)速率匹配。

(7)编码复合传输信输到物理信道的映射。

(8)物理信道的调制/扩频与解调/解扩。

(9)频率和时间（码片、比特、时隙和帧）的同步。

(10)闭环功率控制。

(11)物理信道的功率加权与组合。

(12)射频处理。

5.1WCDMA中上行和下行无线链路的结构

UMTS的空中接口物理层对上行和下行信道的处理过程是不同的，这种不同一方面表现在上下行物理层的信号处理的流程略有不同，同时也体现在上行和下行的信道结构的不同，这些差异其实是由上下行链路所具有的特点以及资源分配策略上的不同所决定的。

UE和基站是通信网中的两个物理实体。不同的UE发送的上下链路数据是通过使用不同的上行扰码来区分的，不同小区发送下行链路数据是通过每个小区使用的不同下行扰码来区分的。

第5章-WCDMA物理层的功能全文共1页，当前为第1页。从每个UE的角度来看，它不用关心自己使用的信道码是否会与其他用户(UE)使用的信道码相同或不同，或者说上行信道码并不存在多个用户共享的问题，上行扰码已经被用来区分不同用户的信号了。在这里需要注意的是，在软切换的情况下，下行方向上，UE会同时接收到来自多个基站的发送的数据；但UE在空中接口上发送给不同基站的上行信号却只有一份，UE不必给不同的基站使用不同的空中接口资源。软切换中，每个基站必须知道UE使用的上行扰码是什么，这样每个基站就可以正确读取UE发送的上行信号。

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上/下行链路使用的信道码和信道扰码如图5-1所示。

从基站端看来，情况就与UE有所不同了，一个基站侧必须考虑的问题就是多个UE的下行物理信道共享的问题。对于同一个小区中的不同物理信道而言，它们使用的下行扰码是相同的，但是它们必须共享同一棵OVSF码树。在信道的分配上，不同UE使用的信道码之间是有制约关系的，也即要求不同的物理信道使用的OVSF码相互正交。

基于这种不同，上行和下行物理信道的信道结构以及物理层中对传输信道的数据处理过程是不相同的。

下行信道码因为被多个UE共用，从而必须考虑如何才能节约码字的问题，所以下行物理信道DPCH的DPDCH与DPCCH是时分复用的，在下行上并没有为DPCCH使用专门的码字。相反，上行信道则不存在这样的问题，所以上行的DPDCH和DPCCH使用不同的OVSF码。

第5章-WCDMA物理层的功能全文共2页，当前为第2页。另外，在实际的数据传输过程中，无论上行还是下行，数据速率都是随时间的改变而不停变化的，这种变化的传输速率存在于相同的空中接口链路上。在WCDMA中使用TFCS来定义（各个传输信道的）不同传输格式对应的物理信道传输速率的集合，TFCI被用来指示当前的传输速率对于传输速率集合中的哪一个具体的传输速率。对上行物理信道而言，可以通过灵活调整OVSF码的阶数来适应传输速率变化的需要，但是在下行方向上，这种物理信道码的灵活变更却是不允许的，因为多个用户共享相同的OVSF码，所以在改变每个UE使用的OVSF码的时候必需也同时考虑其他UE使用的信道码的限制。基于这个原因，除非被重新分配，下行信道上每次传输数据使用的信道码在被分配后是不变的，而且下行信道码是按照TFCS中最高要求的传输速率来进行分配的，也即下行信道码必须满足传输信道集中最大传输速率的要求。

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下行信道码的这种分配策略决定了在下行信道上经常要在较大的带