TD-SCDMA信道详解

TD-SCDMA有三种信道：逻辑信道、传输信道和物理信道。

1、逻辑信道：根据信息传输类型来定义的 

逻辑信道可分两类： 

－控制信道（传输控制平面的信息） 

－业务信道（传输用户平面的信息） 

1.1 控制信道 

－Broadcast Control Channel (BCCH) 广播控制信道：下行，传输广播信息 

－Paging Control Channel (PCCH) 寻呼控制信道：下行，传输寻呼信息 

－Common Control Channel (CCCH) 公共控制信道：双向，在网络和UE之间发送控制信息的双向信道。当没有RRC连接或当小区重选后接入一个新的小区时使用该信道。 

－Dedicated Control Channel (DCCH) 专用控制信道：点到点双向，在UE和网络之间发送专用控制信息的点对点双向信道通过RRC连接建立过程，建立该信道。 

－Shared Channel Control Channel (SHCCH) 共享控制信道：TDD专用，双向，在网络和UE之间发送上行链路和下行链路的控制信息的双向信道。 

1.2 业务信道 

－Dedicated Traffic Channel (DTCH) 专用业务信道：点到点，双向，UE专用的传输用户信息的点对点的双向信息。 

－Common Traffic Channel (CTCH) 公共业务信道：点到多点，下行，UTRAN对全部或一组特定的UE传输专用用户信息的点对多点的单向信道。

2、传输信道：是由L1提供给高层的服务，它是根据在空中接口上如何传输及传输什么特性的数据来定义的。

传输信道一般可分为两组： 

- 公共信道(在这类信道中，当消息是发给某一特定的UE时，需要有内识别信息) 

- 专用信道(在这类信道中，UE是通过物理信道来识别) 

2.1 公共传输信道 

- Broadcast Channel (BCH) 广播信道：下行，广播系统和小区特定信息 

– Forward Access Channel (FACH) 前向接入信道：下行，网络知道用户位置时传送控制信息，也可传短的用户包。 

– Paging Channel (PCH) 寻呼信道：下行，网络不知用户位置时传送控制信息。 

– Random Access Channel (RACH) 随机接入信道：上行，UE传送控制信息，也可传短的用户包。 

– Uplink Shared Channel (USCH) 上行共享信道：上行，TDD模式中的上行传输信道，由几个携带专用控制和业务数据的用户共享。

– Downlink Shared Channel (DSCH) 下行共享信道：下行，多个用户传送专用控制或业务数据。 

除此之外，引入HSDPA后又增加了HS-DSCH（传输信道，高速下行共享信道），HS-SCCH（物理信道，高速下行控制信道），HS-SICH（物理信道，高速指示信道）；这里没有包括MBMS技术引入的信道。

– High Speed Downlink Shared Channel (HS-DSCH) 高速下行共享信道：下行，多用户共用，伴随一个下行DPCH和一个或多个HS-SCCH,HS-DSCH在整个小区或采用定向天线在小区一部分传送。 

2.2 专用传输信道 

- Dedicated Channel (DCH) 专用传输信道：上行或下行，用户携带归用户专有的实时和非实时数据，信道一经配置，就由用户独占使用；UE和UTRAN传送控制或用户信息。 

3、物理信道：物理信道是由频率、时隙、信道码和无线帧分配来定义的，建立一个物理信道的同时，也就给出了它的初始结构。物理信道的持续时间可以无限长，也可以是分配所定义的持续时间。 

物理信道可分为：

- 公共物理信道(是一类物理信道的总称，根据所承载传输信道的类型，它们又可进一步划分为一系列的控制信道和业务信道。在3GPP的定义中，所有的公共物理信道都是单向的（上行或下行）)。

- 专用物理信道。 

3.1 公共物理信道 

主公共控制物理信道(P-CCPCH)：BCH映射在该信道，它仅用于承载来自传输信道BCH的数据，提供全小区覆盖模式下的系统消息广播，UE上电后将搜索并解码该信道上的数据以获取小区系统信息。

※主公共控制物理信道是单向下行信道，帧格式中没有物理层信令TFCI、TPC、SS，为了满足信息容量的要求，P-CCPCH使用两个码分信道来承载BCH数据(P-CCPCH和P-CCPCH2)。P-CCPCHs固定映射到时隙0(TS0)的扩频因子SF=16的两个码道

※主公共控制物理信道作为信标信道(Beacon Channel)还具有以下特点：

– 以参照功率进行发送；

– 发送时不进行beamforming；

– 在其占用的时隙专用m(1) 和 m(2) 两个训练码。

※对P-CCPCH信道的测量是UE物理层的一个重要测量。

辅助公共控制物理信道(S-CCPCH)：PCH和FACH映射在该信道，它用于承载来自传输信道FACH和PCH的数据，S-CCPCH所使用的码和时隙等配置信息在小区中广播。

※S-CCPCH是单向下行信道，固定使用SF=16的扩频因子，不使用物理层信令SS和TPC，但可以使用TFCI，信道的编码及交织周期为20ms。受容量，S-CCPCH也使用两个码分信道（S-CCPCH1和S-CCPCH2）来构成一个S-CCPCH信道对。该信道可位于任一个下行时隙，使用时隙中的任意一对码分信道和Midamble移位序列。在TS0，主、辅公共控制信道也可以进行时分复用。在一个小区中，可以使用一对以上的S-CCPCHs。

※物理层根据配置可以把来自一条或多条FACH和一条PCH的数据组合在一条编码组合传输信道CCTrCH（Coded Composite Transport Channel）上，然后再根据所配置将CCTrCH数据映射到一条或者多条S-CCPCH物理信道上。

物理随机接入信道(PRACH)：RACH信道被映射在该信道上，用于承载来自传输信道RACH的数据，PRACH所使用的码和时隙等配置信息在小区中广播。

※PRACH为单向上行信道，它可以使用的扩频因子有16、8、4。受信道容量，对不同的扩频因子，信道的其它结构参数也相应发生变化：SF=16，持续时间为4个子帧（20 ms）；SF=8， 持续时间为2个子帧（10 ms）；SF=4，持续时间为1个子帧（5 ms）。

※PRACH信道可位于任一上行时隙，使用任意允许的信道化码和Midamble位移序列。小区中配置的PRACH信道（或SF=16时的信道对）数目与FPACH信道的数目有关，两者配对使用。传输信道RACH的数据不与来自其它传输信道的数据编码组合，因而PRACH信道上没有TFCI，也不使用SS和TPC控制符号。

快速物理接入信道(FPACH)：它不承载传输信道消息，因而与传输信道不存在映射关系。NODE B使用FPACH来响应在UpPTS时隙收到的UE接入请求，调整UE的发送功率和同步偏移。FPACH所使用的码和时隙等配置信息在小区中广播。

※FPACH是单向下行信道，扩频因子SF=16，单子帧交织，信道的持续时间为5 ms，数据域内不包含SS和TPC控制符号，因为FPACH不承载来自传输信道的数据，也就不需要使用TFCI。

※Node B使用FPACH来响应在UpPTS时隙收到的UE接入请求，从而调整UE的发送功率和同步定时偏移。

物理同步信道(PSCH包括DwPCH、UpPCH)：TD-SCDMA系统中有两个专用物理同步信道，即TD—SCDMA系统中每个子帧中的DwPCH和UpPCH。DwPTS用于下行同步而UpPCH用于上行同步。

下行导频信道（DwPCH）就是整个下行导频时隙（DwPTS）；

※DwPTS时隙被Node B用来发送下行同步码（SYNC_DL），UE用来建立与Node B的下行同步；

※Node B必须在DwPTS发送唯一的下行同步码，具体值由配置决定，功率必须保证覆盖整个小区且保持不变；

※下行同步码作为TD-SCDMA系统中重要的资源只有32个，必须采用复用的方式在不同的小区中使用，一般而言，同频相邻小区将使用不同的下行同步码标识不同的小区。

上行导频信道（UpPCH）就是整个上行导频时隙（UpPTS）。

※UpPTS时隙被UE用来发送上行同步码（SYNC_UL），建立与Node B的上行同步。

※Node B可以在同一子帧的UpPTS时隙识别最多8个不同的上行同步码SYNC_UL）。多个UE可同时发起上行同步建立，但必须有不同的上行同步码。

※可以理解为：一个小区最多可有8个用于上行同步建立的上行导频信道UpPCH同时存在。

物理共享信道(PDSCH 、PUSCH)：包括物理下行共享信道(PDSCH）和物理上行共享信道（PUSCH）。PDSCH和PUSCH是公共物理信道的特殊情况。

※物理上行共享信道（PUSCH，Physical Uplink Shared Channel）用于承载来自传输信道USCH的数据。

※物理下行共享信道（PDSCH：Physical Downlink Shared Channel）用于承载来自传输信道DSCH的数据。

※物理上下行共享信道的物理层参数与专用物理信道相同。

※所谓共享指的是同一物理信道可由多个用户分时使用，或者说信道具有较短的持续时间。共享物理信道有系统预先建立，然后根据UE的业务需求，按照某种方式分配给某个UE使用。

寻呼指示信道(PICH)：不承载传输信道的数据，但却与传输信道PCH配对使用，用以指示特定的UE是否需要解读其后跟随的PCH信道(映射在S-CCPCH上)；PICH所使用的码和时隙等配置信息在小区中广播。

※PICH为单向下行信道，PICH固定使用扩频因子SF=16。一个完整的PICH信道由两条码分信道构成。信道的持续时间为两个子帧（10 ms）。根据需要，也可将多个连续的PICH帧构成一个PICH块。

※PICH与传输信道PCH配对使用，用以指示特定的UE是否需要解读其后跟随的PCH信道（映射在S-CCPCH上）。

HSDPA中又增加了HS-DSCH（高速下行下行共享信道），HS-SCCH（高速下行控制信道），HS-SICH（高速指示信道）。其中HS-DSCH是新增加的传输信道，用于承载高速下行数据，映射到HS-PDSCH上。为了支持HSDPA相关的信令，系统增加了两个物理信道HS-SCCH/HS-SICH，由NodeB控制，用于传递HS-DSCH的控制信息以及终端的反馈信息。HS-DSCH支持数据的TTI为 5ms，采用AMC以及HARQ等链路自适应技术，为多个用户以时分或者码分的形式共享。下行控制信道，HS-SCCH使用两个SF=16的码道，携带的控制信息包括用户标识，HS-PDSCH使用的码资源，调制方式，TBS块大小，以及HARQ相关信息。上行控制信道HS-SICH，使用一个SF=16 的码道，和HS-SCCH成对使用，用户用于反馈信道质量（CQI）以及下行数据ACK/NACK的信息。

HSDPA过程简单描述如下：基站首先通过HS-SCCH通知UE相应的HS-DSCH信息，包括用户标识、HS-PDSCH码道资源、调制方式等。然后相隔预定的时间后，在HS-DSCH上发送数据。UE则监控HS-SCCH，通过识别用户标识，判断该时刻信息是否是给自己的。如果是，则根据 HS-SCCH携带的信息，接收并解调共享信道HS-DSCH，获得数据。然后根据测量结果和数据接收的情况，在HS-SICH信道，反馈数据块是否正确接收以及信道质量信息。基站根据反馈，可以决定是否重传数据并且可自适应的调整共享信道的调制和编码方式。

高速物理下行共享信道（HS-PDSCH) ：高速物理下行链路共享信道(HS-PDSCH)是添加到 UMTS 来增加下行链路数据率的信道，其被定义在 UMTS 规格的版本5中和是 HSDPA 的一部分。一个 HS-PDSCH 可能使用 QPSK 或 16QAM 调制符号。在上述描述中，M 是每个调制符号位的数量，例如，M=2 对 QPSK， M=4 对 16QAM。

HS-DSCH的共享控制信道(HS-SCCH)：下行，为HS-DSCH传送高层控制信令。 

HS-DSCH的共享信息信道(HS-SICH)：上行，为HS-DSCH传送高层控制信令和信道质量指示CQI。 

3.2 专用物理信道 

专用物理信道(DPCH)：DPCH用于承载来自专用传输信道（DCH）的数据。

※专用物理信道DPCH （Dedicated Physical Channel）用于承载来自专用传输信道DCH的数据，DPCH所使用的码和时隙等配置信息是通过信令消息配置给UE的；

※DPCH可以位于频带内的任意时隙和任意允许的信道码，一个UE可以在同一时刻被配置多条DPCH，若UE允许多时隙能力，这些物理信道还可以位于不同的时隙，但是，对于上行多码传输，UE在每个时隙最多可以同时使用两个物理信道；下行物理信道采用的扩频因子为16和1，上行物理信道的扩频因子可以从1～16之间选择；DPCH支持TPC，SS，和TFCI所有物理层信令。

※物理层将根据需要把来自一条或多条DCH组合在一条或多条编码组合传输信道CCTrCH（Coded Composite Transport Channel）内，然后再根据所配置物理信道的容量将CCTrCH数据映射到物理信道的数据域；同时，一个CCTrCH支持多个并行的物理信道，用于支持更高的数据速率，这些并行的物理信道可以采用不同的信道码同时发射。

4、逻辑信道到传输信道的映射：

5、传输信道到物理信道的映射：