李翠然，李承恕
北方交通大学现代通信研究所
摘 要：给出第三代移动通信系统WCDMA的网络端和用户端的协议分层结构。并在此基础上介绍了传输的业务种类和所支持的信道类型。
关键词：IMT2000；WCDMA；BTS；RNC；MSC；MT
一、引言
现代通信正朝宽带化、智能化、个人化以及业务综合化的方向发展。为了满足人们日益增长对通信的需求，将有线网络支持的宽带业务无缝隙地扩展到无线网络中，未来的无线通信网也应该支持话音、数据和图像等多种媒体多种业务的综合传输与交换。
ITU-T提出第三代移动通信系统的目的是为了提供第二代移动通信系统因技术局限而无法提供的宽带移动通信业务。目前IMT2000无线传输技术(RTT)提案有16个之多，其中地面系统RTT提案有10个，移动卫星系统的RTT提案有6个。第三代数字蜂窝移动通信系统的两大主要候选方案是北美的CDMA2000系统和欧洲的WCDMA系统。
二、WCDMA分层结构
1.网络端协议分层结构
图1为WCDMA移动通信系统的网络端协议分层结构。
根据系统实现时的可操作性，将网络端的各层协议在系统中的位置作如下规定：
对正常通信连接，BTS包括L1层和L2的MAC层，通过Iub接口将逻辑信道传输到RNC。对于宏分集和软切换的连接，BTS包括L1层，通过Iub将传输信道传送到RNC。RNC包括L2的MAC和RLC子层和L3的RCC层，通过Iu接口将业务和信令消息传输到MSC；在处理与宏分集和软切换有关的连接时，需要完成相关的MAC层协议处理。L3的高层协议包括CM和MM，属于非接入层，在MSC中完成。
2．用户端协议分层结构
用户端的全部协议基本都在MT中完成。其协议分层结构图参见图2。其中有些协议可视情况在业务终端中实现。
三、业务传输种类及方法
1.话音业务传输
话音业务的基本速率为8 kb/s，采用G．729或AMR。话音业务的传输通过建立DPDCH进行。
2.电路数据传输
电路数据业务目前暂时考虑144 kb/s或64 kb/s的ISDN业务。电路数据业务的传输通过建立DPDCH进行。
3．分组业务传输
分组数据业务主要考虑移动IP业务，第1阶段所支持的最高速率不低于144 kb/s。分组业务传输分为两种方式，无连接方式和有连接方式。无连接方式不需要建立DPDCH，上、下行的分组数据传输分别通过PRACH和FACH/PCH进行。有连接方式需要通过上、下行DPDCH进行。为简化移动台的设计，规定在无DPDCH建立时，分组数据的传输通过无连接方式进行；在针对某一移动台的上、下行DPDCH信道已存在时(即已存在话音业务和电路业务连接时)，若需增加分组业务，则通过有连接方式进行。
4．并发业务传输
并发业务为上述3种业务的并发组合，总业务速率不低于144kb/s。若存在话音业务和电路数据业务时，需通过建立DPDCH进行，否则无须建立DPDCH。
四、信道类型描述
1．逻辑信道
逻辑信道为MAC子层与LAC子层之间的接口信道，也是Iub接口需传送的信道类型之一。
逻辑信道包括类型：
● 广播控制逻辑信道(BCCH)：用于承载BCH传输信道。
● 寻呼控制逻辑信道(PCCH)：用于承载PCH传输信道。
● 专用控制逻辑信道(DCCH)：用于承载RACH传输信道(上行)、FACH传输信道(下行)或DCH传输信道中的随路信令。
● 公共控制逻辑信道(CCCH)：用于承载RACH传输信道(上行)、FACH传输信道(下行)。
● 专用业务逻辑信道(DTCH)：用于承载针对某移动台的某种业务的逻辑信道。不同的业务采用不同的专用业务逻辑信道。
在基站子系统端，针对每一个移动台需建立独立的专用控制及专用业务逻辑信道。
2．传输信道
传输信道为物理信道与MAC子层之间的接口信道。
传输信道主要包括以下信道：
● 广播信道(BCH)：该传输信道通过基本公共控制信道(PCCPCH)发送，用于发送系统及小区的配置信息。
● 前向接入信道(FACH)：该传输信道通过辅助公共控制信道(SCCPCH)发送，用于已知某移动台处于本小区内时控制信息发送，该信道还可用于发送下行分组突发信息。
● 寻呼信道(PCH)：该传输信道通过辅助公共控制信道(SCCPCH)发送，用于移动台所处的位置未知时的控制信息发送。
● 专用信道(DCH)：该传输信道通过下行专用数据物理信道(DPDCH)发送，用于传输针对某移动台的数据信息或随路控制信令。
上行传输信道主要包括以下信道：
● 反向接入信道(RACH)：该传输信道通过上行反向物理接入信道发送，用于传输移动台的接入信息，该信道还可用于发送上行分组突发信息。
● 专用信道(DCH)：该传输信道通过上行专用数据物理信道(DPDCH)发送，用于传输移动台的数据信息或随路控制信令。
3．物理信道
下行物理信道(TXUl)：
● 基本公共导频信道(PCPICH)：数量1个，用于移动台的信道估计及码片同步。这里仅考虑单天线发送的PCPICH。
● 基本同步信道(PSCH)：数量1个，用于MT的码片定时与时隙定时的提取。
● 辅助同步信道(SSCH)：数量1个，用于MT的帧定时提取。
● 基本公共控制信道(PCCPCH)：数量1个，MT通过搜索可能的长码状态，实现长码同步。通过接收PCCPCH传送的BCH消息，MT可获取系统配置信息，适用的反向接入信道参数，公共导频所用的扰码号等。通过接受BCH中包含的SFN编号可以确定MT超帧定时及零偏移AccessSlot所在位置等。这里仅考虑无发射分集的主公共控制信道。
● 辅助公共控制信道(SCCPCH)：数量1个，发送PCH及FACH传输信道。这里仅考虑无发送分集的辅助公共控制信道。
● 寻呼指示信道(PICH)：数量1个，与PCH配合使用，用于指示MT接收属于自己的寻呼信息帧。
● 捕获指示信道(AICH)：数量4个，可支持BTS的一个PRACH接收机同时捕获4个反向接入时的反向捕获指示发送。在BTS捕获MT发送的反向接入信道后，在无需上层(主控CPU)干预的条件下，通过本信道发送捕获指示(A1)信息：为此，需建立一个接收单元至发送单元的直接连接接口。
下行物理信道(TXU2)：
● 专用物理信道(DPCH)：数量16个，用于发送专用物理控制信道DPCCH和专用物理数据信道 DPDCH。
辅助公共导频信道、下行共享信道、下行共享控制信道及各信道有关的发射分集在这里暂不考虑。
上行信道(RXUl—RXU8)：
● 反向接入信道(PRACH)：数量每MT 1个，用于发送MT接入信道信息：
● 专用物理信道(DPCH)：数量每MT 1个，用于发送专用物理控制信道DPCCH和专用物理数据信道 DPDCH。
上行物理公共分组信道PCPCH在此暂不考虑。BTS中的每个SSR均可配置成为PRACH接收机或上行DPCH接收机。
五、结束语
未来无线网络将是基于移动和宽带网的信息网络，它的发展需要解决3个总题：第1、各种电信业务的无缝隙寻址接入：第2、移动通信的业务质量受无线信道的限制；第3、实现智能化、多媒体化和个性化的各种应用。因此，人们对第三代移动通信(1MT-2000)的期望是：可以实现国际漫游、固定/移动无缝隙多媒体业务，使固定和移动通信系统融合一体。
IMT-2000的一个重要概念就是将接入功能从核心网功能中分离出来，接入网络为移动终端提供了一个独立于核心网技术的接入平台，通过它可以接入到核心网，并且为移动终端提供网络服务。为了使接入网支持接入到各种核心网络， 目前正在制定接入网和核心网之间的标准，通常称为Iu接口。这样对于核心网，接入网隐藏了所有与无线接入技术和移动性有关的功能。
参考文献
［1］Theodore S．Rappaport． Wireless Communications Principles and Practice［M］．北京：电子工业出版社，1998-08
［2］Harri Holma and Antti Toskala．WCDMA For UMTS Radio Access for Third Generation Mobile Communications［P］．Finland
［3］Fero Ojanpera Ramjee Prcsad． Wideband CDMA for Third Gerneration Mobile Communications［P］，Attech House Boston．London
摘自 北极星电技术网
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