六、传输信道描述
目标:了解传输信道的使用、传输信道特性、描述来自上层的数据在进行扩频前的处理过程、传输信道向物理信道的映射关系。
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1、传输信道
传输信道的类别包括BCH、PCH、RACH、FACH、DCH、CPCH和DSCH等只是针对MAC层的分类。传输信道所要描述的是用户信息在空中接口上发送之前所接受的特殊化处理――基带信号处理过程来加强空中接口的信号可靠性。对每一种传输信道,都有描述传输信道的特性参数,称为传输格式TF(Transport Format)。对应于任何一个业务信息在传递过程中,它的传输格式是不固定的,而是以一种组合的形式出现的。所以有传输格式集的定义,也就是所有传输信道格式的组合TFS(TF Set)。各种不同传输信道格式组合在一起就构成了传输信道组合集TFC。每种组合有一种标识,称为TFCI。
传输格式TF由二部分构成,半静态部分和动态部分。所谓半静态部分是指当传输格式定下来之后,该部分将选定不发生变化。而动态部分是随着传输格式的组合而发生变化的部分。半静态部分的参数包括CRC大小――定义的是对该数据块是否完成循环冗余检验的处理,如果选择了这种处理,选择多少比特位的冗余校验,如CRC8、12、16、24等,CRC位用于差错的检查和纠错,这里只使用检错功能;信道编码特性参数――是指添加冗余比特后对原始数据的保护能力,包括信道编码的方式(卷积、Turbo还是No编码)、编码效率(1/2还是1/3)、信道编码所使用的移位寄存器的个数和初始赋值及位比特码的添加等等;时间间隔周期(TTI)――定义的是由MAC层将传输块送往物理传输子层的发送周期,简言之就是传输块(TB)的发送周期,传输块是MAC层和物理层交换数据的最小单位,定义的范围是10、20、40、80ms。这三部分构成了传输格式的半静态部分。一经定义在整个传输过程种将不会发生变化。而动态部分就是TB的大小(TBS)和TB集的大小(TBSS)。如上例中RLC层64kbps的业务,20ms分块分成4块,每块336比特,这336比特通过MAC时如果不添加MAC字头,此时TBS就是336比特。20ms发送4块TB,这4块TB就构成了一个TBS(TB集)。TB集就是在规定的TTI周期内发送到物理层的TB数的集合。由于业务的不同选择的动态部分不同,可能造成半静态部分相同但传输格式还是不同的现象。
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如在下行方向DCH上64kbps业务的传输格式,TTI=20ms,RLC层截取1280比特,数据块分成4段,每段320比特,在RLC层添加各16比特的RLC字头,送往MAC时为336比特/段,一共形成了4块TB。规范规定了TB的传输格式一共有5种分别是TF0~TF4,当前选择的传输格式是TF4:CRC=16bits、Coding是Turbo1/3、TTI=20ms、TB=336bits、TBS=4x336bits。对于TF0~TF4的半静态部分相同,称为同一个TFS(set)。
2、传输信道处理(下行)
传输信道的处理共分5步,第1步是传输块的处理,也就是在送往传输子层前,根据半静态部分的定义,添加CRC比特位。第2步是传输块的级联,虽然由RLC层对数据进行了分段,以TB为单位送往传输子层,但在信道编码时,一定是对统一的信息进行信道编码。所以要将分段的数据块级联在一起,进行信道编码,这一合并过程称为传输块集(TBS)的处理。第3步是完成TTI的处理,就是所谓的速率适配,如何匹配到合适的SF值上,也就是决定是重复数据比特还是丢弃用户信息比特位,使之能够映射到一个SF值,对应某一个固定的速率。速率匹配之后要完成第一次交织,块内交织。再次进行无线帧的分段,按10ms分段。第4步无线帧的处理,将多种传输信道的业务信息在无线帧上进行复用。第5步时隙的处理,完成二次交织以及到物理信道的映射。
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第1步传输块的处理:CRC校验位添的加,是针对块(TB)来添加的。CRC的添加取决于是否选择添加以及添加监测的位数是多大。规范规定了CRC24、16、12、8和0(不添加)几种情况,并给出了它们的计算公式。也就是将要发送的传输比特通过CRC公式运算之后产生16位的CRC校验位。在接收端根据这16位的CRC校验位,执行逆过程来判定原来的传输比特是否出错。如果与接收的比特位比较有翻转说明信息出错。此时会出现CRCI的指示。
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