Каналы синхронизации. UE находит сеть
Каналы синхронизации вниз представляют собой 2 специфических физических канала, на физическом уровне: первичный (primary) SCH и вторичный (secondary) SCH. Первичный SCH1 содержит кодовое слово длиной 256 чипов, которое постоянно передают все BS сети UTRA FDD. Это слово составлено из 16-чиповых последовательностей, которые анализирует специальный согласованный фильтр в аппаратном исполнении, находящийся в UE. Первичный канал SCH занимает 256 чипов в каждом TS, оставляя 9/10 длительности TS для передачи канала P-CCPCH, где размещают информацию транспортного канала BCH (рис. 4.4).
 | |||
 |
  Slot |
  Primary CCPCH | . . . |
|
Рис. 4.4. Первичный и вторичный каналы синхронизации
Первичный синхронизирующий код Cpsc (primary synchronization code - PSC) представляет собой обобщенную последовательность Голея, обладающую высокими автокорреляционными свойствами. В основе кода лежит последовательность из 16 бит :
-
- a = <x1, x2, x3, …, x16> = <1, 1, 1, 1, 1, 1, -1, -1, 1, -1, 1, -1, 1, -1, -1, 1> (4.1)
Cpsc составлен из 16 прямых и инверсных повторов вектора а, который передают синхронно (одновременно как по синфазному, так и по квадратурному каналам):
- Cpsc = (1 + j) <a, a, a, -a, -a, a, -a, -a, a, a, a, -a, a, -a, a, a> (4.2)
Засинхронизировав себя с сетью, т.е. зафиксировав начало TS, UE далее анализирует канал SCH2 для того, чтобы определить скремблирующие коды, которыми закрыты сигналы данной BTS. Всего в сетях UTRA-FDD используют 8192 скремблирующих кода, которыми закрывают сигналы базовых станций. Из этого множества 512 кодов являются первичными, а остальные вторичными. С каждым первичным кодом могут быть использованы 15 вторичных. Все первичные коды распределены в 64 кодовых группы, по 8 первичных кодов в группе. Задача вторичного SCH состоит в том, чтобы UE определила кодовую группу, используемую BTS, а также обеспечить кадровую синхронизацию.
Во вторичном SCH используют 16 различных чиповых кодов, сочетание которых образует в последовательных 15 TS кадра признак одной из 64 возможных групп. Каждый из чиповых кодов представляет собой вектор из 256 чипов, полученный по схеме Адамара (рис.4.5).
Рис. 4.5. Схема Адамара
Обозначим H16 матрицу, содержащую 256 строк, каждая из которых состоит из 256 элементов hm(i), i= 0…255, m – номер строки. Введем вектор z из 16 символов,
z = <b, b, b, -b, b, b, -b, -b, b, -b, b, -b, -b, -b, -b, -b>, (4.3)
где каждый символ b в свою очередь является вектором, составленным из элементов вектора a (4.1) с инвертированными знаками у второй половины элементов вектора a:
b = <x1, x2, x3, x4, x5, x6, x7, x8, -x9, -x10, -x11, -x12, -x13, -x14, -x15, -x16>(4.4)
16 кодов вторичного канала SCH формируют следующим образом:
Cssc,k = (1 + j) × <hm(0) × z(0), hm(1) × z(1), hm(2) × z(2), …, hm(255) × z(255)>, (4.5)
k = 1, 2, 3, 16; m = 16*(k – 1).
Считывая подряд коды вторичного канала SCH в 15 последовательных TS, UE по табл. 4.1 определяет начало кадра и номер кодовой группы.
Таблица 4.1
Таблица 4.1 (продолжение)
Следующий этап подключения UE к сети состоит в чтении канала BCCH. Для этого UE анализирует содержание первичного P-CCPCH, который занимает, как было сказано, 9/10 всех TS 10 мс кадра. Запуская все 8 возможных первичных кодов, UE определяет код, используемый в данной соте, после чего читает информацию канала BCH. Передачу в CCPCH-1 ведут с SF=256 и символьной скоростью 27 ксимв/с
Каждая базовая станция передает первичный пилотный канал CPICH (Common Pilot Channel). Это немодулированный канал, который скремблирован первичным кодом и закрыт каналообразующим кодом Cch,256,0 (256 “0”). UE использует его для оценки уровня принимаемых сигналов своей и соседних BS, для синхронизации, в том числе при выполнении хэндоверов и реселекции сот. Регулируя уровни излучения CPICH в различных сотах, оператор может изменять баланс загрузки соседних сот.
Первичный пилотный канал CPICH, каналы P-CCPCH, PICH, MICH, AICH и S-CCPCH, по которому передают пейджинг (PCH), обязательно закрыты первичным скремблирующим кодом. Канал ВССН всегда закрыт каналообразующим кодом Cch,256,1. Все остальные физические каналы “вниз” закрыты каналообразующими кодами по усмотрению оператора сети.
Случайный доступ UE к сети состоит из одного или нескольких посылок преамбулы длиной 4096 чипов и сообщения по каналу PRACH длиной 10 или 20 мс. Преамбула состоит из 256 повторов выбранной UE сигнатуры. Сигнатуру UE выбирает случайным образом из 16 возможных вариантов (табл. 4.2). Элементы преамбулы определены как
Csig,s(i) = Ps(i modulo 16), i = 0, 1, …, 4095.(4.6)
Таблица 4.2.
Отправив преамбулу, абонентская станция слушает канал AICH (Acquisition Indicator Channel), декодируя его сообщения в ожидании подтверждения посланной преамбулы. При отсутствии сигнала AICH терминал повторяет запрос, увеличивая мощность на основе информации, полученной от BS.
Получив ответ по каналу AICH, терминал посылает по каналу PRACH начальное сообщение длительностью 10 или 20 мс.
И преамбула, и сообщение по каналу PRACH закрыты скремблирующими кодами вверх, определяемыми номером выбранной преамбулы и номером первичного скремблирующего кода базовой станции.