UMB——3GPP2超移動寬帶解決方案

摘要　OFDM和MIMO技術(shù)作為最熱點(diǎn)的超寬帶候選技術(shù)，給幀結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、資源分配、信道設(shè)計(jì)等技術(shù)帶來了新的挑戰(zhàn)。本文結(jié)合筆者參與3GPP2相關(guān)工作的經(jīng)歷，淺析UMB中一些關(guān)鍵技術(shù)。

1、引言

3GPP2目前已經(jīng)完成了超移動寬帶解決方案UMB，從2006年初3GPP2征集候選技術(shù)開始，該方案的制定和完善歷時(shí)一年半多。UMB的提出和設(shè)計(jì)主要是為了滿足市場的長足發(fā)展，大幅度地提供系統(tǒng)性能，保持相對于其它技術(shù)的競爭力。

OFDM和MIMO技術(shù)作為最熱點(diǎn)的超寬帶候選技術(shù)，給幀結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、資源分配、信道設(shè)計(jì)等技術(shù)帶來了新的挑戰(zhàn)。本文結(jié)合筆者參與3GPP2相關(guān)工作的經(jīng)歷，淺析UMB中一些關(guān)鍵技術(shù)。

2、前綴設(shè)計(jì)

UMB保持與cdma2000的碼片速率1.2288Mbit/s一致，時(shí)序上定義了兩級幀結(jié)構(gòu)，即超幀和幀。其中，每個(gè)超幀包含1個(gè)前綴Preamle和24個(gè)業(yè)務(wù)幀（FFT≥256 時(shí)）。

前綴包含8個(gè)Symbol符號，結(jié)構(gòu)如圖1所示。

圖1　前綴結(jié)構(gòu)示意圖

前綴中，主廣播信道占用第一個(gè)符號，輔廣播信道/快速尋呼信道奇偶復(fù)用隨后的4個(gè)符號，最后3個(gè)符號為TDM導(dǎo)頻。Preamble主要用于同步、獲得系統(tǒng)基本信息、反向功率控制、快速尋呼等。

（1）捕獲信道

UMB中使用主、輔同步的方式進(jìn)行同步。終端通過Superframe Preamble中TDM1和TDM2/3獲得同步。TDM的帶寬上限為480子載波（即5MHz），并且TDM在頻率上總是位于頻帶的中心頻率，這樣的TDM設(shè)計(jì)，可以集中功率發(fā)送導(dǎo)頻，同時(shí)終端可在每個(gè)超幀同樣的頻率位置捕獲TDM，加快捕獲速度。

TDM1不攜帶基站信息（即不攜帶PilotPN信息），終端通過捕獲TDM 1進(jìn)行基本的時(shí)間和頻率同步。TDM1使用GCL構(gòu)造，攜帶2bit的循環(huán)前綴CP長度信息，終端通過解調(diào)GCL，檢測出Preamble中其他符號及其他物理幀所使用的CP長度。為了保證TDM較大的覆蓋范圍，TDM符號固定使用最長的CP。

TDM2攜帶PilotPN（UMB使用PN標(biāo)識小區(qū)）和PilotPhase信息，終端通過TDM2完成小區(qū)標(biāo)識的檢測。

TDM3攜帶一些系統(tǒng)信息，即系統(tǒng)時(shí)間（異步模式時(shí)）、頻率復(fù)用指示（針對廣播信道和快速尋呼信道）、半雙工指示等。

另外，TDM2/3還攜帶用于反向功率控制的其他扇區(qū)干擾OSICH信息。OSICH共有3個(gè)取值，將其映射為3個(gè)相位值，TDM2/3使用相應(yīng)的相位進(jìn)行調(diào)制。具體的系統(tǒng)捕獲過程為：

●終端在進(jìn)行系統(tǒng)捕獲時(shí)，首先嘗試著使用所有的FFT大小和GCL的組合（共12種）接收TDM1，能正確解出TDM1的FFT Size和GCL值就是該系統(tǒng)使用的FFT（若FFT大小為512，則系統(tǒng)使用的FFT為大于等于512）和CP大小，根據(jù)確定的FFT大小和CP大小接收TDM2/3和廣播信道。

●終端嘗試著使用所有的PN值和已確定的FFT大小接收TDM2，從而獲得小區(qū)的PilotPN信息。終端繼續(xù)使用獲得的PilotPN/PilotPhase信息接收TDM3，獲得更多的系統(tǒng)信息，這些信息足夠繼續(xù)接收處理廣播信道和快速尋呼信道。

（2）廣播信道

廣播信道攜帶終端用于解調(diào)業(yè)務(wù)幀的信息。

●主廣播信道PBCCH攜帶與扇區(qū)無關(guān)的信息，如業(yè)務(wù)幀的FFT大小、保護(hù)子載波數(shù)等。

●輔廣播信道SBCCH攜帶扇區(qū)特定的、不經(jīng)常變化的信息，如基站的天線配置，導(dǎo)頻格式，Hopping結(jié)構(gòu)，控制信道結(jié)構(gòu)等。

●為了廣播信道和尋呼信號的相干解調(diào)，輔廣播信道/尋呼信道中插入導(dǎo)頻。

（3）快速尋呼信道

快速尋呼信道QPCH與SBCCH復(fù)用4個(gè)符號，QPCH在第偶數(shù)個(gè)超幀中發(fā)送，SBCCH在第奇數(shù)個(gè)超幀中發(fā)送。

由于超寬帶UMB中用戶容量大，而快速尋呼信道可用的時(shí)頻資源有限，就出現(xiàn)了尋呼信道中不能傳送完整的用戶指示（MACID），而是只能傳送一部分的MACID，這就會出現(xiàn)有些用戶誤醒去監(jiān)聽尋呼信道的情況。為了盡量降低用戶誤醒的概率，UMB中針對尋呼用戶數(shù)的不同，定義了多種快速尋呼的格式，以傳送盡可能完整的用戶標(biāo)識。