下行鏈路:下行鏈路的概念,下行鏈路的工作原理,下行鏈路的數據處理,下行鏈路擴頻的擴

移動通信系統中，下行鏈路是指信號從基站到移動台的物理信道。

下行鏈路是由基站發射機、合路器、雙工器、饋線及其他損耗、天線增益、路徑損耗、建築物損耗、人體損耗、手機接收靈敏度組成。

移動台（MS，Mobile Station）就是各種制式的手機。其實，MS是對GSM制式手機的稱呼，對於UMTS、LTE等制式的手機，現在通常稱之為UE（User Equipment）。

基站就是相對應的2G的BTS（Base Transceiver Station，基站收發信機）、3G的Node B（包含1個或多個Cell的物理結點）、4G的eNode B（EvolvedNodeB，演進的NodeB）等。

中文名稱	下行鏈路
英文名稱	downlink
定　　義	在點到多點系統中，由集中點到分散點的傳輸鏈路。例如：在移動通信中，由基站到移動台的鏈路；在衛星通信中，由衛星到地球站的鏈路。
套用學科	通信科技（一級學科），通信原理與基本技術（二級學科）

基本介紹

中文名：下行鏈路
外文名：downlink
定　　義：由集中點到分散點的傳輸鏈路
套用學科：通信科技，通信原理與基本技術

下行鏈路的概念,下行鏈路的工作原理,下行鏈路的數據處理,下行鏈路擴頻的擴頻序列,下行鏈路的擾碼序列,同步信道的處理,

下行鏈路的概念

下行鏈路是指信號從基站到移動台的物理信道。

下行鏈路是由基站發射機、合路器、雙工器、饋線及其他損耗、天線增益、路徑損耗、建築物損耗、人體損耗、手機接收靈敏度組成。

這裡的移動台（MS，Mobile Station）就是各種制式的手機。其實，MS是對GSM制式手機的稱呼，對於UMTS、LTE等制式的手機，現在通常稱之為UE（User Equipment）。

基站就是相對應的2G的BTS（Base Transceiver Station，基站收發信機）、3G的Node B（包含1個或多個Cell的物理結點）、4G的eNode B（EvolvedNodeB，演進的NodeB）等。

用手機從外面接收訊息到手機，就是一條下行鏈路。就像從網路獲取檔案，通常叫做“下”載一樣。

下行鏈路是針對移動台側來說的，基站到移動台稱之為下行。

前向鏈路是針對基站側來說的，基站到移動台稱之為前向鏈路。

因此，下行鏈路又稱為前向鏈路。

下行鏈路的工作原理

下行鏈路的數據處理

下行鏈路時分復用的控制和數據流採用標準QPSK調製。上行鏈路不採用時分復用技術以避免斷續傳輸時產生音頻干擾。而任何情況下公共信道都是連續傳輸的，下行鏈路不存在這種音頻干擾。基站對其產生多個物理信道的峰平比最佳化要比調整手機的單一物理信道的峰平比容易得多；在基站為某個DPCCH預留信道化序列只會略微降低碼樹資源的利用率。

基站的下行鏈路的I/Q支路功率相等，擾碼操作也不會造成信號包絡的起伏，這與上行鏈路不同。下行鏈路的DTX是用開關控制調製鏈路末端功放的傳輸啟停。

下行鏈路擴頻的擴頻序列

下行鏈路採用信道化序列擴頻。多個用戶共享一個擾碼序列下的信道化序列的碼樹資源；一般基站的每個扇區只配置一個擾碼序列和一個碼樹資源。公共信道和專用信道共享同一碼樹資源。但物理同步信道（SCH）是個例外，SCH不使用下行鏈路的擾碼序列。

下行鏈路專用信道的擴頻因子不像上行鏈路專用信道的擴頻因子按幀變化，速率的變化通過調整速率匹配操作或進行關閉某些時隙的信息位，進行不連續傳輸而實現。

如果是基站對某個手機進行多碼傳輸，則這些物理信道的信道化序列不同，而擾碼序列相同，這一點與基站傳送的其他碼信道相同。但是組成多碼傳輸的碼信道的擴頻因子相同。如果手機支持多個CCTrCH的接收，每個CCTrCH的擴頻因子不同。

但下行鏈路的DSCH可以按幀改變擴頻因子。為簡化手機的設計，此時的擴頻信道化序列必須摘自碼數的同一支路。圖2.9例舉出如果給出最大傳輸速率的擴頻因子，低速率傳輸使用的碼樹分支位置必須是同一分支。在DSCH的擴頻因子按幀變化的情況下，下行鏈路DPCCH的TFCI比特指示當前的傳輸格式參數。

下行鏈路的擾碼序列

下行鏈路擾碼序列也是採用Gold序列作為長擾碼，不使用短擾碼。I/Q支路的擾碼序列來自同一擾碼序列，指示相位不同，這樣就形成了復擾碼。擾碼序列的長度截短為10ms；基站下行鏈路的主擾序列集合包含512個擾碼序列，以簡化手機小區搜尋進程中的操作。小區擾碼序列的分配必須在網路規劃時就準備好，512個擾碼序列使得擾碼序列的規劃非常瑣碎，一般採用網路規劃工具自動完成。從小區規劃的角度講主擾碼序列資源很豐富，尤其是專用信道採用波束轉向技術時，次擾碼序列的使用可以釋放一些主擾碼序列資源。這使得不額外占用主擾碼序列和改變下行鏈路碼序列規劃的情況下就可以套用自適應天線技術，提升系統容量。

擾碼序列的周期非常長，由18級的Gold序列產生器生成，只使用從起始碼片開始的38400碼片。讓手機在數幀的時間內從512個候選碼序列中檢測正確的擾碼相位非常困難，因此從系統的角度要求減低碼序列的長度非常重要。

所有覆蓋整個小區的和/或初始註冊前必須接受的公共信道必須使用主擾碼序列，其他公共信道和專用信道可使用下行鏈路次擾碼序列。為保持下行鏈路的碼信道的正交性，每一小區或扇區只配置一個擾碼序列。雖然基站可採用自適應天線，波束提供的信道間的空間分離降低了不同碼信道間的正交性的要求。最好的策略是在一個擾碼序列下配置儘可能多的用戶，使下行鏈路干擾最小化。只有當用戶不能使用主擾碼序列時，才使用次擾碼序列，因為即使小區內的用戶平均使用兩個擾碼序列，信道間的正交性也會迅速地下降。

同步信道的處理

同步信道包含P-SCH兩個物理信道，用於手機搜尋小區，與小區的主擾碼配置無關。即完成小區同步後，手機才搜尋下行鏈路擾碼序列。

P-SCH的碼字長度為256個碼片，所有小區採用同一P-SCH碼字。P-SCH碼字不經過調製就傳送給手機。P-SCH碼字由更短的16碼片序列構造，這是為簡化手機電路的同步設計。因此雖然沒有先驗的定時信號，採用簡單的匹配濾波器也可以檢測到同步碼字，降低了手機的複雜度和功耗。

S-SCH碼字的構造方法與P-SCH碼字相同，可使用16個序列。但相鄰小區的S-SCH碼字不同，這16個序列產生用於表示64個基站所屬碼組的64個碼字。和P-SCH一樣，S-SCH與小區使用的擾碼序列無關，S-SCH碼字不經過調製和擾碼就傳送給手機。SCH碼字包含BCH是否採用開環發射分集的信息。SCH是UTRA FDD唯一採用時間開關發射天線分集（TSTD）的信道。

下行鏈路