摘要：
　　對WCDMA/TD-SCDMA 協(xié)議中外部收發(fā)機的信號流程進行了分析，分析結(jié)果表明，WCDMA/TD-SCDMA 的外部收發(fā)機中大部分功能模塊可進行復(fù)用，在不同協(xié)議間切換時，只需對復(fù)用的功能模塊進行參數(shù)配置即可實現(xiàn)雙模手機的外部收發(fā)機。利用該復(fù)用性可大大減少雙模手機外部收發(fā)機的實現(xiàn)資源和實現(xiàn)復(fù)雜度。

關(guān)鍵字：WCDMA，TD-SCDMA，雙模，外部收發(fā)機，復(fù)用
1. 概述

　　目前的GSM 網(wǎng)絡(luò)由于頻譜資源受限，傳輸速率低等缺點，已不足以滿足人們通信的需求，必然逐漸被第三代移動通信網(wǎng)所代替。第三代移動通信標(biāo)準(zhǔn)包括WCDMA, CDMA2000,TD-SCDMA, WiMAX 四種。
　　

　　FDD 模式的WCDMA 已在全球范圍大規(guī)模商用，發(fā)展明顯快于同為FDD 模式的CDMA2000。而TD-SCDMA是我國自主研發(fā)的3G 標(biāo)準(zhǔn)，相比于同為TDD 模式的WiMAX，TD-SCDMA 在降低同頻干擾，支持移動性方面更優(yōu)于WiMAX，同時更易于和WCDMA一起實現(xiàn)雙模手機，并且TD-SCDMA 在我國比WiMAX 離商業(yè)化更近一步。

　　WCDMA 和TD-SCDMA 各有其優(yōu)缺點，兩者互為補充的混合組網(wǎng)方式可能是我國3G未來的演進趨勢。因此實現(xiàn)支持WCDMA/TD-SCDMA（后文簡稱：W/TD）雙模式的手機基帶芯片不僅有利于提高國內(nèi)的3G 市場競爭力，同時也能為開拓3G 國際市場提供先決條件。

　　本文首先簡單介紹W/TD 雙模手機收發(fā)機的整體架構(gòu)，然后對WCDMA 和TD-SCDMA 協(xié)議中外部收發(fā)機的信號流程進行可復(fù)用性分析，并從上行和下行兩個方面分析了外部收發(fā)機中可復(fù)用的功能模塊。本文的分析基于3GPP-Release 7 版本。2. W/TD 雙模手機收發(fā)機

　　雙模手機可將所支持的兩種模式中相同的功能模塊進行復(fù)用，以減少硬件資源的浪費。W/TD 雙模手機收發(fā)機的基本功能框圖如圖1 所示。從圖中可看出，W 和TD 收發(fā)機中大部分功能模塊均可復(fù)用，對功能模塊按復(fù)用層次進行劃分可分為物理層的復(fù)用和高層的復(fù)用，其中物理層的復(fù)用包括：
1） 射頻器件的復(fù)用。主要是混頻器，增益放大器，濾波器的復(fù)用。
2） 數(shù)字中頻或基帶信號處理模塊的復(fù)用（內(nèi)部收發(fā)機）。主要是A/D，D/A，數(shù)字濾
波器，數(shù)字混頻器等功能器件的復(fù)用。
3） 物理信道向傳輸信道相互映射過程的復(fù)用（外部收發(fā)機）。主要是信道編解碼，CRC校驗，交織解交織，速率匹配等功能器件的復(fù)用。高層的復(fù)用包括MAC 層，RLC 層，RRC 層等處理功能復(fù)用，高層復(fù)用的主要表現(xiàn)是軟件協(xié)議棧的復(fù)用。

圖1 W/TD 雙模手機收發(fā)機的基本功能框圖

3. 外部發(fā)送機的可復(fù)用性分析
　　外部發(fā)送機實現(xiàn)上行物理信道的編碼映射功能。本節(jié)根據(jù)W（WCDMA）和TD（TD-SCDMA）上行物理信道編碼映射流程的相似性將上行物理信道映射方式分為3 類：通用方式（General Uplink），增強型方式（Enhanced Uplink），特殊方式（Special Uplink）分別進行分析。如表1 所示。
表1 上行物理信道編碼映射流程分類
分類方式 上行物理信道（模式）
上行通用方式（GU） DPCH（W/TD），PRACH（W/TD），USCH（TD），E-RUCCH（TD）
上行增強型方式（EU） E-DCH（W/TD），上行特殊方式（SU） HS-DPCCH（W），HS-SICH（TD）
E-DPCCH（W），E-UCCH（TD）

3.1. 上行物理信道通用編碼映射方式的復(fù)用（GU）
　　通過分析協(xié)議[1][2]，W和TD 的上行物理信道通用編碼映射過程大部分功能模塊均可以
用（如圖2 中的紫色方框功能）。除比特加擾，子幀分段和物理信道映射模塊外，其他模塊只需要在切換系統(tǒng)的時候進行參數(shù)配置即可。
TD模式的物理信道E-RUCCH 的編碼映射過程是通用編碼映射過程的一個子集，只需針對E-RUCCH 生成一組相應(yīng)的配置參數(shù)即可。
圖2 W/TD 的通用編碼映射過程
3.2. E-DCH 編碼映射方式的復(fù)用（EU）
物理信道
分段交織
W-FDD物理
MUX 信道映射
TD物理
信道映射
MUX
CRC校驗
碼塊分段
信道編碼
H-ARQ
速率匹配
W/TD
加擾W/TD
16QAM星
座重排
圖3 W/TD 的E-DCH 編碼映射過程

　　3GPP-Release 7 協(xié)議中，W 和TD 均支持HSUPA。研究協(xié)議可知[1][2]，W 和TD 的E-DCH 編碼映射過程大部分功能模塊也可以復(fù)用（上圖3 中的紫色方框功能），并且有一些可以和通用編碼映射方式的功能模塊復(fù)用，如CRC 校驗，信道編碼，加擾，交織，物理信道映射等，只需要在不同類型物理信道映射前進行參數(shù)配置即可。例如，對TD模式的E-DCH物理信道只需一個時隙，不需要物理信道分段功能，但可將其看作物理信道分段的一個特殊情況加以對待。
　　圖4 為復(fù)用GU 和EU 后的編碼映射功能框圖，其中紅色功能模塊不僅W 和TD 兩種模式可以復(fù)用，并且GU 和EU 兩種編碼映射方式也可復(fù)用；藍色功能模塊為GU 和EU 兩種編碼映射方式可以復(fù)用；紫色功能模塊為W和TD 兩種模式可以復(fù)用。
圖4 W/TD 的GU/EU 編碼映射過程

3.3. 其他上行物理信道（SU）
　　 其它上行物理信道中，E-DPCCH 和E-UCCH 的編碼映射方式類似（統(tǒng)稱為SU-E），而HS-DPCCH 和HS-SICH 的編碼映射方式類似（統(tǒng)稱為SU-HS）。Reed-Muller（RM）編碼不僅在SU 中使用，在上行TFCI 編碼中也要使用，TD 模式的RM 編碼要支持（32，10），（16，5），（64，10），（48，10），（32，6）五種。而W 模式的RM 編碼要支持（32，10），（30，10）和（20，5）三種。由于（64，10）RM 編碼的子集即可實現(xiàn)其他模式，因此可將上述RM 編碼模塊（如下圖5 中紫色的功能模塊）復(fù)用為一個，通過配置參數(shù)來選擇RM 編碼模塊的工作模式。
圖5 W/TD 的SU 編碼映射過程

3.4. 小結(jié)
　　綜上所述，雙模外部發(fā)送機可用1 個比特控制W/TD 模式，2 個比特控制是GU，EU，SU-E，SU-HS 中的哪一種編碼映射方式，從而完成上行物理信道編碼映射的功能模塊復(fù)用過程。
4. 外部接收機的可復(fù)用性分析
　　下行的接收過程可分為內(nèi)部接收機和外部接收機兩部分，內(nèi)部接收機把AD 采樣信號解調(diào)解擴為軟判決物理信道信息的功能模塊；外部接收機把軟判決物理信道信息進行解碼和傳輸信道映射的功能模塊。
　　本節(jié)根據(jù)W 和TD 不同物理信道下行解碼映射流程的相似性將其分為3 類：通用方式（General Downlink），高速方式（High-speed Downlink），其他方式（Other Downlink）分別進行分析。如表2 所示。
表2 下行物理信道解碼映射流程分類
分類方式 下行物理信道（模式）
下行通用方式（GD） DPCH（W/TD），P-CCPCH（W/TD），S-CCPCH（W/TD），
F-DPCH（W），DSCH（TD）
下行高速方式（HD） HS-PDSCH（W/TD）
下行其他方式（OD） HS-SCCH（W/TD），E-AGCH（W/TD）
E-RGCH（W），E-HICH（W/TD）

4.1. 下行通用解碼映射方式的復(fù)用（GD）
分析協(xié)議可得[1][2]，W和TD 在下行通用解碼映射方式上也有一些功能模塊可以復(fù)用。（如圖6 中紫色功能模塊可以復(fù)用），其中W 和TD 的區(qū)別主要在兩方面：一是W 和TD的速率匹配的順序不同；二是W 中為了支持傳輸信道固定位置和靈活位置兩種模式增加了兩個DTX 插入過程。
圖6 W/TD 的GD 解碼映射復(fù)用過程

4.2. 下行HS-DPSCH 解碼映射方式的復(fù)用（HD）
WCDMA[1]中HSDPA 支持QPSK，16QAM，64QAM，而TD-SCDMA[1]中HSDPA僅支持QPSK 和16QAM，因此對于HSDPA 中星座重排和解交織功能，TD 可作為W 實現(xiàn)功能的一個子集。對于HSDPA 的CRC 校驗過程，W 采用的方法有兩種，TD 只采用其中一種，因此也可為W 的一個集。圖7 即為HD 的解碼映射復(fù)用過程。
圖7 W/TD 的HD 解碼映射復(fù)用過程

　　對比圖6 和圖7，HD 中一些功能模塊是GD 功能模塊的子集，可以和GD 方式的功能模塊復(fù)用，如CRC 校驗，信道解碼等；同時HD 的有些功能模塊需支持QPSK 和16QAM，如解交織，物理信道映射等，GD 的這些功能模塊就是HD 的子集。所以需在不同類型物理信道映射前對不同模塊進行參數(shù)配置。
圖8 為復(fù)用GD 和HD 后的解碼映射功能框圖，其中紅色功能模塊不僅W 和TD 兩種模式可以復(fù)用，并且GD 和HD 兩種解碼映射方式也可復(fù)用；紫色功能模塊為W 和TD 兩種模式可以復(fù)用；藍色功模塊為GD 和HD 兩種解碼映射方式可以復(fù)用。
圖8 W/TD 的GD/HD 解碼映射復(fù)用過程

4.3. 其他下行信道（OD）
4.3.1. 下行信道HS-SCCH 和E-AGCH 的解碼解映射方式的復(fù)用（OD-1）同HD 解碼映射方式相似，HS-SCCH 和E-AGCH 的解碼映射過程中，大部分功能模塊均為GD 解碼映射過程的子集（如圖9 中紫色功能模塊）。因此也可以和GD 解碼映射過程的功能模塊進行復(fù)用。
圖9 W/TD 的HS-SCCH 和E-AGCH 解碼映射的復(fù)用過程

4.3.2. 其他下行信道E-RGCH，E-HICH（OD-2）
E-RGCH 和E-HICH 傳輸信道承載的信息很少，所以E-RGCH 和E-HICH 的解碼映射功能非常簡單。而且由于E-RGCH為WCDMA特有的傳輸信道，且W和TD模式在E-HICH的物理信道映射方面區(qū)別較大，因此E-RGCH 和E-HICH 的解碼映射功能不需復(fù)用。
4.4. 小結(jié)
綜上所述，雙模外部接收機可以使用1 個比特控制W/TD 模式，2 個比特控制是GD，HD，OD-1，OD-2 中的哪一種編碼映射方式，從而完成下行傳輸信道解碼映射的功能模塊
復(fù)用過程。
5. 其他考慮
5.1. WCDMA 的壓縮模式對復(fù)用的影響
　　為了支持異頻測量，WCDMA 引入壓縮模式。壓縮模式的方法主要有兩種：減小擴頻碼長度和高層調(diào)度。在上行和下行信道映射過程中，壓縮模式與普通模式的區(qū)別主要在速率匹配，DTX 插入和物理信道映射等功能模塊的參數(shù)計算上。
5.2. WCDMA 的MIMO 模式對復(fù)用的影響
　　WCDMA 的下行物理信道支持MIMO 模式。同普通模式相比，除了HS-SCCH 和HS-DPCCH 的解碼映射方式在MIMO 模式下稍有不同外，其他傳輸信道的解碼映射方式不變。只是在內(nèi)部接收機解調(diào)后增加了MIMO 解碼以提高傳輸可靠性。
5.3. 上下行之間的模塊復(fù)用性
　　從最大復(fù)用的角度來看，在上行發(fā)送和下行接收鏈路中，有些功能模塊可以上下行共用，如CRC 校驗，比特加擾，交織解交織的地址產(chǎn)生器等。但由于WCDMA 是FDD 模式，所以上行發(fā)送和下行接收過程同時進行，如果上下行共用相同模塊則需對上行和下行進行串行處理，這會大大增加共用模塊的處理速度，同時增加緩沖區(qū)的存儲空間，有時反而得不償失。因此可以考慮上下行共用兩個并行模塊，根據(jù)不同協(xié)議的處理要求對并行模塊進行配置。如在處理WCDMA 協(xié)議數(shù)據(jù)時，兩個并行模塊可一個處理上行數(shù)據(jù)，一個處理下行數(shù)據(jù)；在處理TD-SCDMA 協(xié)議數(shù)據(jù)時，兩個并行模塊可同時處理上行數(shù)據(jù)，也可同時處理下行數(shù)據(jù)。
6. 結(jié)論
　　本文的分析結(jié)果表明，WCDMA/TD-SCDMA 的外部收發(fā)機中大部分功能模塊可進行復(fù)用，在不同協(xié)議間切換時，只需對復(fù)用的功能模塊進行參數(shù)配置即可實現(xiàn)雙模手機的外部收發(fā)機。利用該復(fù)用性可大大減少雙模手機外部收發(fā)機的實現(xiàn)資源，從而降低雙模手機收發(fā)芯片的硬件實現(xiàn)復(fù)雜度和實現(xiàn)成本。
Reference
[1] 3GPP TS 25.212.v770: "Multiplexing and channel coding (FDD)".
[2] 3GPP TS 25.222.v750: "Multiplexing and channel coding (TDD)".
[3] 3GPP TS 25.211.v740: "Transport channels and physical channels (FDD)".
[4] 3GPP TS 25.221.v750: "Transport channels and physical channels (TDD)".
[5] 3GPP TS 25.213.v740: "Spreading and Modulation (FDD)".
[6] 3GPP TS 25.223.v760: "Spreading and Modulation (TDD)".