有别于传统的2G网路，在W-CDMA系统中有三种不同类型的频道：实体频道（physical channels）、传输频道（transport channels）和逻辑频道（logical channels）。实际在空中介面传输的频道为实体频道，它主要是用来携带上层的讯令（signaling）、控制资讯及用户资料（user data）。传输频道是介于逻辑频道及实体频道之间的桥梁，利用传输频道的概念可以让多重服务（multiple services）达成实体资源的共享。逻辑频道是介于MAC层和RLC层间的桥梁，主要是用来携带各种不同服务的资料。 (图一)所示为W-CDMA系统所提供的三种不同的频道类型。
这三种频道依其传播方向可以区分为：上传频道（uplink channels）和下传频道（downlink channels）。另外，依其属性也可以区分成：公共频道（common channels）和专用频道（dedicated channels），公共频道主要是携带系统相关的讯息给网路内的所有手机，专用频道则是携带特定使用者的资料。
实体频道（Physical Channels）
实体频道是由载波频率、扰乱码、频道码和持续的时间来定义，持续的时间是以码片为单位。实体频道依其传输方向可以分为上传实体频道及下传实体频道；上传方向是指从手机（UE）到基地台（Node B）的传输方向，下传方向则是从基地台至手机的传输方向。实体频道若依其属性则可以分为专用频道及公共频道；专用频道主要是负责携带资料给特定的使用者，公共频道主要是携带系统有关的资讯给所有的使用者。 (图二)所示为W-CDMA系统的实体频道。
下传实体频道（DL Physical Channels）
3GPP规格所定义的下传实体频道包含：公共导引频道（Common Pilot Channel；CPICH）、同步频道（Synchronization Channel；SCH）、专用实体频道（Dedicated Physical Channel；DPCH）、主要的公共控制实体频道（ Primary Common Control Physical Channels；P-CCPCH）、辅助的共用控制实体频道（Secondary Common Control Physical Channels；S-CCPCH）、实体下传共享频道（Physical Downlink Shared Channel；PDSCH）、取得指示频道（Acquisition Indication Channel ；AICH）、呼叫指示频道（Page Indication Channel；PICH）、CPCH进接前言取得指示频道（Access Preamble Acquisition Indicator Channel；AP-AICH）、CPCH碰撞侦测/频道指定指示频道（Collision Detection/Channel Assignment Indicator Channel；CD/CA-AICH）、CPCH频道指示频道（CPCH Status Indicator Channel；CSICH）。底下将分别介绍这十一个下传实体频道及其应用。
公共导引频道（CPICH）
公共导引频道（CPICH）有两种形式：主要的公共导引频道（P-CPICH）和次要的共用导引频道（S-CPICH）。 P-CPICH频道主要是用来作下传方向的通道估测（channel estimation）、协助UE完成细胞搜寻的程序及同一细胞内下传实体频道的参考时序。 S-CPICH频道主要是使用在适应性的天线阵列中（adaptive antenna arrays）。
P-CPICH频道是一个固定速率（30 ksps,）的频道，用来传送预先定义的符码序列。 (图三)显示P-CPICH频道的讯框配置。
P-CPICH频道主要是提供手机作为频率及时间的参考基准，亦即手机可以利用P-CPICH频道来达到同相侦测（coherent detection）的能力，进而提高接收解调的准确性。另一方面，手机也利用P-CPICH频道来维持和基地台的时间同步关系。
P-CPICH频道没有携带上层的讯令（upper layer signaling）也没有任何传输频道会对应到它，手机对CPICH频道准位的量测值可以作为交递及细胞选择/重新选择（cell selection/reselection ）判断的重要参数。兹将有关P-CPICH频道的特色摘要整理如下：
- ●展频：P-CPICH频道永远使用这个OVSF码来作展频，是由256个1所组成。
- ●调变：P-CPICH频道是未经调变的频道，亦即其调变的形式是。
- ●扰乱（scrambling）：P-CPICH频道固定利用细胞特定的主扰乱码来作扰乱，因此P-CPICH频道藉由所携带的主扰乱码来协助手机作细胞或扇区（sector）的识别。
- ●每个细胞只会广播一个P-CPICH频道，因此P-CPICH的强度会决定细胞涵盖范围的大小。
- ●手机是利用P-CPICH频道所携带的主扰乱码来维持和基地台间的时间同步（chip-to-chip synchronization）。
- ●P-CPICH频道可以提供SCH、P-CCPCH、AICH及PICH频道的通道估测的参考相位。
当采用传输多集时（开回路或闭回路），使用相同频道码和扰乱码的CPICH频道会经由(图四)所示的两根天线来发射。在此情形下，对天线一和天线二的符码序列是不同的。若不使用传输多集时，只有天线一的序列会被发射到空中介面。
S-CPICH频道可以使用的频道码中的任一个，在扰乱码的部份可以使用主扰乱码或副扰乱码。每个细胞可以有0个或多个S-CPICH频道，Node B可以将S-CPICH频道发射至整个细胞中或发射至部份的细胞涵盖范围中。
现阶段的W-CDMA系统并不支援S-CPICH频道。 S-CPICH频道的主要应用是搭配智慧型天线及适应性的波束成型（adaptive beam forming），智慧型天线的主要功能在于能够让基地台具有追踪手机位置的能力，当已知手机的位置后可以利用窄波束将频道传送给手机。
传统的P-CPICH频道是利用等向性（omni-directional）的天线将其广播至所有细胞涵盖范围内。 P-CPICH频道的优点在于构造简单（仅须等向性天线）及较少的计算量，缺点则在于较少的容量。 S-CPICH频道是利用智慧型天线的技术将具有非常窄的波束发射至已知位置的手机上，因此无需将整个CPICH频道广播至整个细胞的涵盖范围，利用这种窄波束的辐射形状（radiation pattern）来降低系统的总干扰量进而增加下传方向的容量。利用智慧型天线来发射S-CPICH频道的缺点为较复杂的硬体架构和庞大的计算量，在目前基地台设置地点取得不易的情形下利用这种技术来提高网路的容量不失为一种解决方案之一。 (图五)为利用适应性的阵列天线将S-CPICH频道传送至个别使用者的示意图。
| 《图五 S-CPICH频道搭配适应性的天线数组的使用情形》 |
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同步频道（SCH）
同步频道（SCH）是属于下传方向的共用频道，SCH有两种形式：主同步频道（P-SCH）和副同步频道（S-SCH）。在每一个细胞中有一个P-SCH和S-SCH频道，用来协助手机作细胞搜寻。
P-SCH频道使用在细胞搜寻的第一阶段，手机利用此一频道来和Node B建立起时槽的同步。 (图六)显示SCH频道的讯框架构。
在(图六)中代表PSC码；代表第i个扰乱码群组（1~64）的第k个时槽（0~14）。 PSC码只存在于每一个时槽的前10％的时间内，且对所有的细胞而言PSC码是相同的。
S-SCH频道是用在细胞搜寻的第二阶段，手机利用此一频道和Node B建立起讯框的同步，并找出所属细胞的扰乱码群组。 SSC码的排序是以一个讯框为单位，利用64组不同的排序方式来导简化手机针对扰乱码的搜寻视窗。
SCH频道和其它频道间并不存在着正交关系，为了避免频道间的互相干扰，利用时间错开的方式将不具有正交性的频道在时间上错开，因此SCH频道只存在于一个讯框的前10％时间，后90％的时间则保留给其余的下传频道使用。
专用实体频道（DPCH）
专用实体频道（DPCH）是属于下传的专用频道，DPCH频道包含：DPCCH和DPDCH频道。 DPDCH频道主要是携带使用者的资料，DPCCH频道则是携带实体层的控制资讯，例如崁入式的导引位元（embedded pilot bits）、发射的功率控制位元（transmit power control bit；TPC）及传输格式组合的资讯（Transport Format Combination Information；TFCI）。
在一个下传的DPCH频道内，由L2层或更高层产生的专用传输频道（DCH）与L1层产生的控制资讯利用时间多工的方式进行传输。 (图七)显示下传DPCH频道讯框的结构。
在图七中每个讯框的长度为10ms被分割成15个时槽，每个时槽的长度为2560个码片，对应于一个功率控制的周期。参数k代表每个下传DPCH频道在一个时槽内的总位元数。它与实体频道的展频因数有关，亦即，因此展频因数的范围为512到4。不同DPCH频道的实际位元数()是由上层来决定，3GPP总共支援17种不同的时槽格式。
在下传DPCH频道使用崁入式的导引位元来作为额外的时间参考讯号。所谓崁入式的导引位元即是在DPCH频道的时槽中崁入一个已知的资料位元（known pattern of data bits），这个已知的资料位元在经过接收机解码之后可以作为时间及相位的参考讯号来增强接收机解调变的性能。在R99版的规格中导引位元的数目()为2、4、8或16个，在R5版之后的规格增加了32个位元的选择。
TPC区的内容是和发射功率控制的指令（transmit power control command；TPC）有关；当TPC的指令为power up时，TPC的内容会被填入1；当TPC的指令为power down时，TPC的内容会被填入0。 TPC区的位元数目（）计有：2、4、8或16个位元，取决于SF和压缩模式的采用与否。
TFCI区的使用与否（）和UE对传输格式的侦测方法有关，当使用时TFCI区的位元数目可以是2、4、8或16，当不使用时手机必须执行盲侦测（blind detection），因为在此模式下手机无从得知传输格式为何。
DPCCH频道所携带的控制资讯能否在手机端成功接收会直接影响到系统的整体性能，因此有必要以较大的功率来发射DPCCH频道。 DPCCH是和DPDCH频道是以时间多工的方式组合成单一频道，因此在一个DPCH频道的时槽内可以允许不同的功率准位存在。另外，功率控制位元（TPC）和导引位元（pilot）并未经过频道编码的保护，因此需要以较大的功率发射以确保手机能够正确的接收。 (图八)所示为在一个DPCH频道的时槽中各个区块可能具有不同的功率准位。
| 《图八 DPCH频道的时槽中各区的功率准位可以不同》 |
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主要的公共控制实体频道（P-CCPCH）
主要的公共控制实体频道（P-CCPCH）是一个固定速率（30 kbps, SF=256）的下传的公共频道，每一个细胞中有一个P-CCPCH频道用来携带广播资讯。 P-CCPCH频道主要是用来携带传输频道BCH，BCH频道是用来携带系统相关的讯息并利用P-CCPCH频道将此讯息广播至细胞的涵盖范围内。手机透过接收P-CCPCH频道来得知系统的基本资讯并利用这些资讯来和网路沟通。 (图九)显示P-CCPCH频道的讯框结构。
| 《图十 PCCPCH和SCH频道利用时间交错的方式来传送》 |
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| 《图十 PCCPCH和SCH频道利用时间交错的方式来传送》 |
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兹将有关P-CCPCH频道的重要属性条列如下：
- ●资料率：P-CCPCH频道的资料率固定为27 kbps。
- ●频道码：P-CCPCH频道固定利用这个OVSF码来做展频。
- ●在每个P-CCPCH频道的时槽内会携带18个位元的BCH频道的内容，(图十一)显示如何从一个BCH逻辑频道映射至一个P-CCPCH的讯框。
- ●P-CCPCH频道在每个时槽最初的10％时间是关闭的。
- ●P-CCPCH频道不具有TFCI、TPC及pilot位元。
辅助的公共控制实体频道（S-CCPCH）
辅助的公共控制实体频道（S-CCPCH）主要是用来携带两种形式的逻辑频道：顺向进接频道（Forward Access Channel；FACH）及呼叫频道（Paging Channel；PCH）。 S-CCPCH频道有两种类型：包括TFCI和不包括TFCI，使用哪一种类型的S-CCPCH频道是由UTRAN来决定。速率的资讯（TFCI）及导引位元是选择性传送的，如果有TFCI存在时即表示S-CCPCH频道的速率是可变且TFCI（2bits）是配置在每个时槽最初的两个位元。对所有UE而言都必须具备解码TFCI的能力。(图十二)显示S-CCPCH频道讯框的结构。
在S-CCPCH频道的一个时槽内的总位元数和展频因数有关()，SF的范围为256到4。 FACH和PCH频道可以映射到相同或不同的S-CCPCH频道上面，它们也可以映射至同一讯框内。 FACH频道的应用是在对位置已知的手机进行呼叫（paging），而PCH频道则是用在位置未知的手机的呼叫。
S-CCPCH频道和P-CCPCH频道的主要差别在于，P-CCPCH频道的速率是固定的而S-CCPCH频道的速率可以藉由TFCI来支援可变速率的传输。
实体的下传共享频道（PDSCH）
实体的下传共享频道（PDSCH）是属于下传的公共频道，每一个细胞可以有一个以上的PDSCH频道来传送封包资料。 PDSCH频道用于传送下传共享频道（DSCH），一个PDSCH频道是以讯框的时间为单位来配置给单一手机。在一个讯框的时间内UTRAN可以利用多码传输（multi-code transmission）的方式发射多重的PDSCH频道给不同的手机，或是将所有的PDSCH频道集中给单一手机（多码传输的特例）。在多码传输时，所有衍生出来的PDSCH频道的频道码必须是在原始频道码（root PDSCH channelisation code）的阶层式架构之下，如(图十三)，且所有的PDSCH频道必须是操作在讯框时间同步的基础上。
| 《图十三 PDSCH频道所使用的阶层式频道码架构》 |
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对于每一个讯框，每一个PDSCH频道会伴随着一个下传的DPCH频道。 PDSCH频道和关联的DPCH频道并不需要有相同的展频因数，在讯框的时间排列上也不需要对齐（time alignment），(图十四)显示一个PDSCH频道的讯框和相关的DPCCH频道的讯框在时间上的排列关系。
| 《图十四 PDSCH频道与DPCH频道讯框间的时间延迟》 |
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从(图十四)中可以发现PDSCH频道与DPCH频道讯框间至少存在三个时槽的时间延迟，基本上手机就是利用这三个时槽的缓冲时间来解译DPCCH频道中的TFCI区的资讯，来得知在下一个即将来临的PDSCH频道是否有要传送给手机的封包资料。
在相关的DPCH频道中的DPCCH频道会携带所有和实体层有关的控制讯息，亦即在PDSCH频道上面不须乘载任何实体层的讯息。 ?了告知手机在即将来临的PDSCH频道上面有资料需要解码，将使用两种可能的讯令方式：TFCI或上层的讯令。在DPCH频道中的TFCI区的控制资讯会告知手机在即将到来的PDSCH讯框有要传送给它的封包资料，TFCI的控制资讯包含即时的传输格式参数及频道码。
PDSCH频道的展频因数可以从4到256之间，(图十五)显示PDSCH频道讯框的架构。
取得指示频道（AICH）
取得指示频道（AICH）是属于下传方向的共用频道，AICH频道一般是和PRACH频道成对的存在，做为RACH的随机进接控制。 AICH频道的结构是由15个连续的进接时槽（access slot；AS）的序列所组成，每个进接时槽的长度为5120码片。进接时槽是由两个部份所组成：取得指示（acquisiotn indicator；AI）和1024个闲置码片。 AI是由32个实数值符号所组成，而闲置的码片主要是保留给CSICH频道或是未来的频道所使用。 (图十六)显示AICH频道讯框的结构。
在图十六中的实数序列可以利用公式(1)来获得，图十七所示为第七个特征序列在不同回应模式下的波形。
其中，：对应于特征序列s的取得指示，其值可以为-1、0或1。 -1代表负回应（negative acknowledgement；NACK）；0代表无接收（non-reception）；1代表正回应（acknowledgement；ACK）。 ：相对应于特征序列s的序列，可以从(表一)中获得。
| 《表一 AICH特征序列的图状（signature pattern）》 |
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呼叫指示频道（PICH）
呼叫指示频道（PICH）是属于下传的共同频道，PICH频道会和S-CCPCH频道成对存在（对应于呼叫讯号）。 PICH频道是一个固定速率（SF=256），用来传输呼叫指示（paging indicator；PI）的实体频道。 (图十八)所示为PICH频道的讯框结构。
PICH讯框的长度为10ms，包括300个位元()。其中，前288个位元()是用来传输PI，剩下的12个位元并未使用也没有传输到空中介面，这部份是为将来的使用而保留的。个PI ({})是在每一个PICH的讯框内进行传输，其中，。上层会为特定的UE计算PI，映射到某个呼叫指示，q是依照公式(2)所计算出来。
其中，
SFN (serial frame number)：PICH讯框开始时对P-CCPCH的无线讯框的序号
：第q个PI，到PICH位元序列的映射关系如(表二)所示。
为了提供最长的待机时间，3GPP规格定义了槽状接收的模式（slotted mode reception），使得手机在大部份的时间都能够处于深度睡眠（deep sleep）的状态，如(图十九)，在睡眠模式时手机除了一些必要的元件（例如Real Time Clock、RTC）外，接收机及发射机皆是处于关闭的状态（powering off），使得此时的功率消耗可以达到最小（一般会低于3 mA）。
为了帮助手机能够顺利的操作在槽状接收的模式，基地台利用PICH频道来告知手机是否存在着呼叫讯息在即将到来的S-CCPCH讯框上。若有呼叫讯息存在，手机接收机必须维持在开启的状态，若不存在呼叫讯息则手机可以将接收机关闭继续进入睡眠模式。手机接收机在离散的时间槽上（亦即呼叫时槽）会醒过来接收PICH频道，若PICH频道上的呼叫指示（PI）值为1时则表示在下一个即将到来的S-CCPCH频道的讯框中会存在着一个呼叫讯息，此时手机接收机必须维持在开启的状态以等待下一个S-CCPCH的讯框到来。若PI的值为0时则手机会将接收机关闭继续进入睡眠模式直到下一个呼叫时槽的时间为止。 (图二十)显示AICH频道与其它实体层频道之间的关系图。
| 《图二十 PICH频道与其它实体频道在时间排列上的关系》 |
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在图二十中发现PICH频道的讯框和S-CCPCH频道的讯框在时间上是不对齐的而且PICH的讯框会领先1/5讯框的时间（7680chips）。对手机而言1/5讯框的时间（2ms）是足够用来对PICH频道上的PI解码并判断是否要将接收机关闭。
进接前言取得指示频道（AP-AICH）
进接前言取得指示频道（AP-AICH）是属于下传的共同频道，和PCPCH频道成对存在，用来进行PCPCH传输的存取控制。 AP-AICH频道是一个固定速率（SF=256）用来携带进接前言（access preamble；AP）的取得指示。 (图二十一)显示AP-AICH频道讯框的结构。
AP-AICH用一个长为409码片的部份来传输API，之后的1024码片为闲置的码片并不会传送至空中介面。在图21中的实数值的值可以用公式(3)是来决定。
AP的取得指示会对应于UE所发射的AP特征序列s。的值可以为+1、-1或0。若UE所使用的AP的特征序列不是属于此细胞的特征序列则的值会设为0；当的值为1时是表示正面回应；的值为-1时是表示负面回应。 AP-AICH和AICH频道可以使用相同或不同的频道码。 AP-AICH频道的相位参考依据是P-CPICH频道。
碰撞侦测/频道指定指示频道（CD/CA-ICH）
碰撞侦测/频道指定指示频道（CD/CA-ICH）是一个固定速率（SF=256）的下传共同频道。当CA不活动时，用来传送碰撞指示（CDI）；当CA活动时，用来同时传送CDI/CAI。 CD/CA-ICH和AP-AICH可以使用相同或不同的频道码。 (图二十二)为CD/CA-ICH频道的讯框结构。
CD/CA-ICH使用长度为4096码片的部份来传送CDI/CAI，之后的1024码片在形式上并不属于CD/CA-ICH频道。这个保留的部份是留给CSICH频道或是将来其它的实体频道使用。 CD/CA-ICH和AP-AICH频道可能会使用相同或不同的频道码。
当CA不活动时（not active）：
其中，
：UE发射的CD前言的特征列s的CDI，它的值为+1或0。若UE所使用的特征列s不是属于此细胞所有，则CDI的值被设为0，反之则设为1。
当CA活动时（active）：
其中，
：UE所发射的CD前言i的指示（CDI），它的值为+1/0或-1/0。
：对应于所指定的频道指标k的指示(CAI)，它的值为+1/0或-1/0。
CPCH状态指示频道
CPCH状态指示频道（CSICH）是一个固定速率（SF=256）的下传共同实体频道，主要是用来携带CPCH频道的状态资讯。 CSICH频道永远会和CPCH频道的AP-AICH频道成对传输（paired transmission），并使用相同的频道码和扰乱码。 (图二十三)显示CSICH频道讯框的结构。
| 《表三 状态指针（SI）到CSICH频道位的映像》 |
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从图二十三中可以看出一个CSICH频道的讯框是由15个进接时槽所组成，每个进接时槽具有40个位元。进接时槽是由两部份所组成：4096码片的未传输的部份和8位元的状态指标（status indicator；SI）。实际上，进接时槽前面的4096码片并不属于CSICH频道的一部份，主要是保留给AICH、AP-AICH、CD/CA-ICH频道使用。 CSICH频道的相位参考为CPICH频道。
N个状态指标{}会在所有的CSICH频道的讯框中传输，{}会根据(表三)映射到一个CSICH讯框的所有位元{}。
＜参考资料：
[1] Soren Andersson, Bengt Carlqvist et al, Enhancing Network Capacity with Adaptive Antenna, Ericsson Review, No 3, 1999.
[2] 3GPP TS 25.211 v5.0.0 (2002-03) Technical specification group radio access network: Physical channels and mapping of transport channels onto physical channels (FDD), www.3gpp.org, Release 5.
[3] Harri Holma, Antti Toskala, WCDMA for UMTS Radio Access for Third Generation Mobile Communication, 2nd Edition, John Willey & Sons.
[4] J. Perez-Romero, O. Sallent, R. Agusti, On Dimensioning UTRA-FDD Downlink Shared Channel, University Politecnica de Catalunya.
[5] RFCD 202, Introduction to W-CDMA, RF & Microwave e-Academy Program, Agilent Technology.
[6] UMTS In 3x3 Hours Part 2 UTRAN Lower Layer Processing & Protocols, Artech House Publishers.＞
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3G，所谓的第三代行动通讯，在新闻媒体的版面上，目前正取代网际网路的位置，成为另外一个「泡沫」的象征。或许是先前的预期太过乐观，导致欧洲的无线通讯公司花了过多的钱去竞标3G执照，变成了现在沉重的财务负担。这些公司纷纷宣布暂缓 3G的相关投资。相关介绍请见「
3G来了（一）什么是3G」一文。 |
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目前，中国的3G即将进入商用化应用阶段，对技术标准的取舍选择也成为移动运营商要仔细考虑的问题，因此有必要对这三种主流技术标准进行比较分析。你可在「
全球三大3G标准的技术性比较分析」一文中得到进一步的介绍。 |
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●3G手机功能测试及技术咨询项目
●3G网路架构简介
●测试环境及仪器设备简介
在「
3G手机与网路互运测试技术资讯服务」一文为你做了相关的评析。 |
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宏达电日前于全球发表的 HTC-Universal，是世界上首款 3G 双模 Pocket PC 手机，同时也是第一部内建微软最新 Windows Mobile 5.0 系统的 PDA 手机。 HTC-Universal 在欧洲 Vodafone 旗下叫做「VPA IV」，在 Orange 系统则换上「SPV 3G」的名号，预计在 2005 年夏天正式豋场。你可参考
「宏达电 3G 双模手机 Universal 抢鲜曝光」一文。 |
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看好3G宽频上网实力，厂商推出笔记型电脑3G PC卡。 3G应用从行动电话延伸到笔记型电脑。半导体供应商Agere Systems（杰尔系统）宣布，Sony Ericsson将采用该公司可支援3G/2.75G/GPRS的晶片Sceptre HPU，整合进入其新款GC95 PC卡。如在3G网路内，其可提供384kbps的下载速度；在GSM/2.75G/ GPRS网路中，提供最高247kbps的传输速度。你可在「
笔记型电脑将可3G无线上网」一文中得到进一步的介绍。 |
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据指出，未来12年手机业者缴纳的3G专利技术使用费高达1000亿美元，此笔金额对小型、2线的手机厂商的营运将造成冲击，除此之外，3G产业的发展，也让手机厂商对电信业者的依存度更高，手机业者认为，3G手机必须不断与电信业者进行测试，在耗时过久下，资金不充沛的手机厂商，将会在3G的洪流中被淘汰出局。
在「手机业迈入 3G淘汰赛」一文为你做了相关的评析。 |
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