上行链路

信号从移动台到基站的物理通道

上行链路，移动通信系统术语，是指信号从移动台到基站的物理通道。

概念

上行链路指信号从移动台到基站的物理通道。

上行链路由手机发射功率、人体损耗、建筑物损耗、路径损耗、天线增益、分集增益、馈线及其他损耗、双工器损耗、分路器损耗、基站接收机灵敏度组成。

这里的移动台（MS，Mobile Station）就是各种制式的手机。其实，MS是对GSM制式手机的称呼，对于UMTS、LTE等制式的手机，通常称之为UE（User Equipment）。

基站就是相对应的2G的BTS（Base Transceiver Station，基站收发信机）、3G的Node B（包含1个或多个Cell的物理结点）、4G的eNode B（EvolvedNodeB，演进的NodeB）等。

用手机往外发送消息，就是一条上行链路。就像向网络传送文件，通常叫做“上”传一样。

上行链路是针对移动台侧来说的，移动台到基站方向称之为上行。

反向链路是针对基站侧来说的，移动台到基站方向称之为反向链路。

因此，上行链路又称为反向链路。

工作原理

I码分复用

设计上行链路结构时要求考虑两个目标：必须保证手机前端的功率放大器效率的最大化、手机发送信号产生的音频干扰最小化。

如果在音箱附近接听或拨打GSM手机时，有时会听到音箱发出的噪声。这是因为GSM手机的功放产生的断续发射信号在音箱耦合出音频信号。这种干扰的性质与空中接口的干扰性质完全不同。音频干扰只会对用户产生噪声，而不影响诸如系统容量这样的网络指标。因为GSM系统的帧定时频率为217Hz，在人耳可听见的频带内，一定条件下，就会产生这样的干扰。用IS-95制式的CDMA系统的手机进行通话时，手机的发射机的非连续发射，同样会产生这个问题。在无话音的静默期，发射机发送保持无线链路的1.5kHz功率控制信令。导频信令和1.5kHz的功率控制指令将在通话中产生音频噪声。为避免这种音频干扰的出现，WCDMA系统的手机上行链路的两个专用物理信道采用I-Q/码分复用处理，而不是时分复用。

I-Q/码分复用控制信道产生图2.5所示的控制信道的连续传输。因此导频和功率控制信令在独立的信道连续传输，传输中不产生脉冲。虽然数据信道DPDCH在DTX传输时会产生脉冲，但这种情况很少发生，因此采用I-Q/码分复用的WCDMA对其他小区用户的干扰与采用时分复用的方法（GSM）相同。若导频符号与功率控制指令能量相同，I-Q/码分复用与时分复用方案的链路质量相同。

WCDMA系统的平均用户干扰指标和系统容量与GSM系统相当。若导频与功率控制信令的能量相同，那么两种体制的链路质量也相同。

为了实现功放的最佳效率，应当尽量降低手机发射功率的峰平比，这样手机可以在最小的放大器边界要求下工作，提高工作效率，延长电池时间。I-Q/码分复用也称为四相QPSK调制，DPDCH和DPCCH的功率不同，当两个支路独立时，随着数据速率增加，趋向于BPSK信号的传输。

扩频序列

上行链路DPCCH已使用的信道化序列不能再作为其他物理信道的扩频序列，即使是在不同的I或Q支路上，也是如此。这是上行链路DPCCH的扩频信道化序列的应用的一个限制条件，假设没有这个限制条件，多个上行物理信道采用相同的扩频序列，基站侧的DPCCH检测和信道相位估计使用前就无法分离双信道QPSK的I/Q支路物理信道。

上行链路中的DPDCH扩频因子可以逐帧改变。扩频编码序列来自同一个码树。当扩频信道化序列总是从码树的同一分支得到时，基站侧的解扩操作可以充分地结合码树结构进行解扩，这样就避免了码片级的扩频编码序列的存储。手机的DPCCH给基站提供数据速率信息，或直接明确的传输格式组合指示（TFCI），以配合基站检测变扩频因子的DPDCH。

扰码序列

接收端通过扰码序列区分来自不同信息源的信息。上行链路采用的扰码序列可分为：短扰码和长扰码。长扰码是由25阶生成器多项式生成的，并截短为10ms的帧长度，它包含38400个码片，速率为3.84兆码片/秒。短扰码的长度为256个码片。如果基站使用RAKE接收机，手机的扰码序列为长扰码。如果基站采用多用户检测或干扰取消接收机，短扰码使复杂接收机的实现较容易。这两种扰码族都具有上几百万个可用的扰码，因此上行链路方向对扰码序列资源的使用不进行规划。

短扰码源自扩展的S（2）码族，长码为Gold码。复值扰码序列的子序列如果是短码，则将两个码结合起来，如果是长码，则它们虽然源自同一个长码，但彼此间的相位不同。

复值扰码与两个实码和的关系为：

其中码片速率的序列和为： ={1 1}，={1 -1}。

第二个扰码序列的抽取因子为2，这将减少星座图中的过零次数，以及调制时的幅度扰动。

信号处理

随机接入信道（RACH）的前缀采用与上行链路传输相同的扰码序列，不同的是RACH只采用扰码序列的首4096个码片，而且限制调制状态的转移方法不同。RACH的扩频和扰码处理类似于BPSK处理，即同相和正交支路的扩频和扰码序列都是同一个序列，这样就降低了基站中的RACH接收匹配滤波器的复杂性。

RACH消息部分的扩频、扰码和调制与DCH信道相同。小区的BCH告知手机可用的RACH扰码序列。

为了降低RACH的峰平比，RACH的前缀使用如下的旋转公式：

k=0,1,2...4095

其中a(k)是二进制前缀，b(k)是计算获得的码片间相位旋转90°内的复前缀。RACH的自相关值不受该操作的影响。

RACH前缀还采用签名序列的调制，签名序列有特定的调制方式，这种调制方式可以消除多普勒频偏和频率误差的影响。签名序列由16个符号生成，这16个符号在前缀的持续时间内还进行了交织处理，否则大的频率误差会造成序列互相关特性严重下降。这16个符号仅用在RACH使用时，但是多个扰码序列的签名序列还可以来自同一个签名序列组。CPCH扩频和调制方法和RACH相同，以降低手机和基站的成本。

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