S-CCPCH je fyzický kanál pro přenos směrem k uživateli (downlink) v UMTS, který přenáší přenosové kanály FACH a PCH za účelem vysílání systémových informací, stránkovacích zpráv a uživatelských dat, čímž umožňuje přístup k síti a signalizaci.

Popis

Sekundární společný řídicí fyzický kanál (Secondary Common Control Physical Channel, S-CCPCH) je základní downlinkový kanál ve vzdušném rozhraní WCDMA (Wideband Code Division Multiple Access) systému UMTS podle standardu 3GPP. Funguje na fyzické vrstvě (Layer 1) a slouží jako přenašeč na fyzické vrstvě pro dva klíčové přenosové kanály: Kanál pro přístup v dopředném směru (Forward Access Channel, FACH) a Stránkovací kanál (Paging Channel, PCH). Na rozdíl od primárního kanálu CCPCH, který přenáší pevnou sadu vysílaných informací (BCH), je S-CCPCH flexibilnější. Jeho struktura je podobná dedikovanému fyzickému kanálu (DPCH), ale je určen pro společný přístup více uživatelů. Kanál je charakterizován svým rozprostíracím kódem, který je přiřazen ze stromu kódů společných kanálů, a svým časováním, které je posunuto vzhledem k primárnímu CCPCH.

Z technické perspektivy vysílá S-CCPCH kontinuální proud rádiových rámců. Každý 10ms rádiový rámec je rozdělen do 15 slotů. Kanál může být nakonfigurován s nebo bez příkazů řízení vysílacího výkonu (TPC). Při přenosu FACHu se používá k vysílání řídicí signalizace a malého množství uživatelských dat k uživatelským zařízením (UE) ve stavu CELL_FACH (stav bez dedikovaného spojení). To zahrnuje zprávy o nastavení RRC spojení, potvrzení o aktualizaci buňky a přímý přenos dat pro služby s nízkou aktivitou. Při přenosu PCH slouží k vysílání stránkovacích zpráv pro upozornění uživatelských zařízení na příchozí hovory nebo relace. Síť může v jedné buňce nakonfigurovat více S-CCPCH kanálů, každý s různou datovou rychlostí a rozprostíracím faktorem, aby zvládl proměnlivou zátěž z provozu společných kanálů.

Činnost S-CCPCH je úzce propojena se stavovým automatem uživatelského zařízení (UE). Uživatelské zařízení v režimu nečinnosti (UTRA_IDLE) sleduje přes S-CCPCH kanál PCH kvůli stránkovacím indikacím. Při zahájení spojení může uživatelské zařízení přijímat počáteční signalizaci na FACHu přenášeném S-CCPCH, než je převedeno na dedikovaný kanál. Kanál používá modulaci QPSK. Jeho datová rychlost je proměnná a je určena rozprostíracím faktorem (v rozsahu od 4 do 256) a použitím přizpůsobení rychlosti (rate matching) a kanálového kódování (konvoluční nebo Turbo kódování). S-CCPCH je klíčovou součástí pro efektivitu sítě, protože umožňuje systému obsloužit mnoho uživatelů s potřebou občasné signalizace bez přidělení dedikovaných kanálových prostředků, čímž šetří cenné kódové a výkonové prostředky na downlinku.

K čemu slouží

S-CCPCH byl vytvořen, aby poskytl flexibilní a efektivní mechanismus pro přenos společných řídicích signalizačních zpráv a malých datových paketů více uživatelům v síti UMTS. Řeší omezení spočívající v existenci pouze jediného primárního CCPCH s pevným formátem pro vysílání informací. Síť potřebovala kanál, který by mohl přenášet řídicí zprávy s proměnnou rychlostí, specifické pro uživatele (jako je signalizace RRC pro správu spojení), a vysílat stránkovací zprávy bez nutnosti vytvářet pro každé uživatelské zařízení dedikované spojení, což by bylo značně neefektivní z hlediska využití prostředků. S-CCPCH tento problém řeší tím, že nabízí pro tyto účely sdílený prostředek.

Historicky v GSM podobné funkce zajišťovaly samostatné logické kanály mapované na fyzické časové sloty. Koncepce WCDMA v UMTS zavedla kódový multiplex (code-division multiplexing), což vyžadovalo novou strukturu fyzických kanálů. S-CCPCH společně s P-CCPCH tvořil páteř rámce společných kanálů. Jeho zavedení ve verzi Release 4 bylo součástí základní architektury UMTS. Umožnil efektivní podporu paketových datových služeb v režimu „stále zapnuto“ tím, že umožnil uživatelským zařízením zůstávat ve stavu nízké aktivity (CELL_FACH), přičemž mohla stále vysílat a přijímat malé dávky dat přes FACH bez režie spojené s přechodem na dedikovaný kanál. To bylo zvláště důležité pro rané „always-on“ aplikace a pro správu signalizačního provozu pro velkou populaci neaktivních uživatelů prostřednictvím PCH, což zajišťovalo spolehlivé stránkování a aktualizace systémových informací.

Klíčové vlastnosti

• Přenáší přenosový kanál FACH (Forward Access Channel) pro signalizaci a data.
• Přenáší přenosový kanál PCH (Paging Channel) pro kontakt iniciovaný sítí.
• Používá modulaci QPSK s proměnnými rozprostíracími faktory (4 až 256).
• Podporuje jak konvoluční, tak Turbo kanálové kódování pro různé typy dat.
• Může být nakonfigurován s nebo bez bitů pro řízení vysílacího výkonu (TPC).
• Umožňuje více instancí na buňku pro zvládnutí zatížení provozem.

Související pojmy

• P-CCPCH – Primary Common Control Physical Channel
• FACH – Forward Access Channel
• PCH – Paging Channel
• DPCH – Dedicated Physical Channel
• UTRA – Universal Terrestrial Radio Access

Definující specifikace

• TR 21.905 (Rel-19) — 3GPP Technical Terms and Definitions
• TS 25.202 (Rel-19) — 7.68Mcps TDD Option Technical Specification
• TS 25.211 (Rel-19) — UTRA FDD Layer 1: Transport & Physical Channels
• TS 25.214 (Rel-19) — UTRA FDD Physical Layer Procedures
• TS 25.221 (Rel-19) — UTRA TDD Physical Layer Specification
• TS 25.224 (Rel-19) — UTRA TDD Physical Layer Procedures
• TS 25.225 (Rel-19) — UTRA TDD Physical Layer Measurements
• TS 25.346 (Rel-19) — MBMS in UTRA Technical Specification
• TR 25.903 (Rel-19) — Continuous Connectivity for Packet Data Users
• TR 25.927 (Rel-14) — Energy Saving Solutions for UMTS Node B
• TR 25.929 (Rel-19) — Continuous Connectivity for Packet Data Users

📖 Anglický originál a plná specifikace: S-CCPCH na 3GPP Explorer