CDMA信令与协议

CB A1320 CDMA 信令与协议模块 学习目标 学习完 CDMA 呼叫处理过程 您会熟悉掌握以下内容 掌握 CDMA 呼叫处理状态划分 掌握业务协商过程的基本流程 了解可协商参数和不可协商参数 掌握 CDMA 切换处理过程及切换分类 学习完 CDMA 标准接口及功能分布 您会熟悉掌握以下内容 掌握空中接口层次划分及各层实现的主要功能 掌握 A 接口分类及各接口实现的主要功能 掌握 Abis 接口功能 学习完信令流程 您会熟悉掌握以下主要内容 掌握语音和数据起呼及被呼呼叫流程 掌握各类补充业务流程 掌握寻呼信道及业务信道短消息收发流程 掌握登记 SSD 更新 终端鉴权 参数更新等移动性管理流程 1 目目 录录 第一节第一节 CDMACDMA 呼叫处理过程呼叫处理过程 1 1 1 1 概述 1 1 2 CDMA 呼叫处理状态 1 1 2 1 系统初始化状态 3 1 2 2 系统空闲状态 7 1 2 3 系统接入状态 9 1 2 4 移动台进入并保持在业务信道状态 12 1 3 业务协商过程 13 1 3 1 可协商参数 13 1 3 2 不可协商参数 14 1 3 3 业务协商基本流程 15 1 4 CDMA 切换处理过程 15 1 4 1 空闲切换 15 1 4 2 接入切换 15 1 4 3 软切换和更软切换 17 1 4 4 硬切换 20 第二节第二节 CDMACDMA 标准接口及其功能分布标准接口及其功能分布 2323 2 1 概述 23 2 2 空中接口 Um 接口 23 2 2 1 物理层 24 2 2 2 MAC 层 25 2 2 3 LAC 层 26 2 2 4 层 3 29 2 3 A 接口 30 2 3 1 A1 接口 30 2 3 2 A2 接口 31 2 3 3 A3 接口 31 2 3 4 A5 接口 32 2 3 5 A7 接口 33 2 3 6 A9 接口 34 2 3 7 A8 接口 34 2 2 3 8 A11 接口 35 2 3 9 A10 接口 36 2 4 Abis 接口 36 第三节第三节 信令流程信令流程 3939 3 1 呼叫流程 39 3 1 1 语音呼叫流程 移动台起呼 39 3 1 2 语音呼叫流程 移动台被呼 40 3 1 3 数据呼叫流程 移动台起呼 42 3 1 4 数据呼叫流程 移动台被呼 43 3 2 补充业务流程 45 3 2 1 呼叫等待 45 3 2 2 三方呼叫 方式 1 46 3 2 3 三方呼叫 方式 2 46 3 2 4 突发 DTMF 数字传送 47 3 2 5 连续 DTMF 数字传送 47 3 2 6 MS 在空闲状态时的消息等待指示 48 3 2 7 通过业务信道的消息等待指示 48 3 3 短消息流程 49 3 3 1 在寻呼信道上向移动台发送 SMS 消息 49 3 3 2 在接入信道上接收移动台的 SMS 消息 49 3 3 3 在业务信道上向移动台发送 SMS 消息 49 3 3 4 在业务信道上接收移动台的 SMS 消息 50 3 4 移动性管理流程 50 3 4 1 成功情况下的位置登记 50 3 4 2 位置登记的失败情况 51 3 4 3 SSD 更新 52 3 4 4 终端鉴权 52 3 4 5 参数更新 53 1 第一节第一节 CDMACDMA 呼叫处理过程呼叫处理过程 1 11 1 概述概述 本节主要从移动台在一次完整的呼叫过程中所经历的状态跃迁 由系统初始化状 态 经过了空闲状态和接入状态 直至进入业务信道的过程从整体上描述了 CDMA 的呼叫处理过程 1 21 2 CDMACDMA 呼叫处理状态呼叫处理状态 在一次呼叫建立的过程中 移动台在进入到业务信道之前经历了以下一些状态 系统初始化状态 系统空闲状态 系统接入状态和业务信道状态 见图 1 在系统初始化状态 移动台搜索并获得最强的导频 只有捕获到基站的导频信号 后 移动台才能开始通信 当导频捕获之后 移动台就可以使用Walsh 函数 32 W 和检测导频偏置 PILOT PN 来获得同步信道 从同步信道上移动台可以获得系 统配置和定时信息 接着 移动台将进入系统空闲状态 移动台通过寻呼信道接收来自基站的配置参 数 包括系统参数 接入信道参数等 处于空闲状态的移动台 如果正在发起和接收呼叫 那么它将进入系统接入状态 此时移动台通过接入信道 基站通过寻呼信道来互相传递消息 当接入成功之后 移动台将进入到业务信道状态 在此状态下 我们就可以进行 正常通话了 ZXC10 BSS 系统用户高级培训教材 2 Power Up System Access State 2 6 3 Mobile Station Initialization State 2 6 1 Mobile Station Idle State 2 6 2 Mobile Station Control on the Traffic Channel State 2 6 4 Initialization Task TIA EIA IS 2000 6 Mobile station has fully acquired system timing Receives a PCH or F CCCH message requiring an acknowledgment or response originates a call or performs registration Directed to a Traffic Channel Note Not all state transitions are shown Receives an acknowledgment to an Access Channel or Enhanced Access Channel transmission other than an Origination Message or a Page Response Message Mobile Station Idle Handoff Operation with NGHBR CONFIG equal to 011 or unable to receive PCH or BCCH F CCCH message End Analog mode operation Begin analog mode operation Ends use of the Traffic Channel 图1 移动台呼叫处理状态 精品文档 3 3欢迎下载欢迎下载3 3欢迎下载欢迎下载3 3欢迎下载欢迎下载3 3欢迎下载欢迎下载 1 2 11 2 1 系统初始化状态系统初始化状态 System Determination Substate 2 6 1 1 Power up or Any Other State CDMA system selected Pilot Channel Acquistion Substate 2 6 1 2 Acquires Pilot Channel Sync Channel Acquisition Substate 2 6 1 3 Timing Change Substate 2 6 1 4 Receives Sync Channel Message Mobile Station Idle State Note Not all state transitions are shown 图2 移动台初始化状态 在系统初始化状态分为以下子状态 1 1 系统确定子状态系统确定子状态 ZXC10 BSS 系统用户高级培训教材 4 在此状态下 移动台将选定一个工作系统 如模拟系统或 CDMA 系统 如果选定 了 CDMA 系统 移动台将设置 CDMA 信道号 CDMA CH 表 1 是 CDMA2000 1X 信 道号和对应频率关系 表表 1 1 CDMACDMA 信道号和对应频率信道号和对应频率 注 表示此段频率不能分配给 CDMA 系统 精品文档 5 5欢迎下载欢迎下载5 5欢迎下载欢迎下载5 5欢迎下载欢迎下载5 5欢迎下载欢迎下载 图3 联通在 800MHz 上的频谱分配 CDMA2000 1X 系统的信道间隔为 1 23MHz CDMA2000 1X 在 800MHz 频率 Band Class 0 上的具体频段分配情况为 移动台在 824 849MHz 上发送 基站在 869 894MHz 上发送 cdma2000 1x 频段具体安排详见表 1 联通在 800MHz 上的频谱分配情况如图 3 所示 2 2 导频信道获得子状态导频信道获得子状态 在此状态下 移动台将调到刚才确定的 CDMA 信道上 去搜索导频信道 导频信 道可以通过导频序列偏移 总共 512 个 和频率分配来识别 因为偏移是一个已 知时间延迟整数倍 这就使得移动台对导频的搜索变得容易 协议规定 如果在 20 秒之内 移动台没有捕获到导频信道 移动台将重新确定系统 导频信道不传送任何信息 Walsh 码为 导频信道的功率一般占整个基站发射 0 W 功率的 18 左右 3 3 同步信道获得子状态同步信道获得子状态 ZXC10 BSS 系统用户高级培训教材 6 System Time showing zero shift pilot rollover 26 667 ms Time specified in Sync Channel Message Pilot PN Sequence Offset Sync Channel Sync Channel Superframe 80ms Sync Channel Message 320 ms 图4 同步信道获得子状态 同步信道是经过编码 交织和调制的扩频信号 其工作的固定速率为 1200bps 经过卷积后变为 2400bps 经过重复后达到 4800bps 并且进行交织 移动台捕获同步信道 并获得 CDMA 系统的系统时间和定时信息 进入该子状态 后 移动台为同步信道设定码分信道 如果移动台在 1 秒之内没有收到有效的同 步消息 移动台将重新确定系统 否则 移动台将从同步信道消息中获得系统配 置和定时信息 同步信道消息可以占用多个同步帧 同步帧包含一个 SOM 比特和 31 比特的信息 SOM 比特为 1 表示该帧是同步信道消息的起始帧 SOM 0 表示为同步信道消 息或填充比特的延续 三个同步帧构成一个同步信道超帧 共 96 比特 4 4 定时同步子状态定时同步子状态 在此子状态 移动台利用从同步消息中获取得长码和系统时间和 CDMA 系统的长 码和系统时间进行同步 精品文档 7 7欢迎下载欢迎下载7 7欢迎下载欢迎下载7 7欢迎下载欢迎下载7 7欢迎下载欢迎下载 Long code state valid at this time Common Channels or Traffic Channel with FRAME OFFSET equal to 0 for any pilot PN sequence offset Sync Channel Associated with a Non Zero Offset Pilot PN Sequence Sync Channel Associated with a Zero Offset Pilot PN Sequence Traffic Channel Frame 20 ms This message contains the long code state valid at a time equal to 320 ms pilot PN sequence offset after the end of the message Pilot PN Sequence Offset Sync Channel Superframe Last Superframe Containing a Sync Channel Message 4 Sync Channel Superframes Sync Channel Superframe 80 ms 4 Sync Channel Superframes 320 ms Sync Channel Frame 80 3 ms Even Second Marks Beginning of Every 25th Sync Channel Superframe with a Zero Offset Pilot PN Sequence Aligns with Even Seconds Note Common Channels consists of the Paging Channel Broadcast Channel Quick Paging Channel Common Power Control Channel Common Assignment Channel and Forward Common Control Channel 图5 定时同步子状态 CDMA 系统中使用 42 位的移位寄存器产生长码 长码有两个作用 一是扩频 二 是用于区分不同用户 移动台从同步消息中获得的长码状态是一个 42 比特的序 列 它表示在该系统时间 从同步消息中获得 移动台长码的相位 移动台在 系统时间 SYS TIME 的起始时刻以 1 2288Mcps 的速率 并按照同步消息中长码状 态作为移位寄存器的起始状态来实现长码的同步 移动台在长码和定时同步之后就可以调谐到寻呼信道上监听寻呼信道消息 此时 移动台进入空闲状态 1 2 21 2 2 系统空闲状态系统空闲状态 在空闲状态下 移动台监听寻呼信道 主要完成以下工作 ZXC10 BSS 系统用户高级培训教材 8 接收来自基站的消息和指令 接收寻呼 进行初始登记过程 发起呼叫 进行短消息传送 在进入空闲状态下 移动台将设置 Walsh 码为 并根据同步消息设定寻呼信 1 W 道速率 一个基站最多可以有 7 个寻呼信道 71 WW 寻呼信道被划分成 80ms 的寻呼时隙 且每个时隙由 8 各半帧组成 每个半帧的 时间为 10ms 每个半帧是从 SCI 比特开始 寻呼信道消息在寻呼信道体中传送 寻呼信道体包括消息体 8 比特消息长度字段和 30 比特 CRC 字段 移动台处于空闲状态时 有两种工作模式 非时隙模式和时隙模式 在非时隙模 式下 移动台可以在每一个寻呼信道时隙中接收寻呼信道消息 而时隙模式下 移动台在特定的时隙周期性地被唤醒以监听它的指定时隙 移动台在一个时隙周 期内监听寻呼信道的 1 个和 2 个时隙 这样移动台可以减少处理而省电 移动台 和基站均使用相同的哈希函数来确定移动台在这个时隙周期中将要监听的时隙号 SLOT NUM 0 到 2048 移动台可以通过登记消息 起呼消息或寻呼响应消息提出自己首选的时隙周期索 引 SLOT CYCLE INDEX 3 比特 时隙周期的时间长度为 以 1 28s 为单T 位 计算公式如下 其中 为时隙周期索引 SLOT CYCLE INDEX 最大为 所以最 i T2 i12827 大的 SLOT NUM 128 1 28 1000 80 2048 如下图 当 所以时隙周期为 1 28s 如果移动台在这个时0 i120 T 隙周期中监听的时隙号 SLOT NUM 6 那么它在下一个时隙周期将监听得时隙号 SLOT NUM 6 16 22 精品文档 9 9欢迎下载欢迎下载9 9欢迎下载欢迎下载9 9欢迎下载欢迎下载9 9欢迎下载欢迎下载 1 28 seconds System Time 20470 1234567 8 91011 121314 15 16 PCH Slots A 6 Mobile Station in Non Active State 80 ms PCH Slot Mobile Station in Non Active State A Reacquisition of CDMA System 6 Mobile Station s Assigned PCH Slot 图6 移动台的时隙周期 在寻呼信道上 移动台会接收到基站发来的以下消息 Overhead 消息 信道指配消息 寻呼消息 基站指令 控制信道短消息 Overhead 消息包含了系统的配置 接入信道的配置 相邻小区配置以及 CDMA 频 率配置等重要参数 对 IS95 A 系统 协议规定 以下四种 Overhead 消息必须在 1 28s 发送一次 系统参数消息 接入参数消息 邻区列表消息 CDMA 信道列表消息 对 CDMA2000 1X 系统 除了上述四种消息之外 必须在 1 28s 发送一次的消息还 包括扩展系统参数消息 除此之外 基站在寻呼信道上还可以发送一些可选的 Overhead 消息 对 CDMA2000 1X 系统 这些消息包括扩展邻区列表消息 扩展 CDMA 信道列表消息等 ZXC10 BSS 系统用户高级培训教材 10 处于空闲状态的移动台 如果发起一次呼叫 和接收了基站的一次寻呼 移动台 将进入到系统接入状态 1 2 31 2 3 系统接入状态系统接入状态 接入状态包含以下子状态 更新 Overhead 消息子状态 移动台接入尝试子状态 登记接入子状态 寻呼响应子状态 移动台指令 消息响应子状态 移动台消息传送子状态 移动台使用接入信道给基站发送控制信息 例如起呼和响应基站的寻呼 接入信 道的速率为 4800bps 基站通过接入信道的长码掩码识别每一个接入信道 移动台使用随机接入协议在接入信道上进行消息传送 从发送一条消息到接收到 一条确认消息 或接收失败 的过程称为一次接入尝试 access attemp 接 入尝试中的每次发送被称为一次接入试探 access probe 移动台在一次接入 尝试的每一次接入试探组成接入试探序列 并且在每一个接入试探中发送的是相 同的消息 精品文档 1111欢迎下载欢迎下载1111欢迎下载欢迎下载1111欢迎下载欢迎下载1111欢迎下载欢迎下载 Seq 2 Seq 3 PD message ready for transmission PD 0 for Response messages System Time Access Probe Sequence 1 RSPDRSPD See next figure Access Sub Attempt Access Sub Attempt BS1 Access Sub Attempt BS2 Access Sub Attempt BSn Access Attempt N MAX RSP SEQsfor Response messages or MAX REQ SEQs for Request messages Seq N N 15 System Time 图7 接入尝试 1 ZXC10 BSS 系统用户高级培训教材 12 See previous figure TA RT TA RT TA RT T A Access Probe 1 Access Probe 2 Access Probe 3 System Time System Time ONE R ACH SLOT R ACH PREAMBLE R ACH MESSAGE CAPSULE Modulation Symbol 0 1 PAM SZs 1 16 frames 3 MAX CAP SZs 3 10 frames 4 PAM SZs MAX CAP SZs 4 26 frames Access Channel Frame 20 ms Access Probe Sequence IP Initial Power PI PI PI Select R ACH RA initialize transmit power R ACH Slot and Frame Boundary ACCESS PROBE Access Probe 4 Access Probe 1 NUM STEPs 16 max 图8 接入尝试 2 精品文档 1313欢迎下载欢迎下载1313欢迎下载欢迎下载1313欢迎下载欢迎下载1313欢迎下载欢迎下载 1 2 41 2 4 移动台进入并保持在业务信道状态移动台进入并保持在业务信道状态 在移动台接入成功之后 基站将会指配移动台进入业务信道 移动台将会调谐到 基站指配的码分信道上和基站进行通信 Traffic Channel Initialization Substate 2 6 4 2 Traffic Channel Substate 2 6 4 3 Release Substate 2 6 4 4 System Determination Substate of the Mobile Station Initialization State Enter from System Access State Last call is to be released initiated by Mobile Station user or Release Order Extended Release Message received from base station Layer 3 receives a forward dedicated channel acquired indication from Layer 2 Receives enter traffic channel substate indication ZXC10 BSS 系统用户高级培训教材 14 图9 移动台进入并保持在业务信道状态 1 31 3 业务协商过程业务协商过程 在业务信道工作状态下 移动台和基站需要使用一些事先约定来构造和拆分前反 向业务信道帧 移动台和基站间通过信令交互来建立这些规则的过程 就称为业业 务协商务协商 业务协商需要建立的规则被称为业务配置业务配置 Service Configuration 业务配 置在层三信令中以两个不同的信息纪录来表示 可协商的参数 Service Configuration Information Record 和不可协商的参数 Non Negotiable Service Configuration Information Record Service Configuration Record Channel Configuration Record Mux Options Logical to Physical Mapping FCH CC DCCH CC SCH CC FCH Mux Option DCCH Mux Option SCH Mux Option dsch LPM dtch LPM Radio Configuration Frame Size Radio Configuration Frame Size Radio Configuration Max Rate Coding Max Turbo Convolution Block Size Frame Size 图10 业务协商配置 精品文档 1515欢迎下载欢迎下载1515欢迎下载欢迎下载1515欢迎下载欢迎下载1515欢迎下载欢迎下载 1 3 11 3 1 可协商参数可协商参数 可协商参数包括 前反向复用选项 Forward and Reverse Multiplex Options 前反向业务信道配置 Forward and Reverse Traffic Channel Configurations 前反向业务信道发送速率 Forward and Reverse Traffic Channel Transmission Rates 业务选项连接 Service Option Connections 1 3 21 3 2 不可协商参数不可协商参数 不可协商参数包括 前反向功控参数 Forward and Reverse Power Control Parameters 逻辑到物理映射表 Logical to Physical Mapping 变数率表 Flexible Rate Table 逻辑发送单元表 Logical Transfer Unit Table 分区表 Partition Table ZXC10 BSS 系统用户高级培训教材 16 1 3 31 3 3 业务协商基本流程业务协商基本流程 MSBS E S UmfServiceRequestMsg E S UmrServiceResponseMsg E S UmfServiceConnectMsg E S UmrServiceConnectCompletionMsg E S UmfChannelAssignmentMsg ASSIGN MODE GRANTED MODE CODE CHAN FRAME OFFSET CDMA FREQ REQ PURPOSE T ServiceConfiguration RESP PURPOSE T ServiceConfiguration ACTION TIME T ServiceConfiguration T NonNegotiableServiceConfiguration CON REF SERV CON SEQ 寻 呼 信 道 业 务 信 道 业 务 信 道 T59 5s 图11 业务协商过程 1 41 4 CDMACDMA 切换处理过程切换处理过程 1 4 11 4 1 空闲切换空闲切换 当移动台在空闲状态时 从一个基站的服务区移动到另外一个基站的服务区 检 测到新的导频信号强度远远大于当前导频信号强度时是就会产生空闲切换 1 4 21 4 2 接入切换接入切换 接入切换是指移动台在系统接入状态所发生的切换 移动台通过监视和报告相关 导频的 PN 相位和强度来辅助基站的信道指配过程 被监视的导频是移动台的寻 呼信道对应的有效导频 也可以是同 CDMA 频率的其他导频 分别在两个列表中 精品文档 1717欢迎下载欢迎下载1717欢迎下载欢迎下载1717欢迎下载欢迎下载1717欢迎下载欢迎下载 ACCESS HO LIST 和 OTHER REPORTED LIST 移动台将在不同的接入信道消息中将 导频监视报告发送给基站 根据移动台在作一次接入尝试的不同阶段可以分为三种不同的切换方式 接入入 口切换 Access Entry HO 接入探测切换 Access Probe HO 以及接入切换 Access HO 接入入口切换 Access Entry HO 与移动台在空闲状态所发生的切换基本类似 因为移动台都没有任何接入信道消息发出 唯一的不同在于 如果移动台已经被 寻呼 在 IS2000 中由于有接入 Entry 切换 移动台可以在新的基站上发送寻呼 响应 而对于 IS95 A 移动台丢失了寻呼信道的情况下是无法发送寻呼响应的 接入探测切换 Access Probe HO 是移动台在寻呼响应子状态或起呼尝试子状 态 丢失了寻呼信道之后或发现寻呼信道的强度很弱后发生的切换 接入切换 Access HO 是移动台处于寻呼响应子状态或起呼尝试子状态 完成 一次接入尝试之后 在等待 BS 的响应时 Case 1 或者收到 BS 的消息但是在对该 消息响应之前 Case 2 丢失了寻呼信道或发现寻呼信道的强度很弱后发生的切 换 BS AckCAM ACCESS Entry HO ACCESS Probe HO ACCESS HO System Access State Idle State Traffic Channel State Transition 图12 接入切换 ZXC10 BSS 系统用户高级培训教材 18 1 4 31 4 3 软切换和更软切换软切换和更软切换 软切换是指 MS 在不中断与原来基站联系的条件下开始和新的基站进行通信的一 种切换方式 软切换只能同在相同频率的 CDMA 信道之间 它提供了在基站边界 处的前反向业务信道的分集 在软切换中 移动台连续扫描导频信号 当导频功率超过给定门限时 移动台就 与该小区建立通信 此时多个小区同时支持移动台的呼叫 当导频功率降低到给 定门限时 移动台就中止与该小区的通信 在更软切换中 移动台同时与同一个基站下的多个小区通信 移动台通过每个导频的不同时间偏置来区分不同的导频信号 而偏移是一个已知 时间延迟的整数倍 移动台将它识别的导频以及服务区配置的其它导频分类如下 Active Set 活动集 由目前正在支持移动台呼叫的小区 扇区的导频组成 它包含与分配给移动台的前向业务信道 Walsh 码 有关的导频 Candidate Set 候选集 由不在有效导频集中 但导频强度足够被移动台接 收 并能够对相关的业务信道进行解调的导频 Neighbor Set 邻区集 由不属于活动集和候选集 但极有可能成为软切换 的候选者的小区 扇区导频组成 比如邻区的导频 Remain Set 剩余集 由属于 CDMA 系统但未包含在上述 3 个集合的导频组成 1 1 IS95AIS95A 软切换软切换 精品文档 1919欢迎下载欢迎下载1919欢迎下载欢迎下载1919欢迎下载欢迎下载1919欢迎下载欢迎下载 图13 IS95A 软切换 1 移动台检测到相邻集中的某个导频强度超过 T ADD 发送导频强度测量消息 PSMM 给 BS 并且将该导频移到候选集中 2 基站发送 扩展 切换指示消息 3 移动台将该导频转移到有效导引集中 并发送切换完成消息 4 有效集中的某个导频强度低于 T DROP 移动台启动切换去定时器 T TDROP 5 切换去定时器超时 导频强度仍然低于 T DROP 移动台发送 PSMM 6 基站发送 扩展 切换指示消息 7 移动台将该导频从有效导引集移到相邻集中 并发送切换完成消息 切换参数 T ADD 导频检测门限 强度较强但不在有效集中的导频都是干扰源 该导频必 须立即转到有效集中进行切换 T ADD 的下限 除对导频信号进行滤波处理外 下限值应足以预防切换虚警 T ADD 的上限 切换前话音质量恶化情况 前向链 路状态 切换完成时间要求等因素决定上限的取值 即 T ADD 应该尽可能低 从 而可以迅速增加导频 同时又要足够高 从而避免由于噪声造成的误报 T DROP 导频丢失门限 T DROP 的上限 作用是避免丢弃高质量的导频信号 T DROP 的下限 与小区覆盖面积的大小 实际可用导频强度等有关 T COMP 比较门限 用于比较 Candidate Set Active Set 中的导频强度 其取 值影响 Pilot Strength Measurement Messages 的发送频度 取值小 发送频繁 取值大 将延长切换建立时间 T TDROP 较合适的下限取值是建立一个切换所需的时间 该时间受物理环境的 影响较大 折衷的取值应与实际环境相适应 下图描述了两种较为常见的城区状 况 一种为车台直过十字路口 另一种为手持台 90 度转弯 在此类似情形下 T TDROP 的设置对切换过程影响大 此外 T ADD T DROP 不能相差太小 T TDROP 也不应过小 否则 将引起相关 信令过度交互 手机和基站的 乒乓效应 增加链路负担且恶化通信质量 表表 2 2 切换参数推荐值切换参数推荐值 ZXC10 BSS 系统用户高级培训教材 20 Cell B Cell A 图14 发生切换的典型场景 上图场景说明 1 MS 与 Cell A 联络 2 当处于十字路口时 MS 接收到 Cell B 的高质量信号 并处于切换状态 3 当 MS 通过十字路口后 来自 Cell B 的信号急剧变差 4 若 T TDROP 设置值偏小 在十字路口处 MS 已将 Cell A 丢弃 5 若切换建立时间长 车速快时 将引起掉话 2 2 CDMA2000 1XCDMA2000 1X 的软切换的软切换 1 导频 P2 强度超过 T ADD MS 将其转移到候选集中 2 导频 P2 超过 SOFT SLOPE 8 10 Log PS1 ADD INTERCEPT 2 MS 发 送 PSMM 10 LogPS2 SOFT SLOPEs 8 10 Log PSi ADD INTERCEPTs 2 i Active Set 3 移动台收到 EHDM GHDM UHDM 将 P2 移到有效集中 并发送切换完成消息 4 导频 P1 强度低于 SOFT SLOPE 8 10 Log PS2 DROP INTERCEPT 2 MS 启动切换去定时器 5 切换去定时器超时 移动台发送 PSMM 精品文档 2121欢迎下载欢迎下载2121欢迎下载欢迎下载2121欢迎下载欢迎下载2121欢迎下载欢迎下载 6 移动台收到 EHDM GHDM UHDM 将 P1 移到候选集中 并发送切换完成消息 7 导频 P1 强度低于 T DROP MS 启动切换去定时器 8 切换去定时器超时 MS 将导频 P1 从候选集移到相邻集中 图15 CDMA2000 1X 的软切换 1 4 41 4 4 硬切换硬切换 硬切换是移动在跨越不相交的基站集 Disjoint Sets of base stations 或者 不同的 CDMA 频率 或者不同的帧偏置时 所进行的一种切换方式 其特点是在 业务信道上会出现短暂的中断 基站通过向移动台发送 CFSRQM 侯选频率搜索请求消息 来要求移动台搜索导频 强度 移动台通过向基站响应 CRSRSM 候选频率搜索响应消息 来说明自己完成 一次搜索所需的时间及搜索能力 搜索结果可通过 CFSRPM 候选频率搜索报告消 息 通知基站 报告中包括在服务频率上的平均输入功率 在候选频率上的平均 输入功率 在候选频率上的导频相位和强度等信息 以辅助基站进行硬切换 ZXC10 BSS 系统用户高级培训教材 22 当移动台跨越不同的基站集 不同的频率 不同的帧偏置时 基站通过发送 EHDM GHDM UHDM 指示进行 CDMA to CDMA 硬切换 并且移动台可以在硬切换失败 后能够返回原来的服务频率 如何确定最优的新的有效导引信号集 如何确定最优的新的有效导引信号集 当 BS 决定进行一次硬切换时 新频率上 的有效导频的数量可能比较多 MS 的环境在动态的变化 最佳的有效导频集也在 不断的改变 BS 指定的有效导频有可能非常弱 而比较强的导频可能不在有效导 频集中 在 IS2000 中 MS 可以通过报告在侯选频率 CF 上的导频搜索结果给 BS 来辅助 BS 在进行不同频率间的硬切换时可以选择一组最优的有效导频信号 集 这种搜索和报告的过程可以周期性的进行 以减轻随时间变化所造成的影响 在 IS95A 中 进行同频率间的硬切换时 相邻导频的信息可以通过导频强度测量 消息报告给 BS 如何确定精确的切换时间 如何确定精确的切换时间 一旦新的有效导频集被选定 决定开始一次硬切换的 精确时间是非常困难的 即使 BS 可能根据 MS 和它自己的 Round trip 延迟 或 者 MS 的信号已经很弱来开始一次硬切换 它仍然不知道目标频率 小区上的当前 的 RF 环境是否足够好 因此 一个错误的 决定 将会导致在切换后的掉话 在 IS2000 的处理中 MS 被要求搜索 CF 的导频强度 并且要将结果报告给 BS 以辅助 BS 在硬切换时作出合适的 决定 在进行 SF 和 TF 的 RF 环境比较时 有几个重要的门限值 以帮助决定一次硬切换能否使当前的会话得益 这种方法 也可以用在相同频率的硬切换过程中 切换失败后的处理 切换失败后的处理 一次不成功的硬切换将导致掉话 在 IS2000 中 MS 在完成 一次不成功的硬切换之后 可以返回到原来的服务频率上去 恢复以前的配置 继续在原频率上进行通信 本节小结本节小结 本节介绍 CDMA 呼叫处理过程 详细介绍了 CDMA 呼叫处理的四个状态 概述了业 务协商过程的基本流程 对切换分类及功能特点做了简要的介绍 思考题思考题 1 CDMA 呼叫处理分哪几个状态 2 业务协商过程中的可协商参数及不可协商参数具体指哪些参数 精品文档 2323欢迎下载欢迎下载2323欢迎下载欢迎下载2323欢迎下载欢迎下载2323欢迎下载欢迎下载 3 请描述接入切换的定义 接入切换又可以分为哪几类 请描述各类接入切换 的主要特点 4 什么是软切换和更软切换 它们和硬切换有什么主要区别 25 第二节第二节 CDMACDMA 标准接口及其功能分布标准接口及其功能分布 2 12 1 概述概述 本节描述了 CDMA 协议的分层概念及其基本内容 MSC HLR AUC 2G BTS 3G BTS或2G BTS版本升级 3G BTS Abis Abis Abis PSTN PLM 3G BSC 或2G BSC版本升级 3G BSC Internet PDSN HA AAA serve 路由器 路由器 Ethernet ATM 2G BTS 2G Abis BS M 3G 终 2G 终 端 图16 话音业务和分组数据业务组网图 2 22 2 空中接口 空中接口 UmUm 接口 接口 第一层 物理层 第二层 基本业务 第二层 链路层 寻呼 接入信道 复用子层 业务信道 第二层 辅助业务 第二层 信令 用户层 辅助业务 第三层 呼叫处理和控制 用户层 基本业务 图17 IS 95A 协议结构 ZXC10 BSS 系统用户高级培训教材 26 图18 CDMA2000 协议结构 2 2 12 2 1 物理层物理层 物理层 Physical Layer 完成 CDMA2000 前反向物理信道的编解码和调制解调 功能 主要的物理信道及功能描述如下 F PICH 前向导频信道 功能等同于 IS 95A 中的前向导频信道 用于使移动台 进行同步 F SYNC 前向同步信道 功能等同于 IS 95A 中的前向同步信道 用于为移动台 提供系统时间和帧同步信息 F BCCH 前向广播控制信道 只能工作在 RC3 以上 用于传递 Overhead 消息和 短消息给移动台 F CACH 前向公共指配信道 只能工作在 RC3 以上 与 F CPCH R EACH R CCCH 配合使用 当基站解调出一个 R EACH Header 后 通过 F CACH 指示移动台在哪 一个 R CCCH 信道上发送接入消息 接收哪个 F CPCH 子信道的功率控制比特 精品文档 2727欢迎下载欢迎下载2727欢迎下载欢迎下载2727欢迎下载欢迎下载2727欢迎下载欢迎下载 F CPCCH 前向公共功率控制信道 当移动台在 R CCCH 上发送数据时 向移动台 传递反向功率控制比特 R PICH 反向导频信道 只能工作在 RC3 以上 用于辅助基站检测移动台所发射 的数据 R EACH 反向增强接入信道 只能工作在 RC3 以上 当移动台还未建立业务信道 时 可以通过该信道发送控制消息到基站 提高了移动台的接入能力 F R CCCH 前反向公共控制信道 用于当移动台还没有建立业务信道时 基站和 移动台之间传递一些控制消息和突发的短数据 R ACH 反向接入信道 功能与 IS 95A 中的反向接入信道相同 F PCH 前向寻呼信道 功能与 IS 95A 中的前向寻呼信道相同 F QPCH 前向快速寻呼信道 只能工作在 RC3 以上 用来快速指示移动台在哪一 个时隙上接收 F PCH 或 F CCCH 上的控制消息 由于移动台可以不用长时间监视 F PCH 或 F CCCH 时隙 可以较大幅度的节省移动台电能 F R DCCH 前反向专用控制信道 属于业务信道的一种 只能工作在 RC3 以上 当移动台处于控制在业务信道状态时 用于传递一些消息或较短的数据 F R FCH 前反向基本信道 属于业务信道的一种 用于当移动台进入到控制在 业务信道状态后 承载信令 话音 低速的分组数据业务 电路数据业务或辅助 业务 F R SCH 前反向补充信道 属于业务信道的一种 只能工作在 RC3 以上 用于 当移动台进入到控制在业务信道状态后 承载高速的分组数据业务 14 4K 以上 2 2 22 2 2 MACMAC 层层 按照 IS 2000 协议构架 MAC 子层主要包括复用解复用子层和 RLP 协议实现 描 述如下 公共信道复用子层 Common Channel Multiplex Sublayer 完成公共信道 公共信令信道 的复用解复用 主要是根据消息的长度和要发送的时隙 完成 分时隙发送和接收 专用信道复用子层 Multiplex Sublayer 完成专用信道 业务信道 的复用 解复用 前向将分别来自 LAC 层 SAR 子层的信令分片 来自 Vocoder 的话音数据 来自 RLP 的电路数据或分组数据复用到一个物理信道帧中 反向从一个具体的物 ZXC10 BSS 系统用户高级培训教材 28 理信道帧中解复用出信令分片 话音数据 电路数据 分组数据 并分别提交到 相应的上层协议栈进行处理 RLP 根据上层协议栈的不同要求 提供不同的协议栈 完成基站到移动台之间 可靠的或实时的数据传输机制 Multiplex Sublayer Data Service sr id 1 Signaling dschdtch sr id 1 dtch sr id 1 data block data block data block data block Header format bits MuxPDU Header data blockCRCdata block MuxPDU Type 3 or 5 LTU CRC SCH SDU FCH or DCCH SDU MuxPDU Type 1 2 or 6 MuxPDU Header LPM Table data block data block LTU MuxPDU Type 3 or 5 图19 业务信道帧处理过程 1171 1128080 11240128 11216152 172 bits 172 bits 172 bits 172 bits 9600bps 全速率基本业务 MM 0 基本业务信道 1 2速率基本业务 和信令业务 基本业务信道信令业务信道 1 4速率基本业务 和信令业务 MM 1 TT 0 TM 00 基本业务信道信令业务信道 MM 1 TT 0 TM 01 1 8速率基本业务 和信令业务 基本业务信道信令业务信道 MM 1 TT 0 TM 10 112168 172 bits 仅信令业务 信令业务信道 MM 1 TT 0 TM 11 图20 业务信道复用格式 2 2 32 2 3 LACLAC 层层 按照 IS 2000 协议构架 LAC 子层完成的功能主要包括层 3 信令的证实重传机制 分段与重组机制等 对于前反向和不同类别的信道 其完成的功能有所不同 1 1 LACLAC 各子层功能描述各子层功能描述 精品文档 2929欢迎下载欢迎下载2929欢迎下载欢迎下载2929欢迎下载欢迎下载2929欢迎下载欢迎下载 Authentication 子层