CDMA信令分析及处理流程.ppt
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1、内容,CDMA信令集合 登记 登记机制 相关参数 与登记相关的信令消息,1,CDMA信令集合,前向链路 同步信道 寻呼信道 前向业务信道 指令 信息记录 反向链路 接入信道 反向业务信道 指令 信息记录,2,同步信道,同步信道用于给移动台提供时间和帧同步。只有一条消息,即同步信道消息。同步信道分成每80ms一个超帧,每个超帧又分成3个以26.666ms为一帧的帧。 同步信道消息结构,3,同步信道消息长度(MSG_LENGTH)字段 同步信道消息的长度,以8比特组为单位,包含消息长度字段本身、同步信道消息体和CRC。最大值为148。,同步信道同步信道消息体格式,4,寻呼信道,寻呼信道用于在移动台
2、未被指配到业务信道时基站向移动台发送控制信息。 寻呼信道时隙结构 寻呼信道被分成80ms的时隙,2048个时隙又组成一个最大时隙周期(163.8s),每个最大时隙周期开始于系统时间开始的帧。工作于分时隙模式的移动台采用最大时隙周期长度的约数作为时隙周期来监听寻呼信道。 寻呼信道消息包结构 每个80ms的时隙由4哥寻呼信道组成,每帧20ms。一个20 ms的帧被分成10ms长的半帧。任何一个寻呼信道半帧的第一个比特为SCI(同步包指示)比特 寻呼信道消息结构 MSG_LENGTH(8比特,最大值148),消息体,CRC,5,寻呼信道消息汇总,6,寻呼信道消息汇总,7,各消息的使用场合及消息各字段
3、含义见后续相关内容,前向业务信道,在业务信道工作时,基站通过前向业务信道将信令消息发送给移动台。 前向业务信道帧结构,8,前向业务信道消息结构 长度字段(MSG_LENGTH,8比特,最小值5、最大值148)、消息体(162016比特)、CRC(16比特),前向业务信道消息汇总,9,前向业务信道消息汇总,10,指令,基站在寻呼信道和前向业务信道上发送指令消息,具体消息类型参看下表(“Y”表示允许发送)。 一个指令由8比特指令码和0到多个指令特定字段组成 基站需将在指令消息里的ORDER字段置为下表所示指令码,与将要发送的指令类型相一致 如果对应指令的指令鉴定码为“00000000”,并且没有其
4、它附加字段,基站在指令消息里不应包含指令鉴定码和其它指令特定字段 如果对应指令的指令鉴定码不为“00000000”,并且没有其它附加字段,基站在指令消息里应包含指令鉴定码将其作为唯一的指令特定字段,11,用于寻呼和前向业务信道的指令,12,用于寻呼和前向业务信道的指令,13,信息记录,在IS-95中存在很多的“记录”,用来描述各种特定的信息。基站与移动台之间传递特定的信息通常会以“记录”的形式,例如状态查询、信息提示等。 具体每个记录的内容和属性,请参见“IS-95B标准”。 具体的记录类型及其属性以及可以调用它的相关信令,请参见CDMA信令专题四。,14,接入信道,接入信道结构 一个接入信道
5、时隙的长度为(3+MAX_CAP_SZ)+(1+PAM_SZ)个接入信道帧。 对应与某一个寻呼信道的所有接入信道有着相同的时隙长度,而且所有这些时隙开始于相同的时间 各基站之间接入信道时隙可能不同 在每个接入信道上移动台传输一个开始于时隙起始处的96个零以及长度为1+PAM_SZ的接入信道帧组成的前缀。移动台在前缀之后立即发送一个接入信道消息包。 接入信道消息结构 一个接入信道消息包由接入信道消息和填充比特组成; 接入信道消息包的长度应为由下式给出的接入信道帧的整数倍: CAP_SZ=(8+消息体长度+30)/88 每条接入信道消息依次包含一个长度字段(MSG_LENGTH,8比特,最大值为1
6、10)、消息体和一个CRC。,15,接入信道消息,16,反向业务信道消息,17,反向业务信道消息,18,登记,登记就是移动台通知基站“它的大体位置、漫游状态、标识、时隙周期和其他特征”的过程。 移动台通知基站它的位置(所在的区域)和漫游状态,所以当基站想要建立一个移动台被叫时,就可以有效地寻呼到移动台; 当移动台运行在分时隙模式下时,移动台提供SLOT_CYCLE_INDEX参数,因此基站能够决定移动台在哪些时隙监听; 移动台提供移动台等级标志(SCM)和协议版本号(MOB_P_REV),因此基站就指导移动台的能力。,19,登记形式,IS-95B中共有9种登记方式: 开机登记 移动台在开机或从
7、使用的模拟系统切换过来时登记 为了防止在电源的开和关时的多次登记,移动台在进入空闲状态后延迟T57m后才能再次登记 关机登记 如果先前登记在当前服务系统,移动台在关机的时候会再次登记。 直到移动台完成登记尝试前,不会关掉电源 基于定时器的登记 基于定时器的登记使移动台在规定的时隙里登记。它使用一个寻呼信道时隙计数器,当计数器达到一个最大值时执行。 最大值由基站通过系统参数消息的REG_PRD 来控制。 基站可以通过将REG_PRD置为0来关闭基于定时器的登记。 定时器会在每次成功登记(包括隐含登记)之后复位,重新计数。,20,登记形式,基于区域(zone)的登记 当进入一个新的区域时,移动台登
8、记。 区域就是一个给定系统和网络里的基站组。一个区域可以通过(SID,NID,REG_ZONE)来唯一识别。移动台维护了一个“登记区域表(ZONE_LIST)”,这个表由已经登记并且还未过期的区域组成,最多可以包含7个区域识别码(SID,NID,REG_ZONE),但实际可以存储的个数由当前服务基站的“System Parameters Message”中的“TOTAL_ZONE”确定。 “基于区域的登记”就是每当移动台移动至一个不在它内部存储的“登记区域表(ZONE_LIST)”中的新区域时登记。当一个登记(包含隐含登记)发生时,所在区域将会被加到该表中,并且在对应计时器(计时器周期由“Sy
9、stem Parameter Message”中的“ZONE_TIMER”决定)超时时被删除。 REG_ZONE为登记区域号码,21,登记形式,基于距离的登记 当目前的基站与移动台上一次登记的基站之间的距离超过门限(REG_DIST)时,移动台执行登记操作(移动台每次登记完后,都会把当前登记基站的位置存储下来)。 基站可以通过将REG_DIST置为0来关闭基于定时器的登记 参数改变登记 如果移动台改变了以下存储参数时,它将执行登记操作: 优选时隙周期索引(SLOT_CYCLYE_INDEX) 呼叫终止时能指示(MOB_TERM_HOME,MOB_TERM_FOR_SID,MOB_TERM_FO
10、R_NID) 移动台类别号码(SCM) 如果移动台的SLOT_CYCEL_INDEX改变,需要通知服务基站,基站将在新的寻呼信道时隙中发送与该移动台相关的消息。 MOB_TERM_HOME规定了移动台在非漫游区域是否允许被叫; MOB_TERM_FOR_SID规定了移动台在SID漫游区域是否允许被叫; MOB_TERM_FOR_NID 规定了移动台在NID漫游区是否允许被叫; 这三个参数的改变,都要及时地通过“参数改变登记”通知服务基站,22,登记形式,指令登记 当基站通过在“Paging Channel”发送“Registration Request Order”要求移动台登记时,移动台会在
11、规定的时间内进行登记操作。 隐含登记 移动台始呼(Origination Message)和响应寻呼(Page Response Message)时,基站能够推断出移动台的位置,同时“Origination Message”和“Page Response Message”也同时携带了“MOB_P_REV”、“SCM”、“SLOT_CYCLE_INDEX”、“MOB_TERM”等信息,因此这被认为是一次登记,不过属于隐含登记。 业务信道登记 基站在业务信道上通过“Status Request Order”查询已经进入业务信道的移动台的相关状态信息,移动台将以“Status Message”作为登
12、记响应。“Status Message”可以向基站上报移动台的“终端信息”、“漫游信息”等与登记相关的记录信息。,23,与“登记”相关的信令消息,发起登记要求的消息(System Parameters Message) SID:基站的系统ID。 NID:基站的网络ID。 REG_ZONE:基站所在区域的“区域码”。 TOTAL_ZONE:移动台的“区域登记表”中可以存储的登记区域的总个数。 ZONE_TIMER:移动台的“区域登记表”中每个“登记区域”对应的登记计时器的最大值,即“区域登记表”中每个“登记区域”的生存期。 MULTI_SID:允许存储多个SID指示。如果为1,表示允许移动台存储
13、包含不同SID的SID_NID_LIST的多项输入。 MULTI_NID::允许存储多个NID指示。如果为1,表示允许移动台存储多个NID。 HOME_REG::归属登记指示。如果为1,要求移动台进行归属登记。 FOR_SID_REG:SID漫游登记指示。如果为1,要求移动台进行SID漫游登记。 FOR_NID_REG:NID漫游登记指示。如果为1,要求移动台进行NID漫游登记。 POWER_UP_REG:开机登记指示。如果为1,要求移动台进行开机登记。 POWER_DOWN_REG:关机登记指示。如果为1,要求移动台进行关机登记。 PARAMETER_REG:参数改变登记指示。如果为1,要求
14、移动台进行参数改变登记。 REG_PRD:登记周期。如果非0,要求移动台进行基于时间的登记。 BASE_LAT:基站纬度,单位为0.25s。 BASE_LON:基站经度,单位为0.25s。 REG_DIST:登记距离。如果非0,要求移动台进行基于距离的登记。 功能描述: 针对所有服务区内的移动台,规定移动台的各种登记方式。,24,与“登记”相关的信令消息,发起登记要求的消息 Register Request Order (Paging Channel ) 功能描述: 针对某个移动台,要求其进行“指令登记”;对应的移动台以“Registration Message”作为响应。 Status Re
15、quest Order (Forward Traffic Channel) 相关字段: ORDQ:指令鉴定码,指出要查询的记录类型。 功能描述: 针对某个移动台,基站查询移动台的一些状态信息。这些信息通常是与登记相关的信息,如呼叫模式、终端信息、漫游信息、保密状态、IMSI、ESN等。因此此消息常用于基站向移动台发起“登记”要求,要求其进行“业务信道登记”;对应的移动台以“Status Message”作为响应。,25,与“登记”相关的信令消息,执行登记的消息 Registration Message (Access Channel) 相关字段: REG_TYPE: 登记类型 SLOT_CYC
16、LE_INDEX : 移动台时隙周期指数 MOB_P_REV : 移动台协议级版本号 SCM :移动台等级标志 MOB_TERM: 移动台被呼允许登记 功能描述:可以进行“基于定时器”、“基于距离”、“基于区域”、“参数改变”、“基站指令要求”、“开机”、“关机”等所有七种显式登记。,26,与“登记”相关的信令消息,执行登记的消息 Origination Message 相关字段: SLOT_CYCLE_INDEX : 移动台时隙周期指数 MOB_P_REV : 移动台协议级版本号 SCM :移动台等级标志 MOB_TERM: 移动台被呼允许登记 功能描述:移动台始呼,隐含登记。 SCM解码:
17、 0xa:00001010 表示移动台为CDMA单模手机,时隙划分方式为无时隙模式,连续发送,功率等级为三级,27,与“登记”相关的信令消息,执行登记的消息 Page Response Message (Access Channel) 相关字段: MOB_TERM:移动台被呼允许登记 SLOT_CYCLE_INDEX:移动台时隙周期指数 MOB_P_REV:移动台协议级版本号 SCM:移动台等级标志 功能描述:移动台响应寻呼,隐含登记。 Status Message (Reverse Traffic Channel) 相关字段: RECORD_TYPE: 记录类型,如“终端信息”、“漫游信息”
18、等。 RECORD_LEN:记录长度。 RECORD:记录内容。 功能描述:通过查询移动台的“终端信息”、“漫游信息”等获得移动台的登记信息。,28,与“登记”相关的信令消息,移动台发起登记后,基站的响应 Registration Accepted Order / Registration Rejection Order (Paging Channel) 功能描述: 对“Registration Message”的响应。如果登记通过,发送“Registration Accepted Order”;否则发送“Registration Rejection Order”。 Mobile Statio
19、n Registered Message (Forward Traffic Channel) 相关字段: SID NID: REG_ZONE TOTAL_ZONES ZONE_TIMER MULT_SIDS MULT_NIDS BASE_LAT BASE_LONG REG_DIST 相关参数含义同“System Parameter Message” 功能描述:如果移动台登记成功,并且已经被分配了业务信道,基站将通过前向业务信道给该移动台发此消息。,29,内容,Paging Slot Access Attempt Address Mode Call Setup & Call Release,30
20、,Paging Slot,31,Paging Slot,CDMA信道指配: 一个基站(扇区)可能同时支持多个CDMA信道(频点),即多载波。 基站和移动台利用哈什(halsh)函数来确定为移动台指配的CDMA信道。 此时哈什函数的输入参数为: 移动台的MIN或IMSI_S CDMA信道数目 寻呼信道指配: 基站在所支持的CDMA信道(即频点)上最多可以同时发送7个寻呼信道。 基站和移动台利用哈什(halsh)函数来确定为移动台指配的寻呼信道。 此时哈什函数的输入参数为: 移动台的MIN或IMSI_S 寻呼信道数目。,32,Paging Slot,寻呼信道时隙指配:(每个时隙为1.28s) 基站
21、发送的寻呼信道是分时隙的,即在不同的时隙寻呼不同的移动台。 基站寻呼不同的移动台的时隙周期可以是不同的。 对于移动台A,可以每a个时隙寻呼一次; 对于移动台B,可以每b个时隙寻呼一次; 在时隙nab时,可以同时寻呼移动台A和B。 每个移动台各自的时隙周期由各自的SLOT_CYCLE_INDEX决定。 移动台监听寻呼信道时可以是“分时隙”的(即只监听指配给自己的时隙),也可以是“非时隙”的(即监听所有的寻呼信道时隙)。 基站和移动台哈什函数来确定为移动台指配的寻呼信道时隙。 此时哈什函数的输入参数为: 移动台的MIN或IMSI 寻呼时隙的最大号2048 输出参数为:PGSLOT,33,Pagin
22、g Slot,最终指配给移动台的寻呼信道时隙满足下列等式: (t/4)PGSLOT MOD 162SLOT_CYCLE_INDEX 0 其中 t为以帧为单位的系统时间; SLOT_CYCLE_INDEX的取值范围从0到7; 可见: 移动台的时隙周期最小为16个时隙,最大为2048个时隙。 移动台的时隙周期最终由移动台给出的SLOT_CYLCE_INDEX决定。 SLOT_CYCLE_INDEX由移动台在“登记”时通知基站。 如果基站无法确定移动台是否工作于时隙状态或者无法知道移动台的SLOT_CYCLE_INDEX,它将假定SLOT_CYCLE_INDEX为min(MAX_CYCLE_INDE
23、X,1),即不是0,便是1。 MAX_CYCLE_INDEX由基站在“Access Parameters Message”中给出。,34,Access Attempt,35,Access Attempt,从移动台在Access Channel上发送一条信令消息到接收到(或接收失败)基站对该消息的确认消息的整个过程,称为Access Attempt。 Access Attempt中的每次完整的接入信号发送称为Access Probe。 Access Probe包含一个报头(preamble)和消息体(message capsule)。报头的长度为1pam_sz个帧,消息体的长度为3+max_ca
24、p_sz个帧,所以一个Access Probe的总长度为4pam_szmax_cap_sz个帧。 Access Probe的发射功率是逐步递增的,增量步长为pwr_step。 一定数量的Access Probe组成一个Access Probe Sequence。 一个Access Attempt可能包含几个Access Probe Sequence。 不同的Access Probe Sequence可能接入不同的接入信道。接入信道号由IS-95随机数发生器根据上次的接入信道号、ESN和系统时间决定。,36,接入信道请求尝试,37,接入信道响应尝试,38,Select Access Channe
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