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文档简介
1、Um接口:MS与BTS间接口,承载信令和业务Abis接口:BSC与BTS间的接口,承载信令和业务A1接口:承载MSCBSC间信令A2接口:承载MSCBSC间业务A3/A7接口:源BSC和目标BSC之间的信令业务接口A8接口:承载BSCPCF间的业务A9接口:承载BSCPCF间的信令A10接口:承载PCFPDSN间的业务A11接口:承载PCFPDSN间的信令MS: 移动台 BTS: 基站 BSC: 基站控制器 MSC: 移动交换中心 HLR :归属位置寄存器 VLR: 拜访位置寄存器PCF: 分组数据控制功能 PDSN: 分组数据控制节点HA: 家乡代理 FA: 外地代理SCP: 业务控制点 R
2、adius: 远程认证拨入用户业务PSDN的功能:用来连接无线网络和分组数据网的接入网关,为移动Internet/Intranet用户提供分组数据接入服务。除了使点到点协议(PPP)封装的IP包能在无线网络和IP网络间正确传输外,PDSN还与其他各种接入服务商的IP分组网络连接,从而为终端用户提供诸如互联网接入、电子商务、WAP应用等多种业务。 PCF的功能:主要负责与BSC、MSC配合将分组数据户接入到分组交换核心网PDSN上。核心网的功能实体包括PDSN、HA、FA、RADIUS(AAA)服务器等功能实体。 AAA服务器的功能:用户注册信息的认证,即通过验证一些预先登记的信息进行用户身份认
3、证;数据业务的授权,即决 定是否授权移动用户访问特定的网络资源;计费信息的处理,即搜集资源使用信息,进行计费、审计、成本分配或趋势分析等。此外,它还须实现与PDSN、HA及其它AAA服务器的交互功能,向移动用户提供分组数据业务。 本地代理HA的功能:只有使用“移动IP”时才需要HA。作为一个独立的网络单元,HA用来完成对移动IP和代理移动 IP用户的移动性管理功能。HA通过移动终端登记来定位移 动用户,同时把分组数据转发到用户当前所登记的FA(位于 PDSN内)。HA同时支持动态的IP地址分配和反向隧道。 平台用来提供无线数据业务。 IS-95A使用速率集1(9600,4800,2400,12
4、00bps),IS-95B使用速率集2(14400,7200,3600,1800bps)。IS-95A使用测量消息报告方式进行前向信道功率控制,其速率是秒级的,约2s控制一次。IS-95B在速率集2(即RC2)下使用擦除指示比特 (EIB)方式进行前向信道功率控制,每20ms上报,其速率为50Hz;cdma2000使用快速前向功率控制,其速率与反向快速功率控制一样,都是800Hz。IS-95B增加接入过程中的切换;IS-95B增加软切换动态门限(相对门限);移动台辅助的硬切换过程(MAHHO)CDMA 2000 1X反向增加了导频信道,话音用户容量是IS95的两倍,数据业务容量是IS95的三倍
5、;cdma2000室内最高数据速率为2Mbit/s以上,步行环境时为384kbit/s,车载环境时为144kbit/s以上。 处理增益:最终扩频速率和比特速率的的比.在IS95A系统中,处理增益为128 (1.2288Mcps/9.6kbps=128),也就是10*lg128=21dB信源编码:QCELP(8K,13K)(高通码激励线形预测编码)和EVRC(增强可变速率编码)Q8K编码全速率是8.6kbps.另外支持1/2,1/4,1/8速率Q13K编码全速率是13.35kbps.另外支持1/2,1/4,1/8EVRC编码全速率是8.55kbps.另外支持1/2, 1/8速率编信道编码的目的:
6、是为了提高数据传输的可靠性.CDMA2000系统中有两种信道编码:卷积码(语音)和Turbo码(数据).交织的目的: 在传输前,将帧中的符号顺序打乱,将传输过程中产生的连续误码离散化,以便在信道解码时纠错,使信道具有一定的抗衰落能力.长码:是周期为242-1的M-序列,速率为1.2288Mcps。CDMA网络使用同一长码。同一用户在前向和反向使用同一长码偏置,也就是同一个长码掩码。长码功能:加扰前向CDMA信道。在反向,与MS提供的掩码(ESN)共同形成用户标识码,来区分出不同的MS。扩频的目的:1.抗干扰;2.降低所传输的信号被其他接收者探测出的可能性;3.实现多址技术Walsh码的作用:在
7、前向,扩频,用于区分不同的用户。在前/反向,用于区分信道类型。在CDMA中采用的各项调制技术包括BPSK(二进位相移键控法),QPSK,OQPSK,MPSK等.前向信道中,主要采用QPSK(四相相移键控)调制技术.反向信道中,采用OQPSK(偏置正交相移键控)/HPSK(混合相移键控)等调制技术PN短码:在前向用于区分基站扇区;在反向用于四相扩频(0偏置)。长码:在前向用于数据扰码;反向用于区分用户。 WALSH码:前向用户识别;反向:正交调制。导频信道用walsh 0;同步信道用walsh 32;寻呼信道用walsh 1-7;业务信道用其他。共64个walsh 码。短码(Pseudo Noi
8、se):速率为1.2288Mcps.功能: 系统利用PN短码的时间偏置来区别 (BTS)扇区.可允许所有Walsh码在各 (BTS)扇区复用.系统规定PN码最小偏移值为64chips, 共有512个时间偏置 (215 /64=512).前向导频信道(F-PICH)导频信道传送全0信息,用Walsh 0码扩频,直接用PN短码进行调制,BTS连续发射导频信道, 导频信道的作用:帮助手机捕获系统; 多径搜索;提供相位参考,帮助手机进行信道估计,作相干解调;切换时手机测量导频信道,进行导频强度比较。前向同步信道(F-SYNC)同步信道固定使用Walsh 32 码进行扩频,直接用PN短码进行调制。同步信
9、道速率固定为1200bps,固定使用262/3 ms帧。手机通过同步信道获得与系统的同步.同步信道提供信息包括: 导频偏置PILOT_PN;系统时间SYS_TIME;长码状态LC_STATE;寻呼信道速率P_RAT;系统标识SID;网络标识NID。前向寻呼信道(F-PCH)BTS通过寻呼信道寻呼手机和指配业务信道,寻呼信道固定使用Walsh码W1W7作为扩频码, 速率为9600bps或4800bps, 寻呼信道帧长为20ms.BTS在寻呼信道上发送:系统参数消;接入参数消息;邻区列表;CDMA信道列表前向基本业务信道(F-FCH)前向基本业务信道帧分5ms和20ms帧.20ms帧用于在前向传送
10、BTS的语音业务.5ms帧用于控制信令的快速传送其他前向信道前向广播控制信道(F-BCCH):发送系统公共开销消息和短消息.帧长40ms,速率38400bps,19200bps,9600bps.前向快速寻呼信道(F-QPCH):采用了OOK调制方式,移动台对它解调可以非常简单迅速.使MS解调迅速,并且不必长时间地连续监听F-PCH,从而达到延长MS待机时间的目的.前向公共功率控制信道(F-CPCCH):多个功控子信道,每个功控子信道一个比特,对多个反向公共控制信道(R-CCCH)和反向增强接入信道(R-EACH)信道进行功控.前向公共指配信道(F-CACH):发送反向链路信道快速相应的指配信息
11、,提供对反向链路随机接入分组传输的支持速率9600bps,帧长5ms.前向公共控制信道(F-CCCH):用于发送给指定MS的消息,与寻呼信道公功能类似,但是数据速率更高,更可靠.可支持速率为9600pbs,19200bps,38400bps前向基本信道(F-FCH):用于高速数据的传送,当数据业务呼叫建立的时候,首先分配给MS的是F-FCH.如果数据速率超过9.6K,那么系统将会分配前向补充信道(F-SCH)给MS.前向专用控制信道(F-DCCH):用于在呼叫过程中传送用户特定的信令信息,每个前向业务信道可以有一个F-DCCH.支持5ms和20ms帧,速率为14400bps和9600bps功率
12、控制子信道(F-PCSCH):在前向业务信道上连续发送,子信道按照每1.25ms一个比特的速率发送(800bps),每个功控比特可以使MS增加或减少功率的最小值为0.25dB.CDMA2000反向物理信道反向导频信道 (R-PICH):利用反向导频信道,BTS能进行相干解调,提高接收性能,增大了反向信道容量.反向接入信道(R-ACH):反向接入信道用于MS在反向接入系统和响应寻呼.增强型反向接入信道 (R-EACH):用于MS发起同BTS的通信或是响应专门发给MS的消息.帧长可以为5ms,10ms和20ms,速率分别为9600bps,19200bps和38400bps反向公共控制信道(R-CC
13、CH):用于在没有反向业务信道时向BTS发送用户和信令信息.帧长可以为5ms,10ms和20ms,速率分别为9600bps,19200bps和38400bps反向基本信道 (R-FCH):反向业务信道用于MS在反向传送数据和信令反向补充信道(R-SCH):用于数据业务的传输帧长可以为20ms,40ms和80ms,可支持速率为9600bps,19200bps,38400bps,78600bps,bps和bps反向补充码分信道(R-SCCH):用于在通话过程中向BTS发送用户消息.帧长20ms,可支持速率9600bps和14400bps反向专用控制信道(R-DCCH):用于在通话中向BTS发送用户
14、和信令消息.帧长为5ms或20ms,可支持速率9600bps和14400bps.功率控制子信道(F-PCSCH):在反向导频信道上连续发送2000与95比较新增加的性能:无线部分:1相比于IS-95系统采用64位Walsh码,cdma2000 1xRTT系统最高可采用128位Walsh码,提高系统容量2快速前向功率控制增加前向容量3前向发送分集增加前向容量4补充信道(SCH)支持高速分组数据业务5引入Turbo编码增加系统的吞吐量6反向辅助导频信道反向链路相干解调采用相关解调,提高反向容量7灵活的帧长度满足不同的分组数据业务要求8可选择较长的交织器9改进的媒体接入控制(MAC)方案支持QoS/
15、分组状态转移等网络部分:1增强的A1接口支持并发业务,支持紧急呼叫2引入用户区域为用户在不同地理区域提供不同的服务3A3/A7接口支持BSC间软切换4A10/A11接口支持分组数据5PCF和PDSN之间的安全联盟支持安全可靠的传输6支持Mobile IP支持分组数据的宏移动(PDSN/FA之间)移动台初始化过程: 遍历所有PN,捕获信号最强的导频信道,寻找CDMA频点,实现短码同步.接收同步信道消息,获取LC_STATE, SYS_TIME, P_RAT等系统信息.守候在基本寻呼信道,接收系统消息.在接入信道进行登记、发起始呼或响应被叫.CDMA所说的频点是以一个AMPS频点为中心频点的1.2
16、5M的一个频段.也就是一个CDMA载波.保护频带仅在CDMA载波和非CDMA载波相邻时需要考虑.在相邻CDMA载波上不需要考虑,例如CDMA在800M常用频点有201,242,283.每个载波仅需要间隔41个AMPS频点即可. CDMA的283频点的中心频点是:上行:8250.03283833.49MHZ下行:8700.03283878.49MHZ频率计算公式前向:F=870+N*0.03; 反向: F=825+N*0.03N: CDMA信道号(频点)无线配置 (Radio Configuration). 是指一系列前向或者反向信道的工作模式, 每种RC支持一套数据速率, 其差别在于物理信道的
17、各种参数, 包括调制特性和扩频速率.前向无线配置RC扩频速率最大速率编码效率编解码方式调制方式12119.614.41/23/4卷积码BPSK345111153.6307.2230.41/41/23/8卷积或Turbo码QPSK67893333307.2614.4460.81036.81/61/31/4or 1/31/2or 1/3卷积或TurboQPSK反向无线配置RC扩频速率最大速率编码效率编解码方式调制方式12119.614.41/31/2卷积码正交调制341153.6307.2230.41/41/23/8卷积或Turbo码BPSK5633153.6(614.4)460.8(1036.8
18、)1/4(1/3)1/4(1/2)卷积或TurboBPSK扩频速率: 可以理解为码片速率, 1代表 1* 1.2288Mcps.RC组合规律对于CDMA2000 1X:前向RC: RC1RC5反向RC: RC1RC4组合规律: 前向 RC1, 反向RC1前向 RC2, 反向RC2前向 RC3 或 RC4,反向 RC3前向 RC5, 反向 RC4覆盖区定义在小区制移动通信网中,基站设置很多,移动台又没有固定的位置,移动用户只要在服务区域内,无论移动到何处,移动通信网必须具有交换控制功能,以实现位置更新、越区切换和自动漫游等性能。服务区是指移动台可获得服务的区域,即不同通信网(如PLMN、PSTN
19、或ISDN)用户无需知道移动台的实际位置而可与之通信的区域。PLMN是由一个公用陆地移动通信网(PLMN)提供通信业务的地理区域。PLMN 可以认为是网络(如ISDN网或PSTN网)的扩展,一个PLMN区可由一个或若干个移动交换中心(MSC)组成。在该区内具有共同的编号制度(比如相同的国内地区号)和共同的路由计划。MSC构成固定网与PLMN之间的功能接口,用于呼叫接续等。MSC区是由一个移动交换中心所控制的所有小区共同覆盖的区域构成PLMN网的一部分。一个MSC区可以由一个或若干个位置区组成。位置区是指移动台可任意移动不需要进行位置更新的区域。位置区可由一个或若干个小区(或基站区)组成。为了呼
20、叫移动台,可在一个位置区内所有基站同时发寻呼信号。基站区:由置于同一基站点的一个或数个基站收发信台(BTS)包括的所有小区所覆盖的区域。小区:采用基站识别码或全球小区识别进行标识的无线覆盖区域。在采用全向天线结构时,小区即为基站区。扇区:基站的某一个定向天线所覆盖的区域称为扇区。用户和终端号码MDN:Mobile Directory Number,移动号码薄号码.为本网移动用户作被叫时,主叫用户所需拨的号码. CC (Country Code)MAC (Mobile Access code)SN (Subscriber Number)IMSI:International Mobile Subs
21、criber Identity ,国际移动用户识别码.是在CDMA数字公用陆地蜂窝移动通信网中唯一地识别一个移动用户的号码.MCC (Mobile Country Code)MNC (Mobile Network Code) MSIN (Subscriber Number)ESN:Electronic Serial Number,电子序列号.电子序列号是唯一地识别一个移动台设备的号码. ESN一般用8位16进制的数字表示厂家编号(8 bits)保留号段(6 bits) 设备序号(18 bits)MEID:Mobile Equipment Identifier,移动台设备标识.与ESN功能相同,
22、前面共56bits,可规避和解决ESN资源不足问题.校验码不在空口传输.厂家编号(32 bits)序列号(24 bits)校验码(4 bits)TMSI :Temporary Mobile Station Identity,临时移动台标识.与IMSI无直接关系,可以随时改变.代替IMSI号码在无线接口上识别用户.防止在无线接口上被监听.防止窃取IMSI号码.TMSI_ZONE(1-8 byte)TMSI_CODE (2-4 byte)TLDN: Temporary Local Directory Number,临时本地号码薄号码.为了加强系统的保密性而在VLR内分配的临时用户识别,它在某一VL
23、R区域内与IMSI唯一对应.CC (Country Code)MAC (Mobile Access code)SN (Subscriber Number)无线网络号码SID: System Identification,系统标识.长度15bits,用来识别一个无线覆盖区.NID: Network Identification,网络标识.长度16bits,和SID用来识别一个无线覆盖区.PZID: Packet Zone Identification,数据包区域标识.长度两个字节,和SID/NID用来唯一标识一个PCF,供PDSN用来识别呼叫.REGZONE: Registration Zone
24、,注册区域.长度12bits,用来标识MS位置更新区域.REGZONE: Registration Zone,注册区域.长度12bits,用来标识MS位置更新区域.SID(4bytes)NID(4bytes)BSCID(4bytes)MSC ID:在MSC之间发生硬切换时,用来标识源MSC和目的MSC.Entity ID/ Market ID: 在MSC侧标识BSC实体.LAI: Location Area Identification,位置区识别码.寻呼消息是在一个位置区内广播.MCC (3bits)MNC(2bits)LAC (Local Area Code) (4bits)CGI: Ce
25、ll Global Identification,全球小区识别码.LAICI (Cell Identity)=Cell_ID(12 bits)+Sector_ID(4 bits)核心网络号码1. 信令点编码:用来唯一标识核心网络中的一个网络节点.一般采用七号信令点编码.2SSN: Subsystem Number,子系统号.是SCCP协议中本地寻址信息,用于识别同一节点中的不同SCCP用户。功率控制基本原则:控制发射功率,保证信号经过无线传输后到达对方接收机时,能满足正确解调的所需门限。尽可能降低基站、移动台的发射功率,以降低用户之间的干扰,使网络性能达到最优。控制发射功率使各处MS到达基站的
26、功率基本一直。功率控制的分类根据功控方向可分为:反向功率控制(控制手机)和前向功率控制(控制基站)根据功控类型可分为:反向功率控制:反向开环功率控制;反向闭环功率控制(内环 外环)前向功率控制:基于测量报告的功率控制;EIB功率控制;快速功率控制(内环 外环)Radio Configuration简称为RC,是指一系列前向或反向信道的工作模式,每种RC支持一套数据速率,其差别在于物理信道各种参数,包括调制特性和扩频速率。功率控制算法的应用MS先将手机版本信息发送给基站,基站根据其版本信息选择不同的功控算法。前向功控基于CDMA标准:移动台版本为25,分配RC1信道, 使用测量报告功控。移动台版
27、本为35,分配RC2信道,优先采用 EIB功控,也可使用测量报告功控。(95A、95B版本)移动台为版本6以上(1x以上版本),优先采用前向快速功控,也可使用测量报告功控和EIB功控。反向功控的应用移动台版本从2到7,均采用相同的反向功控算法(开环、闭环)。移动台协议版本:1-2、IS95;3、IS95A;4-5、IS95B;6、20001X反向功率控制反向功率控制分为3个部分:反向开环功率控制、闭环功率控制和外环功率控制。在实际系统中,反向功率控制是由上述三种功率控制共同完成的,即首先对移动台发射功率作开环估计,然后由闭环功率控制和外环功率控制对开环估计作进一步修正,力图做到精确的功率控制。
28、反向开环功控CDMA系统的每一个移动台都一直在计算从基站到移动台的路径损耗,当移动台接收到从基站来的信号很强时,表明要么离基站很近,要么有一个特别好的传播路径,这时移动台可降低它的发送功率,而基站依然可以正常接收;相反,当移动台接收到的信号很弱时,它就增加发送功率,以抵消衰耗,这就是开环功率控制。开环功率控制简单、直接,不需在移动台和基站之间交换控制信息,同时控制速度快并节省开销。反向闭环功控反向闭环功控正又分为内环和外环两部分,内环指基站接收移动台的信号后,将其强度与一门限(下面称为“闭环门限”)相比,如果高于该门限,向移动台发送“降低发射功率”的功率控制指令;否则发送“增加发射功率”的指令
29、。外环的作用是对内环门限进行调整,这种调整是根据基站所接收到的反向业务信道的指令指标(误帧率)的变化来进行的。通常FER 都有一定的目标值,当实际接收的FER 高于目标值时,基站就需要提高内环门限,以增加移动台的反向发射功率;反之,当实际接收的FER低于目标值时,基站就适当降低内环门限,以降低移动台的反向发射功率。最后,在基站和移动台的共同作用下,使基站能够在保证一定接收质量的前提下,让移动台以尽可能低的功率发射信号,以减小对其它用户的干扰,提高容量。前向功控:前向功率控制的目的就是实现合理分配前向业务信道功率,在保证通讯质量的前提下,使其对相邻基站/扇区产生的干扰最小,也就是使前向信道的发射
30、功率在满足移动台解调最小需求信噪比的情况下尽可能小。移动台通过Power Measurement Report Message上报当前信道的质量状况:上报周期内的坏帧数,总帧数。BSC据此计算出当前的FER,与目标FER相比,以此来控制基站进行前向功率调整。1X中的前向快速功率控制 前向快速功率控制分为前向外环功率控制和前向闭环功率控制。在外环使能的情况下,两种功率控制机制共同起作用,达到前向快速功率控制的目标。前向快速功率控制虽然发生作用的点是在基站侧,但是进行功率控制的外环参数和功率控制比特都是移动台检测前向链路的信号质量得出输出结果,并把最后的结果通过反向导频信道上的功率控制子信道传给基
31、站软切换软切换有以下几种方式:同一BTS内相同载频不同扇区之间的切换,也就是通常说的更软切换(softer handoff);同一BSC内不同BTS之间相同载频的切换;同一MSC内不同BSC的之间相同载频的切换。软切换由BSC帧处理板进行选择合并,更软切换不同分支信号在BTS分集合并硬切换硬切换是在呼叫过程中,移动台先中断与原基站的通信,再与目标基站取得联系,发生在分配不同频率或者不同的帧偏置的CDMA 信道之间的切换。FDMA、TDMA系统中广泛采用硬切换技术,当硬切换发生时,因为原基站与新基的载波频率不同,移动台必须在接收新基站的信号之前,中断与原基站的通信,往往由于在与原基站链路切断后,
32、移动台不能立即得到与新基站之间的链路,会中断通信。另外,当硬切换区域面积狭窄时,会出现新基站与原基站之间来回切换的“乒乓效应”,影响业务信道的传输在CDMA 中,有以下几种发生硬切换的情况: 不同的频率间的硬切换; 同一设备商、同一频率间的硬切换; 不同设备商间的硬切换; 不同的设备商,同一个频率上同一系统中的硬切换。RAKE接收机工作原理RAKE 接收机的基本原理是利用了空间分集技术,RAKE 接收机由搜索器(Searcher)、解调器(Finger)、合并器(Combiner)3 个模块组成。搜索器完成路径搜索,主要原理是利用码的自相关及互相关特性。解调器完成信号的解扩、解调。解调器的个数
33、决定了解调的路径数,通常一个RAKE接收机由4个Finger 组成,移动台由3 个Finger 组成。合并器完成多个解调器输出的信号的合并处理,通用的合并算法有选择式相加合并、等增益合并、最大比合并3 种。合并后的信号输出到译码单元,进行信道译码处理。呼吸效应的概念在 CDMA 系统中,所有的频率和时间是每个用户都在同时共享的公共资源,而非给某个用户单独所有。无线信道是基于不同的扩频码字来区分的,理论上来说系统容量也就自然取决于码字资源即扩频码的数量,但实际的系统容量(实际可以分配的扩频码数量),却是受限于系统的自干扰,即不同用户间由于扩频码并非理想正交而产生的多址干扰,同时包括本小区用户干扰
34、及其他小区干扰。所以说,CDMA系统是一个干扰受限的系统,具有“软”容量的特性。在 CDMA 系统中,小区的容量和覆盖是通过系统干扰紧密相连的。当小区内用户数增多,也就是小区容量增大时,小区基站端接收到的干扰将增大,这就意味着在小区边缘地区的用户即使以最大发射功率发射信号,也无法保证自身与基站间的传输QoS能够得到保证,于是这些用户将会切换到邻近小区,也就意味着本小区的半径即覆盖范围相对减小了。反之,当小区用户数目减少,也就是小区容量减小时,系统业务强度的降低使得基站接收的干扰功率水平降低,各用户将可以发射更小的功率来维持与基站的连接,结果导致在小区内可以容忍的最大路径损耗增大,等效于小区半径
35、增加,覆盖范围增大。以上所描述的小区面积随着小区内业务量的变化而动态变化的效应称之为“呼吸效应“。我们可以看出“呼吸效应”最大的危害是可能由于小区的收缩而形成“覆盖漏洞”,即覆盖盲区,这在网络规划时是必须要注意到的问题信息论中的仙农(Shannon)公式C=WLog 2(1+S/N)其中C-信道容量(比特/秒)N-噪声功率W-信道带宽(赫兹)S-信号功率此公式原意是说:在给定信号功率S 和白噪声功率N 的情况下,只要采用某种编码系统,我们就能以任意小的差错概率,以接近于C 的传输信息的速率来传送信息。但同时此公式也指出,在保持信息传输速率C 不变的条件下,我们可以用不同频带宽度W和信噪功率比S
36、/N 来传输信息。换句话说,频带W 和信噪比S/N 是可以互换的。如果增加频带宽度,就可以在较低的信噪比的情况下用相同的信息率以任意小的差错概率来传输信息。甚至在信号被噪声湮没的情况下,只要相应地增加信号带宽,也能保持可靠的通信.此公式指明了采用扩展频谱信号进行通信的优越性,即用扩展频谱的方法以换取信噪比的增益。CDMA空中信令流程基本信令流程主要包括基本的语音呼叫、语音被呼、基本信道软切换、数据业务起呼、分组数据业务Inter-PCF(相同BSC,相同PDSN)Dormant切换等。MCC 移动国家码 MNC 移动网络 MSIN 移动台识别码 NMSI 国内移动台识别码(MNC+MSIN)I
37、MSI 国际移动台识别码(MCC+MNC+MSIN)IMSI分为2 类:0类IMSI:IMSI长度为15 位,即NMSI为12 位.1类IMSI:IMSI长度小于15 位,即NMSI少于12位.在寻呼移动台时,移动台的地址IMSI又经常被分为2 个部分:IMSI_S(MIN),IMSI_11_12。IMSI_S:IMSI_S为IMSI的最末10 位数,若IMSI不足10 位,则IMSI_S的高位由0填充 ESN 该号码为生产厂商在出厂前给移动台做的一个32 比特的编号.在寻呼移动台或移动台起呼时可以IMSI和ESN 一起作为移动台的寻址,或单独使用IMSI或ESN 寻址。登记:登记就是移动台通
38、知基站它的位置、状态、标识、时隙周期和其它特性的过程.CDMA支持9 种不同的登记形式:开机登记:移动台在开机时登记,或从使用的模拟系统切换过来;关机登记:如果先前登记在当前服务系统,移动台在它关机时登记;基于定时器的登记:当定时器逾时时,移动台登记;基于距离的登记:当目前基站和它上一次登记的基站之间的距离超过一个门限时,移动台登记;基于区域登记:当它进入一个新的区域时,移动台登记;参数改变登记:当某些存贮的参数改变时或进入一个新系统时移动台登记;指令登记:当基站要求它时,移动台登记;隐含登记:当移动台成功发送一条初始消息或寻呼响应消息时,基站能识别移动台的位置.这被认为是一个隐含登记;业务信
39、道登记:每当基站有了一个已经指配业务信道的移动台的登记消息时,基站可以通知移动台它已登记了。移动台状态变迁流程移动台自身状态分为四种:初始化,空闲,接入,业务在线。初始化状态主要完成移动台对系统的选择和捕获;移动台初始化状态分为四个子状态:确定系统子状态、导频信道捕获子状态、同步信道捕获子状态以及定时改变子状态确定系统子状态:当移动台上电后,就会产生上电指示,进行系统自检,然后进入系统确定子状态并复位相应的系统参数,并根据移动台的设置确定移动台的工作模式以及工作频点。移动台从最近一次保存的载频或者从移动台内保存的Primary或secondary载频中选择一个频点作为接入CDMA 系统的载频,
40、此步骤可以称为系统选择过程。导频信道捕获子状态:在导频信道捕获子状态中,移动台将其频率调谐到上面所确定的频点上,按照所选的CDMA信道进行搜索,如果导频信道在规定的时间T20m(15s)内捕获成功,则转入同步信道捕获子状态;反之,如果超出这一时间,应产生捕获失败指示,并返回到确定系统子状态。在这个阶段,移动台的导频搜索器利用本地相关器对所有的PN 偏置进行搜索,找出Ec/Io最大的偏置。如果所有的偏置均低于可解调门限,则认为在该信道上捕获失败。同步信道捕获子状态:进入这一子状态后,移动台将RAKE 接收机的分支置于最强的PN 偏置,同时本地Walsh码生成器输出W32,去解调同步信道中的消息(
41、由于同步信道没有经过长码扰码,故可以解调相应的同步信道)。如果移动台在T21m (1S)内没有收到一个有效的同步信道消息,则携带“捕获失败指示”返回系统确定子状态。定时改变子状态:在这一状态中,移动台主要完成两个工作:一是利用从同步信道消息中提取出的长码状态值(lc_state)设置自己的长码发生器,另一个就是使自己的系统时间与所提取的系统时间(sys_time)同步。除此之外,还可能进行频率的调整。在此基础上,移动台就进入空闲状态。空闲状态完成系统消息的获取,登记等功能;移动台在完成同步和定时后,即由初始状态经入“空闲状态”。在此状态中,移动台可接收外来的呼叫,可进行向外的呼叫和登记注册的处
42、理,还能置定所需的码信道和数据率。移动台的工作模式有两种:一种是时隙工作模式,另一种是非时隙工作模式。如果是后者,移动台要一直监视寻呼信道;如果是前者,移动台只需要在其指配的时隙中监听寻呼信道,其他时间关掉接收机(有利于节电)。接入状态完成移动台与系统建立连接的过程;如果移动台要发起呼叫,或者要进行注册登记,或者收到一种需要认可或应答的寻呼信息时,移动台即进入“系统接入状态”,并在接入信道上向基站发送有关的信息。这些信息可分为两类:一类属于应答信息(被动发送);一类属于请求信息(主动发送)。在上面的几种状态中,移动台需要与基站建立联系,向基站发送信息。而在此之前,移动台只是被动地接收基站下发的
43、各种消息,移动台与基站之间也仅限于单向联系。当移动台要对基站下发消息进行回应,如响应基站的寻呼,或者要发起新的呼叫时,就必须将自己接入到系统中,在移动台与基站间形成一闭环控制状态,这就是移动台的接入。只有在移动台顺利接入后,才能在移动台与基站之间建立双向联系。业务在线状态在此状态中,移动台和基站利用反向业务信道和前向业务信道进行信息交换。CDMA基本信令流程语音起呼流程;a移动台发送起呼消息b BS回证实指令c BS向MSC送完全层3 消息,其中包含CM Service Request消息d MSC回指配请求e BS向移动台发送信道指配消息f 移动台开始在业务信道上发送前缀g BS回基站证实指
44、令h 移动台回移动台证实指令i BS发送业务连接消息j 移动台发送业务连接完成消息k BS发送指配完成消息l MSC送回铃音语音被呼流程a MSC发起寻呼请求b BS向移动台发送寻呼消息c 移动台向BS回寻呼响应消息d BS向MSC回寻呼响应消息,并设置定时器T303e BS向移动台送基站证实指令f BS收到MSC的指配请求g BS发送信道指配消息h 移动台开始在业务信道上发送前缀i BS回基站证实指令j 移动台回移动台证实指令k BS发送业务连接消息l 移动台发送业务连接完成消息m BS发送指配完成消息n BS送信息提示消息o 移动台回证实指令p 移动台发连接指令q BS向移动台送证实指令r
45、 BS向MSC送连接指令基本信道软切换流程a 导频信号超过T_ADD,移动台将导频强度测量报告消息(PSMM)作为软切换的请求事件上报给当前基站,同时将目标导频加入候选集;当前基站将对PSMM消息做ORDER应答b BSC处理该次切换请求,对切换请求的合法性,当前资源的占用情况进行评估如果允许切换,为目标基站准备好相应的资源,同时开始在切换的目标基站发送前向业务信道帧c 在当前基站以及切换的目标基站均分送切换指导消息,MS 对切换指导消息做应答d MS向当前基站以及切换目标基站发送切换完成消息,BS侧向MS发送切换完成消息的ORDER应答e BSC向MSC发送切换执行消息,通知MSC发生了软切
46、换CDMA空口技术规范、协议物理层描述物理层完成前反向信号的调制和解调功能,保证信号在空中的正确传输,主要有各种物理信道组成。MAC层描述MAC层在协议架构中属于L2 部分,是IS2000 为了适应并发业务要求及多种物理信道的处理要求而引入的一个层次,主要是对上层话音和数据业务提供对物理层的接入控制功能,包括上层信令、数据的复用和解复用,以及移动台和基站之间的RLP协议。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
47、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;LAC层描述LAC层在协议架构中相对于MAC层属于L2 的较高层次。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。Authentication 子层:移动台在反向公共信令信道的LAC
48、协议数据单元中提供鉴权有关的字段信息,以发起移动台的鉴权过程;ARQ 子层:完成基站和移动台之间的信令传递证实机制,保证信令的可靠接收和发送,并实现信令的重复检测功能;Addressing 子层:移动台在前反向公共信令信道的LAC 层协议数据单元中提供与移动台地址有关的字段,以为基站识别移动台提供依据;Utility 子层:在前反向LAC 协议数据单元中维护消息类型、无线环境报告等字段、为上层区分不同的消息、发起接入切换的判决提供依据;完成在PDU 中维护填充BIT 和消息长度的功能;SAR(Segmentation and Reassembly.)子层功能:分段与重组功能、前向完成对消息的分
49、段,以使之可以复用到一个物理信道帧中、反向完成多个消息分段的按序重组功能,以拼装出一个完整的消息。层3描述层 3 分为公共信令信道和专用信令信道侧层3 处理,主要用于支持空中接口协议所规定的业务流程,包括接入切换处理、短消息、业务协商过程和切换处理等。A接口协议层次A1 接口主要承载BSS和MSC之间包括与呼叫处理、移动性管理、无线资源管理、鉴权和加密有关的信令消息。A2 接口主要承载基站侧SDU与MSC侧交换网络之间的64/56K PCM 数据码流。A3 接口用于支持移动台处于业务信道状态时所发生的BSS之间的软切换,包括信令接口和业务接口。A5 接口主要承载基站侧SDU与IWF之间电路数据
50、的传输。A7 接口用于支持移动台处于非业务信道状态时所发生的BSS之间的切换,并支持移动台在进行BSS之间软切换,需要建立新业务时的控制流程。A8/A9 接口用于承载BSS和PCF之间信令和数据,A9 接口承载信令,用于维护BSS到PCF之间的A8 数据连接。A10/A11 接口用于承载PCF和PDSN 之间的信令和数据,A11 接口承载信令,用于维护BSS到PCF之间的A10 数据连接。BSC和BTS之间的接口统称为Abis内部接口,包括: CCM和CPM之间的Abisc接口; CPM和SVM之间的Av接口;CHM和SVM之间的Abist接口;以及CCM和SVM之间的Abisd接口。CDMA
51、 2000 1X EV-DO原理1X EV-DO网络参考模型 它主要包括AT 、AN 、PCF 、AN-AAA、PDSN 以及AAA 等功能实体。1. ATAT 是为用户提供数据连接的设备.它可以与计算设备(如个人电脑)连接,或自身为一个独立的数据设备(如手机).AT 包括移动设备(Mobile Equipment,ME)和用户识别模块(User Identity Module,UIM)两部分,ME 由终端设备2(TerminalEquipment 2,TE2)和移动终端2(Mobile Terminal 2,MT2)组成.2. ANAN 是在分组网(主要为因特网)和接入终端之间提供数据连接的
52、网络设备,完成基站收发、呼叫控制及移动性管理等功能。AN由基站控制器BSC和基站收发信机BTS组成.通常,BTS完成Um接口物理层协议功能;BSC 完成Um接口其他协议层功能、呼叫控制及移动性管理功能.A8/A9、A12、A13 接口在AN 的附着点是BSC;BSC与BTS之间通过Abis 接口相连.Abis接口是非标准接口,在CDMA2000相关规范中未规定其协议层结构.3. AN-AAAAN-AAA 是接入网执行接入鉴权和对用户进行授权的逻辑实体.它通过A12 接口与AN 交换接入鉴权的参数及结果。在空中接口PPP-LCP 协商阶段,可以协商进行CHAP 鉴权.在AT 与AN 之间完成CH
53、AP查询-响应(Challenge-Response)信令交互后,AN 向AN-AAA 发送A12 接入请求消息,请求AN-AAA 对该消息所指示的用户进行鉴权.AN-AAA根据所收到的鉴权参数和保存的鉴权算法,计算鉴权结果,并返回鉴权成功或失败指示.若鉴权成功,则同时返回用户标识MNID (或IMSI),用作建立R-P会话时的用户标识。4. PCFPCF与AN 配合完成与分组数据业务有关的无线信道控制功能.在具体实现时,PCF可以与AN 合设,此时A8/A9 接口变成AN/PCF 的内部接口.PCF 通过A10/A11 接口与PDSN 进行通信.5. PDSN在1X EV-DO 网络中,PD
54、SN 作为网络接入服务器(Network Access Server,NAS),主要完成以下三方面的功能:负责建立、维持和释放与AT 之间的PPP连接;负责完成移动IP接入时的代理注册,当PDSN收到AT 的鉴权及注册请求时,协助HAAA 完成对用户的鉴权及注册功能;转发来自AT 或因特网的业务数据.对于AT 发起的分组数据业务,PDSN 在收到的数据分组包头中添加DSCP(Differential Service Code Point)标识,指示该数据业务的优先级或QoS要求,因特网根据DSCP标识进行路由选择和执行流控等。6. AAAAAA负责管理分组网用户的权限、开通的业务、认证信息、计
55、费数据等内容。由于AAA采用的主要协议是RADIUS,故AAA也常被称为RADIUS服务器。AAA可以分为VAAA、HAAA和BAAA等三类。VAAA向HAAA转发来自PDSN 的用户鉴权请求;HAAA执行用户鉴权,并返回鉴权结果,同时进行用户授权;VAAA收到鉴权结果后,保存计费信息,并向PDSN转发用户授权。1X EV-DO 空中接口协议模型它由七个协议层组成,从下到上依次为物理层、MAC 层、安全层、连接层、会话层、流层和应用层。1.物理层规定了前反向物理信道的结构、输出功率、数据封装、基带及射频处理和工作频点等。2. MAC层完成对物理信道的访问控制功能,其中:控制信道MAC协议规定了
56、控制信道的传送方式和时序要求。接入信道MAC协议规定了终端接入系统的方式和长码(Long Code)生成方式。前向业务信道MAC协议规定了前向业务信道的速率控制和复用/解复用方式。反向业务信道MAC协议规定了反向业务信道的捕获和速率选择机制。3.安全层完成CryptoSync的生成、密钥交换、数据加密和空口鉴权等功能,其中:安全协议用于生成鉴权协议和加密协议所需要的CryptoSync和时戳等变量。密钥交换协议生成空口鉴权和数据加密所需要的密钥。鉴权协议完成安全层数据分组消息的完整性保护功能,可以用于检验终端是否为某空口会话的合法拥有者。加密协议完成空口数据的加密。4.连接层完成的功能有:系统的捕获、连接的建立/维持/释放;连接状态下的移动性管理和链路控制;对会话层数据分组的复用;对安全层数据分组的解复用。其中:无线链路管理协议用于维护AT 与AN 之间的无线链路状态。初始化状态协议规定了终端捕获网络的过程及消息。空闲状态协议定义了终端在已成功捕获网络但连接尚未打开时所遵循的流程及消息。连接状态协议定
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