WCDMA终端网络搜索剖析

1、WCDMA终端网络搜索过程剖析摘要：移动终端的网络搜索能力是评价终端质量的一项重要指标。终端的网络搜索包括选择和小区搜索两个子过程。对第一个子过程，具体介绍了的分类、的自动和手动选择方式。对第二个子过程，具体介绍了小区的分类、小区搜索过程和小区选择的信号质量要求。 关键词：，移动终端，网络搜索 通常，移动终端的网络搜索过程是很短暂的，在终端开机后几秒钟内即可完成。终端的网络搜索能力可以作为评价终端质量的一项重要指标。网络搜索能力强的终端在信号质量较差的区域仍然能够接入网络，并能够获得好的服务；相反，网络搜索能力较弱的终端则可能表现为经常性脱网，从而影响用户正常使用。因此，本文打算从技术实现的角

2、度来剖析终端的网络搜索过程，使大家对该过程有一定的了解。 终端的网络搜索技术与其使用的无线网络制式有关，也就是说，终端、终端、终端的网络搜索过程是不一样的。限于篇幅，本文只介绍终端的网络搜索过程。 终端的网络搜索过程实际上可以分解为公众陆地移动网（）选择与小区搜索两个子过程，这两个子过程密切相关如图所示。 图1 PLMN选择与小区选择 由移动国家代码（）和移动网络代码（）共同惟一确定，其中，移动国家代码为位数字，移动网络代码为位数字。 通常由很多个小区组成。小区是移动通信网络中的最小覆盖单元，是由其使用的主扰码（ ）惟一标识的，该主扰码在网络规划时即已分配给小区。小区所属的的信息包含在其下发的

3、系统消息中。 终端在开机或脱网时，首先由选择过程通过自动或手动方式选择一个，然后搜索属于该的小区，如果在该下无法捕捉到合适的小区，则将在小区搜索过程中得到的可捕获列表报告给选择过程，由其重新选择，启动新一轮小区捕获过程。 一、PLMN 选择 的分类 对于一个特定的终端来说，通常需要维护几种不同类型的列表，每个列表中会有多个。 已登记（）是终端在上次关机或脱网前登记上的。在 年第 次会议上决定，将该参数从卡上删掉，而将其保存在终端的内存中。 等效（）为与终端当前所选择的处于同等地位的，其优先级相同。 归属（） 为终端用户归属的。也就是说，终端卡上的号中包含的和与上的和是一致的，对于某一用户来说，

4、其归属的只有一个。 用户控制（）是储存在 卡上的一个与选择有关的参数。 运营商控制（）是储存在 卡上的一个与选择有关的参数。 禁用（）为被禁止访问的，通常终端在尝试接入某个被拒绝以后，会将其加到本列表中。 可捕获（）为终端能在其上找到至少一个小区，并能读出其标识信息的。 的选择方式 从图知道，的选择有自动选择和手动选择两种方式，其选择过程分别如图和图所示。 图2 PLMN的自动选择 图3 PLMN的手动选择 如果是自动选择，终端开机或脱网时，其非接入层功能模块会利用终端中存储的信息首先选择一个，然后命令接入层功能模块去搜索该。相应地，接入层功能模块会利用终端中存储的小区列表信息来选择、捕获小区

5、，或启动通用的小区搜索程序来搜索属于该的小区。如果捕获成功，则将搜索结果报告非接入层；否则，将由非接入层再次选择一个，重新启动本搜索过程。 不同类型的其优先级别不同，终端在进行选择时将按照以下顺序依次进行： 和 其他的 而如果是手动选择，终端开机或脱网时，其非接入层功能模块会命令接入层去搜索所有的，然后接入层将搜索到的所有信息报告给非接入层，由用户通过一些手动操作来选定一个特定的。其后的搜索过程与自动选择过程相同，在此不再赘述。 二、小区搜索 小区的分类 与类似，小区也分为几种类型。 可接受的小区（ ）是指终端用户在小区中只可以获得一些受限的最基本的服务，比如只能拨打紧急电话。它的判定条件是不

6、在禁止的小区之列，而且其信号质量满足一定的要求。 合适的小区（ ）是指终端用户可以在小区中获得正常的通信服务，比如拨打语音电话、发送短信等。它的判定条件是不在禁止的小区之列，其信号质量满足一定的要求，其所属的是被选择的，或，且不在被禁止的路由位置区内。 禁止的小区（ ）是指终端无法驻留的小区。通常，此类小区会在其发送的系统消息中有明确的指示信息。 运营商预留的小区（ ）是指被运营商用来作为其他一些特殊用途的小区，通常这类小区也会在其发送的系统消息中有明确的指示。 小区搜索过程 通常，终端在事先不知道小区任何信息的情况下搜索小区，需要经过时隙同步、帧同步、捕获主扰码三个步骤。这三个步骤涉及到四个

7、下行物理信道：主同步信道（）、从同步信道（）、主公共导频信道 （）、主公共控制物理信道（），参见图。 图4 参与小区搜索过程的物理信道 当然，如果终端上已经存有某个小区的信息，如频率、主扰码等，那么终端可以利用这些信息来简化小区搜索过程。但我们知道，这实际上只是前一种情况的特殊现象，其搜索过程仍大致需要遵循这三个步骤，因此本文讨论第一种情况，以便为大家做较为全面的介绍。 （）时隙同步 我们知道，一个无线帧为 ， 码片，又分为个时隙。从图可以看到，上文提到的四个物理信道之间是同步的。第一步的目的就是要获取各时隙的边界，从而与各物理信道实现时隙同步。这一步是通过捕获主同步信道来实现的。 主同步信道

8、不属于码信道，没有经过扩频和加扰处理。主同步信道在每个时隙的起始处重复发送主同步码，为码片，占整个时隙的。所有小区的主同步码相同，而且终端预先知道其码片序列，因此只需要用一个性能较好的匹配滤波器就可以检测、捕获到该主同步码，从而确定各物理信道的时隙边界。 （）帧同步 这一步是通过捕获从同步信道来实现的。从同步信道也不属于码信道，没有经过扩频和加扰处理。从同步信道上发送从同步码，从同步码也是个码片，在每个时隙的开始处与主同步码一起发送，每个时隙使用一个从同步码。所不同的是，从同步码总共有个不同的码片序列，这些从同步码又被编排成个不同的组合，每个组合为个从同步码字长，用于一个无线帧，需要注意的是，

9、在某一组合中同一从同步码可能出现若干次，而每个组合对应于一组主扰码。 我们知道，下行扰码是由长度为位的移位寄存器生成的序列，因此总共有个，常用的有 个，又分为主扰码和从扰码，其中主扰码有个，分为组，每组个。因此，在第二步实现物理信道的帧同步的同时，终端可以获悉该小区的无线帧中使用的从同步码字组合，从而可以确定该小区使用的主扰码所属的组别。 （）捕获主扰码 有了前两步的基础，并且知道主公共导频信道的信道化码为，终端即能够同步到主公共导频信道的无线帧。 主公共导频信道是一个码信道，在整个小区内广播，每个小区有且仅有一个主公共导频信道。该信道在发射前需要经过扩频和加扰。在扩频前，该信道发送个符号“”

10、，即“”。经过扩频，该信道发送个符号“”。再用一个主扰码进行加扰，最后在该信道的每一帧上发射的就是 码片的主扰码。 而第二步已经确定该主扰码所属的组号，因此，只需要定位到该主扰码组，然后从个主扰码中找到与本小区匹配的主扰码，捕获主扰码的工作即告结束。 然后，就可以用主扰码解码主公共控制物理信道，从而解调出系统下发的广播消息。 小区选择的信号质量要求 在经过前面的小区搜索过程后，终端仍需判定该小区的信号质量是否达到一定的要求，才能进一步确定是否可以驻留在该小区，以获得正常的通信服务。 对于终端来说，通常需要通过两个公式的计算结果来进行判定，如图所示。 图5 小区选择的信号质量要求 第一个公式是判定终端测量到的主公共导频信道的 是否达到要求。 第二个公式是判定终端测量到的主公共导频信道的接