空中接口协议

PNUA-072-3空中接口协议V0410中兴通讯学院概述协议模型和结构第一层标准第二层标准第三层标准课程内容第一章概述RCRSTD-28标准化历程●协议的制定者：日本ARIB(theAssociationofRadioIndustriesandBusinesses)和运营商。（ARIB通常被称为RCR）●制定协议的目的：为了发展数字移动电话系统，规定通过无线电波传输设备的应用准则。STD-28协议制定了PHS无绳电话通信系统的无线接口标准。此协议是基于不同无线电设备制造商、运营商和用户之间的参与和会话，从而达到有效利用无线电波频率，避免用户干扰、冲突等目的。

1993年12月，制定V1.0版本，以语音业务为中心。

1996年4月，确定了高速、高质量数据传输 中的端对端传输控制规程－PIAFS。

1997年11月，制定V3.0版本，确定64kb/s非限制数字信息承载业务。

1995年12月，制定V2.0版本，提出32kb/s非限制数字信息承载业务标准及自营系统标准。RCRSTD-28标准化历程二. PHS系统概述1、系统组成

可以和PSTN和ISDN连接。

采用干扰检测和规避机制，降低干扰。 为PS和CS提供唯一的识别码。

支持语音业务和非限制数据业务。

公共的无线接口，符合标准的手机都可以和任何地方的基站进行无线连接。1、系统组成TX:发送RX:接收横轴：时间

CS

PS#15msecCCHCCHR1T3T2T1R3R2R3T1CCHT3T2T1R1R2R3R3T3PS#2PS#3TXTXTXTXRXRXRXRX1、系统组成2、PHS制式的射频标准

频率：1.9GHz；中国：1900MHz～1915MHz。

多址方式：Multi-TDMA

。

双工方式：TDD

。

每信道多址数：4（全速率编码情况）。

载波间隔：300kHz

。

调制方式：π/4相移QPSK

。

语音编码方式：32kbpsADPCM

。

空中传输速率：384kbps

。

发射功率：10mW－500mW

。2、PHS制式的射频标准频率范围

STD-28协议在V2.0版本中频率范围1895.15MHz～1917.95MHz，共77个可用频点，这些频点中进行了分类，公用通讯频点，私用控制频点等。在V3.3的协议规范中，对频点进行了扩展，1895.15～1919.45共82个频点，同时日本在低端也扩展了5个频点，1893.65～1894.85MHz。在国内，无委规定的无线接入TDD方式用的频段为1900MHz～1920MHz，对于PHS系统的应用规定了其公众网的两个可选控制频点为26（1902.65MHz）和28（1903.25MHz）频点2、PHS制式的射频标准2、PHS制式的射频标准1：发射特性

1.1：发射功率标准：

最大发射功率：对公用（public）基站,不大于500mW.。对其他基站，手机和中继站，不大于10mW。但当公用基站使用频段在1893.65MHz~1905.95MHz时，最大发射功率应不大于20mW,使用频段在1915.85MHz~1918.25MHz时,最大发射功率应不大于2W。

输出精度：满足＋20％，－50％范围。

3、收发信机规范1.2：允许占用带宽

（1）定义：

占用带宽是指：包含99％发射能量的频率范围，有0.5％的能量在该频率范围的上端，0.5%的能量在该频率范围的下端。

（2）标准

允许值为288kHz。

3、收发信机规范1.3：频率稳定度

（1）定义：

频率稳定度是指：在所占用的频率带宽内，对给定的频率可接受的最大频率偏移。

（2）标准

绝对精度为：不大于±3X10-6。

3、收发信机规范2：接收特性

2.1：灵敏度

（1）定义

当发射端采用2556比特二进制伪随机序列信号时，在业务时隙接收端误码率为1％时的接收输入电平。

（2）标准

不大于16dBuV。3、收发信机规范2.2：误码率特性

（1）定义

当发射端采用511比特周期二进制伪随机序列调制信号时，在业务时隙接收端误码率为1X10-5时的接收端输入电平。

（2）标准

不大于25dBuV。

3、收发信机规范所有基站的控制信道使用相同的频点基站业务信道的频率使用采用动态分配方式，不需要进行预分配。基站的频率分配在基站内部完成，不需要基站控制器参与。每一个TCH时隙均可使用申请频段范围内的所有频点。基站的可用频段范围可以通过网管进行参数下载。只有全网幀同步的网络才能获得最大的频谱利用率。4、信道分配方式信道动态分配技术信道就是网络传输信息的通道PHS系统的频率与信道是在通话建立过程中基站通过一定的原则自行动态分配的。控制信道的分配控制信道的载频是固定的，不同的设备供应商提供的网络控制在频有可能是不同的中国采用26和28两个作为控制载频。，但是基站控制信道的时隙是各不相同的，一个基站可以选用四个时隙中的任意一作为控制时隙。业务信道的分配业务信道的载频不是固定的，但是它遵循一定的原则，业务时隙可以选择除控制时隙外的其他时隙4、信道分配方式下行控制信道的周期为100mS（可设置），每个点上可重叠覆盖80个基站信号。基站控制信道时隙在明天凌晨同步的时候动态分配。4、信道分配方式基站的TCH时隙在空闲的时候不断的进行干扰检测。当手机起呼时，基站挑选干扰最小的频点分配给手机。每一个TCH均可使用频段范围内的所有频点，无需频率预分配。4、信道分配方式信道动态分配步骤步骤如下：１.手机在呼入、呼出和越区切换时首先选择优先级最高的载频号F#和时隙S#。２.对所选的F#和S#信道进行干扰电平测试３.如果所监测到的干扰电平值低于第一门限电平２６dBuV，就选用该信道，否则进入下一步。４.选择下一个优先的载频号F#和时隙号S#。５.重复上述２到４步，直到找到可用的信道为止。６.如果没有可用的信道，则按照上述步骤１到５步，以第二门限４０dBuV为标准进行监测比较，直到找到可用信道为止。4、信道分配方式信道分配举例4、信道分配方式逻辑控制信道LCCHLCCH的组成BCCH：广播控制信道PCH：寻呼信道SCCH：信令控制信道LCCH的超幀结构无线用户的寻呼PHS网络根据话务量的分布划分为若干个寻呼区。当无线用户做被叫时，IGW首先从HLR获取手机当前的寻呼区号，然后通知该寻呼区的所有基站通过PCH下发寻呼消息。基站的CSID内包含所属的寻呼区号，CSID随控制信道下发。手机在漫游过程中，发现登录基站CSID中的寻呼区号变化时，主动发起位置登记。PCH被分为8个组，被叫用户的PSNUM最后四位对8取模，然后被放在对应的那个PCH上进行寻呼。手机在待机过程中仅检测自己的PSNUM对应的那个PCH。PHS手机切换方式基站内部时隙切换（TCHSWITCH）－－当通话过程受到干扰，导致FER上升时采取的切换方式。特点：切换速度快（200～300mS），与CSC无交互信令。基站间切换（HandOver）－－通话过程中，手机或基站检测到信号电平低于阈值时采取的切换方式。特点：切换过程中，手机首先搜索新的基站，通过重新呼叫的方式在新的基站上建立话路信道，然后由网络通知原基站释放信道。切换速度慢（>1S），用户能明显感觉到通话中断。第二章协议模型及结构在移动通信系统中，设备或子系统之间必须通过各种接口按照规定的协议实现互连。例如，越区信道切换主要由基站管理和执行，但还需通过无线接口向移动台发出一系列指令，协同完成信道的越区切换。接口代表的是两个相邻实体之间的连接点，协议是说明连接点上交换信息需要遵守的规则。一.RCRSTD-28协议的纵向划分

RCRSTD-28协议从纵向，即从其完成功能的高低次序来说，按电信网开放系统互连模式OSI（OpenSystemInterconnectionModel），可分成三个层面：第一层：物理层第二层：链路层第三层：网络层一.RCRSTD-28协议的纵向划分物理层也称传输层。物理层主要完成两种功能：其一，是传送用户的业务信息，包括语音和数据；其二，是在系统各实体之间传送信令信息。一.RCRSTD-28协议的纵向划分

链路层主要完成数字无线链路接入的过程，包括寻址和中继控制。

网络层是协议的最高层，它主要有三个功能定义：无线资源管理（RT）、移动性管理（MM）和呼叫控制（CC）。一.RCRSTD-28协议的纵向划分二.RCRSTD-28协议的横向划分

横向划分就是指以通信过程来划分。通常，一个通信协议由呼叫连接阶段和通信阶段组成。 STD-28协议中，把通信过程分为三个协议阶段：连接通道建立阶段服务通道建立阶段通信阶段二.RCRSTD-28协议的横向划分

连接通道建立阶段：主要是建立无线电接口握手。

服务通道建立阶段：主要是建立相互握手的基站和手机之间的呼叫连接。

通信阶段：主要是进行通信和数据传输。二.RCRSTD-28协议的横向划分第三章第一层标准

定义PS和CS识别码

错误检测

公用信道发送/接收

用户信息发送/接收

提供扰码功能

定义同步规则一. 功能二. 数据帧结构三. 物理信道类型四. 逻辑信道类型时隙逻辑通道功能控制时隙广播控制信道（BCCH）下行，单向传送用于校正PS频率，CS的识别码等公用信息寻呼信道（PCH）下行，用于单向寻呼PS，可在一个或数个微蜂窝内同时进行信号控制信道（SCCH）上下行，双向，用于呼叫建立过程中双向传送系统信令，如登记、鉴权、信道分配等用户信息包信道（UPCH）上行，用于PS主叫的建立，请求分配一个SCCH信道等通信时隙同步（SYN）上下行，使双向通信时隙同步

业务信道（TCH）上下行，双向传输用户信息慢速结合控制（SACCH）上下行，占用部分通信时隙，双向传输与某信道有关的功率控制、用于微蜂窝切换的小区信号强度信息等快速结合控制（FACCH）上下行，占用全部通信时隙，传输与某信息信道有关的指令，如进行小区切换时，因占用时间短，不妨碍通话按阶段划分：五. LCCH结构ｎSUB*ｎGROUP=1.2secｎPCHｎSUB100msBCCHP1P2SCP3P4SCP5P6SCP7P8TXRX计算分组号码方法：分组号=（PS号码的最后4位数）MOD（Npch*Ngroup*1）+1例：某PS号码050-312-7980分组号=7980MOD（4*2*1）+1=2+1=3

这样，该PS对应的组是P3。(寻呼门限：8000[count/h])超帧结构六.时隙结构控制时隙（下行）：控制时隙（上行）：七.信道编码格式控制信道：通信信道：英文代码信号名称用途R应答相邻时隙缓冲间隔，可取4位全“0”SS初始码元帧同步码字，用于8时隙帧同步或复帧同步PR前缀用于时钟同步UW用户字用户代码，一般由个人和群地址两部分组成CI信道类别给出各逻辑信道标识符CSID基站标识码给出主叫或被叫基站标识码PSID手机标识码给出主叫或被叫手机标识码I信息要传输的信息比特CRC循环冗余校验放检错编码产生的监督位Guard保护位防止同步较差情况下相邻时隙数据重迭，一般全取“0”时隙中各种信号的功能第四章第二层标准一. 功能

采用LAPDC协议，在通信信道上，建立多帧应答操作模式（Multi-frameacknowledgedoperationmode），通过原语调用，为第三层实体提供可靠的信令传送通道实现空中信令接口STD28协议第一、三层之间的随路信令传递二.物理时隙和第二层帧的关系SACCH信道：FACCH信道：SACCH一、二、三层帧结构关系FACCH一、二、三层帧结构关系第五章第三层标准一. 功能定义第三层标准规定了在无线接口上建立、保持、切换和释放网络链接，以及PS区域登记和鉴权等进程。无线资源管理子层RT(Radiofrequencytransmissionmanagement)

负责无线资源管理，包括无线区域选择、无线链路建立和保持、切换及终止无线连接。移动性管理子层MM(Mobilitymanagement)

负责PS的移动管理，包括PS的位置更新和鉴权。呼叫控制子层CC(Callcontrol)

负责呼叫控制功能，包括呼叫建立、保持及释放。网络层的基本概念是编址。网络层协议就是把一个标记附加在每个消息上，用于区别不同的信息流。这个标志可以通过编址的方式对应于某个源点、某个宿点，连接参考或路由参考。从PS的角度看，消息的源点和宿点取决于应用协议。如表6所示。应用协议功能源点和宿点无线资源（RR）无线资源管理好分配PSCS移动管理（MM）位置管理，安全性管理PSHLR呼叫控制（CC）呼叫控制管理PSLE一. 功能定义一. 功能定义RT（Radiofrequencytransmissionmanagement）：无线资源管理子层功能：处理与无线信道管理相关的一些业务，如无线信道的设置、分配、切换、性能监测等。无线资源管理子层的作用是在一次呼叫过程中，在PS与CSC之间建立稳定的连接，并始终设法维持这种连接直到呼叫结束后将其清除。一. 功能定义MM（Mobilitymanagement）：移动性管理子层功能：移动管理协议主要支持用户的移动性。如跟踪漫游移动台的位置、对位置信息的登记、处理移动用户通信过程中连接的切换等。在PS和CS之间建立、保持及释放一个连接，管理由手机启动的位置更新（数据库更新），以及加密、识别和用户鉴权等事务。一. 功能定义CC（Callcontrol）：呼叫控制子层功能：呼叫控制支持以交换信息为目的的通信。它具有手机主呼（或被呼）的呼叫建立（或拆除）电路交换连接所必须的功能。CC协议实体中包括所有呼叫建立，呼叫释放以及补充业务处理所要求的信息都包含在此协议实体中。同时提供几个电信业务以及在不同业务之间转换是可能的。控制过程包括适当的检查手段