CDMA信令流程分析

CDMA信令流程分析2023/5/27CDMA信令流程分析前言本课程主要介绍了CDMA系统的各种信令流程.通过信令流程的学习可以让您对CDMA系统有更加深入和系统的了解.同时,了解CDMA系统的信令流程也能够在问题定位中为您提供很大的帮助.在CDMA原理课程中,已经介绍了CDMA的空口信道,在本课程的学习过程中,请注意空口信令和空口信道的对应关系.Page2CDMA信令流程分析C-MSC、BSC全流程整理-20070326-A-2.0QualcommRF100TIA/EIA/IS-2000.5-A参考资料Page3CDMA信令流程分析通过本课程学习,您可以:掌握CDMA移动台开机流程掌握位置更新流程掌握1X语音业务主叫,被叫流程掌握语音业务软切换流程掌握语音业务硬切换流程掌握短消息流程掌握1X数据业务主叫流程掌握并发业务主要流程学习目标Page4CDMA信令流程分析第一章CDMA移动台开机流程第二章CDMA20001X语音业务流程第三章CDMA20001X数据业务流程第四章并发业务流程Page5CDMA信令流程分析CDMA移动台基础CDMA移动台CDMA移动台通常分为两种类型:机卡合一,机卡分离.移动台内部都会保存PRL(PreferredRoamingList)文件,以定义移动台的IMSI、AKEY、频点列表、SID和NID等信息.移动台的ESN保存在机身中.如果为机卡分离移动台,则移动台以UIM卡中所写的内容为主.Page6CDMA信令流程分析CDMA移动台状态CDMA移动台状态初始化接入业务空闲移动台状态分为四种:初始化、空闲、接入、业务状态.这四种状态涵盖了移动台各项功能和操作.初始化状态:主要完成移动台对系统的选择;空闲状态:移动台检测寻呼信道的消息;接入状态:完成移动台与系统间建立连接的过程;业务信道状态:完成移动台与系统间的业务交互.Page7CDMA信令流程分析CDMA移动台初始化状态初始化移动台开机或重启后会先进入初始化状态.初始化状态包含如下几个子状态:

定时改变

同步信道获取

导频获取

系统选择系统选择子状态中,移动台选择使用哪个系统.移动台会在所有前向链路上进行搜索,直到搜索到一个可用的CDMA信号.搜索依据:HistoryList和PreferredRoamingList.如果搜索不到可用系统,移动台会进入省电模式.Mobilescansforwardlinkfrequencies:(CellularorPCS,dependingonmodel)HistoryListPreferredRoamingListuntilaCDMAsignalisfound.NOCDMA?!GotoAMPS,ortoapower-savingstandbymodeHISTORYLISTLast-used:FreqFreqFreqFreqFreqetc.FREQUENCYLISTS:PREFERREDROAMINGLISTFreq/SID1Freq/SID2Freq/SID3Freq/SID4Freq/SID5etc.Page8CDMA信令流程分析CDMA移动台初始化状态初始化

定时改变

同步信道获取

导频获取

系统选择导频获取子状态中,移动台将其Walsh指针指到Walsh0去搜索可用导频信道.移动台会遍历所有PN,直到搜索到一个强导频信号.如果移动台在指定时间内无法搜索到强导频,则移动台会重新回到系统选择子状态.当移动台搜索到一个强导频后,则进入同步信道获取子状态.Ec/Io0032K512ChipsPN1.导频搜索器在所有PN范围内进行搜索.AllPNOffsets0-20强导频Page9CDMA信令流程分析CDMA移动台初始化状态初始化

定时改变

同步信道获取

导频获取

系统选择同步信道获取子状态中,移动台将其Walsh指针指到Walsh32,去获取该强导频所对应的同步信道,接收同步信道消息,获得系统配置信息和定时信息.98/05/2423:14:09.817[SCH]SyncChannelMessageMSG_LENGTH=208bitsMSG_TYPE=SyncChannelMessageP_REV=3MIN_P_REV=2SID=179NID=0PILOT_PN=168OffsetIndexLC_STATE=0x0348D60E013SYS_TIME=98/05/2423:14:10.160LP_SEC=12LTM_OFF=-300minutesDAYLT=0PRAT=9600bpsRESERVED=12.将Rake接收机指到最强的可用PN,对Walsh32进行解码,并读取其同步信道消息.SYNCCHANNELMESSAGEHandsetRakeReceiverRFxLOSrchPN???W0F1PN168W32F2PN168W32F3PN168W32RakeFingersReferencePNActivePilotPage10CDMA信令流程分析CDMA移动台初始化状态初始化

定时改变

同步信道获取

导频获取

系统选择同步信道消息(SCHM)中的重要参数:最小协议修订版本(MIN_P_REV)SID,NID,PILOT_PN长码状态(LC_STATE)系统时间(SYS_TIME)寻呼信道速率(PRAT)指配频率与扩展指配频率Page11CDMA信令流程分析CDMA移动台初始化状态初始化

定时改变

同步信道获取

导频获取

系统选择移动台在收到同步信道消息后,进入定时改变子状态.在定时改变子状态中,移动台根据SCHM消息中的PILOT_PN、LC_STATE和SYS_TIME,改变自己的长码状态和系统时间,与系统实现同步.Page12CDMA信令流程分析CDMA移动台进入空闲状态移动台在完全捕获系统定时后进入空闲态.接下来,移动台将其Walsh指针指到Walsh1,准备接收系统主寻呼信道消息:IS95手机,使用SCHM中的CDMA_FREQ接收主寻呼信道系统消息.如果当前手机所在频点与该CDMA_FREQ不一致,手机将频点调整到该频点.CDMA2000手机,使用SCHM中的EXT_CDMA_FREQ接收主寻呼信道系统消息.如果当前手机所在频点与该EXT_CDMA_FREQ不一致,手机将频点调整到该频点.在接收系统主寻呼信道过程中,移动台进行:服务频点选择寻呼信道选择寻呼信道选择结束后,移动台正式进入空闲状态.初始化空闲Page13CDMA信令流程分析CDMA移动台进入空闲状态RakeFingersReferencePNActivePilotEc/Io0032K512ChipsPNAllPNOffsets0-203.保持Rake接收机指在最强的可用PN,对Walsh1进行解码,并监听寻呼信道消息.读取寻呼信道配置消息AccessParametersMsgSystemParametersMsgCDMAChannelListMsgExtendedSystem

ParametersMsg(*opt.)(Extended*)NeighborListMsgGlobalServiceRedirectionMsg(*opt.)Nowwearereadytooperate!!HandsetRakeReceiverRFxLOSrchPN???W0F1PN168W01F2PN168W01F3PN168W01Page14CDMA信令流程分析CDMA移动台进入空闲状态寻呼信道消息:移动台在进行业务之前,必须先从寻呼信道中获取一组完整的配置消息.所有的配置消息在寻呼信道中以1.28s为周期连续广播发送.几个重要的前向寻呼信道(F-PCH)消息:

AccessParametersMessage:接入参数消息

SystemParametersMessage:系统参数消息

CDMAChannelListMessage:CDMA信道列表消息

NeighborListMessage:邻区列表消息

ExtendedNeighborListMessage:扩展邻区列表消息

ExtendedSystemParametersMessage:扩展系统参数消息

GlobalServiceRedirectionMessage:全局业务重定向消息初始化空闲Page15CDMA信令流程分析CDMA移动台进入空闲状态接入参数消息(APM)中的重要参数:PILOT_PN导频PN偏置ACC_CHAN接入信道个数NOM-PWR,INIT-PWR开环功控修正值PWR-STEP开环功率增量NUM-STEP接入探测数量ProbeRandomization接入信道探测时间随机值AcknowledgementTimeout接入等待时间ProbeBackoffRange接入探测补偿说明:这些参数在网络优化过程中经常用到.相关命令:MODAPM接入参数消息:用于在寻呼信道中广播接入信道参数的取值.Page16CDMA信令流程分析CDMA移动台进入空闲状态系统参数消息(SPM)中的重要参数:SID,NIDREG_ZONE登记区BASE_IDBaseStationIDPAGE_CHAN寻呼信道数REG_PRD注册周期T_ADD、T_DROP、T_COMP、T_TDROP软切换参数说明:这些参数在网络优化过程中经常用到.相关命令:MODSPM系统参数消息:用于在寻呼信道中广播接入系统相关的各种参数.Page17CDMA信令流程分析CDMA移动台进入空闲状态信道列表消息(CCLM)中的重要参数:CDMA_FREQCDMA频点相关命令:MODSPMCDMA信道列表消息:用于在寻呼信道中广播系统的信道列表信息.Page18CDMA信令流程分析CDMA移动台进入空闲状态邻区列表消息(NLM)中的重要参数:PILOT_PN导频PN偏置PILOT_INCPN增量NGHBR_CONFIG,NEHBR_PN邻区信息

相关命令:ADDNBRCDMACHLSTNBRCDMACHCHKNBRCDMACHCDMA邻区列表消息:用于在寻呼信道中广播系统的邻区列表信息.Page19CDMA信令流程分析CDMA移动台进入空闲状态服务频点的选择手机在寻呼信道上首先接收的系统消息与手机协议版本有关:IS-95手机,首先接收CCLM消息;CDMA2000手机,首先接收SPM消息,判断其中EXT_CHAN_LIST是否为1,如果不为1,处理方式与95相同;如果为1,忽略CCLM消息,而接收ECCLM消息.选择服务频点:通过上面步骤,得到CDMA_FREQ个数及列表;通过HASH算法,选择其中的一个作为服务频点.初始化空闲Page20CDMA信令流程分析CDMA移动台进入空闲状态寻呼信道的选择1.移动台在服务载频的主寻呼信道上获取系统消息2.从SPM消息中,得到本载频配置的寻呼信道数目PAGE_CHAN.3.用HASH算法,计算出分配给手机的寻呼信道号.对非时隙模式的IS-95手机,就进入空闲态了.对于时隙模式的手机,还要根据IMSI计算出寻呼时隙号,之后才进入空闲态.对CDMA2000手机,根据收到的ESPM消息中的QPCH_SUPPORTED是否为‘1’,决定是否进行快速寻呼监听.如果QPCH_SUPPORTED设置为1,并且手机支持快速寻呼,那么,手机需要从ESPM消息中获取其QPCH相关参数,计算出需要监听的快速寻呼信道号码.并且使用当前的系统时间,计算出需要监听的快速寻呼指示器的位置.然后开始监听该快速寻呼信道的的相关指示器位置.至此,对于支持快速寻呼的2000手机,才算是进入了空闲状态.初始化空闲Page21CDMA信令流程分析空闲CDMA移动台空闲状态关于寻呼信道监听:寻呼信道被分成80ms的时隙,称为寻呼信道时隙.工作在非分时隙模式的移动台可以在任何寻呼信道时隙上接收寻呼和控制消息,因此要求非分时隙模式的移动台监听所有时隙.工作在分时隙模式的移动台,仅在某些分配的时隙上监听寻呼信道,在不监听寻呼信道的时隙里,移动台可以停止或减少其处理过程,以便节省电源.除了处于移动台空闲状态,其他状态下移动台均不能工作在分时隙模式.监听寻呼信道消息接收被叫,发起主叫登记发起消息连接Page22CDMA信令流程分析空闲CDMA移动台空闲状态登记:登记就是移动台通知基站:它的位置、状态、标识、时隙周期和其它特性的过程.移动台通知基站它的位置和状态,使得当基站想要建立一个移动台被叫时能有效的寻呼到移动台.当运行在分时隙模式时,移动台提供SLOT_CYCLE_INDEX参数,使基站能确定移动台在哪些时隙监听.移动台提供等级标志和协议版本号,使基站知道移动台的特性.CDMA系统支持10种不同的登记类型:开机登记:当移动台打开电源时,就进行开机登记.为了防止在电源被快速开关的而带来的多次登记,移动台在进入空闲状态后延迟T57m秒后再进行登记.关机登记移动台关机时会进行关机登记.如果执行关机登记,移动台会在完成登记尝试后才会关机.如果移动台没有在当前的系统进行登记,则关机时不会执行关机登记.Page23CDMA信令流程分析空闲CDMA移动台空闲状态周期登记:移动台周期性进行登记.注册周期由系统参数消息(SPM)中的REG_PRD字段决定.基于距离的登记:在移动台的当前基站与它上次登记的基站之间的距离超过一个门限时,移动台将进行基于距离的登记.移动台通过计算当前基站与它上次登记基站之间的经纬度之差来得到它所移动的特定距离,如果这一距离超过门限值,移动台就开始进行登记.基于区域的登记:REG_ZONE:登记区.基于区域的登记在每当移动台移至一个不在它内部存贮访问登记区域表上的新区域时开始登记.系统REG_ZONE信息在系统参数消息里广播发送.一个移动台可以在多于一个区域里登记.通过REG_ZONE和该区域的SID和NID可以唯一识别该区域.Page24CDMA信令流程分析空闲CDMA移动台空闲状态参数改变登记:当移动台内存储的参数发生变化,或移动台所支持的性能发生变化时,发起登记.指令登记:基站可以通过发送一条”登记请求指示”来命令移动台登记.隐含登记:当发送一条始呼消息或寻呼响应消息时,基站能推断出移动台的位置,这被认为是一个隐含登记.业务信道登记:当移动台进入业务信道时,基站通过移动台已登记消息通知移动台已经在系统中登记.用户区域登记:用户区域登记在移动台选择一个有效用户区域时发生.Page25CDMA信令流程分析空闲CDMA移动台空闲状态登记流程(位置更新流程):MSBTSBSCRegistrationMsgAbis-ACHMsgTransfer(RGM)Abis-PCHMsgTransfer(BsAckOrd)BsAckOrderLocationUpdatingRequestMSC/VLRACHPCHLocationUpdatingAcceptAbis-PCHMsgTransfer(RegAcceptOrd)RegAcceptOrderPCHHLRREGNOT(登记请求)REGNOT(登记响应)MSC/VLRREGCANC(取消前位置区)Regcanc(取消成功)CLEARCOMMANDCLEARCOMPLETECCPage26CDMA信令流程分析空闲CDMA移动台空闲状态登记流程(位置更新流程):RegistrationMessage:重要参数:Reg-type:登记类型0:周期登记1:开机登记2:基于区域登记3:关机登记Page27CDMA信令流程分析空闲CDMA移动台空闲状态LocationUpdatingRequest:当BSC收到终端的登记请求时,会向MSC发送此消息进行位置更新.Page28CDMA信令流程分析第一章CDMA移动台开机流程第二章CDMA20001X语音业务流程第三章CDMA20001X数据业务流程第四章并发业务流程Page29CDMA信令流程分析第二章CDMA20001X语音业务流程移动台始呼及被呼流程短消息流程切换流程Page30CDMA信令流程分析CDMA1X语音业务流程1X语音呼叫全流程(移动台始呼):1234568791011121314Page31CDMA信令流程分析CDMA1X语音业务流程1X语音呼叫全流程(移动台被呼):MSC15161718192021222324252627282930313233Page32CDMA信令流程分析移动台始呼流程

主叫释放

业务连接建立

移动台始呼始呼流程主叫IMSI:460097550000002被叫号码呼消息层三请求消息Abis接口建立空口建立指配完成消息层三指配消息BS应答Page33CDMA信令流程分析移动台始呼流程Originationmessage始呼消息,携带MS信息和被叫号码,从反向接入信道送给BS三消息移动台版本号0x6业务类型0x3=SpeechEVRC被叫号码长度被叫号码Page34CDMA信令流程分析移动台始呼流程BS侧收到始呼消息后,会在前向寻呼信道发送Ordermessage进行应答:Page35CDMA信令流程分析移动台始呼流程CMServiceRequestCM业务请求消息,BS在收到OriginationRequest后构造此层三消息送给MSC:完全层三消息所在小区扇区信息终端IMSI被叫号码(BCD格式)终端ESN号码Page36CDMA信令流程分析移动台始呼流程业务类型A接口信息Page37CDMA信令流程分析移动台始呼流程AssignmentRequest业务指配消息,当MSC/HLR侧完成资源指配和接入鉴权后,发送此消息给BS侧要求建立空口信道:指配消息业务类型A接口信息Page38CDMA信令流程分析移动台始呼流程ECAMExtendedChannelAssignmentMessage扩展信道指配消息:扩展信道指配消息IMSI业务信道指配信息导频信息Page39CDMA信令流程分析移动台始呼流程ServiceConnectMessage业务连接消息,BS指定MS用于呼叫的业务配置:Page40CDMA信令流程分析移动台始呼流程ServiceConnectCompletion业务连接完成消息,用于MS对业务连接消息进行响应:Page41CDMA信令流程分析移动台始呼流程AssignmentComplete指配完成消息,用于BS对AssignmentRequest消息进行响应:Page42CDMA信令流程分析移动台始呼流程

主叫释放

业务连接建立

移动台始呼始呼流程Page43CDMA信令流程分析移动台始呼流程

主叫释放

业务连接建立

移动台始呼始呼流程主叫发起释放BSAck消息BS向MSC送clear消息MSC指示释放连接空口释放指示空口释放指示空口释放指示释放完毕报告释放Abis接口N_DISCONNECT_IND标识释放完毕Page44CDMA信令流程分析移动台始呼流程主叫发起释放的OrderMessage从R-DSCH信道送给BS侧Page45CDMA信令流程分析移动台始呼流程ClearRequest消息Page46CDMA信令流程分析移动台始呼流程空口释放指示消息OrderMessagePage47CDMA信令流程分析移动台被呼流程

被叫释放

业务连接建立

寻呼过程被呼流程主叫IMSI:460097550000002被叫号码呼请求消息空口通用寻呼消息空口寻呼响应消息寻呼响应消息Abis接口建立空口建立振铃Page48CDMA信令流程分析移动台被呼流程寻呼请求消息PagingRequest:寻呼请求消息被叫用户IMSI业务类型：EVRC用户所属LAC区号Page49CDMA信令流程分析移动台被呼流程通用寻呼消息GeneralPageMessage(寻呼信道消息):通用寻呼消息被叫用户IMSIPage50CDMA信令流程分析移动台被呼流程寻呼响应消息PagingResponseMessage(空口接入信道消息):寻呼响应消息用户IMSI激活集导频强度终端版本号Page51CDMA信令流程分析移动台被呼流程寻呼响应消息PagingResponse(BSC->MSC):寻呼响应消息小区信息用户IMSI用户ESNPage52CDMA信令流程分析移动台被呼流程寻呼响应消息PagingResponse(BSC->MSC):Page53CDMA信令流程分析移动台被呼流程振铃消息Alertwithinformationmessage:振铃消息主叫用户号码Page54CDMA信令流程分析移动台被呼流程

被叫释放

业务连接建立

寻呼过程被呼流程主叫IMSI:460097550000002被叫号码铃过程被叫摘机消息层三消息业务信道消息Page55CDMA信令流程分析移动台被呼流程被叫摘机消息OrderMessage(R-DSCH):连接建立消息Page56CDMA信令流程分析移动台被呼流程连接建立消息Connect(BSC->MSC):Page57CDMA信令流程分析移动台被呼流程

被叫释放

业务连接建立

寻呼过程被呼流程主叫IMSI:460097550000002被叫号码叫释放消息层三释放请求释放命令空口释放指示释放完成消息N侧释放完毕指示Abis口释放Page58CDMA信令流程分析移动台被呼流程被叫释放消息Ordermessage(R-DSCH):释放消息Page59CDMA信令流程分析移动台被呼流程释放请求消息Clearrequest(BSC->MSC):释放请求释放原因释放原因值Page60CDMA信令流程分析移动台被呼流程空口释放消息OrderMessage(F-DSCH):Page61CDMA信令流程分析移动台被呼流程释放完成消息Clearcomplete(BSC->MSC):Page62CDMA信令流程分析第二章CDMA20001X语音业务流程移动台始呼及被呼流程短消息流程切换流程Page63CDMA信令流程分析CDMA1X短消息流程短消息流程MS始呼短消息MS被呼短消息MS在接入信道上向网络侧发送短消息MS在业务信道上向网络侧发送短消息网络侧在寻呼信道上向MS发送短消息网络侧在业务信道上向MS发送短消息短消息业务流程是指MS始呼、被呼短消息时BSS和MS之间的业务流程.短消息是在控制信道上发送还是在业务信道上发送,由消息的长度决定.Page64CDMA信令流程分析MS始呼短消息MS在接入信道上始呼短消息说明:在空闲状态,MS要求发送长度较小的短消息时,在接入信道上发送.在实际应用中,在接入信道发送短消息的长度门限通常由终端决定.不同厂商的终端设置会有不同.Page65CDMA信令流程分析MS始呼短消息MS在业务信道上始呼短消息说明:当空闲态下的MS要求发送短消息,而且短消息的长度大于在接入信道上发送短消息的长度限制时,MS将先向BSS发送始呼消息(业务选项为“短消息”),建立Um接口的业务信道后,再进行短消息发送.当已经建立业务信道的MS要求发送短消息时,直接在业务信道上发送.Page66CDMA信令流程分析MS始呼短消息业务信道发送接收短消息的时候A口上的消息与普通呼叫很类似,有两点区别:1.CmServicerequest和pagingresponse消息中的Serviceoption与普通呼叫的不同:普通呼叫的是8000H或者0003H,而短消息的是0006H或者000EH.如下为比较常用的ServiceOptionValue:ServiceOptionvalueDescription8000H13Kspeech0003HEVRC0006HSMSrateset1000EHSMSrateset22.Assignmentrequest消息中的CircuitIdentityCode在短消息流程中是不带的.Page67CDMA信令流程分析MS被呼短消息MS在寻呼信道上被呼短消息说明:当MSC要求向空闲态下的MS发送长度较小的短消息时,该短消息的发送在寻呼信道上进行.寻呼信道上的下行短消息流程包括下行点对点短消息流程和下行广播短消息流程.MS在寻呼信道接收下行点对点短消息流程:Page68CDMA信令流程分析MS被呼短消息MS在寻呼信道接收广播短消息流程:Page69CDMA信令流程分析MS被呼短消息MS在业务信道上被呼短消息说明:当MSC要求向空闲态下的MS发送短消息,而且短消息的长度大于在寻呼信道上发送短消息的长度限制时,MSC将首先寻呼MS,待建立Um接口的业务信道后,再进行短消息发送.当MSC对已经建立业务信道的MS发送短消息时,直接通过业务信道发送.Page70CDMA信令流程分析MS短消息流程举例MS在控制信道发送短消息流程当手机能够正常显示”发送短消息成功”时,信令流程和上述流程相同.1.在接入信道上,通过AccessChannelSMS(ShortMessageService)Delivery消息(DataBurstMessage)向网络发送点对点的短消息.2.BSS将MS发来的短消息封装成ADDS(ApplicationDataDeliveryService)Transfer消息,发送给MSC.该消息中带有手机接入的小区、扇区信息:Page71CDMA信令流程分析MS短消息流程举例3.MSC收到短消息后,给BSC发送一个ADDSPAGE消息,表示BSC已经收到短消息.ADDSPAGE消息中带有下发该消息的小区、扇区信息:该小区信息和2中的一样,也就是说短消息从那个小区、扇区上来,那么ADDSPAGE消息就从那个小区、扇区上发给手机.4.BSC收到ADDSPAGE消息后,封装成Abis－PCHMsgTransfer消息发送给基站.5.BTS收到Abis－PCHMsgTransfer消息后,通过DataBurstMessage消息把ADDSPAGE消息发给手机,告知其消息发送成功.6.MS收到DataBurstMessage消息后,显示短消息发送成功,同时通过OrderMessage应答BSC.7.BSC收到Order消息后,通过ADDsPageAck消息告诉MSC,该手机已经收到F－CSCH下发的DataBurstMessage消息.Page72CDMA信令流程分析第二章CDMA20001X语音业务流程移动台始呼及被呼流程短消息流程切换流程Page73CDMA信令流程分析CDMA1X系统中的切换CDMA1X系统中的切换分类:空闲切换通话切换接入态切换空闲切换硬切换软切换更软切换先断再连.先连再断,切换分支来自不同基站.先连再断,切换分支来自同一基站的不同扇区.手机在接入过程中,由于寻呼信道丢失而发生的切换.手机处于空闲态的切换.Page74CDMA信令流程分析硬切换硬切换应用场景:不同系统间的切换(inter-system)不同运营商间的切换(inter-vender)当BSC间无A3/A7接口时的BSC间切换(inter-BSC)不同频率间的切换(inter-frequency)说明:同频之间的切换不都是软切换.

如果目标小区与源小区同频,但是:目标小区与源小区属于不同BSCBSC间没有软切换通路目标小区不能提供帧偏置都要进行硬切换.Page75CDMA信令流程分析硬切换-BSC内异频硬切换1MSBSCBTS_D(F2)Abis-BTSSetupAbis-IS-2000FCHFwd(IdleFrame)ForwardTrafficFrame(F2)Abis-IS-2000FCHRvs(IdleFrame)Abis-IS-2000FCHFwd(GHDM)HandoffCompletionMsg(F2)Abis-IS-2000FCHRvs(HCM)Abis-IS-2000FCHFwd(BaseAck)BaseAckOrderCFSReq(F1)BTS_S(F1)CandidateFrequencySearchRequestHandoffDirectionMessage(F1)CFSRes(F1)CandidateFrequencySearchResponseCandidateFrequencySearchControlCFSCtrl(F1)CFSRpt(F1)CandidateFrequencySearchReportMSCHandoffperform23MSAckOrder(F1)TrafficChannelPreamble(F2)45678Page76CDMA信令流程分析硬切换-BSC内异频硬切换BSC内异频硬切换流程说明:1. MS向BSS发送PilotMeasurementReportMessage,报告目标小区的导频强度已经超过网络指定的阈值.2. 如果目标小区在BSC内,并且BSC判决发起一次BSC内硬切换,BSC将分配相应的无线资源并连接呼叫目标,在目标小区向MS发送空的前向业务信道帧.3. BSS在源小区的空中接口上向MS发送HandoffDirectionMessage.4. MS在源小区向BSS发送MSAckOrder作为响应.5. MS向BSS发送ReverseTrafficChannelFrames或TrafficChannelPreamble.建立目标小区空口连接.6. MS在目标小区向BSS发送HandoffCompletionMessage.7. BSS在目标小区向MS发送BSAckOrder,MS切换到新的小区.8. BSS向MSC发送HandoffPerformed,通知MSC已经成功完成了一次硬切换.Page77CDMA信令流程分析硬切换-BSC间硬切换MSBSC_SBTS_DBTS_SMSCBSC_D切换判决过程HandoffRequiredHandoffRequestSCCPCONNECTREQUESTCONNECTCONFIRMAbis-BTSSetupAbis-ConnectAbis-ConnectAckAbis-BTSSetupAckAbis-IS-2000FCHFWD(NullData)ForwardTrafficFrameAbis-IS-2000FCHRVS(Idle)HandoffRequestAckHandoffCommandAbis-IS-2000FCHFwd(GHDM)HandoffDirectionMessageMSAckOrderAbis-IS-2000FCHRvs(MsAck)HandoffCommencedReverseTrafficChannelFrames/TrafficChannelPreambleHandoffCompletionMessageBaseAckOrderAbis-IS-2000FCHRVS(Frame)Abis-IS-2000FCHRVS(HCM)Abis-IS-2000FCHFWD(BaseAck)HandoffCompleteClearCommandClearComplete1234567891011121314Page78CDMA信令流程分析硬切换-BSC间硬切换BSC间硬切换流程说明:1. 源BSC的切换判决检测到需要进行BSC间硬切换.如果源BSC希望能获取更多的目标小区的信息,可以向MSC发送StrengthMeasurementRequest消息.该消息中带有候选小区列表.MSC收到该消息以后,根据候选小区列表,检索网络数据配置.找到这些小区对应的BSC,然后分别发送StrengthMeasurementRequest消息到这些目标BSC.目标BSC在收到StrengthMeasurementRequest消息以后,开始测量手机的信号强度.在测量结束以后,目标BSC将测量结果放在StrengthMeasurementResponse消息中上报给MSC.MSC在收到了StrengthMeasurementResponse消息以后,将其转发到源BSC.由于StrengthMeasurementRequest,StrengthMeasurementResponse消息均为无连接消息,所以在消息都带有StrengthMeasurementReferenceNumber字段.通过这个字段建立一个逻辑上的连接,保证了源BSC在发完StrengthMeasurementRequest消息以后能收到正确的回应.源BSC根据收集到的数据,结合手机上报的数据,以及其他一些网络相关参数进行切换判决,找出目标小区.关于以上强度测量流程是可选的.Page79CDMA信令流程分析硬切换-BSC间硬切换2. 源BSC将目标小区消息放在HandoffRequired消息中发送到MSC.MSC为切换分配一条地面电路,将电路的CIC、切换需要的无线信道类型等信息构造成HandoffRequest消息.并且将该消息放在SCCPCONNECTREQUEST的用户数据域中发向目标BSC,要求建立SCCP连接.3. 目标BSC收到该SCCPCONNECTREQUEST以后,首先向MSC发送CONNECTCONFIRM,建立SCCP连接.4. 目标BSC处理层三的HandoffRequest消息.建立Abis地面链路.根据收到的HandoffRequest消息中指定的无线信道类型,分配一条合适的无线业务信道.5. 目标BSC发送前向业务空帧.6. 目标BSC将该业务信道的标识等相关信息放在HandoffRequestAcknowledge消息中发送到MSC.7. MSC对收到的HandoffRequestAcknowledge消息进行分析,构造HandoffCommand消息,发送到源BSC.8. 源BSC在收到HandoffCommand消息以后,进行处理,向手机发送GeneralHandoffDirection消息.9. GeneralHandoffDirection消息是以确认模式发送的,所以手机在收到GeneralHandoffDirection消息以后,需要在层二进行确认,表示收到该消息.Page80CDMA信令流程分析硬切换-BSC间硬切换10. 源BSC在收到手机的确认以后,构造HandoffCommenced消息,发送到MSC,通知MSC切换已经开始.11. 手机在发送完确认以后,离开原来的信道,调整到切换的目标信道上进行接入.接入成功以后,手机就从新的信道上发送HandoffCompletion消息.12. 目标BSC对收到HandoffCompletion消息以后,构造HandoffComplete消息,发送到MSC,通知MSC切换已经完成.13. MSC收到HandoffComplete消息以后,认为切换已经成功.然后开始清除在源BSC上占用的资源和呼叫连接.MSC向源BSC发送ClearCommand,启动释放流程.14.BSC收到ClearCommand以后,立刻向MSC发送ClearComplete表示该消息已经收到随后开始自身资源的清除过程.Page81CDMA信令流程分析软切换软切换:软切换由移动台驱动

移动台不停地搜索可用的导频信号;移动告诉系统当前能够解调的导频信号;系统分配扇区资源(最大6个分支);移动台依次分配Finger(Rake接收机).BSC将来自不同BTS的数据帧进行选择合并,这个过程称为分支合并.Page82CDMA信令流程分析软切换-BSC内软切换MSBSCBTS_DBTS_SMSCPilotStrengthMeas.MsgAbis-IS-2000FCHRvs(PilotStrength)Abis-IS-2000FCHFwd(BaseAck)BaseAckOrderAbis-BTSSetupAbis-ConnectAbis-ConnectAckAbis-BTSSetupAckAbis-IS-2000FCHFwd(ForwardFrame)ForwardTrafficFrameAbis-IS-2000FCHRvs(Idle)Abis-IS-2000FCHFwd(EHDM)HandoffDirectionMessageMSAckOrderAbis-IS-2000FCHRvs(MSAck)HandoffCompletionMsg.Abis-IS-2000FCHRvs(HCM)Abis-IS-2000FCHFwd(BaseAck)BaseAckOrderHandoffperformed1234678Page83CDMA信令流程分析软切换-BSC内软切换MSBSCBTS_DBTS_SMSCHandoffperformedPilotStrengthMeas.MsgAbis-IS-2000FCHRvs(PilotStrength)Abis-IS-2000FCHFwd(BaseAck)BaseAckOrderAbis-IS-2000FCHFwd(EHDM)ExtendedHandoffDirectionMessageMSAckOrderAbis-IS-2000FCHRvs(MSAck)HandoffCompletionMsgAbis-IS-2000FCHRvsHCM)Abis-IS-2000FCHFwd(BaseAck)BaseAckOrderAbis-BTSReleaseAbis-BTSRemoveAbis-BTSRemoveAckAbis-BTSReleaseAckPage84CDMA信令流程分析软切换-BSC内软切换BSC内软切换流程说明:1. MS向BSS发送PilotMeasurementReportMessage,报告目标小区的导频强度已经超过网络指定的阈值.2. 如果目标小区在本BSC内,并且BSC判决发起一次BSC内软切换,BSC将分配相应的无线资源并连接呼叫目标,在目标小区向MS发送空的前向业务信道帧.3. BSS在源小区的空中接口上向MS发送ExtendedHandoffDirectionMessage,将新的小区增加到激活集中.4. MS在源小区向BSS发送MSAckOrder,作为对ExtendedHandoffDirectionMessage的响应.5. MS向BSS发送ReverseTrafficChannelFrames或TrafficChannelPreamble.6. MS向BSS发送HandoffCompletionMessage,指示处理扩展切换指示消息的成功结果.7. BSS向MS发送BSAckOrder.8. BSS向MSC发送HandoffPerformed,通知MSC已经成功完成了一次软切换.Page85CDMA信令流程分析软切换-BSC间软切换增加分支MSBSC_DBTS_DBTS_SMSCBSC_SPilotStrengthMeas.MsgAbis-IS-2000FCHRvs(PilotStrength)Abis-IS-2000FCHFwd(BaseAck)BaseAckOrderA7-HandoffRequestAbis-BTSSetupAbis-connectAbis-connectAckAbis-BTSSetupAckA3-connectA3-connectAckA3-IS-2000FCHFwd(Nulldata)Abis-IS-2000FCHFwd(Forwardframe)ForwardtrafficFrameAbis-IS-2000FCHRvs(Idle)A3-IS-2000FCHRvs(Idle)A7-HandoffRequestAckAbis-TrafficChannelStatus123456789Page86CDMA信令流程分析软切换-BSC间软切换增加分支MSBSC_DBTS_DBTS_SMSCBSC_SA3-TrafficChannelStatusA3-IS-2000FCHFwd(EHDM)Abis-IS-2000FCHFwd(EHDM)HandoffDirectionMessageMSAckOrderAbis-IS-2000FCHRvs(MSAck)Abis-IS-2000FCHFwd(EHDM)Abis-IS-2000FCHRvs(MSAck)A3-IS-2000FCHRvs(MSAck)HandoffCompletionMsgAbis-IS-2000FCHRvs(HCM)Abis-IS-2000FCHRvs(HCM)A3-IS-2000FCHRvs(HCM)A3-IS-2000FCHFwd(BaseAck)Abis-IS-2000FCHFwd(BaseAck)BaseAckOrderAbis-IS-2000FCHFwd(BaseAck)HandoffPerformed111213141510Page87CDMA信令流程分析软切换-BSC间软切换增加分支BSC间软切换增加分支流程说明:1. MS向BSS发送PilotMeasurementReportMessage,报告目标小区的导频强度已经超过网络指定的阈值.2. 源BSS通过发送BSAckOrder,证实对PilotMeasurementReportMessage的接收.3. 如果目标小区不在本BSC内,源BSS判定需要目标BSS的一个或多个小区对呼叫进行支持,源BSS向目标BSS发送A7-HandoffRequest消息.4. 目标BSS通过向特定地址发送A3-Connect消息初始化A3连接.5. 源BSS回应A3-ConnectAck消息以完成A3连接,并证实已有A3-Connect消息中要求的小区.6. 源BSS开始向目标BSS发送A3-CEDataForward前向帧.7. 一旦同步之后目标BSS就开始向MS传输前向帧ForwardFrames.8. 当收到来自源BSS的第一个前向帧后,目标BSS开始发送A3-CEDataReverse反向空闲帧,该反向帧包含获得同步所必需的定时校准信息.9. 目标BSS向源BSS发送A7-HandoffRequestAck消息,指示增加小区的操作成功.Page88CDMA信令流程分析软切换-BSC间软切换增加分支10. 目标BSS和源BSS在A3业务子信道同步时,如果源BSS要求目标BSS告知其传送和接收数据的开始时刻,则目标BSS通过A3-TrafficChannelStatus消息对A3-ConnectAck消息进行回应.11. 源BSS向MS发送ExtendedHandoffDirectionMessage,将新的小区增加到激活集中.12. MS回应MSAckOrder.13. MS向源BSC发送HandoffCompletionMessage,指示处理ExtendedHandoffDirectionMessage消息成功.14. 源BSS通过发送BSAckOrder,证实HandoffCompletionMessage的接收.15. 源BSS发送HandoffPerformed消息给MSC,HandoffPerformed消息可以在源BS收到切换完成消息后的任何时间发送.当前的BSC间软切换的处理方式:一个呼叫的信息及相关的处理始终保留在初始呼叫的BSC上.既使经过BSC间软的切换,当前呼叫的所有分支都已不在初始BSC上,还依然保留.这样,手机与实际分支所在的BSC通信,总是还要通过原BSC,使流程变得复杂,也带来了不必要的信令负担.同时,由于不清楚其他BSC的相邻关系,还有可能导致呼叫掉话.为此,提出呼叫迁移,即如果当前所有软切换分支都已不在始呼的BSC上,则发起硬切换请求,将呼叫切换到实际分支所在的BSC上,不再保留在始呼的BSC上.Page89CDMA信令流程分析软切换-BSC间软切换删除分支MSBSC_DBTS_DBTS_SMSCBSC_SPilotStrengthMeas.MsgAbis-IS-2000FCHRvs(PilotStrength)Abis-IS-2000FCHRvs(PilotStrength)A3-IS-2000FCHRvs(PilotStrength)A3-IS-2000FCHFwd(BaseAck)Abis-IS-2000FCHFwd(BaseAck)BaseAckOrderAbis-IS-2000FCHFwd(BaseAck)A3-IS-2000FCHFwd(EHDM)Abis-IS-2000FCHFwd(EHDM)Abis-IS-2000FCHFwd(EHDM)EHDMMSAckOrderAbis-IS-2000FCHRvs(MSAck)Abis-IS-2000FCHRvs(MSAck)A3-IS-2000FCHRvs(MSAck)HandoffCompleteMsgAbis-IS-2000FCHRvs(HCM)Abis-IS-2000FCHRvs(HCM)A3-IS-2000FCHRvs(HCM)Abis-IS-2000FCHFwd(BaseAck)BaseAckOrder12345678Page90CDMA信令流程分析软切换-BSC间软切换删除分支MSBSC_DBTS_DBTS_SMSCBSC_SAbis-BTSReleaseA7-DropTargetAbis-RemoveA3-RemoveAbis-RemoveAckA3-RemoveAckAbis-BTSReleaseAckA7-DropTargetAckHandoffPerformed910111213Page91CDMA信令流程分析软切换-BSC间软切换删除分支BSC间软切换删除分支流程:说明：A3、Abis两段连接的释放没有必然的先后顺序.1. 报告目标小区的导频强度已经超过网络指定的阈值,并且定时器超时,MS向BSS发送PilotMeasurementReportMessage.2. 源BS通过发送BSAckOrder,证实对PilotMeasurementReportMessage的接收.3. 源BS将扩展切换指令消息放入A3-CEData前向消息中,发送给目标BS,目标BS将该消息发送给MS,命令MS从激活集中去除一个或多个小区.4. 源BS和目标BS向移动台发送扩展切换指令消息.5. 移动台向源和目标BS发送MS证实指令以证实对扩展切换指令消息的接收.6. 目标BS将MS证实指令消息放入A3-CEData反向消息中,发送给源BS.7. 移动台通过发送切换完成消息表示对扩展切换指令消息的成功处理.8. 源BS发送基站证实指令.9. 源BS发送A7撤销目标消息以请求目标BS从呼叫中去除指定的小区.源BS开启定时器Tdrptgt.Page92CDMA信令流程分析软切换-BSC间软切换删除分支10. 目标BS收到A7撤销目标消息后,解除与指定小区相关的内部资源.目标BS向源BS的SDU功能发送A3去除消息并开启定时器Tdiscon3.11. 源BS的SDU功能实体回应A3去除证实消息并解除内部资源.目标BS关闭定时器Tdiscon3.12. 目标BS发送A7去除证实消息,向源BS证实指定小区的去除.源BS关闭定时器Tdrptgt.13. 源BS可以向MSC发送切换执行消息.切换执行消息可在源BS收到切换完成消息之后的任何时间发送.Page93CDMA信令流程分析更软切换更软切换:更软切换:与手机同时连接的分支来自同一个基站的不同扇区.手机并不能区分软切换和更软切换.更软切换,数据帧的合并是在BTS的一个CE中(ChannelElement),采用最大增益比合并.2-waysofterhandoff换需要1个CE,两个Walsh码;2-waysofthandoff需要两个CE,两个Walsh码.3-waysoft-softerhandoff,软切换、更软切换同时发生.Page94CDMA信令流程分析更软切换MSBSCBTSMSCPilotStrengthMeas.MsgAbis-IS-2000FCHRvs(PilotStrength)Abis-IS-2000FCHFwd(BSAck)BSAckOrderAbis-BTSSetupAbis-ConnectAbis-ConnectAckAbis-BTSSetupAckAbis-IS-2000FCHFwd(EHDM)HandoffDirectionMessageMSAckOrderAbis-IS-2000FCHRvs(MSAck)HandoffCompletionMessageAbis-IS-2000FCHRvs(HCM)Abis-IS-2000FCHFwd(BSAck)BSAckOrderHandoffPerform1234578910Page95CDMA信令流程分析更软切换MSBSCBTSMSCAbis-IS-2000FCHFwd(BaseAck)HandoffDirectionMessageMSAckOrderAbis-IS-2000FCHRvs(MSAck)HandoffCompletionMessageAbis-IS-2000FCHRvs(HCM)Abis-IS-2000FCHFwd(BSAck)BSAckOrderHandoffPerformPilotStrengthMeas.MsgAbis-IS-2000FCHRvs(PilotStrength)BSAckOrderAbis-IS-2000FCHFwd(EHDM)Abis-BTSReleaseAbisRemoveAbis-RemoveAckAbis-BTSReleaseAckPage96CDMA信令流程分析更软切换更软切换流程说明:如果是更软切换,Abis接口上只需要一条Abis业务连接,相应的新的Abis业务连接可以不建立.1. MS向BSC发送PilotMeasurementReportMessage,报告目标小区的导频强度已经超过网络指定的阈值.2. 如果目标小区与源小区在同一个BTS,由BSC判决发起一次更软切换.BSC要求在BTS目标小区增加更软切换的分支,并通过BTS发送Abis-BTSSetup消息来分配相关的资源.3. 如果目标小区的资源可以分配,BTS向BSC发送Abis-Connect作为应答.4. BSC向BTS发送Abis-ConnectAck消息,完成Abis连接.5. BTS向BSC发送Abis-BTSSetupAck消息作为应答.6. BSC可以选择要求BTS发送Abis-TrafficChannelStatus消息.7. BSC发送ExtendedHandoffDirectionMessage给MS.8. MS收到ExtendedHandoffDirectionMessage后,向BSC发送MSAckOrder作为响应.9. MS切换完成后向BSC发送HandoffCompletionMessage.10. BSC收到HandoffCompletionMessage后向MS发送BSAckOrder作为响应.Page97CDMA信令流程分析第一章CDMA移动台开机流程第二章CDMA20001X语音业务流程第三章CDMA20001X数据业务流程第四章并发业务流程Page98CDMA信令流程分析CDMA1X数据业务CDMA1X数据业务用户的三种状态:激活态(Active):MS和BTS之间存在空口信道,通信双方可以发送数据,Um、A8、A10连接保持.休眠态(Dormant):MS和BTS之间空口信道释放,但PPP连接保持,Um、A8释放,A10连接保持.空闲态(Idle):MS和BTS之间空口信道释放,PPP连接释放,A8、A10连接释放.DormantIdleActive始呼MS发起始呼流程因业务需要,由MS或BS发起SCH建立流程.用户在PDSN内的PCF间发起Active态切换流程.释放MS或系统侧发起释放流程无数据传输当无数据传输时,由MS或系统侧发起进入Dormant态流程.激活由于有新数据传输,由MS或系统侧发起呼叫激活流程.用户在PDSN内的PCF间发起Dormant态切换流程.释放定时器超时,发起PPP会话释放Page99CDMA信令流程分析1X数据业务始呼流程BSSMSCPDSNPCFMSOriginationMsgBSAckOrderCMServiceRequestAssignmentRequestA9-setup-A8A9-connect-A8A11-RegistrationRequestA11-RegistrationReplyECAMTCHPreambleBSAckOrderMSAckOrderServiceconnectMsg.ServiceconnectCompleteMsg.AssignmentCompleteMsg.EstablishingPPPconnection,MobileIPRegistrationTransmittingpacketdata1234567891011121314151617Page100CDMA信令流程分析1X数据业务始呼流程1X数据业务始呼流程说明:1. MS在空口接入信道上向BSS发送始呼消息OriginationMessage.2. BSS收到OriginationMessage后向MS发送BSAckOrder.3. BSS构造CMServiceRequest消息发送给MSC.4. 当HLR鉴权通过,并且此用户具有数据业务使用权限,MSC向BSS发送AssignmentRequest消息,要求BSS分配无线资源.5. BSS向PCF发送A9-Setup-A8消息,请求建立A8连接.6. PCF向PDSN发送A11-Registration-Request消息,请求建立A10连接.7. PDSN接受A10连接建立请求,向PCF返回A11-Registration-Reply消息,建立A10连接.8. PCF向BSS返回A9-Connect-A8消息,A8与A10连接建立成功.9. BSS将在空中接口的寻呼信道上发送ExtendedChannelAssignmentMessage(ECAM)建立空口信道.10. MS在指定的反向业务信道上发送TrafficChannelpreamble(TCHPreamble).11. BSS捕获反向业务信道后,在前向业务信道上发送BSAckOrder,并要求MS应答.Page101CDMA信令流程分析1X数据业务始呼流程12. MS在反向业务信道上发送MSAckOrder,应答BSS的BSAckOrder.并且在反向业务信道上传送空的业务帧.13. BSS向MS发送ServiceConnectMessage或ServiceOptionResponseOrder,以指定用于呼叫的业务配置.14. MS收到ServiceConnectMessage后,MS开始根据指定的业务配置处理业务,并以ServiceConnectCompletionMessage作为响应.完成空口信道的建立.15. 无线业务信道和地面电路均建立并且完全互通后,BS向MSC发送AssignmentCompleteMessage.16. MS与PDSN之间协商建立PPP连接,MobileIP接入方式还要建立MobileIP连接,PPP消息与MobileIP消息在业务信道上传输.17. PPP连接建立完成后,数据业务进入连接态.Page102CDMA信令流程分析建立SCH流程建立SCH(SupplementChannel补充业务信道)流程包括MS发起的SCH建立和BSC发起的SCH建立:

MS发起的SCH建立流程由SCRM(SupplementalChannelRequestMessage)触发.BSC发起的建立SCH流程,由RLP(RadioLinkProtocol)根据数据流量触发.Abis-BTSSetupAbisConnectAckAbis-BurstCommitMSBTSBSCAbis-BurstResponse