图3-2
3.1.2 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。 3.1.3 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,所以当基站想要建立一个移动被叫时,能有效的寻呼移动台。当运行在分时隙模式时,移动台提供SLOT_CYCLE_INDEX参数,因此基站能决定移动台在哪些时隙监听.移动台提供站别类别和协议版本号,因此基站知道移动台的能力。
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;
IMSI_S结构示意图
? 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。
3.1.4 导频信号集
请参见软切换.
3.2 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。其中每一状态中又包含
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若干子状态,这些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和捕获; 空闲态完成系统消息的获取,登记等功能; 接入状态完成移动台与系统建立连接的过程; 业务在线状态完成移动台与系统间的业务交互。
在一定条件的触发下,这四种状态可以相互转换,下图就是它们之间的状态转移图。移动台状态变迁如图3-3所示。
图3-3 移动台状态变迁图
移动台各个状态说明: 1.初始化状态
移动台接通电源后就进入“初始化状态”。在此状态中,移动台不断检测周围各基站发来的导频信号和同步信号。各个基站使用相同的引导PN序列,但其偏置各不相同,移动台只要改变其本地PN序列的偏置,很容易测出周围有哪些基站在发送导频信号。移动台比较这些导频信号的强度,即可判断出自己处于哪个小区之中。
移动台初始化状态又分为四个子状态: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。其状态转移图如下:
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图3-4 移动台初始化状态图
(1)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(如检查电池电量),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为CDMA系统还是模拟系统、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,此步骤可以称为系统选择过程。这一过程完成后,移动台进入导频捕获子状态。 (2)导频捕获子状态
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。 (3)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(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。 (4)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。由于同步信道的消息发送与系统定时严格对齐,这样就使得移动台可以把自己的长码发生器状态与整个系统的长码状态对齐。 除此之外,还可能进行频率的调整:对于95手机,将使用同步信道消息(SCHM)中的CDMA_FREQ接收主寻呼信道系统消息。如果当前手机与该CDMA_FREQ不一致,手机将频点调整到该频点。对于20
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00手机,使用同步信道消息(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。
在此基础上,移动台就进入空闲状态。 2.空闲状态
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)。 3.系统接入状态
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。
IS-95移动台的接入方案是基于一种时隙方式的ALOHA协议。由于所有的用户都可以根据自己的意愿随机地发送接入信息,但是接入信道只有一个,因此他们所发出的帧在时间上就有可能发生冲突,而产生碰撞。碰撞的结果是使碰撞的双方(也可能是多方)所发送的数据都出现差错,因而都必须重发。为了避免继续发生碰撞,各方不能马上重发,ALOHA协议采用的重发策略是让各方等待一段随机的时间,然后再进行重发。如果再进行碰撞,则再等一段随机的时间,直到重发成功为止。
IS-2000中,既兼容了IS95的接入模式,又针对IS95的不足进行了改进。反向随机接入信道保留了原有的接入模式,其接入过程与IS95基本相同。同时,增加了一个增强接入信道,采用了改进的接入方式,以达到更高的接入效率,支持高速数据业务。与IS95的非重叠时隙ALOHA方案不同的是,它采用了重叠时隙ALOHA的方法,使用长码作为时隙的函数以防止碰撞。这样,用户发送的接入信息在时间轴上可能是部分重叠,减小了时延。它在接入信道上还采用了闭环功率控制,提高了信道性能,减小了接入消息的差错概率。另外,在对协议的优化方面,大大缩短了时隙的长度(由200ms减为1.25ms)及超时参数等;可以另外用一个专用信道传送较长的消息,这样可以使得接入信道的负荷不致过高;而且还应用了软切换以提高接入性能。
接入过程如下:
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