2 手机锁定基站的过程

2 手机锁定基站的过程 1 MS上电后首先进入初始化状态，随后依次进入空闲状态，系统接入状态和控制业务信 道状态，其中MS初始化状态又包括确定系统子状态，导频信道捕获子状态，同步信道捕获 子状态，定时改变子状态等，如下图所示： 2 具体来讲对于MS上电后，首先进入MS初始化状态，在此状态MS选择并捕获一个系统，当选择CDMA系统时，MS将尝试捕获CDMA系统，更具体地说，当MS加电后，它应产生上电指示，进入MS初始化状态中的确定系统子状态。 在确定系统子系统状态中，由于MS进入该状态的原因不同，所采取的操作也会不同。 通常上电后进入该子状态后要将一些系统变量复位，而其他一些情况下则不复位。MS上电后将采用自己内部定义好的系统选择准则选择系统，而这个准则是存储在MS中的，可以由用户自己按需要通过菜单来设置，也可以是制造商设置的缺省值，例如可以决定只选CDMA（或模拟）系统；或优选CDMA（或模拟）系统；和只选800MHz（或1.9GHz）频段CDMA系统，或优选800MHz（或1.9GHz）频段CDMA系统；等等，确定了选择顺序后MS就根据该顺序一次设置自己的参数，准备对目标系统进行搜索和捕获。 在协议的2.6.1.1中具体的说明了系统确定过程： 3 在导频信道捕获子状态中，MS要在一定的时间内，按照所选的CDMA信道号进行搜索，如果超过时间，无论是否捕获成功，都应产生捕获失败指示，然后返回到确定系统子系 统。 因为不同的基站以不同偏置的PN短码示，全零的导频信号经过1.2288Mcps 全零的walsh0扩频，依然是全零，然后用PN短码调制，没有经过扰码，所以手机很容易解调，手 机通过PN码相关比较即可知道基站的PN偏置为多少，此过程即为导频捕获过程。导频信 道在规定时间内捕获成功，则MS转入同步信道捕获子状态。 W0（全零） I 信道PN序列 全零 Q信道PN序列 导频信道结构 4 进入同步信道捕获子状态后，MS调整其解调器的Walsh数到同步信道所对应的值上， 开始对同步信道进行解调，当MS在一定时间内未能收到一个有效地Sync Channel Message，则MS必须产生捕获失败指示，返回确定系统子状态。同步信道经过walsh32（前32位是0，后32位是1的方波）扩频以及PN短码调制，也没有经过扰码，使得同步信道的解调也很 容易，实际上当MS能够解调导频信道后，它就获得了BS的PN短码相位信息，也就可以 解调同步信道，因为同步信道只经过PN短码的调制。不像导频信道所有的比特都为0，同步信道是经过编码的信号，MS通过解调它可以获得长码状态，系统时间，和其它一些基本 的系统配置参数。有了这些消息，MS可以使自身的长码及时间与系统同步，这样才能解调 经过长码扰码的FL信道。 同步信道数据速率固定为1200bit/s，一个同步信道帧长为26.66ms，而一个同步信道超帧由3个同步信道帧组成，帧长为80ms除了导频和同步信道外，其它所有信道都是经过长 PN码加扰的，所以同步消息对于其它信道的正确解调很重要。 I信道PN序列 同步信道数据 W32 块交织 卷积，重复 Q信道PN序列 同步信道结构 同步信道消息内容： BS当前使用的协议的版本号、BS所支持的最小的协议版本号、网络和系统标示、频率 配置、系统是否支持SR1或SR3，如果支持，所对应的发送开销信息的信道的配置，等等。 5 在定时改变子状态，MS主要完成两个工作，一个是利用从同步信道消息中提取出来的 长码状态值设置自己的长码发生器，另一个是使自己的系统时间与所提取的系统时间同步。 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MS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，在此基础上，MS就可以转入空闲状态，调制和解调那些通 过长码扩频和扰码的物理信道了。必须注意，同步信道是未经过长码扰码的，所以MS捕获了导频信道后就可以对它解调了。 同步消息传下去的LC_STATE和SYS-TIME是该同步消息后320ms时PN长码的状态，和时间，这样MS收到同步消息后，在最后收到的同步信道消息80ms超帧之后再延迟320ms的时间点，减去PN偏置的时间，即得到的长码状态和时间， 6 PCH/QPCH 6.1 IS-95PCH 非时隙模式指移动台对F-PCH进行连续监听，而不是按照指定的时隙进行监听的工作 模式。这种工作模式最容易控制，基站可以随时给手机发送消息，但是移动台需要连续地对 寻呼信道进行解调和解码，并处理其中的消息，电池消耗很快，而寻呼信道上在没有寻呼的 情况下循环广播系统参数消息，这对于已经正确获得这些参数而且处于空闲状态的移动台来 说，再去重复的接收是一种浪费。 工作于时隙模式时，MS在空闲状态下并不连续监听PCH，而是根据一定，每隔一定的时间才去在指定的时间段内接收PCH，而在每次接收PCH的间隔之中，移动台相当于处于休眠状态，基带处理器和射频电路减少甚至停止工作，降低耗电。另外，只有移动台存 储的系统参数为当前最新的参数时（即不需要重新接收系统参数时），才允许工作在时隙模 式。 对于PCH，当系统中有多个寻呼信道时，移动台在捕获系统时，总是先接收系统中的 主PCH，即编号为1的寻呼信道，从该信道上获得系统参数配置，其中包括当前基站配置 的PCH总数，然后移动台可以通过专门的Hash函数随机的选择监听其中的一个，而基站同 时也通过这个Hash函数知道该移动台所监听的PCH的编号，当传送那些专门给某一个移动台的消息（例如寻呼消息，业务信道分配消息等）就可以在该PCH上发送和接收。这样就不会影响系统随时地寻呼该移动台，同时保证了PCH资源的充分利用。 注：对多载频的处理和多寻呼信道的处理类似，MS收到信道列表消息中若有几个信道， MS利用Hash算法确定应该监听哪个信道，然后MS转到该信道上。 时隙周期为下式，I为时隙周期指数（Slot Cycle Index） I信道PN序列 寻呼信道数据 Wk 块交织 卷积，重复 Q信道PN序列 长码发生器 寻呼信道长码 寻呼信道结构 6.2 CDMA2000QPCH/BCCH/CCCH 95中采用了时隙模式，已经能够在很大程度上提高移动台的待机时间，但毕竟在所分 配的时隙内移动台还是要对80ms甚至更多的时隙进行解调、解码。来判断是否有发给它的 寻呼消息：也就是说，移动台只有在接收到一个完整的寻呼信道上的消息后，才可能知道是 否有针对自己的寻呼，通常一个中低话务量用户接收到寻呼的时隙总是占少数，那么没有寻 呼的时候还要接收一个完整的消息就显得浪费。 另外，由于寻呼信道上传递的消息所完成的功能不同，有的是系统参数的广播，有的是 对用户的寻呼、业务信道的分配，接入的响应等，这些消息中，一类是发给所有移动台的广 播消息，一类是针对某一移动台的专用消息，这两类消息在同一PCH上发送有可能相互竞争，相互影响。 针对这两种情况，cdma2000中新增了F-BCCH，F-CCCH，F-QPCH等信道，这样PCH发送广播类消息的功能由F-BCCH取代和增强，发送移动台专用的寻呼、控制类消息的功能由F-CCCH，F-QPCH取代和增强 快速寻呼信道F-QPCH是未编码、扩频的开关键控（OOK）调制的信号，也未经过长 码扰码，MS对它的解调可以非常简单迅速。BS用他来通知在覆盖范围内的、工作于时隙 模式的、且处于空闲状态的MS，是否应该在下一个F-CCCH和F-PCH的时隙上接收F-CCCH或F-PCH。使用F-QPCH的目的，最主要的时使MS不必长时间地监听F-PCH，从而达到延长MS待机时间的目的。 F-QPCH采用80ms为一个时隙，每个时隙又划分成了寻呼指示（PI, Paging Indicators）,配置改变指示符（CCI, Configuration Change Indicators）和广播指示符（BI, Broadcast Indicators）。 寻呼指示符的作用是用来通知特定的MS在下一个F-CCCH或F-PCH上有寻呼消息或其他消息。当有消息时，BS将该MS对应的PI置为“ON”，MS被唤醒；否则PI置为“OFF”，MS继续进入低功耗的睡眠状态。 广播指示符只在第一个QPCH上有。当MS用于接收广播消息的F-CCCH的时隙上将要有内容出现时，BS就把对应于该F-CCCH时隙的F-QPCH时隙中的BI置为“ON”；否则置为“OFF”。 配置改变指示符（CCI）指在第1个QPCH上有，当BS的系统配置参数发生改变后的 一段时间内，BS将把CCI置为“ON”，以通知MS重新接收包含系统配置参数的开销消息。 F-QPCH也是分时隙的，每个时隙80ms，每个移动台所分配的F-QPCH时隙是和F-PCH/F-CCCH上的时隙一一对应的（F-CCCH上的寻呼时隙的设置和F-PCH上的相同），只是F-QPCH上的时隙比F-PCH/F-CCCH上的寻呼时隙提前100ms开始，这里提前100ms是为了使移动台有足够的时间从低功耗的睡眠状态重新开始工作。 对于支持F-QPCH且处于空闲状态的移动台，当它工作于时隙模式时，它可以不必象 95中那样，在所分配的80ms时隙内连续监听整个帧，而是先监听F-QPCH上分配给自己的指示比特，如果该比特表明需要该MS去接收F-PCH或F-CCCH时隙，则移动台再去接收 对应的80ms时隙，否则仍返回低功耗的睡眠状态， 系统中可能有多个F-QPCH（一个基站单载波前向信道上最多3个），一个F-QPCH上又有多个寻呼指示比特，移动台仍需要用类似分配F-PCH信道和寻呼时隙的Hash函数，确定自己所对应的寻呼指示比特。 7 7.1 System Parameters Message基站基本信息（经纬度等），登记，切换相关的信息，是 否发送其它OH消息的标示（主要是EXT，Redirection，Gen等OH消息）； Extended System Parameters MessageTMSI，切换斜率，截矩，EC/IO上报门限，接入切换、接入试探切换，QPCH相关的信息，是否支持短消息，反向业务信道功率控制，加 密支持，是否支持BCCH； ANSI-41 System Parameters Message与System Parameters Message很多重复，主要是登记消息，TMSI等； MC-RR Parameters MessageSR3，切换，接入切换，BCCH，FCCH的一些参数。 7.2 Access Parameters Message接入试探的功率，包长，尝试次数，间隔，以及接入信道 上传送鉴权和紧急呼叫的设定； Enhanced Access Parameters MessageEACH，RCCCH，CPCCH等信道参数的设置。 7.3 Neighbor List Message邻区基站载频的配置及PN； Extended Neighbor List Message邻区基站载频配置，搜索优先级，NGHBR_BAND，NGHBR_FREQ（MS将要搜索的配有寻呼信道的BAND_CLASS和信道号）； General Neighbor List Message邻区基站载频配置，PN，搜索优先级，搜索窗大小，邻区基带载频，传输周期，传输间隔，模拟邻区的参数说明； Universal Neighbor List Message邻区集总体描述：搜索模式，时间指示，传输周期， 间隔，是否支持接入入口，接入切换；对每一个PN进行描述：邻区配置，1X，3X：基本导频，辅助导频；邻区搜索优先级，BANDCLASS，载频，间隔，周期，接入入口，接入切 换； Private Neighbor List Message用于Tiered Services。 7.4 CDMA Channel List Message列出配有寻呼信道的所有信道号（载频），列出时基本 信道列在前，辅助信道（载频）在后； Extended CDMA Channel List Message列出配有寻呼信道的所有信道号（载频），以 及此信道对QPCH和TD是否支持的指示。