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TD-SCDMA中终端对寻呼块监视算法分析

发布时间:2019-06-19 02:33 来源:未知 编辑:admin

  在终端开启电源之后,进行小区初搜过程,最终进入到空闲模式。在空闲模式下,终端的主要任务就是不定期地解读系统信息,对邻近小区进行测量,收听寻呼以及小区的重选。网络广播的系统信息以及寻呼内容是以固定周期进行的,所以终端没有必要时时的解读所有的系统信息以及寻呼块的内容,从而可以大大节省终端的电源功耗,提高终端的待机时间。

  在TSM系统中,系统要求终端在30s之内必须更新一次服务小区系统信息内容,3~5min之内更新一次邻近小区系统信息。解读寻呼的周期和解读系统信息的周期是没有任何关系,而在TD-SCDMA系统中,情况有些不同。终端解读系统信息的时间没有周期限制,如果发生了系统信息的改变,则网络将以寻呼的方式通知终端解读系统信息,从而又减少了终端重复解读系统信息的时间。

  在空闲模式下,是否需要解读系统信息和寻呼都是由寻呼内容确定,终端将按照一定的算法进行寻呼块的解读,从而提高寻呼块的利用效率。本文就是主要介绍终端解读寻呼块的算法,终端是怎样定位到物理帧上去解读寻呼块的。

  网络广播寻呼消息是通过PCH传输信道和物理信道PICH广播的,其中PICH是寻呼指示信道,和PCH配对使用。PCH、PICH和FACH传输信道可以同时映射到一个物理信道S-CCPCH信道上,并且P-CCPCH和S-CCPCH也可以同时映射到一个物理码道上,分时占用物理码道上的资源。在物理信道中,S-CCPCH为辅公共控制物理信道,用于承载来自传输信道FACH和PCH的数据。S-CCPCH固定使用SF=16的扩频因子,不使用物理层信令SS和TPC,但可以使用TFCI,具体的信道参数由系统信息广播,信道的编码及交织周期为20 ms。受容量限制,S-CCPCH也使用两个码分信道来构成一个S-CCPCH信道。该信道可位于任一个下行时隙,使用时隙中的任意一对码分信道和Midamble移位序列。在TS0时隙,主、辅公共控制信道还可以时分复用同一套信道参数。

  为了更好地说明P-CCPCH、S-CCCH和PICH在TS0复用到物理码道的情况。在该例子中,每隔8 帧有3个BCH块,每隔16帧有1个PICH块,每个PICH块之后,只隔1帧便有对应PICH的两个PCH块,而FACH块是间隔在BCH、PICH和PCH块中间的。对于C

  和C 物理码道中含有BCH块是系统默认的,即在该码道中,必定有BCH块的存在,便于终端在开机时终端将至少解读64帧,确定主信息块(MIB)的位置,再解读系统信息5(SIB5)。在SIB5中,包含了PICH、PCH的重复周期以及复用方式,便于终端在空闲模式下对PICH、PCH块的定位解读。

  另外一个例子,则是S-CCPCH和PICH共存于时隙k(k≠0)的情况,1个PICH块对应6个PCH块,其重复周期是32帧。在TD-SCDMA系统中,可以存在最多16个S-CCPCH 物理信道,每个物理信道可以由一个或是两个物理码道组成。

  网络广播的寻呼消息就是在PCH传输信道上广播的,而PCH又映射到S-CCPCH物理信道上,但是终端不需要对所有的S-CCPCH中的PCH信道都进行解读。网络将按一定的算法进行PCH的广播。具体解读PCH的方法,参考下面内容。

  寻呼消息是在PCH传输信道上传输,一个小区内可以建立一条或多条用于承载寻呼消息的PCH传输信道。每一辅公共控制物理信道(S-CCPCH)可以承载一条PCH传输信道。小区内S-CCPCH的数目由系统信息广播。对每一PCH,都有一条寻呼指示信道(PICH)与之相伴,两者共同构成一个寻呼块。若SIB 5中定义了不止一条PCH(也包括PICH),那么终端将按下面的规律选择S-CCPCH(承载PCH):即网络按照IMSI码将用户分成K组,每一组对应一条S-CCPCH物理信号进行PICH块的传输。

  上式中K为承载PCH的S-CCPCH数目;IMSI为国际移动用户识别;S-CCPCH索引值按其在SIB 5中出现的顺序排列,范围从0到K-1。若终端没有IMSI(对应UE中无USIM),那么取IMSI=0。

  根据公式(1),终端可以确定S-CCPCH物理信道,但是为了降低功率消耗,终端在空闲模式下可以使用非连续接收(DRX)的方式来接收寻呼信息,没有必要解读所有的PICH块信息。在DRX模式下,终端只需在每一DRX周期内的寻呼时刻监视一个寻呼指示因子即可。DRX的周期长度为max(2k,PBP)。扩号内的小k值取自系统信息(范围6~9)。PBP等于PICH的重复周期,也由系统信息给出,最大为64。属于终端的PICH块出现的时刻(系统帧号,SFN)按下式确定:

  上式中max(2k,PBP)为DRX周期长度;IMSI和大K的意义与公式(1)中描述相同;n=0,1,2…描述了重复周期数;Frame_Offset为系统信息提供的PICH偏移量;PBP为寻呼块重复周期,最大为64。这些参数在系统信息5中都可以得到。根据公式(2)可知,2k必定是PBP的整数倍关系,PICH将以max(2k,PBP)帧数为周期出现,而在一个周期中,具体的位置则由{(IMSI div K) mod (max(2k,PBP)div PBP)}× PBP + Frame_Offset所确定。根据公式(2),终端即可精确确定自己需要解读的PICH块的起始帧号。

  寻呼指示信道(PICH)不承载传输信道的数据,但却与传输信道PCH配对使用,用以指示特定的UE是否需要解读其后跟随的PCH信道(映射在S-CCPCH上)。PICH固定使用扩频因子SF=16。一个完整的PICH信道由两条码分信道构成。信道的持续时间为两个子帧(10 ms)。根据需要,也可将多个连续的PICH帧构成一个PICH块。PICH信道配置所需的物理层参数、信道数目以及信道结构等信息由系统信息广播。

  PICH信道的内容由一系列的寻呼指示因子组成,每个寻呼指示因子Pq(q=0,1,2…,NPI-1,NPI:PICH块中寻呼指示因子的个数)的长度LPI可为2、4或8个符号。在QPSK调制下,LPI对应4、8或16个连续比特。对TD-SCDMA系统,每帧有176个符号,因而可以指示的终端的分组数分别为:88、44或22。为了提高系统的抗干扰能力,每个寻呼指示因子Pq中的连续比特被交织地放在Midamble码的两边,奇数比特被放在Midamble码的左边,偶数比特被放在右边。

  在终端解读PICH块之后,需要确定PICH块中本终端寻呼因子的值,本终端寻呼因子定位的公式为:

  式中Np等于每一寻呼块中寻呼指示因子的个数,可由系统信息计算得出(参见上面描述);(IMSI div 8192)描述了DRX索引(DRX Index)。

  若终端寻呼分组对应的寻呼指示因子PI中的比特为全1{1,1,1..,1},则终端被要求接收PICH信道之后寻呼块内的寻呼子信道,以确定寻呼消息中是否包含着对本终端的寻呼。反之,则不必接收后面的寻呼消息。

  式中NPICH是PICH信道持续的帧数;NGAP是PICH信道的最后一帧与承载寻呼消息的第1帧之间间隔的帧数;NPCH是寻呼分组的数目。NGAP和NPCH都由系统信息广播。

  在解读出的PCH寻呼块中,不都是自己的寻呼消息,还需要根据解读消息中IMSI或是TMSI来判定是否是自己的寻呼消息。如果是请求更新系统信息,则进行系统信息解读,如果是业务请求,则进行随机接入过程,进行业务响应。

  从上面分析TD-SCDMA系统的寻呼广播算法,可以看出系统中可以存在多条S-CCPCH物理信道,但是终端仅仅只需解读其中很少的属于自己的寻呼信道,使得TD-SCDMA系统的网络可以同时寻呼更多的终端,而又不增加单个终端解读公共信道的时间。特别是在TD-SCDMA系统中,系统信息的改变是通过寻呼来告知终端的,大大减少了终端解读公共信道的时间,从而增加了终端的待机时间,这一点,在TSM系统中是无法达到的。

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