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《WCDMA空中介面技術》讀書筆記4: R99 待機過程

    工作在WCDMA RBS系統上很多年了,感覺RBS系統絕對是世界上最複雜的系統之一;除了要基於通訊原理和3GPP協議來實現,還要考慮到:空口資源、硬體資源、功率分配、系統容量、監控管理、系統排程.... ...而一本好書《WCDMA空中介面技術》恰恰是對我這麼多年工作的複習與補充。
    囫圇吞棗的看了很多書,對我來說最好的看書方式還是做讀書筆記。

    在待機狀態終端完成小區搜尋、小區選擇、接收系統資訊以及位置更新、鑑權等工作;對應空中介面的基站發現、終端發現以及系統安全。

    終端一旦開機,就會選擇一個公共陸地移動網

(PLMN),並在PLMN內搜尋一個合適的小區接收此小區的廣播資訊。終端通過位置更新註冊到該小區所在的登記區。之後,終端就處於待機過程中,不斷監聽尋呼資訊、監測無線環境、接收系統資訊
    PLMN搜尋時需要在全頻段進行,頻點多,搜尋與同步時間長;初始小區選擇時頻點已經確定,只需要搜尋主擾碼,搜尋與同步時間居中;小區重選時不但頻點已經確定,主擾碼的範圍也已近確定,因此搜尋與同步時間較短。

    完全的小區搜尋一般分為時隙同步、無線幀同步以及擾碼碼組識別和主擾碼識別3個步驟:

  1.     時隙同步的典型方法是用一個匹配濾波器去匹配主同步碼,小區的時隙定時可以通過檢測匹配濾波器輸出的波峰值得到。
  2.     S-SCH通道中輔助同步碼一共有16種,分佈在一個無線幀的15個時隙中,每種分佈方式稱為一種花樣。輔助同步碼一共定義了64種花樣。輔助同步碼的花樣與擾碼組的編號是一一對應的,因此根據輔助同步碼的花樣,查表就能得到目標小區所屬的擾碼組的編號。在識別輔助同步碼的花樣中,需要將接收到的輔助同步碼與所有可能的64種花樣進行相關運算,並確定最大相關值,從而得到輔助同步碼的花樣。終端不但得到了目標小區的擾碼碼組,還可以進一步找到目標小區的無線幀起點,從而實現了幀同步
  3.    由於導頻通道P-CPICH使用C256,0作為通道化碼,承載預定義的資訊,因此終端可以利用前面已經確定的擾碼組以及時隙的起點,將該擾碼組中的8個主擾碼分別與P-CPICH通道進行相關運算,最後得到該小區使用的主擾碼
    。(導頻通道是其他下行物理通道的相位參考點,還可以作為其它下行物理通道的功率參考點;由於導頻通道是連續發射的,因此還可以作為終端監測小區訊號強度以及訊號質量的參考源,用於小區選擇、小區重選、切換以及功率控制等機制。)

    小區搜尋結束後,終端得到目標小區的主擾碼,可以接收目標小區廣播的系統資訊。終端從MIB中獲得心痛資訊塊的排程資訊。終端再根據排程資訊確定各個SIB的位置,並在相應的時間接收並儲存SIB的內容。終端從系統資訊中得到系統的各種配置引數,為後續的小區選擇過程提供依據。從系統資訊中終端還得到了SFN,從而實現超幀同步。系統資訊的有效期為6小時,超時後終端需要重新接收相應的資訊。
    得到目標小區的主擾碼後,終端就可以解調出導頻通道,測量出導頻通道的訊號強度和質量。如果目標小區導頻通道的訊號強度和質量滿足要求,終端就會選定該小區並駐留。

    小區重選由導頻通道的測量結果引發,在由DRX週期確定的時間間隔內,終端完成對WCDMA同頻領區的同步與測量。
    小區重選與初始小區選擇的最大區別在於小區重選時,終端已經從系統資訊廣播中得到相鄰小區的資訊,並進行了駐留小區以及相鄰小區訊號的測量。    在使用者的USIM卡中以及HLR的AuC鑑權中心儲存有使用者鑑權引數k,該引數長度為128bit。鑑權過程就是驗證終端的k引數與AuC鑑權中心的k引數是否一致,當然為了安全起見,k引數並不直接傳遞,而是將根據k引數產生的中間數在網路中傳遞,雙方採用同樣的演算法,如果能得到同樣的結果,表明k引數相同,從而鑑權成功。


    終端發現基站的關鍵是基站進行廣播,在這一點上,不同制式的移動通訊系統都大同小異。

    基站引數干擾的條件是同地、同頻、同時且同碼,而同頻是最本質的原因。
    同一基站下不同小區的SCH在時間上需要相互錯開,為終端搜尋小區提供方便。錯開的時間以256個碼片為單位,稱為T_Cell引數,由CRNC設定。

    WCDMA系統中小區採用的地址碼稱為擾碼,WCDMA空中介面定義了8192個可用擾碼,均分為512個擾碼組,每個擾碼組當中包含1個主擾碼和15個輔助擾碼。
    每個小區選用一個主擾碼以及對應的擾碼組。同樣,確定小區主擾碼的過程稱為WCDMA系統的主擾碼規劃。

    系統資訊由CRNC產生,在Node B中傳送,平時除非有系統資訊的調製,CRNC不再需要向Node B傳送相關資訊。因此,可以把Node B看成系統資訊的儲存地以及傳送的代理者。