1、TD終端尋呼過程詳解(2009-06-16 12:32:05) 轉載標簽： 3gtd-scdma協議棧尋呼終端it一、概述網絡側要對一個手機進行尋呼，比如典型的，尋呼處于IDLE狀態的UE建立CS呼叫連接，則網絡側要對PCH傳輸信道（其映射到SCCPCH物理信道）和PICH物理信道進行配置和內容填充。對PCH來說，就是要填充合適的Paging Type 1消息發送出去；而對于PICH來說，則要配置好Paging Occasion以及PI值，這樣PCH和PICH相配合，就能尋呼到指定的UE。我們先來看看系統信息廣播中對PICH和PCH的描述情況。有一個SIB5內容的實例，里面涉及到PICH的配置

2、參數，摘錄如下：sCCPCH-LCR-ExtensionsList pich-Info timeslot 0, pichChannelisationCodeList-LCR-r4 cc16-5, cc16-6 , midambleShiftAndBurstType midambleAllocationMode defaultMidamble : NULL, midambleConfiguration 4 , repetitionPeriodLengthOffset rpp64-2 : 0, pagingIndicatorLength pi4, n-GAP f4, n-PCH 2 具體各個參數的

3、含義，會在下面講解時給出相應的解釋。在這里先提前說明一下，下面講到的物理層和協議棧行為并沒有具體區分發送端NodeB和接收端UE，并且描述時可能偏向某一方來進行，實際上不論是發送端還是接收端，都要按照描述的準則分別做動作，這一點請大家注意。二、物理層行為有了以上的配置參數，我們從物理層面說說PICH的信道結構以及與PCH的時序關系。PICH固定的占用兩個碼道，如示例中的cc16-5和cc16-6，并處于下行時隙0中。在一幀之內，即連續兩個子幀，該PICH BURST共有NPIB=352個比特可以用來攜帶尋呼指示，如圖1所示。圖1 PICH BURST中尋呼指示的分配情況NPIB=352個比特是

4、指尋呼指示經過編碼之后的總比特數，而不是說一幀里可以存放352個尋呼指示，實際的尋呼指示個數NPI是NPIB除以每個尋呼指示的編碼長度（比特）后的結果，而每個尋呼指示的編碼長度在SIB5中已經給出，即pagingIndicatorLength對應的值pi4，單位是bit，所以我們可以算出一幀中尋呼指示的個數NPI= NPIB/4=88。至于協議上提到的LPI，意思是一個尋呼指示所對應的符號長度，因為是QPSK調制，一個符號對應兩個比特，所以在本例中LPI=2，意思是一樣的。基于協議上的表示方法，存在如下關系式：NPIB = 2*NPI*LPI，對應生成如下的表格：表1 不同的尋呼指示長度與相應

5、的每幀尋呼指示個數對應表LPI=2LPI=4LPI=8NPI per radio frame884422為了與后面講到的PI形成區分，這里提到的尋呼指示用符號Pq （q = 0, ., NPI-1, Pq 0, 1）來表示。所以我們從上面的分析可以知道，當Pq 為0或1時，對應映射成2*LPI個連續重復比特，如表2所示：表2 尋呼指示的比特映射表PqBits e2LPI*q+1, . ,e2LPI*(q+1) 含義00, 0, ., 0UE沒有必要去讀取對應的PCH11, 1, ., 1UE有必要去讀取對應的PCH上面講的是一幀里面PICH的配置情況，實際上在傳輸中，PICH都不是單幀出現的，

6、而是以PICH Block的形式出現，一個PICH Block包含了NPICH個連續幀，NPICH數值也在SIB5中廣播，即repetitionPeriodLengthOffset中的Length，所以本例中NPICH=2，即一個PICH Block中含有2個連續的幀，每幀中都帶有尋呼指示，這樣總的尋呼指示個數NP就可以表示成NP=NPICH*NPI，如圖2所示。圖2 一個PICH Block的結構針對某個特定的UE，上層協議會根據相關參數計算出該UE的PI值（PI = 0, ., NP-1），具體的計算方法放在后面上層協議棧部分里講。這里的PI是指在一個PICH Block中其相對于總的尋呼

7、指示個數NP的索引值，而不是之前所說的具體每一個尋呼指示，所以為什么在前面我們會用符號Pq 來表示每一個尋呼指示，就是為了和這里的PI形成區別，以免引起混淆（初學的人在這點上很容易混淆）。當知道了這個UE的PI值之后，如何定位是處在PICH Block中的什么位置呢？因為只有知道了這個位置，NodeB才能正確地設置相應位置的尋呼比特為“1”，從而尋呼到UE。其實這個不難，當前PI值處于PICH塊的第幾幀可以由公式n = PI div NPI 給出，進而，在此幀中的偏移值即Pq 的下標q可以由公式q = PI mod NPI給出。說完了PICH，接著談談PCH。PCH實際上都是以PCH Bloc

8、k的方式出現的，每個PCH Block包含了NPCH個尋呼子信道。NPCH也是由SIB5廣播的，在本例中NPCH = 2。每一個尋呼子信道映射到兩個連續的PCH幀上，UE所攜帶的層3信息Paging Type 1就是在相應的尋呼子信道里發送的。尋呼子信道以及PCH和PICH的時序關系，如圖3所示。圖3 尋呼子信道以及PICH和PCH的時序關系圖有上面的圖可以看出，一個Paging Block包含了一個PICH Block和一個PCH Block。如果在PICH Block中的某個尋呼指示被設置為“1”，那么和該尋呼指示相關的UE就會去讀該PCH Block內相應的尋呼子信道。PICH Bloc

9、k的結尾和PCH Block的開始之間的空隙幀數NGAP也是由SIB5廣播，在本例中其值為4。三、上層協議棧行為我們知道，在一個小區里，可能會建立一個或者多個PCH傳輸信道，而PCH是映射到物理信道SCCPCH上的，每一個SCCPCH物理信道可能會攜帶最多一個PCH傳輸信道（也有可能沒有），所以一個小區中也會有一個或者多個SCCPCH物理信道。同時，對于每一個PCH，都有一個唯一的PICH與之對應。于是問題就來了，NodeB和UE該選擇哪一個PCH（SCCPCH）和與之相應的PICH來發送和接收尋呼呢？這里就要用到尋呼信道的選擇準則。UE從SIB5中所列的SCCPCH信道中進行選擇是基于UE的

10、IMSI，計算公式如下： 選擇的SCCPCH索引 = IMSI mod K，其中，K等于攜帶PCH的SCCPCH的個數，僅僅攜帶FACH的SCCPCH不計算在內。這些SCCPCH的索引按照其在SIB5中出現的順序來定，范圍是0到K-1。一旦SCCPCH選定了，則SCCPCH攜帶的PCH以及與PCH對應的PICH都確定了，NodeB和UE就可以使用它們了。如果SIB5中SCCPCH就一個的話，上面的公式就不用使用了，直接選擇這一個即可。如果UE沒有IMSI，比如UE在沒有USIM卡的情況下進行緊急呼叫，此時IMSI的數值默認為0。找到了要使用的PCH和PICH，上層協議棧只完成了第一步，接下來還

11、要計算出該UE的PI值，以便NodeB在PICH相應的位置設置成“1”；同時由于是不連續接收DRX，還要計算出相應的Paging Occasion和Paging Message Receiving Occasion，這樣上層協議棧的任務才算結束。下面就來談談這些東西。UE使用DRX的好處就是省電，并定義了DRX周期，其值等于MAX(2k, PBP)，單位是幀。其中k就是DRX周期長度系數，在IDLE狀態下使用SIB1中廣播的值，范圍是6到9，比如取k = 6；在連接狀態（CELL_PCH和URA_PCH）下k的選取和IDLE下有所不同，因為不是重點，不再多說，有興趣的可以看25.304協議。P

12、BP就是Paging Block周期，在TDD情況下等于PICH的重復周期，在本例中PBP = 64。所以綜合來看，DRX的周期就是64，即每64幀UE在Paging Occasion接收一下尋呼，其余的時間處于睡眠狀態。Paging Occasion的定義就是，參照圖3，一個Paging Block的第一幀的SFN值，其計算公式如下： Paging Occasion = (IMSI div K) mod (DRX周期 div PBP) * PBP + n * DRX 周期+幀偏移，其中n = 0,1,2，K就等于上面說的PCH選擇時的K值，幀偏移就是PICH的幀偏移，在SIB5中給出，本例中

13、偏移值為0；其余的參數在前面都已經介紹了。如果UE沒有IMSI，比如UE在沒有USIM卡的情況下進行緊急呼叫，此時IMSI的數值默認為0，DRX周期默認為256（2.56s），再應用上面的公式。UE對應的PI值（即在PICH中的索引值）的計算公式如下： PI = DRX Index mod Np，這里DRX Index = IMSI div 8192，Np就是前面介紹的一個Paging Block中總的尋呼指示個數。有了PI值，NodeB就可以在PICH Block中相應位置設置比特為“1”，見上面物理層部分的講解。同時根據PI值在PCH Block中相應位置填充Paging Type 1消息

14、的ASN.1碼流，這里就要用到下面講到的Paging Message Receiving Occasion，其定義為： Paging Message Receiving Occasion = Paging Occasion + NPICH + NGAP + (DRX Index mod Np) mod NPCH *2各個參數的意義在前面都已經介紹了，Paging Message Receiving Occasion的定義就是UE接收實際尋呼消息的幀號，參照圖3，我想大家都能看明白公式的意義，不再贅述。最后，NodeB和UE都按照上述的公式和準則進行發送和接收，如果UE在DRX周期內的Paging Occasion，檢測到其相應的尋呼指示Pq值為1，則根據Paging Message Receiving Occasion去定位讀取PCH信道承載的數據內容，此時還不能說明這個尋呼是自己的。經過RRC層ASN.1解碼，得到完整的Paging Type 1消息，U