第03章呼叫处理.docx
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第03章呼叫处理
第3章IS-95IS-2000呼叫处理
3.1引言
本章主要描述IS-95和IS-2000的呼叫处理过程,重点讨论移动台在接入业务信道时同基站之间的消息交互以及移动台所经历的状态转移流程,另外还包括CDMA的登记和切换过程。
本章内容将涉及部分消息字段,具体定义可以参见IS-95和IS-2000相关协议。
3.2移动台呼叫处理
在IS-95和IS-2000系统中,移动台在接入业务信道时需经历多个呼叫处理状态,移动台的呼叫处理过程实际也就是移动台在不同状态下对消息的处理和相应的状态转移过程。
如图3-1所示,移动台状态主要包括:
●移动台初始化状态:
在该状态下,移动台捕获系统。
●移动台空闲状态:
在该状态下,移动台监视寻呼信道。
●系统接入状态:
在该状态下,移动台在接入信道向基站发送消息或响应基站消息。
●移动台控制在业务信道状态:
在该状态下,移动台通过前向或反向业务信道与基站保持通信。
图31移动台呼叫处理状态
3.2.1初始化
移动台开机后首先进入移动台初始化状态,进行移动台的初始化工作。
在该状态下,移动台开始选择一个系统。
若所选系统为CDMA系统,则移动台将捕获一个CDMA载波并与之同步,并更新所有有效的登记定时器。
移动台初始化状态由下列子状态组成:
●系统确定子状态:
在该子状态下,移动台选择使用哪个系统。
●导频信道捕获子状态:
在该子状态下,移动台获得CDMA系统的导频信道。
●同步信道捕获子状态:
在该子状态下,移动台捕获系统同步信道,获得CDMA系统的系统配置和定时信息。
●定时改变子状态:
在该子状态下,移动台将其长码和系统的长码同步,将其时钟和系统的时钟同步。
图32移动台初始化状态
3.2.1.1系统确定子状态
在该子状态下,移动台将选择使用的系统。
IS-95协议中,移动台有两种方式选择系统:
用户自定义的系统选择方式、当前重定向原则的系统选择方式。
IS-2000协议中保留了这两种方式,并增加了系统重选原则的系统选择方式。
●用户自定义的系统选择方式
自定义系统选择的准确过程由移动台厂家决定。
一般可按用户要求进行选择。
移动台将根据系统的波段类(CDMABANDs)设置当前服务系统(SERVSYSs)和系统的CDMA信道号(CDMACHs)。
●当前重定向原则的系统选择方式
移动台将其在业务重定向消息(ServiceRedirectionMessage)、总体业务重定向消息(GlobalServiceRedirectionMessage)或IS-2000新增的扩展总体业务重定向消息(ExtendedGlobalServiceRedirectionMessage)中收到的信息存储在变量REDIRECT_RECs中,并根据REDIRECT_RECs中的RECORD_TYPE、SYS_ORDERING和BAND_CLASS字段设置SERVSYSs、CDMACHs和CDMABANDs。
●系统重选原则的系统选择方式
移动台使用扩展相邻列表消息(ExtendedNeighbrListMessage)或通用相邻列表消息(GeneralNeighbrListMessage)执行系统选择过程。
如果相邻列表分配的频率不同于移动台原频率,且相邻列表含有导频信号,则移动台将会选择由这些相邻集导频信号组成的CDMA系统,移动台将置CDMABANDS为所选系统的波段类并置CDMACHS为所选系统的CDMA信道号。
移动台进入系统确定子状态后,首先对登记参数初始化,然后根据进入该子状态时所携带的不同指示,做出相应的处理,具体处理细节请参见IS-95和IS-2000协议。
当移动台根据某系统选择方式选择一个系统,并尝试捕获该系统时,移动台将进入导频信道捕获子状态。
3.2.1.2导频信道捕获子状态
在该子状态下,移动台捕获所选CDMA系统的导频信道。
移动台进入导频信道捕获子状态时,将CDMA信道号置为CDMACHs,设置导频信道的码分信道,并开始搜索导频信道。
如果移动台在T20m内捕获到导频信道,移动台将进入同步信道捕获子状态;否则,移动台将进入带有“捕获失败指示”的系统确定子状态。
3.2.1.3同步信道捕获子状态
在该子状态下,移动台捕获并处理同步信道消息(SyncChannelMessage)以获得系统配置和定时信息。
移动台进入同步信道捕获子状态时,设置同步信道的码分信道。
如果移动台在T21m内未捕获到有效的同步信道消息,则移动台将进入带有“捕获失败指示”的系统确定子状态;否则如果移动台在T21m内获得有效的同步信道消息,且移动台所支持的协议版本号(MOB_P_REVp)大于或等于基站所支持的最小协议版本号(MIN_P_REVp),则移动台存储同步信道消息中所获得的信息,然后移动台进入定时改变子状态。
除上述情况之外,移动台若满足以下条件将进入系统确定子状态:
●如果REDIRECTIONs为“Disabled”(IS-2000还需NDSS_ORIGS为“Disabled”),则移动台将进入带有“重选择指示”的系统确定子状态。
●如果REDIRECTIONs为“Enabled”,REDIRECT_RECs的EXPECTED_SID字段不为0,SIDr不等于EXPECTED_SID,则移动台将进入带有“错误系统指示”的系统确定子状态。
●如果REDIRECTIONs为“Enabled”,REDIRECT_RECs的EXPECTED_NID字段不为65535,NIDr不等于EXPECTED_NID,则移动台将进入带有“错误网络指示”的系统确定子状态。
3.2.1.4定时改变子状态
在该子状态下,移动台将其长码定时与从LC_STATEs中导出的CDMA系统长码定时同步,将其系统定时与从SYS_TIMEs中导出的CDMA系统定时同步。
移动台同时将PAGECHs置为基本寻呼信道,将PAGE_CHANs置为“1”,将存储的消息序列号CONFIG_MSG_SEQs以及SYS_PAR_MSG_SEQs等变量置为“NULL”,并完成登记初始化(参见3.3.4)。
随后,移动台将进入移动台空闲状态。
3.2.2空闲
在移动台空闲状态下,移动台将设置码分信道和寻呼信道数据率,监视寻呼信道,接收或发送消息,初始化登记,响应被叫或发起主叫,取消PACA呼叫(IS-2000新增)。
如果移动台存储的参数字段REDIRECTIONs为“Disabled”(IS-2000还需满足参数字段NDSS_ORIGS为“Disabled”),移动台将退出移动台空闲状态并进入带有“重选择指示”的移动台初始化状态的系统确定子状态。
如果在T30m内未在寻呼信道上收到任何有效消息,则判断寻呼信道丢失,移动台将退出移动台空闲状态并进入移动台初始化状态的系统确定子状态。
3.2.2.1空闲过程
移动台的空闲过程主要完成对寻呼信道的监视、消息证实、登记以及空闲切换等内容。
寻呼信道监视模式
移动台对寻呼信道的监视分为非时隙模式和时隙模式。
工作在非时隙模式的移动台可以在任何寻呼信道时隙上接收寻呼和控制消息,而工作在时隙模式的移动台则仅仅在某些分配的时隙上监视寻呼信道。
除了处于移动台空闲状态,其他状态下移动台均不得工作于时隙模式。
当移动台工作于时隙模式时,移动台通常在每个时隙周期内监视一个或两个时隙的寻呼信道。
通过使用登记消息、始呼消息或寻呼响应消息的时隙周期指数(SLOT_CYCLE_INDEX)字段,移动台可以定义所希望的时隙周期长度。
当处于移动台控制在业务信道状态时,移动台也可以使用状态消息的终端信息记录的时隙周期指数(SLOT_CYCLE_INDEX)字段来定义所希望的时隙周期长度。
时隙周期长度为T,单位为1.28s,时隙周期指数为
,则时隙周期长度可由式(3.1)给出:
(3.1)
消息证实机制
消息证实是保证移动台同基站之间进行消息可靠交互的重要机制。
移动台通过使用字段ACK_TYPE(证实地址类型)、ACK_SEQ(证实序列号)、MSG_SEQ(消息序列号)、ACK_REQ(证实请求)以及VALID_ACK(有效证实)来支持消息证实机制。
对在寻呼信道上所收到消息的证实将在接入信道上发送。
当移动台发送包含证实的消息时,将VALID_ACK置为“1”,分别设置ACK_TYPE和ACK_SEQ字段为被证实消息的ADDR_TYPE和MSG_SEQ字段。
对于寻呼消息(PageMessage)和时隙寻呼消息(SlottedPageMessage)的证实,移动台将置ACK_TYPE=“000”。
对于通用寻呼消息(GeneralPageMessage)的证实,移动台将置ACK_TYPE=“010”。
当移动台发送不包含证实的消息,将VALID_ACK置为“0”,分别设置ACK_TYPE和ACK_SEQ字段为被证实消息的ADDR_TYPE和MSG_SEQ字段。
如果未收到待证实的消息,则ACK_TYPE置为“000”,ACK_SEQ置为“111”。
移动台在发送证实消息后,除非收到另一条待证实消息,否则将不再发送包含证实的消息。
因此移动台对所接收到的消息要判断其是否冗余,如果冗余则不做处理。
移动台判断所接收到消息是否冗余的原则如下:
如果下列条件皆为真,则移动台认为两个消息或记录(除在寻呼消息(PageMessage)、时隙冗余消息和通用寻呼消息(GeneralPageMessage)中的记录以外)是重复冗余的:
●在同一寻呼信道上收到的两个消息(记录);
●两个消息(记录)的MSG_SEQ和ACK_SEQ字段包含相同的值;
●两个消息(记录)接收到的时间差小于T4m;
●两个消息(记录)的地址已经声明为匹配(根据系统当前采用的编址方式,移动台的IMSI、ESN或MIN与消息的编址特定字段取值相同)。
●如果消息(记录)为寻呼消息(记录),则该消息(记录)发给同一个IMSI号或MIN号。
空闲切换
当处在移动台空闲状态下,移动台从一个基站覆盖区域移动到另一基站的覆盖区域时,移动台检测出一个足够强的非当前基站导频信道信号,就将发生空闲切换。
导频信道通过相对于零偏置导频信道PN序列的偏置来识别,在移动台空闲状态定义了激活导频集、相邻导频集、剩余导频集等几种导频信号偏置的不同集合(具体定义参见第12章12.1.3.1),每个导频信号偏置仅属于一组中的一个。
在移动台空闲状态下,移动台监视寻呼信道并在当前CDMA频率指配(CDMACHs)中搜索最强的导频信道信号,
IS-95移动台在进行空闲切换时将工作在非时隙模式,直至在新的寻呼信道上收到至少一条有效消息。
IS-2000移动台在执行空闲切换时,如果满足以下条件则运行于时隙模式;否则运行于非时隙模式,直至在新的寻呼信道上收到至少一条有效消息。
●移动台支持快速寻呼信道;
●移动台已知新基站支持配置改变指示位;
●移动台确定新快速寻呼信道的快速寻呼信道配置变化指示位被置为”OFF”;
●自移动台最近一次在新寻呼信道上收到有效消息不超过T31m秒。
在完成空闲切换后,移动台将放弃所有在原有寻呼信道上接收到的未处理消息。
移动台空闲切换时,如果从原基站所收到的相邻列表消息(NeighbrListMessage)中列有新的基站,则移动台将根据NGHBR_CONFIG字段来确定空闲切换至新基站的动作;如果没有新基站,则移动台依照NGHBR_CONFIG为“011”的情况来确定切换操作。
●若NGHBR_CONFIG字段置为“000”或“001”,
⏹若系统为IS-2000,且PACAS等于“Enabled”,则移动台将进入系统接入状态的更新开销信息子状态。
⏹如果移动台没有存贮新寻呼信道的配置参数,或如果存贮的信息不是当前信息,移动台将设置CONFIG_MSG_SEQs、SYS_PAR_MSG_SEQs等消息序列号为“NULL”。
随后,移动台将使用相同的码分信道和CDMA信道来监视新基站的寻呼信道。
●如果NGHBR_CONFIG字段置为“010”,
⏹若系统为IS-2000,且PACAS等于“Enabled”,移动台应进入系统接入状态的更新开销信息子状态。
⏹如果移动台没有存贮新寻呼信道的配置参数,或如果存贮的信息不是当前信息,移动台将设置CDMACHs为原基站所发的“CDMA信道列表消息(CDMAChannelListMessage)”中给出的第一个CDMA信道,并开始监视新基站的基本寻呼信道。
●如果NGHBR_CONFIG字段置为“011”,移动台将进入带有“新系统指示”的移动台初始化状态的系统确定子状态。
3.2.2.2开销消息操作的响应
寻呼信道上的开销消息(OverheadMessage)主要包括接入参数消息(AccessParametersMessage)和配置消息(ConfigurationMessage),其中配置消息主要有:
●系统参数消息(SystemParameterMessage)
●相邻列表消息(NeighbrListMessage)
●CDMA信道列表消息(CDMAChannelListMessage)
●扩展系统参数消息(ExtendedSystemParameterMessage)
●总体业务重定向消息(GlobalServiceRedirectionMessage)
●扩展相邻列表消息(ExtendedNeighbrListMessage)(IS-2000新增)
●通用相邻列表消息(GeneralNeighbrListMessage)(IS-2000新增)
●用户区域识别消息(UserZoneIdentificationMessage)(IS-2000新增)
●专用相邻列表消息(PrivateNeighbrListMessage)(IS-2000新增)
●扩展总体业务重定向消息(ExtendedGlobalServiceRedirectionMessage)(IS-2000新增)
●扩展CDMA信道列表消息(ExtendedCDMAChannelListMessage)(IS-2000新增)
接入参数消息(AccessParametersMessage)采用由ACC_MSG_SEQ字段决定的独立序列号,移动台存储最新接收的接入参数消息序列号至ACC_MSG_SEQs。
与配置消息(ConfigurationMessage)相关的是配置消息序列号CONFIG_MSG_SEQ,当一个或多个配置消息内容发生改变时,配置消息序列号将随之增加。
对于接收到的配置消息或其他消息,移动台存储包含在其中的配置消息序列号,令CONFIG_MSG_SEQs=CONFIG_MSG_SEQr,并将配置消息序列号同移动台存储的配置参数进行比较,以确定移动台存储的配置参数是否为当前值。
寻呼消息(PageMessage)、时隙寻呼消息(SlottedPageMessage)和通用寻呼消息(GeneralPageMessage)也包括配置消息序列号,这使得移动台可以确定存储的配置参数是否为当前值,而不需要等待配置参数。
当在寻呼信道收到接入参数消息(AccessParametersMessage),移动台将比较接入序列号ACC_MSG_SEQr与ACC_MSG_SEQs。
若匹配则忽视该消息,若不匹配则令ACC_MSG_SEQs=ACC_MSG_SEQr,并存储相关参数。
当在寻呼信道收到配置消息(ConfigurationMessage),移动台将收到的配置消息序列号CONFIG_MSG_SEQr同存储的相关配置消息序列号(如:
系统参数消息为SYS_PAR_MSG_SEQs,相邻列表消息为NGHBR_LIST_MSG_SEQs等)比较。
若相同则忽视该消息,若不相同则令存储的配置消息序列号等于收到的配置消息序列号,并根据所收到的配置消息做出相应的操作。
3.2.2.3移动台寻呼匹配操作
当移动台收到寻呼消息(PageMessage)时需要完成寻呼匹配操作。
移动台比较其IMSI与寻呼消息中每条记录的MIN,如果记录中同时包含MIN1和MIN2,且MIN1和MIN2均同移动台的IMSI_S1和IMSI_S2相同,则认为寻呼相等;如果记录中只有MIN1而没有MIN2,且MIN1和移动台的IMSI-S1相等,归属(SID,NID)对同基站的SID和NID匹配,则认为寻呼匹配。
任何其他组合均认为是不匹配的。
当判定寻呼匹配后,则移动台将在T33m内在接入信道上发送寻呼响应消息(PageResponseMessage),移动台将进入带有“寻呼响应指示”的系统接入状态之更新开销信息子状态。
同响应开销消息操作一样,移动台收到寻呼消息(PageMessage)时将对存储的配置消息序列号CONFIG_MSG_SEQs和收到的配置消息序列号CONFIG_MSG_SEQr进行比较,若比较不匹配,则令CONFIG_MSG_SEQs=CONFIG_MSG_SEQr。
移动台也将比较接入参数消息序列号ACC_MSG_SEQr和ACC_MSG_SEQs,若比较不匹配,移动台将置ACC_MSG_SEQs为“NULL”。
3.2.2.4移动台指令和消息处理操作
移动台对寻呼消息(PageMessage)和开销消息(OverheadMessage)之外的其他消息和指令的处理将在移动台指令和消息处理操作中进行。
移动台将接收消息的地址字段同移动台的识别数据进行比较,如果地址匹配则处理该消息,否则移动台放弃对该消息的处理。
当接收消息同移动台地址匹配时,根据接收消息的不同,移动台做相应处理:
●如果接收消息为数据突发消息且该移动台在其广播地址范围内,移动台将处理该消息但不进行证实和返回错误。
●如果接收消息需要证实而且不是“锁定指令(LockUntilPower-CycleOrder)”或是“打开指令”,移动台将对该消息予以证实,进入系统接入状态的更新开销信息子状态,并在T33m内有一个指令/消息响应指示。
●如果接收消息不需要证实,则仅当消息或指令要求时移动台才发送响应。
如果要求响应,移动台将发送响应,进入系统接入状态的更新开销信息子状态,并在T33m内有一个指令/消息响应指示。
如果移动台接收到下列消息或指令,当消息的任何字段超出允许的范围,则移动台发送“移动台拒绝指令(MobileStationRejectOrder)”,其ORDQ字段为“00000100”,表明消息字段不在有效范围。
●鉴权查询消息(AuthenticationChallengeMessage):
当收到基站发出的鉴权查询消息后,移动台发送鉴权查询响应消息以响应该消息。
移动台进入系统接入状态的更新开销信息子状态,并在T32m内有一个指令/消息响应指示。
●基站查询确认指令(BaseStationChallengeConfirmationOrder):
当收到基站查询确认指令,移动台进入系统接入状态的更新开销信息子状态,并在T32m内有一个指令/消息响应指示。
●信道指配消息(ChannelAssignmentMessage):
⏹如果消息的指配模式字段ASSIGN_MODE为“101”,FREQ_INCLr为“1”,且频带类别不为移动台所支持:
◆移动台将在T33m内进入带有指令/消息响应指示的系统接入状态的更新开销信息子状态,并发送ORDQ字段为“00000110”的移动台拒绝指令(MobileStationRejectOrder)。
⏹如果消息的指配模式字段ASSIGN_MODE不为“001”或“101”,移动台将在T33m内进入带有指令/消息响应指示的系统接入状态的更新开销信息子状态,并发送ORDQ字段为“00000010”的移动台拒绝指令(MobileStationRejectOrder),表明该状态消息未被接受。
●扩展信道指配消息(ExtendedChannelAssignmentMessage)(IS-2000新增):
⏹如果消息的指配模式字段ASSIGN_MODE为“001”,FREQ_INCLr为“1”,且频带类别不为移动台所支持:
◆移动台将在T33m内进入带有指令/消息响应指示的系统接入状态的更新开销信息子状态,并发送ORDQ字段为“00000110”的移动台拒绝指令(MobileStationRejectOrder)。
⏹如果消息的指配模式字段ASSIGN_MODE不为“001”:
移动台将在T33m内进入带有指令/消息响应指示的系统接入状态的更新开销信息子状态,并发送ORDQ字段为“00000010”的移动台拒绝指令(MobileStationRejectOrder)。
●业务释放消息(IS-2000新增):
⏹若RC_SYNC_IDr等于RC_SYNC_IDs,则移动台进入带有“业务释放成功指示”的系统接入状态的更新开销信息子状态。
⏹若RC_SYNC_IDr不等于RC_SYNC_IDS,则移动台进入带有“业务释放出错指示”的系统接入状态的更新开销信息子状态。
●PACA消息(PACAMessage)(IS-2000新增):
⏹若移动台不支持PACA且P_REV_IN_USES小于或等于4,则移动台将发送ORDQ字段为“00000110”的移动台拒绝指令(MobileStationRejectOrder)。
⏹若PACAS为“Disabled”,移动台将在T33m内进入带有指令/消息响应指示的系统接入状态的更新开销信息子状态,并发送ORDQ字段为“00000010”的移动台拒绝指令(MobileStationRejectOrder)。
⏹若PACAS等于“Enabled”,移动台将执行如下操作:
◆若消息的目的是响应一个起呼消息(PURPOSEr等于“0000”),移动台将在T33m内进入带有指令/消息响应指示的系统接入状态的更新开销信息子状态,并发送ORDQ字段为“00000010”的移动台拒绝指令(MobileStationRejectOrder)。
◆若消息的目的是提供一个PACA呼叫的队列位置(PURPOSEr等于“0001”),则移动台将设置PACA状态定时器,提示用户PACA呼叫还在队列中,并提示该呼叫当前的队列位置(Q_POSr)。
◆若消息的目的是通知移动台再次发起PACA呼叫(PURPOSEr等于“0010”),则移动台将设置PACA状态定时器,移动台将在T33m内进入带有PACA响应指示的系统接入状态的更新开销信息子状态,以便再次发起PACA呼叫。
◆若消息的目的是取消PACA呼叫(PURPOSEr等于“0011”),移动台将置PACAS为“Disabled”,PACA_CANCEL为“0”,并关闭PACA状态定时器,通知用户PACA呼叫已被取消。
●锁定指令(LockUntilPower-CycleOrder):
收到该消息,移动台将设置锁定指示(LockIndication),并进入移动台初始化状态的系统确定子状态。
●登记拒绝指令(RegistrationRejectedOrder):
当移动台收到该指令,表明移动台申请的业务在该系统不可用,移动台将进入带有登记拒绝指示的移动台初始化状态的系统确定子状态。
●业务重定向消息(ServiceRedirectionMessage):
移动台收到该指令后,设置RETURN_IF_FAILs=RETURN
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