TD-SCDMA接入分析(V1.1)

TD-SCDMA接入问题分析目录第1章接入相关知识理论介绍 (1)1.1 随机接入过程 (1)1.1.1 随机接入准备 (1)1.1.2 随机接入流程 (2)1.1.3 UE发送SYNC-UL (3)1.1.4 UE接收FPACH突发 (3)1.1.5 UE在PRACH上发消息 (5)1.1.6 RACH传输控制过程（UE侧） (6)1.1.7 UE在CCPCH上接收消息 (8)1.1.8 UE在DCCH逻辑信道上发送消息 (9)1.1.9 随机接入过程流程图 (9)1.1.10 随机接入冲突处理 (10)1.2 上行同步 (11)1.2.1 上行同步的建立 (11)1.2.2 上行同步的保持 (12)1.3 UE的功率控制过程 (12)1.3.1 开环功率控制 (12)1.3.2 闭环功率控制 (13)第2章信令流程 (15)2.1 呼叫接入流程 (15)2.1.1 主叫流程 (15)2.1.2 被叫流程 (16)2.1.3 呼叫接入层3信令流程 (16)2.2 接入失败分类 (17)第3章分析流程 (19)3.1 路测数据分析流程 (19)3.2 话统指标分析流程 (20)3.3 寻呼问题分析流程 (21)i3.4 RRC建立问题分析流程 (22)第4章接入失败实例分析 (23)4.1 路测数据分析实例 (23)ii第1章接入相关知识理论介绍1.1 随机接入过程1.1.1 随机接入准备当UE处于空闲模式下，它将维持下行同步并读取小区广播信息。

从该小区所用到的DwPTS，UE可以得到为随机接入而分配给UpPTS物理信道的8个SYNC_UL码的码集，一共有256个不同的SYNC_UL码序列，其序号除以8就是DwPTS中的SYNC-DL的序号。

从小区广播信息中UE可以知道PRACH信道的详细情况（采用的码、扩频因子、midamble码和时隙）、FPACH信道的详细信息（采用的码、扩频因子、midamble码和时隙）以及其它与随机接入有关的信息。

在UE端，物理随机接入流程根据MAC子层的请求来启动的。

在物理随机接入过程启动之前，层1通过原语CPHY-TrCH-Config-REQ从RRC层接收下面的信息(这些信息都是网络端通过SIB5或者SIB6告诉UE的)：⑴签名（signatures）和FPACH的关联关系、FPACHs和PRACHs以及PRACHs和SCCPCHs的关系，其中包括每一个物理信道的参数值；⑵与FPACHi相关的RACH消息的长度Li，可以配置为1、2或者4个子帧，对应的时间为5ms、10ms或者20ms；(注：NRACHi 个PRACHs可以对应FPACHi，最大允许的NRACHi是Li)⑶每个接入业务等级（ASC）可用的UpPCH子信道；⑷PRACH消息的传输格式参数集；⑸UpPCH中的最大发送次数"M"；⑹等待网络对发送签名确认的最大子帧个数"WT"，范围为(1~4)帧，层1支持的最大的值为4个子帧；⑺初始签名功率"Signature_Initial_Power"；⑻功率跃升步长Power Ramp Step。

上面的参数在每次物理随机接入流程启动之前由上层进行更新。

每次物理随机接入流程启动的时候，层1从MAC层接收到下面的信息：⑴PRACH消息的传输格式；1接入分析2⑵用于指定的随机接入流程的ASC包括定时和功率电平指示；⑶需要发送的数据（传输块集）。

1.1.2 随机接入流程在UpPTS中紧随保护时隙之后的SYNC_UL序列仅用于上行同步，UE从它要接入的小区所采用的8个可能的SYNC UL码中随机选择一个，并在UpPTS物理信道上将它发送到基站。

然后UE确定UpPTS的发射时间和功率（开环过程），以便在UpPTS物理信道上发射选定的特征码。

一旦Node B检测到来自UE的UpPTS信息，那么它到达的时间和接收功率也就知道了。

Node B确定发射功率更新和定时调整的指令，并在以后的4个子帧内通过FPACH（在一个突发/子帧消息）将它发送给UE。

一旦当UE从选定的FPACH（与所选特征码对应的FPACH）中收到上述控制信息时，表明Node B已经收到了UpPTS序列。

然后，UE将调整发射时间和功率，并确保在接下来的两帧后，在对应于FPACH的PPACH信道上发送RACH。

在这一步，UE发送到Node B的RACH将具有较高的同步精度。

之后，UE将会在对应于FACH的CCPCH的信道上接收到来自网络的响应，指示UE发出的随机接入是否被接收，如果被接收，将在网络分配的UL及DL专用信道上通过FACH建立起上下行链路。

在利用分配的资源发送信息之前，UE可以发送第二个UpPTS并等待来自FPACH的响应，从而可得到下一步的发射功率和SS的更新指令。

接下来，基站在FACH信道上传送带有信道分配信息的消息，基站和UE间进行信令及业务信息的交互。

UE Node B第1章 接入相关知识理论介绍31.1.3 UE 发送SYNC-UL随机接入过程始于UE 在UpPCH 信道上发送上行同步码SYNC-UL 。

UE 首先将签名重发计数器设为M ，将信号发射功率设置为Signature_Initial_Power ，如果要求的信号发射功率超过了最大允许值，把信号发射功率设置为最大允许功率，然后从小区允许使用的上行同步码里面随机地选取一个，发送SYNC-UL 。

SYNC-UL 码的选择从小区允许使用的上行同步码中随机地选择一个，选取时应满足概率一致分布的原则。

SYNC-UL 码功率的确定如前一节描述。

SYNC-UL 发送时机UpPCH 使用开环上行同步控制，UE 使用接收到的P-CCPCH 和DwPCH 功率来估计基于路径损耗的传播延迟∆tp 。

UpPCH 根据接收到的DwPCH 时间向Node B 提前发射。

UpPCH 开始发射的时间TTX-UpPCH 如下：TTX-UpPCH = TRX-DwPCH -2∆tp +12*16 TC精度为1/8码片。

TTX-UpPCH 是根据UE 的定时UpPCH 发射开始时间；TRX-DwPCH 是根据UE 定时接收到的DwPCH 的开始时间；2∆tp 是UpPCH 的定时提前，可以根据路径损耗来进行近似地估算，但规范里并没有给出具体的估算算法。

1.1.4 UE 接收FPACH 突发UE 发出SYNC-UL 后，将从下一子帧开始在FPACH 物理信道上等待接收FPACH 突发。

Node B 使用快速接入信道（FPACH ）承载一个单独的突发用于对检测到的签名进行确认，包括向UE 进行定时和功率电平的调整指示。

最长等待时间WT 由系统信息广播（缺省值为20ms 或4个子帧）。

如果在预期时间内没有检测到有效应答：UE 将提升签名发射功率 P0 = Power Ramp Step [dB]，签名重发计数器减1，如果计数器小于等于0，则向MAC 子层报告一次随机接入失败；接入分析4在TD-SCDMA系统中，每个小区可以配置多个FPACH，其具体的数目由系统信息广播。

在这种情况下，UE应监听的下行FPACH按下式确定：FPACHi=SYNC-ULj mod N (j=1,2, (8)式中：FPACHi：UE应监听的下行FPACH信道号；SYNC-ULj：UE在UpPTS时隙发送时所选择的小区上行同步码编号，范围为1~8；N：服务小区配置的FPACH信道数目。

FPACH突发有32位信息比特。

具体信息如下表所示：⑴签名参考序号签名参考号就是UE发送的SYNC-UL在小区码组中的编号。

UE使用这个信息来确认是否对FPACH消息进行接收。

签名参考序号用3个比特进行编码，范围为0-7，位序列（0 0 0）对应小区的第一个签名参考号，位序列(1 1 1)对应小区的第8个签名参考号。

⑵相对子帧序号UE收到FPACH突发时的子帧号与发送SYNC-UL时的子帧号之差，UE 使用这个信息来确认对FPACH消息的接收。

相对子帧序号的范围是0-3，编码如下：位序列(0 0)表明有一个子帧的偏差；位序列为(1 1)表明4个子帧的偏差。

⑶接收到的UpPCH (UpPCHPOS)的开始位置该字段表示NODEB 在”SYNC-UL检测窗”内检测到的SYNC-UL位置。

时间基准为DwPTS的结束点，精度为1/8chip. 该字段直接指示了UE在以后对网络进行发送的定时调整。

Node B根据下面的等式进行计算：第1章 接入相关知识理论介绍5UpPCHPOS = UpPTSRxpath - UpPTSTSUpPTSRxpath ：在Node B 上接收到的SYNC_UL 的时刻。

UpPTSTS ：根据Node B 的内部定时，在DwPCH 结束前的两个符号的时间。

在接入到网络的时候，UE 使用这个信息调整自己的定时信息。

UpPCHPOS的取值范围0-2047，编码如下：位(00,…,000)表示接收的开始位置为0码片;…;位(11,…,111)表示接收的开始位置为2047*1/8码片。

⑷ 在RACH 上的发射功率命令(TPLC)该值不是绝对功率命令，它是NODEB 的一个期望接收功率。

UE 在PRACH上发送时，应按下面给出的开环功率计算公式重新计算发送功率，也就是说，尽管NODEB 根据接收功率对UE 进行了调整，但UE 在PRACH 上的发送仍属于开环功率控制范畴，同样需要按下式重新计算发送功率：TPLC L L P D wPTS TPL ue +-+=0_)1(αα式中各参数的意义同上一节。

1.1.5 UE 在PRACH 上发消息UE 在调整了发送功率及定时后，将在选定的PRACH 信道上发送层3消息“RRC CONNECTION REQUEST ”。

消息中包含了UE 的识别信息和可靠的测量信息，在TD-SCDMA 系统中，一条FPACH 物理信道可对应多条PRACH （1~4）。

这种对应关系一方面取决于PRACH 所用的扩频因子，另外一方面也取决于系统配置。

两者的映射关系如下式所示：PRACHi N L SFN =mod '式中：SFN ’：系统子帧号； Li ：第一FPACH 信道对应的PRACH 数目。

这一对应关系由系统信息广播； NPRACH ：UE 发送层3消息时应使用的PRACH 信道编号。

接入分析6下面用一个例子来说明PRACH的选择过程：在这个例子中，假设扩频因子SP=8；那么在PRACH信道上发送“RRCCONNECTION REQUEST”消息按其容量需要两个连续的突发才能承载，也就是说，每一个PRACH信道的持续时间为10ms。

另外，假设等待时间WT=4，即UE在第i帧送出SYNC-UL后，可在其后连续的i+4帧内等待Node B的响应。