呼叫流程

• 当手机发送一条起呼消息或者寻呼响应消息时，被认为是一
次隐含登记
32
受命登记和业务信道登记
登记请求命令 (寻呼/业务信道)
业务信道登记 (业务信道)
• 受命登记
— 基站命令手机登记 — 手机可以在空闲状态或者处于呼叫状态
• 业务信道登记
— 当手机占用一个业务信道时，基站可获得手机的登记信息 — 信息交换发生在业务信道上 — 用于系统间切换
— 归属地：手机处在归属地（无漫游） — NID漫游：手机处在一个外部NID范围内，但在其归属SID的范围 — SID漫游：手机在外部SID范围内
• 手机内有一个归属SID/NID列表
— 定义手机的归属位置
22
登记-漫游状态
SID = 4 NID = 0 NID = 7
SID = 2 NID =3
14
语音主叫呼叫建立过程（二）
手机 (MS)
IS2000
基站 (BTS)
基站控制器 (BSC)
交换机 (MSC)
话务信道分配消息 ChannelAssignment Message 话务信道探针 反向话务信道空帧 BaseStationAck MobileStationAck
StatusReq StatusRsp 分配无线资源应答 PowerControlParameterMessage
交换机 (MSC)
Release Order
Release Order 话务信道释放
无线链路释放应答
交换资源释放
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登记-漫游状态
• SID与NID
— SID: System ID — NID: Network ID — 中国电信CDMA网络一般按省划分SID，按地市划分NID
• 手机的三种漫游状态
ACCESS
PROBE
SEQUENCE
Access Probe 2 PI Access Probe 1
IP (Initial Power)
System Time TA RT TA RT TA RT TA
10
手机业务信道控制状态
• 话务信道初始化子状态
— 验证可以正确接收前向话务信道帧 — 在T50m秒内接收到N5m个前向好帧
初始化
子状态
定子状态）
13
语音主叫呼叫建立过程（一）
手机 (MS)
IS2000
基站 (BTS)
基站控制器 (BSC)
Origination Message
交换机 (MSC)
Origination Message
BaseStationAck 鉴权、计费、服务类 型等过程 分配无线资源请求 分配基站资源请求 分配基站资源应答 功控信息更新 请求前向业务信道 发送前向业务信道空帧 分配基站资源应答
新基站
到以前基站的距离超出寻呼范围
前基站
• 当手机的当前基站和它上次登记的基站之间距离超过一个特
定的门限时，手机执行登记
• 其触发时根据GPS数据中的地理信息 • 距离是通过计算两个基站之间的经纬度差决定的
29
基于区域的登记
1
2 3 4
5
• 当移动台进入一个新的区域时进行登记
• 区域就是在系统和网络内由基站组成的基站组
33
切换过程
源小区A 手机
目标小区B
• 切换
— 当手机从一个小区的覆盖范围进入另一个小区的覆盖范围时，手机与 系统间通信链路发生变化的过程
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手机的搜索行为
• 同频搜索
— 手机的主动行为
— 手机自身在同一频率上维持着一些导频集 — 手机的搜索器会根据导频集对同频的导频自动不停地搜索 — 通话可处于保持状态
手机上 电
系统 确定 子状态
导频 捕获 子状态
同步信 道捕获 子状态
同步 转换 子状态
手机空 闲状态
4
手机初始化状态
• 同步信道捕获子状态
— 手机在一定时间内接收到有效的同步信道消息 — 获取系统配置和同步信息
手机上 电
系统 确定 子状态
导频 捕获 子状态
同步信 道捕获 子状态
同步 转换 子状态
手机空 闲状态
交换机 (MSC)
发送前向业务信道空帧
分配基站资源应答
话务信道分配消息 ChannelAssignment Message 话务信道探针 反向话务信道空帧 BaseStationAck MobileStationAck
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语音被叫呼叫建立过程（三）
手机 (MS)
IS2000
基站 (BTS)
StatusReq StatusRsp
REQUEST ATTEMPT
Seq 2
Seq 3
System Time PD Request message ready for transmission Access Probe 1 + NUM_STEP (16 max) Access Probe 4 PI Access Probe 3 PI RS PD RS PD
CDMA呼叫、登记、切换
王宗 2010年3月
内容简介
• 初始化过程 • 呼叫过程
• 登记过程
• 切换过程
1
手机初始化过程
手机上电
开始模拟模式 结束模拟模式 手机无法接收寻呼信道
初始化任务
手机初始化状态
手机获取系统同步
手机空闲状态
起呼或寻呼响应后收 到系统确认消息 起呼/寻呼响应/登记
系统接入状态
– T50m = 1s – N5m = 2
— 开始反向话务信道上的发送
系统接入 状态
话务信道
手机初始
话务信道 子状态 释放 子状态 化状态 （系统确
初始化
子状态
定子状态）
11
手机业务信道控制状态
• 话务信道子状态
— 手机根据服务的需要，在话务信道上发送话务帧，与基站进行通信
— 也称手机处于激活状态
系统接入 状态
话务信道
手机初始
话务信道 子状态 释放 子状态 化状态 （系统确
初始化
子状态
定子状态）
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手机业务信道控制状态
• 释放子状态
— 手机中断所有呼叫，中断所有物理信道 — 常见中断
– – – – 手机结束呼叫 系统结束呼叫 掉话 手机关电
系统接入 状态
话务信道
手机初始
话务信道 子状态 释放 子状态 化状态 （系统确
的时隙
8
不连续接收
系统时间
1.28 seconds
2047
0
1
寻呼信道
2
时隙
3
4
•••
12
13
14
15
16
17
手机处于非接收状态
手机重新进入 CDMA系统
手机监听指定时隙
80 ms
手机处于非接收状态
9
系统接入状态
Access Attempt
Access Probe Sequence 1 Seq MAX_REQ_SEQ (15 max)
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CDMA切换分类-软切换
源小区A
目标小区B
手机
• 软切换
— 手机在不中断与源小区通信的情况下，开始与目标小区进行通信 — 仅发生在具有相同频率的CDMA系统中
— 在扇区与扇区的边界区域提供了前向/反向话务信道的分集
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CDMA切换分类-软切换
• 切换过程
— 手机在当前使用的频率上连续搜索可能存在的导频并测量其强度
• 移动台存储它已登记过的区域的列表 • 每个区域由其登记区域号码参数（REG_ZONE)加上该区域所
属的SID和NID唯一识别
30wenku.baidu.com
参数变更登记
SLOT_CYCLE_INDEX SLOTTED_MODE MOB_TERM_HOME etc.
登记
• 当移动台修改任何以下参数(存储在移动台中)后，执行登记：
15
语音主叫呼叫建立过程（三）
手机 (MS)
IS2000
基站 (BTS)
基站控制器 (BSC)
交换机 (MSC)
ServiceConnectMessage
ServiceConnectCompletionMessage
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语音被叫呼叫建立过程（一）
手机 (MS)
IS2000
基站 (BTS)
基站控制器 (BSC)
• 接入切换 ( access handoff )
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CDMA切换分类-空闲切换
源小区A 手机
目标小区B
• 空闲切换
— 手机在空闲状态下，手机监听源小区A的寻呼信道
— 当从源小区A的覆盖范围进入目标小区B的覆盖范围时，目标小区B的 导频强度高于源小区A的导频强度，并超过一定门限（3dB）
— 手机停止监听A的寻呼信道而改成监听B的寻呼信道
— 对每个手机指配固定的传送寻呼消息的时隙 — 手机监听寻呼信道的频率可以为1.28秒、2.56秒、5.12秒、。。。、 163.84秒 — 手机可以选择是否支持不连续接收 — 手机在不接收时，可以“睡觉”，以降低功率开销
• 当手机使用不连续接收时，手机可以指明自己想要的时隙周
期。
• 系统根据手机IMSI号进行哈希计算得到需要指配给每个手机
5
手机初始化状态
• 同步转换子状态
— 手机根据同步信道消息的系统时间与系统进行同步
手机上 电
系统 确定 子状态
导频 捕获 子状态
同步信 道捕获 子状态
同步 转换 子状态
手机空 闲状态
6
手机空闲状态
• 手机监听寻呼信道（或快速寻呼信道、快速普通控制信道等） • 手机在空闲状态下的行为
— 接收系统消息
基站控制器 (BSC)
交换机 (MSC)
分配无线资源应答 PowerControlParameterMessage
ServiceConnectMessage
ServiceConnectCompletionMessage
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语音呼叫释放过程（手机释放）
手机 (MS)
IS2000
Release Order
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登记的分类
• 开机登记
自主登记
• 关机登记 • 基于定时器的登记
• 基于距离的登记
• 基于区域的登记
• 参数变更登记
非自主登记
• 隐含登记
• 受命登记
• 业务信道登记
25
开机登记
ON
• 开机登记发生在：
— 用户开机后
• 延迟20秒
— 防止因手机电源频繁开关造成多次登记
26
关机登记
OFF
• 当用户关机时，手机进行的登记
— 首选时隙周期索引 — 时隙模式指示 — 呼叫终止使能指示
• 或移动台支持的以下性能发生改变：
— — — — 频段 移动台功率类别（SCM） 速率 工作模式
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隐含登记
起呼消息 --> 寻呼响应消息 -->
• 发生在手机和基站交换与登记不是直接相关的信息时
— 该信息传送的信息足以识别手机及其位置
寻呼请求 寻呼请求
交换机 (MSC)
Page
Page Response 寻呼响应消息 BaseStationAck 鉴权、计费、服务类 型等过程 分配无线资源请求 分配基站资源请求 分配基站资源应答
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语音被叫呼叫建立过程（二）
手机 (MS)
IS2000
基站 (BTS)
基站控制器 (BSC)
功控信息更新 请求前向业务信道
基站 (BTS)
基站控制器 (BSC)
交换机 (MSC)
收到无线链路释放指示 释放请求
释放响应 无线链路释放请求 Release Order 话务信道释放
无线链路释放应答
交换资源释放
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语音呼叫释放过程（系统释放）
手机 (MS)
IS2000
基站 (BTS)
基站控制器 (BSC)
释放请求 无线链路释放请求
系统指配手机到话务信道
结束话务信道使用
手机业务信道控制 状态
2
手机初始化状态
• 系统确定子状态
— 手机需确定系统为CDMA系统或模拟系统
手机上 电
系统 确定 子状态
导频 捕获 子状态
同步信 道捕获 子状态
同步 转换 子状态
手机空 闲状态
3
手机初始化状态
• 导频捕获子状态
— 手机将在CDMA频点上，在一定时间内，搜索导频信道
— 发起或接收呼叫（主叫和被叫） — 发起登记 — 发送接收短信
• 手机需要定期接收系统的开销信息，更新手机 • 手机接收信息的方式
— 连续接收
— 不连续接收
7
连续接收与不连续接收
• 连续接收（非时隙模式）
— 手机持续不断地监听寻呼信道 — 系统寻呼消息可以从任意一个时隙发送，手机均能接收到
• 不连续接收（时隙模式）
• 在登记尝试完成之前手机不会关掉电源
• 如果手机在当前系统没有登记过，则关机时不会执行关机登记 • 可以减少不必要的寻呼尝试
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基于定时器的登记
寻呼信道
接入信道
• 当一个计时器计满时，手机执行登记 • 登记间隔（计时器时长）由基站决定
• 允许系统注销关机登记失败的移动台
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基于距离的登记
寻呼范围 中间基站 登记
• 异频搜索
— 手机的被动行为，只有在BSC要求时才对某指定频率的指定导频进行 搜索 — 同一时刻手机只能工作在一个频点上 — 通话会有短暂的中断
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CDMA切换分类
• 空闲切换 ( idle handoff ) • 呼叫建立后的切换
— 软切换 ( soft handoff )
— CDMA-CDMA硬切换 — CDMA-模拟系统硬切换（略）
归属 SID/NID 列表
(2,3)
漫游状态 SID漫游 NID漫游 非漫游
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CDMA登记
• 登记时手机通知系统，告知手机的位置、状态、标识及其他
特征的方式
• 手机通知系统后，系统可以在需要建立被叫的时候有效地寻
呼到手机
• 登记与寻呼的平衡
— 登记间隔太久会增大寻呼量 — 频繁登记会增大接入信道负荷