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陈伟:TD-SCDMA系统接入问题分析  

2010-08-17 22:43:49|  分类: 默认分类 |  标签: |举报 |字号 订阅

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独家供稿:移动Labs

  摘 要:首先简要描述了TD-SCDMA的随机接入流程,从接入原理的入手,通过介绍TD-SCDMA的随机接入详细过程,得出TD-SCDMA接入失败的定义及可能的问题原因,并根据路测数据分析得出相关结论。

  关键词: 随机接入 冲突处理 同步

  1. 引言

  在任何一个移动通信系统中,都会涉及到随机接入过程,其基本原理大致相同本文主要介绍TD-SCDMA系统的随机接入过程,包括上行同步、物理信息的处理以及随机接入冲突处理,分析了接入失败的定义及可能的问题原因。

  2. 接入相关理论介绍

  2.1随机接入过程

  2.1.1 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处于空闲模式下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。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。UpPCH使用开环上行同步控制,UE根据在DwPTS和/或P-CCPCH上接受到的信号时间以及功率大小,决定上行SYNC_UL 突发的初始发送时间和初始发送功率。

  2.1.2 UE接收FPACH

  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。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。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。

  FPACH承载内容:

  ?签名参考号:UE发送的SYNC-UL在小区码组中的编号。

  ?相对子帧号:UE收到FPACH突发时的子帧号与发送SYNC-UL时的子帧号之差。

  ?NodeB接收到的UpPCH的开始位置:表示NODEB 在”SYNC-UL检测窗”内检测到的SYNC-UL位置。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。

  ?在RACH上的发射功率命令(TPLC):是NODEB的PRACH期望接收功率,UE据此重新计算发送功率。

  2.1.3 UE在PRACH上发消息

  一旦当UE收到FPACH,表明Node B已经收到了UpPTS序列。UE将调整发射时间和功率,并在接下来的两帧后,在对应于FPACH的PPACH信道上发送RACH。UE发送到Node B的RACH将具有较高的同步精度。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”。PRACH扩频因子SP=8;那么在PRACH信道上发送“RRC CONNECTION REQUEST”消息按其容量需要两个连续的突发才能承载。

  2.1.4 UE在CCPCH上接收消息

  UE在PRACH信道发送出“RRC连接请求”消息后,将在配置的S-CCPCH物理信道(承载的传输信道为FACH)上接收所有的数据块,以查找是否有属于自己的“RRC CONNECTION SETUP”消息。在TD-SCDMA系统中,一个小区可以配置多条S-CCPCH物理信道,具体数目由系统信息进行广播。

  2.1.5 UE在DCCH逻辑信道上发送消息

  UE在DCCH逻辑信道上发送消息–UE在收到“RRC CONNECTION SETUP”消息后,按层3信令的要求,在DCCH逻辑信道上给网络一个证实消息“RRC CONNECTION SETUP COMPLETE”。–至此,整个接入过程结束。

  

  图1 随机接入流程图

  2.1.6 随机接入冲突处理

  在有可能发生碰撞的情况下,或在较差的传播环境中,Node B不发射FPACH,也不能接收SYNC_UL,也就是说,在这种情况下,UE就得不到Node B的任何响应。因此UE必须通过新的测量,来调整发射时间和发射功率,并在经过一个随机延时后重新发射SYNC_UL。注意:每次(重)发射,UE都将重新随机地选择SYNC_UL突发。

  这种两步方案使得碰撞最可能在UpPTS上发生,即RACH资源单元几乎不会发生碰撞。这也保证了在同一个UL时隙中可同时对RACHs和常规业务进行处理。

  

  图2 呼叫接入层3信令流程图

  2.2切接入失败分类

  接入失败的定义及可能的问题原因包括以下几类:

  1、拨号后,RRC Connection Request消息没有发送,可能手机异常导致;

  2、在主叫UE发送了RRC Connection Request后,定时器超时,没有收到RRC Connection Setup消息;RNC没有收到请求,调整PRACH信道功率;若RNC发了建立消息,但UE没有收到,是否是手机发生重选,则优化重选参数;若没有发生重选,需要调整FPACH功率;

  3、主叫UE在发出RRC Connection Request后,收到RRC Connection Reject消息。并且没有重发RRC Connection Request进行尝试;

  4、主叫UE在收到RRC Connection Setup消息后,没有发出RRC Connection Complete消息;若UE没有发,则需要调整下行初始发射功率;若RNC没有收到,调整上行开环功控参数;

  5、主叫UE在收到RRC Connection Setup消息后收到或是发出了RRC Connection Release消息;

  6、主叫UE在收到RRC Connection Complete消息后,没有收到Measurement Control消息;需查看RNC的测量相关的配置参数是否正确;

  7、主叫UE收到了Service Request Reject消息,参数配置错误可能性最大;

  8、主叫UE在发送了CM Service Request消息后,没有收到Call Proceeding消息,参数配置错误可能性最大;

  9、UE收到Call Proceeding消息后,没有收到RB Setup消息,参数配置错误可能性最大;

  10、UE收到RB Setup消息后,没有发出RB Setup Complete消息,参数配置错误可能性最大;

  11、UE在发出RB Setup Complete消息后,没有收到Alerting或者Connect消息,参数配置错误可能性最大;

  12、UE收到Alerting或Connect消息后,没有发出ConncectAcknowlege消息,参数配置错误可能性最大。

  3. 案例分析

  呼叫失败,某市区中路加油站

  ?信号情况:主服务小区:李沧体育中心3(46),RSCP = -75,C/I = 7;邻小区1:李沧体育中心2(113),RSCP = -81;邻小区2:李沧体育中心1(84),RSCP = -90 。

  

  图3 路测回放图

  现象:UE没有发送RADIO BEARER SETUP COMPLETE消息,导致RNC无法向CN回送RAB ASSIGNMENT RESPONSE消息.也就是RAB建立失败.

  分析:RNC向UE发送RADION BEARER SETUP消息后.UE在定时器规定的范围内并没有按照消息的要求完成RB建立的过程.经过5秒后,呼叫建立过程失败。

  4. 结束语

  本文详细介绍了TD-SCDMA系统接入过程,根据实际TD-SCDMA网络优化经验得出接入失败的定义及可能的问题原因,通案例分析进一步介绍了接入失败分析思路,通过接入信令介绍有助与接入问题的定位和解决。

陈伟发表在移动Labs官网上的文章:http://labs.chinamobile.com/mblog/37729_62732

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