CDMA終端上電后的系統(tǒng)選擇算法淺析

1、CDMA終端上電后的系統(tǒng)選擇算法淺析董文斌摘要 本文對CDMA終端從上電（power up）到找到最適合的系統(tǒng)這段時間之間的行為進(jìn)行了比較詳細(xì)的分析，試圖對和系統(tǒng)選擇算法（SDA）有關(guān)的一些比較常見的疑問進(jìn)行解答。對多載頻選擇算法，由于協(xié)議中有詳細(xì)描述，本文沒有涉及。關(guān)鍵詞Power-up, System Determination Algorithm1 問題的提出人們習(xí)慣了使用各種CDMA終端打電話，接聽電話，收發(fā)短消息，甚至網(wǎng)上沖浪。但是終端在可以提供這些服務(wù)之前，在忙些什么呢？是不是一開機(jī)，馬上就可以撥打電話呢？終端怎么找到深圳電信的950頻點(diǎn)，中國聯(lián)通的283頻點(diǎn)的呢？協(xié)議里終端的狀態(tài)

2、轉(zhuǎn)移圖的注釋說協(xié)議沒有給出故事的全部，那另外的故事是怎么發(fā)生的呢？終端對導(dǎo)頻、同步、尋呼信道的捕獲真的如協(xié)議里描述得那么簡單么？本文試圖對這些問題進(jìn)行一些探討。2 幾個關(guān)鍵概念2.1 網(wǎng)絡(luò)和系統(tǒng)系統(tǒng)是用于組成一個蜂窩系統(tǒng)的所有基站的集合。網(wǎng)絡(luò)是系統(tǒng)的一個子集。網(wǎng)絡(luò)和系統(tǒng)分別用SID、NID標(biāo)識。二者之間的關(guān)系可以用下圖表示：圖 21 系統(tǒng)和網(wǎng)絡(luò)的關(guān)系4一個（SID，NID）“對”唯一地定義了一個網(wǎng)絡(luò)。SID的0為保留值。NID的0也是保留值，表示沒有包含在一個特定網(wǎng)絡(luò)中的所有基站。NID為65535時表示終端把某SID內(nèi)的所有網(wǎng)絡(luò)作為家鄉(xiāng)網(wǎng)絡(luò)。2.2 NAM終端的NAM(Number Assi

3、gnment Module)是和MIN/IMSI有關(guān)的參數(shù)集，保存在其NV MEMORY（非揮發(fā)性存儲器）中。NAM的完整結(jié)構(gòu)見【6】的附錄3。NAM中的一個或者多個（SID，NID）對定義了終端的家鄉(xiāng)網(wǎng)絡(luò)（home network）。如果系統(tǒng)參數(shù)消息中的（SID，NID）對和存儲在終端中的不匹配（可以是SID、NID中的任何一個或兩個），終端就認(rèn)為自己處于漫游（roaming）狀態(tài)。根據(jù)SID不同、NID不同處于漫游狀態(tài)的終端從幾個通訊系統(tǒng)中選擇一個“最優(yōu)網(wǎng)絡(luò)”的過程，就叫做系統(tǒng)選擇/確定過程。2.3 PRL優(yōu)選漫游列表Preferred Roaming List。是保存在終端的NV RAM

4、中的一個系統(tǒng)的列表，終端可以在這個列表中列出的網(wǎng)絡(luò)中獲得漫游服務(wù)。一個運(yùn)營商可能會和不同地域的其他運(yùn)營商建立漫游協(xié)議，比如中國聯(lián)通和韓國SK等。當(dāng)終端處于漫游狀態(tài)時，終端利用PRL捕獲某個有漫游協(xié)議的運(yùn)營商的網(wǎng)絡(luò)。由于運(yùn)營商不斷增加，PRL會隨之改變，所以如果終端用戶需要經(jīng)常漫游的話，定期進(jìn)行PRL更新是非常必要的。 漫游列表的一個例子如下圖：圖 22 漫游列表的一個示例第一列為系統(tǒng)標(biāo)識，第二列為網(wǎng)絡(luò)標(biāo)識，這兩列的值可以為“*”，表示任意的SID/NID都可以。第三列可以是有效的CDMA頻點(diǎn)號、頻段的塊號（比如800M蜂窩系統(tǒng)的A段或B段，PCS的AF段等）或者一個模擬系統(tǒng)。對800M蜂窩系統(tǒng)

5、，IS-95A中規(guī)定的優(yōu)選頻點(diǎn)為A段的283和691，B段的384和777。然而，這些頻點(diǎn)在終端的NV存儲中是可以更改的。對1.9G PCS，在ANSI J-STD-008 的表或者 EIA/TIA 95B的節(jié)有詳細(xì)描述。如果該列值是“*”，系統(tǒng)選擇算法會嘗試尋找所有頻段塊的所有優(yōu)選信道。下圖給出的是上行頻段塊的劃分簡單示意。圖 3 上行頻段塊的劃分簡單示意【9】第四列給出當(dāng)終端處于漫游狀態(tài)時，漫游指示在終端顯示設(shè)備上的顯示方法，“開”、“關(guān)”、“閃爍”。第五列為地理區(qū)域，用來把漫游列表進(jìn)行分組。在圖 22 漫游列表的一個示例中，前11個（從101到111），處于不同的地理區(qū)域。但是接下來的三

6、個，即200、300、400處于“同一”地理區(qū)域，300中的same指的是300和200位于相同地理區(qū)域，400中的same指的是400和300位于相同地理區(qū)域。第六列用于表示該行的網(wǎng)絡(luò)/系統(tǒng)是否比在同一地理區(qū)域的其他網(wǎng)絡(luò)更優(yōu)先使用。在圖 22 漫游列表的一個示例中，200、300、400位于相同區(qū)域，但是200、300比400更優(yōu)先。最后一列可以取兩個值，為“Preferred”時允許系統(tǒng)確定算法選擇以便為終端提供服務(wù)，為“Negative”時禁止漫游（緊急情況可能除外）。2.4 MRU最近使用網(wǎng)絡(luò)列表（Most Recently Used）包含了終端最近獲取過服務(wù)的12個頻點(diǎn)。它在終端的N

7、V RAM中，由系統(tǒng)確定算法引用。3 算法流程本部分內(nèi)容主要編譯自文獻(xiàn)【7】。3.1 流程概述系統(tǒng)選擇算法（下簡稱SDA）要做的第一件事情是確定要掃描哪些頻點(diǎn)，以怎樣的順序進(jìn)行掃描。SDA檢查MRU表和漫游列表來構(gòu)建掃描列表。掃描列表無非是要掃描的頻點(diǎn)的一個順序列表。大多數(shù)時間我們可以這樣認(rèn)為，用戶終端加電后，還會位于它最近活動過的相同地理區(qū)域。如果它移動了，那么它可能位于它曾經(jīng)待過的地理區(qū)域?；谶@樣的假設(shè)，MRU表中的頻點(diǎn)首先被放入掃描列表。然后把漫游列表中的頻點(diǎn)放入掃描列表。當(dāng)然，漫游列表中的頻點(diǎn)不一定要按照其在漫游列表中的位置放入掃描列表。一旦成功構(gòu)建了掃描列表，SDA依次嘗試去捕獲其

8、中的每一個頻點(diǎn)。如果成功捕獲，SDA將其（頻點(diǎn)，SID，NID）與漫游列表中的每一個進(jìn)行匹配對比。如果發(fā)現(xiàn)了一個匹配，而且這個匹配的漫游列表項(xiàng)是在該地理區(qū)域最期望獲得服務(wù)的系統(tǒng)（所謂的the most desirable system，詳見漫游列表示例的“DESIRBALE”解釋），終端將從該系統(tǒng)獲取服務(wù)。如果不是，SDA將去尋找本地理區(qū)域中更期望的系統(tǒng)，如果找到了，終端將從那個系統(tǒng)獲取服務(wù)，如果找不到，將從先前捕獲的系統(tǒng)獲取服務(wù)。對于在漫游列表的“PREF”列為“negative”的匹配項(xiàng)，SDA將跳過不理會。如果不匹配，該系統(tǒng)被放入可用系統(tǒng)列表中。SDA然后從掃描列表中選擇下一個頻點(diǎn)，然后

9、嘗試去捕獲它的服務(wù)。如果掃描列表掃描完，還沒有找到可以提供服務(wù)的系統(tǒng)，SD將嘗試使用可用系統(tǒng)列表中的系統(tǒng)，即可以提供服務(wù)但是不在PRL中的系統(tǒng)。如果在該可用系統(tǒng)里表中得不到服務(wù)，SDA或者重新開始掃描列表中的第一個頻點(diǎn)，或者轉(zhuǎn)入休眠模式以保持電池壽命。3.2 流程圖圖 4 SDA流程圖【9】4 小結(jié)本文針對CDMA終端上電開機(jī)后，系統(tǒng)捕獲的一些算法進(jìn)行了簡單的介紹。必須指出的是，更多的技術(shù)細(xì)節(jié)還需要讀者進(jìn)一步閱讀文檔，特別是【7】、【8】。最后，特別向給本文章的形成提供莫大幫助的凌勇先生、吳學(xué)偉先生表示誠摯的感謝！還要感謝給我的啟發(fā)。參考文獻(xiàn)【1】【2】 workshops/terms1/10

10、53.htm【3】【4】 System Determination in DMSS，QCT Software Team，80-V0195-1 Rev. X2【5】【6】 Upper Layer (Layer 3) Signaling Standard for cdma2000 Spread Spectrum Systems, Release 0, C.S0005-0【7】 System Determination with Preferred Roaming，CL93-V0193-1 X1.pdf【8】 Method for Selecting a Wireless Communications Service Provider in a M