2 手机锁定基站的过程

手机锁定基站的过程

1 概述

MS上电后首先进入初始化状态，随后依次进入空闲状态，系统接入状态和控制业务信道状态，其中MS初始化状态又包括确定系统子状态，导频信道捕获子状态，同步信道捕获子状态，定时改变子状态等，如下图所示：

2 确定系统子状态

具体来讲对于MS上电后，首先进入MS初始化状态，在此状态MS选择并捕获一个系统，当选择CDMA系统时，MS将尝试捕获CDMA系统，更具体地说，当MS加电后，它应产生上电指示，进入MS初始化状态中的确定系统子状态。

在确定系统子系统状态中，由于MS进入该状态的原因不同，所采取的操作也会不同。通常上电后进入该子状态后要将一些系统变量复位，而其他一些情况下则不复位。MS上电后将采用自己内部定义好的系统选择准则选择系统，而这个准则是存储在MS中的，可以由用户自己按需要通过菜单来设置，也可以是制造商设置的缺省值，例如可以决定只选CDMA（或模拟）系统；或优选CDMA（或模拟）系统；和只选800MHz（或1.9GHz）频段CDMA系统，或优选800MHz（或1.9GHz）频段CDMA系统；等等，确定了选择顺序后MS就根据该顺序一次设置自己的参数，准备对目标系统进行搜索和捕获。 在协议的2.6.1.1中具体的说明了系统确定过程：

3 导频信道捕获子状态

在导频信道捕获子状态中，MS要在一定的时间内，按照所选的CDMA信道号进行搜索，如果超过时间，无论是否捕获成功，都应产生捕获失败指示，然后返回到确定系统子系统。

因为不同的基站以不同偏置的PN短码表示，全零的导频信号经过1.2288Mcps 全零的walsh0扩频，依然是全零，然后用PN短码调制，没有经过扰码，所以手机很容易解调，手机通过PN码相关比较即可知道基站的PN偏置为多少，此过程即为导频捕获过程。导频信道在规定时间内捕获成功，则MS转入同步信道捕获子状态。

W0（全零） I 信道PN序列

全零

Q信道PN序列

导频信道结构

4 同步信道捕获子状态

进入同步信道捕获子状态后，MS调整其解调器的Walsh函数到同步信道所对应的值上，开始对同步信道进行解调，当MS在一定时间内未能收到一个有效地Sync Channel Message，则MS必须产生捕获失败指示，返回确定系统子状态。同步信道经过walsh32（前32位是0，后32位是1的方波）扩频以及PN短码调制，也没有经过扰码，使得同步信道的解调也很容易，实际上当MS能够解调导频信道后，它就获得了BS的PN短码相位信息，也就可以解调同步信道，因为同步信道只经过PN短码的调制。不像导频信道所有的比特都为0，同步信道是经过编码的信号，MS通过解调它可以获得长码状态，系统时间，和其它一些基本的系统配置参数。有了这些消息，MS可以使自身的长码及时间与系统同步，这样才能解调经过长码扰码的FL信道。

同步信道数据速率固定为1200bit/s，一个同步信道帧长为26.66ms，而一个同步信道超帧由3个同步信道帧组成，帧长为80ms除了导频和同步信道外，其它所有信道都是经过长PN码加扰的，所以同步消息对于其它信道的正确解调很重要。

I信道PN序列

同步信道数据 W32

Q信道PN序列

同步信道结构

同步信道消息内容：

BS当前使用的协议的版本号、BS所支持的最小的协议版本号、网络和系统标示、频率卷积，重复 块交织 配置、系统是否支持SR1或SR3，如果支持，所对应的发送开销信息的信道的配置，等等。

5 定时改变子状态

在定时改变子状态，MS主要完成两个工作，一个是利用从同步信道消息中提取出来的长码状态值设置自己的长码发生器，另一个是使自己的系统时间与所提取的系统时间同步。由于同步信道的消息发送与系统定时严格对齐，这样就使得MS可以把自己的长码发生器状态与整个系统的长码状态对齐，在此基础上，MS就可以转入空闲状态，调制和解调那些通过长码扩频和扰码的物理信道了。必须注意，同步信道是未经过长码扰码的，所以MS捕获了导频信道后就可以对它解调了。

同步消息传下去的LC_STATE和SYS-TIME是该同步消息后320ms时PN长码的状态，和时间，这样MS收到同步消息后，在最后收到的同步信道消息80ms超帧之后再延迟320ms的时间点，减去PN偏置的时间，即得到标准的长码状态和时间，

6 手机空闲状态下监视PCH/QPCH的过程

6.1 IS-95（PCH）

非时隙模式：

非时隙模式指移动台对F-PCH进行连续监听，而不是按照指定的时隙进行监听的工作模式。这种工作模式最容易控制，基站可以随时给手机发送消息，但是移动台需要连续地对寻呼信道进行解调和解码，并处理其中的消息，电池消耗很快，而寻呼信道上在没有寻呼的情况下循环广播系统参数消息，这对于已经正确获得这些参数而且处于空闲状态的移动台来说，再去重复的接收是一种浪费。

时隙模式：

工作于时隙模式时，MS在空闲状态下并不连续监听PCH，而是根据一定规则，每隔一定的时间才去在指定的时间段内接收PCH，而在每次接收PCH的间隔之中，移动台相当于处于休眠状态，基带处理器和射频电路减少甚至停止工作，降低耗电。另外，只有移动台存储的系统参数为当前最新的参数时（即不需要重新接收系统参数时），才允许工作在时隙模式。

对于PCH，当系统中有多个寻呼信道时，移动台在捕获系统时，总是先接收系统中的主PCH，即编号为1的寻呼信道，从该信道上获得系统参数配置，其中包括当前基站配置的PCH总数，然后移动台可以通过专门的Hash函数随机的选择监听其中的一个，而基站同时也通过这个Hash函数知道该移动台所监听的PCH的编号，当传送那些专门给某一个移动台的消息（例如寻呼消息，业务信道分配消息等）就可以在该PCH上发送和接收。这样就不会影响系统随时地寻呼该移动台，同时保证了PCH资源的充分利用。 注：对多载频的处理和多寻呼信道的处理类似，MS收到信道列表消息中若有几个信道，MS利用Hash算法确定应该监听哪个信道，然后MS转到该信道上。

时隙周期为下式，I为时隙周期指数（Slot Cycle Index）

I信道PN序列

寻呼信道数据 Wk

Q信道PN序列

寻呼信道长码模板

寻呼信道结构

6.2 CDMA2000的寻呼过程（QPCH/BCCH/CCCH）

95中采用了时隙模式，已经能够在很大程度上提高移动台的待机时间，但毕竟在所分配的时隙内移动台还是要对80ms甚至更多的时隙进行解调、解码。来判断是否有发给它的寻呼消息：也就是说，移动台只有在接收到一个完整的寻呼信道上的消息后，才可能知道是否有针对自己的寻呼，通常一个中低话务量用户接收到寻呼的时隙总是占少数，那么没有寻呼的时候还要接收一个完整的消息就显得浪费。

另外，由于寻呼信道上传递的消息所完成的功能不同，有的是系统参数的广播，有的是对用户的寻呼、业务信道的分配，接入的响应等，这些消息中，一类是发给所有移动台的广播消息，一类是针对某一移动台的专用消息，这两类消息在同一PCH上发送有可能相互竞争，相互影响。

针对这两种情况，cdma2000中新增了F-BCCH，F-CCCH，F-QPCH等信道，这样PCH发送广播类消息的功能由F-BCCH取代和增强，发送移动台专用的寻呼、控制类消息的功能由F-CCCH，F-QPCH取代和增强

快速寻呼信道F-QPCH是未编码、扩频的开关键控（OOK）调制的信号，也未经过长码扰码，MS对它的解调可以非常简单迅速。BS用他来通知在覆盖范围内的、工作于时隙模式的、且处于空闲状态的MS，是否应该在下一个F-CCCH和F-PCH的时隙上接收F-CCCH或F-PCH。使用F-QPCH的目的，最主要的时使MS不必长时间地监听F-PCH，从而达到延长MS待机时间的目的。

F-QPCH采用80ms为一个时隙，每个时隙又划分成了寻呼指示（PI, Paging Indicators）,配置改变指示符（CCI, Configuration Change Indicators）和广播指示符（BI, Broadcast

Indicators）。

寻呼指示符的作用是用来通知特定的MS在下一个F-CCCH或F-PCH上有寻呼消息或其他消息。当有消息时，BS将该MS对应的PI置为“ON”，MS被唤醒；否则PI置为“OFF”，MS继续进入低功耗的睡眠状态。

广播指示符只在第一个QPCH上有。当MS用于接收广播消息的F-CCCH的时隙上将要有内容出现时，BS就把对应于该F-CCCH时隙的F-QPCH时隙中的BI置为“ON”；否则置为“OFF”。 卷积，重复 块交织

长码发生器 配置改变指示符（CCI）指在第1个QPCH上有，当BS的系统配置参数发生改变后的一段时间内，BS将把CCI置为“ON”，以通知MS重新接收包含系统配置参数的开销消息。

F-QPCH也是分时隙的，每个时隙80ms，每个移动台所分配的F-QPCH时隙是和F-PCH/F-CCCH上的时隙一一对应的（F-CCCH上的寻呼时隙的设置和F-PCH上的相同），只是F-QPCH上的时隙比F-PCH/F-CCCH上的寻呼时隙提前100ms开始，这里提前100ms是为了使移动台有足够的时间从低功耗的睡眠状态重新开始工作。

对于支持F-QPCH且处于空闲状态的移动台，当它工作于时隙模式时，它可以不必象95中那样，在所分配的80ms时隙内连续监听整个帧，而是先监听F-QPCH上分配给自己的指示比特，如果该比特表明需要该MS去接收F-PCH或F-CCCH时隙，则移动台再去接收对应的80ms时隙，否则仍返回低功耗的睡眠状态，

系统中可能有多个F-QPCH（一个基站单载波前向信道上最多3个），一个F-QPCH上又有多个寻呼指示比特，移动台仍需要用类似分配F-PCH信道和寻呼时隙的Hash函数，确定自己所对应的寻呼指示比特。 7开销消息

7.1 系统参数消息

System Parameters Message：基站基本信息（经纬度等），登记，切换相关的信息，是否发送其它OH消息的标示（主要是EXT，Redirection，Gen等OH消息）；

Extended System Parameters Message：TMSI，切换斜率，截矩，EC/IO上报门限，接入切换、接入试探切换，QPCH相关的信息，是否支持短消息，反向业务信道功率控制，加密支持，是否支持BCCH；