GPRSEDGE网络规划优化GPRSEDGE无线接口.docx
《GPRSEDGE网络规划优化GPRSEDGE无线接口.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《GPRSEDGE网络规划优化GPRSEDGE无线接口.docx（66页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。
GPRSEDGE网络规划优化GPRSEDGE无线接口
GPRS/EGPRS无线接口
目录
第2章GPRS/EDGE无线接口4
2.1概述4
2.2GPRS/EDGE无线接口的物理信道及逻辑信道5
2.2.1GPRS无线接口的信道5
2.2.2GPRS逻辑信道的种类5
2.2.3分组数据信道PDCH的复帧结构7
2.2.4GPRS逻辑信道和物理信道的映射9
2.3无线块结构12
2.3.1GPRS的RLC/MAC数据块13
2.3.2RLC/MAC控制块19
2.3.3EGPRS的RLC/MAC数据块和RLC/MAC头20
2.3.4EGPRS特有域解释24
2.4信道编码29
2.4.1GPRS的PDTCH信道编码30
2.4.2EGPRS的PDTCH信道编码32
2.4.3PACCH、PBCCH、PAGCH、PPCH、PNCH、PTCCH/D的信道编码39
2.4.4PRACH的信道编码39
2.5多时隙的配置40
2.5.1多时隙配置40
2.5.2MS的多时隙能力分类40
2.6GPRS功率控制43
2.6.1概述43
2.6.2MS的功率控制算法43
2.6.3BTS的功率控制算法46
2.7GPRS的定时提前48
2.7.1初始定时提前预测48
2.7.2连续定时提前更新49
2.8GPRS的DRX模式52
2.9GPRS的系统消息54
2.9.1PBCCH上分组系统消息的广播55
2.9.2BCCH上分组系统消息的广播57
2.9.3在PACCH和PCCCH上广播的系统消息59
2.9.4各个分组系统消息的主要内容及作用60
第2章GPRS/EDGE无线接口
2.1概述
GPRS/EDGE无线接口Um是移动台（MS）与基站（BTS）之间的连接接口，GPRS/EDGE中接口标准遵循GSM系统的标准。
GPRS/EDGE无线Um接口协议栈如图2-1所示，MS与BSS的通讯通过物理射频和链路层（GSMRF）,RLC/MAC层（RadioLinkControl/MediumAccessControl）、LLC层（LogicalLinkControl）和SNDCP层（SubnetworkDependentConvergenceProtocol）等进行。
其中，GSM物理射频和链路层（GSMRF）控制着MS与BSS之间的物理链路。
图1Um接口的协议栈
GSM物理射频层确定了如下内容：
1）载波频率特性和GSM无线信道结构
2）电磁波无线调制和GSM信道速率
3）收发信机特性和性能指标
对于GPRS，RF层采用GMSK调制方式。
对于EGPRS，RF层增加了8PSK调制方式。
调制方式由训练序列的循环因子确定，支持接收机的盲检功能（blinddetection）。
物理链路层在物理射频层基础上为MS和网络间提供物理信道，使LLC的PDU能够从MS到达SGSN，或者从SGSN到达MS，支持多个MS共用一个物理信道。
物理链路层实现的功能有：
1）前向纠错（FEC）编码功能
2）无线交织功能
3）物理链路拥塞检测
4）同步过程
5）无线链路质量检测评估
6）小区选择和重选
7）功率控制
8）省电（如不连续接收（DRX））
2.2GPRS/EDGE无线接口的物理信道及逻辑信道
2.2.1GPRS无线接口的信道
GPRS的无线接口主要是利用了GSM的现有资源，如频谱、信道和时隙，GPRS用户可以与GSM话音用户共享同一个TDMA帧。
为了承载GPRS业务，需要相应扩大网络的容量。
GPRS/EDGE可以根据多时隙能力为GPRS手机分配一条或多条物理信道（PDCH）；也可以在一条PDCH上复用一个或多个手机；另外，还使用了动态资源分配的技术，同一物理信道不同时间可以在话音信道和分组信道之间转换。
因此，GPRS相对于GSM系统，可以更有效地利用系统资源。
2.2.2GPRS逻辑信道的种类
承载GPRS分组逻辑信道的物理信道称为分组数据信道（PDCH）。
GPRS逻辑信道分为分组业务信道和分组控制信道两类。
如下面图2所示。
图2GPRS逻辑信道
1、分组业务信道
分组业务信道（PDTCH）用于承载分组数据业务。
在多时隙工作模式下，一个MS可以使用多个PDTCH用于其数据业务。
一个GPRS的PDTCH最大可以承载20.2kbit/s的数据传输速率，而一个EGPRS的PDTCH最大可以承载59.2kbit/s的数据传输速率。
PDTCH为单向业务信道，上行信道（PDTCH/U）用于MS发起的分组数据传送；下行信道（PDTCH/D）用于MS接收分组数据。
2、分组控制信道
分组控制信道用于承载信令和同步数据，可以分为分组广播控制信道（PBCCH）、分组公共控制信道（PCCCH）和分组专用控制信道（PDCCH）。
2.1分组广播控制信道（PBCCH）
分组广播控制信道（PBCCH）用于广播分组数据的特定系统消息。
如果不配置PBCCH，由GSM广播控制信道（BCCH）来广播分组相关消息。
在小区的BCCH上将指示MS该小区是否支持GPRS/EDGE业务。
如果支持且具有分组广播控制信道（PBCCH），则会给出PBCCH的组合配置信息。
2.2分组公共控制信道（PCCCH）
分组公共控制信道（PCCCH）是用于分组数据公共控制信令的逻辑信道，包括分组寻呼信道（PPCH）、分组随机接入信道（PRACH）、分组接入准许信道（PAGCH）和分组通知信道（PNCH）。
1）分组寻呼信道（PPCH）：
下行信道，用于寻呼MS。
PPCH也使用寻呼组，可支持DRX。
PPCH既可用于电路业务也可用于分组业务寻呼。
对于网络工作模式1，电路业务的寻呼仅适用于A类和B类的MS。
2）分组随机接入信道（PRACH）：
上行信道，MS发送随机接入信息或对寻呼的响应，用于请求分配一个或多个PDTCH。
3）分组接入准许信道（PAGCH）：
下行信道，用于向MS分配一个或多个PDTCH。
4）分组通知信道（PNCH）：
下行信道，用于通知MSPTM-M的呼叫。
2.3分组专用控制信道（PDCCH）。
分组专用控制信道（PDCCH）是用于分组数据专用控制信令的逻辑信道，包括上行分组定时提前控制信道（PTCCH/U）、下行分组定时提前控制信道（PTCCH/D）和分组随路控制信道（PACCH）。
1）上行分组定时提前控制信道（PTCCH/U）：
上行信道，在MS处于分组传输模式时，用于提供时间提前量（TA）信息。
2）下行分组定时提前控制信道（PTCCH/D）：
下行信道，用于向多个MS传送定时提前信息，以便对TA进行更新。
一个PTCCH/D对应多个PTCCH/U。
3）分组随路控制信道（PACCH）：
双向信道，用于传送包括功率控制信息、测量和证实等信息。
PACCH还传送无线资源分配和再分配信息，包括分配的PDCCH的容量和将要分配的PACCH的容量。
PACCH和当前指定给某个MS的PDCCH共享资源。
一个PACCH可以对应分配给一个MS或几个分组数据业务信道。
另外，当MS处于传输模式时，SGSN可通过PACCH寻呼MS，要求进行电路业务。
2.2.3分组数据信道PDCH的复帧结构
GPRS逻辑信道通过复帧概念映射到物理信道-分组数据信道PDCH。
对于GPRS，由52个TDMA帧组成52复帧。
52复帧包含12个无线块（B0~B11）、2个空闲帧和2个用于PTCCH的帧。
分组逻辑信道可以动态地映射到52复帧上。
52复帧中空闲帧的作用是MS用来解码邻近小区的BSIC码，干扰测量；PTCCH帧的作用是用于连续的时间提前量更新。
每一个无线块（Radioblock）由4个连续的TDMA帧组成。
这种类型的复帧用来携带PBCCH、PCCCH（PRACH、PPCH、PAGCH、PNCH）PACCH、PTCCH和PDCCH。
一般逻辑信道上都使用4个正常突发脉冲组成的无线块，唯一例外的是PACCH上的某些消息是由4个连续的接入突发脉冲组成的，目的是提高传输的可靠性。
在PRACH和PTCCH/U上，需要使用接入突发脉冲。
52TDMA帧
X=空闲帧T=用于PTCCH的帧B0-B11=无线块
图3PDCH复帧结构
2.2.4
GPRS逻辑信道和物理信道的映射
2.2.4.1逻辑信道映射到物理信道所允许的组合方式
GPRS规范允许的信道组合方式如下：
1）PBCCH+PCCCH+PDTCH+PACCH+PTCCH
2）PCCCH+PDTCH+PACCH+PTCCH
3）PDTCH+PACCH+PTCCH
4）PBCCH+PCCCH
其中，PCCCH=PPCH+PRACH+PAGCH+PNCH
映射的基本原则如下:
1）PBCCH信道必须映射到小区中某个唯一的物理信道上，在BCCH上指明。
2）PCCCH将映射到不同于CCCH的物理信道上。
但一个小区并不一定固定分配一个PCCCH。
当未分配时，由CCCH来传送分组信息。
3）一个PDTCH可映射到一个物理信道。
一个MS可最多分配8个PDTCH（在同一载频不同时隙）。
4）一个PACCH可映射到一个物理信道。
PACCH以块为单位动态分配，但PACCH和PDCCH之间保持相对固定的关系。
如果MS指配了一个PDTCH,其相对应的PACCH应处于同一物理信道。
如果在多时隙操作下，指配了多个PDCCH，则PACCH会分配在PDCCH之一的物理信道上。
2.2.4.2分组控制信道和业务信道的映射
MS在空闲模式下，与网络的联系是通过广播的系统消息实现的。
网络向MS广播系统消息，使得MS知道自己所处的位置，以及能够获得的服务类型。
为了知道分组信道的复帧结构以及如何接入到网络上去，MS必须去解码网络广播的系统消息。
当MS在选择了一个小区后，应首先去解码BCCH信道，如果该小区是支持GPRS/EDGE业务的，将在BCCH信道上广播系统消息13（SI13），该消息给出了与GPRS/EDGE业务相关的参数及承载PBCCH信道的PDCH的位置。
MS将根据系统消息13（SI13）的指示去该PBCCH信道上解码相关信息。
在该小区存在PBCCH和PCCCH信道的情况下，分组控制信道映射到物理信道PDCH的依据是PBCCH上的分组系统消息中所广播的参数信息，其中起主要作用的参数有BS-PBCCH-BLKS、BS-PCC-CHANS、BS-PAG-BLKS-RES、BS-PRACH-BLKS（可选），MS通过这些参数来判断如何接入网络。
1）参数BS-PBCCH-BLKS指的是在一个复帧中，分配给PBCCH的块的数目。
BS-PBCCH-BLKS取值满足1≤BS_PBCCH_BLKS≤4；PBCCH块的位置取决于块的顺序列表。
在PDCH上，52复帧中块的安排依照块的顺序列表来进行。
块的顺序列表定义为B0、B6、B3、B9、B1、B7、B4、B10、B2、B8、B5和B11。
例如：
BS-PBCCH-BLKS＝4，这4个PBCCH块将被承载到同一个时隙52复帧结构中的B0、B6、B3和B9上；如BS-PBCCH-BLKS＝2，则这2个PBCCH块将被承载到B0和B6上。
2）参数BS-PCC-CHANS指的是该小区中承载PCCCH的物理信道（PDCH）的数目。
3）参数BS-PAG-BLKS-RES指的是在一个复帧中，保留给PAGCH块的数目，在这些块上将被禁止发送寻呼消息。
如果某一块被用做PAGCH，那么其相应的上行块则可被用作PRACH，即在该无线块的MAC块头中USF的标志为“111”。
4）参数BS-PRACH-BLKS（可选）指的是在任何PCCCH的PDCH上，保留给PRACH块的数目，PRACH块的位置应遵循块的顺序列表。
如信道的组合方式为PBCCH+PCCCH，且参数BS_PBCCH_BLKS=2、BS_PAG_BLKS_RES=3、BS_PRACH_BLKS=4，那么逻辑信道至PDCH的映射方式如下图所示。
图4分组控制信道的映射举例
2.2.4.3逻辑信道物理信道映射一览表
逻辑信道物理信道允许的映射关系如下表所示。
表1逻辑信道物理信道映射一览表
逻辑信道类型
子信道号
方向
允许分配时隙
允许分配载频
突发脉冲类型
TDMA帧循环周期
交织块与TDMA帧映射
PDTCH/F,PACCH/F
D&U
0...7
C0...Cn
NB1
52
B0（0...3）,B1（4...7）,B2（8...11）,B3（13...16）,B4（17...20）,B5（21..24）,B6（26...29）,B7（30...33）,B8（34...37）,B9（39...42）,B10（43...46）,B11（47...50）
PDTCH/H,PACCH/H
0
1
D&U
D&U
0...7
0…7
C0...Cn
C0…Cn
NB1
NB1
52
52
B0（0,2,4,6）,B1（8,10,13,15）,B2（17,19,21,23）,B3（26,28,30,32）,B4（34,36,39,41）,B5（43,45,47,49）
B0（1,3,5,7）,B1（9,11,14,16）,B2（18,20,22,24）,B3（27,29,31,33）,B4（35,37,40,42）,B5（44,46,48,50）
PBCCH
D
0...7
C0...Cn
NB
52
B0（0...3）,B3（13...16）,B6（26...29）,B9（39...42）
PRACH
U
0...7
C0...Cn
AB
52
B0（0）...B11（11）,B12（13）...B23（24）,
B24（26）...B35（37）,B36（39）...B47（50）
PPCH,
PNCH
D
0...7
C0...Cn
NB
52
B1（4...7）,B2（8...11）,B3（13...16）,B4（17...20）,B5（21..24）,B6（26...29）,B7（30...33）,B8（34...37）,B9（39...42）,B10（43...46）,B11（47...50）
PAGCH
D
0...7
C0...Cn
NB
52
B0（0...3）,B1（4...7）,B2（8...11）,B3（13...16）,B4（17...20）,B5（21..24）,B6（26...29）,B7（30...33）,B8（34...37）,B9（39...42）,B10（43...46）,B11（47...50）
PTCCH/D
D
0...7
C0...Cn
NB
416
B0（12,38,64,90）,B1（116,142,168,194）,B2（220,246,272,298）,B3（324,350,376,402）
PTCCH/U
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
U
0...7
C0...Cn
AB
416
B0（12）
B0（38）
B0（64）
B0（90）
B0（116）
B0（142）
B0（168）
B0（194）
B0（220）
B0（246）
B0（272）
B0（298）
B0（324）
B0（350）
B0（376）
B0（402）
注1:
作为对查询的响应，上行链路会使用一个接入突发脉冲AccessBurst（AB）
2.3无线块结构
分组数据传输和分组控制消息使用不同的无线块结构。
GPRS和EGPRS传输控制消息的无线块结构是相同的，但传输分组数据的无线块结构是不同的。
对于GPRS，一个用于分组数据传输的无线块由一个MAC头和一个RLC数据块构成，RLC数据块包括一个RLC头、一个RLC数据单元和一些剩余比特。
由4个普通突发脉冲承载。
RLC/MACblock
MACheader
RLCdatablock
RLCheader
RLCdataunit
Sparebits
图5GPRS的一个RLC/MAC数据块结构
MAC头具有8bit的固定长度，RLC头具有可变长度。
RLC数据单元由来自1个或多个LLCPDU的字节构成。
对于EGPRS，一个用于分组数据传输的无线块有一个组合RLC/MAC头和一到两个RLC数据块，由4个普通突发脉冲承载。
RLC/MACblock
RLC/MACheader
RLCdatablock1
RLCdatablock2（conditional）
图6EGPRS的一个RLC/MAC数据块结构
每个RLC数据块由来自1个或多个LLCPDU的字节构成。
EGPRS的分组数据信道PDTCH有9种调制编码方案，MCS-1到MCS-9。
EGPRS的所有分组控制信道与GPRS的控制信道使用相同的编码方案。
支持EGPRS的MS必须下行链路支持MCS-1到MCS-9及上行链路支持MCS-1到MCS-4。
若支持EGPRS的MS在上行链路具有8PSK能力，他应该在上行链路支持MCS-5到MCS-9编码方案。
一个支持EGPRS的网络可以只支持集中MCS编码方案。
MCS被分为不同的族A、B、C，相应的基本载荷为37（和34）、28和22字节。
在族内提供在一个无线块发送不同数量的基本载荷来实现不同的编码速率。
对族A和族B，可以选择发送1、2或者4个单位载荷，对族C，可以选择发送1或者2单位载荷。
调制编码方案决定了一个EGPRS的RLC/MAC块是包含一个还是两个RLC数据块。
调制编码方案MCS-1、MCS-2、MCS-3、MCS-4、MCS-5和MCS-6包含一个RLC数据块，MCS-7、MCS-8和MCS-9包含两个RLC数据块。
在上下行方向，一个EGPRS的RLC/MAC块有三种不同类型的组合RLC/MAC头。
MCS-1、MCS-2、MCS-3和MCS-4时采用Headertype3，MCS-5和MCS-6时采用Headertype2，MCS-7、MCS-8和MCS-9时采用Headertype1。
对于GPRS和EGPRS，一个用于控制消息传输的无线块由一个MAC头和一个RLC/MAC控制块构成。
由4个普通突发脉冲承载。
RLC/MACblock
MACheader
RLC/MACcontrolblock
图7RLC/MAC控制块结构
MAC头具有8bit的固定长度。
RLC/MAC控制消息域包含1个RLC/MAC控制消息。
2.3.1GPRS的RLC/MAC数据块
GPRS的RLC/MAC数据块包含MAC头和RLC的数据块，其中RLC的数据块包括一个RLC头、一个RLC数据单元和保留部分。
一个RLC的数据单元可以装载一个或多个LLCPDU字节。
含有RLC数据块的RLC/MAC块可以使用信道编码方案CS-1、CS-2、CS-3和CS-4来进行编码，采用CS-1编码的RLC/MAC块不包含保留部分。
GPRS四种信道编码方案下RLC数据块大小如下表所示。
信道编码方案（ChannelCodingScheme）
RLC数据块大小[RLCdatablocksizewithoutsparebits（N2）（octets）]
剩余比特（Numberofsparebits）
RLC数据块大小（含剩余比特）RLCdatablocksize（octets）
CS-1
22
0
22
CS-2
32
7
327/8
CS-3
38
3
383/8
CS-4
52
7
527/8
表1GPRS的RLC数据块大小
1、GPRS下行链路的RLC/MAC数据块
GPRS下行链路RLC/MAC数据块如下图所示：
Bit
8
7
6
5
4
3
2
1
PayloadType
RRBP
S/P
USF
MACheader
PR
TFI
FBI
Octet1
BSN
E
Octet2
Lengthindicator
M
E
Octet3（optional）
...
...
Lengthindicator
M
E
OctetM（optional）
RLCdata
OctetM+1
...
OctetN2-1
OctetN2
Spare
spare
（ifpresent）
图8RLC下行链路数据块
其中各单元的含义如下：
1）载荷类型（PayloadType）
载荷类型指示RLC/MAC块中的数据类型，取值含义如下表所示：
表1载荷类型域
Bit87
载荷类型PayloadType
00
一个数据块
01
不包含控制头可选字节的一个控制块
10
下行方向，包含控制头可选第一字节的一个控制块；上行方向，保留
11
保留。
MS应忽略除USF的所有内容
2）相关保留块周期（RRBP:
RelativeReservedBlockPeriod）
RRBP对应的值确定了MS在发送上行RLC/MAC块之前应该等待的TDMA帧数，也就是确定了MS将在那个TDMA帧上发送上行RLC/MAC块。
这个帧号是以收到的包含有效RRBP值的下行块的第一个TDMA帧（设为N）为参考的。
RRBP域的取值及含义如下表：
表2RRBP域
Bit65
RRBP
00
上行链路帧号为（N+13）模2715648的TDMA帧
01
上行链路帧号为（N+17或N+18）模2715648的TDMA帧
10
上行链路帧号为（N+21或N+22）模2715648的TDMA帧
11
上行链路帧号为（N+26）模2715648的TDMA帧
如果收到包含RRBP域的下行RLC/MAC控制块，该RLC/MAC控制块的内容包含PacketPagingRequest、PacketAccessReject或PacketQueueingNotification消息，MS将忽略该RRBP域。
如果包含的内容非上述消息，则MS在RRBP指定的上行无线块发送一个“PACKETCONTROLACKNOWLEDGEMENT”消息。
MS只对在下行控制块头或控制消息中包含有效RRBP域的控制块响应。
如果控制消息分布在多个下行控制块，MS只对下行控制块头包含有效RRBP域的控制块响应。
如果MS收到2个及2个以上的RLC/MAC块，其控制消息对应的RRBP值不一样，但各个RRBP对应着相同的上行块，则MS在该上行块发送一个“PACKETCONTROLACKNOWLEDGEMENT”消息。
如果MS收到包含有RRBP域的R
升级会员 