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[GSM]关于手机待机以及Paging的一些总结

已有 139 次阅读2013-9-9 15:38

对于GSM手机,依据消耗电流的大小,我们可以将工作模式分为:通话模式、空闲模式以及睡眠模式,前两个是根据RF部分工作状态区分,而后两个是根据BB的工作状态区分的。在空闲和睡眠模式下,手机在网络中会一直处于守候(Camp on)状态。
 
手机研发对于Paging的关心来自于待机电流测试,因为我们所谓的待机可以理解为测试手机在睡眠模式下的电流消耗。因为在在睡眠模式时,手机的电路包括26M晶振都不工作的,整机消耗电流通常小于1mA,只有接收广播和Paging的时候,手机会唤醒接收部分的电路,并处理接收到的信号,这时电流会增大,此时整机消耗电流可以到几十mA,但是持续时间很短,就会继续睡过去。由于手机待机电流的测试是计算一段较长时间的平均值,所以手机多久唤醒一次相关电路,或者说每次唤醒的间隔长短就会影响到所测电流的大小。而这个间隔就是由“有多少个51复帧作为寻呼组的一个循环”来决定。我们在8960中的设置为Cell parameter中的Paging Multiframes,在CMU200中的设置为Network中的BS_PA_MFRMS,设置值的范围从29step=1)。因此我们可以计算:

BS_PA_MFRMS = 2的时候,我们可以计算每次电路唤醒间隔为
        T = 2
×51复帧时间 = 2×51×4.6ms = 469.2ms ~ 0.5s

BS_PA_MFRMS = 9的时候,我们可以计算每次电路唤醒间隔为
        T = 9
×51复帧时间 = 9×51×4.6ms = 2111.4ms ~ 2s

为了更好理解这个参数的意义,可以参见下面解释

“在空闲模式下,若移动台选择了某小区后作为服务小区后,它就可以开始收听该小区的寻呼消息了。但为了降低功耗,在GSM规范中引入了不连续接收的机制(DRX),每个移动用户(即对应每个IMSI)都属于一个专门的寻呼组,在小区中每个寻呼组都分别与一个寻呼子信道相对应,移动台可根据自身IMSI的最后3位及该位置区寻呼信道的配置情况来计算出它所属的寻呼组,进而计算出该寻呼组的寻呼子信道位置。在实际情况下,移动台在空闲状态下仅守侯在属于它的寻呼子信道上来收听系统播发的寻呼消息(在此期间它还可用来监测非服务小区的BCCH载波的接收电平),而忽略其它寻呼子信道的内容,甚至在其它寻呼子信道期间关闭移动台某些硬件设备的电源以节约移动台的功率开销,但必须保证在一定的时间内完成必要的测量网络消息的任务。”

“参数BS_PA_MFRMS越大,小区的寻呼子信道也就越多,相应的属于每个寻呼子信道的用户数也就越小,但系统总体容量并未增加,因为它是以牺牲寻呼消息在无线信道上的平均时延为代价的。” 

因此可以看出,此手机在守候状态下会“将频率调谐到BCCH的频点,不断的收听系统的广播信息,同时在属于自己的寻呼组中,监听发给自己的寻呼(paging),以便随时接听电话”。而从硬件上来讲,手机在守候状态时候只打开接收机读取广播和自己寻呼组的寻呼信息,PA是不工作的。因此手机待机的时候网络是不知道手机在什么小区的。

那网络是如何寻呼到手机并保持联系的呢?请参照下面的几个定义 

    寻呼信道(PCH:“当网络想与某一MS建立通信时,它就会在PCH信道上根据MS所登记的LAC号向所有具有该LAC号的小区进行寻呼,寻呼MS的标示为TMSIIMSI,属下行信道,点对多点传播。” 其中LAC号就是位置区的标识。那什么是位置区?

位置区的概念:“为了确认移动台的位置,每个GSM PLMN 的覆盖区都被分为许多个位置区,一个位置区可以包含一个或多个小区。网络将存储每个移动台的位置区,并作为将来寻呼该移动台的位置信息。对移动台的寻呼是通过对移动台所在位置区的所有小区中寻呼来实现的,MSC不可能对它所控制区域内的所有小区一起进行寻呼,因为MSC往往无法处理这样大的寻呼负荷。LAC码将在每个小区的广播信道上的系统消息中发送。”

因此手机在同一个位置区的时候都能受到寻呼信号,所以当位置区改变的时候我们才需要与网络通信进行位置更新,此时PA才会打开,而判断位置区改变与否的LAC也是通过BCCH系统信息得到。

    对于手机如何与小区保持联系:需要理解一点手机是通过BCCH来读取系统信息的,包括其中包括邻小区频点的分配以及小区选择参数等,当手机测量到邻小区的网络性能比目前服务小区的网络性能好,并且满足小区重选的条件时,手机会自动进行小区重选,而这个重选的过程是不需要通知网络的。

    对于网络(下行链路)失去链接的判断:“下行信令故障准则基于下行信令故障计数器DSC,当MS选择了某小区时,DSC置为[90/BS_PA_MFRMS]取整,BS_PA_MFRMS为基站传输寻呼消息给同一寻呼组MS之间的51TDMA帧复帧数。因此当MS要在其寻呼子信道上译码时,若成功则DSC1,若失败,则DSC4,当DSC0时,则断定出现了下行信令故障。”

 


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