彭大芹，何 健

(重慶郵電大學(xué)通信與信息工程學(xué)院，重慶 400065)

責(zé)任編輯:許 盈

在TD－SCDMA正常的手動(dòng)搜網(wǎng)［1］過(guò)程中，當(dāng)出現(xiàn)尋呼時(shí)，不會(huì)對(duì)此做出響應(yīng)，就會(huì)出現(xiàn)丟失尋呼的情況。為了讓UE在搜網(wǎng)的過(guò)程中，也能響應(yīng)尋呼信息，那么就需要對(duì)原有的DRX(非連續(xù)接收)周期［2］進(jìn)行重新規(guī)劃。本文所提出的GAP(空閑幀)搜網(wǎng)就是在原來(lái)的一個(gè)DRX中先預(yù)留部分幀，保證手動(dòng)搜網(wǎng)的過(guò)程中也能正常接收尋呼。本文從設(shè)計(jì)原理、詳細(xì)的流程設(shè)計(jì)、測(cè)試驗(yàn)證等幾個(gè)方面來(lái)對(duì)GAP搜網(wǎng)進(jìn)行了詳細(xì)的論述。

1 設(shè)計(jì)原理

GAP手動(dòng)搜網(wǎng)是在原有的TD－SCDMA模式下，對(duì)物理層的DRX周期進(jìn)一步進(jìn)行規(guī)劃，將監(jiān)聽(tīng)尋呼、測(cè)量等任務(wù)的幀預(yù)留出來(lái)，再利用剩余的GAP幀進(jìn)行手動(dòng)搜網(wǎng)的一種方案。當(dāng)在GAP手動(dòng)搜網(wǎng)的過(guò)程中，出現(xiàn)高優(yōu)先級(jí)任務(wù)時(shí)，L1首先會(huì)結(jié)束GAP資源［2］，優(yōu)先響應(yīng)高優(yōu)先級(jí)的任務(wù)，待任務(wù)完成之后，再次由MAC向L1申請(qǐng)GAP資源，繼續(xù)后續(xù)的搜網(wǎng)流程。由于該方案是作為空閑狀態(tài)下的一個(gè)外加任務(wù)插入到IDL流程里的，因此該設(shè)計(jì)方案應(yīng)遵循兩個(gè)原則:1)在GAP搜網(wǎng)過(guò)程中必須保證空閑狀態(tài)下的監(jiān)聽(tīng)尋呼、測(cè)量等常規(guī)任務(wù)的正常進(jìn)行;2)搜網(wǎng)任務(wù)和空閑狀態(tài)下常規(guī)任務(wù)間的跳轉(zhuǎn)由MAC層控制，通過(guò)與RRC(無(wú)線資源控制)間的原語(yǔ)交互和控制L1(物理層)的動(dòng)態(tài)加載來(lái)實(shí)現(xiàn)RRC/MAC/L1三者狀態(tài)的同步變化。

2 流程設(shè)計(jì)

根據(jù)搜網(wǎng)的一般原則，可以將GAP搜網(wǎng)的流程大致分為搜網(wǎng)開(kāi)始流程、搜網(wǎng)過(guò)程流程和搜網(wǎng)終止流程3個(gè)部分。

2.1 搜網(wǎng)開(kāi)始流程設(shè)計(jì)

MAC在一個(gè)DRX周期中的任何位置均可收到RRC的搜網(wǎng)請(qǐng)求［1］，但開(kāi)始GAP搜網(wǎng)一定是在空閑狀態(tài)下的測(cè)量和收尋呼任務(wù)完成以后，搜網(wǎng)過(guò)程不解析BSIC［3］(基站識(shí)別碼)，具體可以分為以下4種情況:

1)常規(guī)任務(wù)完成后在空閑幀中收到搜網(wǎng)請(qǐng)求，立即發(fā)起搜網(wǎng);

2)在測(cè)量過(guò)程中收到搜網(wǎng)請(qǐng)求，測(cè)量上報(bào)指示若沒(méi)有尋呼存在，則發(fā)起搜網(wǎng)過(guò)程;若指示有尋呼存在，收完尋呼后再發(fā)起搜網(wǎng)過(guò)程;

3)測(cè)量已上報(bào)，等待接收尋呼的過(guò)程中收到搜網(wǎng)請(qǐng)求，收完尋呼后再發(fā)起搜網(wǎng)過(guò)程;

4)測(cè)量已上報(bào)，在解析BSIC過(guò)程中收到搜網(wǎng)請(qǐng)求，停止解析BSIC，若不存在尋呼，直接搜網(wǎng);若存在尋呼，收完尋呼后再發(fā)起搜網(wǎng)過(guò)程。

2.2 搜網(wǎng)過(guò)程流程設(shè)計(jì)

搜網(wǎng)過(guò)程是指下發(fā)搜網(wǎng)命令后利用GAP進(jìn)行搜網(wǎng)的實(shí)際任務(wù)的持續(xù)過(guò)程。此過(guò)程包含兩個(gè)子任務(wù):一是空閑GAP的提供與終止;二是常規(guī)的搜網(wǎng)任務(wù)［4］。

空閑GAP是由MAC在本DRX常規(guī)任務(wù)完成后通過(guò)空閑幀的請(qǐng)求消息原語(yǔ)提供給物理層的，但物理層在空閑GAP結(jié)束后通過(guò)空閑幀結(jié)束指示給MAC，并且MAC在提供GAP給物理層的同時(shí)，還需要通過(guò)MAC的狀態(tài)指示信息原語(yǔ)通知RRC進(jìn)入搜網(wǎng)狀態(tài)，當(dāng)GAP結(jié)束時(shí)，MAC會(huì)收到物理層空閑幀結(jié)束指示，此時(shí)MAC又會(huì)通過(guò)MAC的狀態(tài)指示信息通知RRC回到IDL狀態(tài)。在搜網(wǎng)過(guò)程中，開(kāi)始空閑狀態(tài)下的任務(wù)時(shí)，也應(yīng)從完成常規(guī)任務(wù)后調(diào)整到物理層上報(bào)空閑幀結(jié)束指示后，這樣做的目的就是為了控制物理層在GAP完成后動(dòng)態(tài)加載到空閑狀態(tài)。這樣，MAC通過(guò)動(dòng)態(tài)加載物理層和原語(yǔ)通知RRC實(shí)現(xiàn)了RRC/MAC/L1三者狀態(tài)的統(tǒng)一翻轉(zhuǎn)。

具體搜網(wǎng)過(guò)程中的原語(yǔ)交互和狀態(tài)跳轉(zhuǎn)圖如圖1所示。

圖1 搜網(wǎng)過(guò)程的原語(yǔ)交互及狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖

2.3 搜網(wǎng)終止流程設(shè)計(jì)

搜網(wǎng)終止可分為正常終止和異常終止兩種。正常終止是所有搜網(wǎng)任務(wù)完成后由RRC主動(dòng)發(fā)起的，此時(shí)MAC可以處于SNW(搜網(wǎng)狀態(tài))或IDL狀態(tài)。異常終止是指當(dāng)前搜網(wǎng)任務(wù)被其他任務(wù)打斷而終止。由于GAP搜網(wǎng)的優(yōu)先級(jí)較低，不提供掛起后的恢復(fù)機(jī)制，只要當(dāng)前任務(wù)被打斷后，下次搜網(wǎng)就必須重新開(kāi)始。異常終止流程有以下5種情形:

1)高層發(fā)起搜網(wǎng)終止命令(用戶取消搜網(wǎng)任務(wù));

2)收到屬于自己的尋呼消息(系統(tǒng)消息改變/發(fā)起接入請(qǐng)求);

3)RRC發(fā)起小區(qū)重選(TD模內(nèi)重選/模間重選);

4)高層發(fā)起接入請(qǐng)求;

5)收到高層的去激活命令(關(guān)機(jī)/模式轉(zhuǎn)換)。

2.3.1 搜網(wǎng)正常終止流程

正常搜網(wǎng)終止［3］是直接由RRC在搜網(wǎng)狀態(tài)時(shí)發(fā)起的去激活過(guò)程。一般情況下，MAC會(huì)在SNW狀態(tài)收到去激活請(qǐng)求;臨界狀態(tài)下，MAC會(huì)在IDL下收到去激活請(qǐng)求。臨界狀態(tài)的場(chǎng)景為:上報(bào)系統(tǒng)消息回復(fù)讀取主公共控制信息證實(shí)和空閑幀結(jié)束指示的位置幾乎重合，且兩條原語(yǔ)都由物理層在短時(shí)間內(nèi)連續(xù)上報(bào)。MAC在收到讀取主公共控制信息證實(shí)后上報(bào)RRC，當(dāng)RRC判斷搜網(wǎng)信息已收完畢時(shí)會(huì)下發(fā)去激活請(qǐng)求，但MAC的優(yōu)先級(jí)較高，會(huì)先處理空閑幀結(jié)束指示回到IDL狀態(tài)后，再去處理去激活請(qǐng)求。

在SNW收到去激活請(qǐng)求后，MAC直接下發(fā)終止搜網(wǎng)原語(yǔ)到物理層，終止其搜網(wǎng)過(guò)程，并在收到物理層的去激活命令后下發(fā)空閑狀態(tài)下的任務(wù)請(qǐng)求原語(yǔ)，讓物理層動(dòng)態(tài)加載到IDL狀態(tài);若在IDL狀態(tài)下收到去激活命令時(shí)，MAC不用再下發(fā)去激活請(qǐng)求到物理層，因?yàn)槲锢韺右呀?jīng)能夠動(dòng)態(tài)加載到IDL，且下次搜網(wǎng)開(kāi)始時(shí)，MAC會(huì)通過(guò)空閑幀下的信息請(qǐng)求原語(yǔ)告知物理層新的搜網(wǎng)命令。

RRC在正常終止搜網(wǎng)后會(huì)自行回到IDL狀態(tài)。

2.3.2 搜網(wǎng)異常終止流程

上述已經(jīng)說(shuō)明了搜網(wǎng)異常終止的流程有5種，這里只選取其中第2種情形來(lái)闡述，后續(xù)測(cè)試?yán)木帉?xiě)也基于此種場(chǎng)景來(lái)展開(kāi)。

UE在收到屬于自己的尋呼時(shí)，RRC和MAC均處于IDL狀態(tài)。尋呼有兩種:系統(tǒng)消息改變的尋呼和要求接入的尋呼。由于接入尋呼需通過(guò)高層判斷是否應(yīng)發(fā)起接入，不能接入時(shí)還可以繼續(xù)搜網(wǎng)，所以當(dāng)收到尋呼后MAC不進(jìn)行判斷，同其他IDL常規(guī)任務(wù)完成后一樣，直接下發(fā)空閑幀下的信息請(qǐng)求原語(yǔ)到物理層通知搜網(wǎng)。若后續(xù)上層沒(méi)發(fā)起其他任務(wù)，則繼續(xù)正常的搜網(wǎng)過(guò)程;若后續(xù)發(fā)起接入或通知讀系統(tǒng)消息，由RRC發(fā)送停止搜網(wǎng)原語(yǔ)來(lái)激活搜網(wǎng)再下發(fā)后續(xù)任務(wù)請(qǐng)求。此時(shí)MAC應(yīng)在SNW狀態(tài)，收到RRC的去激活請(qǐng)求后通過(guò)停止搜網(wǎng)原語(yǔ)來(lái)激活物理層，收到后續(xù)任務(wù)請(qǐng)求再向物理層下發(fā)隨機(jī)接入或系統(tǒng)消息讀取請(qǐng)求。特別需要注意的是系統(tǒng)消息讀取，在發(fā)送讀取主公共控制信息請(qǐng)求原語(yǔ)前還需向物理層下發(fā)空閑狀態(tài)下的任務(wù)請(qǐng)求消息原語(yǔ)，因?yàn)樽x系統(tǒng)消息也是在IDL下進(jìn)行，需通知物理層下個(gè)DRX周期的系統(tǒng)參數(shù)、測(cè)量列表等。由于物理層搜網(wǎng)過(guò)程會(huì)進(jìn)行同步調(diào)整，故發(fā)起接入前需要進(jìn)行預(yù)同步操作，這樣就使得MAC的處理流程簡(jiǎn)化統(tǒng)一，與主動(dòng)發(fā)起接入時(shí)保持一致。該異常終止搜網(wǎng)的流程圖大致如圖2所示。

3 驗(yàn)證測(cè)試

TTCN(Tree and Tabular Combined Notation)是一種標(biāo)準(zhǔn)化自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)描述語(yǔ)言［3－4］，在通信業(yè)界的協(xié)議測(cè)試中得到廣泛應(yīng)用。它采用的是數(shù)表結(jié)合的方式，具有明確的語(yǔ)法與定義，是一種切實(shí)可行且高效的測(cè)試語(yǔ)言。

圖2 收到屬于自己尋呼時(shí)的異常終止搜網(wǎng)

本文設(shè)計(jì)的是一種利用DRX空閑幀的手動(dòng)搜網(wǎng)行為，為了驗(yàn)證該行為設(shè)計(jì)的合理與正確性，這里采用的正是基于這種TTCN語(yǔ)言的模擬測(cè)試方法來(lái)對(duì)該流程設(shè)計(jì)加以驗(yàn)證。該驗(yàn)證過(guò)程包括兩個(gè)部分:一是基于設(shè)計(jì)的測(cè)試流程，編寫(xiě)測(cè)試?yán)?二是分析測(cè)試結(jié)果是否與預(yù)期的結(jié)果保持一致。

GAP搜網(wǎng)正常終止的情況就是當(dāng)在一個(gè)DRX內(nèi)，搜索PLMN結(jié)束后RRC/MAC/L1自行回到IDL的情況，這種情況相對(duì)較簡(jiǎn)單，這里就不再對(duì)此情況進(jìn)行測(cè)試驗(yàn)證。異常終止搜網(wǎng)是指當(dāng)在搜網(wǎng)或準(zhǔn)備搜網(wǎng)的過(guò)程中，遇到其他高優(yōu)先級(jí)的進(jìn)程時(shí)，直接導(dǎo)致搜網(wǎng)終止的情形，由于異常終止的情形很多，這里只選取了當(dāng)收到屬于自己的尋呼時(shí)導(dǎo)致搜網(wǎng)終止的情況來(lái)進(jìn)行測(cè)試驗(yàn)證。由TTCN編寫(xiě)的測(cè)試?yán)鐖D3所示。

由圖3可以看到，當(dāng)高層要求進(jìn)行手動(dòng)搜網(wǎng)時(shí)，首先MAC使用原語(yǔ)L1_GAP_INFO_REQ申請(qǐng)GAP資源，當(dāng)?shù)玫轿锢韺拥腁CK以后，就會(huì)進(jìn)行手動(dòng)搜網(wǎng)流程，但由于預(yù)留了監(jiān)聽(tīng)PICH等信道的資源，所以當(dāng)監(jiān)聽(tīng)到MAC層下發(fā)的原語(yǔ)L1_IDL_TASK_REQ中有屬于自己的PAGING TYPE 1(尋呼)時(shí)，就會(huì)結(jié)束GAP，優(yōu)先響應(yīng)自己的尋呼消息，待尋呼接收完畢之后，MAC層會(huì)再次向L1申請(qǐng)GAP資源，繼續(xù)后續(xù)的搜網(wǎng)流程。

圖3 收到屬于自己尋呼的測(cè)試?yán)?截圖)

測(cè)試運(yùn)行的MSC截圖如圖4所示。

圖4 收到屬于自己尋呼的MSC圖(截圖)

由圖3和圖4所示，在一個(gè)DRX內(nèi)，已經(jīng)分配GAP準(zhǔn)備搜網(wǎng)時(shí)，UE在接收到通知系統(tǒng)消息改變的尋呼時(shí)，RRC會(huì)通過(guò)去激活原語(yǔ)來(lái)去激活相應(yīng)的子層，終止搜網(wǎng)，響應(yīng)空閑狀態(tài)下的其他操作。

4 結(jié)束語(yǔ)

本文介紹了TD－SCDMA系統(tǒng)中利用一個(gè)DRX周期內(nèi)GAP空閑幀進(jìn)行手動(dòng)搜網(wǎng)的過(guò)程。本文在基于TDSCDMA搜網(wǎng)的協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)上，更深一層次擴(kuò)展了搜網(wǎng)的場(chǎng)景，使UE能夠在搜網(wǎng)的過(guò)程中不丟失尋呼，并在流程的設(shè)計(jì)過(guò)程中，充分考慮正常終止搜網(wǎng)和異常終止搜網(wǎng)的情況。最后，選取了某一特定的場(chǎng)景利用TTCN進(jìn)行仿真［5］、測(cè)試、運(yùn)行，發(fā)現(xiàn)與預(yù)期的結(jié)果保持了很好的一致性和正確性。

［1］3GPP TS 25.304，User equipment(UE)procedures in idle mode(TDD):release 9［S］.2009.

［2］3GPP TS 25.221，Physical channels and mapping of transport channels onto physical channels(TDD):release 9［S］.2002.

［3］李小文，李貴勇，彭大芹，等.TD－SCDMA第三代移動(dòng)通信系統(tǒng)、信令與實(shí)現(xiàn)［M］.北京:人民郵電出版社，2003.

［4］何蘭，周中立.TD－SCDMA系統(tǒng)終端的小區(qū)初搜過(guò)程研究［J］.電信快報(bào)，2006(7):39－41.

［5］姚明菊，李小文.幾種基于TTCN的TD－SCDMA終端協(xié)議測(cè)試方法介紹［J］. 通信世界，2007(13):40－41.