《WCDMA信令流程》課件

WCDMA信令流程WCDMA是一種3G無線通信技術(shù)，廣泛應(yīng)用于移動(dòng)通信領(lǐng)域。本課件將深入探討WCDMA信令流程，幫助您理解其工作機(jī)制和關(guān)鍵步驟。引言移動(dòng)通信技術(shù)的進(jìn)步移動(dòng)通信技術(shù)不斷發(fā)展，從最初的模擬通信到數(shù)字通信，再到如今的寬帶移動(dòng)通信。WCDMA技術(shù)的興起WCDMA作為第三代移動(dòng)通信技術(shù)，擁有更高的傳輸速率和更強(qiáng)的抗干擾能力，得到廣泛應(yīng)用。了解WCDMA信令流程深入理解WCDMA信令流程，對(duì)于移動(dòng)通信設(shè)備的設(shè)計(jì)和優(yōu)化至關(guān)重要。什么是WCDMA?寬帶碼分多址WCDMA(WidebandCodeDivisionMultipleAccess)第三代移動(dòng)通信技術(shù)WCDMA是3G移動(dòng)通信技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)之一。數(shù)據(jù)傳輸速率快WCDMA支持高速數(shù)據(jù)傳輸，可以滿足用戶對(duì)移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)的需求。更高的頻譜利用率WCDMA采用碼分多址技術(shù)，可以有效提高頻譜利用率。WCDMA網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)WCDMA網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)主要由核心網(wǎng)、無線接入網(wǎng)和用戶設(shè)備組成。核心網(wǎng)負(fù)責(zé)控制和管理整個(gè)網(wǎng)絡(luò)，無線接入網(wǎng)負(fù)責(zé)無線信號(hào)傳輸，用戶設(shè)備是用戶終端。核心網(wǎng)主要包括：核心網(wǎng)控制節(jié)點(diǎn)、核心網(wǎng)數(shù)據(jù)節(jié)點(diǎn)、核心網(wǎng)管理節(jié)點(diǎn)。無線接入網(wǎng)主要包括：基站控制器、基站、用戶設(shè)備。WCDMA空中接口物理層負(fù)責(zé)無線信號(hào)的傳輸和接收，包括信道編碼、調(diào)制解調(diào)等功能。邏輯信道用于在不同層之間傳遞數(shù)據(jù)，包括控制信道和業(yè)務(wù)信道。傳輸信道將邏輯信道映射到物理信道，負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)在不同層之間傳輸。物理信道用于在無線鏈路上傳輸數(shù)據(jù)，包括上行和下行信道。信令面概述信令面信令面負(fù)責(zé)建立和維護(hù)無線連接，并傳遞控制信息。數(shù)據(jù)面數(shù)據(jù)面負(fù)責(zé)傳輸用戶數(shù)據(jù)，例如語音通話或互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)。信令協(xié)議信令面使用多種協(xié)議，包括RRC、NAS和RLC等，以確保可靠的通信。RRC連接建立流程UE發(fā)送初始信令UE啟動(dòng)后，發(fā)送初始信令給網(wǎng)絡(luò)，包括小區(qū)標(biāo)識(shí)、UE身份信息等。網(wǎng)絡(luò)接收初始信令網(wǎng)絡(luò)接收UE初始信令，并進(jìn)行身份驗(yàn)證和資源分配。網(wǎng)絡(luò)發(fā)送RRC連接建立請(qǐng)求網(wǎng)絡(luò)向UE發(fā)送RRC連接建立請(qǐng)求，包含網(wǎng)絡(luò)配置參數(shù)和安全密鑰等信息。UE發(fā)送RRC連接建立響應(yīng)UE接收RRC連接建立請(qǐng)求，并發(fā)送RRC連接建立響應(yīng)，確認(rèn)已接受網(wǎng)絡(luò)配置參數(shù)。RRC連接建立成功網(wǎng)絡(luò)接收RRC連接建立響應(yīng)，確認(rèn)RRC連接建立成功，UE可以接入網(wǎng)絡(luò)。呼叫發(fā)起流程用戶發(fā)起呼叫請(qǐng)求，手機(jī)向網(wǎng)絡(luò)發(fā)送呼叫請(qǐng)求，網(wǎng)絡(luò)建立呼叫連接，最后完成呼叫。1用戶發(fā)起呼叫請(qǐng)求用戶按下通話鍵，輸入電話號(hào)碼，并進(jìn)行呼叫。2手機(jī)發(fā)送呼叫請(qǐng)求手機(jī)將呼叫請(qǐng)求信息發(fā)送到網(wǎng)絡(luò)。3網(wǎng)絡(luò)建立呼叫連接網(wǎng)絡(luò)根據(jù)呼叫請(qǐng)求信息，找到對(duì)方用戶，并建立連接。4完成呼叫雙方用戶可以開始通話，完成呼叫。呼叫接聽流程1接聽信號(hào)移動(dòng)臺(tái)接收到基站發(fā)來的呼叫接聽信號(hào)。2用戶確認(rèn)移動(dòng)臺(tái)用戶確認(rèn)接聽電話。3建立連接移動(dòng)臺(tái)向基站發(fā)送接聽確認(rèn)信息。4呼叫建立基站與移動(dòng)臺(tái)建立通話連接。手機(jī)鎖定流程1觸發(fā)條件手機(jī)接收到來自網(wǎng)絡(luò)的鎖定命令，通常由網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營商下發(fā)。2鎖定過程手機(jī)會(huì)根據(jù)接收到的鎖定指令，更新自身的鎖定狀態(tài)，限制其接入網(wǎng)絡(luò)。3鎖定結(jié)果手機(jī)處于鎖定狀態(tài)，無法進(jìn)行通話、數(shù)據(jù)連接等操作，直到解除鎖定。小區(qū)重選流程1觸發(fā)條件信號(hào)強(qiáng)度下降2測(cè)量手機(jī)測(cè)量鄰近小區(qū)3決策選擇最佳小區(qū)4切換切換至新小區(qū)小區(qū)重選是WCDMA網(wǎng)絡(luò)中的重要流程，用于優(yōu)化用戶體驗(yàn)并提高網(wǎng)絡(luò)效率。當(dāng)手機(jī)接收到的信號(hào)強(qiáng)度下降或網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量下降時(shí)，手機(jī)會(huì)自動(dòng)啟動(dòng)小區(qū)重選流程，選擇更優(yōu)的小區(qū)以維持穩(wěn)定的連接。小區(qū)重選觸發(fā)條件信號(hào)強(qiáng)度下降手機(jī)接收到的信號(hào)強(qiáng)度低于某個(gè)閾值，例如信號(hào)強(qiáng)度低于-105dBm，手機(jī)將觸發(fā)小區(qū)重選。切換失敗手機(jī)試圖進(jìn)行軟切換，但切換失敗，例如切換目標(biāo)小區(qū)的信號(hào)質(zhì)量不佳，手機(jī)將觸發(fā)小區(qū)重選。信道質(zhì)量下降手機(jī)接收到的信道質(zhì)量下降，例如誤碼率上升，手機(jī)將觸發(fā)小區(qū)重選。鄰區(qū)信號(hào)更強(qiáng)手機(jī)檢測(cè)到鄰區(qū)信號(hào)強(qiáng)度更高，例如鄰區(qū)信號(hào)強(qiáng)度比當(dāng)前小區(qū)信號(hào)強(qiáng)度高出3dB，手機(jī)將觸發(fā)小區(qū)重選。小區(qū)重選決策算法信號(hào)強(qiáng)度手機(jī)接收到的信號(hào)強(qiáng)度是小區(qū)重選的主要依據(jù)。當(dāng)信號(hào)強(qiáng)度低于一定閾值時(shí)，手機(jī)會(huì)啟動(dòng)小區(qū)重選過程。信號(hào)質(zhì)量除了信號(hào)強(qiáng)度外，手機(jī)還會(huì)評(píng)估信號(hào)質(zhì)量，例如誤碼率、干擾水平等。當(dāng)信號(hào)質(zhì)量下降到一定程度時(shí)，也會(huì)觸發(fā)小區(qū)重選。系統(tǒng)負(fù)載手機(jī)也會(huì)考慮當(dāng)前小區(qū)的負(fù)載情況。如果當(dāng)前小區(qū)負(fù)載過高，手機(jī)可能會(huì)選擇切換到負(fù)載較輕的小區(qū)，以改善網(wǎng)絡(luò)性能。其他因素除了上述主要因素外，還有一些其他因素會(huì)影響小區(qū)重選決策，例如用戶優(yōu)先級(jí)、小區(qū)類型等。軟切換流程1切換觸發(fā)手機(jī)檢測(cè)到目標(biāo)小區(qū)信號(hào)強(qiáng)度高于當(dāng)前小區(qū)，且滿足切換條件。2切換準(zhǔn)備手機(jī)與目標(biāo)小區(qū)建立信道，同步數(shù)據(jù)，并向基站發(fā)送切換請(qǐng)求。3切換執(zhí)行基站批準(zhǔn)切換請(qǐng)求，手機(jī)切換至目標(biāo)小區(qū)，繼續(xù)數(shù)據(jù)傳輸。4切換完成手機(jī)成功切換至目標(biāo)小區(qū)，原小區(qū)信道斷開，釋放資源。軟切換觸發(fā)條件11.信號(hào)強(qiáng)度當(dāng)手機(jī)接收到的信號(hào)強(qiáng)度低于某個(gè)閾值時(shí)，會(huì)觸發(fā)軟切換。22.干擾當(dāng)手機(jī)受到的干擾過大時(shí)，會(huì)導(dǎo)致信號(hào)質(zhì)量下降，觸發(fā)軟切換。33.負(fù)載均衡當(dāng)某個(gè)小區(qū)的負(fù)載過高時(shí)，會(huì)觸發(fā)軟切換，將用戶轉(zhuǎn)移到負(fù)載較低的小區(qū)。44.頻率差異當(dāng)手機(jī)接收到的信號(hào)頻率與當(dāng)前小區(qū)的頻率相差較大時(shí)，會(huì)觸發(fā)軟切換。軟切換決策算法信號(hào)強(qiáng)度基站信號(hào)強(qiáng)度是主要考慮因素之一，選擇信號(hào)更強(qiáng)的基站進(jìn)行切換。數(shù)據(jù)速率選擇數(shù)據(jù)速率更高的基站，保證用戶體驗(yàn)。切換成本計(jì)算切換所需時(shí)間和資源消耗，盡量減少切換帶來的影響。業(yè)務(wù)類型針對(duì)不同業(yè)務(wù)類型，選擇合適的切換策略，例如語音通話優(yōu)先選擇信號(hào)更強(qiáng)的基站。硬切換流程11.信號(hào)強(qiáng)度下降手機(jī)信號(hào)強(qiáng)度低于門限值。22.尋找新小區(qū)手機(jī)掃描周圍小區(qū)，尋找信號(hào)更強(qiáng)的。33.切換到新小區(qū)手機(jī)斷開與舊小區(qū)連接，建立與新小區(qū)連接。44.數(shù)據(jù)傳輸中斷切換過程中，數(shù)據(jù)傳輸會(huì)短暫中斷。硬切換是手機(jī)從一個(gè)小區(qū)切換到另一個(gè)小區(qū)的過程，通常發(fā)生在手機(jī)信號(hào)強(qiáng)度下降或移動(dòng)到另一個(gè)小區(qū)覆蓋范圍內(nèi)時(shí)。硬切換觸發(fā)條件信號(hào)丟失當(dāng)手機(jī)信號(hào)強(qiáng)度低于門限值時(shí)，會(huì)觸發(fā)硬切換。網(wǎng)絡(luò)連接失敗當(dāng)手機(jī)無法連接到網(wǎng)絡(luò)時(shí)，會(huì)觸發(fā)硬切換。網(wǎng)絡(luò)擁堵當(dāng)手機(jī)所在的網(wǎng)絡(luò)過載或擁堵時(shí)，會(huì)觸發(fā)硬切換。電池電量不足當(dāng)手機(jī)電池電量不足時(shí)，會(huì)觸發(fā)硬切換，以延長電池使用時(shí)間。硬切換決策算法信號(hào)強(qiáng)度當(dāng)目標(biāo)小區(qū)的信號(hào)強(qiáng)度高于當(dāng)前小區(qū)的信號(hào)強(qiáng)度時(shí)，則進(jìn)行硬切換。干擾水平當(dāng)目標(biāo)小區(qū)的干擾水平低于當(dāng)前小區(qū)的干擾水平時(shí)，則進(jìn)行硬切換。信道質(zhì)量當(dāng)目標(biāo)小區(qū)的信道質(zhì)量優(yōu)于當(dāng)前小區(qū)的信道質(zhì)量時(shí)，則進(jìn)行硬切換。切換成本算法會(huì)考慮切換帶來的成本，如切換時(shí)間、切換失敗率等，并選擇成本最低的切換方案。SRNS切換流程觸發(fā)條件當(dāng)UE移動(dòng)到另一個(gè)RNC控制的區(qū)域時(shí)，需要進(jìn)行SRNS切換。切換過程UE與源RNC斷開連接，并與目標(biāo)RNC建立新的連接。數(shù)據(jù)傳輸U(kuò)E的數(shù)據(jù)流量在切換過程中需要進(jìn)行重定向，以確保數(shù)據(jù)傳輸?shù)倪B續(xù)性。切換完成切換完成后，UE將繼續(xù)與目標(biāo)RNC進(jìn)行通信。SRNS切換原因信號(hào)強(qiáng)度下降手機(jī)信號(hào)強(qiáng)度不足，無法正常進(jìn)行通信。電池電量不足手機(jī)電池電量過低，無法維持正常通信。網(wǎng)絡(luò)擁塞網(wǎng)絡(luò)負(fù)載過高，影響通信質(zhì)量。切換到更優(yōu)網(wǎng)絡(luò)切換到信號(hào)更強(qiáng)、負(fù)載更低的網(wǎng)絡(luò)，提升通信質(zhì)量。數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)激活流程1用戶請(qǐng)求用戶發(fā)起數(shù)據(jù)連接請(qǐng)求2網(wǎng)絡(luò)確認(rèn)網(wǎng)絡(luò)確認(rèn)用戶身份和數(shù)據(jù)服務(wù)可用性3資源分配分配網(wǎng)絡(luò)資源，例如IP地址和數(shù)據(jù)通道4數(shù)據(jù)傳輸用戶開始使用數(shù)據(jù)服務(wù)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)激活流程是用戶開始使用數(shù)據(jù)服務(wù)的一個(gè)重要過程。當(dāng)用戶發(fā)起數(shù)據(jù)連接請(qǐng)求時(shí)，網(wǎng)絡(luò)會(huì)進(jìn)行身份驗(yàn)證，確認(rèn)服務(wù)可用性，并分配必要的網(wǎng)絡(luò)資源，例如IP地址和數(shù)據(jù)通道。這些步驟完成后，用戶即可開始使用數(shù)據(jù)服務(wù)。數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)去激活流程1用戶請(qǐng)求用戶通過手機(jī)終端發(fā)起數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)去激活請(qǐng)求。2UE發(fā)送去激活消息UE向網(wǎng)絡(luò)發(fā)送去激活消息，通知網(wǎng)絡(luò)停止數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)。3網(wǎng)絡(luò)確認(rèn)網(wǎng)絡(luò)收到去激活消息后，確認(rèn)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)去激活成功。4資源釋放網(wǎng)絡(luò)釋放與數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)相關(guān)的無線資源，例如PDSCH和PUSCH。無線資源控制流程無線資源控制流程WCDMA網(wǎng)絡(luò)中，無線資源控制（RRC）負(fù)責(zé)管理和分配無線資源，包括物理信道、邏輯信道和傳輸功率等。RRC信令通過RRC信令，基站和終端之間進(jìn)行無線資源分配、控制和管理。資源分配RRC負(fù)責(zé)為終端分配物理信道、邏輯信道、傳輸功率等無線資源，確保終端能夠正常通信。資源管理RRC動(dòng)態(tài)監(jiān)控終端的無線資源使用情況，并根據(jù)網(wǎng)絡(luò)狀況和終端需求進(jìn)行調(diào)整，優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)性能。資源控制RRC根據(jù)終端的移動(dòng)性、信道質(zhì)量和網(wǎng)絡(luò)狀況，控制終端的傳輸功率、小區(qū)切換和數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)激活等，確保終端的通信質(zhì)量。尋呼流程尋呼是WCDMA網(wǎng)絡(luò)中的一種重要機(jī)制，用于通知用戶有新消息或呼叫。1尋呼觸發(fā)條件用戶開機(jī)、接入網(wǎng)絡(luò)或處于空閑狀態(tài)時(shí)觸發(fā)。2尋呼過程網(wǎng)絡(luò)向用戶廣播尋呼消息，包含用戶標(biāo)識(shí)信息。3用戶響應(yīng)用戶收到尋呼消息后，根據(jù)指示進(jìn)行相關(guān)操作。尋呼流程可以確保用戶及時(shí)收到重要信息，提升用戶體驗(yàn)。尋呼觸發(fā)條件移動(dòng)臺(tái)發(fā)起移動(dòng)臺(tái)處于空閑狀態(tài)，需要接收數(shù)據(jù)。移動(dòng)臺(tái)處于活動(dòng)狀態(tài)，但需要接收數(shù)據(jù)。網(wǎng)絡(luò)發(fā)起網(wǎng)絡(luò)需要向移動(dòng)臺(tái)發(fā)送數(shù)據(jù)。網(wǎng)絡(luò)需要向移動(dòng)臺(tái)發(fā)送緊急消息。尋呼業(yè)務(wù)類型頁面尋呼頁面尋呼適用于用戶開機(jī)時(shí)無法建立連接的情況，需要用戶盡快接聽。短信尋呼短信尋呼適用于用戶開機(jī)但未建立連接的情況，需要用戶在收到短信后進(jìn)行回復(fù)。數(shù)據(jù)尋呼數(shù)據(jù)尋呼適用于用戶已建立連接但需要接收數(shù)據(jù)的情況，例如下載文件、接收郵件等。尋呼決策算法11.優(yōu)先級(jí)根據(jù)用戶的優(yōu)先級(jí)進(jìn)行排序，例如緊急呼叫優(yōu)先于普通呼叫。22.呼叫類型根據(jù)呼叫類型進(jìn)行排序，例如語音呼叫優(yōu)先于數(shù)據(jù)呼叫。33.信號(hào)強(qiáng)度根據(jù)用戶與基站的信號(hào)強(qiáng)度進(jìn)行排序，信號(hào)強(qiáng)度越強(qiáng)，優(yōu)先級(jí)越高。44.時(shí)間戳根據(jù)呼叫的到達(dá)時(shí)間進(jìn)行排序，時(shí)間越早，優(yōu)先級(jí)越高。電源控制流程測(cè)量接收信號(hào)強(qiáng)度手機(jī)測(cè)量接收信號(hào)強(qiáng)度，并上報(bào)給基站。計(jì)算發(fā)射功率基站根據(jù)手機(jī)上報(bào)的信號(hào)強(qiáng)度，計(jì)算出手機(jī)需要的發(fā)射功率。下發(fā)功率控制指令基站通過下行信令，向手機(jī)發(fā)送功率控制指令，指示手機(jī)調(diào)整發(fā)射功率。手機(jī)調(diào)整發(fā)射功率手機(jī)接收到功率控制指令后，調(diào)整其發(fā)射功率。電源控制方式閉環(huán)功率控制手機(jī)根據(jù)基站下發(fā)的功率控制命令調(diào)整發(fā)射