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GPRS/EDGE无线接口内部公开2004-04-27华为机密，未经许可不得扩散第1页,共62页目录第2章GPRS/EDGE无线接口32.1概述32.2GPRS/EDGE无线接口的物理信道及逻辑信道42.2.1GPRS无线接口的信道42.2.2GPRS逻辑信道的种类42.2.3分组数据信道PDCH的复帧结构62.2.4GPRS逻辑信道和物理信道的映射82.3无线块结构112.3.1GPRS的RLC/MAC数据块122.3.2RLC/MAC控制块182.3.3EGPRS的RLC/MAC数据块和RLC/MAC头192.3.4EGPRS特有域解释232.4信道编码292.4.1GPRS的PDTCH信道编码292.4.2EGPRS的PDTCH信道编码312.4.3PACCH、PBCCH、PAGCH、PPCH、PNCH、PTCCH/D的信道编码382.4.4PRACH的信道编码382.5多时隙的配置392.5.1多时隙配置392.5.2MS的多时隙能力分类392.6GPRS功率控制422.6.1概述422.6.2MS的功率控制算法42GPRS/EDGE无线接口内部公开2004-04-27华为机密，未经许可不得扩散第2页,共62页2.6.3BTS的功率控制算法462.7GPRS的定时提前472.7.1初始定时提前预测482.7.2连续定时提前更新492.8GPRS的DRX模式502.9GPRS的系统消息532.9.1PBCCH上分组系统消息的广播532.9.2BCCH上分组系统消息的广播562.9.3在PACCH和PCCCH上广播的系统消息582.9.4各个分组系统消息的主要内容及作用59GPRS/EDGE无线接口内部公开2004-04-27华为机密，未经许可不得扩散第3页,共62页第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。RelayNetworkServiceGTPApplicationIP/X.25SNDCPLLCRLCMACGSMRFSNDCPLLCBSSGPL1bisRLCMACGSMRFBSSGPL1bisRelayL2L1IPL2L1IPGTPIP/X.25UmGbGnGiMSBSSSGSNGGSNNetworkServiceUDP/TCPUDP/TCP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GPRS/EDGE无线接口内部公开2004-04-27华为机密，未经许可不得扩散第4页,共62页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。GPRS/EDGE无线接口内部公开2004-04-27华为机密，未经许可不得扩散第5页,共62页图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。分组逻辑信道分组业务信道PDTCH分组控制信道分组广播控制信道PBCCH(BCCH)分组公共控制信道PCCCH分组专用控制信道PDCCH分组接入允许PAGCH分组随机接入PRACH分组寻呼PPCH下行信道PDTCH/D上行信道PDTCH/U分组定时控制信道/下行PTCCH/D分组通知PNCH分组随路控制信道PACCH分组定时控制信道/上行PTCCH/UGPRS/EDGE无线接口内部公开2004-04-27华为机密，未经许可不得扩散第6页,共62页在小区的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52GPRS/EDGE无线接口内部公开2004-04-27华为机密，未经许可不得扩散第7页,共62页个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GPRS/EDGE无线接口内部公开2004-04-27华为机密，未经许可不得扩散第8页,共62页2.2.4GPRS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+PTCCH2)PCCCH+PDTCH+PACCH+PTCCH3)PDTCH+PACCH+PTCCH4)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。GPRS/EDGE无线接口内部公开2004-04-27华为机密，未经许可不得扩散第9页,共62页在该小区存在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