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1、GPRS/EDGE 无线接口内部公开 2019-01-26华为机密，未经许可不得扩散第 1 页, 共 67 页 目录目录 第第2章章 GPRS/EDGE无线接口无线接口3 2.1概述概述3 2.2GPRS/EDGE无线接口的物理信道及逻辑信道无线接口的物理信道及逻辑信道4 2.2.1GPRS无线接口的信道4 2.2.2GPRS逻辑信道的种类4 2.2.3分组数据信道PDCH的复帧结构6 2.2.4GPRS逻辑信道和物理信道的映射8 2.3无线块结构无线块结构11 2.3.1GPRS的RLC/MAC 数据块12 2.3.2RLC/MAC控制块18 2.3.3EGPRS的RLC/MAC 数据块和R
2、LC/MAC头19 2.3.4EGPRS 特有域解释23 2.4信道编码信道编码29 2.4.1GPRS的PDTCH信道编码29 2.4.2EGPRS的PDTCH信道编码31 2.4.3PACCH、PBCCH、 PAGCH、 PPCH、PNCH、PTCCH/D的信道编码38 2.4.4PRACH的信道编码38 2.5多时隙的配置多时隙的配置39 2.5.1多时隙配置39 2.5.2MS的多时隙能力分类39 2.6GPRS功率控制功率控制42 2.6.1概述42 2.6.2MS的功率控制算法42 GPRS/EDGE 无线接口内部公开 2019-01-26华为机密，未经许可不得扩散第 2 页, 共
3、 67 页 2.6.3BTS的功率控制算法46 2.7GPRS的定时提前的定时提前47 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的的DRX模式模式51 2.9GPRS的系统消息的系统消息54 2.9.1PBCCH上分组系统消息的广播54 2.9.2BCCH上分组系统消息的广播56 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59 GPRS/EDGE 无线接口内部公开 2019-01-26华为机密，未经许可不得扩散第 3 页, 共 67 页 第第 2 章章 GPRS/EDGE 无线接口无线接口 2.1概述
4、 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（GSM RF）, RLC/MAC层( Radio Link Control/Medium Access Control )、LLC层(Logical Link Control) 和SNDCP层（Subnetwork Dependent Convergence Protocol）等进行。其中，GSM物理射频和链路层（GSM RF）控制着MS与 BSS之间的物理链路。 Rel
5、ay Network Service GTP Application IP / X.25 SNDCP LLC RLC MAC GSM RF SNDCP LLC BSSGP L1bis RLC MAC GSM RF BSSGP L1bis Relay L2 L1 IP L2 L1 IP GTP IP / X.25 UmGbGnGi MSBSSSGSNGGSN Network Service UDP / TCP UDP / TCP 图 1 Um 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
6、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（blind detection）。 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 GPRS/EDGE 无线接口内部公开 2019-01-26华为机密，未经许可不得扩散第 4 页, 共 67 页 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、 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.
8、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 2019-01-26华为机密，未经许可不得扩散第 5 页, 共 67 页 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 PTC
9、CH/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/U 图 2 GPRS 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 20.2 kbit/s的 数据传输速率，而一个EGPRS 的PDTCH最大可以承载 59.2 kbit/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
10、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。 GPRS/EDGE 无线接口内部公开 2019-01-26华为机密，未经许可不得扩散第 6 页, 共 67 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（PCCC
11、H） 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PDTC
12、H。 4）分组通知信道（PNCH）：下行信道，用于通知MS PTM-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
13、） 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 GPRS/EDGE 无线接口内部公开 2019-01-26华为机密，未经
14、许可不得扩散第 7 页, 共 67 页 个TDMA帧组成52复帧。52复帧包含12个无线块（B0B11）、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（Radio block）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
15、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。 52 TDMA 帧 X =空闲帧 T = 用于 PTCCH 的帧 B0 - B11 = 无线块 图 3 PDCH 复帧结构 GPRS/EDGE 无线接口内部公开 2019-01-26华为机密，未经许可不得扩散第 8 页, 共 67 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+P
16、DTCH+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
