JATE認證中PRACH/AICH的Timing測試介紹

摩爾實(shí)驗室（MORLAB）之前曾經(jīng)撰文為大家介紹了JATE認證的基本要求（可參見(jiàn)http://www.morlab.cn/article/2009/0323/article_1465.html）。本期我們將進(jìn)一步以WCDMA終端產(chǎn)品為例，介紹其在JATE認證中的“隨機接入控制PRACH/AICH的時(shí)間關(guān)系”的測試要求。

在具體談到這項測試前，我們要先來(lái)了解一下WCDMA終端在網(wǎng)絡(luò )注冊的過(guò)程。類(lèi)似于GSM的隨機接入，WCDMA移動(dòng)臺也是搶占公共隨機接入信道發(fā)起隨機接入請求消息。WCDMA移動(dòng)臺在完成小區搜索后，會(huì )駐扎在一個(gè)目標小區內，發(fā)起呼叫請求，建立RRC連接。RRC的連接不僅僅滿(mǎn)足通信的需要，在位置更新、路由區登記等過(guò)程中都需要RRC的連接。 終端臺通過(guò)PRACH（物理隨機訪(fǎng)問(wèn)信道）在發(fā)送信息時(shí)分二部分，稱(chēng)Preamble前導部分和Message消息部分。在發(fā)起RRC連接時(shí)，移動(dòng)臺將在上行鏈路上啟動(dòng)開(kāi)環(huán)功控，開(kāi)環(huán)功控就是利用Preamble來(lái)完成的。PRACH發(fā)送隨機接入前導，這其實(shí)是一個(gè)敲門(mén)的動(dòng)作，同時(shí)也在進(jìn)行開(kāi)環(huán)功控。Preamble是由物理層產(chǎn)生的序列，移動(dòng)臺將試探性地以初始功率Po發(fā)送該序列，直至下行鏈路上有應答，才停止發(fā)送Preamble，轉為發(fā)送消息部分。手機會(huì )發(fā)送不止一個(gè)Preamble信息流，一開(kāi)始做試探，功率小一點(diǎn)，看基站能不能“聽(tīng)到”。如果“聽(tīng)不到”，下一個(gè)Preamble的功率就增加一個(gè)步長(cháng)，直到功率足夠強，基站“聽(tīng)到”為止?；?ldquo;聽(tīng)到”后，其通過(guò)AICH（采集指示信道）告訴手機可以繼續發(fā)送具體的接入請求信息了。由于Preamble是物理層的消息序列，所以在下行方向上得到的應答信道也應該是純物理信道，稱(chēng)為AICH（DL方向）獲得指示信道。所以Preamble和AICH是一對，目的就是允許用戶(hù)接入。

在PRACH中，Preamble使用的是規范規定的16位比特的簽名序列，重復256次形成4096chips長(cháng)度的碼序列。不擴頻，采用25位移位寄存器的全1碼加擾。由于1個(gè)TS的長(cháng)度只有2560chips，4096chips無(wú)法在1個(gè)TS周期內發(fā)完，所以針對隨機接入過(guò)程定義了接入時(shí)隙為20ms，接入幀為2倍的無(wú)線(xiàn)幀。4096chips在1個(gè)接入時(shí)隙（5120chips）中不滿(mǎn)，有空閑期?？臻e期的存在可以保證傳播時(shí)延。Preamble在發(fā)送時(shí)有個(gè)初始功率值，該值與開(kāi)環(huán)功控算法有關(guān)，根據實(shí)際測量到的公共導頻信道上的信號強度和它得到參數之間完成一個(gè)運算來(lái)預計初始功率值，系統對發(fā)出的Preamble可能沒(méi)有響應，移動(dòng)臺會(huì )以一定的時(shí)間間隔再次發(fā)送Preamble。直到在A(yíng)ICH上監控到相關(guān)指示才會(huì )發(fā)送消息部分。

PRACH和AICH之間的時(shí)序關(guān)系對WCDMA終端接入至關(guān)重要，不正確的時(shí)序關(guān)系可能導致錯過(guò)建立連接的時(shí)機或者對基站不能及時(shí)的響應；因此在3GPP標準中對WCDMA終端PRACH/AICH之間的時(shí)間序列關(guān)系做出了嚴格的規定，具體如下圖所示：

圖一： PRACH 和AICH 的時(shí)間關(guān)系

AICH_Transmission_Timing是由高層通過(guò)信令方式給出的.

1.當基站 AICH_Transmission_Timing 參數設為 0時(shí),
相鄰Preamble脈沖的時(shí)間Tp-p,min = 4 ms（15360 chips）
Preamble脈沖和相鄰AICH脈沖的時(shí)間Tp-a = 2 ms (7680 chips)
Preamble脈沖和相鄰有用信息開(kāi)始傳輸的時(shí)間Tp-m = 4 ms（15360 chips）

2.當基站 AICH_Transmission_Timing 參數設為 1時(shí),
相鄰Preamble脈沖的時(shí)間Tp-p,min = 5.3 ms（20480 chips）
Preamble脈沖和相鄰AICH脈沖的時(shí)間Tp-a = 3.3 ms (12800 chips)
Preamble脈沖和相鄰有用信息開(kāi)始傳輸的時(shí)間Tp-m = 5.3 ms（20480 chips）

以上我們介紹了3GPP中對PRACH/AICH時(shí)間關(guān)系的規定，這其實(shí)也就回答了日本TELECOM認證（俗稱(chēng)JATE認證）中隨機接入控制的Timing測試的要求。

日本TELECOM認證參考標準（Ordinance Concerning Terminal Facilities etc.）中關(guān)于Timing測試的要求有：

(1) Send out the location registration signal from the equipment being tested.

(2) Measure the submission and reception timings of AICH and PRACH using the mobile telephone equipment simulator.

經(jīng)過(guò)我們上面的討論，相信大家已經(jīng)比較清楚，其實(shí)TELECOM認證（俗稱(chēng)JATE認證）中的Timing測試也就是要求測量出基站不同設置時(shí)的Tp-a值。

以下案例是我們的一個(gè)實(shí)際測試結果：

分析以上信令，可以看出，第一條信令是手機反向Preamble探測，第二條為基站前向AICH指示，這兩個(gè)信令的時(shí)間差即為T(mén)p-a =2 ms (7680 chips)。