逻辑信道的组成和作用详解

在CDMA通信系统中，为了保证业务信息可靠有序的传输，通信网络不但要传输业务信息，还需传输必要的控制信息。为了更好地描述各信道对应的功能，CDMA蜂窝系统根据传递信息种类的不同，将物理信道划分为多个不同的逻辑信道。按照大类别划分，将物理信道分为业务信道和控制信道，业务信道主要传送编码后的数字话音或用户数据，而控制信道传送信令或同步数据。由于不同制式的通信系统包括的逻辑信道种类也不同，为了便于初学者理解，下面以经典的IS-95 CDMA系统为例，介绍逻辑信道的功能和组帧结构。

根据传递信息方向的不同，CDMA蜂窝系统分为前向链路和反向链路两大类逻辑信道：在基站至移动台的传输方向（前向链路）上，设置了导频信道、同步信道、寻呼信道和正向业务信道；在移动台到基站的传输方向（反向链路）上，设置了接入信道和反向业务信道。逻辑信道只表明信息的不同种类，它必须映射到物理信道上传送。这些信道的示意图如图7-1所示。

图7-1 CDMA蜂窝系统信道分类

在呼叫过程中，各个逻辑信道分别完成不同的功能。下面通过举例说明各逻辑信道在通信系统上的作用。

举例

在一个偌大的教学楼里（无线空间），有很多楼层（每层对应一个BSC），每层又有很多小教室（小区），每个教室有一名教师（基站BTS），正在对教室内的学生讲课。此时，一名新同学王冰（刚开机的用户）第一次来到教学楼里一层大厅，对大厅内的教室分布一无所知，此时大厅漆黑一片（无线信道空间只能靠频率感知），接着开始他的求学之旅。

1）确定教室（利用导频信道找到小区）。每个教室的教师为了招揽学生，一直在门口用没有加密的语言在吆喝（导频信道），尽管每个教师吆喝的声音不同（频率不同），但这种信息所有的用户都可以听懂（没有经过编码，只要频率对准，即可收到信号），且没有任何信息。此时，新同学认真辨听各教室的声音大小（通过调整接收频率来搜索基站），从中找出一个声音最大的吆喝声李老师（手机距离该基站最近，对应手机屏幕左上角的信号强弱标志），仔细听其内容。

2）确定上课时间等参数（利用同步信道获取信道的参数信息）。新同学认真听李老师所说内容（同步信道），此时的信息没有经过加密，具体内容包括上课时间、上课语种（编码方式）、讲课语速（传输速率）等相关信息。

3）进入教室（利用接入信道进入网络）。新同学根据上述授课信息，调整自身的参数，包括语言、时间、语速等。做好准备后敲门（发出接入请求），刚开始敲门声较小，李老师没有做出回应，接着新同学加大敲门力度（功率控制），直到李老师听到后，发出邀请，新同学入座。至此，新同学进入了网络（每个新开机的手机都要经过这个过程，所以开机时间较长）。(www.xing528.com)

4）下面可能存在两种情况，学生主动提问（手机主叫）和其他人找新同学（手机被叫）。

①学生主动提问（通过接入信道完成手机主叫）。新同学首先举手（发出呼叫请求），老师根据当时的课堂情况（网络是否繁忙）确定是否同意学生提问，若同意则示意学生开始，并规定学生提问的语言，因为一个课堂可能有多位同学同时发言（根据无线信道资源进行信道分配，不同的语种对应不同的扩频码）。

a）若主叫同学的呼叫对象在本教室（在同一个BTS内部），则李老师在获得楼层主管（BSC）同意后直接进行转述。

b）若呼叫对象在本楼层的其他本教室（在同一个BSC下面的不同BTS），则在获得楼层主管（BSC）同意后由李老师转达给其他教室的王老师，然后通知被叫同学。

c）若呼叫对象在本大楼的第三层（在同一个MSC下面的不同BSC），则需要经过学校主管（MSC）同意后由李老师、一层主管（BSC₁）、三层主管（BSC₃）转达给其他教室的张老师，然后通知被叫同学。

d）若呼叫对象不在本大楼（在不同MSC），则需要经过学校主管（MSC）转述。具体过程和上面类似。

②学生被动提问（通过寻呼信道完成手机被叫）。若有其他同学要找新同学王冰，它通过姓名可以确定王冰所在的学校和楼层，但不知道具体教室，则在这个楼层进行广播（通过寻呼信道广播），等王冰做出回复后，即完成通话前的准备。

5）两学生之间通话（通过业务信道进行通话）。当建立连接后，即可进行通话。