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控制信道

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控制信道 (control channel)在多信道共用通信系統中，主要用於傳送信令或同步數據，又記作CC。在模擬蜂窩系統中，主要由尋呼及接入信道組成。而在數字蜂窩系統中，主要由廣播信道、公共控制信道和專用控制信道構成。 [1] 
中文名
控制信道
外文名
Control Channel [1] 
簡    寫
CC [1] 
作    用
尋呼和接入，傳遞大量數據 [2] 
分    類
分為廣播、公共及專用3種控制信道 [3] 
設計方案
獨立控制信道設計和聯合控制信道設計 [4] 

目錄

  1. 1 簡介
  2. 2 分類
  3. ▪ 廣播信道
  1. ▪ 公共控制信道
  2. ▪ 專用控制信道
  3. 3 設計方案
  1. ▪ 獨立控制信道設計
  2. ▪ 聯合控制信道設計

控制信道簡介

控制信道（CC）的下行信道用於尋呼（Page），上行信道用於接入（Access）。控制信道還用來傳遞大量的其他數據。在每一個無線小區內，通常只有一個控制信道。所以，一箇中心激勵的基站應配備一套控制信道單元；一個頂點激勵的基站（通常覆蓋三個扇區小區）應配備三套控制信道單元。 [2] 
1、尋呼 [2] 
當移動用户被呼叫時，就在控制信道的下行信道發起呼叫移動台信號，所以將該信道稱為尋呼信道（PC）。 [2] 
2、接入 [2] 
當移動用户主呼時，就在控制信道的上行信道發起主呼信號，所以將該信道稱為接入信道（AC）。 [2] 
在控制信道中，不僅傳遞尋呼和接入信號，還傳遞大量的其他數據，如系統的常用報文、重試（重新試呼）信號等。 [2] 

控制信道分類

控制信道用於傳送信令或同步數據。根據所需完成的功能又把控制信道定義成廣播、公共及專用3種控制信道。 [3] 

控制信道廣播信道

廣播信道(Broadcast Channels，BCH)僅作為下行信道使用，即BTS至移動台（MS）單向傳輸，可分為如下3種： [3] 
(1)頻率校正信道(Frequency Correction Channel，FCCH)。 [3] 
FCCH攜帶用於校正MS頻率的消息，用作下行信道，採取一點對多點(BTS對多個MS)方式傳播。 [3] 
FCCH的目的有兩個：首先確認這是一個BCCH信道，其次保證手機的頻率保持一致。FCCH信道只在下行BCCH載頻的0時隙上傳送。 [3] 
(2)同步信道(Synchronization Channel，SCH)。 [3] 
SCH攜帶MS的幀同步(TDMA幀號)和BTS的識別碼(BSIC)的信息，用作下行信道，採用一點對多點方式傳播。SCH信道只在下行BCCH載頻的0時隙上傳送。 [3] 
(3)廣播控制信道(Broadcast Control Channel，BCCH)。 [3] 
BCCH廣播每個BTS的通用信息(小區特定信息)，並只在下行BCCH載頻的0時隙上傳送。 [3] 
BCCH所載的參數主要有： [3] 
> CCCH公共控制信道號碼，以及CCCH是否與SDCCH獨立專用控制信道相組合。 [3] 
> 為接入准許信息所預約的各CCCH上的區塊(block)號碼。 [3] 
> 向同樣尋呼組的MS傳送尋呼信息之間的TDMA複合幀號碼。 [3] 

控制信道公共控制信道

公共控制信道(Common Control Channels，CCCH)分為以下3種： [3] 
(1)尋呼信道(Paging Channel，PCH)。 [3] 
PCH用於尋呼(搜索)Ms。PCH信道在下行BCCH載頻的0時隙上傳送。 [3] 
(2)隨機接入信道(RandomAccess Channel，RACH)。 [3] 
MS通過此信道申請分配一個獨立專用控制信道(SDCCH)，可作為對尋呼的響應或MS主叫/登記時的接入。RACH信道在上行BCCH載頻的0時隙上傳送。 [3] 
(3)允許接入信道(Access Grant Channel，AGCH)。 [3] 
AGCH用於為MS分配一個獨立專用控制信道(SDCCH)。AGCH信道在下行BCCH載頻的0時隙上傳送。 [3] 

控制信道專用控制信道

專用控制信道(Dedicated Control Channels，DCCH)分為以下4種： [3] 
(1)獨立專用控制信道(Standalone Dedicated Control Channel，SDCCH)。 [3] 
SDCCH用在分配TCH之前呼叫建立過程中傳送系統信令，例如登記和鑑權在此信道上進行，空閒狀態下的短信息和小區廣播也在SDCCH上傳送。在GSM系統中，SDCCH信道默認在BCCH載頻的時隙2上傳送。 [3] 
(2)小區廣播信道(CeU Broadcast Channel，CBCH)。 [3] 
CBCH用於攜載小區廣播短信息業務信息(SMSCB)，它使用與SDCCH同樣的物理信道，屬於下行信道。 [3] 
(3)慢速隨路控制信道(Slow Associated Control Channel，SACCH)。 [3] 
SACCH與一個TCH或一個SDCCH相關，是一個傳送連續信息的連續數據信息，屬於上行和下行信道，採用點對點方式傳播。在上行方向，傳送MS接收到的關於服務及鄰近小區的信號強度的測試報告，這對實現MS參與切換功能是必要的。在下行方向，它用於MS的功率管理和時間調整。 [3] 
信道SACCH支持如下信息： [3] 
> 用時間超前機制來補償往返傳播的速率。 [3] 
> MS發射功率控制。 [3] 
> 無線線路質量控制。 [3] 
> 在相鄰基站上實現往返測量。 [3] 
（4）快速隨路控制信道(Fast Associated Control Channel,FACCH)。 [3] 
FACCH被分配給專用信道，並允許通過不同類型的控制或信令，然而其速率很低，僅380bit/s，引入的時延達半秒的量級，所以不合適於快速變換的場合。當分配給的信道是TCH時，在緊急情況下，中止用户信息的發送，並收回空餘容量，以便通過信令，因此產生了FACCH。 [3] 
FACCH工作於借用模式，在話音傳輸過程中如果突然需要比SACCH所能處理的速度高得多的速度傳送信令信息，則借用20ms的話音（數據）來傳送。這一般在切換時發生。 [3] 

控制信道設計方案

控制信道的設計是載波聚合系統中需要着重考慮的方面之一。在控制信道設計中需要考慮實現的複雜度和與LTE系統的前、後向兼容性等因素，沒計的優劣可能直接影響到載波聚合技術在LTE - Advanced系統中的應用。結合多家公司已經提出的設計模式，控制信道的設計方案包括獨立控制信道設計和聯合控制信道設計。 [4] 

控制信道獨立控制信道設計

圖1 圖1
每個載波上都有獨立的控制信道與該載波上的數據信道相關聯，且該載波上的數據信道對應的控制信道只存該載波上，信道中控制信息採用獨立編碼方式，只能控制對應載波上的數據流的傳輸。如圖1所示。 [4] 

控制信道聯合控制信道設計

聯合控制信道橫跨聚合後的全部頻帶，對所有載波的控制信息進行統一的聯合編碼，聯合編碼後的信息分佈在所有的載波上傳輸，如圖2所示。 [4] 
圖2 圖2
比較以上兩種控制信道設計方案，各有優缺點。獨立控制信道和相應的數據傳輸在同一個載波上，每個控制信道上傳輸該載波上數據業務的控制信息，這種設計方案可以很好地兼容現有的設計方案，能夠重複利用LTE的控制信道格式，對原有系統設計影響較小。它在充分利用現有資源的同時有良好的後向兼容性，並且控制開銷與被控制的載波帶寬成比例，可以節省一些不必要的開銷。聯合控制信道橫跨整個聚合後的載波，其優點是系統信令開銷小，但用户需要監控整個帶寬上的控制信息，需要解析整個系統子帶上的控制信息，確定其分配信息，這給用户帶來了更大的開銷和功率消耗，並且不利於系統的後向兼容。 [4] 
目前業界傾向於選擇獨立控制信道設汁方案，但最終確定需要綜合考慮實現的複雜度、功率消耗、後向兼容性、資源優化等方面。 [4] 
參考資料
  • 1.    本書編寫組．郵電通信名詞解釋．北京：人民郵電出版社，1997.11：49
  • 2.    章堅武．移動通信．西安：西安電子科技大學出版社，2017.2：30-31
  • 3.    李樹廣編著．高等院校教材 數字通信．北京：機械工業出版社，2006.1：253-255
  • 4.    李曉輝，付衞紅，黑水強．LTE移動通信系統．西安：西安電子科技大學出版社，2016.8：196-197