GSM基本原理概述.ppt

gsm基本原理概述,京信通信华东分公司,1g即第一代为模拟移动电话。 如tacs，1话音/对载频（25khz）。 2g即第二代为数字移动电话。 如gsm，8话音/对载频（200khz）； 如cdma，20话音/对载频（1.25mhz）。,gsm系统的演进,2.5g即第2.5代为数字电话+低速数据。 如gprs数据，36kb/s； 如cdma2000-1x，153. 6kb/s。 3g即第3代数字移动电话+高速数据。 如公认的3种3g制式： a、wcdma 124话音/对载频（5mhz） b、cdma2000 70话音/对载频（1.25mhz） c、td-scdma 48话音/单载频（1.6mhz）,gsm系统的演进,系统组成,移动台（ms） 无线基站子系统 （bss） 交换网络子系统 （nss）,系统组成原理图,ms,bts,bts,msc/vlr,sc,hlr/auc,eir,omc,um接口,bsc,bss,a接口,abis接口,isdn,plmn,pstn,移动台/移动用户（ms）,移动设备 sim卡,sim卡,sim卡简介,结构： cpu 程序存储器（rom） 工作存储器（ram） 数据存储器（eprom） 串行通信单元,基站子系统（bss）,组成：基站控制器bsc、基站收发信台bts bsc：对一个或多个bts进行控制，负责无线网络资源的管理、小区配置数据、功率控制、定位和切换 bts：收发信台，负责无线传输、无线分集、信道加密及跳频等,基站子系统的传输,bts,收发信机： 常被称作基站/微基站 或微蜂窝设备 室外基站又常称做宏蜂窝 室内基站又常称做微蜂窝,蜂窝设备,宏蜂窝： 主要用于覆盖室外的基站设备 覆盖面积大，约1km25km 输出功率大 提供的载频多 建网成本高,基站天馈部分,蜂窝设备,微蜂窝： 作为宏蜂窝的补充和延伸覆盖盲区 覆盖面积较小，约30m300m 输出功率小（1w) 提供的载频不多(12个) 安装灵活 主要用于提高覆盖和提高系统容量 宏蜂窝、微蜂窝可以组合使用，构成伞状小区，用以解决高速移动和慢速移动用户较多的区域，实现话务量分流及可靠切换,蜂窝设备,微微蜂窝： 覆盖面积小，仅适用于小范围通信区域 输出功率小（0.25w) 提供的载频仅为1个 安装灵活 典型产品:nokia insite,网络交换子系统（nss）,nss主要完成交换功能和客户数据与移动性管理、安全性管理所需的数据库功能 功能实体： msc/vlr hlr/auc eir,msc-移动交换中心,功能： 完成最基本的交换功能 与其它通信网的接口 支持位置登记、越区切换、自动漫游等 应能完成gmsc的功能（关口局功能） gmsc：在较大容量通信网中，固网用户与移动用户通信时，呼叫首先接续至关口局，再由其获取位置信息然后进行接续,comba telecom systems,京 信 通 信,vlr-拜访位置寄存器,23,功能： 存储覆盖区内的所有用户的全部信息 动态数据库，需随时与hlr交换数据 用户离开时，所有信息被删除 物理上与msc为一体，避免二者频繁交换，延长接续时间,hlr-归属位置寄存器,功能： 系统的中央数据库，存放用户的所有信息-漫游用户的权限、基本业务、补充业务、位置信息 一个hlr可以覆盖几个交换区或整个移动网 为msc呼叫提供所需的路由信息等相关数据,auc-鉴权中心,功能： 存储用户的加密信息，保护用户合法地位 auc受严格保护 物理实体上与hlr一体 产生鉴权与加密的客户三参数：rand（随机码）、响应数（sres）、密钥（kc）,eir-移动设备识别寄存器,功能： 存储与移动台imei有关的信息 对imsi进行复核，防止未经许可的移动台使用移动网 imsi：国际移动设备识别码,操作维护子系统-oss,功能： oss是操作人员与系统设备间的中介 实现对系统的集中操作与维护：移动用户管理、移动设备管理、网络操作维护 oss：omc-r（操作维护中心-无线部分）：对bss的操作与管理 omc-s（操作维护中心-系统部分）：对msc、vlr、hlr等的维护,系统结构接口,d,a,a,b,b,c,c,d,e,f,f,g,vlr,vlr,hlr,eir,bss,bss,msc,msc,接口说明,b接口： vlr和msc之间的接口 设备内部接口(msc、vlr物理上为一整体） msc向vlr询问有关ms当前位置及通知vlr有关ms位置更新的信息,接口说明,c接口： msc与hlr之间的接口 七号信令网接口 完成被叫移动用户信息的传递 获取被叫用户被分配的漫游号码,接口说明,d接口： hlr和vlr之间的接口 七号信令网接口 交换位置信息和用户信息 例：当某一移动台漫游到某vlr区后，vlr将通知ms的hlr，hlr向vlr发送有关该用户的业务消息，以便vlr给漫游客户提供合适的服务。同时hlr通知ms的原hlr删除该用户的相关消息 当ms要求修改补充业务的操作时，也通过d接口进行,接口说明,e接口： msc与msc之间的接口 七号信令网接口 用于二个msc间的局间切换 二个msc间建立用户呼叫接续时传递通过d接口进行,接口说明,f接口： msc与eir之间的接口 七号信令网接口 用于msc检验移动台的imei时使用,接口说明,g接口： vlr之间的接口 ms位置更新时使用 当ms以tmsi启动位置更新时，vlr使用g接口向前一个vlr获取ms的imsi和相应的信息,信令及信令网,信令： 协调不同实体工作的一系列控制信号 信令是移动业务工作必不可少的 gsm引入s7信令系统 信令网结构： 三级结构 最高级-高级信令转接点（hstp） 第二级-低级信令转接点（lstp） 第三级信令点（sp）,信令网结构,hstp：设置在大区一级移动业务汇接中心 lstp：设置在各省二级移动业务汇接中心 sp： 设置在各地三级交换中心，三级数字移动网也 称移动业务本地网 移动业务本地网：由若干个msc/vlr、hlr/auc、 eir等组成，各个msc在信令结构上地位是相 同的，但在话音结构上是不一样的，话音结构 相对复杂些，在各本地网有汇接中心（局）,gsm频段分配,上/下行的概念,上行链路： 移动台至基站的链路 移动台发,基站接收 下行链路： 基站至移动台的链路 基站发,移动台收,工作频段的分配,mhz,工作频段的分配（对照）,cdma 上行,cdma 下行,825 835,联通cdma,870 880,联通cdma,gsm 上行,890 909 915,移动gsm,联通gsm,gsm 下行,移动gsm,联通gsm,935 954 960,我国移动通信工作频段,原部队amps,原部队amps,845,egsm,egsm,西北五省amps,西北五省amps,etacs,etacs,tacs,tacs,880,890,905,925,935,950,工作频段的分配-dcs1800,dcs 上行,1710 1785,dcs 下行,1805 1880,dcs-1800工作频段,频道间隔,功能： 相邻二频道间隔为200khz 每个频道采用tdma方式，每个频道分成8个时隙（slot），即8个信道 每个信道占用带宽25khz 上下行间隔45mhz,频道配置,频道序号：76124，49个频点 7694为中国移动所有，95124为中国联通所有 95频点为保护（隔离）频点 频点与频率的对应关系： fu(n)=890.2mhz+(n-1)*0.2mhz fd(n)= fu(n)+45mhz fdcs(n)=1805+0.2（n-511）,干扰保护比-c/i,干扰保护比：信号强度与干扰信号的比值 一定的干扰保护比才能保证正常通话 gsm规范参数： 同频干扰保护比：c/i9db 邻频干扰保护比：c/i-9db 载波偏离400khz干扰保护比：c/i-41db,时分多址技术,三种多址通信方式,1、 fdma 频分多址 2、 tdma 时分多址 3、 cdma 码分多址,信道(information channels) ；是信号的传输媒质， 可分为有线信道和无线信道两类。 无线信道有地波传播、短波电离层反射、超短波或微波视距中继、人造卫星中继以及各种散射信道等。 无线信道也就是常说的无线的“频段（channel）”，其是以无线信号作为传输媒体的数据信号传送通道。,信道的概念,话务量的概念,话务量是电话负荷大小的一种度量，通常是指电话用户在某段时间内所进行的通话交换量，又称话务负荷 。 可表示为：y=mct 话务量单位为爱尔兰erlang，简称为erl y为话务量，m为用户数，ct 为每用户话务量 c：在某段时间内，每用户占用信道的平均次数,话务量的概念,t：在某段时间内，每用户占用信道的平均时长。 :忙时集中率 例：某用户每次通话时长为1分钟，一天打6次电话， 为1/10，则产生的话务量为： 6*（1/10 ）* （1分钟）/60=0.01erl 话务量的预测既是理论界的难点，也是日常工作中的难点。,时分多址概念,时分多址：每一频点分成8个时隙，每个时隙为 一个信道，因此一个频点可以供给8个移动用户使用。,tmda信道概念,信道：物理信道、逻辑信道 物理信道就是一个时隙 逻辑信道根据bts与ms之间传递信息种类不同而定义为不同的信道 逻辑信道分成业务信道和控制信道 业务信道（tch）：传送话音或客户数据，点对点方式传送,控制信道-cch,广播信道(bch):仅用于下行链路 频率校正信道（fcch）：用于校正ms频率，使ms可以定位并解调出同一小区的其它信息 同步信道（sch）：携带tdma帧号及bsic 广播控制信道（bcch）：ms空闲时需大量的网络信息，均由bcch发送。所在这些信息均称为系统消息，bcch发送的系统消息有8类,控制信道-cch,公共控制信道(ccch):不仅供一个ms使用 rach：上行信道，当ms想与bs建立连接时，通过此信道发送接入请求（三位请求原因，五位随机数） agch：下行信道，为ms指派一sdcch pch：下行信道，用于寻呼ms，寻呼标识为ms的tmsi（imsi）,控制信道-cch,专用控制信道(dcch):仅供一个ms使用 sdcch：传送建立连接时的信令、位置更新消息、短消息（cbch）、鉴权加密及附加业务 sacch：伴随tch、sdcch的信道，上行传送ta、pwrc及无线测量报告，下行传送系统消息5、6等及第一层报头消息 facch：和tch有关，用于传送信令,tdma帧,tdma帧:每一个载频定义为一个tdma帧 每帧包括8个时隙（ts0ts7） 每个帧有一个帧号，帧号以2715648个帧为周期循环编号 复帧：51复帧用于bcch、sdcch、ccch等控制信道；26复帧用于tch、sacch、facch等业务信道 超帧：26个51复帧或51个26复帧组成一个超帧 超高帧：2048个超帧组成一个超高帧,2047,1时隙=156.25比特时长,1 51复帧=51 tdma帧,1 26复帧=26 tdma帧,1 超帧=51个26复帧=1326 tdma帧,1 超帧=26个51复帧=1326 tdma帧,1 超高帧=2048超帧=2715648 tdma帧,周期为120ms,周期为235ms,1tdma周期为4.615ms,突发脉冲序列格式,突发脉冲序列因消息不同而格式不同，共同部分： 尾比特：总是0，用以判断起始和终止位 消息比特：描述业务或信令消息（空闲、频率校正信道除外） 训练序列：收发双方已知的序列，用以确认脉冲中其它比特的位置 保护间隔：在实际系统中，各个时隙会有所滑动（即信号重叠），为避免互相干扰，相邻时隙之间采用保护间隔,突发脉冲序列,突发脉冲序列指一个时隙上的消息格式，发送的消息不同，格式就不同，突发脉冲序列也就不同： 普通脉冲突发序列 频率校正脉冲突发序列 同步脉冲突发序列 接入脉冲突发序列 空闲脉冲突发序列,普通脉冲突发序列,数据,训练序列,尾比特,保护间隔,57bit,3bit,8.25bit,156.25bit,57bit,26bit,1,1,3bit,数据,尾比特,偷帧,偷帧,注意：8种训练序列和bcc应该分别对应,频率校正突发脉冲序列,尾比特,数据,尾比特,保护间隔,3bit,146bit,3bit,8.25bit,156.25bit,同步突发脉冲序列,尾比特,同步,尾比特,保护间隔,3bit,39bit,3bit,8.25bit,156.25bit,39bit,64bit,加密,加密,bsic,bsic:由ncc、bcc组成 ncc、bcc取值：07 bsic在sch信道上传送 作用：用以识别不同的基站 bcc与tsc关系：每个小区的公共信令信道所采用的tsc序列号由该小区的bcc决定，因此bsic的另一作用是通知移动台本小区公共信令信道所采用的训练序列号,ncc对基站的判别,bcc=1,ncc=1,ncc=2,bcc=1,接入突发脉冲序列,尾比特,同步,尾比特,保护间隔,8bit,39bit,68.25bit,156.25bit,64bit,加密,3bit,信道的映射,控制信道（51复帧）： c0的ts0映射bch和ccch 下行：51复帧的ts0全部取出组成新的51复帧，用于携带 sch和ccch 上行：上行只含有rach，c0的ts0只映射rach c0的ts1映射专用控制信道 专用信道上下行是相同的，因此上下行c0的ts1具有相同结构 当小区只一个载频时，c0的ts0既作控制信道又作专用信道,信道的映射,业务信道（26复帧）： 26复帧用于携带tch、sacch 携带bcch载频的ts0、ts1之外可安排业务信道 业务信道上下行结构一样,业务信道映射图解,移动环境电磁传播,陆地移动通信环境的特点,受各种因素的影响，移动通信的环境是相当恶劣的 地形影响，ms处于复杂的地形及人为环境中 ms的移动性使得ms与bs之间的传播路径不断变化，且移动方向和速度都会导致电平的变化 人为噪声严重：点火噪声、电力线噪声、工业噪声 干扰严重：同频干扰、邻频干扰、互调干扰、远近效应,陆地移动通信环境的特点,波导效应： 主要发生在两旁有高大建筑的街道 沿传播方向的街道信号增强，垂直于传播方向的街道上信号减弱，二者相差可达10db左右 波导效应在离基站10公里左右有所减弱 波导效应对电磁传播有较大影响,信号在无线路径上的衰落,无线路径损耗相关因素： 载频频率 传播速度 传播地形：地平面的吸收、反射；曲率地面的绕射；地面上建筑物产生的传输损耗,信号在无线路径上的衰落,自由空间：相对介电参数和相对导磁率为1的均匀介质的空间 自由空间是一个理想空间 损耗由能量扩散而引起 损耗公式：pr=pt*（/4 d）2g1g2 由l=32.4+20lgd(km)+20lgf(mhz) d:接收机和发射机之间的距离 g1 g2：接收机和发射机天线的增益,信号在无线路径上的衰落,传播模型：自由空间的损耗公式是一个理想公式，实际传播描述必须考虑各种环境因素 传播模型分为统计模型、决定模型 统计模型：利用测试数据进行统计分析得到的模型 统计模型对数据的要求较低，可以利用数据加以修正 决定模型：根据路径上的地形等几何信息，利用波的绕射等分析而得 决定模型对数据的要求较高，不能利用数据加以修正,常用传播模型,传播模型：二种模型的分水岭：1km 传播模型分为统计模型、决定模型 统计模型：1km35km预测较准确，常用模型有cost-231模型、okumura-hata模型 决定模型：1km内预测较准确，常用模型有cost-231-walfish-ikegami模型,okumura模型,okumura-hata模型适用条件： gsm900系统 基站高度30200m：移动台天线高度110m 通信距离：120km 地形为城区、郊区、开阔地、丘陵、山地、水域,cost-231-walfish-ikegami模型,公式适用条件： gsm900/1800 移动台天线高度110m 通信距离：20m5km lp=42.6+26logd+logf(视距条件） 在非视距条件下要考虑多重屏障、屋顶街道的绕射及散射损耗 此模型也作为微蜂窝传播损耗模型,长期衰落,产生原因：ms和bs之间的高大建筑和树林等会阻挡电磁传播，产生阴影，致使信号强度下降；大气折射造成同一地点场强的慢衰落 场强随地形等发生缓慢变化 衰落服从对数正态分态 长期衰落也称慢衰落、阴影衰落,短期衰落,短期衰落：无线信号在经过短期或短距离传播后幅度快速衰落 产生原因：多径效应导致到达接收机的信号有时延及相位差，矢量叠加后会形成一个严重的衰落谷底，甚至接近零,多径效应,多径信号： 远地散射体产生的回波，这种回波的时延较长且较稳定 移动台附近半径为50400波长的建筑物和树林等反射和散射的回波，这类回波数量大、时延短，是构成多径信号的主要部分,多径效应,瑞利分布,多径效应产生的信号幅度变化符合瑞利分布，因此短衰落也叫瑞利衰落 瑞利衰落信号强度随时间变化而急剧变化,分集接收,分集技术：在若干支路上接收相互间相关性很小的载有同一消息的信号，然后通过合并技术将各个支路的信号合并输出 空间分集 时间分集 频率分集 极化分集,时间分集,时间分集：通过一定的时延来发送同一消息，或在系统所能承受的时延范围内在不同的时间内各发送消息的一部分。 时间分集通过交织技术来完成 交织技术：把n个分组中的第1个比特取出来组成新的n1分组，第2个比特取出来组成新的n2分组,然后发送新的分组 某个新的分组丢失，对于原信息串来说丢失的是某个数据位，利用信道编码纠错，可以恢复原来的消息,极化分集,把二付接收天线极化角度互成一定的角度，可以获得较好的效果 这种分集天线可以集成于一付天线内实现，对于个扇区只需一付tx天线和一付rx天线 采用双工器，则只需一付收发合一的天线，但对天线要求较高,频率分集,频率分集：同一个信息使用几个频率发送，从而可提高无线信号抗衰落的能力 频率分集主要采用跳频技术来实现 频率差别越大，衰落特性就越独立，效果就越好 跳频可以起到干扰源分集的作用，提高通话质量 跳频对于大量用户的系统特别重要,跳频技术,跳频分类：慢跳频、快跳频 gsm采用慢跳频：基带跳频、射频跳频 频率分集主要采用跳频技术来实现 频率差别越大，衰落特性就越独立，效果就越好 跳频可以起到干扰源分集的作用，提高通话质量 跳频对于大量用户的系统特别重要,基带跳频原理图,基带跳频方框图,基带信号,基带跳频,时隙交换,耦合器,天线,tx1,tx2,tx13,f1,f2,f3,基带跳频,技术特点： 腔体合成器最多可配置8个发信机,且衰耗较小 腔体合成器的发信机仅能使用固定的频率发射 有一个固定发射bcch的发射机,但若出现故障,则会引起整个小区的瘫痪,射频跳频,采用混合合成器,每个发射机能发射所有参与跳频的频点 小区分配表ca：定义该小区用到的所有频点 移动 分配表ma：定义参与跳频的所有频点 移动分配索引mai：用来确定集合ma中一个确切的元素 移动分配索引偏移量maio：mai的一个初始偏移量 跳频序列号hsn：确定了跳频过程中所有频率运行的轨迹 跳频指示h：网络是否应用跳频,跳频指示,指示参数：h 格式： 0：不跳频 1：跳频 传送：在指配命令中由基站发送给移动台,移动分配索引-maio,mai的一个初始偏移量，也称跳频起点 格式：表示范围063 传送：在指配命令中由基站发送给移动台 采用同一组ma的不同小区，maio的取值可以一致，但hsn不能相同 采用不同的maio，可以让同一站址的不同扇区使用相同的频率组（ma）而不发生频率冲突,跳频序列号hsn,定义 hsn确定了跳频过程中频点运行的轨迹，相邻的采用相同ma的小区，取不同的跳频序列号可以保证在跳频过程中频率的利用不发生冲突。 格式 此参数以十进制数表示，范围为063，其中： 0：为循环跳频 163：为伪随机跳频。,跳频序列号hsn,传送 跳频序列号hsn包含于信息单元“信道描述”之中，在“立即指配命令”、“指配命令”等消息中由基站发送给移动台。 设置及影响 在采用跳频的小区中可任选跳频序列号，但必须注意采用相同频率组的小区必须采用不同的跳频序列号。,各设备商射频跳频举例,阿尔卡特：其设备可使用64个频点跳频，建议综合跳频和同心园技术结合。该技术无法克服同心园技术的优点，有可能引起网络质量的进一步下降，同时增加切换量。 爱立信：其设备只支持16个频点跳频，在射频跳频中受到很大影响 诺基亚：建议采用射频跳频与智能双层网结合使用,跳频频点数对跳频的影响,2载频跳频,跳频频点数对跳频的影响,3载频,射频频点个数对跳频的影响,以上数据是对爱立信rbs2000和rbs200的6个基站(每个基站2载频)进行14天统计而得的数据 结论：当只有二个频点时跳频效果不明显，应观察后再决定是否跳频 结论：当有3个或3个以上的频点时，一定要采用跳频,ms和bs的时间调整,时间延长,时间延长,ms和bs的时间调整,用户1,用户2,干扰！,ms和bs的时间调整,ta：基站必须监视ms呼叫到达的时间，并根据ms离开bs的距离的变化，通知ms应提前发送的时间 时间提前范围：0233us 相当于063个比特 时间提前量影响到无线小区的覆盖半径，覆盖半径最大可以达到35公里,ms和bs的时间调整,编码方式,数字信息传输图,干扰,信源编码,gsm是一种数字系统，首先要把模拟话音信号转换成数字信号 pcm编码：a律波形编码，分三步进行 采样：shannon定理 量化：每个样值用8个比特的值表示其幅值 编码：每个量化值用8个比特的二进制代码表示，组成一串具有离散特性的数字信号流,信道编码,按一定规则在信源信号中加进非信息数字序列，用于改善传输质量，克服各种干扰。 数字信号传输时一定有差错：随机差错、突发差错 在信号序列中加入非信息数字序列（冗余比特），减少差错与丢失 增加了传输量（降低信息量为代价）,信道编码,常见信道编码方式： 卷积码（主要用于校正） 纠错循环码（主要用于检测） 奇偶码（常用的最简单的检测误码的方法）,数字信号的调制,对信道编码后的信息进行处理，使其变为适合传输的形式 线性调制技术 二进制相移键控（bpsk） 差分相移键控（dpsk） 四相相移键控（qpsk）,数字信号的调制,恒包络调制 二进制频移键控（bfsk） 最小频移键控（msk） 高期最小频移键控（gmsk）,数字信号的调制,线性和恒包络组合调制 多进制频移键控（mpsk） 多进制正交幅度键控（qak） 多进制频移键控（gmsk）,编号方式,移动用户号码-msisdn,msisdn号码是主叫用户为呼叫数字公用陆地移动通信网中用户所需拨的号码。号码结构为： cc ndc sn,cc：国家码，我国为86 ndc：网络接入号，中国移动为135139；中国联通为130133 sn：用户号码，8位，其中前四位为本地网hlr号，后四位为用户号,国内移动号码,国际移动号码,国际移动客户识别码-imsi,在gsm系统中，每个用户都分配有一个唯一的imsi，用于身份识别。号码结构为： mcc mnc msin,nmsi,imsi,mcc：移动国家码，唯一识别移动用户所属国家，中国为460 mnc：移动网号，中国移动为00，中国联通为01 msin：移动用户识别码，唯一识别某一移动用户 nmsi：国家移动用户识别码,临时移动用户识别码-tmsi,考虑到安全性，imsi在空中接口传输一次，鉴权成功后由vlr自行分配一个4字节的编码，tmsi与imsi相互对应，且仅在vlr管辖区范围内代替imsi临时使用 tmsi是通话时临时使用的，每次通话所指派的tmsi是不一样的（即使在同一地点）,移动用户漫游号码-msrn,当移动用户成为进入一个新的业务区成为漫游用户时，hlr请求ms所在业务区给被叫用户提供一个漫游号码（msrn），并将此号码送至hlr，hlr收到后通知gmsc，gmsc根据此号码选择路由，将呼叫接至被叫用户所在msc/vlr交换局。路由一旦建立，此号码被释放。,位置区识别码-lai,位置区：移动台可任意移动而不需要进行位置更新的区域，由一个或若干个小区组成 lai用于检测位置更新和信道切换的请求,mcc,mnc,lac,lac：位置区号码，用于识别gsm网络中的一个位置区，由运营商自定,全球小区识别码-cgi,全球唯一的小区标识,lac,ci,ci：小区识别号,基站识别色码-bsic,用于识别相邻基站的号码,ncc,bcc,ncc：plmn色码，主要用于区分不同的运营者 bcc：基站色码，用于识别相同载频的不同bts,国际移动设备识别码-imei,唯一识别移动台，15位十进制编码,fac,tac,snr,sp,tac：型号批准码，由欧洲认证中心分配 fac：工厂装配码，表示生产厂家及地址 snr：由厂家分配，用于识别每个设备 sp：备用码,呼叫处理与分析,小区选择与重选,小区选择过程描述,小区选择：移动台开机进入空闲模式时优先选择服务小区的过程 选择小区后首先调谐到该小区的bcch上，接收寻呼信息和系统消息 ba（bcch）分配表：包含plmn某个区域使用的bcch载波，最多64个载频 ba（sacch）分配表：在sacch信道上通过系统消息5发送，它向移动台指示哪个bcch用于切换，最多32个邻小区,小区选择过程描述,当只有 ba（bcch）没有ba（sacch），小区不参与切换判决,空闲模式下的小区选择,移动台开机存在二种情况： 移动台中未存有上次bcch信息 移动台存有上次bcch信息 根据以上二种情况，移动台在开机进行小区选择会有不同的情况,移动台未存bcch信息,搜索124个信道，计算每个载频的平均电平，每载波取样5个点 调谐到最大电平上，并判断该载波是否是bcch（根据fcch） 若是，尝试解码sch并读取bcch系统消息 若不是，搜索次高的载波上，并做同样的判断 若搜索过30个最强的载波后仍未找合适的小区，则监测其余载波直至找到合适小区，此时不考虑plmn识别，但仅限于进行紧急呼叫,移动台存有bcch信息,首先搜索已存的bcch，译码该小区的bcch并驻留 若移动台未驻留该小区，则检查该小区的ba表，若表中所有bcch搜索仍未找到合适小区，执行无存储操作 c1：小区选择和重选的路径损耗准则 小区依据c1的值进行判决,移动台驻留小区的条件,ms解码正确，小区是plmn的一部分 小区未被罢止 c10 c1=rxlev-rxlev_access_min-max(ms_txpwr_cch-p),0),小区选择图例,接入等级控制-ac,格式：0表示不允许具有相应等级的移动中接入小区 1表示允许具有相应等级的移动中接入小区 传送：在每个小区中的rach控制参数中周期发送 设置：一般情况下该参数设为1 作用：可用于控制业务流量，在业务量很高的小区， 可以人为的设置某些等级为0，同时周期改变 c0c9的值,接入等级控制-ac,定义：gsm规范给每位用户分配一个接入等级，储存于sim卡中 接入等级分成15级，09为普通用户，同等级 等级11：用于plmn的管理等 等级12：安全部门应用 等级13：公用事业部门 等级14：紧急业务 等级15：plmn职员,小区接入禁止,定义：cell_bar_access 用以表示小区是否允许移动台接入 格式：0：表示允许接入 1：表示不允许接入 设置及影响：该参数仅用于一些特殊场合，一般情况下设为0 当希望小区只用于切换业务时将该值设为1,cell_bar_access使用说明,双层网结构：微蜂窝用于用户覆盖，基站用于支持高速移动用户或切换业务，对于慢速用户不接入。,定义： cell_bar_qualify 用于优先选择某些小区 cbq=0，优先级为正常； cbq=1，优先级为较低 当优先级为正常的小区不存在时才转入较低级的小区,小区禁止限制,cbq的应用,a、b小区话务量较大，此时可将其它小区设为正常，a、b小区设为较低，以均衡话务量,cbq的应用,a,微蜂窝b,为了让b更多的吸收话务量，b优先级设为正常，a为较低，这样b范围内只要符合小区选择门限，ms将选b,小区优先级设置,小区优先级设置,cbq=0，cba=1：此时小区只允许做切换业务，不允许ms直接接入。这种方法适用于双层网或微蜂窝环境下。一般下层小区用以叫收话务量而上层网络保证覆盖 cbq仅影响小区选择，对小区重选不起作用，优化时必须结合cbq、c2一起使用,rxlev_access_min,允许最小接收电平： 格式：,rxlev_access_min,传送：该电平在系统消息中周期传送 设置及影响：该值可改变覆盖有效范围 设置太高，接入困难，覆盖范围变小；设置太低，可扩大覆盖范围，但小区边缘通话质量将下降，且会导致上行信号弱，导致功率控制下ms以最大功率发射，从而增加上行干扰,控制信道最大功率电平,ms_txpwr_max_cch：ms的发射功率是受网络控制的，网络通过power command对ms进行功率控制，此命令在sacch上传送 强调：sacch必须在sdcch或tch出现以后才开始使用，rach传送消信时使用的功率由控制信道最大功率电平决定 设置及影响：关系到ms接入成功率和邻信道干扰；在有一定接入成功率前提下应尽量减小ms的接入电平,控制信道最大功率电平,小区重选,小区重选,小区选择后将驻留于某个小区，ms开始测量邻近小区的bcch载频的信号电平，记录其中的6个相邻小区的电平，在满足一定条件时ms将从一个小区转到另一个小区-小区重选 影响小区重选的因素有优先级、是否被禁止接入、无线信号强度 小区重选采用的信道质量标准为c2,测量报告,ms在驻留在某小区，将连续监测邻小区频点表中bcch载波： 对这些bcch载波至少每个载波取5个点 所有bcch取同样的测量样点 至少30秒内须解码服务小区的bcch全部系统消息 至少5分钟内对6个最强的非服务小区的bcch进行,测量报告,解码，该数据块包括小区重选的参数，当有新的bcch成为最强的载波时，至少30秒内对其进行解码 至少在30秒内检查6个最强载波之一的bsic，以证实监测的是同一小区,发生小区重选的情形,ms计算某小区的c2值超过当前小区的c2连续5秒 当前服务小区被禁止 ms监测下行链路出现故障 ms随机接入，当最大重传后接入尝试仍不成功 ms计算某小区（不在同一位置区）c2值超过当前小区c2与小区重选滞后值之和连续5秒钟（若此前15秒钟发生过小区重选则不再发生小区重选）,小区重选说明,当小区进行重选取并在箝位于该小区之前，ms将检查该小区的重选参数地是否发生了变化，如果变化将判决是否符合小区重选取的条件 下行信令故障准则基于下行信令故障计数器dsc，ms在其寻呼信道上译码时，若成功则dsc加1，若失败则dsc减4，当dsc为0时判断下行链路出现故障,最大重传次数-max_retrans,为了防止未能接收rach的接入请求，网络允许ms在收到立即指配命令前发送多个信道请求消息（m） 设置：m越大则接通率越高，但rach、ccch的负荷越重；m越小则系统负荷轻，但接通率变低,小区重选信道质量参数c2,c2=c1+cell_reselct_offset-toh(pt-t) cro：小区重选偏置 to：临时重选偏置，为c2增加一个负偏置 取值范围:20620秒,编码11111保留用于更改cro的值 微蜂窝越大,pt应越大,小区重选偏置-cro,cro是为了鼓励或阻碍ms优先进入某些小区 取值：0126（step：2） 当小区业务量很大，一般可设置较小，使得ms重选到该小区的困难性增大 业务量较小的区域，可设置较高，鼓励ms进入小区 业务量一般，建议设置为0，c2=c1，即不对小区施加影响 对于双频网，一般设为2030，使ms尽量选择优先的频段,临时偏置-to,当一个小区的bcch频点进入ms的邻小区表后，在计时器t之内将计算c2所要加入的负偏移量 取值：060（step：10） 取编码111时为无穷大 该参数的设置主要针对于微蜂窝小区，防止快速移动的ms进入该小区 避免ms进入微蜂窝小区又快速离开导致切换不及而掉话,惩罚时间-pt,ms计算c2时用到的定时计时器 取值：20620，取值31时cro反号 微蜂窝越大，pt也应设置越大,c1（a）,c2（a）,c1（b）,c2（b）,a,b,慢速用户,快速用户,c1（a）,c2（a）,c1（b）,惩罚时间结束,小区重选滞后,cell_reselection_hysteresis 定义于二个不同位置区的小区间的重选，避免频繁的重选而导致频繁的位置更新 设置及影响： 当业务量大，信令流经常出现过载，则将此值增大 当属于不同位置区的相邻小区重叠范围较大，则增大此值 当相邻小区边缘覆盖较差，建议将此值设为26db 一般该值设为8或10db,切换分析,切换过程,切换:为了维持ms从一小小区移动到另一个小区时通话时能继续进行 切换过程由ms、bts、bsc、msc共同完成 ms负责测量下行链路性能和从周围小区中接收的信号强度 bts负责监测每个ms的上行接收电平的质量 bsc完成切换的最初判决 从其它bss和msc发来的信息，测量的结果由nsc来完成,切换准备,测量报告： 切换取决于ms定期向bs发送的对下行质量测量的报告和bs对上行链路测量报告，二份报告同时由bsc判决 测量报告在sacch信道上传递 sacch上行传递小区的接收电平和信号质量及ta值、功率控制和是否使用了dtx,切换准备,sacch下行用于系统向ms发送si5、si6 si5：邻近小区bcch频点描述 si6：小区识别、位置区识别、小区选择,测量参数映射信号强度,测量参数映射-信号质量,ms列入邻小区表的小区应满足的条件,当bs收到ms关于其邻小区的报告后，会根据其参数定义情况来检查该邻小区是否满足条件，其公式如下： rxlev_ncell(n)rxlevmincell(n)+max(0, pa) pa=mstxpwrmaxcell(n)-mstxpwrmax rxlev_ncell(n):邻小区的接收电平 rxlevmincell(n): 邻小区的最小接入电平， mstxpwrmaxcell(n)：允许邻小区专用信道上发射的最大功率 mstxpwrmax：ms在该小区专用信道上的最大发射功率,条件说明,只有rxlev_ncell(n)rxlevmincell(n)+max(0, pa)满足时才将邻小区列入切换候选小区表 rxlevmincell(n)、 mstxpwrmaxcell(n)由小区切换参数定义 定义rxlevmincell(n)时一定要保证它比服务小区的最小接入电平要大出一些，以使切换的成功率提高，同时该参数设置时也应考虑ms的灵敏度，一般gsm900中设为-99-98，gsm1800设为-97-96,触发切换的原因,触发切换的原因有以下几种： 基于功率预算的切换 基于接收电平的切换（救援性电平切换） 基于接收质量的切换（救援性质量切换） 基于距离的切换 基于话务量的切换,基于功率预算的切换,根据规范，ms应工作在接收电平最高的小区上，当穿越二个小区时ms根据接收电平决定是否触发功率预算切换： pbgt-ho_margin0 pbgt=rxlev_ncell-(rxlev_dl+pb)+pa pb=bstxpwrmax- bscurrenttxpwr pa=min（mstxpwrmax，mstxpwr）- min（mstxpwrmaxcell，mstxpwr）,rxlev_ncell：ms测得的邻小区的接收电平 rxlev_dl：ms测得的服务小区的下行接收电平 bstxpwrmax ：bs允许的最大发射功率 bscurrenttxpwr：bs当前的发射功率 mstxpwr：ms的额定最大发射功率 ho_margin：切换门限,切换门限,该参数为bsc在切换中的控制参数，当邻小区的电平高于服务区电平（切换门限）后触发切换 取值：-2424b，step为1 设置及影响：目的是为了增加和邻小区进行切换的难度，从而预防乒乓切换，设置过高会导致切换滞后，过低会导致切换效率降低 只有满足功率预算公式的小区才被列为目标切换小区,切换门限分析,改变切换门限值可以相应增大或减小切换半径，达到均衡话务量的目的 切换门限是针对邻小区的，可以按每一个小区独立设置,切入边界,小区选择边界,切出半径,切换门限分析,假设：a小区话务量较高，b小区话务很小 为解决拥塞及均衡话务量，此时可降低a至b的切换门限，提高b至a的切换门限 这种优化方法实际效果就相当于将服务区边界向a小区推移，即缩小了a的范围，增大了b的范围,切换门限分析,例如a到b的切换门限由ho_margin=15降低至ho_margin=8,则b的功率预算只要比a大8就可以触发切换,相当于b的切入半径变大，服务范围变大；同理b到a的ho_margin由0变到8，则b的功率预算必须比a大8才能切入到a，相当于a的切入半径变小。由此可以把a的话务量分流给b，同时控制b的话务量不流入a,基于接收电平的切换,在小区切换参数中定义了上下行电平切换门限值 下行链路电平切换门限 l_rxlev_dl_h 下行链路电平切换门限 l_rxlev_ul_h 当bsc从测量报告中发现上下行电平值低于设定的门限值,bsc将从测量报告中选一个最合适的小区作为目标小区触发切换 在郊区,要降低该值以使切换及时发生;在市区等基站集中的区域要提高该值 接收电平门限(冗余):ho_margin_rxlev,切换门限的设定,救援性电平切换发生在没有合格的小区做功率预算的切换的区域, 即功率预算切换比基于电平切换具有更高的优先级 l_rxlev_dl_h:ms接收电平一旦小于此值就触发电平切换 l_rxlev_ul_h:bs接收电平一旦小于此值就触发电平切换 取值：-48 一般设置:gsm900:-101-100 gsm1800:-99-98 上下行门限设置必须小于rxlev_access_min,基于信号质量的切换,在小区切换参数中定义了上下行信号质量切换门限值 下行