GSM原理及其网络优化第三章Word格式文档下载.docx
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应用层的通信消息按阶段和功能的不同,分为无线资源管理(RR)、移动性管理(MM)
和呼叫控制(CC)三部分。
在这一章中,我们重点来研究一下当移动台处于空闲状态时的工作情况及移动台与网
络之间的信令处理过程。
3.1小区的选择与重选
3.1.1过程描述
小区的选择和重选程序是为了保证MS选择一个最适合的小区且在该小区上能可靠解译BCCH信道的下行链路数据,并在上行链路上具有较高的通信率(以便具有在该小区上实现各种通信业务的能力)。
一旦MS选择了某个小区作为服务小区,就可以在该小区上与网络进行通信。
当MS选择了某个小区后,它将调谐到该小区的BCCH信道上,来接收寻呼消息和BCCH
信道广播的系统消息,并可通过该小区的RACH信道来发出接入请求。
移动台是通过服务小区系统广播消息中“BCCH分配(BA)”表的信息来进行小区重选的。
GSM网络有两个BA表,一个是在BCCH的系统消息中发送的,它包含了在某个物理区域内所使用的BCCH载波,用于空闲模式下MS的小区选择和重选;
另一个是在SACCH上系统消息中发送的,用于在专用模式下向MS指示哪个BCCH载波用于切换监测。
值得注意的是,MS进入专用模式下时,是通过BA(BCCH)来获得其相邻小区BCCtj
频点的信息,直到收听到第一个BA(SACCH)消息才停止使用。
3.1.2小区选择过程
当手机开机或从盲区进入覆盖区时,手机将寻找PLMN允许的所有频点,并选择合适
的小区驻留,这个过程被称为“小区选择”。
3.1.2.1在MS无存储BCCH信息情况下的小区选择过程
如果移动台并无存储的BCCH消息,它将首先搜索完所有的124个RF信道(如果为双频手机还应搜索374个GSMl800的RF信道),并在每个RF信道上读取接收的信号强度,计算出平均电平,整个测量过程将持续3~5s,在这段时间内将至少分别从不同的RF信道上抽取5个测量样点。
MS调谐到接收电平最大的载波上后,将首先来判断该载波是否为BCCH载波(通过搜寻FCCH突发脉冲)。
如果是,移动台将尝试解码SCH信道来与该载波同步并读取BCCH的系统广播消息。
若MS可正确解码BCCH数据,并通过数据证实该小区属于所选的PLMN、参数C1值大于0、该小区并未被禁止接入,移动台方可驻留在该小区中。
否则,MS将调谐到次高的载波上直到找到可用的小区。
若30个最强的RF信道都被搜索后仍未找到合适的小区,.MS将继续监测所有的RF信道的信号强度并搜索C1>
O且未被禁止接入的BCCH信道,当找到该载波后,MS则选择该小区,而不考虑PLMN识别。
在这种模式下,仅可进行紧急呼叫。
情况一:
当MS的接入等级被该小区禁止时,并不影响小区选择算法,即当该小区符合
要求时,MS仍会选择它为驻留小区。
情况二:
当MS所选小区属于PLMN,但被禁止接入(参数CBA设为“禁止”)或算法C1<
0,MS则使用从该小区中获得的BA(BCCH)表去搜索这些BCCH载波。
3.1.2.2MS有存储的BCCH信息情况下的小区选择过程
如MS在上次关机时,存储了BCCH载波的消息,它将首先搜索已存储的BCCH载波。
若MS可以译码该小区的BCCH数据,但不能驻留该小区,则检查该小区的BA(BCCH)表,若表中所有的BCCH载波都被搜索后,仍未找到合适的小区,则执行无存储BCCH信息的小区选择过程。
C1为供小区选择和重选的路径损耗准则,服务小区的C。
必须大于O,其公式如下:
C1=RXLEV-RXLEV_ACCESS_MIN—MAX((MS_TXPWR—MAX_CCH—P),0)
式中RXLEV——移动台接收的平均电平,单位为dBm;
RXLEV_ACCESS_MIN——允许移动台接入的最小接收电平,单位为dBm:
MSz_TXPWRz_MAX_CCH-一一移动台接入系统时可使用的最大发射功率电平,单位为dBm;
P-移动台的最大输出功率,单位为dBm。
小区选择过程用的就是C1算法,例如图3—1所示。
3.1.3小区重选过程
当移动台选择某小区为当前服务小区后,在各种条件变化不大的情况下,移动台将驻
留在所选的小区中,并继续监测由服务小区的BCCH系统消息所指示的小区重选邻小区频点配置表中的所有BCCH载波。
在对这些BCCH载波进行监测时,对它们接收电平的测量至少需要5个测量样点来进行平均,并应对所有的BCCH载波取同样的测量样点数目,而且分配给每个载波的样点在每个测量周期内应尽量平均,至少在每分钟内更新最强的6个BCCH载波。
为了降低功耗、节省MS的耗电量,MS还应在译码寻呼组时测量BA(BCCH)表中各载波的接收电平。
在MS寻呼组出现的期间内可获得一些BA(BCCH)表中所包含的BCCH频点和服务小区BCCH频点上的接收电平测量样本值。
在MS例行测量程序中还包括测量目前服务小区BCCH载波的任务。
.MS在至少30s内应试图去解码服务小区的BCCH广播的全部系统消息。
MS至少在5min内对6个最强的非服务小区的BCCH载波进行BCCH数据块的解码,该数据块包含影响小区重选的参数。
当MS认为一个新的BCCH载波变为六个最强的载波之一时,则至少在30s内对新载波的BCCH数据进行解码。
MS至少在30s内检查6个最强载波之一的BSIC,以证实监测的是同一个小区,BSIC若发生了变化,MS则认为该载波是一个新载波,并将重新解码该BCCH数据。
在以上情况中,MS尽量不中断对PCH的侦听。
当发生以下情况时,将触发小区重选(若C2算法尚未激活,则C2=C1):
1)移动台计算某小区(与当前小区属同一个位置区)的C2值超过移动台当前服务小区的C2值连续5s;
2)移动台计算某小区(与当前小区不属同一个位置区)的C1值超过移动台当前服务小区的C2值与小区重选滞后值(CELLSELECTIONHYSTERESIS)之和连续5s。
若在此前15s内有小区重选则不立刻发生小区重选:
3)当前服务小区被禁止;
4)MS监测出下行链路故障:
下行信令故障准则基于下行信令故障计数器DSC,当MS选择了某小区时,DSC置为[90/BS_PA_MFRMS]取整,BS_PA_MFRMS为基站传输寻呼消息给同一寻呼组MS之间的51TDMA帧复帧数。
因此当MS要在其寻呼子信道上译码时,若成功则DSC加l,若失败,则DSC减4,当DSC为0时,则断定出现了下行信令故障;
5)服务小区的C1值连续5s小于0;
6)MS随机接入时,在最大重传后接入尝试仍不成功的情况下。
。
应注意在.MS进行小区重选之后,并在箝位该小区之前,应译码新小区所有的BCCH数据,根据所得的结果:
MS将检查影响小区重选的参数是否发生了变化。
当有变化时,MS应判决此时是否依然符合小区重选准则。
当条件都满足时,MS将箝位该小区。
此时若MS发现L,AI(位置区码)发生变化时,即触发位置更新过程。
小区重选采用的算法为C2算法(详见第5章),例如图3—2所示。
3.1.4网络对处于空闲模式下MS的影响
网络侧负责完成在下行链路上对处于空闲模式的:
MS进行系统消息广播和和寻呼的任务。
系统消息类型2~4以及可选的类型1、2bis、7和8有规律地从网络BCCH上广播。
处于空闲模式下的移动台通过这些信息来决定是否以及如何接入到网络中。
GSM900M的移动台仅支持GSM900M频带,它认为系统消息类型2中邻小区描述IE
的EXTIND比特为备用比特。
如果接收到双频网络发来的信息,MS会认为系统消息类型2
中信息单元己包括了完整的BA表,于是将忽略系统消息类型2bis。
3.1.5不连续接收模式DRX和寻呼信道的定义
处于空闲模式下的移动台若选择了某小区作为其服务小区,它就可以开始收听该小区的寻呼消息了。
为了降低移动台功耗,在GSM规范中引入了不连续接收的机制,即每个移动用户(即对应每个IMSI)都对应着一个专门的寻呼组,每个寻呼组都分别与小区的一个寻呼子信道相对应,移动台可根据自身IMSI的最后3位及服务小区寻呼信道的配置情况来计算出它所属的寻呼组,进而计算出该寻呼组的寻呼子信道位置。
在空闲状态下某寻呼组的移动台只在其固定的寻呼子信道上来收听系统广播的寻呼消息(在此期间它还可用来监测非服务小区BCCH载波的接收电平),而忽略其它寻呼子信道的内容,甚至在其它寻呼子信道期间关闭移动台某些硬件设备的电源以节约移动台的功率开销,但必须保证在一定的时问内完成必要的测量网络消息的任务。
我们可以根据CCCH信道的配置类型、BSAGBLKSRES(在51复帧中有几个块用于AGCH块)、BSPAMFRMS(以多少个5l复帧作为寻呼子信道的一个循环)来计算出每个小区寻呼子信道的个数。
问题研究:
1)在GSM系统中公共控制信道CCCH信道主要包括AGCH和PCH信道,它的主要作用是用来发送立即指配消息和寻呼消息。
CCCH可以由一个物理信道承担,也可以有多个物理信道共同承担,且CCCH可以与SDCCH信道共用一个物理信道。
小区中的公共控制信道采用哪种组合方式,由参数CCCHCONF决定。
应注意,小区中的CCCHCONF的设置必须与小区公共控制信道的实际配置情况一致。
建议当小区的TRX数为一个时,CCCH的配置可采用一个基本物理信道且与SDCCH共用(此时有3个CCCH消息块)。
2)有时由于一个位置区的寻呼业务量特别大,仅用一个物理时隙发送寻呼消息不够用,因而GSM规范允许在携带有BCCH信道的载频上,可以多配置几个CCCH信道,但只要求在时隙0、2、4、6上使用。
3.2立即指配程序
立即指配的目的是在um接口建立MS与系统间的无线连接,即RR连接。
3.2.1信道申请
初始化过程就是一个随机接入的过程。
在任何情况下,如移动台需要同网络建立通信,都需通过RACH信道向网络发送一个报文来向系统申请一条信令信道,网络将根据信道请求需要来决定所分配的信道类型。
这个在RACH上发送的报文被称做“信道申请”(CHANNELREQUEST),它其中的有用信令消息只有8bit,其中有3bit用来提供接入网络原因的最少指示(对于PHASE1标准,该建立原因只用3bit;
对于PHASE2标准,由于引入了半速率的概念,建立原因所占的比特就不固定了,最多可占到6bit),如紧急呼叫、位置更新、响应寻呼或是主叫请求等,在网络拥塞的情况下,系统可根据这这一粗略的指示来分别对待不同接入目的的信道申请(哪些类型的呼叫可接入网络、哪些类型的呼叫将被拒绝),并为它们选择分配最佳类型的信道。
在这一指示中,由于信道容量的限制,显然不能将移动台想传送的所有信息全部发送给网络,如申请信道的具体原因、用户身份及移动设备的特性(这些消息在SABM消息中发送)。
另外5bit是移动台随机选择的鉴别符(对于PHASE1标准),
它并不用来向网络提供信息,其目的是使网络能区别不同MS所发起的请求,网络此后将向
移动台发送的“立即指配命令”(含有所分配信道的信息)中会再将该鉴别符发还给移动台,移动台
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- GSM 原理 及其 网络 优化 第三