GSM参数.docx

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GSM参数

GSM无线参数的研究

前言4

GSM无线系统简介5

一．无线接口5

二．信道及帧结构6

三．无线信道组合及映射7

无线参数调整9

一.网络识别参数10

1．小区全球识别10

2．基站识别码（BSIC）12

二.系统控制参数15

1．IMSI结合分离允许（Attach-Detachallowed，ATT）15

2．公共控制信道配置（CCCH-CONF）16

3．接入准许保留模块（BS_AG_BLKS_RES）17

4．寻呼信道复帧数（BS_PA_MFRMS）18

5．寻呼模式设置（PM）19

6．周期性位置更新定时器（T3212）20

7．小区信道描述（CellChannalDescription）22

8．无线链路超时（Radio_Link_Timeout）23

9．邻小区描述（NeighbourCellsDescription）24

10．允许的网络色码（NCCPermitted）26

11．最大重发次数（MAXretrans）27

12．发送分布时隙数（Tx_integer）28

13．小区禁止接入（CELL_BAR_ACCESS）29

14．接入的等级控制（AC）30

15．等待指示（WaitIndication）31

16．多频段指示（Multiband_Reporting）32

17．BCCH频率分配范围（RangerNR_LOWER,RangerNR_HIGHER）33

三.小区选择及重选参数35

1．小区选择：

35

▲.C1算法35

1.1控制信道最大功率电平（MS_TXPWR_MAX_CCH）37

1.2移动台允许接入的最小接收电平（RXLEV_ACCESS_MIN）38

1.3功率偏置（POWEROFFSET）39

2.小区重选：

40

▲.C2算法40

2.1小区重选偏置（CELL_RESELECT_OFFSET）41

2.2临时偏置（TEMPORARY_OFFSET）41

2.3惩罚时间（PENALTY_TIME）42

2.4小区重选滞后（CellSelectionHysteresisz）43

2.5附加重选参数指示（ACS）：

44

2.6小区重选参数指示（PI）44

2.7小区禁止限制（CellBarQualify，CBQ）45

四.网络功能参数46

1.功率控制指示（PWRC）46

2.非连续发送（DTX）：

47

3.新建原因指示（NECI）：

48

4.呼叫重建允许（RE）49

5.紧急呼叫允许（EC）49

6.跳频参数1-跳频应用（H）50

7.跳频参数2-移动分配索引偏置（MAIO）51

8.跳频参数3-跳频序列号（HSN）52

9.加密设置（SC）52

10.加密算法设置（algorithmidentifier）53

五.小区切换参数55

1.Hreqave和Hreqt55

2.门限参数：

56

2.1接收电平门限（L_RXLEV_xx_H）56

2.2接收质量门限（L_RXQUAL_xx_H）56

2.3接收质量门限（小区内）（L_RXQUAL_xx_IH）57

2.4MAX_MS_RANGE57

2.4HO_MARGIN57

六.系统定时器和计数器59

1.无线资源管理的定时器和计数器59

1.1MS侧的定时器59

1.2网络侧的定时器61

2.移动性管理的定时器64

2.1MS侧的定时器64

2.2网络侧的定时器65

小结66

前言

GSM从1991年开始在欧洲投入商业运行,到现在短短的几年时间里，已经发展到一个全球性的、大规模的网络。

上海在1992初建立中国第一个GSM试验网到1998年底，中国的移动用户已经超过2000万，上海的移动用户也已突破100万，GSM系统也进行了5次扩容。

由于GSM的传播路经主要是无线环境，因此将受到频率资源、无线环境等因素的影响和干扰。

而GSM的使用者，即无线用户又有着区别于固定电话用户的许多特点。

首先是移动性：

某一时刻有些小区的用户数量多，有些小区用户少；一段时间后用户数量又重新分配。

用户还可能漫游到其他运营商的移动网，本地网还要为漫游用户服务。

所有这些都会影响网络的质量，进而影响用户的通话。

而我们可以通过对无线参数来做适当的调整，从而取得相应的效果，改善网络的质量。

上海的GSM网络采用了三个不同国外公司的产品，分配是西门子、爱立信和诺基亚，虽然设备不同，某些参数也不同，但通过学习GSM规范可以了解其基本原理及思想，较完整的理解整个GSM系统。

通过调整网络无线参数的方法改善网络的通信质量,其优点是不需要增加其它设备,通过简单的调整可取得较好的效果,但是要求调整人员对整个网络的情况、参数的意义、调整后的影响都有深入的了解，以免产生不良的后果。

GSM无线系统简介

一．无线接口

在所有GSM接口中，无线接口是较重要的。

无线参数的调整也是基于这一接口的。

首先，要实现不同制造商的移动台与不同运营商的网络之间的完全兼容，即实现移动台的漫游。

其次，解决蜂窝系统的频谱效率。

频谱效率依赖于可用频谱中的同时呼叫数目。

依赖于传输对干扰的抵抗能力以及对一些降低干扰的技术（如发射功率控制、话音中的安静期检测、最佳切换策略方法）的合理利用。

GSM的无线接口传输选择了频分多址（FDMA）和时分多址（TDMA）的混合方式，并加上跳频。

如图:

图1

FDMA主要用于相邻小区共享频谱（带宽200kHz）,TDMA从一个200kHz的频带中获得的通话数目是8（8个时隙）。

二．信道及帧结构

GSM的物理信道通过上面的多址方案已经确定了，可以把每个频点上的一个固定时隙组成的信道称为一个物理信道。

而逻辑信道则根据信道支持传输的特性来定义。

主要分两大类：

业务信道（TCH）和控制信道（CCH）。

控制信道（CCH）分为广播信道（BCH）、公共控制信道（CCCH）和专用独立信道。

其中：

·广播信道（BCH）分为

频率矫正信道（FCCH）

同步信道（SCH）

广播控制信道（BCCH）

·公共控制信道（CCCH）分为

寻呼信道（PCH）

随机接入信道（RACH）

准许接入信道（AGCH）

·专用独立信道分为

独立专用独立信道（SDCCH）

慢速随路控制信道（SACCH）

快速随路控制信道（FACCH）

其中业务信道又分为语音信道和数据信道。

语音信道和数据信道还可以跟据其传输率的不同分为不同速率的业务信道。

·语音信道分为：

全速率信道（TCH/FS）

半速率信道（TCH/HS）

·数据信道分为：

9.6kbit/s全速率数据信道（TCH/F9.6）

4.8kbit/s全速率数据信道（TCH/F4.8）

4.8kbit/s半速率数据信道（TCH/H4.8）

小于2.4kbit/s半速率数据信道（TCH/H2.4）

小于2.4kbit/s全速率数据信道（TCH/F2.4）

逻辑信道按GSM规范的定义一一映射到物理信道（时隙）上去（如图1）。

业务信道每26个TDMA帧（8个时隙）组成一个复帧，51个复帧组成一个超帧，2048个超帧组成一个超高帧；控制信道每51个TDMA（8个时隙）帧组成一个复帧，26个复帧组成一个超帧，2048个超帧组成一个超高帧。

可以看出不管是业务信道还是控制信道，其超帧都为1326个TDMA帧（6.12s）。

如图所示：

0

2

3

2046

2047

1hyperframe=2048superframes

0

1

2

24

25

0

1

2

49

50

26（51-frame）multiframesor51（26-frame）multiframes（6.12s）

0

1

2

24

25

0

1

2

49

50

26TDMAframes（120ms）51TDMAframes（3060/13ms）

0

1

2

3

4

5

6

7

1TDMAframe（8timeslots）

图2

三．无线信道组合及映射

在GSM系统中逻辑信道并不是以单独的形式在一个物理信道上传送的，而是以一定的信道组合的形式在物理信道上发送。

控制信道以公共信道组合的方式；业务信道也并非独立传送，其伴有随路控制信道。

GSM规范中允许的无线信道组合如下：

i）TCH/F+FACCH/F+SACCH/TF

ii）TCH/H（0,1）+FACCH/H（0,1）+SACCH/TH（0,1）

iii）TCH/H（0,0）+FACCH/H（0,1）+SACCH/TH（0,1）+TCH/H（1,1）

iv）FCCH+SCH+BCCH+CCCH

v）FCCH+SCH+BCCH+CCCH+SDCCH/4（0..3）+SACCH/C4（0..3）

vi）BCCH+CCCH

vii）SDCCH/8（0.7）+SACCH/C8（0.7）

其中CCCH=PCH+RACH+AGCH+NCH

逻辑信道组合影射到物理信道中，然后在TDMA帧中传送。

以时隙0（NT0）上的公共信道组合为例：

FCCH+SCH+BCCH+　CCCH

物理信道（TN）

0

1

2

3

4

5

6

7

0

1

2

3

4

5

6

7

0

1

……

逻辑信道

F

S

B

B

B

B

C

C

C

C

F

S

C

C

……

I

0150

图3

F：

FCCH；B：

BCCH；C：

CCCH；I：

IDLE；

无线参数调整

GSM无线参数对于网络的优化有重要的意义，但在规范中并没有集中列出，而是分散在各个章节中。

无线参数根据其意义和作用可分为：

网络识别参数

系统控制参数

小区选择参数

网络功能参数

小区切换参数

无线参数大多数在小区的广播信道上传送，使移动台及时的根据网络的需要作出调整。

GSM的无线参数虽然有很多，但是有些参数在网络运营中少有改动（如移动网号等）；有些参数因设备生产商的不同而不同，GSM规范也有部分定义（如切换参数）；而有些则需根据小区的话务量做及时、恰当的调整（如系统控制参数、小区选择参数等），以达到优化网络的目的，这些参数无疑是文章的重点，在后面将详尽阐述。

一.网络识别参数

由于GSM的全球性，网络对每一个小区、基站进行编码，其编码对于移动台完成一个呼叫过程十分重要，但一般在系统建立后不再改变。

1．小区全球识别

格式:

87654321

LocationAreaIdentificationIEI

octet1

octet2

octet3

octet4

octet5

octet6

MCCdigit2

MCCdigit1

1111

MCCdigit3

MNCdigit2

MNCdigit1

LAC

LAC（continued）

表1LocationAreaIdenficationinformationelement

87654321

CellIdentityIEI

octet1

octet2

octet3

CIvalue

CIvalue（continued）

表2CellIdentityinformationelement

图4StructureofCellGlobalIdentification

MCC:

移动国家号,由三位是十近制数组成。

范围000-999。

MNC:

移动网号，由二位是十近制数组成。

范围00-99。

LAC:

位置区识别，由16比特组成，范围0000-FFFF。

（其

中0000、FFFE保留）

CI:

小区识别，由16比特组成，范围0000-FFFF。

MCC、MNC、LAC组成位置区识别（LAI）

MCC、MNC、LAC、CI组成（CGI）

作用：

移动国家号（MCC）用于国际移动用户识别（IMSI）中和位置区识别（LAI）中：

·位置区识别（LAI）在每个小区的系统消息中周期发送，其中的移动国

家号（MCC）表示GSMPLMN所属的国家。

移动台将接收到的信息作为网

络选择的重要依据之一。

·移动台的IMSI中同样包含了移动国家号（MCC），它表示该移动用户所

居住的国家。

当移动台在网络上登录或申请某种业务时，移动台必须将

IMSI报告给网络（在不能使用TMSI的情况下），网络则根据IMSI中的

移动国家号（MCC）来判断该用户是否为国际漫游用户。

移动网号（MNC）用于国际移动用户识别（IMSI）中和位置区识别（LAI）中：

·位置区识别在每个小区广播的系统消息中周期发送。

其中的移动网号

（MNC）表示GSMPLMN的网络号，移动台将接收到的信息作为网络选择

的重要依据之一。

·移动台的IMSI中同样包含了移动网号（MNC）,它表示该移动用户所属

的GSMPLMN网。

当移动台在网络上登录或申请某种业务时，移动台必

须将IMSI报告给网络（在不能使用TMSI的情况下），网络则根据IMSI

中的移动网络号（MNC）来判断该用户是否为漫游用户，并将MNC

作为寻址用户HLR的重要参数之一。

位置区码（LAC）用于移动台的位置更新过程：

·移动台开机后从小区广播消息中得到LAC，和SIM卡中的相比较，如果

和SIM卡中存储的LAC的值不同，则移动台就决定进行正常的位置更新；

若相同就不进行位置更新。

小区识别（CI）用于唯一表示网络中的每一个小区：

·为了唯一表示GSMPLMN中的每一个小区，网络运营者给网络中的每一

个小区分配一个小区代码，即小区识别（CI）。

小区识别（CI）加上位

置区识别（LAI）组成全球小区识别（CGI）,来唯一的表示全球GSMPLMN

中的每个小区，用于移动台识别网络中的每个BTS及其覆盖区，对于移

动台的漫游也有重要意义。

传送：

全球小区识别（CGI）包含在“小区识别信元”中（见表2），MNC、MCC、LAC同样包含在“位置区识别信元”中（见表1），在每个小区系统的广播消息3、4、6中发送。

2．基站识别码（BSIC）

格式:

87654321

BSIC

T1（high）

octet1

octet2

octet3

T1（middle）

T1

（low）

T2

T3’

（high）

T3’

（low）

表3Framesynchronizationinformationelement

87654321

CellDescriptionIEI

octet1

octet2

octet3

BCCHARFCN

（highpart）

NCC

BCC

BCCHARFCN（lowpart）

表4CellDescriptioninformationelement

图5StructureofBSIC

基站识别码由网络色码（NCC）、基站色码（BCC）组成。

网络色码（NCC）由3比特组成，包含在“小区描写信元”中octet2的bit6、5、4中（见表4）和“帧同步信元”的octet1中（见表3）；基站色码（BCC）由3比特组成，包含在“小区描写信元”中octet2的bit3、2、1中和“帧同步信元”的octet1中。

作用：

网络色码（NCC）用于识别相邻不同的GSMPLMN：

·在许多情况下，不同的GSMPLMN采用了相同的频率资源，为了在这种情况下移动台还能接入网络，一般相邻GSMPLMN选择不同的NCC。

基站色码（BCC）用于识别同一GSMPLMN中的基站和通知移动台BCCH的训练序列号。

·BCCH载频号相同的不同基站，BCC应尽量取不同值，否则有可能造成互

相间的干扰，甚至越区切换失败。

·BCC还决定了BCCH载频的训练序列号。

当移动台收到SCH后，即认为

已同步于该小区。

但为了正确的译出下行公共信令信道上的信息，移动

台必须知道公共信令信道所采用的训练序列码（TSC），按GSM规范的规

定，训练序列码有8种固定的格式，分别用序号0-7表示。

每个小区的

公共信令信道采用的TSC序列号由该小区的BCC决定（BCC为3bit，

0-7表示），因此BSIC的作用是通知移动台本小区公共信道所采用的训

练序列号。

传送：

基站识别码（BSIC）在小区的同步信道（SCH）上传送，用来描述本小区；同时也在切换命令中发送，用来描述邻小区的情况。

二.系统控制参数

控制参数大量涉及系统的配置（如：

公共扩展信道配置、寻呼信道复帧、无线链路超时等），这些参数一般在无线接口（Um接口）上由基站传送给移动台，其目的是让移动台与基站保持良好的配合。

另一方面，这些参数的取值直接影响到系统个部分的业务承载量和信令流量。

因此，合理的设置这些参数对系统良好稳定的工作具有重要的作用。

1．IMSI结合分离允许（Attach-Detachallowed，ATT）

格式:

87654321

ControlChannelDescriptionIEI

octet1

octet2

octet3

octet4

0

spare

ATT

BS-AG-BLKS-RES

CCCH-CONF

0

spare

0

spare

0

spare

0

spare

0

spare

BS-PA-MFRMS

T3212time-outvalue

表5ControlChannelDescriptioninformationelement

IMSI结合分离允许（ATT）由1比特组成,包含在“控制信道描写信元”的octet2的bit7中（见表5）。

ATT为0表示启动IMSI结合和分离,1表示关闭IMSI结合和分离。

意义及作用：

IMSI结合指移动台向网络报告进入工作状态（开机或SIM卡插入），IMSI分离指移动台向网络报告退出工作状态（关机或SIM卡拔出）。

当有用户寻呼移动用户时，若被寻呼的移动用户已经作了IMSI-detach，该用户的被叫请求将被拒绝。

若用户再次进入工作状态，移动台将检测目前所在的位置区（LAI）是否和最后登记并纪录在移动台IMSI卡中的位置区（LAI）相同，相同则启动IMSI结合过程，否则移动台启动位置更新过程（代替IMSI结合过程），网络收到位置更新或IMSI结合过程后，指示该用户处于工作状态。

打开IMSI结合分离允许，由于网络知道移动台何时处于工作状态，避免了网络不停寻呼已经关机（或IMSI取出）用户的情况，所以能减少系统的信令流量、网络资源（如寻呼信道等）。

必须注意的是，在同一位置区的不同小区的ATT，其设置必须相同。

传送：

ATT包含于信息单元“控制信道描述”中（见表5），在小区广播的系统消息3中传送。

2．公共控制信道配置（CCCH-CONF）

格式：

公共控制信道配置（CCCH-CONF）由3比特组成,包含在“控制信道描写信元”的octet2的bit3、2、1中（见表5）。

具体含义如下：

CCCH_CONFBS_CC_CHANSBS_CCCH_SDCCH_COMB一个BCCH复帧

Bit中CCCH消息块

321

0001false9

0011true3

0102false18

1003false27

1104false36

其他------

其中：

BS_CC_CHANS：

表示CCCH使用几个物理信道。

BS_CCCH_SDCCH_COMB：

表示CCCH是否与SDCCH公用一个物理信道。

意义及作用：

在GSM系统中公共控制信道主要包括准许接入信道（AGCH）和寻呼信道（PCH），它的主要作用是发送立即指配消息和寻呼消息。

根据小区中业务的配置情况和话务模型，CCCH也可以由一个物理信道承担，也可以由多个物理信道承担（CCCH使用多个物理信道），并且CCCH信道可以与SDCCH信道共用一个物理信道，也可以不与SDCCH共用信道（独用一个物理信道）。

CCCH的设置与基站（BTS）的TRX数密切相关，TCH信道越多，公共控制信道的容量就越大，CCCH_CONF应设置较大。

CCCH_CONF参数是对下行的公共信道而言。

传送：

CCCH_CONF包含于信息单元“控制信道描述”中，在小区广播的系统消息3中传送。

3．接入准许保留模块（BS_AG_BLKS_RES）

格式：

接入准许保留模块（BS_AG_BLKS_RES）由3比特组成,包含在“控制信道描写信元”的octet2的bit6、5、4中（见表5）。

具体含义如下：

CCCH_CONFBS_AG_BLKS_RES每个复帧中AGCH块的数目

Bitbit

321654

0010000

0010011

0010102

001------

---------------------------------------------------------------

其它0000

0011

0102

0113

1004

1015

1106

1117

意义及作用：

由于CCCH信道既有准许接入信道（AGCH）又有寻呼信道（PCH），此参数用来确定CCCH信道消息块中有多少块数是保留给准许接入信道的。

当CCCH_CONF确定后，BS_AG_BLKS_RES用来分配AGCH和PCH在CCCH上的占用比例。

参数的取值原则是在保证AGCH信道不过载的情况下,近可能减小该参数以缩短移动台响应寻呼的时间,提高系统的性能。

传送：

BS_AG_BLKS_RES包含于信息单元“控制信道描述”中（见表5），在小区广播的系统消息3中传送。

4．寻呼信道复帧数（BS_PA_MFRMS）

格式:

寻呼信道复帧数（BS_PA_M