空閑模式手機(jī)行為與算法(講義)

1、空閑模式手機(jī)行為與算法主叫人:Wang Guocheng1 GSM空閑模式下手機(jī)行為1.1MS的兩種狀態(tài)移動(dòng)通信系統(tǒng)和固定電話系統(tǒng)有一個(gè)很大的不同,就是移動(dòng)通信系統(tǒng)中的終端MS是在不斷進(jìn)行位置變化的,因此為了系統(tǒng)保持聯(lián)系,MS就需要不停的和系統(tǒng)進(jìn)行信息交換,而固定電話是不需要這些的。因此GSM移動(dòng)通信系統(tǒng)中的通信事件也主要是與MS有關(guān),在介紹GSM的通信事件之前,先介紹一下每個(gè)MS可能處于的幾種不同狀態(tài),MS的狀態(tài)包括開(kāi)機(jī)和關(guān)機(jī)兩種,MS在開(kāi)機(jī)后,存在著兩種狀態(tài),一種就是空閑狀態(tài),另外一種就是通話狀態(tài)?？臻e狀態(tài)包括了網(wǎng)絡(luò)選擇、小區(qū)選擇、小區(qū)重選、位置更新和尋呼事件;通話狀態(tài)下會(huì)出現(xiàn)信道立即指配

2、、鑒權(quán)加密、主叫、被叫、短消息、切換、模式改變、釋放、呼叫重建、無(wú)線鏈路控制和功率控制等事件。MS關(guān)機(jī)(也稱為分離狀態(tài):此時(shí)MS與移動(dòng)通信系統(tǒng)間不能進(jìn)行任何聯(lián)系,即網(wǎng)絡(luò)不能達(dá)到MS,MS也無(wú)法告訴網(wǎng)絡(luò)其所處的位置區(qū)的變化。一旦MS關(guān)機(jī),就沒(méi)有通信事件可言了,因此說(shuō)的通信事件是當(dāng)MS開(kāi)機(jī)時(shí)而言的。MS開(kāi)機(jī),空閑狀態(tài)(也稱為附著狀態(tài):此時(shí)系統(tǒng)可成功尋呼到MS,MS被認(rèn)為是“附著”。當(dāng)MS移動(dòng)時(shí),經(jīng)檢查,MS連接到接收性能最好的BCCH上。MS還必須通知網(wǎng)絡(luò)其位置的變化,即“位置更新”,同時(shí)在連續(xù)移動(dòng)時(shí),也要檢測(cè)BCCH上的載頻強(qiáng)度,決定是否切換到新小區(qū)的載頻強(qiáng)度更好的BCCH上。(網(wǎng)絡(luò)不參與處理,

3、由MS自動(dòng)完成1.2MS空閑模式下的行為MS處于空閑模式時(shí),并不意味著MS真正的空閑起來(lái),和網(wǎng)絡(luò)沒(méi)有任何聯(lián)系,相反,它要不斷和網(wǎng)絡(luò)交換信息,收聽(tīng)系統(tǒng)廣播和尋呼消息,隨時(shí)保持守候狀態(tài),一旦需要就可立刻接入系統(tǒng)進(jìn)行通信。根據(jù)GSM03.22規(guī)定,當(dāng)MS處于空閑模式時(shí),將進(jìn)行下面的四項(xiàng)事件:1、網(wǎng)絡(luò)選擇2、小區(qū)選擇3、小區(qū)重選4、位置更新通話狀態(tài)下會(huì)出現(xiàn)尋呼、信道立即指配、鑒權(quán)加密、主叫、被叫、短消息、切換、模式改變、釋放、呼叫重建、無(wú)線鏈路控制和功率控制等事件。 圖1-1 空閑模式下的通信事件因?yàn)镚SM是一個(gè)全球移動(dòng)通信系統(tǒng),MS可以在不同的國(guó)家、網(wǎng)絡(luò)間自由漫游,因此首先進(jìn)行的就是網(wǎng)絡(luò)選擇,以選擇

4、一個(gè)合適的GSM網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行駐留,接受網(wǎng)絡(luò)提供的各種業(yè)務(wù)。當(dāng)MS駐留在一個(gè)網(wǎng)絡(luò)中時(shí),可以實(shí)現(xiàn)下面三個(gè)目的:1、MS從網(wǎng)絡(luò)中收到系統(tǒng)消息。2、如果該MS想發(fā)起一個(gè)呼叫,那么將可以通過(guò)該小區(qū)接入網(wǎng)絡(luò)。3、如果網(wǎng)絡(luò)收到一個(gè)呼叫該MS的信號(hào),那么系統(tǒng)知道該MS駐留在哪個(gè)位置區(qū)中,因此可以通過(guò)該位置區(qū)中的所有基站向MS發(fā)Paging信息,該MS由于駐留在該位置區(qū)中某小區(qū)的BCCH上,那么就可以收到給自己的Paging消息,并且可以通過(guò)控制信道進(jìn)行回應(yīng)。而當(dāng)MS不能找到一個(gè)合適的小區(qū)駐留時(shí),或者沒(méi)有插入SIM卡時(shí),MS只能不考慮是否允許登記網(wǎng)絡(luò),此時(shí),MS只能進(jìn)行緊急呼叫。緊急呼叫情況下,MS只能進(jìn)行緊急呼叫

5、,仍然可以進(jìn)行小區(qū)切換,不進(jìn)行位置更新操作。網(wǎng)絡(luò)選擇是為了讓MS接入可用的網(wǎng)絡(luò),然后進(jìn)行通信。當(dāng)出現(xiàn)下面情況之一時(shí),MS將進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)選擇:1、當(dāng)MS開(kāi)機(jī)后;2、用戶手動(dòng)操作進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)選擇;3、手機(jī)從盲區(qū)進(jìn)入覆蓋區(qū);4、手機(jī)在進(jìn)行國(guó)際漫游時(shí),將周期性嘗試返回本國(guó)網(wǎng)絡(luò)。網(wǎng)絡(luò)選擇分自動(dòng)選擇和手動(dòng)選擇兩種。當(dāng)用戶使用手動(dòng)選擇時(shí),將根據(jù)用戶的選擇到可用網(wǎng)絡(luò)中進(jìn)行登記。在自動(dòng)模式下,如果最后登記的網(wǎng)絡(luò)沒(méi)有儲(chǔ)存或者不可用時(shí),將按下面順序進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)選擇:1、自身服務(wù)商網(wǎng)絡(luò);2、SIM卡中儲(chǔ)存的網(wǎng)絡(luò)列表;3、從接收到的信號(hào)強(qiáng)度-85dBm的網(wǎng)絡(luò)列表中進(jìn)行隨機(jī)選擇;4、從其它的網(wǎng)絡(luò)中按接收強(qiáng)度遞減順序進(jìn)行選擇;而當(dāng)MS

6、第一次登記時(shí),MSC/VLR中沒(méi)有該用戶的任何信息,若MS在它的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器中找不到原來(lái)的位置區(qū)域識(shí)別碼LAI,這時(shí)就需要向網(wǎng)絡(luò)發(fā)送位置更新消息通知系統(tǒng)這是一個(gè)此位置區(qū)內(nèi)的新用戶,進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)登記。當(dāng)MS符合接入條件,登記完成后,MSC/VLR就認(rèn)為此MS被激活,并對(duì)其數(shù)據(jù)字段做“附著”標(biāo)記。一旦MS接入網(wǎng)絡(luò)后,接下來(lái)的就是選擇一個(gè)合適的小區(qū),然后駐留在該小區(qū)上,隨時(shí)和網(wǎng)絡(luò)保持通信連接。MS開(kāi)機(jī)后,它要在空中接口上搜索以找到正確的頻率,依靠接收到的頻率校正和同步信息,鎖定到一正確BCCH頻率上,該頻率載有廣播信息和可能的尋呼信息。手機(jī)根據(jù)接收到的信號(hào)強(qiáng)度和小區(qū)系統(tǒng)參數(shù)進(jìn)行C1、C2值的計(jì)算,進(jìn)行后面

7、的小區(qū)選擇和小區(qū)重選。當(dāng)手機(jī)完成上面的網(wǎng)絡(luò)選擇后,就需要尋找網(wǎng)絡(luò)允許的所有BCCH頻點(diǎn),并且選擇一個(gè)最合適的進(jìn)行駐留,該過(guò)程就叫做“小區(qū)選擇”。小區(qū)選擇是為了讓MS在網(wǎng)絡(luò)中選擇一個(gè)最合適的小區(qū),并把該小區(qū)作為自己的主服小區(qū),通過(guò)該小區(qū)進(jìn)行通信。MS選擇某個(gè)小區(qū)后,調(diào)諧到該小區(qū)的BCCH載頻上,監(jiān)聽(tīng)BCCH上的系統(tǒng)信息以及從而得到服務(wù)小區(qū)的LA等信息,而且在CCCH上接收尋呼信息。 圖1-2 小區(qū)選擇小區(qū)選擇的標(biāo)準(zhǔn)包括下面幾點(diǎn):1、所選擇的小區(qū)必須是屬于所選擇的網(wǎng)絡(luò);2、該小區(qū)不是被禁止的;3、該小區(qū)的C10;4、*如果處于漫游中,檢查是否處于禁止列表中;5、*在沒(méi)有一般小區(qū)選擇的情況下,才選擇

8、低優(yōu)先級(jí)的小區(qū)。注意:其中的*表示只適用于Phase2手機(jī)。小區(qū)選擇分為存儲(chǔ)列表方式和普通方式。1.存儲(chǔ)列表方式當(dāng)手機(jī)關(guān)機(jī)時(shí),把最后的PLMN網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)在SIM卡中,同時(shí)也把最后的BA列表存儲(chǔ)在手機(jī)的SIM卡中。當(dāng)手機(jī)再次開(kāi)機(jī)進(jìn)行小區(qū)選擇時(shí),將首先搜索上次關(guān)機(jī)時(shí)存儲(chǔ)在SIM卡中的BCCH載波,進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)選擇和小區(qū)選擇,如果可以駐留,那么就選擇該小區(qū)作為服務(wù)小區(qū)。如果不能駐留,那么將對(duì)存儲(chǔ)在BA列表(Idle表中的BCCH頻率進(jìn)行搜索。BA列表分為Idle列表和Active列表:1BA Idle列表該列表信息在BCCH上通過(guò)系統(tǒng)信息消息類型2(system information message t

9、ype2發(fā)送,用于MS 在空閑模式時(shí)的小區(qū)選擇和重選。它包含PLMN在某個(gè)物理區(qū)域中使用的BCCH載波,最多32個(gè)頻點(diǎn)。2BA Active列表該列表在SACCH上通過(guò)系統(tǒng)信息消息類型5(system information message type 5發(fā)送。其中的頻點(diǎn)是MS在通話狀態(tài)下測(cè)量的鄰小區(qū)頻點(diǎn),在小區(qū)切換時(shí)起作用。該列表中必須包含該小區(qū)相鄰小區(qū)的BCCH 頻率,否則將導(dǎo)致小區(qū)不參與切換判決,因而只支持服務(wù)區(qū)內(nèi)的呼叫,不能進(jìn)行切換換,一共可以有32個(gè)列在該列表中。2.普通方式如果MS在BA Idle列表中仍然不能搜索到合適的BCCH載波,那么將用普通方式進(jìn)行接下來(lái)的小區(qū)選擇:這時(shí)MS將

10、測(cè)量所有允許的頻點(diǎn),然后從不同的頻點(diǎn)上抽取5個(gè)測(cè)試值進(jìn)行平均,計(jì)算出每個(gè)頻點(diǎn)的平均信號(hào)強(qiáng)度,根據(jù)不同的電平強(qiáng)度列出一個(gè)表,整個(gè)過(guò)程持續(xù)35秒。MS調(diào)諧到信號(hào)強(qiáng)度最高的頻點(diǎn)上,然后搜索FCCH判斷該頻點(diǎn)是否為BCCH頻點(diǎn),如果判定為BCCH載波,那么MS將通過(guò)解碼SCH來(lái)與該BCCH同步,然后讀取BCCH上的系統(tǒng)消息。然后根據(jù)讀取的系統(tǒng)消息來(lái)判斷該小區(qū)是否屬于所選擇的網(wǎng)絡(luò),以及小區(qū)是否為禁止,小區(qū)的C1是否大于0,如果這三項(xiàng)都通過(guò),那么MS將駐留在該小區(qū)上,否則將從次強(qiáng)的頻點(diǎn)上再次進(jìn)行選擇。當(dāng)列表中的頻率信道都被搜索后仍然沒(méi)有找到合適的小區(qū),那么MS將繼續(xù)監(jiān)測(cè)所有的頻信道,然后選擇C10,未被禁

11、止的小區(qū),這時(shí)就不考慮是否屬于所選擇的網(wǎng)絡(luò)了,找到合適的小區(qū)后,就駐留在該頻點(diǎn)上,不過(guò)此時(shí),MS就只能進(jìn)行緊急呼叫了。一旦MS完成小區(qū)選擇后,MS將接收到系統(tǒng)廣播中的BA列表,BA列表將被重置和更新。 圖1-3 小區(qū)選擇流程算法C1是小區(qū)選擇時(shí)的判斷標(biāo)準(zhǔn),其定義如下:C1=(received_signal_level-ACCMIN-max(CCHPWR-P,0max(CCHPWR-P,0=CCHPWR-P,若CCHPWR-P0max(CCHPWR-P,0=0,若CCHPWR-P0其中:received_signal_level是手機(jī)從BTS接收到的下行信號(hào)強(qiáng)度電平;ACCMIN是系統(tǒng)允許手機(jī)接

12、入本小區(qū)的最小信號(hào)強(qiáng)度電平;CCHPWR是小區(qū)定義的手機(jī)最大發(fā)射功率,對(duì)于Class4手機(jī)一般定為33dBm;P是手機(jī)實(shí)際的最大發(fā)射功率。公式中所有的單位都是dBm。received_signal_level-ACCMIN是為了保證下行鏈路信號(hào)強(qiáng)度,該數(shù)值越大,表明下行信號(hào)強(qiáng)度越好;max(CCHPWR-P,0是為了保證上行鏈路信號(hào)強(qiáng)度;從該公式看出可以通過(guò)修改ACCMIN的值來(lái)控制小區(qū)選擇參數(shù),從而控制該小區(qū)的邏輯覆蓋范圍。算法C1是為了保證在上下行鏈路上有較高的通信成功率,因此是小區(qū)選擇的標(biāo)準(zhǔn)。在實(shí)際的網(wǎng)絡(luò)操作中,網(wǎng)絡(luò)操作者往往由于某種需要而禁止MS接入某些小區(qū),比如某小區(qū)話務(wù)量過(guò)大,通過(guò)

13、禁止MS接入來(lái)限制話務(wù)量,但當(dāng)MS通話時(shí),可以切換至該小區(qū),從而防止該小區(qū)過(guò)多的擁塞。因此在GSM系統(tǒng)規(guī)范03.22中,為了對(duì)小區(qū)接入進(jìn)行控制,規(guī)定可以對(duì)小區(qū)接入狀態(tài)進(jìn)行設(shè)置,上面的網(wǎng)絡(luò)選擇、小區(qū)選擇和小區(qū)重選都涉及到該概念。具體由CB和CBQ兩參數(shù)進(jìn)行控制。CB:小區(qū)接入禁止參數(shù),若設(shè)置為“ON”則該小區(qū)禁止手機(jī)接入,但MS通話時(shí)可以切換進(jìn)本小區(qū);CBQ:小區(qū)接入優(yōu)先級(jí),對(duì)空閑模式下的小區(qū)接入進(jìn)行優(yōu)先級(jí)設(shè)定,只對(duì)Phase2手機(jī)有效;CB同CBO往往組合使用,組合效果如下表所示:CBQ CB selection reselectionHIGH NO NORMAL NORMALHIGH YES

14、 BARRED BARREDLOW NO LOW NORMALLOW YES LOW NORMALCBQ只適用于Phase2手機(jī)。當(dāng)完成上面的小區(qū)選擇后,MS將駐留在服務(wù)小區(qū)中,隨時(shí)和系統(tǒng)保持通信,同時(shí)也不斷測(cè)量服務(wù)小區(qū)和BA列表中鄰小區(qū)的信號(hào)強(qiáng)度,測(cè)量過(guò)程和小區(qū)選擇時(shí)的測(cè)量方法一樣,也是每個(gè)BCCH頻點(diǎn)抽取5個(gè)測(cè)試值進(jìn)行平均,然后進(jìn)行排隊(duì),同時(shí)讀取BSIC信息。手機(jī)對(duì)小區(qū)測(cè)量的頻度如下表所示:BSIC BCCH服務(wù)小區(qū) - 每30秒內(nèi)六個(gè)鄰小區(qū) 每30秒內(nèi) 每5分鐘內(nèi)MS至少每30秒內(nèi)對(duì)服務(wù)小區(qū)的BCCH進(jìn)行解碼,讀取BCCH中的全部系統(tǒng)信息。由于MS的移動(dòng)性,以及GSM小區(qū)的范圍,決定了網(wǎng)

15、絡(luò)中的MS不是常駐一個(gè)小區(qū)中的,一旦當(dāng)前服務(wù)小區(qū)發(fā)生某些變化,不再滿足一些基本通信條件,MS將根據(jù)測(cè)量報(bào)告重新選擇小區(qū),然后進(jìn)行駐留,這就是下面講的小區(qū)重選。小區(qū)重選是MS在空閑模式下因位置變動(dòng),信號(hào)變化等因素引起的重新選擇服務(wù)小區(qū)的過(guò)程。小區(qū)重選是根據(jù)MS的測(cè)量報(bào)告進(jìn)行判斷的,在MS的測(cè)量程序中,包括了對(duì)六個(gè)鄰小區(qū)的測(cè)量,至少每30秒內(nèi)對(duì)鄰小區(qū)進(jìn)行BSIC解碼,以確定鄰小區(qū)沒(méi)有變化,如果發(fā)現(xiàn)BSIC發(fā)生了變化,則判定鄰小區(qū)發(fā)生了變化,接著就將對(duì)其BCCH進(jìn)行重新解讀;每5分鐘內(nèi)對(duì)鄰小區(qū)的BCCH進(jìn)行重新解碼,以保證小區(qū)重選數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確。在下列情況下,MS將啟動(dòng)小區(qū)重選程序(如果C2算法沒(méi)有被激

16、活,那么C2=C1:1、小區(qū)變成禁止?fàn)顟B(tài)。2、在最大重傳MAXRET設(shè)定的次數(shù)內(nèi),MS仍然接入系統(tǒng)不成功。3、下行鏈路上的誤碼率太高(MS不能夠?qū)ず舻男畔⑦M(jìn)行解碼,出現(xiàn)鏈路故障。下行鏈路故障的判斷是根據(jù)計(jì)數(shù)器DSC(downlink signalling failure counter,當(dāng)MS選擇了某小區(qū)時(shí),DSC取90/BS_PA_MFRMS的整數(shù),BS_PA_MFRMS(GSM05.02為基站發(fā)送尋呼消息給同一尋呼組MS之間的51TDMA幀復(fù)幀數(shù),當(dāng)MS要在其尋呼子信道上譯碼時(shí),若成功,則DSC加1,但不超過(guò)90/BS_PA_MFRMS;若解碼失敗,則DSC減4,當(dāng)DSC0時(shí),則斷定下行

17、鏈路出現(xiàn)了故障。(GSM05.084、服務(wù)小區(qū)C10連續(xù)超過(guò)5秒以上。5、另一個(gè)小區(qū)的C1大于當(dāng)前小區(qū)C1的時(shí)間超過(guò)5秒以上。6、另一個(gè)位置區(qū)小區(qū)的C2大于當(dāng)前小區(qū)(C2+CRH的時(shí)間超過(guò)5秒以上。不過(guò)每次由C2引起的小區(qū)重選至少間隔15秒,其作用是為了避免MS頻繁的進(jìn)行小區(qū)重選,占用系統(tǒng)資源。MS最少每5秒計(jì)算一次服務(wù)小區(qū)和鄰小區(qū)的C2值。注意:MS進(jìn)行小區(qū)選擇/重選時(shí)不需要網(wǎng)絡(luò)的參與。CRH只在兩小區(qū)分屬于不同位置區(qū)時(shí)才起作用。小區(qū)重選依靠C2參數(shù)進(jìn)行判斷和進(jìn)行(GSM05.08,其定義為:C2=C1+CRO-TO*H(PT-T;PT31C2=C1-CRO。PT=31函數(shù)H(X:H(x=0

18、,當(dāng)x=T3212。當(dāng)MS完成小區(qū)重選,處于守候狀態(tài)時(shí),其頻率調(diào)諧到小區(qū)BCCH頻點(diǎn)上,并且不斷收聽(tīng)系統(tǒng)廣播消息,同時(shí)在屬于自己的尋呼組中,監(jiān)聽(tīng)發(fā)送給自己的尋呼,以便隨時(shí)接聽(tīng)電話。MS的尋呼組是根據(jù)其IMSI和一定算法計(jì)算出來(lái)的,呼叫MS的路由到達(dá)該MS登記的MSC/VLR后,由此MSC/VLR向MS發(fā)尋呼消息,該消息在整個(gè)位置區(qū)內(nèi)廣播,位置區(qū)內(nèi)的所有基站都要向MS發(fā)送尋呼消息。LAI內(nèi)的正在接收CCCH信息的被叫MS便會(huì)收到此尋呼消息并立即響應(yīng)。MS必須至少每30秒讀取服務(wù)小區(qū)的BCCH信息一次。當(dāng)呼叫MS時(shí),MSC向同一LAI內(nèi)的所有小區(qū)發(fā)送尋呼命令,由各小區(qū)在PCH上發(fā)出尋呼消息。當(dāng)尋呼

19、組中沒(méi)有尋呼消息發(fā)送給MS時(shí),系統(tǒng)將傳送空白尋呼消息。當(dāng)系統(tǒng)發(fā)送的尋呼組不屬于自己的尋呼組時(shí),MS將在這期間處于休眠狀態(tài),以最小功耗工作,直到屬于自己的尋呼組到來(lái)。詳細(xì)的尋呼組計(jì)算方法,請(qǐng)參閱GSM規(guī)范。 圖1-11 MS在自己的尋呼組上監(jiān)聽(tīng)尋呼消息根據(jù)邏輯信道理論知識(shí)不難得出,采用非組合方式時(shí),BCCH載頻的TS0上有9個(gè)CCCH塊。而當(dāng)采用組合配置時(shí),BCCH載頻的TS0上只有3個(gè)CCCH塊。AGBLK定義了CCCH信道中有多少CCCH塊保留給AGCH信道使用,以防止尋呼消息過(guò)多時(shí),無(wú)AGCH信道的情況發(fā)生。由于總的CCCH塊的數(shù)量已經(jīng)決定了,該參數(shù)實(shí)際上定義了AGCH與PCH的分配比例:

20、組合方式 CCCH塊的個(gè)數(shù) AGCH塊的個(gè)數(shù) PCH塊的個(gè)數(shù)非組合 9 X(X=0-7 9-X組合 3 X(X=0-2 3-XAGBLK包含于信息單元“控制信道描述”中,在每個(gè)小區(qū)廣播的系統(tǒng)消息中傳送。MFRMS定義了一個(gè)完整的尋呼消息由多少個(gè)復(fù)幀完成(2-9。盡管從理論上講,MFRMS越大,小區(qū)在同一時(shí)刻,可以尋呼更多的MS。但實(shí)際上,由于總的CCCH消息塊數(shù)目,AGCH與PCH分配的比例已經(jīng)確定,在某一時(shí)間段內(nèi),總的尋呼消息數(shù)目確定。所以調(diào)整該參數(shù)對(duì)提高被叫接通率無(wú)影響。在實(shí)際系統(tǒng)中經(jīng)常發(fā)現(xiàn)LAI分區(qū)過(guò)小,造成MS頻繁發(fā)生位置更新,增加SDCCH負(fù)荷,影響系統(tǒng)運(yùn)行質(zhì)量?？梢岳媒y(tǒng)計(jì)確認(rèn)現(xiàn)有

21、LAI分區(qū)是否合理,是否需要重新分區(qū)。AGBLK、MFRMS、尋呼組和每組尋呼間隔:組合情況下的尋呼組個(gè)數(shù)非組合情況下的尋呼組個(gè)數(shù)MFRMS 尋呼組之間的時(shí)間間隔(秒AGBLK=0 AGBLK=1 AGBLK=0 AGBLK=12 0.47 6 4 18 163 0.71 9 6 27 244 0.94 12 8 36 325 1.18 15 10 45 406 1.41 18 12 54 487 1.65 21 14 63 568 1.89 24 16 72 649 2.12 27 18 81 72愛(ài)立信GSM系統(tǒng)的Paging程序是由MSC進(jìn)行控制的,能夠設(shè)置不同的Paging程序,比如不

22、送任何2次Paging信息,或者第2次送global Paging,這些都能夠由操作者在MSC上用參數(shù)進(jìn)行控制。 Paging嘗試包括第一次和再次尋呼,采用Local或Global方式?jīng)Q定于VLR中是否存儲(chǔ)著LAI信息。Local方式只能在一個(gè)位置區(qū)中進(jìn)行,Global方式是在整個(gè)MSC服務(wù)區(qū)中進(jìn)行。如果第一次尋呼發(fā)出后,在計(jì)時(shí)器PAGTIMEFRST1LA(Local方式或者PAGTIMEFRSTGLOB(Global方式超時(shí)后,將發(fā)起第二次尋呼。如果第一次尋呼采用local方式,參數(shù)PAGREP1LA決定是否進(jìn)行第二尋呼。當(dāng)?shù)诙螌ず舭l(fā)出后,MSC將啟動(dòng)計(jì)時(shí)器PAGTIMEREP1LA(l

23、ocal方式或PAGTIMEREGLOB(global方式,當(dāng)計(jì)時(shí)器超時(shí)后,系統(tǒng)將認(rèn)為該次尋呼不成功。如果第一次采用global方式,并且在第一次超時(shí)前沒(méi)有收到手機(jī)響應(yīng)時(shí),參數(shù)PAGREPGLOB決定是否發(fā)起第二次尋呼。如果第二次尋呼發(fā)出后,在計(jì)時(shí)器PAGTIMEREPGLOB超時(shí)后,仍然沒(méi)有回應(yīng)時(shí),MSC將認(rèn)為手機(jī)不可達(dá)。2 系統(tǒng)消息與Paging消息在GSM移動(dòng)通信系統(tǒng)中,系統(tǒng)消息的發(fā)送方式有兩種,一種是廣播消息,另一種是隨路消息。MS在空閑模式下,與網(wǎng)絡(luò)設(shè)備間的聯(lián)系是通過(guò)廣播的系統(tǒng)消息實(shí)現(xiàn)的。網(wǎng)絡(luò)設(shè)備向MS廣播系統(tǒng)消息,使得MS知道自己所處的位置,以及能夠獲得的服務(wù)類型,在廣播的系統(tǒng)消息

24、中的某些參數(shù)還控制了MS的小區(qū)重選。MS在進(jìn)行呼叫時(shí),與網(wǎng)絡(luò)設(shè)備間的聯(lián)系是通過(guò)隨路的系統(tǒng)消息實(shí)現(xiàn)的。網(wǎng)絡(luò)設(shè)備向MS發(fā)送的隨路系統(tǒng)消息中的某些內(nèi)容,控制了MS的傳輸、功率控制與切換等行為。廣播的系統(tǒng)消息與隨路的系統(tǒng)消息是緊密聯(lián)系的。在廣播的系統(tǒng)消息中的內(nèi)容可以與隨路的系統(tǒng)消息中的內(nèi)容重復(fù)。隨路的系統(tǒng)消息中的內(nèi)容可以與廣播的系統(tǒng)消息中的內(nèi)容不一致,這主要是由于隨路的系統(tǒng)消息只影響一個(gè)MS的行為,而廣播的系統(tǒng)消息影響的是所有處于空閑模式下的MS。網(wǎng)絡(luò)不斷的通過(guò)BTS給所有MS發(fā)送一些信息,MS需要通過(guò)這些信息和網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行通信,因此把這些在無(wú)線接口上廣播的信息稱做系統(tǒng)消息。GSM網(wǎng)絡(luò)中,根據(jù)消息內(nèi)容的不

25、同和傳送的信道不同,而把系統(tǒng)消息分為下面幾種類型:系統(tǒng)消息1(可選的:用于跳頻的系統(tǒng)消息,包括小區(qū)信道描述和RACH控制參數(shù);系統(tǒng)消息2:鄰小區(qū)BCCH頻點(diǎn)描述,RACH控制消息和允許的PLMN;系統(tǒng)消息2bis:擴(kuò)展鄰小區(qū)BCCH頻點(diǎn)描述和RACH控制消息;系統(tǒng)消息2ter:擴(kuò)展鄰小區(qū)BCCH頻點(diǎn)描述;系統(tǒng)消息3:小區(qū)識(shí)別(Cell ID,位置區(qū)識(shí)別(LAI,控制信道描述,小區(qū)選擇參數(shù),RACH控制參數(shù);系統(tǒng)消息4:位置區(qū)識(shí)別(LAI,小區(qū)選擇參數(shù),RACH控制參數(shù),CBCH信道描述,CBCH移動(dòng)配置;系統(tǒng)消息5:鄰近小區(qū)BCCH頻點(diǎn)描述;系統(tǒng)消息5bis:擴(kuò)展鄰近小區(qū)BCCH頻點(diǎn)描述;系統(tǒng)

26、消息5ter:擴(kuò)展鄰近小區(qū)BCCH頻點(diǎn)描述;系統(tǒng)消息6:小區(qū)識(shí)別(CellID,位置區(qū)識(shí)別(LAI,小區(qū)選擇;系統(tǒng)消息7/8(可選的:系統(tǒng)消息4的補(bǔ)充和擴(kuò)展,關(guān)于小區(qū)重選的系統(tǒng)消息。這些系統(tǒng)消息包括整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的參數(shù),也包括每個(gè)小區(qū)自己的參數(shù)。MS空閑時(shí),系統(tǒng)消息在BCCH信道上廣播;MS通話時(shí),系統(tǒng)消息在SACCH信道上發(fā)送。系統(tǒng)消息1、2、3、4、7、8在BCCH信道上傳送,系統(tǒng)消息5、6在SACCH信道上傳送。在GSM1800和GSM1900系統(tǒng)中,另外還有系統(tǒng)消息2bis和系統(tǒng)消息5bis,作為系統(tǒng)消息2和系統(tǒng)消息5的擴(kuò)展。在雙頻系統(tǒng)中,系統(tǒng)消息2ter和系統(tǒng)消息5ter通知MS進(jìn)行測(cè)量的

27、頻段。系統(tǒng)消息1、7、8可以由維護(hù)者決定是否發(fā)送,參數(shù)SIMSG和MSGDIST是系統(tǒng)消息1、7、8發(fā)送與否的開(kāi)關(guān)。參數(shù)MSGDIST控制系統(tǒng)消息1、7、8的發(fā)送與否,SIMSG控制何種系統(tǒng)消息的發(fā)送。系統(tǒng)消息7、8包括小區(qū)重選參數(shù)C2,因此如果系統(tǒng)消息7/8沒(méi)有發(fā)送,那么小區(qū)重選參數(shù)C2不起作用,MS將用C1作為小區(qū)重選的依據(jù)。系統(tǒng)消息7、8是針對(duì)系統(tǒng)消息4的擴(kuò)展,只有phase2手機(jī)才能收到。注意:當(dāng)系統(tǒng)消息7、8發(fā)送時(shí),參數(shù)AGBLK不能設(shè)置為0。原因是PCH,AGCH和系統(tǒng)消息7、8共享CCCH 塊。如果采用8個(gè)以上頻點(diǎn)的跳頻,并且CBCH放置在一個(gè)SDCCH/8上,系統(tǒng)消息4此時(shí)已經(jīng)

28、全滿了,因此系統(tǒng)消息7和8必須打開(kāi)。系統(tǒng)消息表: 網(wǎng)絡(luò)側(cè)負(fù)責(zé)完成在下行鏈路上對(duì)處于空閑模式的MS進(jìn)行系統(tǒng)消息廣播和和尋呼的任務(wù)。處于空閑模式下的MS若選擇了某小區(qū)作為其服務(wù)小區(qū),它就可以開(kāi)始收聽(tīng)該小區(qū)的尋呼消息了。為了降低MS功耗,在GSM規(guī)范中引入了不連續(xù)接收的機(jī)制,即每個(gè)移動(dòng)用戶(即對(duì)應(yīng)每個(gè)IMSI都對(duì)應(yīng)著個(gè)專門的尋呼組,每個(gè)尋呼組都分別與小區(qū)的一個(gè)尋呼子信道相對(duì)應(yīng),MS可根據(jù)自身IMS的最后3位及服務(wù)小區(qū)尋呼信道的配置情況來(lái)計(jì)算出它所屬的尋呼組,進(jìn)而計(jì)算出該尋呼組的尋呼子信道位置。在空閑狀態(tài)下某尋呼組的MS只在其固定的尋呼子信道上采收聽(tīng)系統(tǒng)廣播的尋呼消息(在此期間它還可用來(lái)監(jiān)測(cè)非服務(wù)小區(qū)

29、BCCH載波的接收電平,而忽略其它尋呼子信道的內(nèi)容,甚至在其它尋呼子信道期間關(guān)閉MS某些硬件設(shè)備的電源以節(jié)約MS的功率開(kāi)銷,但必須保證在一定的時(shí)間內(nèi)完成必要的測(cè)量網(wǎng)絡(luò)消息的任務(wù)?？梢愿鶕?jù)CCCH信道的配置類型、AGBLK、MFRMS來(lái)計(jì)算出每個(gè)小區(qū)尋呼子信道的個(gè)數(shù),具體計(jì)算方法參見(jiàn)GSM04.08。2.1系統(tǒng)消息1系統(tǒng)消息1為廣播消息,當(dāng)小區(qū)采用跳頻方式,手機(jī)需要知道哪些頻段和頻率包含在跳頻規(guī)則中,這些信息就包含在系統(tǒng)消息1中。 GSM900和GSM1800能夠存在于一個(gè)BSC中,如果系統(tǒng)類型設(shè)置為“MIXED”,意味著B(niǎo)SC內(nèi)包含了多個(gè)GSM頻段,小區(qū)類型必須在小區(qū)數(shù)據(jù)中進(jìn)行定義。關(guān)于MS如

30、何接入系統(tǒng)的消息,以及RACH控制參數(shù)都包含在系統(tǒng)消息2、3、4中。其中包括小區(qū)信道描述、小區(qū)位置號(hào)(Cell Allocation Number,CANO、小區(qū)的絕對(duì)頻點(diǎn)號(hào)CAARFCN、RACH控制參數(shù)、接入控制等級(jí)(Access Control Class,ACC、被禁止的接入等級(jí)、小區(qū)接入禁止(Cell barred,CB、小區(qū)呼叫重建指示(RE Call re-establishment、最大重傳次數(shù)MAXRET、消息重傳允許、TX等。2.2系統(tǒng)消息2系統(tǒng)消息2為廣播消息。系統(tǒng)消息2包括雙BA列表,其中定義了進(jìn)行小區(qū)選擇和切換的BCCH頻點(diǎn),手機(jī)需要根據(jù)這個(gè)列表對(duì)鄰小區(qū)進(jìn)行測(cè)量。 系

31、統(tǒng)消息2中可能還包括系統(tǒng)消息2Bis和系統(tǒng)消息2Ter,當(dāng)BA列表太長(zhǎng)時(shí),將有可能用到系統(tǒng)消息2Bis,如果網(wǎng)絡(luò)中包括多個(gè)頻段,那么其他頻段的BA列表將通過(guò)系統(tǒng)消息2Ter傳送。 系統(tǒng)消息2Bis和2Ter是可選的。系統(tǒng)消息2、2Bis和2Ter除了包含BA列表外,還包含以下內(nèi)容:鄰小區(qū)描述、BCCH分配序列號(hào)(BCCH allocation sequence number,BAIND、網(wǎng)絡(luò)色碼參數(shù)NCCPERM、RACH控制參數(shù)等。2.3系統(tǒng)消息3系統(tǒng)消息3包含當(dāng)前的LA和小區(qū)標(biāo)識(shí)號(hào),如果LA改變,那么MS必須進(jìn)行位置更新,目的是為了計(jì)算自己的尋呼組。系統(tǒng)消息3中還包含周期性位置更新的時(shí)間指

32、示。系統(tǒng)消息3主要包含下面信息:小區(qū)標(biāo)識(shí)、位置區(qū)標(biāo)識(shí)、國(guó)家代碼、網(wǎng)絡(luò)代碼、控制信道描述、Attach/Detach指示、信道組合情況、AGBLK、MFRMS、T3212、不連續(xù)發(fā)射DTX、功率控制指示PWRC、無(wú)線鏈路超時(shí)RLINKT、小區(qū)選擇參數(shù)、最小接入強(qiáng)度ACCMIN、手機(jī)接入系統(tǒng)時(shí)的最大發(fā)射功率CCHPWR、小區(qū)重選滯后CRH、RACH控制參數(shù)。 2.4系統(tǒng)消息4如果小區(qū)廣播打開(kāi),那么網(wǎng)絡(luò)操作者能給小區(qū)中的所有空閑手機(jī)發(fā)送文本消息,手機(jī)必須每隔一定時(shí)間收聽(tīng)小區(qū)廣播,同時(shí)必須知道小區(qū)廣播在哪個(gè)頻點(diǎn)上進(jìn)行廣播,該頻點(diǎn)信息就包含在系統(tǒng)消息4中。系統(tǒng)消息4還包含以下消息:CBCH描述、CBCH

33、信道號(hào)、訓(xùn)練序列TSC、基站色碼BCC、位置區(qū)指示LAI、小區(qū)選擇參數(shù)、RACH控制參數(shù)。 2.5系統(tǒng)消息5系統(tǒng)消息5傳送的內(nèi)容和系統(tǒng)消息2一樣,只是系統(tǒng)消息5在手機(jī)通話時(shí),通過(guò)SACCH信道傳送,因此屬于隨路消息,系統(tǒng)消息5中還包括系統(tǒng)消息5Bis和系統(tǒng)消息5Ter,包含內(nèi)容和系統(tǒng)消息2Bis和2Ter一樣。2.6系統(tǒng)消息6系統(tǒng)消息6傳送的內(nèi)容和系統(tǒng)消息3一樣,只是系統(tǒng)消息6在手機(jī)通話時(shí),通過(guò)SACCH信道傳送,因此屬于隨路消息。在手機(jī)通話時(shí),手機(jī)需要知道其LAI是否改變,如果改變,那么在通話結(jié)束時(shí),必須進(jìn)行位置更新。2.7系統(tǒng)消息7/8系統(tǒng)消息7/8屬于廣播消息。系統(tǒng)消息7/8中包含小區(qū)重

34、選參數(shù),是系統(tǒng)消息4的擴(kuò)展。2.8Paging Requst type1可以看到,在信令里面,Paging的信令出現(xiàn)次數(shù)特別多,原因是網(wǎng)絡(luò)對(duì)手機(jī)尋呼是對(duì)一個(gè)位置區(qū)內(nèi)進(jìn)行尋呼的,只有當(dāng)手機(jī)解開(kāi)這條信息才會(huì)作出響應(yīng)。 Paging Request Type 1:尋呼請(qǐng)求類型1,網(wǎng)絡(luò)給兩個(gè)移動(dòng)臺(tái)發(fā)尋呼,包括尋呼模式、移動(dòng)臺(tái)1和2需要的信道、移動(dòng)識(shí)別1、移動(dòng)識(shí)別2等。Paging Request Type 2:尋呼請(qǐng)求類型2,網(wǎng)絡(luò)給三個(gè)移動(dòng)臺(tái)發(fā)尋呼,包括尋呼模式、移動(dòng)臺(tái)1和2需要的信道、移動(dòng)識(shí)別1、移動(dòng)識(shí)別2、移動(dòng)識(shí)別3等。Paging Request Type 3:尋呼請(qǐng)求類型3,網(wǎng)絡(luò)給四個(gè)移動(dòng)臺(tái)發(fā)

35、尋呼,包括尋呼模式、移動(dòng)臺(tái)1和2需要的信道、移動(dòng)識(shí)別1、移動(dòng)識(shí)別2、移動(dòng)識(shí)別3、移動(dòng)識(shí)別4等。 3 空閑模式的主要參數(shù)設(shè)置與優(yōu)化空閑模式指的是手機(jī)終端在開(kāi)機(jī)條件下而沒(méi)有占用任何無(wú)線資源的狀態(tài)。在移動(dòng)蜂窩系統(tǒng)中,由于手機(jī)的位置不固定,必然產(chǎn)生手機(jī)由于移動(dòng)或手機(jī)接收無(wú)線信號(hào)的變化,選用不同基站信號(hào)的情況。手機(jī)對(duì)小區(qū)的選擇是由手機(jī)完成的,但在實(shí)際上要受基站的控制,由于手機(jī)沒(méi)有占用任何無(wú)線資源同網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行連接,所以系統(tǒng)只能通過(guò)系統(tǒng)廣播的信息來(lái)控制手機(jī)的行為。而空閑模式下參數(shù)的設(shè)置值就是系統(tǒng)廣播信息的部分內(nèi)容,而手機(jī)在空閑模式下是要接聽(tīng)系統(tǒng)的空閑模式信息。手機(jī)從開(kāi)機(jī)到通話前所進(jìn)行的行為就是空閑模式行為,流

36、程為下圖所示,在選擇了合適的小區(qū)后,手機(jī)會(huì)接聽(tīng)屬于自己的paging block。 空閑模式下的參數(shù)主要包括如下部分:MBCCHNO,CBCH,NCCPERM,ACCMIN,CRH,CRO,PT,TO,CB,CBQ,MAXRET,ATT,T3212等?？臻e模式下 MBCCHNO 列表,也稱之為 IDLE BA LIST,參數(shù)設(shè)置值為 BCCH 的絕對(duì)測(cè)量頻點(diǎn)號(hào),原則上設(shè)置為包括全部相鄰小區(qū)的 BCCH 頻點(diǎn),有時(shí)為了加快手機(jī)開(kāi)機(jī)后的選網(wǎng)速度,設(shè)置為包括全部用到的 BCCH 頻點(diǎn)。添加命令為 RLMFC,刪除命令為 RLMFE,此參數(shù)可針對(duì)不同模式進(jìn)行設(shè)置,選擇開(kāi)關(guān)為 LISTTYPE = li

37、sttype,空閑模式 listtype=IDLE,對(duì)于空閑模式下的 MBCCHNO 通過(guò)系統(tǒng)消息 2 進(jìn)行廣播。在添加和刪除指令后,有一個(gè)MRNIC 的選項(xiàng),此選項(xiàng)為控制更改 BA 列表時(shí),系統(tǒng)認(rèn)為手機(jī)的測(cè)量報(bào)告是否正確,只對(duì)應(yīng) ACTIVE BA LIST 起作用,原因是在手機(jī)上發(fā)的測(cè)量報(bào)告中,只是指明在 ACTIVE BA LIST 中排名第幾的頻點(diǎn)的信號(hào)強(qiáng)度,而不是指明具體的頻點(diǎn),因此 BA LIST 的更改可能造成手機(jī)和系統(tǒng)使用不同的 BA LIST 列表進(jìn)行計(jì)算,造成錯(cuò)誤,從而產(chǎn)生切換的問(wèn)題。CBCH 為小區(qū)級(jí)別的小區(qū)廣播開(kāi)關(guān)指示。設(shè)置 CBCH 為開(kāi)的小區(qū)則需要占用一個(gè) SDCC

38、H 信道為 CBCH 信道,則處于此小區(qū)覆蓋范圍內(nèi)的所有開(kāi)啟此項(xiàng)功能的手機(jī)就可以接收到系統(tǒng)的小區(qū)廣播信息。通過(guò)指令 RLCCC 可以控制 CBCH 的開(kāi)關(guān)。NCCPERM 定義的是小區(qū)級(jí)別的 PLMN (NCC Permitted 參數(shù),決定了手機(jī)是否能夠向相鄰小區(qū)切換。此參數(shù)應(yīng)包括相鄰小區(qū)的所有 NCC 值,由于網(wǎng)絡(luò)的不停變化,所以此參數(shù)建議設(shè)置為本網(wǎng)所有可能用到的 NCC 值。此參數(shù)通過(guò)系統(tǒng)消息2和6 廣播。通過(guò) RLSSC 設(shè)置小區(qū)的 NCCPERM 值,河北在省內(nèi)可以使用的 NCC 值是 4、5、6、7。ACCMIN 定義的是手機(jī)的最小接入電平,如下式所列:C1 = (rxlev -

39、ACCMIN - max (CCHPWR - P, 0只有滿足 C10 時(shí),手機(jī)才嘗試接入網(wǎng)絡(luò)。由于一般后一項(xiàng)為零,所以手機(jī)接入網(wǎng)絡(luò)的條件等同于 rxlev 是否大于 ACCMIN,rxlev 為手機(jī)接收到的信號(hào)強(qiáng)度。在現(xiàn)網(wǎng)覆蓋較好的情況下,ACCMIN 可以設(shè)置的較小,如 98 或 100,而原先設(shè)置為 104 在現(xiàn)有情況下是沒(méi)有必要的,同時(shí)注意對(duì)于覆蓋有交界的小區(qū),ACCMIN 的設(shè)置差值不應(yīng)該太大。此參數(shù)通過(guò)RLSSC 設(shè)置。CRH 定義了手機(jī)在歸屬于不同 LA 的小區(qū)間選擇的遲滯值,它通過(guò)對(duì)手機(jī)計(jì)算的 C2 值產(chǎn)生影響而控制手機(jī)的位置區(qū)更新。如果手機(jī)在歸屬于不同 LA 的小區(qū)間頻繁選擇

40、,則一方面由于手機(jī)不停的 LOCATION UPDATING,增加了系統(tǒng)的負(fù)荷,另一方面由于手機(jī)在做LOCATION UPDATING 時(shí)不能收聽(tīng) PAGING 信息,所以還影響了系統(tǒng)的 PAGING 成功率。所以CRH 設(shè)置為一個(gè)合適的值對(duì)于處于邊界的小區(qū)來(lái)說(shuō)較為重要,設(shè)置過(guò)小則出現(xiàn)上述的問(wèn)題,而對(duì)于郊區(qū)基站較為稀疏地區(qū),此值則不宜設(shè)置過(guò)大,有可能造成手機(jī)長(zhǎng)時(shí)間駐留在信號(hào)強(qiáng)度不高的小區(qū)內(nèi),從而可能造成手機(jī)建立呼叫失敗和切換不成功等現(xiàn)象。需要注意手機(jī)進(jìn)行計(jì)算時(shí),使用的是本小區(qū),就是服務(wù)小區(qū)設(shè)置的參數(shù)。此參數(shù)通過(guò) RLSSC 設(shè)置,單位為dB。CRO,PT,TO 是控制手機(jī)進(jìn)行小區(qū)重選的參數(shù)。這

41、三個(gè)參數(shù)控制了手機(jī)計(jì)算得出的 C2值,如下: 使用如上三個(gè)參數(shù)的組合,可以控制 SDCCH 擁塞的狀況,一種是控制大量手機(jī)同時(shí)從屬于不同 LA 的小區(qū)進(jìn)入一個(gè)小區(qū)產(chǎn)生 SDCCH 擁塞,建議使用 PT 和 TO,如 PT 設(shè)置為 5,TO 設(shè)置為 2,就是在(5+1*20 秒內(nèi)對(duì)此小區(qū)懲罰 20dB。對(duì)于不是邊界的小區(qū),則可以使用CRO 和 PT 結(jié)合設(shè)置使用,PT 設(shè)置為 31,CRO為0到63 的取值,單位為 dB。需要注意的是這些參數(shù)設(shè)置在需要被懲罰的小區(qū)內(nèi),也就是存在擁塞的小區(qū)內(nèi),由系統(tǒng)消息 3 進(jìn)行廣播。以上三個(gè)參數(shù)通過(guò) RLSBC 設(shè)置。CB,CBQ 是控制小區(qū)選擇和小區(qū)重選級(jí)別的參數(shù)。不同