GSM理论基础知识2.ppt

课程内容 小区选择与小区重选立即指配、鉴权加密位置更新MS主叫、MS被叫流程切换短消息小区选择和重选程序都是为了 保证MS选择一个合适的小区且 在该小区上能可靠的解译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， 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 网络进行通信小区选择与小区重选当移动台开机或从盲区进入覆盖区后，它将寻找 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” 在移动台无存储BCCH信息情况下的小区选择过程 在移动台无存储BCCH信息情况下的小区选择过程小区选择与小区重选小区选择满足下述标准的小区称为“合格的小区” • 小区属于选择的PLMN• 小区没有被禁止• 小区不属于“禁止漫游的位置区”• C1>0• 在没有合格的正常优先级的小区时，低优先级的小区才是合格的小区当移动台作位置更新被拒绝时，该位置区被移动台记录为“禁止漫游的位置区”，当移动台关机时，这些记录被清除小区选择与小区重选小区选择124 GSM 900频点374 GSM1800频点存储在SIM的BA表（最大32个）3-5秒为一个周期，每个频点均匀采样至少5次，对采样信号强度进行平均按照信号强度平均的结果，从强到弱，检查是否为FCCH，如果是，从SCH中读取BSIC，从系统消息中读取BA表是否为合格的小区？驻留并注册登记， 在SIM卡中存储新 的BA表PLMN选择使用不合格小区的 BA表GSM900>30次尝试或GSM1800>40次尝试合格不合格小区选择与小区重选小区选择小区优先级 只有在小区选择时才存在小区优先级小区选择与小区重选小区选择参数C1为供小区选择和重选的路径损耗准则，服务小区 的C1必须大于0，其公式如下： C1C1=RXLEV-RXLEV_ACCESS_MIN - MAX ((MS_TXPWR_MAX_CCH - P), 0) 单位：dBm RXLEV：为移动台接收的平均电平; RXLEV_ACCESS_MIN ：为允许移动台接入的最小接收电平; MS_TXPWR_MAX_CCH：为移动台接入系统时可使用的最大发 射功率电平; P：移动台的最大输出功率。

小区选择与小区重选小区选择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， 并根据服务小区的BCCH系统消息所指示的小区重选邻 小区频点配置表，开始监测该 表中所有BCCH载波的接 收电平和同步消息，并记录 下接收电平最高的6个邻小 区，并从中提取每个邻小区的的各类系统消息和控制 消息，当满足一定条件时移动台将重新选择 其中一个 邻小区作为服务小区，这个过程被称为小区重选 所谓一定的条件包含多方面的因素，如小区的优先级 、小区是否被禁止接入等，其中最重要的因素是无线信 号强度 小区选择与小区重选小区重选择邻区为BA表中所列邻区，服务小区和6个邻区的信号在每30秒中至少采样5次并作滑动平均若解BSIC时发现NCC不是允许的NCC（NCCPERM），该小区将 被跳过服务小区六个信号最强的邻区BSIC系统消息至少每30秒至少每30秒至少每5分钟小区选择与小区重选小区重选择小区重选采用的算法为C2算法，计算公式如下： ü当PENALTY_TIME不等于11111时：C2=C1+CELL_RESELECT_OFFSET- TEMPORARY_OFFSET×H(PENALTY_TIME–T)； ü当PENALTY_TIME等于11111时：C2=C1-CELL_RESELECT_OFFSET； 其中当X>0时,函数H(x)=0;当X≤O,函数H(x)=1； CELL_RESELECT_OFFSET（CRO）：小区重选偏移量TEMPORARY_OFFSET（TO） ：临时 偏移量PENALTY_TIME（PT） ：惩罚时间 T ：计时 器小区选择与小区重选小区重选择若移动台计算某邻区（与当前小区位于同一位置区）的C2值超过移动台当前停留小区的C2值，且维持5秒钟以上，则移动台将启动小区重选而进入该小区。

若移动台测量到一个与当前小区不在同一个位置区的小区，其计算得到的C2值大于当前小区C2及小区重选滞后参数的和，且维持5秒钟以上，则移动台将进入该小区并进行位置更新但必须注意，由参数C2引起的小区重选至少间隔15秒，这是为了避免移动台频繁的小区重选过程 服务小区C1连续5秒小于0，触发重选小区选择与小区重选触发小区重选择条件如果当前服务小区被禁止，触发重选 MS检测出下行链路故障，触发重选这里的下行链路故障准则是基于下行信令故障计数器DSC，当MS选择了某小区时，DCS置为 [90/BS PA MFRMS]取整值，当MS成功译码一个寻呼子组时，DCS加1，否则减4，当DCS为0时，判定下行信令故障另外对于重选目标小区，C1必须大于0，否则，无论C2多大，也不会重选过去 当在服务小区随机接入时，如在最大重发次数过后仍不能成功接入，也触发重选小区选择与小区重选触发小区重选择条件CRH:小区重选滞后，为防止在位置区交界处作乒乓位置更新，增加网络信令 负荷，增加MS寻呼不到的概率，因此规定在此情况下重选目标小区必须比服务小区的C2高出CRH，才可以重选至该小区 C2=5dBmC2=4dBmC2=7dBm实际的LA边界正常的LA边界当前LA不同的LA当前驻留小区推荐值：CRH=4dB小区选择与小区重选服务受限状态 •PLMN不允许•未插SIM卡•非法移动台•HLR中未知IMSI•…...服务受限状态•只能作紧急呼叫•小区重选正常，但CRH=0•不允许作位置更新小区选择与小区重选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。

立即指配程序当移动台需要同网络建立通信时，就需通过RACH信道来向网络发送一个报文以申请接入这个在RACH上发送的报文被称做信道申请（channel request）信道申请信道申请报文中有用信令消息只有8比特， 3比特用来提供接入网络原因的最少指示，另外5比特是移动台随机选择的鉴别符，它并不用来向网络提供信息，而是用来区分两个移动台在同一时隙内发送信息时被网络所识别 信道申请立即指配程序Ø网络无法控制移动台接入时间，因而话务较繁忙的地区不可 避免地发生两个移动台会同时占用同一个RACH时隙来申请接 入的现象，这时不可避免的要发生碰撞现象Ø后果有两个，一是网络收到在此时隙上的一个突发脉冲的电 平，要明显的比另一个高，这样网络就会处理电平较高的这 个随机接入请求另一后果是，网络什么也不能正确的接收 到因而随着业务量的增长，报文因碰撞而丢失的几率也就 越大，这必将是对网络容量的一个重要的制约因素 系统对RACH的控制功能立即指配程序系统对RACH的控制功能立即指配程序ØMax retrans（M）：移动台离开空闲模式后，允许最多发送 M+1个信道请求ü发起指配程序和一个信道申请之间的时隙数目是以相同 的概率随机地在{ 0，1，……，MAX（T，8）-1 }中选。

üMS两个连续信道申请之间的时隙数是以相同的概率随机 地在{S,S+1,...,S+T-1}中选取ØTX-integer（T）：根据该参数及CCCH-CONFIG可得到参数 S移动台发送的相邻的信道请求的间隔应为中随机选取 时隙数最大重发次数（MAX retrans）M最大重发次数 001 012 104 117立即指配程序系统对RACH的控制功能发送整数 Tx integer立即指配程序系统对RACH的控制功能发送整数 Tx integer立即指配程序系统对RACH的控制功能在发送完信道请求消息后，MS启动定时器T3120，并 守候在区下行CCCH信道和BCCH信道上准备接受应答 当定时器T3120超时，且RACH重发次数 未超过最大重 传次数”时，MS将重复发送信道请求消息，其中包括 新的随机参考，并启动T3120为一个新值 当定时器T3120超时，且达到 “最大重传次数”时， MS启动T3126，此后等待一段时间在T3126逾时后仍 未收到网络应答时，则放弃请求尝试，并进行小区重 选立即指配程序系统对RACH的控制功能当BTS对移动台的信道申请正确的译码后，它将通过一 条信道需求（channel required）的报文来发送给BSC ，该报文包含重要的附加信息和由BTS对传输延时（TA ）的估计（这一指示对启动定时提前控制很重要）。

BSC收到此消息时，将为该次请求选择一条相应的空闲 信道，并通过向BTS发送一条信道激活（channel active）的报文来将相应的地面资源（传输电路等）激 活，BTS侧在准备好后将返回一条信道激活响应（ channel active ack）的报文来答复BSC 立即指配程序初始信道的分配 如BSC收到BTS的激活响应后，将会在AGCH信道上以无证实 的方式发送一条“立即指派”或“立即指配扩展”消息来 向移动用户分配专用信令信道；同时启动定时器T3101 “立即指派”或“立即指配扩展”消息包含：对已分配信道 的描述、初始的时间提前量TA及初始的允许发射最大功率及 移动台在随机接入时信道请求消息的消息字段、及BTS收到信 道请求时的TDMA帧号和跳频表等消息 如BSC发现无可激活的信道时，就会发送以上提到的一条 立即分配拒绝消息来答复移动台 ，拒绝的原因有如MSC话 务关闭、无线资源缺乏、TA值超出界限、信道激活无应答 、BSC话务超载等 立即指配拒绝消息中包括请求参考和 等待指示立即指配程序初始信道的分配 移动台收到立即指派消息后，MS将收到的分配指令与 自身发出的信道请求的所存储的消息字段相比较看是 否是分配给自己的，移动台将停止T3120的计时，并切 换到所分配的信道上，然后它使用包含信息字段的 SABM（设置异步平衡模式），来建立主信令链路。

当收到立即指派拒绝消息后，移动台将停止T3120的计 时，并启动T3122（在它所指定的时间内，MS不许接入 网络），并返回空闲模式守侯在寻呼信道上，直到 T3122逾时，移动台方可进行新的连接尝试立即指配程序初始信道的分配 当MS收到立即指派命令后，就将它的收发配置调整 到指定信道上来，按照BSC指定的TA值和初始化最大 发射功率（为BCCH系统广播消息中的参数ms Tx Pwr MaxCCH所定义的）开始传输信令 MS在所分配上的新的SDCCH/TCH信道上所做的第一件 事情是发送一个SABM帧建立异步平衡模式（服务接 入点类别SAPI=0），用于建立证实模式下的信令消 息连路层连接在GSM规范中SABM带有一条信令报 文即“初始化报文”，该消息中包含着第三层业务 请求消息 立即指配程序初始初始化报文 争抢机制当两个MS同时发送报文内容完全一样的信道请求时 （这种概率在高负载时是存在的）此时BSS只会应答 其中之一，而此时两个MS却都可响应到同一专用信 道上，BTS在收到SABM帧后就会不经过任何修改向MS 发一个内容与初始化报文完全一样的UA帧（无编号 证实），如MS收到的UA帧的信息与SABM帧发出的不 一样，它就放弃这个信道，开始重新接入过程，只 有核对一致的MS留在这个信道上。

立即指配程序初始初始化报文 立即指配程序初始初始化报文 Ø一旦BTS收到了一条初始化报文它会同时向BSC发出一条建立 指示（establish indication）的报文ØBSC收到建立指示消息后,就会向MSC发出三层业务请求消息 （complete layer3 info.）的报文，用来申请与MSC建SCCP 层连接停止T3101计时Ø在MSC收到此消息后，即向BSC发出connection confirmed消 息，若无资源则发出SCCP refu。