第十二章無線資源的管理

1、第十二章無線資源的管理第十二章無線資源的管理2一、移動(dòng)臺(tái)的空閑模式固定 空閑時(shí)沒有任何活動(dòng)移動(dòng)臺(tái)空閑時(shí)，仍然在監(jiān)聽信標(biāo)信道，了解周圍的環(huán)境，判斷自己是否已經(jīng)離開了當(dāng)前小區(qū)。第十二章無線資源的管理3選擇蜂窩小區(qū)的過程.建立信標(biāo)信道列表移動(dòng)臺(tái)在GSM網(wǎng)絡(luò)或者DCS網(wǎng)絡(luò)的所有頻率中進(jìn)行選擇。移動(dòng)臺(tái)監(jiān)聽所有的載波(GSM系統(tǒng)有124對(duì)，DCS系統(tǒng)有374對(duì))，通過多次測(cè)量，計(jì)算收到的場(chǎng)強(qiáng)。在GSM900系統(tǒng)中，移動(dòng)臺(tái)建立一個(gè)有30個(gè)最合適的載波列表；在DCS1800系統(tǒng)中，移動(dòng)臺(tái)建立一個(gè)有40個(gè)最合適的載波列表。這時(shí)，可以建立一個(gè)候選的信標(biāo)信道列表。移動(dòng)臺(tái)在SIM卡中儲(chǔ)存的信標(biāo)信道(比如：BCCH載波

2、)列表中選擇。開機(jī)初始化選擇：網(wǎng)絡(luò)選擇蜂窩小區(qū)選擇注冊(cè)登記：地理位置區(qū)域更換或IMSI ATTACH更合適的小區(qū)?不能接收到網(wǎng)絡(luò)中更多的小區(qū)嗎?重新選擇小區(qū)重新選擇網(wǎng)絡(luò)是是否否圖蜂窩小區(qū)選擇/重選流程第十二章無線資源的管理5.候選信標(biāo)信道為了發(fā)現(xiàn)一個(gè)合適的蜂窩小區(qū)，移動(dòng)臺(tái)分析所接收到的場(chǎng)強(qiáng)最強(qiáng)的小區(qū)中的信標(biāo)信道。合適的蜂窩小區(qū) (suitable cell)必須符合：應(yīng)該屬于被選中的PLMN；不應(yīng)該是被禁 (barred)小區(qū)；不應(yīng)該處于被禁止的地理位置區(qū)域；在MS和BTS間的衰減應(yīng)該小于運(yùn)營(yíng)商規(guī)定的門限值。第十二章無線資源的管理6一旦找到了合適的小區(qū)，移動(dòng)臺(tái)將：讀取地理位置區(qū)域代碼LAI；必

3、要時(shí)，進(jìn)行注冊(cè)登記(可能被拒絕)；登記結(jié)束后，鎖定在信標(biāo)信道上待機(jī)，并且隨時(shí)注意是否離開了當(dāng)前小區(qū)。第十二章無線資源的管理7.選擇PLMN開機(jī)后，移動(dòng)臺(tái)將在檢測(cè)到的信標(biāo)信道上搜尋它的HPLMN，如果移動(dòng)臺(tái)發(fā)現(xiàn)它的HPLMN不再能夠提供正常的服務(wù)時(shí)(如移動(dòng)臺(tái)離開了HPLMN的覆蓋范圍時(shí))，就要開始選擇PLMN：搜尋存在的PLMN；網(wǎng)絡(luò)的選擇有兩種方式自動(dòng)：選擇預(yù)先設(shè)計(jì)好的、儲(chǔ)存在SIM卡中按優(yōu)先權(quán)排列的PLMN列表中優(yōu)先權(quán)最高的；人工：顯示出可用的PLMN列表，移動(dòng)用戶選擇其一。第十二章無線資源的管理8鎖定蜂窩小區(qū).接收的信息為了能被鎖定到某個(gè)蜂窩小區(qū)上，移動(dòng)臺(tái)應(yīng)預(yù)先選擇好網(wǎng)絡(luò)和蜂窩小區(qū)，必要時(shí)

4、還要進(jìn)行注冊(cè)。移動(dòng)臺(tái)：接收來自BCCH信道上廣播的系統(tǒng)信息；可以在選擇的蜂窩小區(qū)的RACH信道上隨時(shí)接入到網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行通話； 監(jiān)聽PCH信道，接收網(wǎng)絡(luò)廣播的呼叫消息，并且進(jìn)行應(yīng)答。第十二章無線資源的管理9只能使用緊急呼叫服務(wù)是因?yàn)橐苿?dòng)臺(tái)不能選擇到合適的蜂窩小區(qū)；SIM不在移動(dòng)臺(tái)內(nèi)；在要求更新地理位置區(qū)域時(shí)被拒絕。第十二章無線資源的管理10執(zhí)行的測(cè)量移動(dòng)臺(tái)鎖定蜂窩小區(qū)后，接收到BCCH載波列表(由運(yùn)營(yíng)商制定，列出了相鄰蜂窩小區(qū)的信標(biāo)信道)周期性地測(cè)量接收到的BCCH載波功率。每5次測(cè)量或每5秒計(jì)算一次平均功率，根據(jù)結(jié)果制定一份功率最強(qiáng)的6個(gè)小區(qū)的列表，每分鐘最多更新一次。對(duì)當(dāng)前蜂窩小區(qū)BCCH信道廣

5、播的數(shù)據(jù)每30秒進(jìn)行一次解碼。每5分鐘對(duì)功率最強(qiáng)的6個(gè)小區(qū)解碼一次。通過基于接收功率的衰減指標(biāo)C1驗(yàn)證自己是否在當(dāng)前的蜂窩小區(qū)中。還可以使用指標(biāo)C2來對(duì)當(dāng)前蜂窩小區(qū)和相鄰小區(qū)進(jìn)行功率比較，每5秒種進(jìn)行一次。第十二章無線資源的管理11蜂窩小區(qū)的重選下列情況之一會(huì)導(dǎo)致蜂窩小區(qū)的重選：指標(biāo)C1指出了當(dāng)前小區(qū)的衰減很嚴(yán)重；MS收不到下行鏈路的信令消息；移動(dòng)臺(tái)選擇的蜂窩小區(qū)轉(zhuǎn)入了禁用狀態(tài)；發(fā)現(xiàn)一個(gè)更合適的小區(qū)(和參數(shù)C2有關(guān))；在被允許的隨機(jī)接入嘗試失敗之后。在這種情況下，兩次重選操作的間隔應(yīng)該有15秒以上。第十二章無線資源的管理12選擇/重選指標(biāo).衰減指標(biāo)C1前提：運(yùn)營(yíng)商對(duì)上下行鏈路進(jìn)行了均衡處理。使

6、用C1是為了確保移動(dòng)臺(tái)和網(wǎng)絡(luò)之間有很好的通話質(zhì)量，移動(dòng)臺(tái)同時(shí)測(cè)量來自當(dāng)前蜂窩小區(qū)和來自相鄰蜂窩小區(qū)的廣播信道信號(hào)電平：RXLEV_ACCESS_MIN：小區(qū)中要求的最低接收電平，介于-110dBm-48dBm之間(GSM)；MS_TXPWR_MAX_CCH：在接入網(wǎng)絡(luò)時(shí)，網(wǎng)絡(luò)允許移動(dòng)臺(tái)最大發(fā)射功率(只可能出現(xiàn)在剛開機(jī)接入網(wǎng)絡(luò)時(shí)) ，介于13dBm43dBm之間(GSM)。第十二章無線資源的管理13C1的表達(dá)式為如果C10，該等式成立。移動(dòng)臺(tái)功率越大，可供選擇的蜂窩小區(qū)就越多。)0 ,(1BMaxAC第十二章無線資源的管理14對(duì)于下行鏈路有假 設(shè) A 為 移 動(dòng) 臺(tái) 接 收 到 的 信 號(hào) 電

7、平RXLEX和RXLEV_ACCESS_MIN的差(dBm)A0，下行鏈路質(zhì)量好A0，下行鏈路質(zhì)量差，移動(dòng)臺(tái)不在蜂窩小區(qū)范圍內(nèi)AA=A圖接收的范圍第十二章無線資源的管理16對(duì)于上行鏈路有假設(shè)B=MS_TXPWR_MAX_CCHP(移動(dòng)臺(tái)可以發(fā)射的最大功率，對(duì)應(yīng)于移動(dòng)臺(tái)位于蜂窩小區(qū)邊緣，A=0)(dBm)。B0，上行鏈路質(zhì)量好；B0，非常罕見如果AB0，因?yàn)檠a(bǔ)償可以彌補(bǔ)不足，上行鏈路質(zhì)量可以接受；如果AB0，因?yàn)檠a(bǔ)償不足以彌補(bǔ)不足，上行鏈路質(zhì)量不行。第十二章無線資源的管理17重選指標(biāo)C2.不考慮時(shí)域因素C2=C1CELL_RESELECT_OFFSETCELL_RESELECT_OFFSET是在

8、蜂窩小區(qū)的BCCH信道上廣播的一個(gè)參數(shù)。當(dāng)C1new cell0，C2new cellC2old cell時(shí)，選擇新的小區(qū)。第十二章無線資源的管理18.考慮時(shí)域因素主要是為了防止高速移動(dòng)的移動(dòng)臺(tái)在經(jīng)過(掠過)一個(gè)很小的蜂窩小區(qū)時(shí)，頻率鎖定其上。如果TPENALITY_TIME，C 2 = C 1 + C E L L _ R E S E L E C T _ O F F S E T TEMPORARY_OFFSET；如果TPENALITY_TIME，C2=C1+CELL_RESELECT_OFFSET；TEMPORARY和PENALITY_TIME是在蜂窩小區(qū)BCCH信道上廣播的參數(shù)，T是一個(gè)計(jì)時(shí)

9、器。第十二章無線資源的管理19.準(zhǔn)則C2的使用參數(shù)CELL_RESELECT_HYSTERESIS，為了防止一個(gè)移動(dòng)臺(tái)在兩個(gè)地理位置區(qū)域交接處頻繁移來移去造成的小區(qū)重選過程網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)生大量的無用信令。如果C2newC2old+CELL_RESELECT_HYSTERSIS，選擇C2new。Cell ACell BCell CtimeC2 value圖CELL_RESELECT_HYSTERESIS的應(yīng)用第十二章無線資源的管理21.下行信令的丟失通過準(zhǔn)則C1不再能夠了解通信的質(zhì)量。移動(dòng)臺(tái)必須分析在PCH信道上接收到的不能正確解碼的消息數(shù)量，如果超過了一個(gè)門限，移動(dòng)臺(tái)要開始蜂窩小區(qū)的重選。第十二章無線

10、資源的管理22二、無線鏈接的管理移動(dòng)通信中，對(duì)空中接口的管理主要目的是：使干擾最小化使移動(dòng)臺(tái)要用的功率最小化控制通信中的差錯(cuò)率( 功 率 控制)( 間 斷 發(fā)射)第十二章無線資源的管理23功率控制GSM系統(tǒng)中，移動(dòng)臺(tái)應(yīng)該盡可能地用同樣的功率在所有信道上發(fā)送突發(fā)。初始接入小區(qū)時(shí)(功率控制開始前)，移動(dòng)臺(tái) 使 用 B C C H 信 道 廣 播 的MS_TXPWR_MAX_CCH的功率發(fā)射，然后根據(jù)網(wǎng)絡(luò)的指令來增加或降低功率。第十二章無線資源的管理24.過程網(wǎng)絡(luò)將移動(dòng)臺(tái)的目標(biāo)電平傳輸在SACCH信道上信令塊中；收到信令塊后，移動(dòng)臺(tái)每60ms以2dB的步長(zhǎng)調(diào)整發(fā)射功率，接近目標(biāo)電平。移動(dòng)臺(tái)將最新的功

11、率電平加入到要發(fā)送的SACCH信令塊。480 ms (1 SACCH block)BSMS60 msPower control commandPower control command圖功率控制過程BTSBSC起始值測(cè)量報(bào)告值的調(diào)整圖BSC、BTS、MS在功率調(diào)整過程中的關(guān)系MS第十二章無線資源的管理27.功率控制算法舉例相關(guān)參數(shù)RXLEV：接收到的電平強(qiáng)度RXQUAL：接收到的信號(hào)質(zhì)量它們?cè)贛EASUREMENT RESULT消息中傳給BSS。第十二章無線資源的管理28規(guī)定：RXLEV_XX (XX=DL代表下行信道，XXUL代表上行信道)：接收信號(hào)的功率平均值；L_RXLEV_XX_P：接

12、收信號(hào)功率的下限；U_RXLEV_XX_P：接收信號(hào)功率的上限；RXQUAL_XX：接收信號(hào)的質(zhì)量指標(biāo)平均值(07，從高到低)；L_RXQUAL_XX_P：要升高功率的質(zhì)量指標(biāo)門限；U_RXQUAL_XX_P：要降低功率的質(zhì)量指標(biāo)門限。第十二章無線資源的管理29基站收到MEASUREMENT RESULT消息后，將測(cè)量值和各自的門限比較：RXLEV_XXU_RXLEV_XX_P：降低XX_TXPWR；RXQUAL_XXL_RXQUAL_XX_P：升高XX_TXPWR；RXQUAL_XXU_RXQUAL_XX_P：降低XX_TXPWR。第十二章無線資源的管理30間 斷 發(fā) 射 D T X ( D

13、 i s c o n t i n u o u s Transmission)是指允許無線電發(fā)射機(jī)在說話停頓期間停止發(fā)射的機(jī)制。的目的是當(dāng)移動(dòng)用戶不說話時(shí)將編碼速率從13kbit/s (每20ms發(fā)送一個(gè)260bits的幀)降至500bit/s (每480ms發(fā)送一個(gè)260bits的幀)左右，對(duì)背景噪聲(舒適噪聲)進(jìn)行編碼。接收機(jī)將背景噪聲重建，避免移動(dòng)用戶以為通信中斷了。第十二章無線資源的管理31. DTX機(jī)制必須具備：發(fā)射機(jī)端的語(yǔ)音檢測(cè)器；發(fā)射機(jī)端的背景噪聲估計(jì)，便于將特性參數(shù)傳給接收機(jī)；在無線電發(fā)射中斷期間接收機(jī)端背景噪聲的生成。第十二章無線資源的管理32.語(yǔ)音活動(dòng)檢測(cè)VAD (Voice

14、 Activity Detection)VAD算法：對(duì)于每個(gè)輸出的幀，編碼器通過一個(gè)附加位指出該幀需要發(fā)送與否。通過對(duì)一個(gè)門限值和經(jīng)過濾波器出來的信號(hào)能量的比較，區(qū)分語(yǔ)音信號(hào)和背景噪聲。移動(dòng)臺(tái)使用DTX是蜂窩小區(qū)的一個(gè)選項(xiàng)(廣播在BCCH信道上)。第十二章無線資源的管理33.SID (SIlence Descriptor)幀被發(fā)射在每個(gè)停頓周期的開始，隨后的幀是周期性發(fā)射，每秒最少兩次。對(duì)它的信源編碼及交織編碼和正常語(yǔ)音幀的處理一樣，唯一的區(qū)別就是它傳輸?shù)氖潜尘霸肼?。在接收端，使用TRAU適配器對(duì)SID幀的解碼。移動(dòng)臺(tái)使用DTX是蜂窩小區(qū)的一個(gè)選項(xiàng)(廣播在BCCH信道上)。TRAU to BT

15、SBTS to MS480ms背景噪聲語(yǔ)音幀圖語(yǔ)音幀的傳送第十二章無線資源的管理35間斷接收DRX (Discontinuous Reception)是一種允許移動(dòng)臺(tái)在空閑時(shí)期關(guān)閉接收機(jī)并使自己進(jìn)入低功耗的技術(shù)。實(shí)現(xiàn)：蜂窩小區(qū)中的移動(dòng)臺(tái)被分為不同的組，每個(gè)組的尋呼消息被計(jì)劃在特定時(shí)間發(fā)送，這個(gè)時(shí)間是BSS利用TDMA幀(包含移動(dòng)臺(tái)的IMSI和一些BCCH上傳送的參數(shù))通知移動(dòng)臺(tái)的。BSS和移動(dòng)臺(tái)都知道相關(guān)尋呼的發(fā)送時(shí)間，因此移動(dòng)臺(tái)可以在尋呼消息不出現(xiàn)的期間關(guān)閉接收機(jī)。第十二章無線資源的管理36三、專用信道的管理專用信道的分配.應(yīng)移動(dòng)臺(tái)的請(qǐng)求移動(dòng)臺(tái)在進(jìn)行注冊(cè)、呼叫、發(fā)送短信等操作時(shí)需要一條專用信

16、道。隨機(jī)接入(Random Access)移動(dòng)臺(tái)在對(duì)FCCH信道、SCH信道和BCCH信道解碼并且和BTS同步后，鎖定到一個(gè)蜂窩小區(qū)；第十二章無線資源的管理37在發(fā)射的接入突發(fā)中，其中有1個(gè)由一個(gè)隨機(jī)數(shù)(最多占用5bits)構(gòu)成的參考字節(jié)和請(qǐng)求的服務(wù)：緊急呼叫；注冊(cè)；呼出；應(yīng)答廣播呼叫(paging)；僅僅需要SDCCH信道的操作；重新呼叫。在phase 2中，才能將兩者區(qū)別開來！第十二章無線資源的管理38所使用的編碼中，指出了移動(dòng)臺(tái)請(qǐng)求的服務(wù)是僅僅需要一條SDCCH信道，還是需要一條SDCCH信道和一條TCH信道(半速或全速)。FN (Frame Number)：移動(dòng)臺(tái)在接入突發(fā)中標(biāo)出了發(fā)射

17、時(shí)間，以FN的形式表示。第十二章無線資源的管理39資源管理見下圖。(random number)(echo number, time)(identity TMSI, Classmark)(echo identity TMSI)Communication on SDCCH channel圖移動(dòng)臺(tái)主叫時(shí)SDCCH信道的調(diào)撥BTS收到帶有一定延遲的正常接入突發(fā)(但總是在一個(gè)時(shí)隙之內(nèi))；BTS計(jì)算出傳播時(shí)延，并且通過BTSM層的消息CHANNEL REQUIRED向BSC發(fā)出請(qǐng)求，這個(gè)消息中有請(qǐng)求的服務(wù)和傳播時(shí)延接受的話，BSC將分配一條SDCCH信道移動(dòng)臺(tái)；BSC通過消息CHANNEL ACTIVA

18、TION通知BTS信道的頻率、時(shí)隙號(hào)等信息BTS保留這個(gè)信道，發(fā)回確認(rèn)消息CHANNEL ACTIVATION ACKNOWLEDGE給BSCBSC發(fā)送IMMEDIATE ASSIGNMENT COMMAND，通過BTS轉(zhuǎn)發(fā)給移動(dòng)臺(tái)；這個(gè)消息包括：分配的專用信道的詳細(xì)描述；接入突發(fā)中移動(dòng)臺(tái)置入的參考字節(jié)；移動(dòng)臺(tái)的請(qǐng)求發(fā)出時(shí)間；時(shí)間提前量的值；跳頻序列中要考慮的頻率表。移動(dòng)臺(tái)處于專用信道上。它發(fā)出包含MM層消息的SABM消息(含移動(dòng)臺(tái)TMSI或IMSI；終端的功率等級(jí)；請(qǐng)求的服務(wù)等)，用來傳輸數(shù)據(jù)和建立3層連接。MM層消息可以是：CM SERVICE REQUEST；LOCATION UPDAT

19、ING REQUEST。并且BTS將MM層消息置入到一個(gè)UA幀中：BTS和MS間的第二層連接建立了。BTS收到包含MM消息的SABM消息后，將它封裝在消息ESTABLISH INDICATION中發(fā)給BSC收到消息ESTABLISH INDICATION后，BSC和MSC建立SCCP連接。對(duì)消息ESTABLISH INDICATION的確認(rèn)服務(wù)處理開始第十二章無線資源的管理41接入有沖突時(shí)有兩個(gè)移動(dòng)臺(tái)發(fā)射的請(qǐng)求出現(xiàn)在RACH信道的同一時(shí)隙：如果兩個(gè)信號(hào)的功率電平相差不大，基站將一個(gè)都接收不到。各個(gè)移動(dòng)臺(tái)在等待若干個(gè)RACH時(shí)隙(由網(wǎng)絡(luò)隨機(jī)決定并在BCCH信道上廣播，可能根據(jù)當(dāng)前RACH信道的負(fù)

20、荷而變化)后重新發(fā)射。移動(dòng)臺(tái)嘗試接入的次數(shù)由系統(tǒng)決定，超過之后將回到空閑模式。第十二章無線資源的管理42如果兩個(gè)信號(hào)的功率電平不同，功率強(qiáng)的信號(hào)將完全掩蓋掉功率弱的信號(hào)(capture effect)?；緞t在AGCH信道上發(fā)出一個(gè)調(diào)撥消息(包含接入突發(fā)中使用的隨機(jī)號(hào)和申請(qǐng)的服務(wù))。兩個(gè)移動(dòng)臺(tái)都會(huì)收到這個(gè)消息，不符合的移動(dòng)臺(tái)將重發(fā)接入突發(fā)。實(shí)際上，發(fā)送在RACH上請(qǐng)求的數(shù)量不允許超過信道時(shí)隙數(shù)目的四分之一。問題：如果這兩個(gè)移動(dòng)臺(tái)使用的隨機(jī)號(hào)和申請(qǐng)的服務(wù)都一樣，怎么辦？(系統(tǒng)不允許兩個(gè)移動(dòng)臺(tái)占用同一條專用信道！)第十二章無線資源的管理43答案：在SABM消息和確認(rèn)消息UA中，有移動(dòng)臺(tái)的身份代碼T

21、MSI。只有相符的移動(dòng)臺(tái)才能繼續(xù)使用專用信道，別的移動(dòng)臺(tái)必須返回RACH信道，重新嘗試接入。第十二章無線資源的管理44.對(duì)廣播呼叫的應(yīng)答見下圖。(TMSI1, TMSI2)(TMSI1, TMSI2)(TMSI1, TMSI2)(random number)(random number, time)(echo identity TMSI)toCommunication on SDCCH channel(identity TMSI, classmark)圖應(yīng)答廣播呼叫的SDCCH信道調(diào)撥B S C 發(fā) 送 消 息 R R PA G I N G COMMAND給移動(dòng)臺(tái)所在的地理位置區(qū)域中的所有的B

22、TSBTS在一條PCH信道上發(fā)出消息RR PAGING REQUEST第十二章無線資源的管理46專用信道的釋放.正常釋放專用信道的正常釋放是由消息CLEAR COMMAND發(fā)起的，從MSC發(fā)往BSC。圖專用信道的正常釋放Return to beacon MSC發(fā)出BSSMAP層的消息BSSMAP CLEAR COMMAND給BSC。BSC發(fā)出RR層消息CHANNEL RELEASE給移動(dòng)臺(tái)，釋放RR連接。同時(shí)BSC發(fā)出消息DEACTIVE SACCH指示BTS釋放SACCH信道。移動(dòng)臺(tái)發(fā)出消息DISC釋放第二層連接。BTS通過消息UA確認(rèn)DISC。BTS用消息RELEASE INDICATIO

23、N通知BSC移動(dòng)臺(tái)的連接釋放。BSC向BTS發(fā)出消息RF CHANNEL RELEASE。消息RF CHANNEL RELEASE ACKNOWLEDGE確認(rèn)無線資源完全釋放。BSC發(fā)送消息BSSMAP CLEAR COMPLETE給MSC，結(jié)束整個(gè)過程。MSC用消息SCCP RELEASED通知BSC，SCCP連接釋放了。BSC用SCCP RELEASE COMPLETE確認(rèn)。第十二章無線資源的管理48信道TCH的釋放和信道SDCCH的釋放過程是一樣的。釋放過程中，移動(dòng)臺(tái)和BSC應(yīng)用了計(jì)時(shí)器，計(jì)時(shí)器計(jì)時(shí)結(jié)束后，信道自動(dòng)釋放。？第十二章無線資源的管理49.非正常釋放在通話期間，LAPDm幀在移

24、動(dòng)臺(tái)和BTS間的SACCH信道上有規(guī)律地交換。干擾的強(qiáng)度對(duì)于TCH信道和SACCH信道是一樣的(它們?cè)谕粫r(shí)隙)。SACCH信道上不能解碼的幀的數(shù)量在一定程度上反映了通話的質(zhì)量。圖鏈路中斷造成的專用信道的釋放Return to beaconSACCH信道上的LAPDm幀移 動(dòng) 臺(tái) 發(fā) 現(xiàn)SACCH信道上不能解碼的幀數(shù)量超過門限值時(shí)，通知高層無線連接已中斷并返回空閑模式。B T S 通 知BSC鏈路中斷B S C 通 知B T S 釋 放SACCHB S C 通 知MSC SCCP連接釋放完畢。第十二章無線資源的管理51激活加密移動(dòng)臺(tái)和網(wǎng)絡(luò)加密/解密的激活和去活必須是對(duì)稱的。加密的操作是發(fā)生在鑒

25、權(quán)之后的。( Kc )圖加密激活示意圖通知BSC激活加密。通知BTS激活加密。通知移動(dòng)臺(tái)使用加密模式，并且在接收時(shí)應(yīng)用解密。移動(dòng)臺(tái)激活加密和解密，發(fā)回確認(rèn)消息。通知BSC加密和解密已激活。通知MSC加密和解密已激活。加了密的消息到達(dá)移動(dòng)臺(tái)。越區(qū)切換時(shí)，密鑰Kc將從舊的基站發(fā)送到新的基站，用來保證通話仍然處于加密模式。第十二章無線資源的管理53信令信道過渡到話務(wù)信道TCH信道的分配通常是和BSC與MSC、BTS與BSC之間的話音線路同時(shí)發(fā)生的。圖從SDCCH到TCHCommunication on TCH/FACCH channelMSC預(yù)留一條BSC-MSC間鏈路，發(fā)出分配TCH信道的指令給B

26、SC。BSC預(yù)留一條無線信道，發(fā)送BTSM層的消息CHANNEL ACTIVATION給BTS。BTS確認(rèn)消息的接收。BSC發(fā)出消息ASSIGNMENT COMMAND給移動(dòng)臺(tái)，在該消息中有對(duì)話務(wù)信道的詳細(xì)描述。移動(dòng)臺(tái)調(diào)整到指定信道，然后通過發(fā)送消息SABM給BTS建立第二層連接。BTS通過消息UA指明第二層 的 連 接 已建立。移動(dòng)臺(tái)發(fā)回消息RR ASSIGNMENT COMPLETE給BSC, BSC發(fā)送消息BSSMAP ASSIGNMENT COMPLETE給MSC。BSC釋放信令信道SDCCH。第十二章無線資源的管理55四、越區(qū)切換通信中的越區(qū)切換空閑模式的蜂窩小區(qū)選擇/重選越區(qū)切換總

27、是由網(wǎng)絡(luò)發(fā)起的。第十二章無線資源的管理56定義：為了避免由于移動(dòng)用戶移動(dòng)造成的不利影響，自動(dòng)將正在進(jìn)行的通信從一個(gè)蜂窩小區(qū)轉(zhuǎn)接到另一個(gè)蜂窩小區(qū)的過程。越區(qū)切換實(shí)際上是指分配另外一條專用信道給通信中的移動(dòng)臺(tái)。第十二章無線資源的管理57根據(jù)目的的不同可分為：援救切換(rescue handover)：移動(dòng)臺(tái)離開了當(dāng)前蜂窩小區(qū)覆蓋時(shí)發(fā)生的切換邊緣切換(confinement handover)：為避免蜂窩小區(qū)內(nèi)干擾太大而進(jìn)行的切換話務(wù)量切換(traffic handover)：當(dāng)前蜂窩小區(qū)發(fā)生擁塞，而相鄰小區(qū)沒有擁塞時(shí)的切換第十二章無線資源的管理58根據(jù)發(fā)生的位置不同可分為：蜂窩小區(qū)間的切換(int

28、er-cell handover)：當(dāng)網(wǎng)絡(luò)測(cè)量到來自相鄰蜂窩小區(qū)的信號(hào)強(qiáng)度和/或信號(hào)質(zhì)量比當(dāng)前蜂窩小區(qū)的信號(hào)強(qiáng)度更高和/或更好，則發(fā)生越區(qū)切換?；蛘?，如果一個(gè)蜂窩小區(qū)中已經(jīng)有大量的呼叫時(shí)，為了平衡負(fù)荷，也可以將一些呼叫轉(zhuǎn)發(fā)給相鄰的蜂窩小區(qū)。通常，這種情況是發(fā)生在呼叫建立階段，從當(dāng)前蜂窩小區(qū)的一條信令信道直接轉(zhuǎn)到另一個(gè)蜂窩小區(qū)的話務(wù)信道。蜂窩小區(qū)內(nèi)的切換(intra-cell handover)：測(cè)量結(jié)果顯示接收到的信號(hào)質(zhì)量很差，但功率很強(qiáng)。另外，專用鏈路向話務(wù)鏈路過渡的過程也可以視為是切換。第十二章無線資源的管理59切換標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)：移動(dòng)臺(tái)的最大發(fā)射功率、當(dāng)前BTS的最大發(fā)射功率、相鄰小區(qū)的最

29、大發(fā)射功率移動(dòng)臺(tái)產(chǎn)生的實(shí)時(shí)測(cè)量數(shù)據(jù)：下行鏈路的傳輸質(zhì)量(誤碼率)、當(dāng)前信道上下行鏈路的接收電平、相鄰小區(qū)下行鏈路的接收電平BTS產(chǎn)生的實(shí)時(shí)測(cè)量數(shù)據(jù)：上行鏈路的傳輸質(zhì)量(誤碼率)、當(dāng)前信道上上行鏈路的接收電平、時(shí)間提前量話務(wù)量、蜂窩小區(qū)容量和當(dāng)前負(fù)荷等第十二章無線資源的管理60切換過程的主要階段切換包括以下操作：除了無線資源管理RR層之外，暫停所有的正常操作；中斷信令鏈接和必要時(shí)的TCH信道連接；中斷、去活先前分配的信道，并且釋放它們；激活新的信道，必要時(shí)進(jìn)行連接；開始在新的信道上建立數(shù)據(jù)鏈路層的連接。在基站A的話務(wù)信道上和相鄰蜂窩小區(qū)的廣播信道上，進(jìn)行周期性的測(cè)量為切換進(jìn)行的信令交換在基站B的

30、話務(wù)信道上和相鄰蜂窩小區(qū)的廣播信道上，進(jìn)行周期性的測(cè)量決定執(zhí)行切換釋放和基站A之間的資源，和基站B建立新的鏈接移 動(dòng) 臺(tái) 和基站A通話移 動(dòng) 臺(tái) 和基站B通話時(shí)間圖切換的不同階段第十二章無線資源的管理62初期觀察階段在當(dāng)前信道上，移動(dòng)臺(tái)對(duì)每個(gè)突發(fā)進(jìn)行測(cè)量，然后取平均值。移動(dòng)臺(tái)將測(cè)量得到的數(shù)據(jù)最多每480 ms就發(fā)送到SACCH信道上。第十二章無線資源的管理63.在當(dāng)前信道上，移動(dòng)臺(tái)測(cè)量：接收信號(hào)的電平RXLEV；當(dāng)前蜂窩小區(qū)的信號(hào)質(zhì)量RXQUAL。.在相鄰信道的信標(biāo)信道上，選擇接收到的信號(hào)電平最強(qiáng)的六個(gè)頻率，移動(dòng)臺(tái)測(cè)量：接收信號(hào)的電平RXLEV；測(cè)量接收信號(hào)的電平的頻率；色碼BSIC。最 后

31、， 移 動(dòng) 臺(tái) 將 這 些 數(shù) 據(jù) 通 過 消 息MEASUREMENT REPORT發(fā)送給基站。第十二章無線資源的管理64.BTS測(cè)量被考察的移動(dòng)臺(tái)上行鏈路性能；空閑話務(wù)信道的干擾信號(hào)功率；和移動(dòng)臺(tái)間的距離(通過當(dāng)前的時(shí)間提前量)。最后，這些數(shù)據(jù)和移動(dòng)臺(tái)測(cè)量得的數(shù)據(jù)一起發(fā)給BSC。BSC為切換準(zhǔn)備候選的蜂窩小區(qū)列表。第十二章無線資源的管理65執(zhí)行切換.蜂窩小區(qū)間的切換目的：將一個(gè)蜂窩小區(qū)的移動(dòng)臺(tái)轉(zhuǎn)換到另外一個(gè)蜂窩小區(qū)。幾種可能性：同一BSC下的當(dāng)前蜂窩小區(qū)和新蜂窩小區(qū)同一MSC下，不同BSC的當(dāng)前蜂窩小區(qū)和新蜂窩小區(qū)不同MSC下的當(dāng)前蜂窩小區(qū)和新的蜂窩小區(qū)，MSC間的切換還沒有發(fā)生不同MSC

32、下的當(dāng)前蜂窩小區(qū)和新的蜂窩小區(qū)，MSC間的切換已經(jīng)發(fā)生(subsequent handover)第十二章無線資源的管理66切換的一般規(guī)則是BSC決定進(jìn)行切換的。在BSC選定的數(shù)個(gè)目標(biāo)蜂窩小區(qū)中，MSC根據(jù)話務(wù)量的相關(guān)準(zhǔn)則選擇一個(gè)。MSC不參與在同一BSC下發(fā)生的切換。用來執(zhí)行切換的消息在BSC間交換得最頻繁。在消息的傳輸?shù)倪^程中，MSC只是充當(dāng)中繼的角色。固定 網(wǎng)和GSM網(wǎng)間的連接點(diǎn)仍然是負(fù) 責(zé) 建 立 呼 叫 的 M S C ， 叫 做 “ 主MSC”(anchor MSC)。切換完成后，移動(dòng)臺(tái)還是繼續(xù)和錨MSC聯(lián)系。其他的MSC僅僅是充當(dāng)消息CM和MM的中繼。ISUP協(xié)議被用來更換話音鏈路

33、。PSTN(anchor)(relay)(relay)Handover intra BSCHandover inter BSCHandover inter MSCSubsequent handover圖網(wǎng)絡(luò)中不同情況下的切換第十二章無線資源的管理68.BSS內(nèi)部的流程同一BSC兩個(gè)不同BTS情況：一旦決定執(zhí)行切換時(shí)，BSC要在新的蜂窩小區(qū)預(yù)留一條信道。BSC發(fā)送消息CHANNEL ACTIVATION給相應(yīng)的BTS。在BTS激活信道和確認(rèn)指令后，BSC在FACCH信道上發(fā)出消息HANDOVER COMMAND指令經(jīng)BTS給移動(dòng)臺(tái)。第十二章無線資源的管理69HANDOVER COMMAND消息中

34、有一個(gè)字節(jié)用來指出切換的相關(guān)信息：新信道的特性 (SDCCH信道、半速率還是全速率的TCH信道)新蜂窩小區(qū)的特性(信標(biāo)信道的頻率、色碼BSIC、慢跳頻時(shí)所用的頻率)移動(dòng)臺(tái)要在新信道上使用的、作為初始功率的電平要使用的物理信道建立過程的指示在新蜂窩小區(qū)要使用的時(shí)間提前量加密模式的建立第十二章無線資源的管理70異步切換(asynchronous handover)定義：與切換相關(guān)的兩個(gè)BTS之間不同步，移動(dòng)臺(tái)和新的BTS必須對(duì)時(shí)間提前量重新初始化， BSC不知道在新蜂窩小區(qū)應(yīng)該給移動(dòng)臺(tái)應(yīng)用的時(shí)間提前量時(shí)發(fā)生的切換。Handover decisionswitch on channel of new

35、cell圖異步切換BSS內(nèi)部的不同階段( 1 )圖異步切換BSS內(nèi)部的不同階段( 2 )Access burst on TCHAccess burst on TCHBTS用消息HANDOVER DETECTION通知BSC，并且計(jì)算移動(dòng)臺(tái)要用的時(shí)間提前量。移動(dòng)臺(tái)發(fā)送包含切換參數(shù)在內(nèi)的、被編碼在接入突發(fā)中的消息HANDOVER ACCESS移動(dòng)臺(tái)建立第二層連接，在FACCH信道上發(fā)送正常突發(fā)。R R 層 消 息 H A N D O V E R COMPLETE指出切換完成了。B S C 通 過 發(fā) 送 消 息 R F CHANNEL RELEASE給BTS釋放舊信道。去活信道和確認(rèn)指令。第十二章

36、無線資源的管理73同步切換(synchronous handover)如果兩個(gè)BTS是同步的，BSC可以根據(jù)舊的時(shí)間提前量推算出新的時(shí)間提前量，并在消息HANDOVER COMMAND指出來。移動(dòng)臺(tái)在一個(gè)接入突發(fā)上發(fā)送4次消息HANDOVER ACCESS，隨后就發(fā)出S A B M 幀 ， 而 不 用 等 接 收 到 消 息PHYSICAL INFO。(和異步切換一致)。第十二章無線資源的管理74同一MSC內(nèi)的切換流程同一個(gè)MSC管理的兩個(gè)蜂窩小區(qū)，但是不同的BSC情況下發(fā)生的切換總是由管理移動(dòng)臺(tái)所在蜂窩小區(qū)的BSC (BSS-A)決定切換與否的。Switch on channel of ne

37、w cell圖同一MSC內(nèi)的切換過程 (1)消息BSSMAP HANDOVER REQUIRED中包括移動(dòng)臺(tái)應(yīng)該被轉(zhuǎn)發(fā)的一個(gè)或多個(gè)蜂窩小區(qū)的列表。MSC-A收到消息后，馬上和BSS-B建立SCCP連接，并將之后所有的消息使用這個(gè)連接發(fā)送。MSC-A 在 發(fā) 出 消 息SCCP CONNECTION REQUEST給BSS-B開始切換。無線資源調(diào)撥完畢。MSC-A收到消息后，為了使移動(dòng)臺(tái)鎖定在新分配的無線資源上，馬上開始執(zhí)行指令。BSS-A轉(zhuǎn)發(fā)給移動(dòng)臺(tái)。Switch speech circuit圖同一MSC內(nèi)的切換過程(2)移 動(dòng) 臺(tái) 改 變蜂 窩 小 區(qū) ，在 發(fā) 送 消 息HANDOVER ACCESS后建立 第 二 層 連接B S S - A 通 知MSC-A SCCP連接釋放完畢。第十二章無線資源的管理77不同MSC間的切換流程簡(jiǎn)單的兩個(gè)MSC間的切換ISUP IAMISUP ACM圖不同MSC間的