小区选择和重选过程.docx
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小区选择和重选过程
小区选择和重选过程
目前，拥塞率是评估GSM网络重要指标，并且直接影响系统的接通率，与掉话率也密切相关。
控制移动台在空闲模式下的小区选择和重选，结合调整切换门限，可以均衡各小区负荷，降低小区和系统的拥塞率。
是系统优化的有效手段。
1.小区选择
小区选择是指移动台在开机并进入空闲模式时优先选择服务小区的过程,而小区重选则是移动台在空闲模式下因位置变动,信号变化等引起的重新选择服务小区的过程.
移动台选择某个小区后,调谐到该小区的BCCH+CCCH上,并可接收寻呼信息,在RACH上做随机介入尝试,接收该小区的BCCH数据.
小区选择和重选消息利用“BCCH分配（BA）”表。
每个服务小区有两个BALIST表，可以相同或不同。
a）BA（BCCH）：
在BCCH上通过系统信息消息类型2（systeminformationmessagetype2）发送，用于移动台的小区选择和重选。
它包含PLMN在某个物理区域中使用的BCCH载波，最多64个频点。
当BA（SACCH）中定义的频点是BA（BCCH）中定义频点的子集时，BA（BCCH）最多可定义64个邻小区。
b）BA（SACCH）：
在SACCH上通过系统信息消息类型5（systeminformationmessagetype5）发送的BA。
它向移动台指示，哪个BCCH载波用于切换监测,最多64个频点，最多32个邻小区。
（由以上的描述可以发现:
当某小区存在于另一小区的BA（bcch）但不在BA（sacch）时,这个小区将不参与切换判决,因而只支持服务区内的呼叫,不接受切换.）
空闲模式下的小区选择
因此,对于移动台开机而言,存在两种情况:
1.移动台存有上次的BCCH信息.2.移动台中未存有BCCH信息.
●移动台开机---无BCCH信息
移动台会搜索所有124个信道,在每个RF信道上读取接收的信号强度,计算平均电平.整个测量时间为3~~5秒,在这段时间内从不同的RF信道上抽样测量点,每载波至少5个测量样点
MS调谐到最大接收电平的载波,并判断该载波是否为BCCH.若是,则MS尝试同步.读取BCCH数据.若满足下列条件:
i.MS解码正确,小区是PLMN的一部分
ii.小区未被阻塞
iii.C1>0
MS选择该小区,若不满足上述的2,3即搜索到小区但不能成为可服务小区,移动台则继续从该小区的BA-LIST的载波中寻找;若上述的3项条件皆不能满足,则MS调谐到次高频上，重复判别过程;移动台若搜索30个最强的RF信道后,仍未找到合适的小区,但发现有BCCH信号,则移动台显示这可用的PLMN,然后进入自动模式或手动模式,否则,MS搜索更多的RF信道直到找到一个BCCH载波.
●移动台开机----存有BCCH信息
MS关机时储存上次的BCCH信息,开机搜索存储的BCCH,在该BCCH不能成为服务小区时（C1<0;阻塞等）,检查该小区的BA-BCCH
若BA-BCCH中载波搜索后,仍未找到合适的BCCH,则重新扫描所有的RF.
C1=（A-Max.（B,0））其中：
A=RXLEVAverage-P1A对应下行信号质量,A值越大,表明下行信号越好.P1=rxlev_access_min,决定了移动台接入系统的最小接收电平（rxlev_access_min）,调整最小接收电平,可以调整SDCCH的业务量。
提高rxlev_access_min能够缩小允许移动台接入小区的区域，从而减少SDCCH的业务量。
当小区的SDCCH和TCH都出现拥塞时，可以考虑提高rxlev_access_min。
B=P2-MaxO/PPowerofMSB对应上行信号质量，B值越大，表明上行信号越好。
P2=ms_txpwr_max_cch,决定允许移动台接入系统的最大发射功率
2.小区重选
C1,C2，用于小区选择和重选
移动台在同一位置登记区发生BCCH重选时，目标小区C1必须大于源小区C1。
移动台在不同位置登记区发生BCCH重选时，目标小区C1必须大于源小区C1＋cell_reselect_hysteresis。
C2是GSM系统可选功能，并且只适用Phase2的移动台。
C2=C1+cell_reselection_offset-temporary_offsetxH（forpenaltytime<31）
C2=C1-cell_reselection_offset（forpenaltytime=31）
其中：
T为邻小区进入移动台测量报告前六个小区的时间长度（用以减轻多径效应的影响）。
H由penaltytime和T决定：
如果penaltytime-T<0，H＝0；如果penaltytime-T>0，H＝1。
空闲模式下的移动台监测BA表中广播的邻小区，并保有最强的六个邻小区表。
移动台最少每5秒计算一次服务小区和邻小区的C2值。
如果邻小区位于不同位置登记区，则应将cell_reselection_hysteresis计算在内。
移动台在下列任何一个出现时将重新选择新的小区。
1）目前服务小区的C1连续5s小于0。
2）移动台监测出下行链路信令故障。
3）如BCCH所指示，目前服务小区被禁止。
4）若在前15s未发生小区重选，则：
对相同位置区的小区，连续5s非服务小区的C1超过服务小区的C1，发生小区重选；对不同位置区的小区，连续5s新小区的C1超过服务小区的C1至少小区重选滞后（CELL-RESELECT-HYSTERESIS）dB，即连续5S，新小区C1>服务小区C1＋CELL-RESELECT-HYSTERESIS，发生小区重选。
若在前15s内，发生过小区重选，则不立刻发生小区重选。
5）在最大重传（max_retrans）后，随机接入尝试仍不成功。
每个小区的优先级别被定义为Normal,Low两种。
通常，移动台在空闲模式只选择等级为Normal的小区，但当邻区中找不到合适的可服务小区时，移动台会试图选择等级为Low的小区，设置小区等级的数据库命令为：
cell_bar_qualify=0（0为Normal,1为Low）；甚至我们可以使用命令：
cell_bar_switch=1将该小区禁止掉，既除了切换的电话，该小区不能建立通话。
3.位置更新过程
移动台开始位置更新过程，在RACH上向基站子系统发送信道请求，然后去占用系统分配的SDCCH，发起位置更新请求信息。
经过鉴权和加密过程，VLR向移动台发送位置更新接受消息，其中包含TMSI和LAI信息。
移动台将TMSI和LAI存储在SIM卡中，回送TMSI应答消息，位置更新过程完成。
移动台释放SDCCH。
参见左图。
当给移动台占用TCH和SDCCH时，都会进行收信电平的测量。
如果小区的SDCCH拥塞较高，信号起伏较大，或者SDCCH上存在较严重的干扰，都有可能使移动台在发出位置更新请求后无法占用SDCCH，移动台会出现突然无信号指示的情况。
在有些系统中用户对这方面的投诉较严重。
这种情况，较多地发生在不同位置登记区的边界处，尤其是在边界处的高层建筑物内等信号强度起伏较大的区域。
在系统优化时如果有用户投诉这一现象，确定：
1.是否存在频率干扰。
存在频率干扰的特点是小区SDCCH严重阻塞的同时，SDCCH的业务量却很低。
如果存在频率干扰则需要通过修改频率规划，调整天线倾角等办法解决。
2.确定发生该现象的位置是否发生在不同LAC的交界处。
如果该小区SDCCH的业务量很大，可以增加SDCCH的数目。
如果在这一区域只是出现MS无信号指示的现象，同时掉话率高，应该使这一区域有一明显占优的小区，如增加发射功率，调整天线等，或者尝试略微增大CELL_RESELECT_HYSTERESIS，增大CELL_RESELECT_HYSTERESIS可能会带来干扰增大，掉话增加的负作用。
3.确认是否需要话务量均衡。
如果在这一区域伴随着SDCCH拥塞率高，可以考虑进行话务量均衡，甚至LAC重新分区。
在规划阶段，就应该避免将LAC分界处定义在主要街道的两边，或是其它人群密集的地区。
4.主叫建立过程
●MS信道请求
MS拨号后，在RACH上发送’信道请求’消息,BTS的TCU接收解码后,BSS软件会很快在AGCH上发送’立即指派消息’给MS，安排MS进入SDCCH信道。
（移动台占用SDCCH，无需MSC的参与，）。
●MS响应
MS收到’立即指派消息’，转换到指定的SDCCH。
之后，MS立即发送SABM（设定异步模式）。
网络对SABM以发送UA（UnnumberedAcknowledge）作为响应以建立L2无线链路。
在SABM里MS向BSS表明会是哪种请求服务，如位置更新或建立通话。
BSS处理该请求然后通过A接口上的信令链路向MSC报送。
●确认请求
MSC收到BSS上报的’服务请求消息’，给MS发回’确认响应’。
该响应通过BSS的信令链路完成。
BTS在SDCCH上向MS发出该响应。
在此响应过程中BSS只起传递消息作用，不作任何处理。
●MS收到MSC的确认响应。
MS对MSC的’确认请求’以’确认响应’来回答。
BTS收到MS的’确认响应’后，在信令链路上传给BSS。
同样，BSS对该消息也不做任何处理。
●加密模式
MSC收到正确的’确认响应’后，发出’加密模式命令’。
由于建立通话信息中包含有敏感的诸如电话号码等信息，因而网络应必须启动’加密模式’。
（当然，该模式对MSC而言，是可选项）
●MS的加密模式
MS发送’加密模式命令’已完成的消息来响应MSC的’加密模式命令’，以向BSS表明，MS已经使用前已安排的密钥加密了。
●MS呼叫类型信息
MS在SDCCH发送’setupmessage’,向MSC表明呼叫是双方通话或三方通话。
●分配请求
MSC收到并处理”setupmessage”，发起’分配请求’。
以表明需要哪种TCH（全速或半速），BTS然后在SDCCH上分配，安排MS到指定的空闲TCH。
●MS分配信道完成
MS转到指定的TCH，在FACCH上发送一’分配信道已完成’的消息
●提示信息
MSC向MS发送’提示消息’，包括告知MS对方铃已响，该发送回铃音了。
●连接信息
当对方摘机，将有类似于以上’提示消息’的’连接消息’通过BSS发给MS。
该信息在FACCH上发送。
MS收到该信息，打开音频通路，并通过FACCH向MSC发送响应。
如此这般，通话正式开始。
移动台在RACH上发送信道请求消息,基站的TCU解码后,系统在AGCH上发送立即指派消息给移动台分配一个SDCCH信道。
（移动台占用SDCCH，无需MSC的参与）。
（在rr_t3101规定时间内）移动台响应这一消息,占用SDCCH,置异步平衡模式，包含服务请求（ServiceRequest）,系统以UA响应,建立L2连接,处理服务请求并且通过A接口信令链路发送给MSC.
然后MSC-BSC-BTS-移动台之间的鉴权加密过程.移动台完成加密模式后.移动台在SDCCH上发送一条呼叫建立消息（Setupmessage）.当MSC收到并处理这条消息,发送一条分配请求（AssignmentRequest）,用以指示需要何种业务信道,（全速率话音/半速率话音/数据）.然后BTS通过SDCCH发送指派命令（AssignmentCommand）使移动台占用一个空闲的业务信道。
移动台在FACCH上发送指派完成消息（AssignmentCompletemessage）。
MSC给移动台发送振铃消息（Alertmessage）,告知移动台所呼叫的电话已经振铃,启动移动台产生回铃音.
当被叫方摘机,通过BSS的透明传送,在FACCH上向移动台发送一条连接建立消息（Connectmessage）.作为回应,移动台打开话音通路,并通过FACCH向MSC发送连接确认消息（ConnectAcknowledgemessage）.通话建立完成。
移动台启动立即指配（Immediateassign）过程时，有可能在RACH信道上与其他移动台发生碰撞。
为了提高移动台接入的成功率，可以调整最大重发次数（max_retrans,重发1，2，4，7次）。
提高最大重发次数可以提高无线接通率，但是会增加CCCH和SDCCH的负荷（只要有空闲信道，网络每收到一次信道请求后，都会分配SDCCH，而不管信道请求消息是否由同一移动台发出），有可能引起或增大SDCCH的拥塞。
对于市中心的基站，建议最大重发次数为2，对于郊区基站可以适当提高（4或7次）。
通过提高发送信道请求的时隙间隔（tx_integer）,可以减少在RACH上发生碰撞的概率，也可以减少SDCCH和AGCH的负荷，但是以延长接续时间为代价的。
建议只在系统微调阶段，才考虑调整最大重发次数（max_retrans）和发送信道请求的时隙间隔（tx_integer）。
5.被叫建立过程
移动台做被叫时，MSC向同一LAC内的所有小区发送寻呼命令，由各小区在PCH上发出寻呼消息。
所以在OMCR统计报告中同一LAC内各小区的PAGE_REQ_FROM_MSC应完全相等。
其他过程与移动台主叫类似。
与被叫过程密切相关的ccch_conf=<0,1,2,4,6>
＝1,conbined,1BCCH+3CCCH位于Timeslot0,用于小话务量位置登记区的基站。
＝0,Non-combined,1BCCH＋9CCCH，Timeslot0,用于大话务量位置登记区的基站。
bs_ag_blks_res=<1-7>,定义了CCCH信道中有多少BLOCK保留给AGCH信道。
由于总的CCCHBLOCK的数量由ccch_conf决定了，该参数实际上定义了AGCH与PCH的分配比例.
CONBINED
（ccch_conf=1/0,2,4,6）
No.OfCCCHblocks
No.OfAGCHblocks
No.OfPCHblock
NO（ccch_conf=（0,2,4,6）
9
X（X=0-7）
9-X
YES（ccch_conf=1）
3
X（X=0-2）
3-X
bs_pa_mfrms=<0-7>;定义了一个完整的寻呼消息由多少个复帧完成（2－9）。
尽管从理论上讲，bs_pa_mfrms越大，小区在同一时刻，可以寻呼更多的移动台。
但实际上，由于总的CCCH消息块数目，AGCH与PCH分配的比例已经确定，在某一时间段内，总的寻呼消息数目确定。
所以调整该参数对提高被叫接通率无影响。
在实际系统中经常发现LAC分区过小，造成移动台频繁发生位置更新，增加SDCCH负荷，影响系统运行质量。
可以利用OMCR统计的PAGE_REQ_FROM_MSC，确认现有LAC分区是否合理，是否需要重新分区。
计算方法举例如下：
A．计算CCCH中有多少PCH（NCCCH）=（NAGCH+NPCH）
当NCCCH=9（假设ccch_conf=0,bs_ag_blks_res=2）
NPCH=NCCCH–NAGCH=9–2=7
B．假设实际上只有33％的时间内的PCH真正用于寻呼移动台。
所以：
NPCH=NPCH*0.33
所以：
NPCH=7*0.33=2.31
C.NPCH=P/（A4.25）（每秒4.25个PCH消息块）
其中:
A=2（每个PCH消息块寻呼两个移动台,forIMSI）
=4（每个PCH消息块寻呼四个移动台,forTMSI）
所以:
P=2.3144.25=39.27次/秒（141372次/小时）
D.假设:
交换机中设定小区每个寻呼命令发送2次
所以响应PAGE_REQ_FROM_MSC的理论上限为:
141372/2=70686（forTMSI）。
实际从OMCR上统计忙时本LAC内小区的PAGE_REQ_FROM_MSC=24763,得出结论：
可以考虑LAC重新分区。
也可以进行以下计算：
假设M－M和L－M的呼叫占总呼叫次数的38％，每次通话时长60秒，则本LAC内由PCH限制的总话务量为：
（70686/38%）X（60/3600）=3100ERL而实际统计话务量为:
1086ERL。
同样得出结论:
可以考虑LAC重新分区。
考虑到将来系统小区数目和用户数的发展，LAC分区必须慎重并留有余量。
就当前各系统的LAC分区来看，一般很少发现LAC分区过大。
frequency_type
此参数设置此cell的频率类型
取值：
1：
PGSM2：
EGSM4：
DCS18008：
PCS1900
bsic
此参数设置bsic，bsic分成两部分：
NCC为网络色码
BCC为基站色码，其主要作用如下：
因为GSM系统采用的是频
率复用，间隔一定的距离就会有同频干扰。
MS区分同频的小区，
一个主要的方法判断是同频的BCC。
MS根据SCH上的不同BCC
来区分同频邻小区。
同时BCC要与BCCH载频的训练序列相同。
取值：
0–63
wait_indication_parameters
当MS发送RACH申请SDCCH信道时，如果系统因为某些原因无法分配SDCCH时，系统给MS发送立即分配拒绝消息，此后MS要等待一段时间才再次发送RACH，此间MS拒绝任何发送请求。
此参数就设置等待的时间。
取值：
0-255（单位秒）
wait_indication_parameters
信道请求
RACH
MSCELL
立即分配拒绝消息（等待20秒）
RACH
AGCH
MSCELL
启动计时器T3122，等待20秒
进入idle模式
MS
T3122超时
MS
信道请求
MSCELL
ccch_conf
此参数配置CCCH信道。
取值：
ccch_confphysicalchannnelscombined
01timeslot（0）NO
11timeslot（0）YES
22timeslot（0,2）NO
43timeslots（0,2,4）NO
64timeslots（0,2,4,6）NO
注意ccch信道只能定义在偶数时隙。
是否使用combined一般通过更改ccch_conf。
（ccch_conf=1为combined，否则不是）
bs_ag_blks_res
此参数定义在CCCH信道中有几个留给AGCH使用。
取值：
当ccch-conf=1时0-2
当ccch-conf1时0-7
bs_pa_mfrms
当MS处于待机状态时，会不断接收服务小区的PCH信道的信息,但并不是接收所有PCH消息，而是根据IMSI和PCH结构算出所需监听的时隙。
若干个PCH复帧会组成一个寻呼组，一个MS一般只监听此寻呼组内的一个时隙，以确定是否有它的寻呼信息。
此功能可以延长MS的待机时间。
此参数就是定义多少个PCH复帧组成一个寻呼组。
取值：
0-7（2-9个PCH复帧）
ccch_conf=0
bs_ag_blks_res=1
bs_pa_mfrms=2
235.5ms
extended_paging_active
如果是使用IMSI寻呼一个PCH消息可以同时寻呼2个用户，如果使用TMSI寻呼可以同时寻呼4个用户。
但如果一个PCH信道同时有超过4个用户要寻呼，则第五至第八个寻呼可以在隔一个寻呼
信道上进行，这就是扩展寻呼功能，此参数就设置是否允许使用扩
展寻呼。
MS从BCCH广播信道中得知系统是否使用扩展寻呼。
如果使用MS就会继续监听隔一个PCH上的消息。
如果一个寻呼信道有超过8个用户要寻呼，则在下一个周期的同一寻呼信道到来时广播。
取值：
0-1
number_sdcchs_preferred
此参数定义SDCCH的数目。
Combined复帧结构：
4，12，20，28
非Combined复帧结构：
8，16，24
extended_paging_active
number_sdcchs_preferred
C1
C1用于小区的选择和重选。
在MS开机处于空闲模式下时，MS从服务小区的BCCH上接收到邻小区的频率表。
MS将按此表依次调谐各频率，同步并检查以下用于小区重选的信息。
●正确的PLMN
●小区是否禁止接入
●位置区信息
●P1&P2（C1参数）
如果前两项条件都满足则MS重选小区的主要因素取决MS和预重选小区之间的传输质量。
它用C1来衡量。
C1的计算用到BCCH的接收电平，MS的最大输出功率以及一些小区特定参数。
C1=（A-max（B，0））
A=平均接收电平-P1
B=P2-MS最大输出功率
P1=rxlev_access_min（MS要接入所需的最小接收电平）
P2=ms_txpwr_max_cch（表示MS接入，发送RACH的功率）
MS只选取C1为正值的小区，在同一位置区如有若干小区满足此条件则选择最好的小区。
在上述公式中，A决定了下行路径质量，B决定了上行路径质量。
关于C1的计算有以下几点：
A为正值↑下行链路越好
负值↓下行链路越差
B为正值↑上行链路越差
负值↓上行链路越好
cell_reselect_hysteresis
在同一个LAC内的小区重选要求邻小区的C1大于本小区。
当邻小区与本小区不是同一个LAC时，需要邻小区C1
比本小区的C1+cell_reselect_hystersis大时才会选择邻小区。
注意此值是指邻小区内的cell_reselect_hystersis，而不是本小区的。
取值：
0-7（单位为2dBRXLEV）
移动台在下列任何一个出现时将重新选择新的小区。
1）目前服务小区的C1连续5s小于0。
2）MS监测出下行链路信令故障。
3）如BCCH所指示，目前服务小区被禁止。
4）若在前15s未发生小区重选，则：
对相同位置区的小区，连续5s非服务小区的C1超过服务小区的C1，发生小区重选；对不同位置区的小区，连续5s新小区的C1超过服务小区的C1至少小区重选滞后（CELL-RESELECT-HYSTERESIS）dB，即连续5S，新小区C1>服务小区C1＋CELL-RESELECT-HYSTERESIS，发生小区重选。
若在前15s内，发生过小区重选，则不立刻发生小区重选
C2
C2是GSM的可选特性，仅用于小区重选。
它以一个小区为单位设置。
如果小区不广播C2参数，则用C1重选。
下面公式表明C2是基于C1计算的。
空闲时，MS根据对BA表上的BCCH的检测得出最好的六个邻小区表。
该表不断被更新，有关重选参数被周期性地检查。
最少每5秒MS需计算服务小区和邻小区的C2一次。
如果有最好的邻小区的C2超过服务小区的C2并保持5秒则重选。
如果该邻小区属于另一个位置区，则需要用cell_reselection_hysteresis参数。
有关C2的参数在BCCH系统信息中向空闲MS广播：
cell_reselect_param_ind：
一个phase2的MS能够读取有关C2参数，并使用它们作小区选择和重选。
Phase1的MS不能使用C2，它采
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