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空闲模式
空闲模式
1说明
没有分配到专用信道的移动台即是“空闲模式的移动台”,本功能的目的是让处于空闲模式的移动台能够接入系统,并通过网络中的其它定位算法延伸至其它系统。
当移动台一开机,便立即尝试接入PLMN网络,可以人工、自动来进行网络的选择,移动台将搜寻并选择一个已选择的PLMN网络中的小区,然后锁定到一个控制信道并接收由PLMN网络所提供的有效服务。
这和对小区的选择便称为登录。
当一个移动台一直处于空闲模式时,它将一直试图去登录一个最好的小区(依信号强度算法)
Phase2手机根据C2算法重选最优小区
空闲模式下的动作是由移动台来控制的,也可以通过在BCCH信道上接收到的参数来执行控制。
空闲模式下的控制参数都由小区中的BCCH来传送。
2背境
当一个移动台开机后且不进入任何呼叫操作,则它一直处于这样一个状态:
不断选择最好的小区去登录。
读取信息并寄存LAI,以便系统知道它的当前位置即发寻呼的位置。
总之:
空闲模式的核心是PLMN网络选择机制,小区选择与重选算法,位置更新过程。
其唯一目的是确保移动台能登寻到一个通信成功机会最大的小区。
3实现
3.1接入系统时的最小信号强度
当移动台接入系统时总是试图获得最强信号。
这便是空闲模式下的小区选择与重选,这些算法将激活移动台去选择最合适去登录。
最基本是信号强度。
一个小区是否合适于登录,将要满足一定的算法,
小区选择与重选择与重选可以由一组参数来控制(主要是选择和重选公式中涉及的参数入ACCMINCCCHPWRCROCBQ等参数)。
通过这组参数可以使一个小区被优先或滞后选择。
如同MS的激活模式一样,移动台可以改变周围小区的排队序列。
3.2寻呼开消控制
空闲模式下移动台通过解码LAI,来确认它的位置区是否已变化,并通过位置更新来通知系统。
通过位置更新,系统一直能有MS的当前位置信息,当有一具来话时,可以准确地对某个位置区来的进行寻呼,从而不必去进行无必要的全网性寻呼。
当然具体的MSC寻呼数据中,有重呼的数据,可以决定第二次重呼的范围。
第一次寻呼是在LAI区域内进行寻呼,第二次补呼是在MSC范围内。
这样可以最大现对的减少信令负荷。
关机的移动台关机时(人为的或LOWBATT、突然拆除电池外)将发送一次IMSI分离信号,以认HLR在IMSI中加上移动台已关机的“分离”信息,从而避免对已关机MS的寻呼。
当MS进入盲区时,情况又如何?
如果在周期登记时间内进出盲区,没有来话,则系统并不知道移动台的这个变化,如果有来话,则系统将同样进行寻呼,当发现移动台并没有响应时,会有分离动作。
之后进入服务区时,虽有网络,而来话不发寻呼,因系统误认MS已分离。
当然做主叫时,OK。
当进行一次呼叫后,系统知道MS的状态,就可以进行呼叫了。
如果刚好在盲区中周期登记时间到,MS是否会发周期登记?
是否有证实?
实际上:
此时的移动台是不会发周期登记的,因为它并没有可选择的小区,这个是移动台本身的操作。
只有当它进入服务区后才补发。
3.3空闲模式下的低功率消耗
空闲模式下,移动台间隔性地监视由当前小区专送的系统信息并测量相邻小区以决定是否要启动小区的变化,然而大部分时间下移动台处于睡眠模式?
因而节省功率,当然也可以通过不连续接收来实现(DRX)。
4技术介绍与工程指南
4.1总则
空闲模式下的MS不断测量当前小区与相邻小区的BCCH载波以选择登录,必要时寄存LAI以进行位置更新。
登录小区的目的是:
1.激活MS去接收PLMN系统信息,
2.以便在RACH上接入网络
3.另外PLMN也知道MS当前的LA,(除非移动台进入限制服务状态)因而当来话时才知道如何寻呼MS。
空闲模式下移动台工作分四个过程:
1、PLMN网络选择
2、小区选择
3、小区重选(PHASE22段手机才有效)
4、位置周期登记
图1示:
4.2PLMNselection
4.2.1总则
当移动台开机或脱离一个盲区后,它便试图去选择并登寻注册的PLMN。
如果没有注册的PLMN或者注册的PLMN不存在,它将试图去选另一个PLMN(手动或自动)
移动台除了可以选择归属PLMN网络外,还可以选择另外的PLMN网,条件是它认另外网络的小区更适合登录且它发出的位置更新请求能被网络接受(当应有国际漫游权限)。
当然处于其它网络中的移动台也将会不断进行回归归属网的偿试。
有两种模式:
自动与手动,自动模式将有一份初始化的PLMN网络允许接入清单。
手动模式的设置,主要是为了国际漫游用户选择可以漫游的网络。
4.2.2自动模式
在自动模式下,移动台将选择存在的且允许的网络,当注册网络并不存在或注册网络无法接入时,将按如下次序;
1)归属PLMN,
2)按SIM中存储的PLMN次序
3)SIM中并没有的PLMN网络,要满足如下条件:
接收强度大于-85dBm,
4)以信号强度次序选择
4.2.3人工模式
即使登记的网络并不存在,MS也将首先偿试去进行选择,如果选择失败或者用户意图,则MS将向用户显示所有当前存在的网络,此时用户可以键入期望的网络,且移动开始登录此网络。
如果此网络并不允许接入,则MS将向用户指示去选择另一个网络。
至于网络选择与重选将由选择模式来进行。
4.3小区选择
4.3.1总则
小区选择算法试图找到根据需要所选PLMN网络的最适合的小区。
如果所有可得并且允许的PLMN没有适合的小区,MS将试图campon一个无关系的受限服务小区,只能进行紧急呼叫。
如果MS进入盲区后,MS将重新选择PLMN网络。
小区选择,两个策略可以用。
普通小区选择和储存清单小区选择。
储存清单小区选择利用一个可分配的BCCH载频的表格(BA表)迅速的进行小区选择程序。
4.3.2算法
常规小区选择
常规小区选择中,MS试图选择一个最合适的小区去CAMPON,所谓合式的小区是指:
1、属于所选的PLMN
2、CB=NO(CELLNOTBARRED)
3、不属于禁止的LA(如国内漫游时)
4、小区选择算法达标
如果所在网络的BCCH载波中没有任何信息(MS中的临时信息),则做全频段(双频段)扫描,方法是对所有BCCH载波进行测量并计算信号强度平均值,以3至5秒为周期对所有频点进行至少5次。
之后MS调谐至最强频点并以FCCH脉冲串来确定是否BCCH载波。
若是BCCH,则调谐至此载波并读取SCH中的BSIC,读取BCCH中的广播信息,如BA表内容,如果所有数据解码成功且此小区为合适小区,则CAMPON成功并进行必要的登记。
对于GSM900网络,如果最少30个频点(DCS1800网络为40个)被偿试过而没有合适的小区,则进行网络重选并偿试合适小区,注意双频时的频点选择有独立的方法;参考双频带操作。
每个小区都有两个选择级。
优先级与次先级(NORMAL/LOW),只有在没有NORMAL级小区才选择LOW级(对2段手机有效)。
国际漫游用户可以选择非归属网的某个指定LA,这一点与归属网不同。
如果位置更新请求失败后,这些位置区将处理为禁止,并存于SIM中。
.当移开SIM或手机关机后这些信息将清除。
小区选择的优先级控制由参数CBQ、CB来联合实现。
如下表示:
一般情况下,CB和CBQ的组合设置可以调节MS接入网络的时间,关于CB和CBQ的设置规则如下:
CB都设置为NO,如果将小区BARRED掉的话,起呼不是最优小区,也会很快且回来,没有什么作用,增大了小区的切换话务,容易引起切换掉话,切换失败等。
CBQ的设置,在没有拥塞的情况小,都设置为HIGH,只有在小区有问题,拥塞或者小区补作为吸收话务的情况下,才把小区的CBQ参数设置为LOW。
当移动台发现当前归属网的小区并不适合时,将以此小区的BA表序列去选择其它小区,这在某种程度上加大了小区选择的进程,BA表即是由小区数据中的MBCCHNO来实义的清单。
移动台选择周围小区的唯一依据更是此频点,BCCH载波频点。
一般情况下空闲模式(IDLE)的BA与激活模式(ACTIVE)的BA是一样的,但有时可以不一样。
最大可定义32个。
存储小区选择的清单:
移动台关机时将存储最后一个激活且接入的小区的BA表,开机后的移动台将以此BA表去选择或重选小区,如果没有此表或者按此表选择失败,则按全频带搜索来进行,所以有时将IDLE表频点定义多点是可行的。
当移动台切换至另一个小区后将更新此表。
小区选择算法
空闲模式下的移动台将不断计算C1,C1大于0的小区才可以接入,当然多个达到条件时,选大者。
C1=(receivedsignallevel-ACCMIN)-max(CCHPWR-P,0)
(1)
ACCMIN指的的C1评估的小区。
后边的max(CCCHPWR-P,0)主要考评上行的因素,一般CCCHPWR设置值为33,
式中;
ACCMIN空闲时允许接入的最小信号强度
CCHPWR空闲模式接入系统时允许的最大发射功率,不同的移动台有不同的功率级,目前绝大部分采用5级,33dBm,
太低的ACCMIN将允许更多的移动台去接入网络,加大边界,但却加大了掉话可能性,如果移动台达不到CCHPWR的要求,则从上算式中可以得出结论:
要求的接收信号强度更高。
另外,太低的ACCMIN也将引起太多的呼叫建立失败,有一个达得注意的是:
ACCMIN不只是控制边界的范围,实际上影响的是整个六边形的张缩。
如果移动台达不到CCHPWR的要求,就需要更高的接收信号才能够接入小区,使小区的接入变得更难。
CCHPWR也只有奇数有效。
其实可以把CCHPWR作为一个参考值。
4.3.3推荐值:
ACCMIN=-110茂名地区设置值为-104
CCHPWR=MSTXPWR.
4.4小区重选
4.4.1算法:
测量
当一个移动台选择一个小区后,将进行小区重选,重选的过程是;移动台将不断地测量周围小区的的BCCH载波(即是BA表中所描述的频点),对邻区的测量样值至少5个,通过此算法来选择更合适的小区。
BA表中的每一个载波的接收强度将被不断的筛选。
每个BCCH上的广播信息至少每30秒将被读取一次,以便监测小区各参数的变化。
移动台将至少每5分钟一次地试图同步并读取周围6个小区的BCCH载波上的与小区重选有关的参数。
另外移动台将每30秒一次地试图对BSIC进行解码以监测是否还是原来的小区,BSIC=NCC+BCC,如果频点相同而BSIC不同,则被处理为一个新小区。
如果检出的NCC不是NCCPERM所允许的,则此载波的测量将被终止。
在空闲模式下移动台只收听寻呼子组中的属于自已的子组信息。
其它时间为睡眠模式。
小区重选算法
为了控制小区间的业务分配,允许操作者对激活模式下的移动台进行定位、分层的操作,同样对于空闲模式下的移动台也附之同类的功能。
不过,对于快速移动的MS,必须适当控制其小区重选的速率。
因此增加了如下几个参数;CRO,TOandPT,这三个参数也在BCCH载波上广播,移动台也要读取其它的上述三个参数,重选算法中有5种不同的算法,如果其中有一种符合要求,则重选发生。
下面小区重选的算式;C2大的小区将被选中。
C2=C1+CRO-TO*H(PT-T)当PT不等于31
(2)
C2=C1-CRO当PT=31(3)
CRO,TOandPT三参数描述;
CRO——对某一小区提供一个OFFSET值,目的是调节其空闲模式下的边界。
茂名地区对六合彩拥塞的调节方法就是对空闲模式的覆盖范围通过CRO来减小,而激活模式下,通过MSRXSUFF来控制。
一般情况下,C1=[RxlevDl-ACCMIN]、C2=[C1+CRO],在这个公式中,C2取决于C1和CRO,而C1我们认为不可调,那就只好调整CRO了,对于拥塞小区,我们设置一个负值的CRO就可以了。
拥塞小区空闲模式下的用户数得到了控制,但用户发起呼叫以后仍然会尝试往拥塞小区切换,这就是空闲模式与激活模式覆盖范围不一致造成的。
,还要考虑怎样同步控制激活模式下的小区选择。
定位算法方面,茂名本地网采用了下行K算法,相关参数设置是MSRXSUFF=0。
在下行K算法的排队中,K值为下行接收信号强度减去MSRXSUFF即K=RxlevDl-MSRXSUFF,MSRXSUFF取值范围是-150dBm至0dBm。
由于当时全网设置MSRXSUFF为0,所以拥塞小区的MSRXSUFF不能修改,因为任何修改都会人为增大其K值。
变通的方法是,为每个小区统一设置一个初始值(目前设置是10即-10dBm),然后再下调拥塞小区的该项参数。
TO——是指在PT周期内的负补偿值,意即当某一小区被移动台列入邻区开始,必须经过PT时间后才能发生正常的小区重选,否则在重选序列中将被滞后处理。
PT——惩罚周期
式中的:
H(PT-T)的意思是;如果计时器T的值小于PT,则H(PT-T)=1,如果如果计时器T的值大于PT,则H(PT-T)=0,也即TO不起作用。
当PT取31时,TO不起作用。
服务小区BARRED
用CB参数可以设置,但是BARRED掉小区没有什么实际意义。
建议最新工程参数检查时,对参数进行调整,同意设置为NO。
空闲模式下移动台可以多次偿试接入的参数是MAXRET,建议设置的值为4。
移动台检测下行信令失败算法。
2段手机采用C2算法重选小区
1段手机采用C1算法重选小区,当服务小区的C1小于0,5秒以上时,移动台将更换小区,
如果服务小区的C2小于邻区的C2,5秒以上时,将发生小区重选,为防止两小区属于不同的LA,引起不停的LAIUPDATE。
为此增加一个数据CRH,以防止这种情况的发生。
例子:
CRO与KOFFSET的关系
一般情况下此两值应取一样,较合适,如;RLNRC;CELL=A,CELLR=B,KOFFSETN=3,
但CELLB的CRO=0,结果是;激活模式下边界从B推向A(3dB对应的区域),而空闲模式下边界并没有推移。
则完全有可能指配时是在A小区,进入激活模式后立即切换至B小区,反之如果CRO取3而KOFFSET取0,同样出现某一区域的指配后又立即切出。
这是无必要的切换与错误指配。
下行信令失败算法
BSC配置的信令失败计数器,取值为最接近于90/N,N=MFRMS(用于寻呼的复帧数)。
如果解码成则计数器加1,失败则减4,加值的峰值是90/N,减至0后则表明此小区信令解码失败,从而导致小区重选。
当小区更换后,失败计数器重新置初始值,同样以90/N为参照。
4.4.2跨LA的小区间重选边界
类同于KHYST一样,产生一个边界用于防止乒乓换。
CRH的另一个重要意义是当两小区分属于不同的LA时,不断的重选会带来不断的LAUPDATE。
引起的信令负荷。
如SDCCH拥塞。
Phase1段手机采用的C1算法中并没有此问题,因为此种情况下的重选有个前提条件是当前小区的C1要小于0,5秒以上。
即使邻区中有更高的C1也不影响,更重要的是选定一个小区后已不再计算其它小区的C1值。
CRH取太大与太低的情况:
太低时,切换频繁,信令负荷加大。
太大时,无益于MS去选择更加小区。
当然如果是双频网间,CRH大点没关系。
如果CRH较大,信号强度不是最优,对GPRS的下载业务有一定的影响。
如果设置过小,重选会导致GPRS下载停止3s,所以频繁的重选会使MS的GPRS停止。
4.4.3限制服务
有几种情况移动台无法获得网络服务,
不允许的PLMN
非法用户
HLR中不识别的IMSI
找不到合适的小区
非法设备
没有SIM
4.4.4推荐值
CRH=4
4.5位置更新
4.5.1总则
位置更新是为了让系统知道移动台的当前位置,.
有三种类型的位置更新:
常规登记,周期登记、IMSI分离。
4.5.2常规登记,
当MS进入一个新LA时,将检测到一个新的LAI,通过与SIM中的原存LAI比较可得。
此后一方面向系统向申请,另一方面更新SIM中的LAI。
如果更新申请失败,如进入一个禁止位置区时,此时MS将试图去选择另一个新小区,或回到网络选择状态。
4.5.3周期登记
为了防止对脱网、LOWBATT、其它原因造成MSC/VLR中出现的不正常状态的MS的寻呼。
引入周期登记,由系统广播信息传送,包括是否要进行周期登记,多长时间要通知系统进行IMSI附着,控制参数是T3212。
取值范围是1至255,一个单位6分钟。
T3212这个计时器是在MS中实现的。
MS从激活模式变化到空闲模式之后,计时器将重新启动。
在MSC中有BTDM和GTDM两个参数,主要的作用是判断没有做位置更现的MS的状态,设置时要求BTDM+GTDM>T3212,否则会出现MS没有做位置更新,MSC就认为MS时脱网状态了。
如果T3212发生变化时,也要重新广播。
下面介绍过渡时的时间算法
1、如果原来为5.6,现变成3,则全网所有移动台将以5.6-3=2.6做为过渡周期,即原计时器终止的时间。
如果新值大于原值,则每个移动台都以原计时器满后重新启动新的计时器,
2、如果原来为5.6,现变成7,则终止原计时器的时间为5.6MOD7=5.6,如果新值比原值小,则计时器继续按原值运行,但从收到新的T32132开始计时,最多只能是这个新值的时间。
(T3212=40).
4.5.4IMSIattach/detach分离与附着
此操作由移动台方面执行,用于告知系统它的激活/非激活状态,如开关机时,有必要进行的操作,此时将在VLR中设置一个标志,防止系统对关机移动台的寻呼。
控制参数为ATT,ATT由系统向移动台广播,
BTDM——MSC以此数据做为对MS分离的时间,一般取与T3213等值,另外加上一个保护时间GTDM。
也即是说真正分离时间为两种之和。
4.5.5推荐值
ATT=YES
BTDM=T3212.一般可取1与4小时,即:
(T3212=10)与(T3212=40).
4.6控制信道的合并方式
只在三种合并方式,由BCCHTYPE参数描述:
NCOMB:
BCCH和CCCH共用时隙
COMB:
BCCH,CCCH和SDCCH/4共用时隙
COMBC:
BCCH,CCCH,SDCCH/4和CBCH共用时隙
SDCCH信道的四种合并方式:
SDCCH/8:
每个物理信道含有8个子信道,即是可以同时指配8个用户的专用信令信道。
SDCCH/8中含有CBCH:
即CBCH代换了一个SDCCH子信道,即是可以同时指配7个用户的专用信令信道。
.
SDCCH/4:
这是指所有信令信道的合并模式,即是可以同时指配4个用户的专用信令信道。
SDCCH/4中含有CBCH:
即CBCH代换了一个SDCCH子信道,即是可以同时指配3个用户的专用信令信道
需要的SDCCH/8数量由SDCCH参数定义,CBCH由参数CBCH定义,但只能定义一个CBCH。
1个CCCH子组中包含有PCH,AGCH与RACH.
4.7寻呼
4.7.1寻呼子组
当MS调谐至一个BCCH载波并成功解出系统信息后,便开始评估;依据IMSI来确定具体的寻呼子组。
并监测这个子组。
这个特殊的方式在GSM规范中规定。
在一个COMB的51复帧中一般含有3个CCCH块,而在NCOMB的51复帧中含有9个CCCH块,
AGBLK用于定义这些块中多少个用于AGCH,余下的用于PCH,
对于爱立信基站,AGCH只能取0、1,如果系统广播信息类型7、8被广播、BCCH采用NCOMB且CBCH被采用的话,则AGBLK应取1。
如果没有予留(AGBLK=0),则AGCH信息比PCH信息有优先权。
MFRMS用于定义复帧周期,同时也决定了寻呼信息在同一个子组中的发送间隔。
AGBLK与MFMRS的组合决定了有多少个寻呼块的存在。
较大的MFRMS取值决定了移动台更大程度的节电,以及系统更大的寻呼容量。
某个特定的块出现的机会变少,但呼叫建立时间将会更长。
例子:
如果AGBLK=0,则在一个51复帧中将有9个块,如果MFRMS=5,则共有45个块。
则系统对MS的寻呼间隔是5个51复帧周期。
如果MFRMS=9,则系统对MS的寻呼周期将为9个51复帧周期即9个235.4ms,约2秒。
这将大大降低MS在IDLE模式下的功耗。
但将加大呼叫建立的时长。
4.7.2MSC的寻呼策略
策略;寻呼偿试失败后,是否需要重试,重试是在LOCAL还是GLOBAL模式进行?
LOCAL模式是允许在位置区内进行,而GLOBAL允许在整个MSC服务区进行。
PAGTIMEFRST1LA在位置内首次寻呼的监视时间(计时器)
PAGTIMEFRSTGLOB在MSC整网首次寻呼的监视时间(计时器)
PAGREP1LA定义在位置区首次寻呼失败后是否进行重试,
PAGTIMEREP1LA在位置内重试的监视时间
PAGTIMEREPGLOB在整网重呼的监视时间
PAGREPGLOB定义在整网首次寻呼失败后是否进行重试。
4.7.3推荐值
若没有特殊要求AGBLK取0
4.8系统信息类型
系统信息类型1:
此类型仅用于跳频时,发送内容为:
第一、小区信道描述
用于通知移动台,小区采用的频带与可以供跳频用的频点。
对于GSM900与GSM1800采用的格式是不同的:
对于GSM900:
有一个BITMAP0(比特位图)用于描述两方面信息,分别为:
CA-NO,取值分别为:
0、1、2,代表,GSM900、GSM1800、GSM1900。
CA-ARFCN,采用的有效射频频点,当为GSM900,将有一个相应于124个频点的124位图,当某个频点被采用时,相应的比特位被置为1,否则将被置为0。
对于GSM1800情况点不同。
第二、RACH控制参数,描述的两个数据为;ACC、EC,ACC称为接入控制等级,分为0-9与11-15,0-9表示普通级,所有移动台被定义为0-9,11-15为优先级,10表法EC,如果此位取0,表示所有移动台允许进行紧急呼叫,取1时,只有11-15优先级的移动台可以进行紧急呼叫。
0000000000111111(左图示为普通移动台的设置)
CB——小区禁止标志,用一个比特表示。
RE——用一个比特表示是否可以进行呼叫重建,断开后的重新占用。
MAXRET——移动台接入系统时的允许最大重发次数,取值:
1、2、4、7
TX——移动台接入系统时允许重发的时隙间隔数:
取值,3-12(每步1),14、16、25、32、50
系统信息类型2:
主要用于对相邻小区的BCCH载频的描述,
一、邻近小区描述
对于GSM900,有如下三个数据:
BA-NO:
BCCH使用频带描述,当BA-NO=0时,表示GSM900。
BA-IND:
BA表变化标志,当操作者修改BA表时,BA-IND将从1跳变到0,或从0跳变到1。
主要是让MS决定是否要更新BA表。
BA-ARFCN:
移动台要测量信号强度的有效射频频点,采用124位图表示,当存在某个频
点时,相应124位图中的比特位被置为1,不存在的频点的相应位置被置为0。
对于GSM1800/1900,有如下两个数据;
FORMAT-ID:
相邻小区不同频率格式的描述,如124位图与256位图。
EXTRA-IND:
如果类型2、5不能描述完整的频率信息,则其余的部分将在2BIS和/或2TER(ACTVIE模式时是在5BIS/5TER)。
此数据也称为频率扩展描
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