tianfei1201

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Radio Link Failure

Posted on 2013-04-24 15:24  tianfei1201  阅读(2614)  评论(0)    收藏  举报

第一节        无线链路控制 一、无线链路故障

当移动台在通信过程中语音或数据恶化到不可接受,这是由于系统存在干扰或接收电平很低,导致移动台无法正确解码网络的发送来的信息,且无法通过功率控制或切换来控制时(既所谓的无线链路故障),当出现这种情况时移动台或者启动呼叫重建,或者强行拆链。由于强行拆链实际上引入了一次掉话的过程,因而必须保证只有在通信质量确实无法接受时,移动台才认为是无线链路故障。因而GSM规范引入了一个无线链路超时的概念(RADIOLINKTIMEOUT),该值也可在小区参数中设定,在BCCH和SACCH携带的系统消息中发送给移动台。

当移动台收到该参数后时,就将其内部计数器S的初值设为所定义的值。若移动台在通信过程中在应该收到SACCH(它在移动台处于专用模式下时,携带有系统消息)而无法译出一个正确的SACCH消息,S则减1,反之,则加2,但S值不可超过无线链路超时的值,当S计到0时,移动台则报告无线链路失败。

当该值设置较小时,在移动台的接收电平由于地形等原因突然衰落很大时,很容易产生掉话,从而影响了网络的质量,损害了用户的利益。但当该值设置很大时,尽管话音质量早已不能接受,而网络却只能等到无线链路超时时,才能释放相关的资源,从而使资源的利用率变低。因而在设置该参数时,应注意实际的情况。一般在业务量较小的边远地区可将该值设的大一些,而在业务量较大的地区可设置的小一些。但在存在明显盲点的小区应将该值适当增大。

在对无线链路故障的监测过程中,应注意保持对上下行的控制应一致,即基站一侧和移动台一侧应保持对无线链路故障的算法一致。

在观测无线链路超时时,MS和BTS都在观测链路的失败情况,

(一)、移动台首先发现下行链路故障

MS负责监测下行的无线链路超时(通过,在系统消息中获得的无线链路超时值,当MS收到该值时,则按照该值置位,若不正确译码SACCH的系统消息一次,则将该值减一,若正确收到一次,则将该值加二,最大值不能超过无线链路超时值;当MS发现该值变为0时,则将认为下行无线链路失败。此时MS将会根据SACCH的系统消息中是否允许呼叫重建的指示,来决定是否进行呼叫重建,若允许的话将向BTS发出信道请求的消息channel request,若不允许则MS转入空闲的模式下);

(二)、BTS首先发现下行链路故障(此为北电网络的设计)

BTS负责监测下行的无线链路超时情况,它的无线链路故障的计数器CT应与MS保持一致,当BTS收到BSC发来的信道激活时,则将本身的计数器置位为0,当开始收到SACCH发来的测量报告时,则将该计数器置位CT=RLF1*4+4(此时CT值应等于无线链路超时值),当无法正确译码一次MS发来的SACCH的测量报告时,则将该计数器CT = max(0,CT–rlf3),当正确译码一次后则将该计数器CT=min(4*rlf1 + 4,CT+rlf2)。其中RLF1、RLF2、RLF3为小区参数,如当无线链路超时值为20个SACCH测量周期时,RLF1为4,RLF2为2,RLF3为1。

 

在不正常释放的情况下当BTS发现该值变为0时,则将向BSC发出 CONNECTION  FAILURE  INDICATION的消息,当BSC收到该消息后将定时器T3109置位(系统设置T3109是为了给移动台留出呼叫重建的时间,因而该值必须大于无线链路超时的时间,设无线链路超时的时间为20个SACCH报告的周期,大约10秒左右,这是由于移动台须用大约10秒来判断下行无线链路超时,大约用5秒来测量它的邻小区的情况,而后将发起呼叫重建的请求)。当T3109等待的时间超时后,将向MSC发出CLEAR REQUEST(在该消息中携带有不正常释放的原因)的消息,当MSC收到该消息后则向BSC发出CLEAR COMMAND的指令,要求释放无线资源,当BSC收到该指令后,将直接完成向BTS发出RF CHANNLE RELEASE要求释放TCH资源,当收到BTS返回的RF CHANNLE RELEASE ACK消息时,BSC就认为该信道资源已空闲可用于再分配了. 此时它还要将向MSC发出CLEAR COMPLETE消息,表无线链路已清除完毕.)。

二、呼叫重建

呼叫重建程序是允许移动台在无线链路失败后,来重新恢复连接的一个过程,呼叫重建可能会建立在一个新的小区或新位置区上。

   在无线环境下,一条连接很有可能突然中断,这可能是由于桥梁、建筑物、隧道等障碍物给移动台造成的严重传播损耗,当采用该机制后,移动台便可利用另一小区在很短的时间内继续通话,在某种程度上可改善网络的服务质量。可以认为呼叫重建是一种移动台发起的切换,但只限于对当前小区丢失的呼叫来用于挽救切换的一种极端情况。

  呼叫重建根据首先察觉无线链路失败的实体不同,将会导致两个不同的建立程序。

1、  MS侧首先察觉无线链路失败

    移动台将在被选中的小区上(可能是原小区,也可能是新小区)发送一个呼叫重建的请求。以前的信道资源将在BTS侧的定时器rlf1超时后被BSC释放掉。

2、  BSS侧首先察觉无线链路超时

    在BTS侧的定时器rlf1超时后,BTS将发送一个无线链路故障的消息到BSC。此后BSC将释放掉旧的无线资源,同时MSC将激活定时器T3109来等待移动台的呼叫重建。而后移动台通过一段时间的观察,当检测到无线链路失败后,它就会通过来选择一个合适的邻小区,并在选中的小区上发出信道请求。

    如果要想一个小区支持呼叫重建,那么小区参数callReestablisment必须要设为“allowed”,而且该小区不能是被禁止的(cell barred)。

   移动台最多在5秒钟之内应该根据以下算法来决定在哪个小区上进行呼叫重建

1、  根据在SACCH上携带的邻小区的BA表(频率分配表),来测量服务小区和邻小区的BCCH载波的接收电平,并根据5秒的测得的平均测量样本值来选择一个接收电平最高的小区作为呼叫重建的目标小区。

2、  在该频点上,移动台将试图去解码BCCH数据块所携带的影响小区选择的系统消息,当该小区未被禁止、C1值大于0并且允许呼叫重建时,将选择该小区。否则,将选择次强的小区进行重试以上的步骤。

3、  当接收电平最强的6个小区都被尝试但都不合乎条件时,则放弃该次呼叫重建。

    应注意,在呼叫重建期内,移动台无法回到空闲模式下,因而当移动台选择了一个位置区不同的小区作为呼叫重建的目标小区时将无法执行位置更新,只有当该次呼叫结束后移动台才能进行位置更新。

一般情况下,呼叫重建程序将持续4~20秒的时间,多数用户在重建完成前都已挂机,因而呼叫重建非但达不到目的还浪费了许多无线资源。因而建议在信道资源较紧张的地区,最好不要激活该功能。

第二节        切换

在移动用户通话过程中为了使呼叫建立在最好的小区中以及为了使呼叫不至于掉话,就引入了切换的概念。换句话说切换就是为了维持移动台从一个小区移动到另一个小区使通话能继续进行,以及满足网络管理的需要。触发切换的原因、切换的准备和判决及切换的执行等是一个十分复杂的过程,下面就让我们具体的研究一下切换的过程。


图示  切换过程

一、切换过程

整个切换过程将由MS、BTS、BSC和MSC共同完成,MS负责测量无线子系统的下行链路性能和从周围小区中接收信号强度这些。BTS将负责监视每个被服务的移动台的上行接收电平和质量,此外它还要在其空闲的话务信道上监测干扰电平。BTS将把它和移动台测量的结果送往BSC。最初的评价以及切换门限和步骤是由BSC完成。对从其它BSS和MSC发来的信息,测量结果的评价是由MSC来完成。

二、  切换准备

(一)   测量报告

在通信过程中,系统对切换的判决取决于移动台定期对网络发送的测量报告(该测量报告是移动台在处于专用模式下时通过上行的SACCH信道来向系统报告),以及基站对上行链路的测量报告,这两份测量报告将同时送到BSC中进行判决。在SACCH信道的下行方向上,它负责向处于专用模式下的移动台来发送系统消息,其中有本小区和邻小区的参数设置情况。移动台就根据系统提供的这些信息,在通信过程中要向网络汇报本小区的接收电平和信号质量及TA值、功率控制和是否使用DTX的情况,此外还要对系统所定义的供该小区切换的邻小区来进行预同步并测量它们BCCH频点的接收电平。除空闲帧外,移动台要对所有的帧进行测量。空闲帧用于对最佳小区进行搜索,用于同步邻小区的FCH并解码SCH。上行方向上移动台将把在本测量周期内,它所测得的本小区的情况以及接收电平最强的六个邻小区通过上行的SACCH信道上报给系统。系统将根据这些情况来进行切换判决。

(二)   测量报告的周期

    根据MS在专用模式下所占的信道不同,SACCH测量报告的周期也就不同。

当SACCH 测 量报告伴随SDCCH信道时,由于一个完整的SACCH的

消息块是2个 51复帧,即为470ms。当SACCH 测量报告伴随TCH信道时,由于一个完整的SACCH的消息块是4个26复帧,即为480ms。这是由于四个SACCH的突发脉冲才能组成一个完整的消息,也就是一个完整的测量报告。而在SDCCH信道时,这四个突发脉冲是连续发送的(两个51复帧拥有8个SDCCH信道的测量报告);当在TCH信道时情况就不一样了,SACCH的突发脉冲不是连续发送的,在每个26复帧只有一个SACCH的突发脉冲,因而只有当收集了4个26复帧时才能构成一个完整的SACCH的测量报告。

    还应注意的是,上一章提到过无论是否采用不连续发射DTX时,测量报告都有两个值,一个是全局测量(FULL),一个是局部测量(SUB)。局部测量是对12突发脉冲进行平均的(4个SACCH突发脉冲,8个特定位置的TCH突发脉冲),全局测量是对100个TCH的突发脉冲进行平均的(即4个26复帧中的4个空闲帧除外)。

(三)   测量报告的处理

基站要将自己对上行链路的测量报告,以及收集到的移动台的关于下行链

路测量报告进行处理。它要将从中获得的信号电平(RXLEV)、信号质量(RXQUAL)、时间提前量(TA)的测量样本值,再根据相关的参数设定值(参加算术平均的样本值、参加加全平均的样本值来进行算术平均和加权平均。系统将在设定的时刻(参与的样本数目)来运行相关的判决(是否执行电平切换、是否执行质量切换及是否执行距离切换等)。

(四)邻小区的预同步

在通信过程中,移动台为了和其邻小区建立起预同步切换关系而必须要根据服务小区下行SACCH携带的系统消息的指示去收听其邻小区的标频(预同步切换用于在发生不可避免的切换时,移动台可以接入被指派的信道),标频是携带着小区的同步和频率校正信道的,移动台检查它接收的信道确实是标频信道的一种办法就是确认这个频率是否携带着一个FCCH。预同步要求移动台不仅要对其邻小区的FCCH解码而且要对带有TDMA帧号和BSIC号的SCH来解码,而移动台如何来找到FCCH,如何来对SCH解码呢?

移动台只有通过在其TCH复帧的空闲时隙才有时间来解译其邻小区BCCH标频的信息。实际上,在数据交换过程中移动台接收的末尾和发送开始这个时间间隔内(大约为1ms),它可用来测量本小区的接收电平和信号质量,但没有足够的时间来测量邻小区的电平;在移动台从发送的末尾和接收的开始这个时间间隔内(大约2ms),它不仅可以用来测量本小区的接收电平和信号质量,还可以来测量邻小区的电平,但还是没有时间来找到FCCH;在TCH的26复帧的结构中总有一个空闲帧,移动台就可以利用属于它的这个空闲时隙的长间隔内(大约6ms)来进行FCCH和SCH的解码,但在这个时隙内并不一定能找到邻小区的FCCH信道,这就是26和51两个数的算术特性介入的地方,因为这两个数没有公因子,两个周期随时间推移而循环移动,可使空闲时隙百分百能在11个循环内与FCCH对准。当SACCH伴随着SDCCH信道时,虽然它此时的周期也是51复帧,但是应注意分配给移动台的SDCCH信道只占这51复帧的1/8,因而它的空闲时隙很多,必定能和其邻小区同步上。

(五)移动台列入邻小区表的小区应满足的条件

当基站收到移动台关于其邻小区的报告后,它会根据其参数定义情况来检查该邻小区是否满足条件,其公式如下:

       RXLEV_NCELL(n)>rxLevMinCell(n)+MAX(0,Pa)

       Pa=msTxPwrMaxCell (n)- msTxPwrMax

其中RXLEV_NCELL(n)是该邻小区的接收电平,rxLevMinCell(n)是邻小区的最小接入电平,msTxPwrMaxCell(n)是允许移动台在邻小区专用信道上发射的最大功率,msTxPwrMax是移动台在服务小区专用信道上的最大发射功率。单位:dBm。

 在这里rxLevMinCell(n)、msTxPwrMaxCell(n)都是由服务小区中的切换小区参数定义的,系统在专用模式下通过SACCH的系统消息来通知移动台的,只有当移动台测量所得邻小区的接收电平符合该条件时,才将该小区列入切换候选小区表。在定义rxLevMinCell(n)时,一定要保证它比服务小区的最小接入电平(rxLevaccessMin)要大出一些,来使切换的成功率提高。定义Pa的目的是报证仅当低功率的移动台的接收电平足够高时方可接入其邻小区,来使通话的质量尽量好一些。

问题研究:BSIC对切换的影响

当移动台收到SCH后,即已认为同步于该小区,但为了正确译出下行公共信令信道上的信息。移动台还必须知道公共信令信道所采用的训练序列,训练序列有八种固定的格式,分别与BSIC中的BCC(0~7)一一对应。因此,SCH信道中携带的BSIC的作用还有通知移动台它的服务小区公共信令信道所采用的训练序列号。

由于BSIC参与了随机接入信道RACH的译码过程(BSIC用来参与生成RACH上的随机接入突发脉冲的36比特的信息位),因此它可以用来避免基站将移动台发向其相邻小区的RACH误译为被小区的接入信道。

    BSIC还可以使移动台能区别出用相同频率发送它们定标信道的小区。两个具有相同频点和相同BSIC的小区之间相隔的距离一定要尽量的远,否则将对系统产生很大的干扰。在移动台在向系统汇报的测量报告时,将向网络报告信号最好的6个邻小区的情况,而移动台是根据从收听系统得来BSIC和频点来区分其不同的邻小区并与其实现预同步的,在测量报告中也仅通过所描述的BSIC和频点的不同以区分其邻小区的是什么。因而当有一与服务小区的邻小区具有相同BSIC和频点的小区在该服务小区的信号足够好时,就会被在该服务小区中的移动台认为是其邻小区的信号,于是当由此引起的发生切换时往往就会导致失败和掉话,这也被称为是“孤岛效应”。

三、  触发切换的原因

为了满足使移动台在各种条件下都能及时的发生切换,以保证移动用户通话的始终能够顺利进行,因而这就需要根据情况不同来使移动台进行相应的切换。基本触发切换的原因有功率预算切换、救援性电平切换、救援性质量切换、距离切换和话务切换。下面我们分别介绍一下各种触发切换的原因。

    1、预防性功率预算切换:

为了使移动用户将通话永远建立在接收电平最高的小区上,当移动台穿过两小区的边界时,当BSC根据移动台的测量报告发现某邻小区的接收电平满足一定的要求,就将触发到该小区的功率预算切换。由于该原因触发的切换的优先级是比较高,正常的话,功率预算切换应占到切换总数的50%以上,仅当没有出现满足该切换条件的小区,网络才会考虑触发其它类型的切换。

   其公式如下:

PBGT (n) – hoMargin (n) > 0

            其中:PBGT = RxLev_NCell(n) – [RxLev_DL + nPb ] + Pa

     nPb = bsTxPwrMax – bsCurrentTxPwr

Pa = Min (msTxPwrMax, MSTxPwr)– Min (msTxPwrMaxCell (n), MSTxPwr)

其中RxLev_NCell(n)是移动台测得的其邻小区的接收电平;RxLev_DL也是移动台测得的服务小区的下行接收电平;bsTxPwrMax是基站的最大允许发射功率,它也是在小区参数中所定义的;bsCurrentTxPwr是基站在使用功率控制后当前的发射功率;MSTxPwr是移动台的额定最大发射功率,在移动台与网络试图建立通信时,它将通过初始化报文以类标(classmark)的形式来通知网络.

当满足该公式且PBGT(n)最大的邻小区将被选为切换的目标小区,在这里面有一个切换容限(hoMargin)的概念,它也是在该服务小区的邻小区切换参数中定义的。GSM把它引入的目的是为了增加切换的难度,来预防当服务小区的接收电平和其邻小区的接收电平差不多时所引起的乒乓效应,即在两小区中来回的频繁切换。但该值不能设置过高,以防引起切换滞后降低切换效率。由于hoMargin的定义是针对邻小区的,它可以按一对小区独立设置,这样就可有目的的来调整话务负荷,如当A、B小区相邻时其中A小区为高话务,B小区为低话务,我们就可以通过降低从A到B的切换容限,并提高从B到A的切换容限来平衡话务分配。这种做法,实际上相当于降低了A小区的覆盖范围,并拉大了B小区的覆盖范围。

1、  救援性电平切换:

 在小区切换参数中定义了上下行电平切换门限值,当BSC从移动台和基站的上(下)行测量报告中发现上(下)行接收电平值低于参数所定义的上(下)行电平切换门限值(该门限在设置时应比小区的最小接入电平高),此  时它将从移动台关于邻小区的测量报告中来找一个最合适的邻小区来作为目标小区来触发切换,若没有邻小区符合条件,那么很容易导致掉话现象的出现。

在该切换中,其邻小区的接收电平应满足比该服务小区的接收电平大出 一定的值,该值被称为救援性电平切换容限(hoMarginRxLev),采用该算法 的目的也是为了避免不必要的救援切换所引起的乒乓效应。在郊区,由于基站较少,覆盖大,故容限要降低以使救援切换及时发生;相反在基站较密集的地方,应提高该值,以避免乒乓效应并同时缩短切换的反应时间。由于救援性电平切换是发生在没有合格小区作功率切换的区域,因而该容 限值应比功率预算切换的容限值小一些,以便救援性电平切换可以被触发。

2、  救援性质量切换:

原理同上,当BSC从移动台和基站的上(下)行测量报告中发现上(下)行的误码率过高,且高于低于参数所定义的上(下)行质量切换门限值。就 会触发救援性质量切换。

针对该种切换,也有一个救援性质量切换容限值(hoMarginRxQual),对该值的设置应宽松一些,只要目标小区的信号电平不是比当前小区差很多,就应鼓励进行切换,以尽量改善正在进行通话的质量。

3、  距离切换:

为了达到控制某基站覆盖的范围,可以考虑通过激活距离切换的功能。当BSC发现移动台所汇报的TA值大于其规定的门限后,即可触发距离切换。当激活距离切换后,应注意当定义的引起切换的TA值较小时,将会引起频繁的乒乓切换,如当因为距离原因切入某小区后,可能又会由于功率预算或电平切换又切回该小区。 距离切换容限(hoMarginDist),一般来说可设置的小一些,可为负数,来保证及时的切换。

4、  话务切换

在呼叫建立阶段,小区首先会分配专用控制信道SDCCH以连通移动台和基站,并进一步分配话音信道TCH以建立通话信道,若此时该服务小区无空闲的TCH,通常会导致因TCH的拥塞而试呼失败。为了充分利用周围的无线资源以减少拥塞,系统提供话务切换功能,既当SDCCH以指派成功,而无空闲的TCH时,则将指派请求通过移动台测量报告的指示来将通话接入到最佳邻小区的空闲话音信道上来,但应注意在激活小区话务切换的功能后,应将排队功能先打开,以给系统充分的时间来选择可供话务切换的邻小区。

四、  切换的种类

根据两个准则,切换的种类可从两个角度来划分。一种可根据定时提前来划分,按照这种准则,切换可分为同步切换和异步切换,它们之间的区别是当为同步切换时,由于新旧小区是同步的,因而可由移动台来计算新的定时提前(在切换命令中有是否是同步切换的指示);当为异步切换时,则需移动台和新基站同时计算新的时间提前量,并在当移动台收到切换命令并请求接入新基站时,新基站会把它计算所得的新时间提前在物理消息的报文中通知移动台。                                                                                                                                                                                                                                                                                                                           

另一种角度是通过交换点的位置不同,广义的分可分为小区内部切换和小区间切换;具体的分可分为小区内部切换、BTS内部切换、BSC内部切换、MSC内部切换、MSC间切换。

五、  切换流程分析

(一)、小区内部切换(INTRA _CELL HANDOVER)

在通话建立阶段,BSC将分析所收到移动台和基站的的测量报告,若通过判决发现到达小区内部切换的门限后,将向BTS发送信道激活的报文(CHANNEL ACTIVE),来启动小区内部切换的进程,其接续过程同呼叫建立是TCH的接续分配过程是一样的,因为还是在该小区内部来分配TCH资源,当BSC收到BTS发送过来的指派完成(ASSIGNMENT COMPLETE)的报文后,将向MSC发送出切换已执行(HO PERFOMED)的报文,该报文中将含有该切换的类型(如INTRACELL)。此后,BSC将通过无线信道释放(RF CHANNEL RELEASE)的报文将旧的TCH信道释放,BTS收到该指令后,将把旧的TCH资源释放掉,并返回一条确认的消息(RF CHANNEL RELEASE ACK),表该信道已空闲可用于其它的分配了。

问题研究:

小区内部切换的电平门限值要比触发功率控制的门限值低一些,但要比越区切换的门限值高一些。

当干扰只影响某个频点或时隙时,往往这时的话音质量较差而信号的电平较高,这时我们就可通过激活小区内部切换来使它切换到当前小区其它空闲信道上去,这样做可起到改善用户的通话质量的作用,也可起到预防掉话的功能。但当激活小区内部切换后,往往会导致大量的区内切换,加大系统的负荷,因而不建议使用区内切换。而且该小区话务负荷较重,或有指派失败的现象时,一定不能激活小区内部切换的功能。

  (二)、BSC内部小区间切换(INTRA_BSC HANDOVER)

    当移动台想切入的目标小区是同一BSC下的不同小区时,即将触发BSC内部切换的事件。

 BSC将通过报告分析符合切换条件的邻小区组,首先它将尝试切入排在排在第一位邻小区(若此过程失败的话,将尝试切入排在第二位邻小区),将发现该移动台切换的目标小区是它所管理的另一小区时,将向目标小区B发出信道激活(CHANNEL ACTIVE)的命令,该报文中含有请求的信道类型和加密算法以及切换参考号等。当B小区已准备好,则向BSC发出信道激活响应(CHANNEL ACTIVE ACK)的报文作为回应。BSC收到该报文后,则将向原小区A发出切换命令(HANDOVER COMMAND)的报文来要求移动台去接入新的小区,该消息中含有在新信道上传输的所有特征信息和移动台接入所需的数据,而且它还指示了该切换是同步切换还是异步切换。

 当移动台收到该命令后,通过判别若是同步切换则根据切换命令的指示,在所分配的新的TCH信道上向目标小区B发送几个(一般是四个)切换接入(HANDOVER ACCESS)的请求,然后将采用它的计算所得的定时提前开始正常传输。当切换的目标小区和原小区在同一个基站时,则TA值便可用以前的,若不在同一个基站,这便要归功于移动台的预同步功能了,原TA值再加上本小区与另一个小区的时间偏移量(根据预同步时,移动台所测得的两个小区的传输时间偏移和它们各自的传播时间)就是新的TA值了。在这里还应注意一个问题,切换接入(HANDOVER ACCESS)这一消息通过的是接入突发脉冲(ACCESS BURST)发送的,这是接入突发脉冲用到专用信道上的一个唯一的特例,它仅含有从切换命令(HO COMMAMD)中所获得的8比特的切换参考号,由于该参考号是目标小区已知的,因此新的小区就可以通过该切换识别号来检查是否是期望的移动台的接入请求了。

若是异步切换,当目标小区B的信道被激活后,它将一直在所分配的专用信道上来等候移动台的接入,当它检测到移动台发出的切换接入请求后,一方面向BSC发出切换检测到(HO DETECT)的消息,一方面向移动台发出物理消息(PHYSICAL INFORMATION)的报文来向移动台提供它所计算出的新的定时提前的结果 。在移动台收到目标小区发出的提供定时提前的消息之前,它是一直会向目标小区发出切换接入请求的,同样在目标小区收到正常突发脉冲(NORMAL BURST)之前,它也是会一直向移动台发出物理消息(PHYSICAL INFORMATION)的报文。

当移动台收到目标小区所提供的新的TA之后(若是同步切换,它将用自己的),就会使用该TA值,进入正常传输模式,在新的TCH信道上(此时是NORMAL BURST的形式)向网络发出SABM的报文(该报文我们在此前提到过),若网络收到了该报文,一方面向BSC发出建立指示(ESTABLISHE INDICATION)的报文,表明数据链路层已建立起来了,一方面向移动台发出UA的响应帧。当移动台收到UA的响应后,它会认为已和该小区建立起了信


图示     BSC内部切换过程

令的应答模式,此后它就会向目标小区发送一条切换完成的消息(HANDOVER COMPLETE),在该报文中,只有切换完成的指示,并不携带其它消息,只有在该报文发出后,移动台才会放弃会到旧信道的所有可能性。若移动台没有收到目标小区发出的物理消息(PHYSICAL INFORMATION)或UA的响应帧,它就会在该信道上向目标小区发出一条切换失败(HANDOVER FAILURE)的报文,再由原小区考虑是否再进行切换。

当目标小区B收到移动台发出的切换完成的消息后,将再把切换完成的消息通知给BSC。BSC收到该消息后,一方面向原小区A通过无线信道释放(RF CHANNEL RELEASE)的报文通知来它释放旧的TCH信道。当原小区A收到该报告后,将返回一条无线信道释放响应(RF CHANNEL RELEASE ACK)报文,表该无线信道已释放完毕,可用于再次分配了。另一方面,BSC则会向MSC发出切换已执行的报文(HO PERFOMED)通知,该消息中有切换的类型。

BSC内部切换通常是由BSC自动完成,在整个决策过程中都不需要MSC的参与,为了通知MSC已成功的完成了一次切换,一般会向MSC发出一条HO PERFOMED的通知。

注意,若切换的目标小区与原小区不属同一个位置区时,在该次通话完毕后,移动台将马上做一次位置更新过程。

 

(三)MSC内部BSC间切换(INTRA MSC HANDOVER)

BSC通过对移动台测量报告的分析,若发现切换的首选目标小区属于不在该BSC下时,它将向MSC发出一条切换申请(HANDOVER REQUIRED)的报文,该报文中包含了切换的目标小区组和原小区的小区识别号(CELL ID),以及切换的原因等。当MSC收到该消息后,将尝试切入首选的目标小区,通过查询本端LAC表若发现目标小区的LAC号是自己的,则查询该小区的位置所在BSC,并向新BSC发出一条切换请求的报文(HANDOVER REQUEST),该报文中目标小区和原小区的信息、传输模式(从目前的需要获得,因此可能与原小区连接的特性不同)、加密模式(与以前一样)、移动台类标(CLASSMARK)及所需的信道类别等,当新BSC收到该消息后,首先向MSC发一条SCCP连接的(CC)的确认消息,表示MSC与它的SCCP的连接已建立起来了,此后将通过该路径来传递A接口的信息。若当BSC发现有信道资源,则将通过交换信道激活和信道激活响应两条报文来准备好一条新的TCH信道,目标小区同时也准备好移动台的接入。

当新BSC收到目标小区发来的信道激活响应后,将向MSC发送一条切换请求响应(HANDOVER REQUEST ACK)的报文,在该报文中携带着切换命令的消息,表明本端已经准备完毕,并将与该次切换所分配资源有关的信息发送给MSC。当MSC收到该消息后,将向原BSC发送切换命令(HANDOVER COMMAND),该报文中含有小区号码、信道类型和切换参考等消息。当移动台收到该切换命令的消息后,将根据该消息的指示来试图接入新的小区,此后将进行切换接入过程,当移动台成功的接入后,新的BSC将向MSC发切换完成(HO COMPLETE)消息。当MSC收到该消息后,就会向原BSC发送一条清除命令(CLEAR COMMAND),该报文中含有清除的原因(如切换清除等),当原BSC收到该报文后将释放掉旧的TCH信道后将向MSC发出清除完成(CLEAR COMMAND)的消息。在MSC收到该消息后,将把以前的SCCP拆除掉。于是,本次切换过程完毕。

 

问题研究:

1、BSC的定时器T7、定时器T8、定时器3103

为了及时了解切换的情况,防止浪费系统资源,BSC定义了一些定时器。

当原BSC向MSC发出切换申请(HANDOVER REQUIRED)时将把T7启动,当收到从新BSC发来的切换命令时(或当目标小区无资源时,将返回一条切换申请拒绝的消息)BSC将把该定时器T7清除。这段时间主要是可以认为是对切换请求的限时。

当原BSC收到从MSC发来的切换命令时,将定时器T8启动,当收到从MSC发来的清除命令时,将该定时器清除。

T3103在BSC发出切换命令时启动,在收到切换完成时(INTRA BSC)或清除命令时(INTER BSC)清除。该定时器应小于T8。在切换过程中,BSC将按照此计数器来在发起小区和目标小区中同时保留TCH信道的时间。只要该计数器在计时,就会保留两个信道。在最长的切换(INTER MSC)大概有5秒钟的时间,因而建议该值设为5秒,若太长的话将大大浪费系统的资源。

2、切换延迟时间和切换允许重试次数

为了避免乒乓效应,小区中有一个参数定义一段时间,若移动台刚做了一次切换,切入了一个新的小区,在这段时间内将不许进行新的越区功率切换。但一旦起用该参数可能会引起掉话。

在越区切换中,系统首先会选择最佳的邻小区作为切换目标小区,但若失败后,将根据此参数来选择邻小区表中排在第二、第三的小区进行重试。

 

 

 

图示         MSC内部切换过程

 

 

 

 

 

 

(四)、MSC间切换(针对FHASE 2标准)

当MSCA收到BSC的切换申请(HANDOVER REQUIRED)后,通过对报告的分析,若发现切换首选目标小区的LAC号没有在其本地的LAC表中,则会查询其远端的LAC表,该LAC表中含有相邻MSC/VLR的路由地址,当找到后目标MSCB的地址后,则会向该目标MSCA发出切换准备(PREPARE HANDOVER)的消息,并将切换请求( HANDOVER REQUEST)装到此报文的一个“信封”中。


目标MSC收到切换准备的报文后,将向其VLRB通过发送(ALLOCATE_HO_NUMBER)来请求分配切换号码,切换号码的分配只是为了使归属MSCA能够建立起来与目标MSCB之间的路由而提供的一个指向,VLRB将选择一个空闲的切换号码(HON)并通过送切换报告的消息(SEND

图示        MSC间切换过程

 

HO REPORT)将切换号码发送给MSCB,MSCB收到后将返回一个送切换报告响应(SEND HO REPORT)的报文。此后,MSCB将建立一条与目标BSCB的SCCP链路,并向BSCB发出切换请求(HANDOVER REQUEST),再由BSCB将目标小区的信道激活。BSCB在收到目标小区发来的信道激活响应后,将向MSCB发送含有切换命令报文的切换请求响应(HANDOVER REQUEST ACK)。在MSCB收到该消息后,就将该消息同切换号码一同包装在切换准备响应(PREPARE HANDOVER ACK)中发送给归属MSCA。MSCA一旦收到该报文后,就能向MSCB发送通过初始化地址消息(IAM)的报文,在该报文中含有VLRB所分配的切换号码,以使MSCB来识别哪个话音信道是为该移动台所保留的。

在MSCA 收到MSCB发来的地址全(ACM)消息后,便可将切换命令发送给移动台,通知它接入目标小区。此后移动台将完成与目标小区的切换接入过程。在收到移动台发送的切换接入消息后,MSCB将向MSCA发送一条PROCESS ACCESS SIGNING的报文表示切换已检测到。当目标小区收到移动台发回的切换完成消息后,将通知给MSCB,于是MSCB就通过向MSCA发送一条送结束信号(SEND END SIGNAL)的消息,来通知它切换已完成。

在MSCA收到切换完成的指示后,将向原BSCA发送清除命令,来释放旧的信道资源。当释放完成后MSCA将通知MSCB,MSCB并向其VLRB发送切换报告,来请求释放所分配的切换号码。此时已完成MSC间切换。

异常情况是,当MSCB发现无法识别的目标小区、不允许切换到所指示的目标小区、目标小区中无可用的无线信道、VLRB中无可用的切换号码或在出现数据错误时都将向MSCA发出切换失败的指示。从而使MSCA再对次选的小区进行切换,或返回到原来的信道上去。

 

问题研究:后续MSC间切换(SUBSEQUENT INTER-MSC HANDOVER)

当MSCB又收到移动台的切换请求,它会首先检查看该目标小区是否属于MSCB。如果属于,MSCB将执行它内部的切换,并在完成切换后通知MSCA。

当MSCB无法识别目标小区时,它将向MSCA发出后续切换请求的消息(PREPARE SUBS HANDOVER),这个消息中含有是切回MSCA还是切向新的MSCC识别。若在MSCA的LAC表和远端LAC表中(有其它MSC的信息)中有该MSC的信息,则在申请新的VLRC提供的切换号码并激活新的MSCC的信道资源后,向MSCB发回后续切换响应,该报文中含有新资源的消息,收到该消息后MSCB将发出切换命令要求移动台接入新的目标小区,在成功接入后,新的MSCC将通知MSCA,并由MSCA来通知MSCB切换已完成。MSCB在收到该消息后,将释放其信道资源。在这时新的MSCC其实已替代了MSCB的角色。

在这里我们注意到一个问题,那就是MSCA的远端LAC表一定要完整,而且在除其相邻的MSC外,还应有尽量多的MSC的信息。打一比方,如一北京的用户由北京一直打电话至上海,那么在北京的MSC则应有沿路所有MSC和小区的数据,否则必然掉话。