GSM移动通信原理概述-3
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GSM移动通信原理概述 提 纲
目录
GSM网络系统结构
GSM无线电通信基础及空中控制技术
GSM网络通信事件
创造价值，创造机会，创造效益
GSM移动通信原理概述
3.GSM网络通信事件
3.1 网络选择 3.2 小区选择 3.3 小区重选 3.4 位置更新
创造价值，创造机会，创造效益
GSM移动通信原理概述
3.GSM网络通信事件
开机状态 空闲状态 小区选择 小区重选 网络选择 位置更新 寻呼事件 通话状态 信道立即指配 鉴权加密 主叫、被叫 短消息、切换 模式改变、释放 呼叫重建 无线链路控制 功率控制
创造价值，创造机会，创造效益
GSM移动通信原理概述
3.GSM网络通信事件
3.1 网络选择 MS处于空闲模式时，并不意味着MS真正的空闲起来，和网络 没有任何联系，相反，它要不断和网络交换信息，收听系统广 播和寻呼消息，随时保持守侯状态，一旦需要就可立刻接入系 统进行通信。
创造价值，创造机会，创造效益
GSM移动通信原理概述
3.GSM网络通信事件
3.1.2网络选择方式 而当MS第一次登记时，MSC/VLR中没有该用户的任何信息， 若MS在它的数据存储器中找不到原来的位置区域识别码LAI， 这时就需要向网络发送位置更新消息通知系统这是一个此位置 区内的新用户，进行网络登记。当MS符合接入条件，登记完成 后，MSC/VLR就认为此MS被激活，并对其数据字段做“附着” 标记。 一旦MS接入网络后，接下来的就是选择一个合适的小区，然后 驻留在该小区上，随时和网络保持通信连接。MS开机后，它要 在空中接口上搜索以找到正确的频率，依靠接收到的频率校正 和同步信息，锁定到一正确BCCH频率上，该频率载有广播信息 和可能的寻呼信息。手机根据接收到的信号强度和小区系统参 数进行C1、C2值的计算，进行后面的小区选择和小区重选。
创造价值，创造机会，创造效益
GSM移动通信原理概述
3.GSM网络通信事件
开机状态 MS关机（也称为分离状态）： 此时MS与移动通信系统间不能进行任何联系，即网络不能达 到MS，MS也无法告诉网络其所处的位置区的变化。一旦MS 关机，就没有通信事件可言了，因此说的通信事件是当MS开 机时而言的。 MS开机，空闲状态（也称为附着状态）： 此时系统可成功寻呼到MS，MS被认为是“附着”。当MS移 动时，经检查，MS连接到接收性能最好的BCCH上。MS还 必须通知网络其位置的变化，即“位置更新”，同时在连续 移动时，也要检测BCCH上的载频强度，决定是否切换到新小 区的载频强度更好的BCCH上。（网络不参与处理，由MS自 动完成）
创造价值，创造机会，创造效益
GSM移动通信原理概述
3.GSM网络通信事件
3.1网络选择目的 而当MS不能找到一个合适的小区驻留时，或者没有插入SIM卡 时，MS只能不考虑是否允许登记网络，此时，MS只能进行紧 急呼叫。 紧急呼叫情况下，MS只能进行紧急呼叫，仍然可以进行小区切 换，不进行位置更新操作。 网络选择是为了让MS接入可用的网络，然后进行通信。当出现 下面情况之一时，MS将进行网络选择： 1、当MS开机后； 2、用户手动操作进行网络选择； 3、手机从盲区进入覆盖区； 4、手机在进行国际漫游时，将周期性尝试返回本国网络。
创造价值，创造机会，创造效益
GSM移动通信原理概述
3.GSM网络通信事件
3.1.2网络选择方式 网络选择分自动选择和手动选择两种。 当用户使用手动选择时，将根据用户的选择到可用网络中进行 登记。 在自动模式下，如果最后登记的网络没有储存或者不可用时， 将按下面顺序进行网络选择： 1、自身服务商网络； 2、SIM卡中储存的网络列表； 3、从接收到的信号强度>-85dBm的网络列表中进行随机选 择； 4、从其它的网络中按接收强度递减顺序进行选择；
空闲模式下的通信事件
创造价值，创造机会，创造效益
GSM移动通信原理概述
3.GSM网络通信事件
3.1网络选择目的 因为GSM是一个全球移动通信系统，MS可以在不同的国家、 网络间自由漫游，因此首先进行的就是网络选择，以选择一个 合适的GSM网络进行驻留，接受网络提供的各种业务。 当MS驻留在一个网络中时，可以实现下面三个目的： 1、MS从网络中收到系统消息。 2、如果该MS想发起一个呼叫，那么将可以通过该小区接入 网络。 3、如果网络收到一个呼叫该MS的信号，那么系统知道该MS 驻留在哪个位置区中，因此可以通过该位置区中的所有基站向 MS发Paging信息，该MS由于驻留在该位置区中某小区的 BCCH上，那么就可以收到给自己的Paging消息，并且可以通 过控制信道进行回应。
创造价值，创造机会，创造效益
GSM移动通信原理概述
3.GSM网络通信事件
3.2小区选择 当手机完成上面的网络选择后，就需要寻找网络允许的所有 BCCH频点，并且选择一个最合适的进行驻留，该过程就叫做 “小区选择”。 小区选择是为了让MS在网络中选择一个最合适的小区，并把该 小区作为自己的主服小区，通过该小区进行通信。MS选择某个 小区后，调谐到该小区的BCCH载频上，监听BCCH上的系统信 息以及从而得到服务小区的LA等信息，而且在CCCH上接收寻 呼信息。
创造价值，创造机会，创造效益
GSM移动通信原理概述
3.GSM网络通信事件
3.2.2小区选择流程
小区选择流程 创造价值，创造机会，创造效益
GSM移动通信原理概述
3.GSM网络通信事件
3.2.3小区选择参数C1 参数C1是小区选择时的判断标准（GSM05.08），其定义如下： C1=（received_signal_level-ACCMIN）-max（CCHPWR- P， 0） max（CCHPWR- P，0）= CCHPWR- P，若CCHPWR- P>0 max（CCHPWR- P，0）=0，若CCHPWR- P<0 其中： received_signal_level是手机从BTS接收到的下行信号强度电平； ACCMIN是系统允许手机接入本小区的最小信号强度电平； CCHPWR是小区定义的手机最大发射功率，对于Class4手机一 般定为33dBm； P是手机实际的最大发射功率。 公式中所有的单位都是dBm。
创造价值，创造机会，创造效益
GSM移动通信原理概述
3.GSM网络通信事件
3.2.1小区选择标准 小区选择的标准包括下面几点： 1、所选择的小区必须是属于所选择的网络； 2、该小区不是被禁止的； 3、该小区的C1>0； 4、*如果处于漫游中，检查是否处于禁止列表中； 5、*在没有一般小区选择的情况下，才选择低优先级的小区。 注意：其中的*表示只适用于Phase 2手机。
创造价值，创造机会，创造效益
GSM移动通信原理概述
3.GSM网络通信事件
3.2.2小区选择流程 BA列表分为Idle列表和Active列表： BA Idle列表 该列表信息在BCCH上通过系统信息消息类型2（system information message type2）发送，用于MS在空闲模式时的 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32个频点。 BA Active列表 该列表在SACCH上通过系统信息消息类型5（system information message type 5）发送。其中的频点是MS在通 话状态下测量的邻小区频点，在小区切换时起作用。该列表中 必须包含该小区相邻小区的BCCH频率，否则将导致小区不参与 切换判决，因而只支持服务区内的呼叫，不能进行切换换，一 共可以有32个列在该列表中。
创造移动通信原理概述
3.GSM网络通信事件
3.2.2小区选择流程 小区选择分为存储列表方式和普通方式。 存储列表方式 当手机关机时，把最后的PLMN网络存储在SIM卡中，同时也 把最后的BA列表存储在手机的SIM卡中。 当手机再次开机进行小区选择时，将首先搜索上次关机时存储 在SIM卡中的BCCH载波，进行网络选择和小区选择，如果可以 驻留，那么就选择该小区作为服务小区。如果不能驻留，那么 将对存储在BA列表（Idle表）中的BCCH频率进行搜索。
参数C1是为了保证在上下行链路上有较高的通信成功率，因此
是小区选择的标准。
创造价值，创造机会，创造效益
GSM移动通信原理概述
创造价值，创造机会，创造效益
GSM移动通信原理概述
3.GSM网络通信事件
3.2.2小区选择流程 普通方式 当列表中的频率信道都被搜索后仍然没有找到合适的小区，那 么MS将继续监测所有的频信道，然后选择C1>0，未被禁止的 小区，这时就不考虑是否属于所选择的网络了，找到合适的小 区后，就驻留在该频点上，不过此时，MS就只能进行紧急呼叫 了。 一旦MS完成小区选择后，MS将接收到系统广播中的BA列表， BA列表将被重置和更新。
创造价值，创造机会，创造效益
GSM移动通信原理概述
3.GSM网络通信事件
3.2.2小区选择流程 普通方式 如果MS在BA Idle列表中仍然不能搜索到合适的BCCH载波，那 么将用普通方式进行接下来的小区选择： 这时MS将测量所有允许的频点，然后从不同的频点上抽取5个 测试值进行平均，计算出每个频点的平均信号强度，根据不同 的电平强度列出一个表，整个过程持续3——5秒。 MS调谐到信号强度最高的频点上，然后搜索FCCH判断该频点 是否为BCCH频点，如果判定为BCCH载波，那么MS将通过解 码SCH来与该BCCH同步，然后读取BCCH上的系统消息。然后 根据读取的系统消息来判断该小区是否属于所选择的网络，以 及小区是否为禁止，小区的C1是否大于0，如果这三项都通过， 那么MS将驻留在该小区上，否则将从次强的频点上再次进行选 择。
创造价值，创造机会，创造效益
GSM移动通信原理概述
3.GSM网络通信事件
3.2.3小区选择参数C1 received_signal_level-ACCMIN是为了保证下行链路信号强度， 该数值越大，表明下行信号强度越好； max（CCHPWR- P，0）是为了保证上行链路信号强度； 从该公式看出可以通过修改ACCMIN的值来控制小区选择参数， 从而控制该小区的逻辑覆盖范围。
创造价值，创造机会，创造效益
GSM移动通信原理概述
3.GSM网络通信事件
开机状态 位置更新： MS在移动中能发现的仅是位置区的改变，但并不知新的位置 区属于哪个MSC/VLR，但当MS将位置更新请求发往 MSC/VLR时，该MSC将识别出该MS是已登记在案的还是新 进入的访问者。 MS通话（占用TCH）： 此时系统在无线网络分配给MS的一个TCH上传送话音或数据。 切换： 当MS移动时，由于接收质量的原因，需通过空中接口不时地 改变与网络的连接，其相应的TCH进行变换，这称之为“切 换”（handover），为决定是否需切换或怎样切换，系统要 对来自MS和BS的消息进行判断分析，此过程称为 “Locating”
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3.1 网络选择 3.2 小区选择 3.3 小区重选 3.4 位置更新
创造价值，创造机会，创造效益
GSM移动通信原理概述
3.GSM网络通信事件
开机状态 空闲状态 小区选择 小区重选 网络选择 位置更新 寻呼事件 通话状态 信道立即指配 鉴权加密 主叫、被叫 短消息、切换 模式改变、释放 呼叫重建 无线链路控制 功率控制
创造价值，创造机会，创造效益
GSM移动通信原理概述
3.GSM网络通信事件
3.1 网络选择 MS处于空闲模式时，并不意味着MS真正的空闲起来，和网络 没有任何联系，相反，它要不断和网络交换信息，收听系统广 播和寻呼消息，随时保持守侯状态，一旦需要就可立刻接入系 统进行通信。
创造价值，创造机会，创造效益
GSM移动通信原理概述
3.GSM网络通信事件
3.1.2网络选择方式 而当MS第一次登记时，MSC/VLR中没有该用户的任何信息， 若MS在它的数据存储器中找不到原来的位置区域识别码LAI， 这时就需要向网络发送位置更新消息通知系统这是一个此位置 区内的新用户，进行网络登记。当MS符合接入条件，登记完成 后，MSC/VLR就认为此MS被激活，并对其数据字段做“附着” 标记。 一旦MS接入网络后，接下来的就是选择一个合适的小区，然后 驻留在该小区上，随时和网络保持通信连接。MS开机后，它要 在空中接口上搜索以找到正确的频率，依靠接收到的频率校正 和同步信息，锁定到一正确BCCH频率上，该频率载有广播信息 和可能的寻呼信息。手机根据接收到的信号强度和小区系统参 数进行C1、C2值的计算，进行后面的小区选择和小区重选。
创造价值，创造机会，创造效益
GSM移动通信原理概述
3.GSM网络通信事件
开机状态 MS关机（也称为分离状态）： 此时MS与移动通信系统间不能进行任何联系，即网络不能达 到MS，MS也无法告诉网络其所处的位置区的变化。一旦MS 关机，就没有通信事件可言了，因此说的通信事件是当MS开 机时而言的。 MS开机，空闲状态（也称为附着状态）： 此时系统可成功寻呼到MS，MS被认为是“附着”。当MS移 动时，经检查，MS连接到接收性能最好的BCCH上。MS还 必须通知网络其位置的变化，即“位置更新”，同时在连续 移动时，也要检测BCCH上的载频强度，决定是否切换到新小 区的载频强度更好的BCCH上。（网络不参与处理，由MS自 动完成）
创造价值，创造机会，创造效益
GSM移动通信原理概述
3.GSM网络通信事件
3.1网络选择目的 而当MS不能找到一个合适的小区驻留时，或者没有插入SIM卡 时，MS只能不考虑是否允许登记网络，此时，MS只能进行紧 急呼叫。 紧急呼叫情况下，MS只能进行紧急呼叫，仍然可以进行小区切 换，不进行位置更新操作。 网络选择是为了让MS接入可用的网络，然后进行通信。当出现 下面情况之一时，MS将进行网络选择： 1、当MS开机后； 2、用户手动操作进行网络选择； 3、手机从盲区进入覆盖区； 4、手机在进行国际漫游时，将周期性尝试返回本国网络。
创造价值，创造机会，创造效益
GSM移动通信原理概述
3.GSM网络通信事件
3.1.2网络选择方式 网络选择分自动选择和手动选择两种。 当用户使用手动选择时，将根据用户的选择到可用网络中进行 登记。 在自动模式下，如果最后登记的网络没有储存或者不可用时， 将按下面顺序进行网络选择： 1、自身服务商网络； 2、SIM卡中储存的网络列表； 3、从接收到的信号强度>-85dBm的网络列表中进行随机选 择； 4、从其它的网络中按接收强度递减顺序进行选择；
空闲模式下的通信事件
创造价值，创造机会，创造效益
GSM移动通信原理概述
3.GSM网络通信事件
3.1网络选择目的 因为GSM是一个全球移动通信系统，MS可以在不同的国家、 网络间自由漫游，因此首先进行的就是网络选择，以选择一个 合适的GSM网络进行驻留，接受网络提供的各种业务。 当MS驻留在一个网络中时，可以实现下面三个目的： 1、MS从网络中收到系统消息。 2、如果该MS想发起一个呼叫，那么将可以通过该小区接入 网络。 3、如果网络收到一个呼叫该MS的信号，那么系统知道该MS 驻留在哪个位置区中，因此可以通过该位置区中的所有基站向 MS发Paging信息，该MS由于驻留在该位置区中某小区的 BCCH上，那么就可以收到给自己的Paging消息，并且可以通 过控制信道进行回应。
创造价值，创造机会，创造效益
GSM移动通信原理概述
3.GSM网络通信事件
3.2小区选择 当手机完成上面的网络选择后，就需要寻找网络允许的所有 BCCH频点，并且选择一个最合适的进行驻留，该过程就叫做 “小区选择”。 小区选择是为了让MS在网络中选择一个最合适的小区，并把该 小区作为自己的主服小区，通过该小区进行通信。MS选择某个 小区后，调谐到该小区的BCCH载频上，监听BCCH上的系统信 息以及从而得到服务小区的LA等信息，而且在CCCH上接收寻 呼信息。
创造价值，创造机会，创造效益
GSM移动通信原理概述
3.GSM网络通信事件
3.2.2小区选择流程
小区选择流程 创造价值，创造机会，创造效益
GSM移动通信原理概述
3.GSM网络通信事件
3.2.3小区选择参数C1 参数C1是小区选择时的判断标准（GSM05.08），其定义如下： C1=（received_signal_level-ACCMIN）-max（CCHPWR- P， 0） max（CCHPWR- P，0）= CCHPWR- P，若CCHPWR- P>0 max（CCHPWR- P，0）=0，若CCHPWR- P<0 其中： received_signal_level是手机从BTS接收到的下行信号强度电平； ACCMIN是系统允许手机接入本小区的最小信号强度电平； CCHPWR是小区定义的手机最大发射功率，对于Class4手机一 般定为33dBm； P是手机实际的最大发射功率。 公式中所有的单位都是dBm。
创造价值，创造机会，创造效益
GSM移动通信原理概述
3.GSM网络通信事件
3.2.1小区选择标准 小区选择的标准包括下面几点： 1、所选择的小区必须是属于所选择的网络； 2、该小区不是被禁止的； 3、该小区的C1>0； 4、*如果处于漫游中，检查是否处于禁止列表中； 5、*在没有一般小区选择的情况下，才选择低优先级的小区。 注意：其中的*表示只适用于Phase 2手机。
创造价值，创造机会，创造效益
GSM移动通信原理概述
3.GSM网络通信事件
3.2.2小区选择流程 BA列表分为Idle列表和Active列表： BA Idle列表 该列表信息在BCCH上通过系统信息消息类型2（system information message type2）发送，用于MS在空闲模式时的 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32个频点。 BA Active列表 该列表在SACCH上通过系统信息消息类型5（system information message type 5）发送。其中的频点是MS在通 话状态下测量的邻小区频点，在小区切换时起作用。该列表中 必须包含该小区相邻小区的BCCH频率，否则将导致小区不参与 切换判决，因而只支持服务区内的呼叫，不能进行切换换，一 共可以有32个列在该列表中。
创造移动通信原理概述
3.GSM网络通信事件
3.2.2小区选择流程 小区选择分为存储列表方式和普通方式。 存储列表方式 当手机关机时，把最后的PLMN网络存储在SIM卡中，同时也 把最后的BA列表存储在手机的SIM卡中。 当手机再次开机进行小区选择时，将首先搜索上次关机时存储 在SIM卡中的BCCH载波，进行网络选择和小区选择，如果可以 驻留，那么就选择该小区作为服务小区。如果不能驻留，那么 将对存储在BA列表（Idle表）中的BCCH频率进行搜索。
参数C1是为了保证在上下行链路上有较高的通信成功率，因此
是小区选择的标准。
创造价值，创造机会，创造效益
GSM移动通信原理概述
创造价值，创造机会，创造效益
GSM移动通信原理概述
3.GSM网络通信事件
3.2.2小区选择流程 普通方式 当列表中的频率信道都被搜索后仍然没有找到合适的小区，那 么MS将继续监测所有的频信道，然后选择C1>0，未被禁止的 小区，这时就不考虑是否属于所选择的网络了，找到合适的小 区后，就驻留在该频点上，不过此时，MS就只能进行紧急呼叫 了。 一旦MS完成小区选择后，MS将接收到系统广播中的BA列表， BA列表将被重置和更新。
创造价值，创造机会，创造效益
GSM移动通信原理概述
3.GSM网络通信事件
3.2.2小区选择流程 普通方式 如果MS在BA Idle列表中仍然不能搜索到合适的BCCH载波，那 么将用普通方式进行接下来的小区选择： 这时MS将测量所有允许的频点，然后从不同的频点上抽取5个 测试值进行平均，计算出每个频点的平均信号强度，根据不同 的电平强度列出一个表，整个过程持续3——5秒。 MS调谐到信号强度最高的频点上，然后搜索FCCH判断该频点 是否为BCCH频点，如果判定为BCCH载波，那么MS将通过解 码SCH来与该BCCH同步，然后读取BCCH上的系统消息。然后 根据读取的系统消息来判断该小区是否属于所选择的网络，以 及小区是否为禁止，小区的C1是否大于0，如果这三项都通过， 那么MS将驻留在该小区上，否则将从次强的频点上再次进行选 择。
创造价值，创造机会，创造效益
GSM移动通信原理概述
3.GSM网络通信事件
3.2.3小区选择参数C1 received_signal_level-ACCMIN是为了保证下行链路信号强度， 该数值越大，表明下行信号强度越好； max（CCHPWR- P，0）是为了保证上行链路信号强度； 从该公式看出可以通过修改ACCMIN的值来控制小区选择参数， 从而控制该小区的逻辑覆盖范围。
创造价值，创造机会，创造效益
GSM移动通信原理概述
3.GSM网络通信事件
开机状态 位置更新： MS在移动中能发现的仅是位置区的改变，但并不知新的位置 区属于哪个MSC/VLR，但当MS将位置更新请求发往 MSC/VLR时，该MSC将识别出该MS是已登记在案的还是新 进入的访问者。 MS通话（占用TCH）： 此时系统在无线网络分配给MS的一个TCH上传送话音或数据。 切换： 当MS移动时，由于接收质量的原因，需通过空中接口不时地 改变与网络的连接，其相应的TCH进行变换，这称之为“切 换”（handover），为决定是否需切换或怎样切换，系统要 对来自MS和BS的消息进行判断分析，此过程称为 “Locating”