GSM基础知识

GSM基础知识1、术语及概念1.1 GSM：全球移动通信系统（Global System for Mobile communications）。

1.2 CGI: 小区全球识别码用于识别一个位置区内的小区。

CGI＝MCC＋MNC＋LAC＋CI其中：MCC（Mobile Country Code）：三个十进制数组成，取值范围为十进制的000 ～999。

MNC（Mobile Network Code）：二个十进制数，取值范围为十进制的00～99。

LAC（Location Area Code）：范围为1～65535。

CI（Cell Identity）：小区识别代码，范围为0～65535。

1.3移动台的国际身份号码ISDN（MSISDN），即用户手机号码结构：MSISDN＝CC＋NDC＋SNCC：国家码，即在国际长途电话通信网中的号码，中国为86；NDC：移动服务访问码，移动为135——139，联通为130。

SN：用户号码，其中H1H2H3是HLR标识码，表明用户所属的HLR例如GSM移动手机号码8613981080001，86是国家码CC；139便是NDC，用于识别网号；81080001是用户号码SN，8108用于识别归属区。

1.4国际移动用户识别码（International Mobile Subscriber Identity ，IMSI），用户身份证号码IMSI＝MCC＋MNC＋MSINMCC：Mobile Country Code移动用户的国家号，中国是460；MNC：Mobile Network Code移动用户的所属PLMN网号；中国移动为00，联通为01例：460-00-XXXX…XXX（15位）1.5临时移动用户识别码（Temporary Mobile Subscriber Identity ，TMSI）用TMSI，用户身份保密、寻呼容量为IMSI两倍。

1.6 BCCH载波频率（BCCHNO）按照GSM系统要求，在每个小区中必须有且只有一个载频用于发送一些广播消息。

MS 应经常聆听驻留小区和邻小区的广播消息1.7基站识别码（Base Station Identity Code，BSIC）用于移动台识别相邻的、采用相同载频的、不同的基站收发信台BTS，特别用于区别在不同国家的边界地区采用相同载频的相邻BTS。

BSIC 为一个6比特编码。

BSIC＝NCC＋BCCNCC：网络色码，用于识别GSM移动网BCC：基站色码，用于识别基站NCC取值范围为：0～7。

BCC取值范围为：0～7。

1.8 TCH载波频率（DCHNO）DCHNO表示TCH载频的绝对频点号。

1.9 时隙号（Timeslot Number，TN）1.10最小接入电平Rxlev_ACCESS_MIN（ACCMIN）为了避免MS在接收信号电平很低的情况下接入系统（接入后的通信质量往往无法保证正常的通信过程），而无法提供用户满意的通信质量且无谓地浪费网络的无线资源，在GSM 系统中规定，MS需接入网络时，其接收电平必须大于一个门限电平，即：MS允许接入的最小接收电平（ACCMIN）。

1.11 LA （Locating Area）位置区，寻呼最小单位。

2、网络结构NSS系统包括有移动业务交换中心（MSC: Mobile SwitchingCenter）、拜访位置寄存器（VLR）、归属位置寄存器（HLR）、鉴权中心（AUC）和移动设备识别寄存器（EIR）；BSS系统包括有基站控制器（BSC: Base Station Controller）和基站收发信台（BTS）。

3、工参表4、频率与频段5、网络事件5.1空闲态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。

根据GSM03.22规定，当MS处于空闲模式时，将进行下面的四项事件：（1）、网络选择（2）、小区选择图6-1 空闲模式下的通信事件图6-3 小区选择流程参数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>0max（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。

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。

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。

简化后：C1= received_signal_level-ACCMIN，即接收到的电平-ACCMIN当完成上面的小区选择后，MS将驻留在服务小区中，随时和系统保持通信，同时也不断测量服务小区和BA列表中邻小区的信号强度，测量过程和小区选择时的测量方法一样，也是每个BCCH频点抽取5个测试值进行平均，然后进行排队，同时读取BSIC信息。

手机对小区测量的频度如下表所示：表6.3 BCCH和BSIC解码MS（3）、小区重选小区重选是根据MS的测量报告进行判断的，在MS的测量程序中，包括了对六个邻小区的测量，至少每30秒内对邻小区进行BSIC解码，以确定邻小区没有变化，如果发现BSIC发生了变化，则判定邻小区发生了变化，接着就将对其BCCH进行重新解读；每5分钟内对邻小区的BCCH进行重新解码，以保证小区重选数据的准确。

在下列情况下，MS将启动小区重选程序（如果C2算法没有被激活，那么C2=C1）：1、小区变成禁止状态。

2、在最大重传MAXRET设定的次数内，MS仍然接入系统不成功。

3、下行链路上的误码率太高（MS不能够对寻呼的信息进行解码），出现链路故障。

下行链路故障的判断是根据计数器DSC（downlink signalling failure counter），当MS选择了某小区时，DSC取90/BS_PA_MFRMS的整数，BS_PA_MFRMS（GSM05.02）为基站发送寻呼消息给同一寻呼组MS之间的51TDMA帧复帧数，当MS要在其寻呼子信道上译码时，若成功，则DSC加1，但不超过90/BS_PA_MFRMS；若解码失败，则DSC减4，当DSC≤0时，则断定下行链路出现了故障。

（GSM05.08）4、服务小区C1<0连续超过5秒以上。

5、另一个小区的C1大于当前小区C1的时间超过5秒以上。

6、另一个位置区小区的C2大于当前小区（C2+CRH）的时间超过5秒以上。

不过每次由C2引起的小区重选至少间隔15秒，其作用是为了避免MS频繁的进行小区重选，占用系统资源。

MS最少每5秒计算一次服务小区和邻小区的C2值。

注意：MS进行小区选择/重选时不需要网络的参与。

CRH只在两小区分属于不同位置区时才起作用。

小区重选依靠C2参数进行判断和进行（GSM05.08），其定义为：C2 = C1+CRO-TO* H（PT- T）；PT≠31C2 = C1-CRO。

PT=31函数H（X）：H（x）=0，当x<0时；H（x）=1，当x≥0时。

CRO、TO和PT是小区重选的参数，当PI=1时，这些参数将在系统中进行广播，包含在“System Information Type7，8”中，C2作为小区重选的依据；而当PI=0时，这三个参数为0，也就是C2=C1，因此小区重选依据就是C1值。

CRO（Cell RESELECT OFFSET）小区重选偏移：MS对C2值的正偏移，鼓励进行小区重选。

TO（TEMPORARY OFFSET）临时偏移：从计数器T开始计数至计数器T的值达PT规定的时间期间，给C2一个负作用偏移。

PT（PENALTY TIME）补偿时间：PENALTY_TIME是TEMPORARY_OFFSET作用于参数C2的时间。

但PENALTY_TIME的全1编码保留用于改变Cell_RESELECT_OFFSET对C2作用的符号。

重选一次后，必须PT（PENATLY TIMER）计时器计完后方可再选，若末计完便再选，则要加上一个暂时补偿值TO（以DB为单位）：如果PT之后再选，则C2=C1+CRO如果PT之前再选，则C2=C1+CRO-TOT定时器：初值为0，当某小区被MS记录在信号电平最大的六个小区表中时，则对应该小区的计数器T开始计数，精度为一个TDMA帧（4.62ms），当该小区从MS信号电平最大的六个邻小区表中去除时，相应计数器T复位。

参数C2只对Phase 2手机有效，Phase1手机用C1进行小区重选。

在优化中一般通过调整CRO参数来设置小区重选优先级，通过设置CRH来防止位置区边界上手机频繁的进行小区重选和位置更新。

（4）、位置更新当MS从一个位置区移动到另一位置区时，它必须进行登记，以便网络对MS进行寻呼。

也就是当MS发现其存储器中的LAI发生了变化，便执行重新登记，这个过程就叫做“位置更新”。

MS在三种情况下发生位置更新：1、MS选择新的位置登记区内的小区作为服务小区。

2、在Attach_detach功能打开的条件下，MS在重新开机（或插入SIM卡后），发现当前处在的位置登记区与MS内存储的LAI不一致。

3、由小区参数T3212定义的周期性位置更新。

位置更新过程是位置管理中的主要过程，由MS引发，在GSM系统中有三个地方需要知道位置信息，即HLR、VLR和MS（SIM卡），当位置信息发生变化时，需要保持三者的一致性。

位置更新的两种情况：1、同MSC/VLR区不同LAI的位置更新（只需更新VLR中的位置）；2、不同MSC/VLR区不同LAI的位置更新（需更新HLR、VLR中的位置信息）。

5.2 激活态通话状态下的事件：寻呼、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、无线链路控制和功率控制等事件。

切换切换，就是指将一个正处于呼叫建立状态或忙状态的MS转换到新的业务信道上的过程。

切换是由网络决定的，一般在下述三种情况下要进行切换：1、通话过程中从一个基站覆盖区移动到另一个基站覆盖区；2、由于外界干扰而造成通话质量下降时，必须改变原有的话音信道而转接到一条新的空闲话音信道上去，以继续保持通话。