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信道管理1 简介当需要建立连接或因为某种原因正在使用的连接不得不改变时，必须选择和分配一系列信道。只要在一个小区中存在一种以上可供选择的信道，就不得不定义优先选择的次序。此外，如果有几个可供选择类型的信道，就必须有某种逻辑来选择最适合的一个。信道管理就是这样一种当需要一个或多个信道时，选择并分配适合信道的功能。o/u子小区，在tch上立即指配等这些功能需要针对在特别话务情况下信道分配的不同策略中进行选择。使用不同的话音编码和不同的gsm频段也影响分配过程。信道管理功能提供了在不同信道分配策略之间选择的可能性。还有几个其他功能影响到信道管理功能，如空闲信道测量，不同信道分配，小区内切换，跳频，和gprs信道管理。2 术语2.1 概念信道分配简表（chap）：一个信道分配简表是一个所有st的列表，每个st对应一个rtpl。对每一个小区，八个预定义简表中的一个被指定到参数chap上。信道设置标志：信道设置标志指如果新的信道需要建立或者老的信道需要保持，在一定资源水平更新（多时隙配置改变）时，信道可以被保持。信道服务：信道服务主要是编码类型和信道类型的结合，存在下列类型：- sdcch- 全速率tch，tch/fr/any（任何话音版本）- 半速率tch，tch/hr/any（任何语音版本）- 全速率tch，语音版本1，tch/fr/sv1- 全速率tch，语音版本2，tch/fr/sv2- 半速率tch，语音版本1，tch/hr/sv1信道类型：信道类型指定使用哪一种逻辑信道，是sdcch还是tch。cs域：处理电路交换呼叫的域（话音，数据、信令）数据速率：数据速率指msc请求的无线接口的数据速率。e-gsm900：上行频率范围在880-915mhz，下行频率范围在925-960mhz。交换属性：交换属性控制交换机的行为功能，属性的一个值定义了功能的一种选择。gsm 1800：上行频率范围在1710-1785mhz，下行频率范围在1805-1880mhz。gsm1900：上行频率范围在1850-1910mhz，下行频率范围在1930-1990mhz。g1gsm 900：上行频率范围在880-890mhz，下行频率范围在925-935mhz。多时隙rt（mrt）：所有的通过码速变换池的全速率tch被分为不同的多时隙资源类型。在一个多时隙配置中能共同使用的信道属于同一种mrt。依赖于跳频的开启情况，mrt用下列组合来定义：- 跳频关在使用同一训练序列编码和频率的同一子小区中的信道- 跳频开使用同一训练序列编码、跳频序列号、手机分配和手机分配指针偏置的同一子小区中的信道随选pdch：当在包交换中需要更多容量时，一个新的pdch被分配。pdch：在电路交换中被分配到包交换中来承载gprs话务的一个全速率tch或半速率tch。pdch预占：为了在电路交换中使用，把一个随选pdch从包交换中释放掉的动作。p-gsm900：标准gsm900，上行频率890-915mhz，下行频率935-960mhz。包交换域：处理针对gprs连接的包交换呼叫的域。pset：被用做多时隙包交换连接的一系列pdch。一个pset包含多到4个连续的属于同一mrt的pdch。资源类型（rt）：一个rt是一种唯一的信道类型。它是子信道和信道类型的组合。在一个小区中有六种可能的rt。- 在underlaid 子小区的sdcch（ul/sdcch）- 在overlaid 子小区的sdcch（ol/sdcch）- 在underlaid子小区的tch全速率（ul/tch/fr）- 在underlaid子小区中的tch半速率（ul/tch/hr）- 在overlaid子小区的tch全速率（ol/tch/fr）- 在overlaid子小区的tch半速率（ol/tch/hr）资源类型优先权列表（rtpl）：一个rtpl是一个、两个或三个rt的按次序排列的列表。次序指明rt选择的优先权。选择类型（st）：一个st是引发信道分配的话务情况、在一个小区中优先的子小区、信道模式和优先的信道服务的组合：下列给出了st15的例子：话务情况：分配到服务小区优先的子小区：underlaid 子小区信道模式：话音/数据信道服务：- tch/fr st15。1- tch/hr st15。2- 信令st15。3在第8节中表7和表8定义了所有可能的st。注意：这些表不包括用信道服务指示的不同话音版本。正确话音版本的信道类型自动提供。语音版本（sv）：语音版本确定对信道类型中使用那些语音编码。对tch/fr和tch/hr，分别有3种版本可供使用。在手机和编解码器中进行这些语音编码。在爱立信gsm系统中，下列语音版本可用：- tch/fr/sv1（全速率）- tch/fr/sv2（增强型全速率）- tch/h/sv1（半速率）tch性能：tch性能组是一组支持同样tch性能，也就是信道类型和语音编码相同的物理信道。tch 双速率：每个bpc可包含一个全速率tch和两个半速率tch。但是在tch被分配为全速率时，两个半速率tch被锁定不能再分配。同样，如果一个或两个半速率tch被分配，全速率tch被锁定不能再分配。编解码器池：编解码器池是一种包含支持特定信道服务的编解码器资源的资源池。每一次呼叫，从编解码器池中获得编解码资源。2.2 简称bcch： 寻呼控制信道bpc：基本物理信道bts：基站chap：信道分配简表cs：电路交换dr：双速率fifo：先进先出fr：全速率gprs：通用分组无线服务hr：半速率hscsd：高速电路交换数据mrt：多时隙资源类型。ms：手机msc：移动业务交换中心ol：overlaidpdch：分组数据信道ps：分组交换rt：资源类型rtpl：资源类型优先权列表sdcch：独立专用控制信道sv：语音版本st：选择类型tch：业务信道tn：时隙号ul：underlaidvlr：拜访位置寄存器3 能力在信道管理这一功能中，信道分配算法在每一种需要一系列信道的话务情况下选择一个或多个适合的信道（在多时隙连接中最多4个全速率tch）。如果对一特定的话务情况有几种类型信道可分配，需对不同类型的优先次序进行了定义。运营者可以在8种已定义的信道分配策略中选择。4 技术描述4.1 总叙4.1 概述在选择和分配一系列信道之前，根据排队算法或根据空闲模式小区选择机制选择一个小区。在分配信道中，主要有三种情况： 立即指配当建立一连接时，需要分配用做信令的信道。依赖于话务情况和选择的信道分配策略。信道可能为sdcch或tch。 指配在立即指配到sdcch后，当需要用做语音/数据信道时，必须分配一tch。 切换当在使用中的连接不得不改变时，必须分配一个新的信道。sdcch只能用做信令（例如位置更新、呼叫建立或短消息）。tch既可以用做话音/数据也可用做信令。为了选择一合适类型的信道，需要下列数据： 话务情况需要一系列信道的话务情况（见第8节）。例如立即指配。 优先的子小区：根据在排序算法locating中对o/u的排序来选择合适的子小区。 信道模式需要使用的信道用做语音/数据或信令。 信道服务根据优先次序排列的信道类型和语音版本/数据速率的列表。 多时隙数据在多时隙中需要使用的信道数目，需要的时隙数目是固定的还是灵活选择的。4.1 呼叫建立在立即指配过程中，手机向网络发送“channel request”消息。这条消息中包括“建立原因”信息单元。建立原因说明需要信令还是语音/数据信道。依靠此条信息，在立即指配阶段确定是分配sdcch还是tch。在gsm phase 2中，建立原因可以把语音/数据呼叫同短消息分开。但是这只有手机在寻呼过程中收到信道是用做语音/数据还是信令的指示。如果msc通过bsc发送给手机的寻呼（paging）消息中的“channel needed”消息单元要手机提供这些信息，手机就会提供此信息。在爱立信r7中msc不支持这项信息单元。因此如果bsc收到的paging消息中没有此项信息（或在paging消息中的“channel needed”消息单元说明是任何信道），bsc将把paging消息中的“channel needed”消息单元设定为tch/fr发送给手机。手机将在响应中说明它的能力，即双速率，仅仅全速率或sdcch。4.2 确定信道服务在呼叫过程中下列参数可从手机中收到：a. 语音编码版本列表b. 无线信道的要求msc分析这些数据并检查可提供的服务。在channel service中将确定的参数结果传给bsc。4.1. 在msc/vlr中多种语音编码的处理手机在建立消息（主叫）和呼叫确认消息（被叫）中将把与话音编码相关的信息发给msc/vlr。在消息中主要有： 语音编码器版本列表（scvl），它是按照优先次序排列的语音编码版本的列表。 无线信道的要求（rcr）。例如双速率/全速率更优先。从手机收到的scvl和rcr在msc/vlr中的电信业务分析（tsa）功能单元中分析。分析后产生选择的语音编码版本列表（sscvl）和选择的信道速率和类型（scrt）。图1 电信业务分析在assignment request 和handover request 消息中，msc/vlr将sscvl 和scrt 发送给bsc。这些消息在bsc中的信道分配算法中使用并分配一个合适信道类型。运营者可以控制tsa的结果。基于从手机收到的rcr，crt参数（信道速率和类型）用来指定信道速率和类型。对每一个rcr，crt用做定义可使用的scrt。crt是rcr和scrt的组合。在收到的scvl中可以重新安排全速率语音版本（frv）和半速率语音版本（hrv）的次序（但不能在不同的hrv之间和不同的frv之间重新安排）。此外，crt也可以用做指定在通话过程中不需改变信道速率。参数pscvl（可提供的话音编码器版本列表）用于指定在此项服务中所有可提供的或允许的语音编码器。pscvl的指定依照crt的scrt部分。下面例子说明tsa的功能：话务种类：指配到服务小区从手机收到下列数据： scvl=frv2，frv1，hrv1 rcr=双速率，全速率优先（dfr）tsa定义的分析数据 pscvl=frv1，hrv1 crt的scrt部分=双速率，半速率优先。作为要求结果，在第一次信道分配后不允许改变（dhrn）=crt=dfr-dhrn结果：scrt=dhrn注意 在通话过程中，在第一信道分配后不改变信道速率。输出的sscvl数据是这样确定的。1 pscvl与scvl相比较，且从scvl中去掉所有的不支持的语音编码。在这个例子中，不支持frv2，所以从scvl中去掉frv2。现在scvl中包含frv1，hrv1。2如果crt的scrt部分指定优先的信道速率，scvl可重新分配以将所有优先的语音编码放在第一位。在这个例子中，scrt指定半速率优先，所以在scvl中hrv1放在第一位。结果是sscvl=hrv1，frv1。结果：从tsa中产生的结果位sscvl=hrv1，frv1。在上面的例子中，在第一次信道分配后，在通话中不需改变信道编码。此种情况，在指配后，msc/vlr把与分配的信道速率不适用的话音编码去掉，以更新在指配和切换中用到的语音编码器版本列表。4.1.3.2 msc的控制参数crt用于对手机收到的rcr指定信道速率和信道类型的优先级。它包含rcr部分和scrt部分（rcr-scrt）。这个参数是为辅助业务和紧急呼叫而设定。rcr可以用下列值：fr：全速率信道dfr：双速率，全速率优先dhr：全速率，半速率优先scrt可以取下列值：fr：全速率信道hr：半速率信道dfrc：双速率，全速率优先，在为请求第一次信道分配后允许改变。dhrc：全速率，半速率优先。在为请求第一次信道分配后允许改变。dfrn：双速率，全速率优先。在为请求第一次信道分配后不允许改变。dhrn：双速率，半速率优先，在第一次分配后不允许改变drsc：双速率，用语音编码优先来指示信道的优先，在第一次信道分配后，允许在全速率和半速率之间改变drsn：全速率，用语音编码优先指示信道的优先，在第一次信道分配后，不允许在全速率和半速率之间改变在crt可以用下列允许的rcr-scrt的组合：pscvl：用于指定所有提供的或允许的语音编码。pscvl可包含下列值：frv1：全速率语音编码版本1frv2：全速率语音编码版本2hrv1：半速率语音版本1pscvl必须根据crt的scrt指定：4.1.3.3在bsc中对多语音编码的处理在上面提到过，bsc从msc/vlr发送的assignment request 和handover request消息中收到sscvl和scrt。这些信息或数据在bsc中被翻译并命名为信道服务，在信道分配算法中使用这些信息来分配一适合的信道类型。只要手机连到bsc，信道服务消息就存在bsc中。注意在立即指配消息中，bsc是收不到sscvl和scrt的。因此在立即指配时在bsc中没有可用的信道服务数据。在第一次信道分配后，如果从msc/vlr收到的scrt指示在呼叫过程中不改变信道速率，在bsc中的信道服务列表采用在msc/vlr中同样的方式更新。对所分配的信道不适合的语音编码从列表中去除。运营商可以决定在信道改变时第一次分配后使用的语音编码是否区分优先次序。目的的在整个通话过程中提供尽可能相同的话音质量。这由bsc的交换属性参数speechverused设定。如果speechverused设定为1，建立的语音编码放在bsc的信道服务列表的第一位，也就是此语音编码的优先级最高，在信道改变时作为第一选择。缺省情况下，在信道服务列表中，建立的语音编码不改变（speechverused等于1）。4.1.4 gprs在爱立信的gsm系统中引入gprs来支持包交换连接。它同电路交换连接分享同样的无线资源。为包交换连接服务的多时隙的适用于包交换的信道作为pdch从cs域中分配，它属于包交换域。pdch可以分配为专用pdch或pdch。专用的fdch的数量由运营者提供并且其专为gprs话务使用。随选 pdch在有gprs话务要求时由系统分配到包交换范围。在没有空闲tch时，这些信道可以被电路交换预先占用。pdch是以高达4个连续信道为一组来分配到包交换范围中的，我们用pset表示。在一个pset中的所有pdch属于同样的mrt。一个包交换连接可以使用一个pset中的一个或高达4个pdch。几个包交换连接可以分享同一pdch。pdch的分配过程不是按照在电路交换中描述的正常的信道分配算法。更详细的fdch分配描述见gprs信道管理。4.1.5信道分配简表信道分配简表是所有可能的st的列表。每一个st分配一个rtpl。有7种用参数chap表示的简表。每一种简表代表一种特殊的信道分配策略。这些策略随立即指配到tch功能和在ol子小区分配信道不同。下列简表可用： chap 0：缺省这个简表向后兼容。不允许使用立即指配到tch。 chap 1：立即指配到tch，sdcch优先选择允许立即指配到tch。但只有在没有空闲的sdcch时才分配tch。但是在用做位置更新或phase 2手机发送或接收短消息的立即指配st中不允许立即指配到tch。除去立即指配外，其他所有话务情况，都遵照在缺省chap中定义的信道分配策略。 chap 2：立即指配到tch，tch优先选择，msc提供“channel needed”在立即指配时，首先分配tch。如果没有空闲的tch，将试分配sdcch。但是在用做位置更新或phase 2手机发送或接收短消息的立即指配st中不允许立即指配到tch。这个简表主要为phase 2手机占多数的网络使用，因为其允许pahse 1手机在发送和接收短消息的立即指配st中优先分配tch。这个简表也适用于很少有短消息业务的phase1 类型手机占主要的网络，或运营者不建议把tch用做短消息的网络。除去立即指配情况外的所有其他话务情况，遵照缺省的chap中的同样的策略。 chap 3：立即指配到tch，tch优先选择，msc不提供“channel needed”这个简表中的信道分配策略与简表2中的信道分配策略相似，但主要用于msc不提供“channel needed”信息单元的网络。在手机被叫的情况下，由于其不能与手机接收短消息相区分，因此在立即指配的st中tch最后选择。 chap 4：立即指配到tch，tch优先，phase 1手机，msc不提供“channel needed”这个列表中分配策略同列表3相似，但主要用于gsm phase 1手机占主要的网络。由于其可以区分gsm phase 1手机发送和接收短消息与主叫和被叫，所以在手机主叫和被叫的立即指配st中tch最后分配。 chap 5：overlaid 子小区最后分配在这个简表中提供的信道分配策略同缺省的简表相似。但如果underlaid子小区作为优先小区，却没有可用的空闲信道，将从overlaid子小区中试分配信道。这个列表的目的是避免在underlaid 子小区拥塞而在overlaid子小区中有空闲信道时出现不成功的切换或拥塞。缺点是overlaid 子小区可能为其定义的服务区外的手机提供服务，这将导致过大的干扰。 chap 6：立即指配到tch，sdcch优先选择，overlaid 子小区最后分配这个列表组合了简表1的立即指配分配策略和列表5中的overlaid子小区最后分配策略。 chap 7：运营商选择这个列表是缺省列表0的拷贝。列表7可以被运营商使用来引入自己的分配策略。4.2算法4.2.1信道分配算法综述这项算法包含两个主要部分: 资源类型选择。信道选择（一个是为单时隙连接，一个为多时隙连接）。在信道分配时，根据使用的gsm系统类型（也就是 gsm 900，gsm 1800 和 gsm1900）考虑所有可用的频带。信道分配算法可用下表表示：图2 信道分配概述4.2.2资源类型选择（信道分配算法第一部分）当有需要一个或多个信道的话务情况时，开始信道分配。信道分配算法提供了确定st的数据和所选择小区的信道分配简表。在确定st之前，做下列3个检查： 如果话务情况是“由于小区负荷分担的小区间切换”，检查小区负荷分担的条件并有可能导致分配错误。对gsm900手机，根据所有可用gsm900频断的参数情况确定空闲的全速率信道。如果这项参数设定为0ff，那只考虑空闲的全速率pchannel。如果这项参数设定为on，则考虑所有可用的gsm900频段。如果这项参数对所有可用的gsm900频段设定为off，手机使用e-channel，分配失败。小区负荷分担只适用于单时隙连接。 对gsm900手机，如果因为子小区负荷分布而需要信道分配，对所有可用的gsm频段该参数设定为off，手机正在适用的信道不在p-gsm 频段内，分配失败。 如果在bsc或小区中都不允许多时隙连接并且可以分配灵活的信道数目。需要的信道数目设定为1。信道分配将向单时隙连接一样进行。如果当多时隙连接不允许且需要固定数目的信道，信道分配失败。通过组合话务情况，优先的子小区，信道模式，和最优先的信道服务得到第一个st。确定st后，根据chap选择rtpl。在所有定义的手机支持的gsm频段从rtpl中的第一个rt中选择空闲信道。bcch可以放在p-gsm 900频段上和g1-gsm900频段上。在gsm1800和gsm 1900频段，bcch只能放在自己的频段上。在g1-gsm 900频段上的信道叫做e信道（e-channel），在p-gsm 900上的信道叫做p-channel。可以在这些信道上跳频。对e-gsm900手机或手机的频率范围不提供，且bcch在g1-gsm900频段时，依靠下列优先级来选择空闲信道：1 e-channel2 p-channel如果在rtpl的第一个rt中没有发现空闲的e-channel，在rt的p-channel中寻找（只对e-gsm900的手机）。对一个p-gsm 900 手机或手机的频率范围不提供，且bcch在p-gsm 频段中，在rt的p-channel中寻找空闲信道。如果在第一个rt所需的频段内没有可用的空闲信道，且rtpl中包含多于一个的rt，那也在其他rt中寻找。如果在第二个或第三个rt中也没有可用的空闲信道，且提供更多的信道服务，那么确定一个新的st并在其中寻找。当所有的st和在需要的给定频段的rt中都已寻找且没有发现空闲信道，向ps域发送请求申请适合信道。如果找到一个合适的的信道，就发送一个对pdch的予占用请求给ps域。如果予占用成功，信道分配成功且不需根据信道分配算法的第二部分进行进一步的检查。如果没有找到信道，分配尝试失败。当在选定的rt中，在手机支持的gsm频段中找到空闲信道，信道分配策略的第二部分就要使用到。对单时隙连接根据信道选择算法分配一个单时隙，对于多时隙连接，需使用多时隙信道选择算法。注意可用的空闲信道数目有可能比空闲信道的数目要少。这是由不同信道分配功能确定的。因此虽然在所需的rt中有空闲信道，信道分配尝试也可能失败。这个过程用下列例子说明：假定有一个chap=0的小区，在信道分配中提供下列数据：话务情况：分配道服务小区优先子小区：overlaid 子小区信道模式：话音/数据信道服务：tch/fr/sv1，tch/hr/sv1多时隙数据：-提供两种信道服务也就是给了两种可能的st。优先的信道服务是tch/fr/sv1。如果没有空闲的信道，在tch/hr/sv1中将寻找空闲信道。资源类型的选择用图3说明：4.2.3对单时隙连接的信道选择（信道分配算法中的第二部分）在信道选择过程中，影响到适合空闲信道选择的准则是按照一个特定的优先次序给定的。在分配tch/hr时，有一个优化的准则以确保在分配一个完全空闲的tch之前分配一个有部分空闲半速率信道的tch。tch的性能组定义为支持同样tch性能（也就是同样的信道类型和同样的话音版本）的一组物理信道。在信道分配中，在只支持所需的信道服务中分配空闲信道是优先的。在指配过程中，tch的分配是从最适合的tch性能组中选择空闲信道。对立即指配不使用。在选择一个rt后，在进入信道选择过程之前，需进行下列三个检查： 如果是gsm1800系统，且rt中找到一个tch/fr或tch/hr，需执行检查以确保手机在那个小区中能正常发射信号。功率等级为1 的gsm 1800 phase 1的手机在最大手机发射功率少于10dbm的小区可能引起大的干扰。在这种情况下，分配失败。 如果使用不同信道分配功能，要执行信道分配评估。这些评估可能引起分配失败。 如果动态的子速率分配功能激活，在半速率信道优于全速率信道或相反的情况下，都要进行评估。信道选择在信道选择时，除去小区内切换和半速率整合的其他所有话务情况，都要进行下列过程，步骤1-3只对tch，4-6对tch和sdcch。1 如果需要半速率，从那些已部分分配半速率的空闲信道组中选择信道（为了为全速率提供更多的空闲tch）。如果没有，从空闲的全速率信道组中选择。2 在那些没有因为ps而对cs的优先级降低的信道组中选择。3 根据challoc参数选择信道组。这项参数的值用来确定在bcch频率上没有跳频的信道的优先级。4 如果激活空闲信道测量，在那些干扰较低的信道中选择tch或sdcch。5 选择那些所跳频率较多的信道。6 根据先进先出的原理在剩下的信道中进行选择。小区内切换在小区内切换时，找到与原信道特性不同的信道非常重要。为保证这一点，增加了一些选择准则。当选择信道时，对找到的每一个信道，根据下列算法与原信道进行特性比较：1 根据下列小区内切换策略选择空闲信道组。注意可能从非跳频信道转到跳频信道，也可以从跳频信道转到非跳频信道。非跳频：1在空闲信道中选择与当前频率不同频率上的信道。如果在小区中有多于两个频率，使用参数challoc。2如果根据以上准则没有发现空闲信道，在当前频率上选择时隙不同的信道。跳频：1 在空闲信道组中选择属于不同信道组的信道。如果在小区中有多于两个信道组，使用challoc参数。2 如果根据上述准则没有空闲信道，（例如在小区中只有一个信道组），在原来的信道组中选择空闲信道，但时隙不同。3 如果按以上准则没有找到空闲信道，选择在同样的信道组和同时隙上的信道。2. 如果需要tch/h，选择那些部分已分配半速率信道的空闲信道。3. 在那些没有因为ps而对cs的优先级降低的信道组中选择。4. 如果激活空闲信道测量，在那些干扰较低的信道中选择tch或sdcch。5. 选择那些所跳频率较多的信道。6. 根据先进先出的原理在剩下的信道中进行选择。信道模式数据在数据连接中，重要的tch能力是信道类型，如果不介意使用的话音版本，那选择只支持一种语音版本的信道就可以了。如果信道模式是数据，选择较少可变性能的tch信道。由于ps而降低优先级的cs信道那些可以分配为ps的空闲信道对cs降低了优先级。这些信道对cs来说是最后的选择，对ps，一个完整的信道组包含4个连续的信道。pdch预占用所有按需分配的pdch，即使这些信道