华为GSM切换原理

1、GSM切换原理切换原理前 言 GSM的服务区域是由一个个连续的小区组成，为了能使用户在移动的通话过程中，从覆盖区域中得到持续的服务，同时为了使网络性能更优，GSM系统中采用了切换的技术来达到以上的目的。培训目标 学完本课程后，您应该能： 掌握切换的目的，切换的分类 掌握切换算法流程、切换判决条件 掌握切换参数配置目 录l 切换概述l 切换算法流程及参数配置目 录l 切换概述l 切换算法流程及参数配置目 录l切换概述1.1 切换目的1.2 切换分类切换目的 在移动中保持通话的连续 提高网络服务质量 降低掉话率 降低拥塞率切换分类按切换原因分类紧急切换增强型双频小区切换负荷切换普通切换1234测量

2、报告连续无下行切换TA紧急切换干扰紧急切换快速电平下降紧急切换 质量差紧急切换边缘切换PBGT切换层间切换快速移动切换AMR全半速率切换切换分类CELLCase 1同步切换同步切换: 目标小区不发送目标小区不发送【物理消息物理消息】Case 2异步切换：目标小区发送异步切换：目标小区发送【物理消息物理消息】Case 3Case 4Case 5MSCBSCBTSBSCBSCMSCBTSBTSBTSBTSNSS目 录l 切换概述l 切换算法流程及参数配置目 录l切换算法流程及参数配置2.1 切换总体流程2.2 测量报告2.3 测量报告预处理2.4 切换判决2.5 切换执行移动台进入新的专用模式移动

3、台进入新的专用模式移动台进入专用模式移动台进入专用模式测量报告1测量报告预处理2切换判决3切换执行4切换总体流程切换总体流程移动台进入新的专用模式移动台进入新的专用模式移动台进入专用模式移动台进入专用模式测量报告1测量报告预处理2切换判决3切换执行4测量报告(MR)有上行测量值和下行测量值两部分内容。测量报告 上行：测量值由服务小区BTS获取，包含：对MS上行的接收电平(ULRxLev)、接收质量(ULRxQal)、bs_power； 下行：测量值由MS获取并上报，包含对服务小区的下行接收电平(DLRxLev)、接收质量(DLRxQal)、对邻近小区的下行接收电平(NCellRxLev)、ms

4、_power。同时包含时间提前量的测量值(TA)等。邻近小区下行测量值服务小区下行测量值服务小区获取MS上行测量值服务小区服务小区邻近小区邻近小区测量报告测量报告 测量报告在SACCH上行方向发送给BTS 1、MS在SDCCH信道时，周期为470ms/次 2、MS在TCH信道时，周期为480ms/次切换总体流程移动台进入新的专用模式移动台进入新的专用模式移动台进入专用模式移动台进入专用模式测量报告1测量报告预处理2切换判决3切换执行4测量报告预处理测量报告预处理 插补插补p恢复丢失的测量报告值 滤波滤波p平滑瞬时衰减值的影响测量报告插补处理MRMRNo. nNo. n+4连续的测量报告流连续的

5、测量报告流MRMRMR因为某些原因丢失的测量报告测量报告滤波处理MRMR连续的测量报告流连续的测量报告流 MRMRMR滤波滤波对连续的几个测对连续的几个测量报告取均值量报告取均值MR切换总体流程移动台进入新的移动台进入新的专用模式专用模式移动台进入移动台进入专用模式专用模式测量报告1测量报告预处理2切换判决3切换执行4TA切换干扰切换电平快速下降切换 质量差切换负荷切换边缘切换层间切换PBGT切换AMR全半速率切换 测量报告连续无下行快速移动切换增强型双频网小区切换惩罚处理排序处理OM强制切换直接重试紧急切换普通切换惩罚处理小区内小区内切换切换切换失败切换失败紧急切换成功紧急切换成功（TA&B

6、Q） 快速移动快速移动切换切换 同心圆同心圆小区切换小区切换惩罚惩罚目标小区惩罚源小区惩罚位于下三层的邻区BSC会对Cell D作出相应的电平惩罚切换失败惩罚处理 对目标小区进行惩罚： 对切换失败的目标小区进行惩罚，避免再次判决时又选择该小区，造成失败。Cell ACell D切换失败BSC切换失败惩罚参数配置切换失败惩罚参数配置参数名含义取值范围缺省值切换失败小区信号强度惩罚表示当目标小区因拥塞等原因导致切换失败后，为避免系统试图再次切换其上，对目标小区进行惩罚的信号电平值。该值仅仅在切换失败惩罚持续时间内有效。063dB30切换失败惩罚持续时间表示切换失败后对相应目标小区进行惩罚的时间。0

7、60秒10BQ/TA惩罚处理 对源小区进行惩罚： 对质量差(BQ)切换的源小区进行惩罚，以免很快切换回质量仍然很差的源小区。 对时间提前量(TA)切换的源小区进行惩罚，以免切换回源小区后又处于小区边界，造成乒乓效应。BSCCell ACell D质量差切换因为质量差从小区A切换到小区D对原有小区进行惩罚BQ/TA切换惩罚参数配置BQ/TA切换惩罚参数配置参数名含义取值范围缺省值质量差切换信号强度惩罚表示因质量差进行紧急切换后，为避免乒乓切换，对原服务小区进行惩罚的信号强度值，它仅在质量差切换惩罚持续时间内有效。063dB63质量差切换惩罚持续时间表示因质量差进行紧急切换后，对原服务小区进行惩罚

8、的时间。060秒10时间提前切换信号强度惩罚因时间提前量进行紧急切换后，为避免乒乓切换，对原服务小区进行惩罚的信号强度值，它仅仅在时间提前量切换惩罚持续时间内有效。063dB63时间提前量切换惩罚持续时间表示因时间提前量进行紧急切换后，对原服务小区进行惩罚的时间。060秒10快速移动惩罚处理 对处于伞型小区的MS的邻近小区进行惩罚，使MS比较稳定的停留在宏小区，减少切换(只允许Umbrella对其它三层进行惩罚)。宏小区Umbrella微蜂窝想回去？没那么容易！快速移动惩罚处理参数配置快速移动惩罚处理参数配置参数名含义取值范围缺省值速度惩罚值快速移动微小区切换算法打开时才有效。MS快速移动时对

9、该小区的邻小区电平惩罚值，只允许umbrella层对另外三层小区进行惩罚，其它层不允许惩罚。本参数只在速度惩罚时间内有效。063dB30速度惩罚时间表示在此时间段内对快速移动MS的邻小区进行的惩罚有效。0255秒40小区内切换惩罚 如果小区内切换触发太频繁，系统会在一定的惩罚时间内将其禁止。认定连续的时间间隔： 6S连续发生最大次数：3连续发生最大次数后禁止时间：20S371232T (s)0惩罚时间小区内切换次数两次两次三次三次.四次四次一次一次.切换总体流程移动台进入新的移动台进入新的专用模式专用模式移动台进入移动台进入专用模式专用模式测量报告1测量报告预处理2切换判决3切换执行4TA切换

10、干扰切换电平快速下降切换 质量差切换负荷切换边缘切换层间切换PBGT切换AMR全半速率切换 测量报告连续无下行快速移动切换增强型双频网小区切换惩罚处理排序处理OM强制切换直接重试紧急切换普通切换高速铁路切换 排序处理 M准则 K准则基本排序基本排序 16比特排序网络特征调整网络特征调整排序作用：切换目标小区的选择依据 M准则No开始开始 已完成所有邻区筛选？此邻区为小区外部邻区，且MS当前占用的是SDCCH信道？NoYes直接重试？ BSC间SDCCH切换允许为“是”？ 从候选邻区列表中删除小区是否过载？ YesNoYesNo下行接收电平 切换候选小区最小下行功率+ 最小接入电平偏移？上行接收

11、电平 =服务小区的接收电平+小区间切换磁滞Yes置为0Yes置为1No 16910111213141512345678当前服务小区邻近小区未加磁滞前加了磁滞后网络特征调整当前服务小区邻近小区网络特征调整 第510位：层级调整位 值的大小决定于该小区在华为层级网络结构中的位置 华为层级网络结构一共可以分为4层，每层又可以再细分为16个不同的优先级别。一共64个不同的层级级别16910111213141512345678网络特征调整GSMR900 Cell（层3）Micro Cell（层1）（高）Umbrella Cell（层4）（低） GSMR 900GSMR1800GSMR1800GSMR18

12、00GSMR 900GSMR900GSMR900GSMR1800GSMR1800GSMR1800 Cell（层2） GSMR 900GSMR900GSMR900GSMR1800GSMR1800小区层级参数配置小区层级参数配置参数名含义取值范围缺省值小区所在层即16bit排序里所说的Umbrella、Macro、Micro和Pico层，每层可以设置16个优先级，这为运营商提供了充分的网络规划的空间以适应各种复杂的组网环境。其中，Macro层为主力的900层，Micro为主力的1800层，Pico为900和1800的微蜂窝层。层的数值越小，优先级越高。 第14层M900:第3层;M1800:第2层

13、小区优先级每层可分16级，用于控制同层小区之间的切换优先级，一般把同层小区的优先级设为相同的值。同层小区，优先级数值越小，优先级越高。 116 级 1网络特征调整第11位：负荷调整位系统流量=允许负荷切换系统流量级别门限或者负荷切换允许 设为“否” ?Yes此位屏蔽服务小区?置为0NoYes小区负荷 = 负荷切换启动门限?置为1置为1小区负荷 =负荷切换接收门限?置为0YesNoYesNo16910111213141512345678负荷调整位参数配置网络特征调整 第12、13位：共BSC/MSC调整位16910111213141512345678服务小区?NoYes全置为012位置为1，13

14、位为0进行共BSC/MSC调整允许为“是”?检查第14位YesNo共BSC?共MSC?NoYes12,13位都置为1NoYes12,13位都置为位都置为0共BSC/MSC调整位参数配置网络特征调整 第14位：层间切换门限调整位 第1516位： 第16位保留，第15位是小区类型，正常小区置0，扩展小区置1.服务小区?置为0NoYes置为1并屏蔽第513位置为0YesYes 下行接收电平 = 层间切换门限 层间切换磁滞?下行接收电平 = 层间切换门限 + 层间切换磁滞?NoNo16910111213141512345678层间切换门限调整位参数配置切换参数配置参数名含义取值范围缺省值层间切换门限影

15、响16bits排序里第14位的排序结果，同时也是对发生干扰切换、层间切换和负荷切换时的目标小区的电平要求，需要大于层间切换门限层间切换磁滞。层间切换门限要求设置成=边缘切换门限小区间切换磁滞。063(对应-110-47dBm)25层间切换磁滞与层间切换门限一起影响不同层级的服务小区和目标小区排序，与层间切换门限一起是目标小区触发层间切换的条件。 063dB3切换总体流程移动台进入新的移动台进入新的专用模式专用模式移动台进入移动台进入专用模式专用模式测量报告1测量报告预处理2切换判决3切换执行4TA切换干扰切换电平快速下降切换 质量差切换负荷切换边缘切换层间切换PBGT切换AMR全半速率切换 测

16、量报告连续无下行快速移动切换增强型双频网小区切换惩罚处理排序处理OM强制切换直接重试紧急切换普通切换高速铁路切换 测量报告无下行切换开始开始 至少收到过一次下行测量报告?测量报告无下行切换允许设为“是” ?连续丢失的下行测量报告个数=测量报告无下行上行质量切换门限Yes只有一个候选小区？小区内切换禁止？YesNoNoYesYesYesNoNo结束结束时间提前量(TA)紧急切换服务小区服务小区邻区邻区服务小区服务小区TA切换门限切换门限时间时间TA触发切换触发切换邻区邻区TA切换门限切换门限或者或者触发切换区域触发切换区域时间提前量(TA)紧急切换触发触发TA切换切换 开始开始 实际TA值=TA

17、切换门限？ TA切换允许设为“是” ?存在候选小区？服务小区?检查切换优先级相对最高的小区共站址小区？ TA切换门限服务小区设置？YesNo结束结束NoNoYesNoNoYesYesYesYesNo干扰切换干扰源干扰源干扰电平门干扰电平门限限接收质量接收质量接收电平接收电平干扰质量门限干扰质量门限触发干扰切换区域触发干扰切换区域服务小区服务小区邻区邻区干扰切换开始开始上/下行质量=A? 干扰切换允许为“是” ?存在候选小区?服务小区?选择候选小区列表中相对优先级最高小区接收电平=层间切换门限+层间切换磁滞？ YesNo结束结束 NoNoYesNoNoYes小区内切换允许且不在小区内切换惩罚时间

18、内？ 存在合适目标小区?触发干扰切换触发干扰切换NoYesYesYesYesNo非非AMR FR通话通话: A = RXQUAL (n), 1=n=12 AMR FR通话通话:A = RXQUAL1, n=1; A = RXQUAL (n) + RXLEVoff, 2=n=12快速电平下降切换 用于手机在接收电平快速下降的情况时，触发切换，避免掉话。快速电平下降切换公式：公式：BXAXAXAXAXAXAXAXA88776655443322111010101010101010开始开始满足下面公式且最近的上行接收电平=上/下行接收质量门限？邻区下行接收电平服务小区下行接收电平+ 小区间切换磁滞-质

19、量差切换带 ?小区内切换允许打开&不在小区内切换惩罚时间内？存在合适目标小区?触发质量差切换触发质量差切换 YesYesYesNoNoNo切换总体流程移动台进入新的移动台进入新的专用模式专用模式移动台进入移动台进入专用模式专用模式测量报告1测量报告预处理2切换判决3切换执行4TA切换干扰切换电平快速下降切换 质量差切换负荷切换边缘切换层间切换PBGT切换AMR全半速率切换 测量报告连续无下行快速移动切换增强型双频网小区切换惩罚处理排序处理OM强制切换直接重试紧急切换普通切换高速铁路切换 增强型双频网小区 增强型双频网小区指的是两个位于同一基站，相同方向角，但使用不同频段的小区。 作用： 在TC

20、H信道指配和切换的过程中，增强型双频网小区可以共享双方的信道资源 基于负荷的信道分配策略 基于负荷的内外圆切换增强型双频网小区信道指配 TCH信道指配（SDCCH信道位于外圆）内圆接收电平内圆接收电平= 【入内圆小区切换电平门限入内圆小区切换电平门限】且外圆下行接收电平且外圆下行接收电平 RX_LEV (n) 【内圆边界到外圆边界的距离内圆边界到外圆边界的距离】 RX_LEV (n):邻区邻区n滤波后的滤波后的BCCH的接收电平的接收电平 ，邻区，邻区n为邻区中为邻区中BCCH接收电平测量值接收电平测量值最大的小区。取和外圆小区同频段、同层级且不和外圆小区共站点的邻区中的最最大的小区。取和外圆

21、小区同频段、同层级且不和外圆小区共站点的邻区中的最优邻区，如果没有这样的邻区则认为值为优邻区，如果没有这样的邻区则认为值为-110dBm从外圆接入从外圆接入 外圆是否允许指配优选为不允许 ? 外圆小区负荷外圆负荷一般过载门限YesAYesNo指配外圆TCH指配外圆TCH外圆是否有空闲TCH?指配外圆信道内圆是否有空闲TCH?指配内圆信道YesYesNo排队，抢占，直接重试NoYesNoNo增强型双频网小区信道指配 TCH信道指配（SDCCH信道位于内圆）从内圆接入从内圆接入 内圆是否允许指配优选 ? 外圆小区负荷外圆负载严重过载门限开始开始外圆到内圆负荷切换允许为“是” ? 外圆负荷外圆负荷一

22、般过载门限YesYesNo结束A且满足P/N准则触发切换YesNoYesNoNo调整切换带每秒更新小区负荷B-CAYesB=外圆负荷分级切换周期C=外圆负荷切换周期调整步长A的解释同信道分配流程有否MS位于切换带内？YesNoNo切换周期：B-C或者B切换带：【入内圆小区切换电平门限】到 47dBmB内圆向外圆切换（外圆负荷低）开始开始 内圆到外圆负荷切换允许为“是” ?外圆负荷 层间切换门限 + 层间切换磁滞？有否MS位于切换带内？Yes触发切换NoYesNoYesNo内圆向外圆切换（MS移动）满足P/N准则?开始开始外圆接收电平出内圆小区切换电平门限或者ANo结束触发切换Yes选择列表中优

23、先级最高小区NoYes通常是外圆小区，但也可能是其它邻区A：外圆接收电平 RX_LEV (n) 【内圆边界到外圆边界的距离】 - 【内圆边界到外圆边界的距离磁滞】切换总体流程移动台进入新的移动台进入新的专用模式专用模式移动台进入移动台进入专用模式专用模式测量报告1测量报告预处理2切换判决3切换执行4TA切换干扰切换电平快速下降切换 质量差切换负荷切换边缘切换层间切换PBGT切换AMR全半速率切换 测量报告连续无下行快速移动切换增强型双频网小区切换惩罚处理排序处理OM强制切换直接重试紧急切换普通切换高速铁路切换 负荷切换拥塞小区拥塞小区拥塞小区拥塞小区拥塞小区拥塞小区切换触发区切换触发区负荷切换

24、启动门限负荷切换启动门限时间时间服务小区话务量服务小区话务量负荷切换接收门限负荷切换接收门限邻小区话务量邻小区话务量负荷切换 由于负荷切换可能会触发较多的切换，因此在触发负荷切换前要考虑此时系统CPU的负荷情况，即系统流量级别。此外，为了避免一次切换过多的用户，负荷切换是逐步进行的，即边缘切换门限按照一定的步长和一定的周期提高，超出负荷切换带宽度之后停止。Cell ACell B正常边缘切换门限边缘切换门限分级负荷切换步长正常边缘切换门限+负荷切换带宽度负荷切换带宽度负荷切换拥塞小区拥塞小区正常小区正常小区正常小区正常小区正常小区正常小区负荷切换结束结束 开始开始负荷切换允许？BSC内部小区?

25、选择列表中优先级最高小区 NoNoYesNoYesYes系统信令流量小于允许负荷切换系统流量级别门限？C & D存在合适目标小区？触发负荷切换触发负荷切换 YesYesYes结束结束No服务小区负荷高于负荷切换启动门限?YesNoYes负荷切换定时器已启动?YesCaculate StepPeriodT ) 1(Caculate A=负荷切换带宽B服务小区?NoNoB: 边缘切换下行接收电平门限小区下行接收电平 =【层间切换门限】+【层间切换磁滞】D:邻区小区流量小于【邻区负荷切换接收门限】CNoA=No切换总体流程移动台进入新的移动台进入新的专用模式专用模式移动台进入移动台进入专用模式专用模

26、式测量报告1测量报告预处理2切换判决3切换执行4TA切换干扰切换电平快速下降切换 质量差切换负荷切换边缘切换层间切换PBGT切换AMR全半速率切换 测量报告连续无下行快速移动切换增强型双频网小区切换惩罚处理排序处理OM强制切换直接重试紧急切换普通切换高速铁路切换 边缘切换服务小区服务小区邻小区邻小区切换触发切换触发统计时间统计时间/持续时间持续时间边缘切换门限边缘切换门限时间时间接收电平接收电平边缘切换开始开始边缘切换允许？结束结束NoYesYes上行接收电平上行链路边缘切换门限Yes存在合适小区No更新定时器Yes满足 P/N准则?下行接收电平=【层间切换门限】+【层间切换磁滞】有合适目标小

27、区？触发快速移动切换触发快速移动切换YesYesYesNoNo更新定时器NoNoYes层间切换邻区邻区服务小区服务小区GSMR900小小区区（层三）（层三）GSMR1800 小小区区（层二）（层二）层间切换A:目标小区电平值=【层间切换门限】【层间切换磁滞】开始开始层间切换允许？结束结束NoYesYes存在候选邻区？邻区切换优先级高于服务小区？A 且邻区位于第4层？满足 P/N准则?No触发层间切换触发层间切换YesNoYesNoYes检查下一个邻区NoPBGT切换 PBGT（POWER BUDGET）切换 PBGT切换算法是基于路径损耗的切换。 PBGT切换算法实时的寻找是否存在一个路径损耗更小、并且满足一定系统要求的小区，并判断是否需要进行切换。 PBGT切换至少带来了如下好处： 解决了越区覆盖问题； 减少了双频切换的次数； 使话务引导和控制有更灵活的手段； 始终能提供用户当前最好的服务质量。