《移动通信原理》课程-第16章

《移动通信原理》课程_第16章第一页，共77页。16.1移动通信中的业务类型•移动通信中开展的业务与固定网上的业务基本是类似的，也是由移动用户的需求驱动决定。由于在客观条件上受到信道动态性和用户动态性的限制，在业务的类型、数量、速率、宽带乃至QoS要求上均比固网要差一些。•业务:欧洲体系的GSM、GPRS以及WCDMA系统中的业务以及在智能网上开展的增值业务。第二页，共77页。16.1.12G中的GSM业务•GSM提供的业务可以分为两类：基本通信业务补充通信业务。这两类业务是独立的通信业务。•基本通信业务又根据在网络中接入位置的不同划分为:电信业务承载业务。第三页，共77页。电信业务：提供包含终端设备(TE)功能在内的完善通信能力。其特点是除了包括OSI模型中1至3层属性外，还包含描述OSI参考模型中4至7层高层功能和协议的属性。承载业务：仅提供接入点之间传输信号的能力，它仅包含OSI模型中1至3层相对应的底层属性。补充业务：是对两类基本业务的改进和补充，它不能单独向用户提供，而必须与基本业务一起提供。同一补充业务可能应用到若干个基本业务中，这大大丰富了基本业务的功能，也有利于引入智能化服务。GSM可提供8大类型的补充业务（呼叫转移、计费通知、闭锁所有出局呼叫.）。第四页，共77页。16.1.12G中的GSM业务•GSM提供的主要电信业务如下：

(1)话音业务

(2)短消息业务

(3)小区广播式短消息业务

(4)可视图文接入

(5)智能用户电报传送

(6)传真•GSM设计的承载业务不仅可以在移动用户之间完成数据通信，更重要的是为移动用户与PSTN、

ISDN用户提供数据通信服务，而且还能与其它陆地公用数据网(电路型、分组型)互连互通。第五页，共77页。G中的GPRS业务•1.GPRS可提供的业务–接入因特网(采用PC+GPRS手机)和基于PDA的数据业务–GPRS–短消息业务–E-mail业务、Telnet登陆业务、FTP文件传输业务、

Web浏览业务–信息检索业务、信息查询、电子号码簿服务；–电子商务、电子银行、电子股票交易、信用卡确认；–电子监控；–GPS自动定位跟踪业务；–集团、企业自认证与代认证业务；–网络游戏。第六页，共77页。16.2呼叫建立与接续涉及呼叫基本流程，信令基本流程。16.2.1呼叫建立与接续的基本原理•实现各移动用户之间及移动用户与本地核心网用户之间建立正常通信,任何一个移动通信系统其网络运行的主要功能是要能够支持该移动通信系统业务的正常运行。支持呼叫处理过程,有:呼叫建立和释放寻呼信道分配和释放支持补充业务的激活、去激活及登记和删除等业务操作。第七页，共77页。呼叫处理状态演变为功能：从移动台呼叫处理完成的功能上看，呼叫处理包含下列5个部分：呼叫请求与建立鉴权与加密分配并建立信道进行正常通信结束通信与挂机。第八页，共77页。图16.13给出以移动用户为主叫方的基本流程[处理过程与组成元素的关系，侧重于主叫方的处理。]。第九页，共77页。16.2.2GSM系统的呼叫建立与接续GSM中移动至移动且MS为主叫方的呼叫建立与接续的基本流程[处理过程、实体、逻辑信道的关系，侧重于主叫方侧]：如下图所示[呼叫建立起始阶段]。第十页，共77页。•下面进一步给出GSM中移动用户至本地网固定用户的呼叫流程，在这一流程中，简化了呼叫与接续流程的具体步骤而增加参与流程的网络实体功能部分。1）呼叫请求第十一页，共77页。作业：将呼叫建立与接续的步骤，按上图方式进行补充。并简单说明其过程。[交电子版]移动用户做主叫时的信令流程：

从MS向BTS请求信道开始，到主叫用户TCH指配完成为止。主叫一般经过4个大的阶段：接入阶段，鉴权加密阶段，TCH指配阶段，取被叫用户路由信息阶段。1）接入阶段主要包括：信道请求，信道激活，信道激活响应，立即指配，业务请求等几个步骤。经过这个阶段，手机和BTS（BSC）建立了暂时固定的关系。2）鉴权加密阶段主要包括：鉴权请求，鉴权响应，加密模式命令，加密模式完成，呼叫建立等几个步骤。经过这个阶段，主叫用户的身份已经得到了确认，网络认为主叫用户是一个合法用户，允许继续处理该呼叫。第十二页，共77页。3）TCH指配阶段主要包括：指配命令，指配完成。经过这个阶段，主叫用户的话音信道已经确定，如果在后面被叫接续的过程中不能接通，主叫用户可以通过话音信道听到MSC的语音提示。4）取被叫用户路由信息阶段主要包括：向HLR请求路由信息；HLR向VLR请求漫游号码；VLR回送被叫用户的漫游号码；HLR向MSC回送被叫用户的路由信息（MSRN）。MSC收到路由信息后，对被叫用户的路由信息进行分析，可以得到被叫用户的局向。然后进行话路接续。第十三页，共77页。接入和鉴权加密阶段说明(消息类型及产生)：当用户输入被叫号码完毕按下发射按纽后，手机（以下以MS代替）将进行一系列动作。MS将在随机接入信道（RACH）向BSS发送信道请求消息，以便申请一个专用信道（SDCCH），BSC为其分配相应的信道，成功后，在接入允许信道(AGCH)中通过立即分配消息通知MS为其分配的专用信道，MS将在为其分配的SDCCH上发送一个层三消息---CM业务请求消息，在该消息中CM业务类型为移动发起呼叫，该消息被BSS透明的传送至MSC，第十四页，共77页。MSC收到CM业务请求消息后，通过处理接入请求消息通知VLR处理此次MS的接入业务请求；（同时，由于在BSC和MSC之间用到了SCCP有连接服务，为建立SCCP连接，MSC还将向BSC回连接确认消息[接续确认]）；收到业务接入请求后，VLR将首先查看在数据库中该MS是否有鉴权三参组，如果有，将直接向MSC下发鉴权命令（启动鉴权）；否则，向相应的HLR/AUC请求鉴权参数（鉴权参数请求），从HLR/AUC得到三参组，然后再向MSC下发鉴权命令，MSC收到VLR发送的鉴权命令后，通过BSS向MS下发鉴权请求，在该命令中含有鉴权参数，MS收到鉴权请求后，利用SIM卡中的IMSI和鉴权算法，得出鉴权结果，通过鉴权响应消息送达MSC，第十五页，共77页。MSC将鉴权结果（鉴权响应）回送VLR，由VLR核对MS上报的鉴权结果和从HLR取得的鉴权参数中的结果，如果二者不一致，拒绝此次接入请求，此次呼叫失败；如果二者一致则鉴权通过，鉴权通过后，VLR将首先向MSC下发加密命令（启动加密），然后通知MSC该MS此次接入请求（接受接入请求）已获通过，MSC通过BSS通知MS业务请求获得通过（CM-业务接受），MSC向MS下发加密命令（加密模式命令），该命令内含加密模式，MS收到此命令并完成加密后，回送加密模式完成消息，到此MS完成了整个接入阶段的工作。第十六页，共77页。主叫接入阶段、鉴权阶段主要信令第十七页，共77页。鉴权与加密[补在这里]原由：空中接口极易受到侵犯，GSM系统为了保证通信安全，采取了特别的鉴权与加密措施。鉴权：是为了确认移动台的合法性。

加密：为了防止第三者窃听。鉴权三参数产生过程：用户侧：在用户入网签约时，用户鉴权密钥Ki连同IMSI一起分配给用户，这样每一个用户均有唯一的Ki和IMSI，它们存储于AUC数据库和SIM(用户识别)卡中。

发起者：MSC。

鉴权中心(AUC)为鉴权与加密提供了三参数组(随机数RAND、符号响应SRES和加密密钥Kc)，第十八页，共77页。鉴权三参组产生过程：根据HLR的请求，AUC按下列步骤产生一个三参数组，见下图。产生一个随机数(RAND)；通过加密算法(A8)和鉴权算法(A3)，用RAND和Ki通过A8计算出密钥Kc(数据加解密用密钥)，通过A3计算出符号响应(SRES)；RAND、SRES和Kc作为一个三参数组一起送给HLR。第十九页，共77页。鉴权过程：无论是移动台主呼或被呼，都有鉴权过程，鉴权程序如下图所示。鉴权过程主要涉及到AUC、HLR、MSC／VLR和MS，它们均各自存储着与用户有关的信息或参数。通过独立专用控制信道SDCCH进行。当MS发出入网请求时，MSC／VLR就向MS发送RAND，MS使用该RAND以及与AUC内相同的鉴权密钥Ki和鉴权算法A3，计算出符号响应SRES，然后把SRES回送给MSC／VLR，验证其合法性。第二十页，共77页。加密过程：GSM系统为确保用户信息(话音或非话音业务)以及与用户有关的信令信息的私密性，在BTS与MS之间交换信息时专门采用了一个加密程序，如下图所示。第二十一页，共77页。在鉴权程序中，当计算SRES时，同时用另一个算法(A8)计算出加密密钥Kc，并在BTS和MSC中均暂存Kc。MSC／VLR把加密模式命令(M)通过BTS发往MS，MS根据M、Kc及TDMA帧号通过加密算法A5产生一个加密消息，表明MS已完成加密，将加密消息回送给BTS。BTS采用相应的算法解密，恢复消息M，如果无误则告知MSC／VLR，表明加密模式完成。第二十二页，共77页。[另一个角度看=简化]GSM中移动用户至本地网固定用户的呼叫流程[网络实体角度]：图16.15GSM中移动用户至固定用户呼叫流程第二十三页，共77页。

移动用户至固定用户出局呼叫流程[结构图角度]如下图示。图中流程如下：①在服务小区内，一旦移动用户拨号后，移动台通过随机接入信道RACH向基站请求。②在移动台MS与移动业务交换中心MSC之间建立信令连接的建立过程[SDCCH]。③对移动台的识别码进行鉴权的过程，如果需加密，则设置加密模式，进入呼叫建立起始阶段。④分配业务信道。⑤采用7号信令，用户部分ISUP／TUP通过与固定网(ISDN／PSTN)建立至被叫用户的通路，并向被叫用户振铃，向移动台回送呼叫接通证实信号。⑥被叫用户取机应答，向移动台发送应答(连接)消息，最后进入通话阶段。第二十四页，共77页。示意图移动用户出局呼叫流程第二十五页，共77页。GSM中由本地固定网用户呼叫移动用户的呼叫与接续流程[网络实体角度]：如下图。第二十六页，共77页。主要流程说明：(1)通过7号信令接收来自本地固定网用户的呼叫；(2)GMSC向HLR询问被叫移动用户所在MSC地址（地区）；

(3)HLR请求向该区被访问的VLR查询MSRN，并通知HLR；(4)GMSC从HLR获得MSRN后，可重新寻找路由，建立至被访MSC通路；(5)(6)被访的MSC从VLR中获取有关用户数据；(7)(8)MSC通过位置区内所有基站BS向移动台发送寻呼消息；(9)(10)被叫移动用户MS2发回寻呼响应消息；(11)被叫移动用户MS,在随机接入信道RACH向BS发送“信道请求”，通过MSC向本地固定网主叫发送应答与连接消息，并建立通信链路；(12)正常通话；(13)挂机。第二十七页，共77页。固定用户至移动用户入局呼叫的基本流程

基本流程如下图所示。图中流程说明如下：①通过7号信令用户部分ISUP／TUP，入口MSC(GMSC)接受来自固定网(ISDN／PSTN)的呼叫。②GMSC向HLR询问有关被叫移动用户正在访问的MSC地址(即MSRN)。③HLR请求被访问VLR分配MSRN，MSRN是在每次呼叫的基础上由被访的VLR分配并通知HLR的。④GMSC从HLR获得MSRN后，就可重新寻找路由建立至被访MSC的通路。⑤、⑥被访MSC从VLR获取有关用户数据。⑦、⑧MSC通过位置区内的所有基站BS向移动台发送寻呼消息。⑨、⑩被叫移动用户的移动台发回寻呼响应消息（RACH），然后执行与前述出局呼叫流程中的①、②、③、④相同的过程，直到移动台振铃，向主叫用户回送呼叫接通证实信号（下图中省略）。⑩移动用户应答，向固定网发送应答(连接)消息，最后进入通话阶段。第二十八页，共77页。固定用户至移动用户入局呼叫的基本流程示意图移动用户入局呼叫基本流程第二十九页，共77页。Endcharpter15in12被叫信令流程对移动用户来说，被叫的过程从MSC向BSC发起对被叫用户的寻呼开始，到主叫和被叫通话为止。被叫流程经过以下4个阶段：1）接入阶段，2）鉴权加密阶段，3）TCH指配阶段，4）通话阶段。接入阶段主要包括：手机收到BTS的寻呼命令后，信道请求，信道激活，信道激活响应，立即指配，寻呼响应。经过这个阶段，手机和BTS（BSC）建立了暂时固定的关系。鉴权加密阶段主要包括：鉴权请求，鉴权响应，加密模式命令，加密模式完成，呼叫建立。经过这个阶段，被叫用户的身份已经得到了确认，网络认为被叫用户是一个合法用户。TCH指配阶段主要包括：指配命令，指配完成。经过这个阶段，被叫用户的话音信道已经确定，被叫振铃，主叫听回铃音。如果这时被叫用户摘机，主被叫用户进入通话状态。通话阶段主要包括：计费命令等。第三十页，共77页。被叫接入阶段、鉴权阶段主要信令流程第三十一页，共77页。过程：当一个端局MSC收到它局发送的IAI消息（建立呼叫时首次前向发送的一种消息，是一种前向地址消息）后，进行以下动作。为了确定被叫用户是否能够接受此次呼叫，MSC会首先通过S.F.I.C消息向相应的VLR查询有关该被叫用户的用户信息，如果VLR通过查询用户信息，发现该用户可以接受此次呼叫(未关机且允许接受呼叫)，会向MSC发送寻呼命令消息，在该消息中，含有用户的位置信息（LAI），MSC收到此信息后，查询数据，得到控制此位置区的BSC的信令点编码，向相应的BSC下发寻呼命令，BSC通知所控制的BTS在寻呼信道（PCH）下发寻呼消息。手机一直在侦听该信道，当收到寻呼自身的消息后，在随机接入信道（RACH）上报寻呼响应消息，同时MSC向VLR发送处理接入请求消息，VLR首先启动鉴权流程，查看该用户的鉴权参数组，如果VLR中没有该用户的鉴权三参组，VLR会发起向HLR取鉴权参数的过程（详细过程可以参见主叫用户的接入过程中的鉴权过程），否则VLR会直接向MSC发送启动鉴权消息，在启动鉴权消息中含有该用户的一个鉴权三参组（RAND，KC，SERS），第三十二页，共77页。MSC收到该消息后，会继续通知对应的BSC、BTS下发鉴权命令，MS收到鉴权请求后，根据SIM卡中的Ki，计算出对应的SERS，之后，将SERS在鉴权响应消息中上报MSC，MSC回送至VLR，VLR收到鉴权响应消息后，核对上报的SERS和从HLR得到的三参组中的SERS是否一致，如果一致，向MSC发送接入请求接受消息，通知MSC该用户的此次接入请求被接受。并通过完成呼叫消息向MSC回送被叫的用户信息；如果不一致，此次呼叫将被拒绝。第三十三页，共77页。BTS的信令处理主要有两方面的作用：1．实现MS与BSS/NSS在Um接口层之上的互通；2．在BSC的控制下完成一部分无线资源管理功能。完整和BTS的信令处理包括四方面的功能，无线链路层管理功能专用信道管理功能公共信道管理功能TRX管理功能。第三十四页，共77页。LapDm：LinkAccessProcedure“Dm”（mobile“D”）Channel， Dm信道链路接入规程无线资源管理模块FURRM；PAGCHM：PCH&AGCHManagenent， PCH&AGCH管理。LapD：LinkAccessProcedure“D”Channel，D信道链路接入规程。操作维护模块OAMM第三十五页，共77页。在一给定的寻呼子信道上寻呼一个MS的处理过程PAGCMD消息包含了MS的识别号（TMSI或IMSI），寻呼子信道的号码，还可能有指示给MS的与寻呼有关的后续处理要用的信道组合。(RR）PAGingREQuesttype1/2/3消息由PAGCHM模块中的PAGCHMan子模块进行缓冲区存储，由PAGCHDaemon子模块进行组合和发送，并计算要传输它们的正确DRX（寻呼报文的编排）寻呼块。当MS收到（RR）PAGingREQuest消息并被允许接入网络，就激发立即指配程序，主信令链路的建立是用SABM激发的，SABM的信息域中包含（RR）PAGingRESponse消息。第三十六页，共77页。16.3移动性管理•移动通信是由动态(移动)的终端通过动态的连接点而构成一个动态的通信链路。•利用“动态”性满足“移动服务”是实现移动性网络的一项核心技术：移动性管理的内容功能角度:(1)小区选择与位置登记：为移动台开机后，首先需要进行的建立过程。(2)越区切换：移动台在联机通信状态下,保持不间断、无缝隙通信的一种有效手段。(3)小区重新选择与用户漫游：是当移动台已选择本地小区后，又离开该小区，进入某个服务区内另一个较远的小区(处于不同的MSC之间)，但仍需要实现移动通信的基本保证。第三十七页，共77页。移动台角度：(1)移动台处于空闲(待机)状态：分为下列两类，小区选择与位置登记:当移动台开机后并处于未登记状态；小区重新选择与用户漫游：当移动台开机后并处于已登记状态，它主要用于漫游，在漫游中由于用户已离开原小区并漫游至其它小区或服务区内，需要重新选择小区和登记。(2)移动台处于联机(通话)状态[移动台与网络之间已存在一条点对点无线链路]：由于用户位置的移动，离开原小区而进入另一个新小区，产生了越区切换，网络必须保证已建立的无线链路在切换时实现不间断的通信。第三十八页，共77页。16.3.1位置登记•位置登记是指网络跟踪、保持移动台所处的位置并存贮其位置信息，一般是存贮在两个寄存器中。•位置登记主要包含以下过程：

–(1)位置更新：开机后，位置不同时发出更新识别消息。

–(2)位置删除：在当前VLR中登记并从原来VLR中删除。

–(3)周期性位置更新：位置稳定时定期发出位置更新。

–(4)国际移动用户识别号码IMSI的位置更新：SIM卡取出或装入时。。•位置登记的目的是允许移动台在网络中选择一个最适合的小区，比如具有最强的信号或最大的信噪比等。第三十九页，共77页。16.3.1位置登记•移动台在“待机”(空闲)状态，执行小区选择/重新选择的位置登记处理过程，捕捉小区、建立通信链路、完成位置登记或将漫游后的重选位置告知网络。•小区选择是移动台刚开机时进行的过程，而重新选择小区则是移动台已经选择了小区后才进行的。•在移动台开机后，要经历以下几个主要步骤：(1)搜索系统载波，移动台可以搜索系统全部或有选择的(存贮器中或用户身份卡中)信道进行搜索；(2)选择信号功率(或信噪比)最大的几个信道；(3)从上述已选择的信道中收集相关数据；(4)若有需要，则在位置区进行登记；第四十页，共77页。•位置登记需要蜂窝系统中的参数，主要有：(1)在广播信道上的接收信号电平；(2)小区状态，是否由于资源拥塞、链路传输失败、切换等因素而禁止接入；(3)网络身份，若几个网络使用同一个频段、覆盖同一区域时；(4)地理区域，有些按地区分类的注册用户是可用的；(5)定时器参数;•位置登记中的位置区方法：使用位置区的概念来进行自动位置管理。第四十一页，共77页。•下图为位置区结构(seech15p45,forchar)第四十二页，共77页。•目前第一代、第二代蜂窝移动通信中广泛应用的位置管理办法是使用位置区来进行自动的位置管理。网络跟踪用户所在位置区，就能大致确定用户所在的大致范围。•在蜂窝移动通信系统中，目前应用广泛的是一种基于跨位置区的位置更新和周期性位置更新相结合的混合方法。移动台每次跨越位置区都要进行一次位置登记，另外还要加上定期的周期性位置更新。第四十三页，共77页。•例：GSM中的位置登记过程基本流程如下：第四十四页，共77页。2.接收BSA发送的广播消息,以收到位置区A识别消息;3.

&4.向基站发送”我在这里”的信息位置登记消息或更新的请求;5.MSA将位置更新传给HLR,并开始鉴权;6HLR向MSC发回响应消息;7&8MSC在VLR进行用户数据登记;9通过基站向MS回送位置登记或更新消息.10向原HLR发出删除原来的用户数据.第四十五页，共77页。手机位置更新流程(实际设备)第四十六页，共77页。手机首先从小区的RACH信道向BTS发送信道请求（CHREQ：ChannelRequest），BTS收到处理后向BSC发送信道要求（CHRQD：ChannelRequired）；BSC收到后向BTS激活SDCCH信道（CHACT），BTS激活信道后回确认消息（CHACTACK）；BSC收到后向BTS发立即指配命令（IMMASSCMD），BTS收到后在AGCH信道上向该手机发送立即指配（IMMASS），手机收到后发送SABM，BTS发送UA给手机。同时BTS向BSC发送信道建立指示（ESTIND），其中包含手机的位置更新请求，BSC将手机的位置更新请求通过CR（LOCUPDREQ）发送给MSC，MSC收到后给BSC回CC消息。以上完成手机和BTS的SDCCH建链过程，并且从SDCCH将位置更新信息发给MSC。注：SABM的信息域中包含（RR）PAGingRESponse消息第四十七页，共77页。MSC在进行可选的加密模式选择后向手机发送位置更新接受消息（LOCUPDACCEPT）。接着MSC向BSC发送清除消息（ClearCMD）；BSC回清除完成（ClearCOM），同时向BTS发送SDCCH释放消息（CHREL）以及SACCH信道去激活消息（DEACTSACCH）；BTS收到后向手机发送信道释放消息（CHREL），手机要求BTS释放无线链路（DISC），BTS回释放确认（UA）同时向BSC报告信道释放指示；接着BSC向BTS发送无线信道释放（RFCHLREL），BTS回确认消息（RFCHLRELACK）完成整个无线信道的释放过程。第四十八页，共77页。移动台的工作状态与位置登记的关系：可能处于激活(开机)状态，可能处于非激活(关机)状态，状态之间的转换处理：[“IMSI分离／附着”]“IMSI分离”:移动台转入非激活状态时，要在有关的VLR和HLR中设置一特定的标志，使网络拒绝向该用户呼叫，以免在无线链路上发送无效的寻呼信号；“IMSI附着”：当移动台由非激活状态转为激活状态时，移动台取消上述分离标志，恢复正常工作；问题：若MS向网络发送“IMSI附着”消息时，因无线链路质量很差，故有可能造成错误，即网络认为MS仍然为分离状态。反之，当MS发送“IMSI分离”消息时，因收不到信号，网络也会错认为该MS处于“附着”状态；解决方法：系统采取周期性登记方式，例如要求MS每30分钟登记一次。这时，若系统没有接收到某MS的周期性登记信息，VLR就以“分离”作标记，称为“隐分离”。（网络通过BCCH通知MS其周期性登记的时间周期。周期性登记程序中有证实消息，MS只有接收到此消息后才停止发送登记消息。）endcharper15in12

第四十九页，共77页。16.3.2越区切换•切换是指将一个正在进行中的呼叫与通信从一个信道、小区过渡至另一个信道、小区，并且保证通信不产生中断的一项技术。•切换允许在不同的无线信道之间进行，也允许在不同的小区之间进行。•在蜂窝式移动通信网中，切换是保证移动用户在移动状态下，实现不间断通信的可靠保证；•切换也是为了在移动台与网络之间保持一个可以接受的通信质量，防止通信中断；•切换，特别是由网络发起的切换，其目的是为了平衡服务区内各小区间业务量，降低高用户小区的呼损率的有力措施；•切换可以优化无线资源(频率、时隙与码)的使用；切换可以及时减小移动台的功率消耗和对全局的干扰电平的限制。第五十页，共77页。•从网络角度看切换可以按下列方式分类：16.3.2越区切换第五十一页，共77页。基站内：小区间切换；BSC内：基站间切换；MSC内：BSC间切换；同一移动网内：MSC间切换(MSC1—>MSC2)；(MSC2—>MSC3)；移动网络间切换(移动网络1—>移动网络2)；连续切换(①—>②—>③—>④—>…—>⑥)。第五十二页，共77页。16.3.2越区切换•切换实现方案主要有下列三种类型：

(1)网络控制切换。

(2)移动台控制切换

(3)由移动台和网络共同控制的切换•1.切换的基本原理

在一次呼叫的通信期内(传输用户的数据或信令)进行的切换一般可以分为三个阶段：链路监视和测量，目标小区的确定和切换触发以及切换执行。三个阶段依次执行，并且目标小区的确定一般在测量阶段就开始了。第五十三页，共77页。16.3.2越区切换–每个阶段还必须满足一定的限制条件–另外，为了实现实时切换，切换处理时间、目标小区的确定时间必须足够短。–最后，切换的执行阶段应尽可能的快，以便使无线链路发生中断的概率降至最低，同时还要保证切换后通信质量不下降。(1)链路监测和系统参数收集阶段•在切换过程中需要一组测量数据和收集一些系统参数，将它进行处理再用于切换触发和对目标小区的确定算法上。第五十四页，共77页。16.3.2越区切换(2)目标(候选)小区选择与确定(以IS-95为例)–移动台将小区名单进行处理、列表、分类。–如果一个基站符合下列标准之一时，移动台将做出下列处理选择：选中或撤销。–导频信号的信号功率超过事先给定的门限值，则被选中；移动台首先收到一条包含某个基站网络身份的消息，–其次，收到该基站发出的信号功率超出了事先给定的门限值，则亦被选中；–如果与某基站相对应的经计算所得到时延超过事先给定的门限，则将从小区列表中撤销、删除该基站；–如果一个移动台将一个基站归入候选小区名单，而这时该候选名单已满额，则应将小区中计算时延首先到期(超过门限)的基站从表中删除。第五十五页，共77页。16.3.2越区切换(3)触发切换•触发切换是建立在对当前运行基站和对邻近基站的一次监测和参数收集、处理判决后才进行的。•监测参数数据与触发标准一般基于下列三个变量：测量平均窗口的持续时间、信号功率或信号质量的门限电平以及滞后余量。•触发切换算法如下：i)信号相对功率法。ii)采用门限的信号相对功率法。iii)采用滞后量的信号相对功率法。iv)采用滞后余量和门限的信号相对功率法。第五十六页，共77页。16.3.2越区切换(4)切换执行当一次切换被触发以后，一个新的信道将被建立，通信将被转移到新的链路，同时原来信道将被释放。切换处理过程可以根据新链路的建立途径进行分类:i)硬切换。

ii)无缝切换

iii)软切换。•硬切换基本原理图如下所示:jjj第五十七页，共77页。16.3.2越区切换•其特点为在A、B小区分界线上“先断后切”，两状态

(AB)出现暂时中断，它出现在两个不同载波频率的小区间。第五十八页，共77页。16.3.2越区切换•软切换基本原理图如下：jjj•其特点为“先切后断”，三状态(AABB)，无中断。它一般出现在具有同一载波频率的CDMA(IS-95等)系统中。第五十九页，共77页。16.3.2越区切换2.实际切换过程例1：GSM中，单个MSC内的两个BSC之间的越区硬切换，其原理性简化流程图如下，第六十页，共77页。第六十一页，共77页。16.4无线资源管理RRM(RadioResourceManagement)•在移动通信系统中，无线资源管理是负责空中接口资源的利用。•从确保移动通信系统的服务质量QoS、获取规划覆盖区域和提高系统的容量角度来看，无线资源管理是移动通信系统中一个必不可少的重要组成部分。第六十二页，共77页。16.4无线资源管理RRM(RadioResourceManagement)无线资源管理：资源控制：包含接入(纳)控制、负荷(拥塞)控制、切换控制、功率控制、速率控制等；资源分配：包含基站(小区)分配与选择、信道分配、队列分配、资源预留、功率分配等；资源调度：包含时隙(队列与分组包)调度；码资源调度、切换小区调度、自适应链路调度等。第六十三页，共77页。16.5本章小结本章讨论移动网络运行，主要内容有以下4个方面。移动网络中业务的主要类型，包括GSM与GPRS中的业务。移动通信网中的呼叫与接续，包含其基本原理及在GSM中呼叫、接续的基本流程。移动性管理，包括位置登记、漫游和越区切换基本原理及在GSM中的移动性管理内容和方案。移动通信中的无线资源管理的基本概念。练习：P503,16-4，16-5，16-7,16-8。第六十四页，共77页。16.4.3无线资源管理的几种主要方法与算法•重点介绍两大类型业务即电路型和分组型业务的无线资源管理：–电路型业务•关于接入控制和负荷控制。–分组业务•分组业务将是未来移动通信中的主要业务，其无线资源管理相对比较不够成熟，它仍是目前需进一步研究和完善的技术，因此将重点介绍一些基本的调度与分配方法和算法。第六十五页，共77页。16.4.3无线资源管理的几种主要方法与算法•1．接入控制(AdmissionControl，AC)–它是指新用户到达时接入呼叫或业务请求，并判断是否允许接入，并分配相应的资源的整个过程。–(1)接入控制的基本原理。–(2)当前对于码分多址CDMA系统的接入控制算法大致可以归纳为四种类型：•(i)基于接收信号的功率S、总干扰功率测量I以及信干比

SIR的控制算法。•(ii)基于系统或基站(小区)容量分析模型的接入控制算法。•(iii)基于等效带宽的接入控制算法。•(iv)基于可行性接入控制算法。第六十六页，共77页。16.4.3无线资源管理的几种主要方法与算法–(3)接入控制的性能评价准则•为了能比较各类CAC方法与算法的性能，通常给出下列评价标准：––––掉线率阻塞率加权中断绝对吞吐量。•2．WCDMA系统中的接入控制–(1)上行链路的负载•基于宽带接收功率的负载估计•基于吞吐量的负载估计第六十七页，共77页。16.4.3无线资源管理的几种主要方法与算法•下面图形给出基于宽带接收功率和基于吞吐量的负载估计：宽带的功率电平I总

（覆盖）基于宽带功率的阈值i=1.0i=0.5i=0基于吞吐量的阈值本小区负载因子η(容量)第六十八页，共77页。