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1、GSM无线参数的研究前言4GSM无线系统简介5一无线接口5二信道及帧结构6三无线信道组合及映射7无线参数调整9一. 网络识别参数101小区全球识别102基站识别码（BSIC）12二. 系统控制参数151IMSI结合分离允许（Attach-Detach allowed，ATT）152公共控制信道配置（CCCH-CONF）163接入准许保留模块（BS_AG_BLKS_RES）174寻呼信道复帧数(BS_PA_MFRMS)185寻呼模式设置（PM）196周期性位置更新定时器（T3212）207小区信道描述(Cell Channal Description)228无线链路超时（Radio_Link_T
2、imeout）239邻小区描述（Neighbour Cells Description）2410允许的网络色码(NCC Permitted)2611最大重发次数(MAX retrans)2712发送分布时隙数（Tx_integer）2813小区禁止接入（CELL_BAR_ACCESS）2914接入的等级控制（AC）3015等待指示（Wait Indication）3116多频段指示（Multiband_Reporting）3217BCCH 频率分配范围（Ranger NR_LOWER,Ranger NR_HIGHER）33三. 小区选择及重选参数351小区选择：35. C1算法351.1 控制
3、信道最大功率电平（MS_TXPWR_MAX_CCH）371.2 移动台允许接入的最小接收电平（RXLEV_ACCESS_MIN）381.3 功率偏置（POWER OFFSET）392. 小区重选：40. C2算法402.1 小区重选偏置（CELL_RESELECT_OFFSET）412.2 临时偏置（TEMPORARY_OFFSET）412.3 惩罚时间（PENALTY_TIME）422.4 小区重选滞后（Cell Selection Hysteresisz）432.5 附加重选参数指示（ACS）：442.6 小区重选参数指示（PI）442.7 小区禁止限制（Cell Bar Qualify，
4、CBQ）45四. 网络功能参数461. 功率控制指示（PWRC）462. 非连续发送（DTX）：473. 新建原因指示（NECI）：484. 呼叫重建允许（RE）495. 紧急呼叫允许（EC）496. 跳频参数1-跳频应用(H)507. 跳频参数2-移动分配索引偏置(MAIO)518. 跳频参数3-跳频序列号（HSN）529. 加密设置（SC）5210. 加密算法设置（algorithm identifier）53五. 小区切换参数551. Hreqave和Hreqt552. 门限参数：562.1 接收电平门限（L_RXLEV_xx_H）562.2 接收质量门限（L_RXQUAL_xx_H）5
5、62.3 接收质量门限（小区内）（L_RXQUAL_xx_IH）572.4 MAX_MS_RANGE572.4 HO_MARGIN57六. 系统定时器和计数器591. 无线资源管理的定时器和计数器591.1 MS侧的定时器591.2 网络侧的定时器612. 移动性管理的定时器642.1 MS侧的定时器642.2 网络侧的定时器65小 结66前言GSM从1991年开始在欧洲投入商业运行, 到现在短短的几年时间里，已经发展到一个全球性的、大规模的网络。上海在1992初见立中国第一个GSM试验网到1998年底，中国的移动用户已经超过2000万，上海的移动用户也已突破100万，GSM系统也进行了5次扩
6、容。由于GSM的传播路经主要是无线环境，因此将受到频率资源、无线环境等因素的影响和干扰。而GSM的使用者，即无线用户又有着区别于固定电话用户的许多特点。首先是移动性：某一时刻有些小区的用户数量多，有些小区用户少；一段时间后用户数量又重新分配。用户还可能漫游到其他运营商的移动网，本地网还要为漫游用户服务。所有这些都会影响网络的质量，进而影响用户的通话。而我们可以通过对无线参数来做适当的调整，从而取得相应的效果，改善网络的质量。上海的GSM网络采用了三个不同国外公司的产品，分配是西门子、爱立信和诺基亚，虽然设备不同，某些参数也不同，但通过学习GSM规范可以了解其基本原理及思想，较完整的理解整个GS
7、M系统。通过调整网络无线参数的方法改善网络的通信质量,其优点是不需要增加其它设备,通过简单的调整可取得较好的效果,但是要求调整人员对整个网络的情况、参数的意义、调整后的影响都有深入的了解，以免产生不良的后果。GSM无线系统简介一无线接口在所有GSM接口中，无线接口是较重要的。无线参数的调整也是基于这一接口的。首先，要实现不同制造商的移动台与不同运营商的网络之间的完全兼容，即实现移动台的漫游。其次，解决蜂窝系统的频谱效率。频谱效率依赖于可用频谱中的同时呼叫数目。依赖于传输对干扰的抵抗能力以及对一些降低干扰的技术（如发射功率控制、话音中的安静期检测、最佳切换策略方法）的合理利用。GSM的无线接口传
8、输选择了频分多址（FDMA）和时分多址（TDMA）的混合方式，并加上跳频。如图: 图 1 FDMA主要用于相邻小区共享频谱（带宽200kHz）,TDMA从一个200kHz的频带中获得的通话数目是8(8个时隙)。二信道及帧结构 GSM的物理信道通过上面的多址方案已经确定了，可以把每个频点上的一个固定时隙组成的信道称为一个物理信道。而逻辑信道则根据信道支持传输的特性来定义。主要分两大类：业务信道（TCH）和控制信道（CCH）。 控制信道（CCH）分为广播信道(BCH)、公共控制信道(CCCH)和专用独立信道。其中： 广播信道(BCH)分为 频率矫正信道（FCCH） 同步信道（SCH） 广播控制信道
9、（BCCH） 公共控制信道(CCCH)分为 寻呼信道（PCH） 随机接入信道（RACH） 准许接入信道（AGCH） 专用独立信道分为 独立专用独立信道（SDCCH） 慢速随路控制信道（SACCH） 快速随路控制信道（FACCH） 其中业务信道又分为语音信道和数据信道。语音信道和数据信道还可以跟据其传输率的不同分为不同速率的业务信道。 语音信道分为： 全速率信道（TCH/FS） 半速率信道（TCH/HS） 数据信道分为： 9.6kbit/s全速率数据信道(TCH/F9.6) 4.8kbit/s全速率数据信道(TCH/F4.8) 4.8kbit/s半速率数据信道(TCH/H4.8) 小于2.4kb
10、it/s半速率数据信道(TCH/H2.4) 小于2.4kbit/s全速率数据信道(TCH/F2.4) 逻辑信道按GSM规范的定义一一映射到物理信道（时隙）上去(如图1)。业务信道每26个TDMA帧（8个时隙）组成一个复帧，51个复帧组成一个超帧，2048个超帧组成一个超高帧；控制信道每51个TDMA（8个时隙）帧组成一个复帧，26个复帧组成一个超帧，2048个超帧组成一个超高帧。可以看出不管是业务信道还是控制信道，其超帧都为1326个 TDMA帧（6.12s）。如图所示：02320462047 1 hyperframe=2048 superframes 01224250124950 26 (5
11、1-frame) multiframes or 51 (26-frame) multiframes（6.12s）01224250124950 26 TDMA frames (120ms) 51 TDMA frames (3060/13 ms)01234567 1 TDMA frame(8 time slots)图 2三无线信道组合及映射 在GSM系统中逻辑信道并不是以单独的形式在一个物理信道上传送的，而是以一定的信道组合的形式在物理信道上发送。控制信道以公共信道组合的方式；业务信道也并非独立传送，其伴有随路控制信道。GSM规范中允许的无线信道组合如下： i) TCH/F + FACCH/F +
12、 SACCH/TF ii) TCH/H(0,1) + FACCH/H(0,1) + SACCH/TH(0,1)iii) TCH/H(0,0) + FACCH/H(0,1) + SACCH/TH(0,1) + TCH/H(1,1) iv) FCCH + SCH + BCCH + CCCH v) FCCH + SCH + BCCH + CCCH + SDCCH/4(0.3) + SACCH/C4(0.3) vi) BCCH + CCCHvii) SDCCH/8(0 .7) + SACCH/C8(0 . 7)其中 CCCH = PCH + RACH + AGCH + NCH 逻辑信道组合影射到物理信
13、道中，然后在TDMA帧中传送。以时隙0（NT0）上的公共信道组合为例：FCCH + SCH + BCCH +CCCH物理信道（TN）012345670123456701 逻辑信道FSBBBBCCCCFSCC I 0 1 50图 3 F：FCCH； B：BCCH； C：CCCH； I：IDLE；无线参数调整 GSM无线参数对于网络的优化有重要的意义，但在规范中并没有集中列出，而是分散在各个章节中。无线参数根据其意义和作用可分为： 网络识别参数 系统控制参数 小区选择参数 网络功能参数 小区切换参数 无线参数大多数在小区的广播信道上传送，使移动台及时的根据网络的需要作出调整。GSM的无线参数虽然有
14、很多，但是有些参数在网络运营中少有改动（如移动网号等）；有些参数因设备生产商的不同而不同，GSM规范也有部分定义（如切换参数）；而有些则需根据小区的话务量做及时、恰当的调整（如系统控制参数、小区选择参数等），以达到优化网络的目的，这些参数无疑是文章的重点，在后面将详尽阐述。一. 网络识别参数由于GSM的全球性，网络对每一个小区、基站进行编码，其编码对于移动台完成一个呼叫过程十分重要， 但一般在系统建立后不再改变。1小区全球识别格式: 8 7 6 5 4 3 2 1 Location Area Identification IEI octet 1 octet 2 octet 3 octet 4
15、octet 5 octet 6MCC digit 2MCC digit 11 1 1 1MCC digit 3MNC digit 2MNC digit 1 LAC LAC（continued）表1 Location Area Idenfication information element8 7 6 5 4 3 2 1Cell Identity IEIoctet 1 octet 2 octet 3 CI value CI value（continued）表2 Cell Identity information element 图4 Structure of Cell Global Identi
16、ficationMCC: 移动国家号,由三位是十近制数组成。范围000-999。MNC: 移动网号，由二位是十近制数组成。范围00-99。LAC: 位置区识别，由16比特组成，范围0000-FFFF。（其 中0000、FFFE保留）CI: 小区识别，由16比特组成，范围0000-FFFF。MCC、MNC、LAC组成位置区识别（LAI）MCC、MNC、LAC、CI组成（CGI）作用： 移动国家号（MCC）用于国际移动用户识别（IMSI）中和位置区识别（LAI）中： 位置区识别（LAI）在每个小区的系统消息中周期发送，其中的移动国 家号（MCC）表示GSM PLMN所属的国家。移动台将接收到的信息
17、作为网 络选择的重要依据之一。 移动台的IMSI中同样包含了移动国家号（MCC），它表示该移动用户所 居住的国家。当移动台在网络上登录或申请某种业务时，移动台必须将 IMSI报告给网络（在不能使用TMSI的情况下），网络则根据IMSI中的 移动国家号（MCC）来判断该用户是否为国际漫游用户。 移动网号（MNC）用于国际移动用户识别（IMSI）中和位置区识别（LAI）中： 位置区识别在每个小区广播的系统消息中周期发送。其中的移动网号 （MNC）表示GSM PLMN的网络号，移动台将接收到的信息作为网络选择 的重要依据之一。 移动台的IMSI中同样包含了移动网号（MNC）,它表示该移动用户所属 的
18、GSM PLMN网。当移动台在网络上登录或申请某种业务时，移动台必 须将IMSI报告给网络（在不能使用TMSI的情况下），网络则根据IMSI 中的移动网络号（MNC）来判断该用户是否为漫游用户，并将MNC 作为寻址用户HLR的重要参数之一。 位置区码（LAC）用于移动台的位置更新过程： 移动台开机后从小区广播消息中得到LAC，和SIM卡中的相比较，如果 和SIM卡中存储的LAC的值不同，则移动台就决定进行正常的位置更新； 若相同就不进行位置更新。小区识别（CI）用于唯一表示网络中的每一个小区： 为了唯一表示GSM PLMN中的每一个小区，网络运营者给网络中的每一 个小区分配一个小区代码，即小区
19、识别（CI）。小区识别（CI）加上位 置区识别（LAI）组成全球小区识别（CGI）,来唯一的表示全球GSM PLMN 中的每个小区，用于移动台识别网络中的每个BTS及其覆盖区，对于移 动台的漫游也有重要意义。传送：全球小区识别（CGI）包含在“小区识别信元”中(见表2 )，MNC、MCC、LAC同样包含在“位置区识别信元”中（见表1），在每个小区系统的广播消息3、4、6中发送。2基站识别码（BSIC）格式: 8 7 6 5 4 3 2 1 BSICT1 (high) octet 1octet 2octet 3 T1 (middle) T1(low)T2 T3 (high) T3(low) 表3
20、 Frame synchronization information element 8 7 6 5 4 3 2 1Cell Description IEIoctet 1octet 2octet 3BCCH ARFCN(high part) NCCBCC BCCH ARFCN(low part) 表4 Cell Description information element图5 Structure of BSIC 基站识别码由网络色码（NCC）、基站色码（BCC）组成。 网络色码（NCC）由3比特组成，包含在“小区描写信元”中octet 2的bit 6、5、4中（见表4）和“帧同步信元”的oc
21、tet 1中（见表3）；基站色码（BCC）由3比特组成，包含在“小区描写信元”中octet 2的bit 3、2、1中和“帧同步信元”的octet 1中。作用： 网络色码（NCC）用于识别相邻不同的GSM PLMN： 在许多情况下，不同的GSM PLMN采用了相同的频率资源，为了在这种情况下移动台还能接入网络，一般相邻GSM PLMN选择不同的NCC。基站色码（BCC）用于识别同一GSM PLMN中的基站和通知移动台BCCH的训练序列号。 BCCH载频号相同的不同基站，BCC应尽量取不同值，否则有可能造成互 相间的干扰，甚至越区切换失败。 BCC还决定了BCCH载频的训练序列号。当移动台收到SC
22、H后，即认为 已同步于该小区。但为了正确的译出下行公共信令信道上的信息，移动 台必须知道公共信令信道所采用的训练序列码（TSC），按GSM规范的规 定，训练序列码有8种固定的格式，分别用序号0-7表示。每个小区的 公共信令信道采用的TSC序列号由该小区的BCC决定（BCC为3bit， 0-7表示），因此BSIC的作用是通知移动台本小区公共信道所采用的训 练序列号。传送： 基站识别码（BSIC）在小区的同步信道（SCH）上传送，用来描述本小区；同时也在切换命令中发送，用来描述邻小区的情况。二. 系统控制参数 控制参数大量涉及系统的配置（如：公共扩展信道配置、寻呼信道复帧、无线链路超时等），这些参
23、数一般在无线接口（Um接口）上由基站传送给移动台，其目的是让移动台与基站保持良好的配合。另一方面，这些参数的取值直接影响到系统个部分的业务承载量和信令流量。因此，合理的设置这些参数对系统良好稳定的工作具有重要的作用。1IMSI结合分离允许（Attach-Detach allowed，ATT）格式: 8 7 6 5 4 3 2 1 Control Channel Description IEIoctet 1octet 2octet 3octet 4 0spareATTBS-AG-BLKS-RESCCCH-CONF 0spare 0spare 0spare0spare 0spareBS-PA-MF
24、RMS T3212 time-out value 表5 Control Channel Description information element IMSI结合分离允许（ATT）由1比特组成,包含在“控制信道描写信元”的octet 2的bit 7中（见表5）。ATT为0表示启动IMSI结合和分离,1表示关闭IMSI结合和分离。意义及作用：IMSI结合指移动台向网络报告进入工作状态（开机或SIM卡插入），IMSI分离指移动台向网络报告退出工作状态（关机或SIM卡拔出）。当有用户寻呼移动用户时，若被寻呼的移动用户已经作了IMSI-detach，该用户的被叫请求将被拒绝。若用户再次进入工作状态，
25、移动台将检测目前所在的位置区（LAI）是否和最后登记并纪录在移动台IMSI卡中的位置区（LAI）相同，相同则启动IMSI结合过程，否则移动台启动位置更新过程（代替IMSI结合过程），网络收到位置更新或IMSI结合过程后，指示该用户处于工作状态。打开IMSI结合分离允许，由于网络知道移动台何时处于工作状态，避免了网络不停寻呼已经关机（或IMSI取出）用户的情况，所以能减少系统的信令流量、网络资源（如寻呼信道等）。必须注意的是，在同一位置区的不同小区的ATT，其设置必须相同。传送： ATT包含于信息单元“控制信道描述”中(见表5)，在小区广播的系统消息3中传送。2公共控制信道配置（CCCH-CON
26、F）格式： 公共控制信道配置（CCCH-CONF）由3比特组成,包含在“控制信道描写信元”的octet 2的bit 3、2、1中（见表5）。具体含义如下： CCCH_CONF BS_CC_CHANS BS_CCCH_SDCCH_COMB 一个BCCH复帧 Bit 中CCCH消息块 3 2 1 0 0 0 1 false 9 0 0 1 1 true 3 0 1 0 2 false 18 1 0 0 3 false 27 1 1 0 4 false 36 其他 - - -其中：BS_CC_CHANS：表示CCCH使用几个物理信道。BS_CCCH_SDCCH_COMB：表示CCCH是否与SDCCH
27、公用一个物理信道。意义及作用： 在GSM系统中公共控制信道主要包括准许接入信道（AGCH）和寻呼信道（PCH），它的主要作用是发送立即指配消息和寻呼消息。 根据小区中业务的配置情况和话务模型，CCCH也可以由一个物理信道承担，也可以由多个物理信道承担（CCCH使用多个物理信道），并且CCCH信道可以与SDCCH信道共用一个物理信道，也可以不与SDCCH共用信道（独用一个物理信道）。CCCH的设置与基站（BTS）的TRX数密切相关，TCH信道越多，公共控制信道的容量就越大，CCCH_CONF应设置较大。CCCH_CONF参数是对下行的公共信道而言。传送： CCCH_CONF包含于信息单元“控制信
28、道描述”中，在小区广播的系统消息3中传送。3接入准许保留模块（BS_AG_BLKS_RES）格式： 接入准许保留模块（BS_AG_BLKS_RES）由3比特组成,包含在“控制信道描写信元”的octet 2的bit 6、5、4中（见表5）。具体含义如下： CCCH_CONF BS_AG_BLKS_RES 每个复帧中AGCH块的数目 Bit bit 3 2 1 6 5 4 0 0 1 0 0 0 0 0 0 1 0 0 1 1 0 0 1 0 1 0 2 0 0 1 - - 其它 0 0 0 0 0 0 1 1 0 1 0 2 0 1 1 3 1 0 0 4 1 0 1 5 1 1 0 6 1 1
29、 1 7意义及作用：由于CCCH信道既有准许接入信道（AGCH）又有寻呼信道（PCH），此参数用来确定CCCH信道消息块中有多少块数是保留给准许接入信道的。当CCCH_CONF确定后，BS_AG_BLKS_RES用来分配AGCH和PCH在CCCH上的占用比例。 参数的取值原则是在保证AGCH信道不过载的情况下,近可能减小该参数以缩短移动台响应寻呼的时间,提高系统的性能。传送：BS_AG_BLKS_RES包含于信息单元“控制信道描述”中(见表5)，在小区广播的系统消息3中传送。4寻呼信道复帧数(BS_PA_MFRMS)格式: 寻呼信道复帧数(BS_PA_MFRMS)由3比特组成,包含在“控制信道
30、描写信元”的octet 3的bit 3、2、1中（见表5）。具体含义如下： BS_PAMFRS 同一寻呼信组在寻呼信道 bit 上循环的复帧数 3 2 1 0 0 0 2 0 0 1 3 0 1 0 4 0 1 1 5 1 0 0 6 1 0 1 7 1 1 0 8 1 1 1 9 意义及作用: 根据GSM的规范，每一个GSM用户都属于一个寻呼组。在每个小区中每个寻呼组都对于一个寻呼子信道，而移动台根据自己的IMSI计算出它所属的寻呼组、寻呼子信道；当网络寻呼移动用户时，网络根据被寻呼用户的IMSI计算出移动用户的寻呼组、寻呼子信道（与移动台计算的应一致），并在此基础上发送寻呼消息。因此移动台
31、只监听它所属的寻呼子信道而忽略其它寻呼子信道，以节约移动台的功率开销。寻呼信道复帧数(BS_PA_MFRMS)是指以多少复帧数作为寻呼子信道的一个循环，实际上该参数定义了将一个小区中的寻呼信道分成多少寻呼子信道。移动台通过此参数及其它参数（如CCCH_CONF、BS_AG_BLKS_RES）来计算自己的寻呼组，并去那里监听网络发出的寻呼消息。 BS_PA_MFRMS的选择以保证寻呼信道不发生过载为原则，在此前提下应使该参数尽可能小。传送：BS_PA_MFRMS包含于信息单元“控制信道描述”中，在小区广播的系统消息3中传送。5寻呼模式设置（PM） 格式： 8 7 6 5 4 3 2 1 Page
32、 mode IEI 0spare 0spare PMoctet 1 表6 Page Mode information element 寻呼模式（PM）为2比特，包含在“寻呼模式信元”中octet 1的bit 2、1中，编码如下： 寻呼模式（PM） 意义 bit 2 1 0 0 一般模式，对应于基本方案，寻呼消息只能在PCH配置 和IMSI定义的子信道上发送。 0 1 间隔模式，使移动台监听正常的寻呼子信道n及n+2的 信道上的寻呼消息。 1 0 完全模式，移动台要监听一个CCCH信道上的所有消息， 而不管参数接入准许保留模块（BS_AG_BLKS_RES）的存 在，即网络可以在同一时隙的PCH
33、上的任何部分发送寻 呼消息。 1 1 回到上一次定义的寻呼模式，在以后的版本中也可能用 来定义其它的寻呼模式。意义及作用： 因为网络的控制信道参数可以随时改变，即调整PCH的配置来适应业务量的需要。虽然由BSC管理这一配置，但通常由OSS决定这一变化，或者是在业务量观察的基础上自动进行，或者是通过营运者的命令进行。驻扎在小区中的所有移动台都必须知道这一配置，因此控制信道参数是广播消息的一部分。当配置变化后，BSC必须协调广播消息的变化和寻呼消息的安排。它不可能很精确的控制每个移动台对新的广播参数解码并转向新的配置的时间，相应的过滤期可能持续几秒，为了避免在这段模糊期丢失寻呼消息，网络通过通知移
34、动台来改变寻呼模式，增加移动台监听寻呼消息的频率。改变寻呼模式，增加移动台监听寻呼消息的频率，使移动台在自己的寻呼子信道过载的情况下，能在其它寻呼子信道上接入网络，这当然增加了移动台的功率开销，缩短了平均待机时间。传送： 寻呼模式（PM）包含在“寻呼模式信元”中，在“立即指配”、“立即指配拒绝”、“寻呼请求”等命令中由基站向移动台发送。6周期性位置更新定时器（T3212）格式：周期性位置更新定时器（T3212）由8比特组成,包含在“控制信道描写信元”的octet 2中（见表5）。具体含义如下： T3212 T3212 T3212 T3212 Bits 编码 时间（分） 时间（时、分） 0000
35、0000 0 无穷大 无穷大 00000001 1 6 6 00000010 2 12 12 00000011 3 18 18 111111101 253 1518 25小时18分 111111110 254 1524 25小时24分 111111111 255 1530 25小时30分意义及作用：周期性位置更新是指在普通业务情况下，移动台定期与网络联络，与网络保持紧密联系的一种手段。通过周期性位置更新，网络能及时地了解每一个移动用户当前时刻的确定位置，有利于网络对移动台的寻呼，控制寻呼的范围。同时，当网络发生故障（如HLR、MSC/VLR故障）时，周期性位置更新使数据能够较快恢复到最新的形势
36、。周期性位置更新的时间越短，网络的总体服务性能越好。但也有其缺陷。一是网络的信令流量大大增加，对无线资源的利用率降低；另一方面使移动台的功耗增大，平均待机时间缩短。定时器（T3212）是用来控制周期性位置更新的频度，T3212设的设置从6分钟到超过25小时，甚至为无穷大。无穷大表示网络不进行周期性位置更新，这完全由运营者根据业务量和信令流量来决定。对于业务量较小、信令流量较低的小区，可以设置T3212较小；对于业务量超过系统容量的地区，T3212取较大，甚至不进行周期位置更新（T3212取无穷大）。传送： T3212包含于信息单元“控制信道描述”中，在每个小区广播的系统消息中3传送。7小区信道描述(Cell Channal Description)格式: 小区信道描述有6种格式，分别为 Bit map 0 format Range 1024 format Range 512 format Range 256 format Range 128 format Variable bit map format，其一般格式为： 8 7 6 5 4 3 2 1Cell Channel Description IEIoctet 1 octet 2
