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四川大学锦城学院本科毕业论文爱立信GSM网络LOCA T I NG切换算法研究爱立信GSM网络LOCATING切换算法研究专业：通信工程学生：陈洪指导老师：刘江摘要在本文中提到了一种ERICSSON的GSM系统切换算法LOCATING，LOCATING切换算法是爱立信公司基于GSM0508协议研发的一种适用于爱立信GSM网络设备切换的算法，LOCATING算法中主要有ERICSSON1和ERICSSON3两种算法，而ERICSSON1算法比较常见。
文中主要介绍了ERICSSON1算法处理流程，主要包括初始化、信号滤波处理、紧急情况的切换处理、基本排队、无线网络辅助功能、组织表格、发送表格、分配响应。
在ERICSSON1算法中主要由M算法、K算法、L算法组成。
排队中L小区较K小区靠前。
在文中最后一部分还通过一个手机的切换案例来分析了整个ERICSSON1算法的流程。
关键词：GSM LOCATING 切换算法Study on the ERICSSON GSM network LOCATING handover algorithmMajor: Communication EngineeringStudent: Chen Hong Supervisor: Liu JiangAbstractIn this paper there is a handover algorithm of GSM system named LOCATING from ERICSSON. LOCATING handover algorithm is developed that is based on the GSM 0508 agreement and to apply the handover of Ericsson's GSM network equipment, LOCATING algorithm mainly include ERICSSON1 and ERICSSON3 algorithm, and ERICSSON1 algorithm is more common. This paper introduce processes of ERICSSON1 algorithm, and it includes initialization, signal filtering, urgency condition, basic banking, auxiliary radio network functions evaluations, organizing the list, send the list, allocation reply. ERICSSON1 algorithm consists of the M-algorithm, the K- algorithm and the L- algorithm. L cells rank before K cells. The last part of this paper also analysis the whole process of ERICSSON1 algorithm with a mobile handover case.Key words：GSM Handover algorithm LOCATING目录1绪言 (1)1．1选题背景及国内外研究现状 (1)1．1．1选题背景 (1)1．1．2国内外研究现状： (1)1．2切换的介绍 (1)1．2．1切换目的 (1)1．2．2切换准则 (2)1．3切换的分类与比较 (2)1．4切换算法 (2)2不同厂家切换算法介绍 (3)2．1华为HUAWEI-2切换算法 (3)2．1．1华为切换算法的特点 (3)2．1．2小区级分层分级切换原理 (4)2．2爱立信LOCATING算法 (4)2．2．1什么是LOCATING？ (4)2．2．2LOCATING算法中的测量报告： (4)2．2．3 LOCATING中的排队： (5)2．2．4LOCATING算法的目的： (5)3 LOCATING算法深入研究 (5)3．1 概述 (5)3．2 Initiations (6)3．3Filtering (7)3．3．1测量准备 (7)3．3．2信号强度和质量的滤波 (8)3．3．3滤波类型选择和滤波长度选择 (9)3．4 Urgency condition (10)3．4．1质差紧急切换 (11)3．4．2超TA紧急切换 (11)3．5 Basic Ranking (11)3．5．1ERICSSON1算法 (11)3．5．2基站输出功率校正 (13)3．5．3M算法 (14)3．5．4信号强度的惩罚 (14)3．5．5K-L小区 (14)3．5．6K算法 (16)3．5．7L算法 (17)3．5．8基本排队列表 (17)3．5．9切换边界 (18)3．5．10ERICSSON3算法 (20)3．6 Auxiliary radio network functions evaluations (20)3．6．1分配到另一个小区(Assignment to Another Cell) (21)3．6．2多层小区结构(Hierarchical Cell Structures) (21)3．6．3子小区结构（Overlaid/Underlaid Subcells） (22)3．6．6小区内切换（Intra-cell Handover） (24)3．6．5小区扩展范围（Extended Range） (24)3．6．6小区负荷分担（Cell Load Sharing） (25)3．7 Organizing the list (27)3．8 Sending the list (28)3．9 Allocation reply (28)4案例分析 (28)4．1案例描述 (28)4．2算法步骤 (29)4．2．1M算法 (29)4．2．2惩罚值计算 (29)4．2．3K-L小区判断 (30)4．2．3K小区排队 (30)4．2．4L小区排队 (30)4．2．5K-L边界门限划分 (31)4．2．6基本候选列表 (31)4．2．7层间门限评估 (31)4．2．8组织表格 (32)4．3案例总结 (33)5结论 (33)1绪言1．1选题背景及国内外研究现状1．1．1选题背景随着移动通信迅猛发展，由最初的GSM到GPRS/EDGE再到3G通信网，虽说PS数据业务迅猛发展，但在CS域语音业务中切换是始终存在的。
爱立信小区内切换〔IHO〕详解一、概述小区内切换(IHO)是为了在临时有干扰的情况下还能够获得较好的连接质量。
那个功能在BSC中执行。
信号强度较高时，不管是上行链路依旧下行链路当在同一时刻测量到的质量较差时，能够确定它的干扰较严重，同时干扰仅在当前占用的TCH或SDCCH上存在。
在这种情况下在本小区内寻寻一条较好的信道的概率是较高的。
干扰能够是临时的也能够是持久的。
临时的同频或邻频信道干扰可能是其它基站的下行链路或移动台的上行链路信号等缘故。
同时本功能也能够解决互调干扰的咨询题。
而关于永久性的干扰应通过小区的重新来解决。
小区内切换功能逻辑是定位运算中的一个完整的局限。
二、功能的实现方式小区内切换功能保证了在一个通话期间的话音质量。
当上行或下行链路的信号强度还足够大是信道的话音质量变差时，通过改变信道的方法来改善话音质量。
在那个功能中有一个限制是不可能从时刻差上分开临时干扰。
关于时差咨询题在同一小区中改变改变信道是没有用的，它只能通过改变小区的方法才能解决。
因此内切设置的缘故此是：鼓舞上行内切，抑制下行内切。
例如当存在时差时，在同一小区内的信道之间将会发生许多不必要的切换，这了预防出现这种现象，对小区内切换准许的次数进行限制，两次切换之间必须有一个确定的时刻间隙来限制。
三、技术介绍1、总因此接收的高质量值是对应一个高比特误码率的。
在A表中，FQSS表〔qualityvs.signalstrengthfunction〕定义了对每个信号强度值可同意的接收质量，要是关于一个特定的接收信号强度，质量值超过了定义的质量值将会需要一个小区内切换。
要是有太多的连续的小区内切换发生，在一个预定义的时刻内超过一定数目的小区内切换将会被禁止。
2、运算法因此〔1〕质量和信号强度对应条件图一表示出上面提及的FQSS表。
曲曲折折曲曲折折折折线描述了信号强度和它对应的最大接收质量值的关系。
正确的值在附录A中给出。
这条曲曲折折曲曲折折折折线能够由改变参数使其在水平和垂直方向移动。
**质差切换比例较高分析报告一概述近段时间**GSM网络切换成功率质差小区比例一直处在较高水平，提取近几天的数据可以看出指标值处在3.5%到6%之间。
见下图：对于造成以上指标值较高的问题，需要先通过切换原因分析，切换次数分析，成为切换质差小区的分类原因分析。
然后针对每一种情况制定不同的处理方法。
二原因分析2.1 切换原因分类通过话统数据分析切换原因，从下图中可以看出K算法切换占67%，其次是下行质差切换占比19%。
上行质差切换占比7%。
从切换原因可以看出质差切换是其主要问题。
2.2 质差切换小区切换次数分类统计通过统计近几天晚忙时的切换话统数据，发现6次以下的切换占比21%，下图是切换次数地理分布图：7%19%7%0%0%67%切换原因Houplqa Hodwnqa Hotohcs Hoexcta Hotolcl Hotokcl2.3 切换质差原因分类数据取自从18号到22号晚忙切换数据：见下表：从上图中可以看出外部干扰，切换次数小于5次及越区覆盖小区是质差的主要原因，对于外部干扰小区，主要通过扫频对外部干扰源进行排除，如果无法排除的，可以尝试通过参数极限调整，控制话务的方法控制指标变差。
对于切换次数小于5次的切换，主要还是通过连续几天的切换次数之和分析，删除切换成功率极低的小区关系，对于个别切换成功率较高且切换次数较少的小区，暂时继续观察。
对于越区覆盖小区基本都是900M 小区，由于频点复用较大，导致质差切换较多。
此类小区尽量控制覆盖。
以期能达到考核指标。
22%21%35%4%2%16%质差切换分类原因统计切换次数小于5次外部干扰无异常原因硬件故障拥塞越区覆盖三质差切换小区分类原因分析：3.1 上行干扰分析无线通信干扰的危害非常大，干扰将导致杂音、掉话和切换失败等问题，也是导致网络质量下降的非常关键问题。
干扰分上行干扰和下行干扰，下行干扰主要是网内的频率干扰，而上行干扰的类型较多，影响也较严重。
ERICSSON切换算法1介绍1.1 概要在使用电话不断移动的情况下要保持通话的连续就必须有切换。
有好几种标准初始这个切换。
为了满足移动电话系统不断提升的要求，这个标准应达到几个目的。
这个要求包括广泛通话、覆盖、话音质量以及容量等。
然而，这个标准的目的是为了提供有足够信号电平（覆盖和话音质量）连接，避免干扰（话音质量），达到最好的载干比（C/I）（话音质量和容量），以及稳定话务（容量）。
切换算法计算出切换决定的根据，它是在BSC中实现。
这个算法是在立即分配后在忙手机的小区选择，这个小区选择在Ericsson系统中主要有两个主要的目标：质量以及通话的连续“小区大小”控制以获得全网中最小的干扰这个算法的输入数据有从MS以及从当前连接的基站发过来的信号强度以及质量的测量报告，输出就是算法判断可能用于切换的一列候选小区，这列小区是经过由切换优先递减序列分等级及排序过的。
切换算法工作是连续的，480ms完成一个计算循环，大部分情况，切换算法不推荐切换，只是不断完成计算评估。
为什么需要切换是有好多种原因的，切换算法主要基于下面3个不同类型的测量报告的：当前连接以及邻小区BCCH的强度（信号强度与/或路径损耗）当前连接的信号质量（BER）MS使用的时间提前量（TA）测量报告是基于MS对SACCH的解码结果以及BTS的测量报告，这些测量报告还会单独输入一个算法，“漏斗算法”，用于在上行或下行质量很差时候强行终止通话连接。
在切换算法中有很多的参数，这些参数有单独小区的，也有小区与小区之间的。
设臵这些参数的目的都是为了更适用一个实际的网络，在最终的分析中发现，这些参数的设臵都需要操作者在实践中规划来实现的。
1.2 范围这个切换算法在整个Ericsson的GSM系统中都是可用的，而且它还是其他一些网络功能的基础。
这些功能会作为辅助无线网络功能提及，以及在讲到与切换算法相关的时候会谈到，并且在用户描述中有这些功能完整的描述。
爱立信切换算法简介切换是蜂窝移动网络的特点之一，因此也是移动网络优化的重点，是保证服务质量的重要环节。
切换可以被认为是蜂窝通信中最复杂和最重要的过程，移动台的运动或附近环境的变化，导致了由衰落、障碍物和干扰引起的信号变化，这就是启动切换的主要原因。
切换无疑是呼叫期间处理的最关键性的过程，它用于保证无线资源在相同小区内变化（小区内切换），或在两个小区间变换（小区间切换），或者在同一MSC内或者不同MSC之间变换时的连续性。
切换过程必须快和准确，目标小区的选择必须是最佳。
而BSC进行切换决此的前提即为LOCATING定位算法，移动台在激活状态下，每480ms向BSS 发一次下行信号强度测量报告，同时BTS也对上行信号进行测量，BSS综合这些测量信息，经过滤波、计算、基本排队等得出切换决此使用的邻小区列表，这一过程就是定位（LOCATING）。
而在基本排队中包括两个算法，即ERICSSON 1和ERICSSON 3算法。
ERICSSON 1算法来源于GSM规范，可以选择路径损耗、信号强度或者两者的结合来作为切换准则。
ERICSSON 3算法并不是GSM规范算法，而是爱立信公司在R7开始自发研究的一套定位算法，仅仅以信号强度作为切换的准则。
ERICSSON 1算法主要包括4个参数：KHYST、KOFFSET和LHYST、LOFFSET。
1．1 参数说明KHYST:在进行K小区的评估时的信号强度迟滞值。
该参数是按信号强度标准定义的小区边界的迟滞值，它是在先定义了小区相邻关系的情况下定义的小区到小区的信号强度迟滞参数，也即是在每个小区的切换方向上可以独立的定义。
同时该参数为一个对称性参数，即在定义一个切换方向上的时候，在反方向也同样被自动定义。
KOFFSET:评估K小区时的信号强度偏置值。
通过该参数的设置可以以信号强度为偏置，使小区的切换边界靠近或远离服务小区，该偏置值以dB为单位LHYST:在进行L小区的评估时的路经损耗迟滞值。
一、不同小区分层之间的切换1、运算公式HCS:Hierarchical Cell Structures在层1和2的小区都有一个信号强度门限值LEVTHR和一个迟滞值LEVHYST。
它用于在三个层小区之间的转换。
门限值LEVTHR加上迟滞值LEVHYST用于各层小区间的相互切换。
实际的切换门限为：LEVTHRs - LEVHYSTs（切换至服务小区）服务小区与该值比较LEVTHRs + LEVHYSTs（切换至相邻小区）邻区与该值比较低层向高层切换：当前的服务小区是层1小区，如果服务小区的信号强度减小至LEVTHRs LEVHYST之下，定位算法将会把高层小区加入可切换的候选对象中，但是即使高层小区在基站排队中比低层小区前，但信号强度在LEVTHRn + LEVHYSTn之上的层1相邻小区的优先等级仍然比高层小区高。
如果服务小区是一个层2小区，其规律与上述是相同的。
注意信号强度是包括惩罚值。
（ss：信号强度）高层向低层切换：如果服务小区是层3小区，当处于层1和2的相邻小区的信号强度增大到LEVTHRn + LEVHYSTn值之上的时候，相邻小区将会作为候选基站，这时，即使在基站排队中相邻小区比当前小区排得后，低层小区的优先等级仍然比当前层的小区的优先等级高。
服务小区在层1，且高于层间门限1bo服务小区在层1，且低于层间门限1bo,2bo,3b,2bu,1bu服务小区在层2，且高于层间门限1bo,1wo,2bo,1bu服务小区在层2，且低于层间门限1bo,1wo,2bo,3b,2bu,1bu服务小区在层3 1bo,1wo,2bo,2wo,3b,2bu,1bu1、如果在层1而电平低于本层间门限（-80dBm），就会首先在同层里寻找更好小区1bo；然后引导往高层切换2bo；2、如果在层2而电平高于本层门限，就会首先在层1里面找层1中高于层间门限的小区而不管电平是否比服务小区更好1bo,1wo。
3、如果在层2而电平低于本层门限，就会在层1里面找层1中高于层间门限的小区，而不管电平是否比服务小区更好1bo,1wo。
16Bit切换排序算法介绍情况介绍：为方便大家正确、直观的理解公司切换算法，本人在研发兄弟的帮助下做成了这个切换算法的介绍，希望能为大家提供帮助。
情景模拟：以下根据服务小区及邻区的相关信息进行BIT位逐位排序：排序原则与目的：我们最终的目的是计算出最终的排序结果，排序结果是16个2进制数组成的数值，服务小区与邻小区都有各自的排序结果，值越小，优先级越高，排队越靠前。
●起始状态：如上所示：理想状态下，服务小区及邻区在16Bit排序前，所有位数都是置1的，也就是说排序前，所有相关小区排序都是相同的。
●M准则：也就是说，当服务小区与邻区足满足M准则时，排序开始了。
●K准则：这是16Bit排序的前三位，按照电平值的大小进行排序。
如上图所示：紫色区域为排序位数。
电平值越高，Bit位值越小，排序越靠前。
按照电平值的顺序，排序为小区N1>N2>S>N3>N4>N5，因此Bit数值为000，001，010，011，100，101。
●同层小区间切换磁滞比较位：这是16Bit排序的第四位，按照相应的算法确定数值。
如上图所示：紫色区域为排序位数，根据计算结果进行数值确定。
根据计算结果，可以得出结论：除N1以外，其余邻区根据计算全部小于服务小区＋切换磁滞，也就是说全部置1，仅邻区1（N1）此位置0。
●切换层级位：这是16Bit排序的第五至十位，按照相应的算法确定数值。
如上图所示：紫色区域为排序位数，根据层级进行数值确定。
按照算法，第9、10位为层排序；第5－8位为优先级排序；我司切换算法按照层分为4层：为第9、10位的00，01，10，11；分别代表第一、二、三、四层，共四层。
按照优先级分为16级：为第5－8位的0000，0001，……，1110，1111，分别对应优先级1，优先级2，……优先级15，优先级16，共16级。
●负荷调整位：这是16Bit排序的第十一位，按照相应的设置计算比较确定数值。
小区选择参数C1C1=（RXLEV-ACCMIN）-Max(CCHPWR-P,0)ACCMIN：允许接入网络的手机收到的最低信号电平（以dBm计）。
取值范围：47~110相关命令：RLSSC, RLSSP注释：在爱立信的系统中，手机的功率可以通过参数CCHPWR来控制，该参数规定了手机在接入网络时的最大允许的发射功率。
同时在空闲模式下，手机通过对接收到的信号强度的计算得到的C1值来持续的选择最合适的小区，手机将附着在具有最高正的C1值的小区上。
当ACCMIN设置较低时可以增加空闲模式时的覆盖范围但是可能导致呼叫建立失败增加。
小区重选参数C2C2=C1+CRO-TO*H(PT-T) IF PT<>31C2=C1-CRO IF PT=31TO: 惩罚偏置。
从计时器T开始计时到计时器T的值达到PT规定的时间期间，给C2一个负的偏置值。
PT: 惩罚时间。
惩罚时间内的罚值为TO值，这两个数值用于限制快速移动台选择此小区。
想更加难重选A小区可以调整惩罚值（PT，TO），在PT的时间内，对A小区做惩罚。
（信号强度减去惩罚值，假如是-70dBm,TO是10，那等于A小区以-80dBm进行计算）CRO: 小区重选偏置，用于小区重选的边界推移。
取值范围为0～63，以2dB为步长，默认值为0。
取正值时，边界外移。
当PT=31时则TO不再起作用，并且CRO的作用结果变为负值。
CRO、TO、PT配合，可用来控制手机优先接入DCS1800小区，减轻GSM 900小区的拥塞。
CRH: 小区重选滞后，当手机在位置区边界时要求进行小区重选时的所接收到的信号强度（Rxlev）的迟滞值。
当位置区发生变化时需要进行位置区更新，这增加了信令的负荷。
CRH 是为了防止在位置区边界发生频繁的乒乓小区重选效应来定义的迟滞参数。
1、C1=RXLEV-ACCMIN-MAX(CCHPWR-P,0)，该算法主要用于小区选择（phase1手机除外），也就是驻留该小区，它保证了手机接入网络时的上下行的平衡，要求C1>0在5s 以上；2、①C2=C1+CRO-TO*H(PT-T)，PT<>31，该算法用于小区重选，实际上是利用CRO的正偏，也就是加大该小区的被选择的机会。
