GSM信令分析手册 01-09 切换流程

华为GSM切换算法详解GSM切换算法主要包括两个方面的内容：测量报告和切换决策。

测量报告是指移动台对周围基站的测量结果，包括接收信号强度（Received Signal Strength，RSSI）、信噪比（Signal-to-Noise Ratio，SNR）、接收质量（Received Quality，RxQual）等参数的上报。

切换决策是指基于测量报告和一系列的切换条件，通过切换策略来进行切换的决策。

在GSM中，常见的切换类型包括手动切换和自动切换。

手动切换是指移动用户根据需要手动选择要切换到的目标基站；自动切换是指网络根据切换条件和策略，自动选择合适的目标基站进行切换。

GSM切换算法的具体实现方法，可以分为以下几个步骤：1.测量报告：移动台定期对周围的基站进行测量，并上报测量结果。

测量报告包括接收信号强度、信噪比、接收质量等参数。

基站根据这些测量结果，可以了解移动台与周围基站之间的信号质量和干扰程度。

2.切换条件：基于测量报告的参数，设置一系列的切换条件。

切换条件包括接收信号强度阈值、信噪比阈值、接收质量阈值等。

当测量报告中的参数满足切换条件时，就可以考虑进行切换。

3.切换策略：根据切换类型（手动切换或自动切换）和切换条件，制定相应的切换策略。

切换策略包括选择最优目标基站、优先级排序、资源分配等。

在自动切换中，通常会根据测量报告中的参数评估周围基站的质量，并选择信号最强、干扰最小的基站作为切换目标。

4.切换过程：当测量报告中的参数满足切换条件时，开始切换过程。

切换过程主要包括两个阶段：测量报告和切换命令。

在测量报告阶段，移动台会对切换目标基站进行测量，并上报测量结果。

在切换命令阶段，网络根据测量结果和切换策略，向移动台发送切换命令，指示移动台切换到目标基站。

5.切换完成：移动台接收到切换命令后，开始切换过程。

切换过程中，移动台会断开与当前基站的连接，并与目标基站建立连接。

一旦切换完成，移动台就可以通过目标基站进行正常通信。

课程说明课程介绍GSM通信流程包括两方面的内容：呼叫基本流程，信令基本流程。

其中，呼叫流程主要包含：移动主叫流程，移动被叫流程，汇接呼叫流程。

信令基本流程主要包含：鉴权流程，位置登记流程，呼叫重建流程，BSC内部切换流程，BSC间切换流程，MSC间切换流程，移动始发短消息流程，移动终结短消息流程，定向重试流程。

这些流程从系统的角度描述了移动用户经常发生的行为，描述了GSM的几个组成部分在呼叫流程、信令流程中的相互关系，对移动性特征做重点说明。

课程目标本课程的重点是介绍GSM系统的协同工作过程，涉及内容包含：呼叫、位置更新、切换、短消息。

对流程的介绍突出了移动特征，具体的信令细节本课程不做描述，可以参考ETSI的GSM规范获得更加详细的内容。

通过学习本课程，可以基本掌握：•移动用户做位置登记的信令过程；•移动用户做主叫的信令过程；•移动用户做被叫的信令过程；•MSC做汇接呼叫的信令过程；•BSC内切换信令过程；•BSC间切换的信令过程；•MSC间切换的信令过程；•呼叫重建的信令过程；定向重试的信令过程。

对这些信令流程学习之后，对GSM系统的原理会有更加深刻的了解，对每个功能实体（MS，BTS，BSC，MSC，VLR，HLR）的功能有更加深刻的体会。

相关资料ETSI关于GSM的规范，主要是：GSM0408，GSM0808，GSM0902。

第一节呼叫过程的信令分析对一次发生在移动用户间的呼叫来说，信令流程可以分为三个相对独立的部分：•主叫移动用户部分•被叫移动用户部分•拆线部分1.1 主叫信令流程移动用户做主叫时的信令过程从MS向BTS请求信道开始，到主叫用户TCH指配完成为止。

一般来说，主叫经过几个大的阶段：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。

•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。

GSM移动通信中切换及常见问题解决方案(图1、切换的定义及划分所谓切换，就是指当移动台在通话过程中从一个基站覆盖区移动到另一个基站覆盖区，或者由于外界干扰而造成通话质量下降时，必须改变原有的语音信道而转接到一条新的空闲语音信道上去，以继续保持通话的过程。

切换根据手机和基站测出的上下行电平质量和TA值作为最基本的测量数据，根据切换判断算法和资源分配算法来决定是否应该切换和切向哪个小区。

切换是移动通信系统中一项非常重要的技术，切换失败会导致通话失败，影响网络的运行质量。

因此，切换成功率（包括切入和切出）是网络考核的一项重要指标，如何提高切换成功率、降低切换失败率是网络优化的重点工作之一。

GSM移动通信系统中总体切换算法流程如图1所示。

图1 GSM移动通信系统中总体切换算法流程根据不同的切换判决触发条件，切换可以分为紧急切换、负荷切换等5类。

（1）紧急切换。

包括TA过大紧急切换、质量差（BQ）紧急切换、快速电平下降紧急切换、干扰切换。

●TA过大切换条件：服务小区的TA大于等于紧急切换TA限制。

●BQ切换条件：服务小区的上行链路质量在滤波器长度时间内平均值大于等于紧急切换上行链路质量限制；服务小区的下行链路质量在滤波器长度时间内平均值大于等于紧急切换下行链路质量限制。

●快速电平下降切换在呼叫中电平突然下降时触发，触发条件：服务小区如果Value＞B（Value：一个与滤波器参数A1～A8相关的值，该值表示在一段时间内接收电平的变化趋势；B：滤波器参数）切换最后的MR6已经低于边缘切换门限，则发生切换，如图2所示。

图2 快速电平下降切换示意●干扰切换：也属于紧急切换，当接收电平大于一定值但传输质量又低于干扰切换质量门限时触发。

（2）负荷切换。

负荷切换触发要同时满足三个条件：系统信令流量小于允许负荷切换系统流量级别门限；需要切换的小区负荷高于负荷切换启动门限；接收切换的小区的负荷低于负荷切换接收门限。

（3）正常切换。

切换信令流程首先，当移动设备从一个基站移动到另一个基站的覆盖范围内时，切换信令流程就会被触发。

这个过程通常分为准备阶段、执行阶段和完成阶段。

在准备阶段，移动设备会监测周围的基站信号，并选择一个最适合的目标基站。

这个选择通常基于信号强度、质量和其他因素。

一旦目标基站确定，移动设备就会向当前基站发送切换请求，并开始准备切换的相关参数。

接下来是执行阶段，当前基站会向目标基站发送切换请求，并告知目标基站相关的切换参数。

目标基站会进行确认，并准备好接收移动设备的信号。

在这个阶段，移动设备会继续与当前基站通信，同时开始与目标基站建立连接。

最后是完成阶段，移动设备会与目标基站建立连接，并且当前基站会释放与移动设备的连接。

这样，切换信令流程就完成了。

切换信令流程的原理基于移动通信系统的基本架构和协议。

在GSM系统中，切换信令流程主要涉及到移动设备、当前基站和目标基站之间的信令交互。

移动设备通过测量和监测周围基站信号来确定最佳的切换时机和目标基站。

当前基站和目标基站之间通过信令交互来协调切换过程，并确保通话或数据传输的连续性和稳定性。

在LTE系统中，切换信令流程也是类似的，但是由于LTE系统的复杂性和高速数据传输的特性，切换信令流程可能会更加复杂和精细。

LTE系统引入了更多的切换类型和切换参数，以适应不同的移动场景和业务需求。

总之，切换信令流程是移动通信系统中非常重要的一环，它直接影响到通信质量和用户体验。

了解切换信令流程的基本步骤和原理，有助于我们更好地理解移动通信系统的运行机制，以及如何优化和改进移动通信网络的性能。

希望本文能够对您有所帮助。

GSM切换流程分析一、小区内部切换（INTRA _CELL HANDOVER）在通话建立阶段，BSC将分析所收到移动台和基站的的测量报告，若通过判决发现到达小区内部切换的门限后，将向BTS发送信道激活的报文（CHANNEL ACTIVE）,来启动小区内部切换的进程，其接续过程同呼叫建立是TCH的接续分配过程是一样的，因为还是在该小区内部来分配TCH资源，当BSC收到BTS发送过来的指派完成（ASSIGNMENT COMPLETE）的报文后，将向MSC发送出切换已执行（HO PERFOMED）的报文，该报文中将含有该切换的类型（如INTRACELL）。

此后，BSC将通过无线信道释放（RF CHANNEL RELEASE）的报文将旧的TCH信道释放，BTS收到该指令后，将把旧的TCH资源释放掉，并返回一条确认的消息（RF CHANNEL RELEASE ACK），表该信道已空闲可用于其它的分配了。

二、BSC内部小区间切换（INTRA_BSC HANDOVER）当移动台想切入的目标小区是同一BSC下的不同小区时，即将触发BSC内部切换的事件。

BSC将通过报告分析符合切换条件的邻小区组，首先它将尝试切入排在排在第一位邻小区（若此过程失败的话，将尝试切入排在第二位邻小区），将发现该移动台切换的目标小区是它所管理的另一小区时，将向目标小区B发出信道激活（CHANNEL ACTIVE）的命令，该报文中含有请求的信道类型和加密算法以及切换参考号等。

当B小区已准备好，则向BSC发出信道激活响应（CHANNEL ACTIVE ACK）的报文作为回应。

BSC收到该报文后，则将向原小区A发出切换命令（HANDOVER COMMAND）的报文来要求移动台去接入新的小区，该消息中含有在新信道上传输的所有特征信息和移动台接入所需的数据，而且它还指示了该切换是同步切换还是异步切换。

当移动台收到该命令后，通过判别若是同步切换则根据切换命令的指示，在所分配的新的TCH信道上向目标小区B发送几个（一般是四个）切换接入（HANDOVER ACCESS）的请求，然后将采用它的计算所得的定时提前开始正常传输。

Figure.5 寻呼不成功信令流程图Figure.6 对MS效劳拒绝信令流程图说明：在极早指配允许的情况下，紧急呼叫、呼叫重建以及SDCCH遇忙会引起极早指配。

说明：在图一(Figure.7)说明极早指配的立即指配信令流程后，对指配操作的流程进行说明。

Figure.9 正常情况下〔即极早指配不允许〕，呼叫重建SDCCH信令流程图Figure.10 正常情况下〔即极早指配不允许〕，呼叫重建TCH信令流程图，排队允许。

Figure.11 呼叫中，指配操作失败情况信令流程图，排队强拆不允许Figure.12 MSC发起的去除操作信令流程图，没有计数器Figure.13 呼叫操作，TCH信道激活失败-超时信令流程图，排队强拆不允许Figure.14 呼叫操作，TCH信道模式修改失败-超时信令流程图，排队强拆不允许Figure.15 SDCCH占用失败，由于没有资源〔即BSS故障〕，极早指配不允许Figure.16 SDCCH占用失败，由于信道激活失败—超时〔即BSS故障〕，极早指配不允许Figure.17 SDCCH掉话情况，由于连接失败、错误指示、Abis断链等原因Figure.18 TCH掉话情况，由于连接失败、错误指示、Abis断链、A接口和OM失败等原因，不包括排队/强拆情况〔两个情况：在振铃时的掉话如何统计，在切换过程中发生的掉话如何统计〔切换接入为界〕？Figure.19 直接重试不允许，呼叫TCH占用排队失败，由于队列满、队列定时器超时原因。

Figure.20 呼叫TCH占用排队失败，由于队列满、队列定时器超时等原因，直接重试允许。

说明：在直接重试允许的情况下，不进行BSC及小区TCH 占用失败统计。

Figure.21 位置更新操作，信令流程图Figure.22 主叫TCH占用遇忙，BSC内部直接重试，排队不允许，省略内部切换计数器Figure.23 呼叫主叫TCH占用遇全忙，启动BSC内部直接重试，由于内部切换拒绝或等待HO_Ready超时，内部直接重试失败，省略内部切换计数器Figure.24 呼叫主叫TCH占用遇全忙，启动出BSC直接重试，由于出局切换拒绝或T7超时，出局直接重试失败，省略出局切换计数器Figure.25 BSC内小区间切换成功流程，由于空间关系，缺少计数器见附图一Figure.26 BSC内小区间切换成功流程，补充计数器，附图一Figure.27 BSC内小区间切换成功流程，后续流程及计数器，附图二Figure.28 BSC内小区内切换成功流程，省略呼叫建立流程及相关计数器Figure.29 出BSC切换成功流程，省略呼叫建立流程及相关计数器Figure.30 出BSC切换成功流程，后续流程及计数器，附图一Figure.31 入BSC切换成功流程，省略呼叫建立流程及相关计数器Figure.32-1 BSC内入小区切换失败流程，无可用信道情况，说明：本图仅包括BSC内小区间切换请求计数器，失败计数器及后续流程见Figure.32-2Figure.32-2 BSC内入小区切换失败流程，无可用信道，切换请求计数器见Figure.32-1Figure.33 BSC内入小区切换失败流程，BSS失败，信道激活否认应答情况，图一说明：切换请求流程及计数器省略，详见Figure.32-1Figure.34 BSC内入小区切换失败流程，BSS失败，信道激活等待超时情况，图二说明：切换请求流程及计数器省略，详见Figure.32-1Figure.35 BSC内入小区切换失败流程，BSS失败，等待iPATH响应超时情况，图三说明：切换请求流程及计数器省略，详见Figure.32-1 ，源小区切换失败计数有错误Figure.36 BSC内入小区切换失败流程，BSS失败，等待CCB更改完成超时情况，图四说明：切换请求流程及计数器省略，详见Figure.32-1，源小区切换失败计数有错误Figure.37 BSC内入小区切换失败流程(其他原因，图一)，建立Abis连接失败或发送信道激活消息失败。