第十一讲
GSM的接续和移动性管理（三）
2
主要内容
? 切换功能
? 漫游功能
切换功能
4
切换的基本概念
一个正在通信的移动台因某种原因而被迫从当前使用的无线
信道上转换到另一个无线信道上的过程,称为切换
(Handover或 Handoff)。 最常见的切换是越区切换,它指
的是当一个正在通信的移动台由一个小区移动到另一个小区
时,为了保证通信上的连续性,而被系统要求从正在通信的小
区的某一个信道上转换到所进入小区的另一个信道上的过程 。
在大, 中容量的移动通信系统中,高频率的越区切换已成为
不可避免的事实 。 因而,必须采用好的切换技术,以保证通
信的连续性,否则,很容易产生, 掉话, 现象 。
5
切换的基本概念
在 GSM移动通信系统中,为了实现快速准确的切换,移动台会主
动参与切换过程。 即在发生切换之前,MS会主动为 MSC和 BS提
供大量的实时参考数据,这就大大缩短了切换前期的准备时间,
能够达到快速切换的目的。 这是 GSM与原有的模拟移动通信系
统的一大区别,也是技术上的一大进步。在通信过程中,MS不断
向 MSC和 BS周期性地提供大量的参考数据是系统判断是否需要
发起切换过程的重要依据。 以这些参考数据为基础,不同的系统
可能会采取不同的判断切换准则,这些准则包括,
(1) 按接收信号载波电平的测量值进行判断 ;
(2) 按 MS的载干比 (即载波功率与干扰噪声的功率比,记为
C/I)进行判断 ;
(3) 按 MS到 BS的距离进行判断。
6
小区内部的切换
小区内部切换指的是在同一小区 (同一基站收发信台 BTS)内
部不同物理信道之间的切换,包括在同一载频或不同载频的
时隙之间的切换。
发生此类切换,,
· 当移动台处于小区边缘而信号强度低于某一门限值 (如 -
100 dB)时 ;
· 当正在通信的物理信道受到干扰 (如阴影区的屏蔽作用 ),
通话无法进行下去时 ;
· 当因需要维护等原因,正在通信的物理信道或载频单元
必须退出服务时。
7
小区之间的切换
小区之间的切换指的是在同一基站控制器 (BSC)控制的不同小区之间的不同信道的切换 。
发生此类切换,可能有如下几种情形,
· 当正在通信的移动台要由当前所处的小区移动到相邻的另一个小
区时 ;
· 当移动台所处的小区内部发生了大量的呼叫,需要均衡话务时 。
显然,前一种情形有利于移动台获得更高的信号场强和更好的通信质
量 ; 后一种情形有利于话务管理,能够实现密集区域中大多数移动台的
正常通信 。
8
小区之间的切换
V L R
B S CM S C
新 链 路
原 链 路
BSC内部的不同小区之间的切换
9
该类切换的过程如下, MS不断将其所处小区周围的小区的
相关信息报告给归属 BTS,归属 BTS再把这些信息传送给
BSC,BSC以判断切换准则为基础,根据这些信息对周围小
区进行比较排队,然后由 BSC做出决定，是否要进行切换,
在什么时候进行切换和切换到哪个小区中 (BTS上 )。 BSC
先与该小区的 BTS建立链路连接,在新小区内选择并保留
出空闲的业务信道 (TCH),最后,BSC命令 MS切换到该小
区内保留的空闲业务信道上。
小区之间的切换
10
BSC之间的切换 (MSC内部 )
V L R
M S C
V L R
M S C B S C
B S C
新链 路
原链 路
11
MSC之间的切换 (PLMN内部 )
MSC之间的切换指的是在同一个公用陆地移动网 (PLMN)覆盖的不同移
动业务交换中心 (MSC)之间的不同信道的切换 。 这是一种非常复杂的情况,
切换前需要进行大量的信息传递 。 为了区别两个不同的 MSC,我们称切换前
MS所处的 MSC为服务交换中心 (MSCA),切换后 MS所处的 MSC为目标交换
中心 (MSCB)。 MSC之间切换的示意图如图所示 。 此类切换可分为两种,
(1) 基本切换过程 。 呼叫从起始建立的那个 MSCA切换到另一个 MSCB。
(2) 后续切换过程 。 呼叫从起始建立的那个 MSCA切换到另一个 MSCB后,
再从 MSCB切换到第三个 MSCC或切换回 MSCA。
12
MSC之间的切换 (PLMN内部 )
MSC之间的切换流程要经历若干的步骤 。 简单来说,这些步骤包括,
(1) 稳定的呼叫连接状态 。
(2) 移动台对邻近基站发出的信号进行无线测量 。 测量的内容包括功率, 距离和
话音质量,这三个指标决定了切换的门限值 。 无线测量结果通过信令信道传输给基
站子系统 (BSS)中的基站收发信台 (BTS)。
(3) 无线测量结果经过 BTS预处理后再传输给基站控制器 (BSC),BSC根据功率,
距离和话音质量进行计算,并与切换门限值进行比较,决定是否要进行切换,如果需
要切换,再向 MSCA发出切换请求 。
13
MSC之间的切换 (PLMN内部 )
(4) MSCA决定进行 MSCA与 MSCB之间的切换 。
(5) MSCA请求在 MSCB区域内建立无线信道,然后在 MSCA与 MSCB之间
建立链路 。
(6) MSCA向移动台发出切换命令后,移动台切换到已经准备好连接的新
信道上 。
(7) 移动台发出切换成功确认消息,传送给 MSCA,以释放原来占用的信息
资源 。
14
MSC之间的切换 (PLMN内部 )
切 换 命 令
切 换 完 成
BS
BS
M S C
B
P S T N
I S D N
M S C
A
① 切 换 请 求
M A P, 进 行 切 换 ②
M A P, 无 线 信 道 确 认 ⑤
⑧ 切 换 命 令
⑨
⑥ I S U P, I A M
⑦ I S U P, A C M
③ 切 换 请 求
④ 切 换 请 求 确 认
切 换 完 成
M A P, 发 送 结 束 信 号
I S U P,响应
10
11
13
12
PLMN内部不同 MSC之间的切换
15
MSC之间的切换 (PLMN内部 )
V L R ( M S C
B
) MS
测 试 报 告
切 换 请 求
B S C
1
M S C
A
执 行 切 换
M S C
B
切 换 请 求
B S C
2
分 配 切 换 号 码
发 送 切 换 报 告
切 换 请 求
证实
无 线 信 道 实
I A M
( I S U P )
A C M
( I S U P ) 切 换 命 令
切 换 命 令
切 换 完 成
切 换 完 成
发 送 结 束 信 号
清 除 命 令
A N S
( I S U P ) 清 除 完 成
MSC间切换流程图
16
PLMN之间的切换
PLMN之间的切换指的是不同的公用陆地移动
网 (PLMN)之间的不同信道的切换 。 从技术角度
考虑,这种切换虽然复杂度最高,却是可行的 ; 但
从运营部门的管理角度考虑,当这种切换涉及到在
不同国家之间进行时,就会不可避免地受到限制
漫游功能
18
漫游功能
1,位置更新 位置更新是漫游过程中一个很重要而且也很难实现的环
节。 有关位置更新,请参阅上一讲的内容。
2,呼叫转移
所谓呼叫转移就是入口交换局 (GMSC)根据主叫用户的
拨号,通过 7号信令向 HLR查询漫游用户的当前位置信息以及
获得移动台漫游号码 (MSRN),并利用 MSRN重新选接续路由
的过程。
3,呼叫建立
呼叫建立指的是被访 MSC查出漫游用户的 IMSI,将其转
换成信令数据,在该 MSC控制的位置区中发出寻呼,查找移动
台的过程。
GSM的接续和移动性管理（三）
2
主要内容
? 切换功能
? 漫游功能
切换功能
4
切换的基本概念
一个正在通信的移动台因某种原因而被迫从当前使用的无线
信道上转换到另一个无线信道上的过程,称为切换
(Handover或 Handoff)。 最常见的切换是越区切换,它指
的是当一个正在通信的移动台由一个小区移动到另一个小区
时,为了保证通信上的连续性,而被系统要求从正在通信的小
区的某一个信道上转换到所进入小区的另一个信道上的过程 。
在大, 中容量的移动通信系统中,高频率的越区切换已成为
不可避免的事实 。 因而,必须采用好的切换技术,以保证通
信的连续性,否则,很容易产生, 掉话, 现象 。
5
切换的基本概念
在 GSM移动通信系统中,为了实现快速准确的切换,移动台会主
动参与切换过程。 即在发生切换之前,MS会主动为 MSC和 BS提
供大量的实时参考数据,这就大大缩短了切换前期的准备时间,
能够达到快速切换的目的。 这是 GSM与原有的模拟移动通信系
统的一大区别,也是技术上的一大进步。在通信过程中,MS不断
向 MSC和 BS周期性地提供大量的参考数据是系统判断是否需要
发起切换过程的重要依据。 以这些参考数据为基础,不同的系统
可能会采取不同的判断切换准则,这些准则包括,
(1) 按接收信号载波电平的测量值进行判断 ;
(2) 按 MS的载干比 (即载波功率与干扰噪声的功率比,记为
C/I)进行判断 ;
(3) 按 MS到 BS的距离进行判断。
6
小区内部的切换
小区内部切换指的是在同一小区 (同一基站收发信台 BTS)内
部不同物理信道之间的切换,包括在同一载频或不同载频的
时隙之间的切换。
发生此类切换,,
· 当移动台处于小区边缘而信号强度低于某一门限值 (如 -
100 dB)时 ;
· 当正在通信的物理信道受到干扰 (如阴影区的屏蔽作用 ),
通话无法进行下去时 ;
· 当因需要维护等原因,正在通信的物理信道或载频单元
必须退出服务时。
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小区之间的切换
小区之间的切换指的是在同一基站控制器 (BSC)控制的不同小区之间的不同信道的切换 。
发生此类切换,可能有如下几种情形,
· 当正在通信的移动台要由当前所处的小区移动到相邻的另一个小
区时 ;
· 当移动台所处的小区内部发生了大量的呼叫,需要均衡话务时 。
显然,前一种情形有利于移动台获得更高的信号场强和更好的通信质
量 ; 后一种情形有利于话务管理,能够实现密集区域中大多数移动台的
正常通信 。
8
小区之间的切换
V L R
B S CM S C
新 链 路
原 链 路
BSC内部的不同小区之间的切换
9
该类切换的过程如下, MS不断将其所处小区周围的小区的
相关信息报告给归属 BTS,归属 BTS再把这些信息传送给
BSC,BSC以判断切换准则为基础,根据这些信息对周围小
区进行比较排队,然后由 BSC做出决定，是否要进行切换,
在什么时候进行切换和切换到哪个小区中 (BTS上 )。 BSC
先与该小区的 BTS建立链路连接,在新小区内选择并保留
出空闲的业务信道 (TCH),最后,BSC命令 MS切换到该小
区内保留的空闲业务信道上。
小区之间的切换
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BSC之间的切换 (MSC内部 )
V L R
M S C
V L R
M S C B S C
B S C
新链 路
原链 路
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MSC之间的切换 (PLMN内部 )
MSC之间的切换指的是在同一个公用陆地移动网 (PLMN)覆盖的不同移
动业务交换中心 (MSC)之间的不同信道的切换 。 这是一种非常复杂的情况,
切换前需要进行大量的信息传递 。 为了区别两个不同的 MSC,我们称切换前
MS所处的 MSC为服务交换中心 (MSCA),切换后 MS所处的 MSC为目标交换
中心 (MSCB)。 MSC之间切换的示意图如图所示 。 此类切换可分为两种,
(1) 基本切换过程 。 呼叫从起始建立的那个 MSCA切换到另一个 MSCB。
(2) 后续切换过程 。 呼叫从起始建立的那个 MSCA切换到另一个 MSCB后,
再从 MSCB切换到第三个 MSCC或切换回 MSCA。
12
MSC之间的切换 (PLMN内部 )
MSC之间的切换流程要经历若干的步骤 。 简单来说,这些步骤包括,
(1) 稳定的呼叫连接状态 。
(2) 移动台对邻近基站发出的信号进行无线测量 。 测量的内容包括功率, 距离和
话音质量,这三个指标决定了切换的门限值 。 无线测量结果通过信令信道传输给基
站子系统 (BSS)中的基站收发信台 (BTS)。
(3) 无线测量结果经过 BTS预处理后再传输给基站控制器 (BSC),BSC根据功率,
距离和话音质量进行计算,并与切换门限值进行比较,决定是否要进行切换,如果需
要切换,再向 MSCA发出切换请求 。
13
MSC之间的切换 (PLMN内部 )
(4) MSCA决定进行 MSCA与 MSCB之间的切换 。
(5) MSCA请求在 MSCB区域内建立无线信道,然后在 MSCA与 MSCB之间
建立链路 。
(6) MSCA向移动台发出切换命令后,移动台切换到已经准备好连接的新
信道上 。
(7) 移动台发出切换成功确认消息,传送给 MSCA,以释放原来占用的信息
资源 。
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MSC之间的切换 (PLMN内部 )
切 换 命 令
切 换 完 成
BS
BS
M S C
B
P S T N
I S D N
M S C
A
① 切 换 请 求
M A P, 进 行 切 换 ②
M A P, 无 线 信 道 确 认 ⑤
⑧ 切 换 命 令
⑨
⑥ I S U P, I A M
⑦ I S U P, A C M
③ 切 换 请 求
④ 切 换 请 求 确 认
切 换 完 成
M A P, 发 送 结 束 信 号
I S U P,响应
10
11
13
12
PLMN内部不同 MSC之间的切换
15
MSC之间的切换 (PLMN内部 )
V L R ( M S C
B
) MS
测 试 报 告
切 换 请 求
B S C
1
M S C
A
执 行 切 换
M S C
B
切 换 请 求
B S C
2
分 配 切 换 号 码
发 送 切 换 报 告
切 换 请 求
证实
无 线 信 道 实
I A M
( I S U P )
A C M
( I S U P ) 切 换 命 令
切 换 命 令
切 换 完 成
切 换 完 成
发 送 结 束 信 号
清 除 命 令
A N S
( I S U P ) 清 除 完 成
MSC间切换流程图
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PLMN之间的切换
PLMN之间的切换指的是不同的公用陆地移动
网 (PLMN)之间的不同信道的切换 。 从技术角度
考虑,这种切换虽然复杂度最高,却是可行的 ; 但
从运营部门的管理角度考虑,当这种切换涉及到在
不同国家之间进行时,就会不可避免地受到限制
漫游功能
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漫游功能
1,位置更新 位置更新是漫游过程中一个很重要而且也很难实现的环
节。 有关位置更新,请参阅上一讲的内容。
2,呼叫转移
所谓呼叫转移就是入口交换局 (GMSC)根据主叫用户的
拨号,通过 7号信令向 HLR查询漫游用户的当前位置信息以及
获得移动台漫游号码 (MSRN),并利用 MSRN重新选接续路由
的过程。
3,呼叫建立
呼叫建立指的是被访 MSC查出漫游用户的 IMSI,将其转
换成信令数据,在该 MSC控制的位置区中发出寻呼,查找移动
台的过程。
