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1、引言21 GSM系统简介31.2 GSM网络接口71.3频率配置81.4信道分类92 GSM网络优化目标和流程122.1 GSM无线网络优化的目标122.2 GSM无线网络优化的流程133掉话的分析和解决方法123.1由于切换导致的掉话183.2由于干扰而导致的掉话203.3天馈线原因产生掉话的情况234大学园区高话务解决方案254.1高话务简要分析254.2方案简要分析264.3 对于高校话务问题的几点考虑28结束语30致谢31参考文献错误!未定义书签。1993年,GSM网络在我国开始进入商业用途,距今有14年,目前我国 GSM网络用户已超过3.7亿,网络规模和容量都居世界第一,我国通信网络
2、 面临着严峻挑战。一方面由于移动用户数目的惊人发展,网络规模不断扩大,但频率资源 匮乏,无线网络的频率复用系数越来越小,网络规模庞大导致出现的问题也 越来越多样化和复杂化,此时单靠日常的维护已经无法切实地为广大移动用 于提供高质量的移动通信服务。另一方面随着竞争的激烈和用户的高要求,如何使网络达到最佳的运行 状态,如何提高通信质量,提高网络的平均服务水平以及提高系统设备利用 率,已经成为网络运营商的首要任务。特别是我国GSM网络在扩容时普遍存 在周期短,速度快的情况,导致工程中留下很多质量问题,需要在后期的网 络优化中解决。关键词:GSM 频率复用通信质量网络优化引言我国的GSM网络正在迅速的
3、发展,最大的问题是城市通信热点的增多, 以及农村的全面覆盖,为实现GSM网络无缝隙覆盖,保持高的通话质量, GSM网络优化工作任重道远。移动通信网络的维护与固定电话网络的维护之间的差别是很大的,最大 的区别是移动通信网络的不可以预知性,比如周围环境,话务量等。另外, 网络规划中有大量的小区设计参数,这在固定电话网中是没有的,这些小区 设计参数大多数是可以调整的,比如接入电平门限,切换电平门限,相邻小 区定义,频率配制等,他们会直接影响网络的服务质量,所以为了保证整个 移动网络的服务质量,就必须不停的观察和检测整个移动网,找出并排除故 障,提高网络质量(如提高接通率,提高话音质量,降低掉话率等)
4、,这是 网络优化的基本任务,一个完善的网络往往需要经历从最初的网络规划,工 程建设,投入使用,到日常维护,网络优化的历程,并进入循环,对相对稳 定的GSM网络加强优化工作,搞好运行维护,提高通信网络质量。本文分四个部分进行讨论,首先介绍GSM系统的构造,网络接口等基 本知识。然后在第二部分中对优化工作目标和流程进行介绍,第三部分介绍 室内网络覆盖的优化。第四章对掉话的原因进行分析和解决。所以本文从理论技术方面对GSM网络优化进行探讨,在实际应用中, 要根据不同的情况选择不同的优化方案。1 GSM系统简介1.1GSM系统结构GSM (Global System for Mobile Commun
5、ications;全球移动通信系统) 主要分交换部分和无线部分。其中交换部分和PSTN网很类似,而无线部分 是GSM网络特有的由于无线特有的移动行,复杂性,以及传播条件恶劣所 带来的衰落等原因,直接影响了无线通信的质量,所以无线部分是优化的重 点对象。一套完整的GSM蜂窝系统主要由:MS (移动台),BSS (基站子 系统),NSS (交换网络子系统),OSS (操作支持子系统),这四大部分 组成,GSM系统结构如图1所示。I OSS图1: GSM系统结构1.1.1 MS (移动台)移动台就是常说的“手机”,它是GSM系统的移动客户设备部分,它 由两部分组成,移动终端(MS)和客户识别卡(SI
6、M)。MS可完成话音编 码、信道编码、信息加密、信息的调制和解调、信息发射和接收。SIM卡就是“身份卡”,它类似于现在所用的IC卡,因此也称作智能 卡,存有认证客户身份所需的所有信息,并能执行一些与安全保密有关的重 要信息,以防止非法客户进入网络。SIM卡还存储与网络和客户有关的管理 数据,只有插入SIM后移动终端才能接入网络进行正常通信。1.1.2 BSS (基站子系统)BSS系统是在一定的无线覆盖区中由MSC控制,与MS进行通信的系 统设备,它主要负责完成无线发送接收和无线资源管理等功能。功能实体可 分为基站控制器(BSC)和基站收发信台(BTS)。BSS在GSM网络的固定部分和无线部分之
7、间提供中继,一方面 BSS 通过无线接口直接与移动台实现通信连接,另一方面BSS又连接到网络端的 移动交换机。1.1.3 NSS (网络子系统)网络子系统主要完成GSM系统的交换功能和用于拥护数据与移动性管 理,安全性管理所需的数据库功能。(1)移动业务交换中心(MSC)是GSM网络系统的核心,是对位于它所覆盖区域中的移动台进彳丁控制 和完成会话路交换的功能实体,也是移动通信系统与其他公用通信网之间的 接口。(2)访问用户位置寄存器(VLR)VLR是一种用于存储来访问用户位置信息的数据库,用于寄存所有进 出本交换机服务区域用户的信息。VLR也存储两类信息:一是本交换区用户 参数,该参数从HLR
8、中获得的。二是本交换区MS的LAI。(3)归属用户位置寄存器(HLR)归属用户位置寄存器(HLR)是GSM系统的中央数据库,存储着该 HLR控制的所有存在的移动用户的相关数据。一个HLR能够控制若干个 移动交换区域以及整个移动通信网,所有移动用户重要的静态数据都存储在 HLR中,这包括移动用户识别号码、访问能力、用户类别和补充业务等数 据。HLR还存储且为MSC提供关于移动用户实际漫游所在的MSC区域相 关动态信息数据。这样,任何入局呼叫可以即刻按选择 路径送到被叫的用 户。鉴权中心(AUC)GSM系统采取了特别的安全措施,例如用户鉴权、对无线接口上的话 音、数据和信号信息进行保密等。因此,鉴
9、权中心AUC)存储着鉴权信息 和加密密钥,用来防止无权用户接入系统和保证通过无线接口的移动用户通 信的安全。AUC属于HLR的一个功能单元部分,专用于GSM系统的安 全性管理。(5)移动设备识别寄存器(EIR)移动设备识别寄存器(EIR)存储着移动设备的国际移动设备识别码(IMEI),通过检查白色清单、黑色清单或灰色清单这三种表格,在表格中 分别列出了准许使用的、出现故障需监视的、失窃不准使用的移动设备的 IMEI识别码,1.1.4操作支持子系统(OSS)操作支持子系统(OSS)需完成许多任务,包括移动用户管理、移动设 备管理以及网路操作和维护。移动用户管理可包括用户数据管理和呼叫计 费。用户
10、数据管理一般由归属用户位置寄存器(HLR)来完成这方面的任务, HLR是NSS功能实体之一。用户识别卡SIM的管理也可认为是用户数据 管理的一部分,但是,作为相对独立的用户识别卡SIM的管理,还必须根 据运营部门对SIM的管理要求和模式采用专门的SIM个人化设备来完 成。呼叫计费可以由移动用户所访问的各个移动业务交换中心MSC和GMSC分别处理,也可以采用通过HLR或独立的计费设备来集中处理计 费数据的方式。移动设备管理是由移动设备识别寄存器(EIR)来完成的, EIR与NSS的功能实体之间是通过SS7信令网路的接口互连,为此,EIR 也归入NSS的组成部分之一。网路操作与维护是完成对 GSM
11、系统的 BSS和NSS进行操作与维护管理任务的,完成网路操作与维护管理的设施 称为操作与维护中心(OMC)。1.2GSM网络接口在实际的GSM通信网络中,由于网络规模不同,运营环境不同和设备 生产厂家的不同,上述的各个部分可以有不同的配置方法。为了各个厂家所 生产的设备可以通用,各部分的连接必须严格符合规定的接口标准以及相应 的协议。1.2.1主要接口GSM系统的主要接口是指A接口、Abis接口和Um接口。这三种主要 接口的定义和标准化可保证不同厂家生产的移动台、基站子系统和网络子系 统设备能够纳入同一个GSM移动通信网运行和使用,主要接口示意图如图 2所示。Umiil IA;l I图2:主要
12、接口示意图122网络子系统内部接口网络子系统内部接口包括B、C、D、E、F、G接口,NSS内部接口如图 3所示。1.2.3 GSM系统与其它公用电信网接口。GSM系统通过MSC与公共电信网互连。一般采用7号信令系统接口。其物理链接方式是MSC与PSTN或ISDN交换机之间采用2.048Mb/s的PCM 数字传输链路实现的。图3: NSS内部接口1.3频率配置1.3.1工作频段GSM900M 频段:上行890915MHz (移动台发,基站收);下行935960MHz (基站发,移动台收);收、发频率间隔为45MHz。移动台采用较低频段发射,传播损耗较低,有利于补偿上、下行功率不 平衡的问题。由于
13、载频间隔是0.2MHz,因此GSM系统整个工作频段分为 124对载频,其频道序号用n表示,则上、下两频段中序号为n的载频可用 公式(1-1)和(1-2)计算:上频段:f(n)二(890 + -2n) MHz(1-1)下频段:f (n)二(935 + 0.2n)MHz(1-2)h式中:n=1124。例如n=1, f(1)二890.2MHz, f(1)二935.2MHz,其它序号的载频依次类推。 每个载频有8个时隙,因此GSM系统共有124x8 = 992个物理信道。1.3.2干扰保护比同频干扰保护比:C/I (载频/干扰)9dB;邻频干扰保护比:C/I (载频/干扰)-9dB;载频偏离400kH
14、z时的干扰保护比:C/I (载频/干扰)-41dB;工程设计时需对以上的C/I值另加3dB余量。1.4信道分类无线子系统的物理信道支撑着逻辑信道。逻辑信道可分为业务信道 (TCH)和控制信道(CCH)两大类,其中后者也称信令信道,GSM系统信道如图4所示。141业务信道业务信道TCH主要传输数字话音或数据,其次还有少量的随路控制信 令。(1)话音业务信道。载有编码话音的业务信道分为全速率话音业 务信道(TCH/FS)和半速率话音业务信道(TCH/HS)两者的总速率分别为 22.8kb/s 和 11.4kb/s。(2)数据业务信道。在全速率或半速率信道上,通过不同的速率适配和信 道编码,可使用不
15、同的速率业务。142控制信道控制信道(CCH)用于传送信令和同步信号。它主要有三种:广播信道 (BCH)、公共控制信道(CCCH)和专用控制信道(DCCH)。(1)广播信道(BCH):广播信道是单方向控制信道,用于基站向移动 台广播公用的信息。传输内容主要是移动台入网和呼叫建立所需要的有关信 息。其中又可分为:频率校正信道(FCCH)、同步信道(SCH)、广播控 制信道(BCCH)。(2)公共控制信道(CCCH): CCCH是一种双向控制信道,用于呼叫 接续阶段传输链路连接所需要的控制信令。其中又可分为:寻呼信道(PCH)、 随机接入信道(RACH)、准许接入信道(AGCH)。(3)专用控制信道(DCCH): DCCH是双向控制信道,其用途是在呼 叫接续阶段以及在通信进行当中,在移动台和基站之间传输必须的控制信 息。其中又可分为:独立专用控制信道(SDCCH )、慢速辅助控制信道(SACCH )、快速辅助控制信道(FACCH)。2 GSM网络优化目标和流程网络优化是高层次的维护工作,是通过采用新技术手段以及优化工具对 网络参数及网络资源进行合理的调整,从而提高网络质量的维护工作。可采 用室内分布、跳频、同心圆技术、DTX、功率控制等手段减少干扰,增大网 络容量,改善无线环境;通过调