gsm网络优化基础知识培训(第一章)_信息与通信_工程科技_专业资料

前言 GSM网络优化概述 第一章 网络模型和网元介绍 1.GSM网络模型及缩略术语 2.MSC功能 3.鉴权 4.加密 5.PLMN-MSC-BSC-LAC-CELL各层介绍 6.编号系统介绍（ ISDN等）及应用 7.呼叫实例各识别码用途 8.移动台的三种状态 9.GSM频段及上下行概念 第二章 信道描述和帧结构 1.TDMA概念 2.信道分类及简介 3.复帧结构 4.逻辑信道与物理信道映射关系 5.五种突发脉冲 第三章 Traffic Case 1.MS空闲模式的行为 2.移动台的呼叫建立过程 3.位置更新 4.紧急呼叫 5.各种类型切换 6.短消息流程 第四章 GSM信号处理原理 1.时间色散 2.时间提前 3.语音编码 4.误码处理（信道编码、交织、跳频） 第五章 无线基本概念 1.小区类型 2.干扰 3.爱尔兰 B表 4.天线波瓣 5.频率组网方式GSM网络优化概述前言优化简介GSM网络从 1993年在我国商用 ,至今已有十多年的历史 .随着我国移动通讯的高速发展 ,通信网络面临着严峻的考验 . 一方面由于移动用户的高速发展 ,GSM系统的网络规模不断扩大 ,另一方面 ,随着竞争的激烈和用户越来越高的要求 ,如何使网络到达最佳的运行状态 ,如何提高通信质量 ,成为网优的首要任务1、加强 GSM网络优化，搞好运行维护是提高移动通信网络质量的关键。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，到网络优化的历程，并形成良性循环。2、网络优化工作是指对正式投入运行的网络进行参数采集、数据分析，找出影响网络运行质量的原因并且通过参数调整和采取某些技术手段，使网络达到最佳运行状态，使现有网络资源获得最佳效益，同时也对网络今后的维护及规划建设提出合理建议。网络优化主要包括无线网络优化和交换网络优化两个方面。 网络优化的目标 网络优化的主要目的是 : 1.提高网络的服务质量 主要包括高质量的语音和其他业务的服务质量 ,足够的网络覆盖率和无线接通率等 . 2.尽可能的减少运营成本 主要包括提高设备的利用率 ,增加网络容量 ,较少设备和线路的投资 从企业的角度看 , 网络优化的主要目的是 : 1. 创造企业竞争的优势 2. 降低成本 对网络不断优化后 ,用户将感觉到 : 1.掉话次数减少 ; 2.呼叫建立失败次数减少 ; 3.通话质量不断改善 ; 4.网络有较高的可用行和可靠行一、无线网优概述 1、无线网络优化的范围 *无线环境的优化 DT优化（包括主覆盖区域及各交通干道的覆盖优化） CQT（包括各主要话务区域内的室内覆盖的优化） *BSC无线环境统计指标的优化 各种无线统计指标优化 与 MSC相关的各种指标的优化 2、无线网络优化的基本操作流程 *网络的规划及管理 话务模式的预测 网络结构的规划及实际网络的优化 频率的规划及管理 无线网络的各种设置的规划、试验及管理 *日常网络优化工作 BSC的日常网优操作 无线环境的优化操作GSM无线 网络建设与优化流程系统需求分析系统容量极限网络优化调整系统增长工程优化调整 工程实施频率规划与干扰预测覆盖预测与规划勘察与站点初始布局容量规划无线网络优化的实质和过程 GSM系统无线网络优化的分类：从优化调整的对象来看，可以划分为工程参数优化和无线资源参数优化。 工程参数优化： 通过工程设计参数的优化调整，解决网络运行中的问题，在系统建设初期实施为主； 无线资源参数优化： 通过调整各种相关的无线资源参数，使网络处于良好的运行状态，在系统运行初期和后期维护中实施。 GSM系统无线网络优化的实质：GSM通信系统的特性，如移动性、随机性、不可知性等，决定其本身是一个复杂的大系统。从大系统的角度来看，对无线网络优化最终只能提供一组满意解，而不是最优解。所以，对 GSM网络优化的意义在于维持 GSM网络处于较好的运行状态，而对优化结果的评价是通过一系列网络服务指标来反映的。网络优化工作主要过程有系统调查、数据分析、制定和实施优化方案等一 : 在工作中，我们监测调查工作主要包括：1确认监测目标和范国2确定网络优化的对象和目标3计数器观测周期和统计报表二 : 数据采集三 : 数据分析和问题的定位四 : 优化方案制定及优化调整实施无线网络优化的一般流程以下流程是对无线网络优化的分解和细化：否系统增长参数优化调整数据分类汇总系统运行状态评估 系统运行数据采集性能指标统计问题定位 各项指标是否合理 系统运行状态评估可否满足网络要求是否可扩容规划及工程参数优化GSM网络性能评估指标对 GSM网络性能评估需要从各个方面来考虑，网络优化首先要建立在对网络性能评估的基础上。GSM网络性能的指标交换机性能指标中继群性能指标 告警指示无线网络质量指标系统性能指标无线网络优化调整的相关参数 无线资源参数：无线资源参数一般是基于小区或局部区域设置的。当网络局部区域出现问题时，首先要排除设备故障问题，只有排除设备故障问题时，才考虑进行无线参数调整。后面的无线资源参数优化调整都是基于无设备问题的前提下作出的。 工程参数： 天线性能参数：天线的增益、极化方式、波束宽度； 小区物理参数：天线的高度、天线下倾角度、方位角； 频率规划参数：频率复用方式调整、各小区的 BCCH和TCH载波频率； 小区属性：小区的 BSC归属；无线资源参数的分类 GSM系统中无线资源参数种类很多，下图只是按照一般的分类方法大概分类：GSM系统无线资源参数系统控制参数小区选择参数 系统功能参数网络识别参数无线资源参数分类介绍网络识别参数：主要用于移动台和网络相互识别身份。系统控制参数：主要指涉及系统配置的参数，这些参数的取值将影响到系统各部分的业务承载量和信令流量。小区选择参数：主要指与移动台进行小区选择、小区重选相关的参数；网络功能参数：主要指与实现系统各种功能（如跳频、 DTX等）相关的参数；无线网络优化的基本工具*OSS系统的各种功能话务统计功能OSS软件各种网优辅助功能 各种辅助工具（话务分析工具、无线专家等） *无线环境测试及分析工具mapinfo一、前台测试仪表及软件1、 ERICSSON TEMS测试软件，及、 TEMS手机、扫频仪用于室外的 DT测试。 ATU、鼎力、华星等2、 测试手机有 K790、 T618等。3、室内 CQT点的拨打测试手机可用各种具有网络测试功能的普通手机。二 、后台分析软件Sql/pl ODBCBatrana 等第一章网 络 模型和网元介 绍GSM网络模型GSM移动通信系统主要是由交换子系统（ NSS）、无线基站子系统 (BSS)和移动台（ MS）三大部分组成 ： 其中 NSS与 BSS间的接口为 “A”接口， BSS与 MS之间的接口为 “Um”接口Um AO & MV L RM S CV L RM S CHLROMCBSS NSS网元介绍：MSC：移动业务交换中心 Mobile services Switching CenterVLR: 拜访位置寄存器 Visitor Location RegisterHLR: 归属位置寄存器 Home Location RegisterAUC: 鉴权中心 Authentication CenterEIR: 设备识别寄存器 Equipment Identity RegisterBSC: 基站控制器 Base Station ControllerBTS: 基站收发信站 Base Transceiver StationOMC: 操作维护中心 Operation and Maintenance CenterNMC: 网络管理中心 Network Management CenterMS: 移动台 Mobile Station(1):交换子系统 交换子系统（ NSS）主要完成交换功能和客户数据与移动性管理、安全性管理所需的数据库功能。 NSS 由一系列功能实体所构成，各功能实体介绍如下： MSC：是 GSM系统的核心，是对位于它所覆盖区域中的移动台进行控制和完成话路交换的功能实体，也是移动通信系统与其它公用通信网之间的接口。它可完成网络接口、公共信道信令系统和计费等功能，还可完成 BSS、 MSC之间的切换和辅助性的无线资源管理、移动性管理等。另外，为了建立至移动台的呼叫路由，还应能完成入口 MSC（ GMSC）的功能，即查询位置信息的功能。 VLR：是一个数据库，是存储 MSC为了处理所管辖区域中 MS（统称拜访客户）的来话、去话呼叫所需检索的信息，例如客户的号码，所处位置区域的识别，向客户提供的服务等参数。 HLR：也是一个数据库，是存储管理部门用于移动客户管理的数据。每个移动客户都应在其归属位置寄存器（ HLR）注册登记，它主要存储两类信息：一是有关客户的参数；二是有关客户目前所处位置的信息，以便建立至移动台的呼叫路由，例如 MSC、 VLR地址等。 AUC：用于产生为确定移动客户的身份和对呼叫保密所需鉴权、加密的三参数（随机号码 RAND，符合响应 SRES，密钥 Kc）的功能实体。 EIR：也是一个数据库，存储有关移动台设备参数。主要完成对移动设备的识别、监视、闭锁等功能，以防止非法移动台的使用。 (2): 无线基站子系统 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）、码型变换器 (TC)和基站收发信台（ BTS）。 BSC：具有对一个或多个 BTS进行控制的功能，它主要负责无线网络资源的管理、小区配置数据管理、功率控制、定位和切换等，是个很强的业务控制点。 BTS：无线接口设备，它完全由 BSC控制，主要负责无线传输，完成无线与有线的转换、无线分集、无线信道加密、跳频等功能。 TC:码型变换器在实际应用中一般是置于 BSC和 MSC之间，完成 16kbit/s编码和 64kbit/s PCM之间的码型转换。(3):移动台 移动台就是移动客户设备部分，它由两部分组成，移动终端 (MS)和客户识别卡（ SIM）。 移动终端就是 “手机 ”，它可完成话音编码、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 ”，它类似于我们现在所用的 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进网，但 SIM卡本身不是代金卡。 (4): 操作维护子系统 GSM系统还有个操作维护子系统（ OMC），它主要是对整个 GSM网络进行管理和监控。通过它实现对 GSM网内各种部件功能的监视、状态报告、故障诊断等功能。 OMC与 MSC之间的接口目前还未开放，因为 CCITT对电信网络管理的 Q3接口标准化工作尚未完成。AUC与 HLR相连，是向 HLR提供出于安全原因而使用的鉴权参数和密钥。即三参数组。EIR与 MSC相连，对接入系统的移动台的设备进行识别。下面讲述系统的鉴权、加密和设备的识别过程：*鉴权、加密及设备识别1、下列情况需先经过鉴权1 )移动台呼出及呼入。2)移动台位置登记、位置更新。3)移动台补充业务的登记、使用、删除。2、鉴权过程AUC HLRGSM鉴权过程：1、用户购机入网时，电信部门将 IMSI号和用户鉴权键 Ki一起分配给用户。同时，该用户的 IMSI和 Ki存入 AUC。2、在 AUC鉴权中心按下步骤产生一个用于鉴权和加密的三参数组。1）产生一个不可预测的随机数 RAND。2）以 IMSI、 Ki和 RAND为输入参数由两个不同的算法电路（ A8和 A3）计算出密钥 Kc和符号响应 SRES。3）将 RAND、 SRES、 Kc组成一个三参数组送往 HLR作为今后为该用户鉴权时使用。3、 HLR自动存储 110组每个用户的三参数组，并在 MSC/VLR需要时传 给它。而在 MSC/VLR中也为每个用户存储 17组这样的三参数组。这样做的目的是减少 MSC/VLR与 HLR、 AUC之间信号传送的频次。4、在呼叫处理过程中， MSC向需被鉴权的移动台发送一组参数中的 RAND号码，移动台据此再加上要身 SIM卡内存储的 IMSI和 Ki作为 A3鉴权运算电路的输入信号，算出鉴权的符号响应 SRES并将其送回 MSC/VLR。5、 MSC将原参数组中由 AUC算出的 SRES与移动台返回的 SRES比较，若相同，则认为合法，允许接入，否则为不合法，拒绝为其服务。IMSI1IMSI2 KiKiRANDKc SRES RANDKcSRESRAND加密算法 8鉴权 算法 3结 果结 果数据库IMSI和鉴权产生随机数HLR三参数组的产生过程Authentication Triplet generationVLRRandom Number Generator KiRANDAuthentication TripletAuthentication TripletAC A8A3SRES KcRAND SRES KcAuthentication ProcedureRAND SRES KcAuthentication TripletBSCBTSA3A8K i KcRANDKcSRESM SSIMVLRComparisonAUC HLR MSC/VLR MS算法 A3RAND KiSERSRAND接入请求SRESAUC SRESMS?=存储 HLR中所有用户的鉴权键 Ki对所有用户产生一参数RAND/KC/SRES临时存储所有用户的三参数组 (每用户 1至10个