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浙江工业大学硕士学位论文 g s m 无线网络性能优化 摘要 近些年来，由于移动通信和蜂窝电话的发展趋势非常迅速，无线 设备网络容量的需求与频率资源的受限已在实际网络运营中日益暴 露，并严重困扰着各个移动通信运营商。合理的网络规划和针对性的 网络优化已成为各运营商日常运维工作的重点，并在此投入了大量的 人力、物力和财力以达到优化目的。 g s m 网络存在着建设周期较短、网络变动频繁等诸多特点，所以 工程项目结束后一般都会遗留较多的故障和问题。网络优化工作是在 充分了解网络运行状况的前提下，通过利用各种有效的技术手段，对 网络结构、配置和参数中不合理的部分进行必要的调整修改，以使无 线网络达到最佳的运行状态。如何进行合理的网络优化，优化工作如 何开展，如何才能在优化的基础上发挥价格昂贵的无线设备资源最大 程度的作用，是无线优化人员实际面临且正在摸索的课题之一。 本文从梳理优化流程入手，通过对现有无线网络从系统到参数的 逐级逐步优化工作，有效的降低了在无线网络建设上的投入运营成本、 提高了网络整体运行质量和客户满意度，在无需进一步对系统提出更 高配置要求的前提下，大大的发掘了现有无线网络软件和硬件的应有 潜力，对改善无线网络运作具有一定的影响。 关键词：小区重选滞后，最大重发次数，无线链路超时，操作维 浙江工业大学硕士学位论文 护功能，计数器，异步模式 浙江工业大学硕士学位论文 l e s sn e t w o r kr e s o u r c e st h ef u n c t i o ni se x c e l l e n tt or u n a b s t r a c t i nr e c e n t y e a r s ，d u e t ot h e r a p i dd e v e l o p m e n t o f m o b i l e c o m m u n i c a t i o na n dm o b i l ep h o n e s ，t h ec a p a c i t yo ft h ew i r e l e s sn e t w o r k h a sb e e ns i n c e r e l yl i m i t e db yt h e 丘e q u e n c yr e s o u r c e s ，a n di tt r o u b l e s m o b i l en e t w o r ko p e r a t o r s n e t w o r ka d m i n i s t r a t i o na n do p t i m i z a t i o na r e b e c o m i n gt h em a i ni s s u e sw h i c h t h em o b i l en e t w o r k o p e r a t o r sh a v et od e a l w i t he v e r y d a y i tt a k e sal o to f p e o p l ea n dm o n e yt oa c h i e v et h ep u r p o s eo f o p t i m i z a t i o n g s mn e t w o r kh a saf a s tc o n s t r u c t i o nc y c l ea n dc h a n g e sf r e q u e n t l y w h i c hl e a v es o m ep r o b l e ma f t e rf i n i s h i n ga ne n g i n e e r i n gp r o j e c t n e t w o r k o p t i m i z a t i o n i st ol l s e v a r i e t y o ft e c h n i q u e st oa d j u s tt h ei l l o g i c a l p a r a m e t e r sa p p e a r e d i nt h ea r c h i t e c t u r ea n d c o n f i g u r a t i o n o fa w e l l a n a l y z e dn e t w o r k t h i sa r t i c l ed e s c r i b e s t h eo p t i m i z a t i o no ft h e e x i s t e n tn e t w o r kf r o mt h es y s t e ml e v e ld o w nt ot h ep a r a m e t e rl e v e l t h e o p t i m i z a t i o nr e d u c e st h en e t w o r kc o n s t r u c t i o nc o s t ，i m p r o v e st h en e t w o r k o p e r a t i o nq u a l i t ya n dc u s t o m e r s s a t i s f a c t i o n i te x p l o r e st h ep o t e n t i a lo f i i i 浙江工业大学硕士学位论文 h a r d w a r ea n ds o f t w a r eo ft h ee x i s t e n tn e t w o r kw i t ht h es a m es y s t e m r e s o l l r c 宅s ，w h i c hh a sa ni m p a c to nw i r e l e s sn e t w o r ko p e r a t i o n s k e yw o r d s ：c e l l r e s e l e c t - h y s t e r e s i s ，m a xr e t r a n s ，r a d i ol i n k 面m eo u t ，o n 妇l ，c o u n t e r s ，s a b m 浙江工业大学 学位论文原创性声明 本人郑重声明：所提交的学位论文是本人在导师的指导下，独立进行研 究工作所取得的研究成果。除文中已经加以标注引用的内容外，本论文不 包含其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果，也不含为获得浙江工 业大学或其它教育机构的学位证书而使用过的材料。对本文的研究作出重 要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人承担本声明的法 律责任。 作者签名： 渺才 1 日期：，哪律，月q 日 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学 校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被 查阅和借阅。本人授权浙江工业大学可以将本学位论文的全部或部分内容 编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和 汇编本学位论文。 本学位论文属于 1 、保密口，在年解密后适用本授权书。 2 、不保密叼。 ( 请在以上相应方框内打“寸) 作者签名： 导师签名： 日期：工晰5 月j 7 日 日期：厕年5 月弓。日 小艮 降均 浙江工业大学硕士学位论文 1 1 前言 1 1 1 。f l s m 优化概述 第一章绪论 数字蜂窝移动通信系统( g s m ) 是一个集网络技术、数字程控交换技术、各 种传输技术和无线技术等领域的综合性系统。从网络的物理结构分析，g s m 系统 一般可分为三个部分，即网络分系统( n s s ) 、基站分系统( b s s ) 和移动台( m s ) 。 从信令结构分析，g s m 系统中主要包含了m a p 接口、a 接口( m s c 与b s c 间的 接口) 、a b i s 接口( b s c 与b t s 间的接口) 和u m 接口( b t s 与m s 间的接口， 通常也称作空中接口) 。所有这些实体和接口中都牵涉到大量的配置参数和性能参 数。其中的一些参数在设备的开发和生产过程中已经确定，但更多的参数是由网 络运营部门根据网络的实际需求和实际运作情况来确定。而这些参数的设置和调 整对整个g s m 网络的运作具有相当的影响。因此，g s m 网络的优化在某种意义 上是网络中各种参数的优化设置和调整的过程。 作为移动通信系统，g s m 网络中与无线设备和接口有关的参数对其网络的服 务性能所带来的影响最为敏感。g s m 网络中的无线参数是指与无线设备和无线资 源有关的参数。这些参数对网络中小区的覆盖、信令流量的分布、网络的业务性 能等都具有至关重要的影响，因此合理调整无线参数是g s m 网络优化的重要组成 部分。根据无线参数在网络中的服务对象，g s m 无线参数一般可以分为二类，一 类为工程参数，另一类为资源参数。工程参数是指与工程设计、安装和开通有关 的参数，如天线增益、电缆损耗等，这些参数一般在网络设计中必须确定，在网 络的运行过程中一般不易更改。资源参数是指与无线资源的配置、利用有关的参 数，这类参数通常会在无线接口( u r n ) 上传送，以保持基站与移动台之间的一致。 资源参数的另一个重要特点是：大多数资源参数在网络运行过程中可以通过一定 的人机界面进行动态调整。本文所涉及g s m 网络优化调整主要以无线资源参数为 浙江工业大学硕士学位论文 主。 当营运者准备建设一个移动通信网络时，首先必须根据特定位置的地理环境、 业务流量预测及c q t d t 网络质量测试等基础的网络信息来对系统进行合理工程 设计，这些设计包括了网络拓扑结构的规划，基站选址和频率规划等等。然而与 固定系统相比，由于移动通信中用户终端是移动而非固定的，因此无论是业务量 还是信令流量或其它一些网络特性指标，都具有较强的流动性、突发性和随机性。 这些特性决定了移动通信系统在话务模型、信令流量的设计上与实际情况存在较 大的差异。所以，当网络运行以后，营运者需要对网络的各种结构、配置和参数 进行相应的调整，以使网络能在更合理的配置、参数等状态下进行工作。这是整 个网络优化工作中的重要部分。 在g s m 系统网络的部署中，网络参数的配置、调整是贯穿了整个系统生命周 期始终的连续活动，网络的正常运行需要各种参数，它们的改变可以影响小区的 运行状态。无线参数优化调整是指对正在运行的系统，根据实际无线信道特性、 话务量特性和信令流量承载情况，通过调整网络中局部或全局的无线参数来提高 通信质量，改善网络平均的服务性能和提高设备的利用率的过程。实际上，无线 参数调整的基本原则是充分利用已有的无线资源，通过业务量分担的方式使全网 的业务量和信令流量尽可能均匀，以达到提高网络平均服务水平的目标。 近年来，由于移动通信、蜂窝电话的发展趋势非常迅猛，频率资源对移动通 信发展的制约越来越大，如何在现有频率资源的情况下，尽可能提高系统容量， 也已成为移动通信运营者极其关心的热点问题。因此从现有的角度出发，只要进 行仔细的网络规划和优化，既可以大大的发掘出现有软硬件的潜力，无需进一步 对系统提出更高的配置要求，就可以利用合理的网络参数的配置，尽可能的提高 系统的容量与通话质量，达到满意的优化成果。 1 1 2 ，无线优化调整的类型 无线优化的手段有很多，针对不同的情况，用不同的优化方式来对应，可以 很形象的把无线优化看成是一套完整的系统。作为系统，基础的硬件设施是必须 的，在无线方面看可以是合理的设备拓扑结构设计、硬件配置、容量控制及故障 处理，通过这些硬件处理及设计达到我们预期的一个网络结构；接着就需要一些 2 浙江工业大学硕士学位论文 软件设施配合了，在无线优化中一个合理的网络需要的不仅仅是硬件这个骨架， 还需要根据不同的环境、不同的时段设置相应的无线参数，最大范围优化无线网 络，这才无线优化的核心。 从无线参数优化调整需解决问题的性质上分可以将其分为两类。第一类参数 调整是为了解决静态司题，即通过实测网络各个地区的平均话务量和信令流量， 对系统设计中采用的话务模型进行修正，解决长期存在的普遍现象。另一类调整 用于解决由于一些突发事件或随机事件造成在某个时间段中，局部地区发生的话 务量过载、信道拥塞的现象，如解决一些节日、大型展会的应急通信需要。 对于第一类调整，营运者仅需定期地对网络的实际运行情况进行测量和总结， 并在此基础上对网络全局或局部的参数和配置进行适当调整。而第二类调整则是 网络操作员根据测量人员即时得到的数据，实时地调整部分无线参数。无线参数 的调整贯穿于网络规划、建立与运行维护的整个周期，例如在网络规划时，必须 选定以下参数：频率分配，功率控制参数，小区切换参数等等。整个网络的发展 工作是一项连续不断的工作，小区会发生变化，系统容量会不断增加，有些参数 在网络运营中改动很少，在网络建成的时候就已经合理配置过了，另外有些无线 参数是由移动台进行测量报告的，不是可以调整的。有些参数g s m 规范只是进行 了部分定义( 如切换参数) ，具体因设备生产厂商的不同而不同。参数修改是严肃 性的，一般参数重新设置在网络运行中不影响或者很少影响正常业务通信，比如 功率控制参数和小区切换参数，不同的参数根据参数性质不同影响程度也不同。 g s m 的无线参数有很多，不同的参数可以体现出不同的系统环境，运营者可 以动态的对网络运行状态进行优化调整，提高现有网络资源的利用率，以达到最 佳的网络效果和更好的客户满意度。 1 1 3 无线优化调整的前提 首先必须对各个无线参数的意义、调整方式和调整的结果有深刻的了解，对 网络中出现问题所涉及的无线参数类型有相当的经验。这是作有效的无线参数调 整的必要条件。另一方面，无线参数的调整将依赖于实际网络运行过程中的大量 实测数据。一般这些参数可以由两种手段获得，一是在网络的操作维护中心 ( o m c ) 或无线段的操作维护中心( o m c - - r ) 上获取的统计参数，如c c c h 信 道的承载情况、r a c h 信道的承载情况以及其它信道( 包括有线和无线信道) 的 3 堕翌三些奎兰堡主堂竺丝奎 信令承载情况等等；另一些参数。如小区覆盖情况、移动台通信质量等等，需通 过实地的拨打测试和复测获碍。因此营运者欲有效地调整无线参数必须合理利用 各种指标数据及测试回馈信息作为判断依据。 1 1 4 无线优化调整的注意事项 在g s m 系统中，大量的无线参数是基于小区或局部区域设置的，而区域间的 参数通常有很强的相关性，因此在作参数调整时必须考虑到区域的参数调整对其 它区域尤其是相邻区域的影响，否则参数的调整会发生很强的负面影响。 此外，当网络中局部区域出现问题时，首先需确定是否由于设备故障( 包括 连接问题) 造成，在现网运行中很多隐性故障能造成指标参数突变，并会根据设 备及厂家的不同产生不同程度的影响，只有在确定网络中的问题确实是由于业务 原因引起时，才能进行无线参数的调整。 1 1 5 本文的研究内容 g s m 系统是由欧洲电信标准化协会( e t s i ) 研究确定的一种标准化系统。其 中的大部分参数在g s m 规范中都有严格的定义。但在每家生产厂商研制过程中， 根据自身的经验都会增加许多优化网络的参数设置，或则将规范的参数作适当的 修改以适应自身设备的协议。本论文主要研究a l c a t e l 公司研制的g s m 系统设 备中用户可设置的无线参数，对其定义，取值范围、设置方式及其对网络性能的 影响进行分析和描述，本文主要优化区域为金华地区无线网络。 并将根据研究区域的实际网络情况进行详细分柝，从存在的各个问题点出发， 依靠各种行之有效及较少使用的优化手段使网络质量得到定的提高，本文中研 究的无线参数一般局限于对网络的无线性能有较大影响的部分。这些无线参数可 以大致分为二类，一类是在无线接口( u r n ) 上传输的参数，这类参数一般在g s m 规范中都有严格的定义，以保证u m 接口的标准性；另一类则是用于控制基站系 统中的各种内部操作或算法，如：切换准则、切换门限等等，这类参数一般在g s m 规范中都没有定义，但它们对系统的正常运转和合理工作有较大的影响。 浙江工业大学硕士学位论文 1 2 g s m 网络优化流程 1 2 1 策划阶段 策划阶段的主要内容包括： 1 信息采集：采集所需优化区域内基站频率规划，切换关系，基站结构，经 纬度，天线倾角，方位角，高度，归属b s c 、m s c 和l a c 等基本信息。 2 拨打测试：对需优化区域进行c q t 、d t 的拨打测试，主要针对重点用户 投诉区域，分析天线覆盖，基站切换，邻频和同频干扰程度。初步掌握恶化区域 的主要问题。 3 系统分析：根据o m c r 的数据统计分析，统计系统的掉话率，t c h 射频丢 失率( t c h 分配失败率) ，s d c c h 的射频丢失率，切换掉话率，t c h 的拥塞率， s d c c h 的拥塞率，t c h 的业务量，s d c c h 的业务量等主要指标。可以采用t o p l o 法，将指标最为恶劣的1 0 个小区列出，作为重点解决的目标。 图卜1 结合o m c - r 故障告警分析问题 4 提出方案：结合前3 项，提出优化方案。 可以用一句话来概括第一阶段工作，就是：掌握情况，针对重点，提出方案。 浙江工业大学硕士学位论文 1 2 2 实施阶段 本阶段根据优化方案，主要通过：基站告警排障；基站检查；频率规划优化； 天线调整；切换关系修改；数据库修改。达到降低拥塞率；降低掉话率；提高接 通率；改善覆盖；改善通话质量等不同的优化目的。 系统优化( s y m mo p t i m i z a t i o n ) 和基站排障( t r o u b l s h o o t i n g ) 在称谓上截然不 同，但在实施中却难以区分。实际上基站排障后，系统指标往往有大幅度提高。 路测贯彻本阶段的始终，通过路测验证以上各种优化手段的实际效果，分析仍然 存在的问题，发现新的问题。另外统计每天的系统运行报告，同样用于评估每日 优化效果，发现和分析问题。二者相互结合并根据实际情况各有侧重。 为了便于掌握系统参数设置的整体情况，可以在慎重确定合理的取值后，将 各小区参数统一。这样做，有可能系统局部出现恶化，但是有利于理清思路，然 后对部分区域进行微调修正，以达到预期优化效果。 1 2 3 总结阶段 因为基站硬件，频率规划和天线对系统的影响更大，经过优化后必须对指标 进行跟踪评估，判断是否需要进行l a c 重新分区，是否需要调整b s c 所带基站， 在那些热点地区增加基站等进一步措施。 1 2 4 阶段流程 圈圈 图1 - 2 系统优化阶段流程图 6 浙江工业大学硕士学位论文 1 2 5 设备配置 主要所需的设备有： 1 调测设备：带基站8 s c t c 等主设备调测软件的便携机( 调测软件包括b t s + t e r m i n a l 、【 r r c t 、t c - t c r m i n a l 、w i n d o w sb s ct e r m i n a l 等) 。 2 路测设备：包含测试软件( 如t e m s ，e a s l o m 2 0 0 0 ) 、测试手机( 一般2 套，负责主叫及被叫) 、g p s 、测试工程车等。 3 信令跟踪设备：仪表有k 1 2 0 5 、7 4 0 0 ，软件有g s mn e t w o r ko p t i m i z a t i o n 、 a g l a ev e r s i o n 等。 等。 图1 - 3g s mn e t w o r ko p t i m i z a t i o n 软件链路平衡3 d 显示 4 优化相关软件设备：o m c r p r o jf o rg s m 、e a s y r n p 2 0 、a 9 5 6 - r n o 、p m 5 其他工具：m a p l a f o 、干扰测试仪、信号发生器( 综测仪) 。 7 浙江工业大学硕士学位论文 第二章信令流程分析与系统优化 2 1b s s 系统中的信令应用 作为g s m 移动通信系统，主要实现一种任何时间、任何地点、任何通信对象 之间的通信。那么在这样一个通信过程中，通信对象之间不仅要传送对通信对象 有用的语音及数据，还包括一些信令协议，了解熟悉这些信令协议是优化项目开 始的基础。在b s s 系统中，涉及到的信令如图2 1 ，其主要内容有： 七号信令( n o 7 ) ：在m s c 和b s c 之间传送，采用与话路分离的公共信 道形式，透明地传送各种用户( 交换局) 所需的业务信令和其它形式的 信息，满足特种业务网和多种业务网的需要。 d 信道的链路接入规程( l a p d ) ：消息在b s c 和b t s 之间通过a b i s 接口 按l a p d 协议进行传送； 胁信道的链路接入规程( l a p d m ) ：在b t s 和| l s 之间通过空中接口u m 传送。 图2 1b s s 系统网元结构及信令协议 需要说明的是接口和协议是有区别的，接口是两个相邻实体或网元之间的连 接点，而协议是说明连接点上交换信息的规则。 8 浙江工业大学硕士学位论文 2 2b s s 系统信令模型 2 2 1 信令模型概述 在o s m 移动通信系统中。b s s 系统的信令模型采用了一般的o s l 七层协议 中的低三层协议，把协议按其功能分为不同的层面，最底层为传输层或物理层， 第二层为链路层或称网络层，第三层以上统称为应用层，每一层都有自己的协议 和规定。它们从低到高依次包括： 第一层( l 1 ) ：物理层 第二层( l 2 ) ：链路层或网络层 第三层( l 3 ) ：应用层 引用至g s m 呼叫流程v 1 0 - g s m p r o t o c o l 图2 - 2b s s 系统的信令模型 l 1 ( l a y e r1 ) 物理层：这是无线接口的最底层，负责实际数据“位( b i t ) ” 的传送、为高层提供实现不同功能的逻辑信道。 “婶d m ( l i n k a c c e s s p r o t o c o l f o r d m c h a n n e l ) ：传递m s 和b t s 间信息的协 议。l a p d m 基于i s d n 的d 信道链路接入协议( u 心d ) ，但是做了修改以应用 于u m 接口，所以称为l a p d m 。 l a p d ( l i n k a c c e s sp r o t o o o lf o rdc h a n n e l ) ：传递b t s 和b s c 问信息的协议 b t s m ( b a s es t a t i o nt r a n s c e i v e rm a n a g e m e n t ) ：传递b t s 和b s c 问有关操作 维护信息的协议。 9 浙江工业大学硕士学位论文 m t p l ( m e s s a g e t r a n s f e rp a r tl a y e r l ) ：七号信令的信息载体，负责底层的数 据比特传递。 m t p 2 ( m e s s a g et r a n s f e rp a r tl a y e r2 ) ：提供七号信令的信息无差错的传递。 m t p 3 ( m e s s a g et r a n s f e rp a r tl a y e r3 ) ：定义七号信令的信息可靠的传递，及 对信令网故障的处理和恢复。 s c c p ( s i g n a lc o n n e c tc o n t r o lp a r t ) ：负责七号信令系统的信号路由功能。 t c a p ( t r a i t i cc a p a b i l i t y a p p l i c a t i o np a r t ) ：提供s c c p 用户消息的对话功能。 b s s a p ( b a s es t a t i o ns u bs y s t e ma p p l i c a t i o np a r t ) ：有两种不同的用户功能， 直接传递应用部分( d 呵m ，) 和b s s 管理应用部分( b s s m a p ) 。 d t a p m s c 和m s 间通过b s c 透明传输有关呼叫控制和移动性管理的消 息。 b s s m a p m s c 和b s c b t s 间b s s 管理消息，这些消息用于资源管理， 切换控制等。 2 2 2 。物理层 物理层主要负责物理数据单元的无错传送。在物理层上，定义了传输路径上 的电气特性。 在一般系统中，b t s 与m s 之间的u m 接口的物理层采用无线路径，在b t s 与b s c 之间的a b i s 接口的物理层采用在不均衡的7 5 q 同轴电缆或1 2 0 q 双绞线上 的2 0 4 8 b p s 的c e f r r 数据流。在m s c 与b s c 之间采用公共信道信令n o 7 ( c s s 7 ) 的消息转移部分( m r p ) 的第一级来实现，采用2 m b i t s 的p c m 数字链路作为传 输链路，性能符合g b 7 6 1 1 - - 8 7 标准；n o 7 ( c s s 7 ) 信令信道使用2 m b i f f s 链路 中的t 8 1 6 。2 m b i t s p c m 链路中的t s o 通常用于传输m s c 与b s c 之间的同步信 号，其他时隙( t s l - t s l 5 ，t s l 7 。t s 3 1 ) 传输业务信号。在该接口中，业务信号 的传输速率为6 4 k b w s ，为a 律p c m 编码方式。 2 2 3 链路层 链路层又称为网络层，在链路层上，主要功能有：帧传递、无错传送以及通 过物理层实现两连接实体之间的比特传送。在链路层上的任务主要是建立、维持 i o 浙江工业大学硕士学位论文 和释放两连接实体之间的连接。 在g s m 中，b t s 与m s 之间的u m 接口的数据链路层通过l a p d m ( d m 信 道的链路接入规程) 实现；b t s 与b s c 之间的a b i s 接口的数据链路层通过u 心d ( d 信道的链路接入规程) 实现。在b s c 与m s c 之间的a 接口的数据链路层通 过姗2 、m t p 3 、s c c p 来实现，其中m t p 2 是h d l c ( 高级数据链路控制) 协 议的一种变体，帧结构分别是由标志字段、控制字段、信息字段、校验字段和标 志序列所组成；m r p 3 和s c c p ( 信令连接控制部分) 则主要完成信令路由选择等 功能。 2 2 4 应用层 此层主要负责控制和管理的协议层，用于建立端到端的连接，并实现寻址和 选择路由功能。在应用层上，通过一个任意的网络拓扑结构从目的地取得消息。 在g s m 中，b t s 与m s 之间的u r n 接口的应用层可以被分为三个子层：c m 层( 连接管理层) 、m m 层( 移动管理层) 和r r 层( 无线资源层) 。 无线资源层( r r ) 为移动管理层( v i m ) 提供了一些服务，无线资源层的主 要作用包括建立，维持、释放物理连接( 比如无线的业务和控制信道) 。无线资源 层的一些主要功能在b s c 中实现，但部分功能在b t s 中实现。 移动管理层( m m ) 主要用于在网络中的用户设备的注册和用户的鉴别，移 动管理层的功能在m s c 一侧实现。 连接管理层( c m ) 是g s m 信令模型中的最高一层，这个我们可以从它在信 令模型中的位置可以很清楚的看到( 在m s c 和m s 的信令模型结构的最高层) 。 在g s m 系统中，无线资源层是与用户之间一个基本的接口。 连接管理层又可以被分为三个子层：c c ( 呼叫控制) ，主要负责呼叫的建立、 维持和释放：s s ( 补充业务) ；s m s ( 短消息业务) 。 b t s 与b s c 之间的a b i s 接口的应用层主要传输b t s 的应用部分，包括无线 链路管理( r l m ) 功能和操作维护功能( o m l ) 。 在a b i s 接口上b s c 提供b t s 配置、b t s 监测、b t s 测试及业务控制等信令 控制信息。同一基站的多个t r x 可以共用一条l a p d 信令链路，链路应该具备流 量指示功能。其业务接口为8 条1 6 k b p s ( f r ) 的电路。如果采用复用方案，则每 个t r x 有3 条6 4 k b p s 的电路，其中一条用作l a p d 信令链路，另外两条6 4 k b p s l l 浙江工业大学硕士学位论文 链路用作8 条语音或数据链路( 4 路复用) 。 在b s c 与m s c 之间的a 接口的应用层包括了b s s 应用规程( b s s a p ) 和 b s s 操作维护应用规程( b s s o m a p ) ，完成基站系统的资源和连接的维护管理， 业务的接续及拆除的控制。 2 3 小区选择和小区重选 目前，拥塞率是评估g s m 网络重要指标，并且直接影响系统的接通率，与掉 话率也密切相关。控制移动台在空闲模式下的小区选择和重选，结合调整切换门 限，可以均衡各小区负荷，降低小区和系统的拥塞率，是系统优化中一项有效手 段。 小区选择和重选消息利用“b c c h 分配( b a ) ”表。每个服务小区有两个b a l i s t 表，可以相同可以不同。 1 ) b a ( b c c h ) ：在b c c h 上通过系统信息消息类型2 ( s y s t e mi n f o r m a t i o n m e s s a g e t y l 2 ) 发送，用于移动台的小区选择和重选。它包含p l m n 在某个物理区 域中使用的b c c h 载波，最多6 4 个频点。当b a ( s a c c h ) 中定义的频点是b a ( b c c h ) 中定义频点的子集时，b a ( b c c h ) 最多可定义6 4 个邻小区。 2 ) b a ( s a c c h ) ：在s a c c h 上通过系统信息消息类型5 ( s y s t e m i n f o r m a t i o n m e s s a g et y p e5 ) 发送的b a 。它向移动台指示，哪个b c c h 载波用于切换监测， 最多6 4 个频点，最多3 2 个邻小区。 由此可发现：当某小区存在于另一小区的b a ( b c c h ) 但不在b a ( s a c c h ) 时。这 个小区将不参与切换判决，因而只支持服务区内的呼叫，不接受切换。 2 3 1 。小区选择 小区选择是指移动台在开机并进入空闲模式时优先选择服务小区的过程，移 动台选择某个小区后，开始接收该小区的寻呼信息，并在r a c h 上做随机接入尝试， 接收该小区的b c c h 数据。 移动台开机进行小区选择，一般存在有两种情况：一种是移动台存有上次的 浙江工业大学硕士学位论文 b c c h 信息。另一种是移动台中未存有b c c h 信息。 ( 1 ) 移动台开机( 无b c c h 信息) 移动台会搜索所有1 2 4 个信道，在每个r f 信道上读取接收的信号强度，计算平 均电平整个测量时间为3 - _ 5 秒，在这段时闯内从不同的r f 信道上抽样测量点。 每载波至少5 个测量样点。 图2 - 3a 1 2 0 5 信令仪信息过滤跟踪 m s 会选择接收到最大电平的载波，并判断该载波是否为b c c h 。若是，则m s 尝试同步。读取b c c h 数据，若满足下列条件： 1 ) m s 解码正确，小区是p l m n 的一部分； 2 ) 小区未被罢止： 3 ) c l o ； m s 选择该小区，若不满足上述的2 ，3 即搜索到小区但不能成为可服务小区， 移动台则继续从该小区的b a - l i s t 的载波中寻找；若上述的3 项条件皆不能满足， 则m s 调谐到次高频上，重复判别过程；移动台若搜索3 0 个最强的r f 信道后， 仍未找到合适的小区，但发现有b c c h 信号，则移动台显示这可用的p l m n ，然后 进入自动模式或手动模式，否则，m s 搜索更多的r f 信道直到找到一个b c c h 载 波。 ( 2 ) 移动台开机( 原存有b c c h 信息) 1 3 浙江工业大学硕士学位论文 m s 关机时储存上次的b c c h 信息，开机搜索存储的b c c h ，在该b c c h 不能 成为服务小区时( c 1 服务小区c l + c e u r i 也s e u c 1 瑁吖s t e r e s i s ，发生小区重选。若在前1 5 s 内，发生过小区重 选，贝i j 不立刻发生小区重选。 5 ) 在最大重传( m a x _ r e t r m s ) 后，随机接入尝试仍不成功。 以下对小区重选的参数做一分析和优化建议： 1 附加重选参数指示( a d d i t i o n a lr e s e l e c t ) 移动台在同一位置登记区发生b c c h 重选时，目标小区c l 必须大于源小区 c l 。移动台在不同位置登记区发生b c c h 重选时，目标小区c l 必须大于源小区 c l + c e l l _ r e s e l e c l j r y s t e r e s i s 。c 2 是g s m 系统可选功能，并且只适用 p h a s e 2 以上的移动台，是否启用c 2 作为小区重选参数是由网络营运者决定的， 附加重选参数指示( a d d i t i o n a lr e s e l e c t ) 用于通知移动台在小区重选过程中是 否采用c 2 。小区重选采用参数c 2 时，应设置a d d m o l 瞄工r e s e l e c t 为p r e s e n t ， 此项参数已固化定义为p r e s e n t 。 2 小区重选滞后( c e ur e s e l e c th y s t e r e s i s ) 移动台进行小区重选对，若原小区和县标小区属不同的位置区，贝q 移动台在 小区重选后必须启动一次位置更新过程。由于无线信道的衰落特性，通常在相邻 小区的交界处测量得到的两个小区的c 2 值会有较大的波动，从而使移动台频繁地 进行小区重选。尽管移动台两次小区重选的间隔时间不会小于1 5 秒，但对位置更 新丽言1 5 秒的时间是极其短暂的。它不但使网络的信令流量大大增加、无线资源 得不到充分利用，并且由于移动台在位置更新的过程中无法响应寻呼，因而使系 浙江工业大学硕士学位论文 统的接通率降低。为了减小这一问题的影响，g s m 规范设立了一个参数，称为小 区重选滞后( c e l l ，也就是前面所说的判决是否进_ r e s e l e c t h y s t e r e s i s ) 行小区重选判决条件之一。要求邻区( 位置区与本区不同) 信号电平必须比本区 信号电平大，且其差值必须大于小区重选滞后规定的值，移动台才启动小区重选。 所以选择合适的小区重选滞后电平对网络优化有重要的意义。小区重选滞后通常 建议设置为6 d b 或8 d b 。 在此我们对不同情形的设置进行了对比，发现当某地区的业务量很大，并经 常出现信令流量过载时，将该地区中属于不同l a c 的相邻小区的小区重选滞后参 数增大，可以有效降低重选所带来的信令过载现象。 图2 - 5 合理设置c r i - i 参数 若属于不同位置区的相邻小区其重叠覆盖范围较大时，也可增大小区重选滞 后参数来降低不必要的信令流量。 若属于不同l a c 的相邻小区在邻接处的覆盖较差，即出现覆盖的“缝隙”时， 或这种邻接处地理位置处于高速公路等慢速移动物体较少的地区时，可以降低该 小区重选滞后参数，设置在2 6 d b 之间为佳。 3 小区重选偏置临时偏置惩罚时间( c e l l _ r e s e l e c t i o no f f s e t _ t e m p o r a r y _ o f f s e t p e n a l t yt i m e ) 这三个参数对c 2 值有直接的影响，c r o 为一量值，它表示对c 2 的人为修正 值。t o 表示对c 2 的临时修正值。所谓临时是指它仅在一段时间内对c 2 发生作 用。而这段时间则由参数p t 确定。使用这些参数便可以灵活地控制移动台在空闲 模式下进行小区重选，并且对于微蜂窝或g s m 9 0 0 1 8 0 0 又3 ( 频网的话务量控制非常 1 6 浙江工业大学硕士学位论文 有效。 上述三个参数的调整可以分为三种情况。 第一，对于业务量很大或由于某种原因使小区中的通信质量较低时，一般希 望移动台尽可能不要工作于该小区( 即对该小区具有一定的排斥性) 。这种情况下， 可以设置p t 为3 1 ，因此参数t o 失效。c 2 的数值等于c 1 减c r o ，因此对应于 该小区的c 2 值被人为地降低，从而使移动台以该小区作为重选的可能性降低。此 外，网络操作员根据对该小区的排斥程度，可以设置适当的c r o 。排斥越大，c r o 越大，反之，c r o 越小。 第二，对于业务量很小，设备利用率较低的小区，一般鼓励移动台尽可能工 作于该小区( 即对该小区具有一定的倾向性) 。这种情况下，建议设置c r o 在o 2 0 d b 之问，根据对该小区的倾向程度，设置c r o 。倾向越大，c r o 越大，反之， c r o 越小。t o 一般建议设置与c r o 相同或略高于c r o 。p t 主要作用是避免移 动台的小区重选过程过于频繁，一般建议的设置为0 ( 2 0 秒) 或1 ( 4 0 秒) 。 第三，对于业务量一般的小区。一般建议设置c r o 为0 ，p t 为3 1 ，从而使 c 2 = c 1 ，也即不对小区施加人为影响。 但是值碍注意的是无论在何种情况不得将c r o 的数值设置超过2 5 d b ，因为 过大的c r o 会使网络发生一些不稳定的现象。而且这些参数的设置是基于每个小 区的，予参数c 2 和邻区有密切的关系，所以在设置这些参数后必须观测注意相邻 小区的指标变化。 2 4 位置更新流程 移动台位置更新过程：在r a c h 上向基站子系统发送信道请求，然后去占用 系统分配的$ d c c h ，发起位置更新请求信息。经过鉴权和加密过程，v l r 向移 动台发送位置更新接受消息，其中包含t m s i 和l a i 信息。移动台将t m s i 和l a i 存储在s i m 卡中，回送t m s i 应答消息，位置更新过程完成。移动台释放s d c c h 。 浙江工业大学硕士学位论文 置i g 晡_ 脚- 4 层蚺畸蠡蠹_ 雕腿g l 翻_ 喇i 口- 量函吐函矗_ _ 叫艘c 鲥l 幽# 点d 点- _ 吐 e 6 n l r t ? , o c 印r e q )妇坤r e q 一 o h h d a 自由h ，h 陷由- d h d a 矗肼，h k 士孵h “h 日_ 幽_ p m c 蝴a w w a p l w r l n f d 蜥国缸而口 w 赫国缸咖p r o c m m f 弧i 配强恐埘自州h 钟喇妇-傩f 窥能毯婚曲雠巍t i 咿i力i 埘届娜醯晡越龃 ”龋女口， z 印4 = e r t细u p a c c e p tl o c 印a c c e p t c l e a rc c h a n n e l r e l e a s e c h a r m e l r e l e a s e d 掰d e a a f f v a t e s a c c h 吼r e l e a i n d i c a t i o n 。 置p c 矗r e l e a s e r ，确r “触 c l e a r a 盱 图2 - 6l o c a t i o nu p d a t e 信令流程 移动台在三种情况下发生位置更新：l 、移动台选择新的位置登记区内的小区 作为服务小区。2 、由t 3 2 1 2 定义的周期性位置更新。3 、在a t t a c h _ d e t a c h 功能打 开的条件下，移动台在重新开机( 或插入s i m 卡后) ，发现当前处在的位置登记 区与移动台内存储的l a c 不一致。 图2 - 7t _ 3 2 1 2 周期位置更新参数设置 其中周期位置更新的频度是由网络控制的，周期长度由参数t _ 3 2 1 2 确定，以 6 分钟为步长。当t3 2 1 2 设置为0 表示小区中不用周期的位置更新。 周期位置更新是网络与移动用户保持紧密联系的一种重要手段，因此周期时 间越短，网络的总体服务性能越好。但频繁的周期更新有两个负作用：一是网络 的信令流量大大增加，对无线资源的利用率降低，在严重时会直接影响系统中各 个实体的处理能力( 包括m s c 、b s c 和b t s ) ；另一方面则使移动台的功耗增大， 使系统中移动台的平均待机时间大大缩短。因此t _ 3 2 1 2 的设置需权衡网络各方面 的资源利用情况而定。t3 2 1 2 参数的具体取值取决于系统中各部分的流量和处理 能力。现网优化中将业务量和信令流量较大的地区，选择较大的t _ 3 2 1 2 ( 如1 6 i e 塑坚三些奎兰堡主堂垡丝奎 小时、2 0 小时，甚至2 5 小时等) ，而对业务量较小、信令流量较低的地区，设置 t _ 3 2 1 2 较小( 如3 小时、6 小时等) 。对于业务量严重超过系统容量的地区，设置 t3 2 1 2 为0 ，但一般很少这样设置，因为业务量拥塞程度也是一项重要考核指标， 在出现严重拥塞后都会立刻对该基站进行优化调整。值得注意的是t3 2 1 2 不宜取 得太小，因为它不仅使网络各个接口上的信令流量大大增加并且使移动台( 特别 是手提电话) 的耗电量急剧上升。小于3 0 分钟的t3 2 1 2 ( 除0 以外) 可能对网 络产生灾难性的影响。 当给移动台占用t c h 和s d c c h 时，都会进行收信电平的测量。如果小区的 s