18.xx移动GSM网络核心网话务分析及网络优化
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18.xx移动GSM网络核心网话务分析及网络优化,毕业设计
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本科生毕业设计（论文） 题 目： 漳州移动 GSM核心网话务分析及网络优化 姓 名： 黄丽芸 学 号： 1002561 学 院： 物理与信息工程学院 专 业： 通信工程 年 级： 2002 级 指导教师： （签名） 2006年 06 月 10日 ntsI 漳州 移动 GSM 网络核心网话务分析及网络优化 专业： 通信工程 学号： 1002561姓名： 黄丽芸 指导教师： 邱家麒 、 胡兰馨 中文摘要 随着通信个人化的发展趋势 ,移动通信己经成为热点 ,我国目前己经拥有全球最大的移动用户网络 ,同时用户对移动网的服务质量的要求也越来越高 ,总希望能够在任何时间 任何地点进行高质量的通话 而移动网在使用过程中会出现各种各样的变化 ,这些变化会导致网络指标的变化 ,影响到移动网的服务质量 鉴于这种情况运营商也越来越重视移动网的质量 ,并将网络服务质量作为核心竞争力之一 如我们所知 ,网络优化是个 复杂 艰巨的工作 ,每个优化工程师需对 GSM网络的所有方面都非常熟悉 本论文主要介绍了 GSM 网络优化的有关工作 ，首先 概述了移动网的体系结构 功能实体 话务预测 ,是指通过分析网络话务的历史数据统计规律或相关因素 ,对未来网络可能出现的话务进行估计和预期 话务预测是网络维护和优化的重要依据 ,对话务预测模型进行研究和引入新的预测模型 ,将具有重大意义 同时 介绍了移动网络优化的概念 工作流程 优化目标以及网络交换部分的优化方法 接下来 利用漳州移动公司的现网实际数据 ,重点介绍漳州 GSM网络 本文以漳州移动通信有限责任公 司 GSM网络作为研究对象 ,比较系统地开展有关话务预测模型的分析 研究和应用 ,使得网络达到最佳运行状态 ,更好地为用户服务 同时 总结了移动通信网的一般优化方法 ,并从理论出发 ,给出实际网络优化过程中的一些解决方法 随着移 GSM用户的增长 ,网络的规模及容量日趋饱和 ,因此加强网络优化力度 ,提高网络质量将是网络建成后的重要工作 结合漳州移动网络优化的实际情况 ,通过技术手段 ,对改善网络质量作简单分析 我还从网络发展的角度 ,讨论了软交换在移动通信网络中的发展情况 ,以及软交换在移动网络中实现的应用情况 并且讨论了软交换在 GSM网络向 WCDMA 演进中的实现过程 ,相关的网络结构和由此带来的对运营商的好处 关键词： 优化 ,核心网 ,话务量 ntsII TELETRAFFIC ANALYSIS AND OPTIMIZATION IN GSM CN NETWORK OF ZZMCC Abstract Mobile communication has become hot spot during the personal communication development. The Telecommunication internal mobile subscriber networks turns to be the largest one in the world, at the same time subscribers have higher and higher demands of QoS of the mobile communication network. They hope that they can communicate with others with good quality of service anywhere and anytime. So the operators pay more attention to the QoS. As we know, network optimization is a hard and complex work and every optimization engineer should be very familiar with all the GSM network respects. In this paper I simply do some research on optimization of GSM network. First of all I describe the architecture and function entities . Teletraffic forecasting means estimating the traffic that the network may appears in the future by analyzing historical traffic data or relevant factor over the network. It is important basis for the network optimization. So, it is very important to research the teletraffic forecasting model and lead into the new model. Introduce the concept, workflow, object and method of network optimization. Utilizing the real data of ready-made network of ZZMCC,the emphasis is placed on the GSM Network of ZZMCC.Regarding the ZZMCC as the research object, this paper launches systematically the analysis and research of teletraffic forecasting model. So we can modify the parameters to operate the network so as to get the most benefits. Make an overview of the mobile communication optimization analyze the method, Give network general the test results, and bring forward some resolving method according to the practical network optimizations. The capability of the GSM network is becoming more and more saturation for the increasing of telephone subscriber. it is important to improve the quality of the network. This article makes an analysis for the optimization of the network ZZMCC. I also give a overview of Softswitch in Mobile Network from development of network point view. Several key issues will be addressed by this document and roadmap of Softswitch in mobile network. Meanwhile, this paper focus on how Softswitch is developed during evolution of mobile network from GSM to WCDMA, related network architechture and benefits brought to operator by Softswitch. Key words: Optimization , Core Network, Teletraffic nts 目录 中文摘要 . I Abstract . II 第一章 绪论 . 1 1.1 本课题的意义、目的、研究范围及要达到的要求 . 1 1.2 本课题在国内外的发展概况及存在的问题 . 1 1.3 核心网络协调发展策略 . 1 1.4 阐述本课题应解决的主要问题 . 2 第二章 本文涉及到的理论基础 . 3 2.1 GSM 网络结构及相关专业术语 . 3 2.1.1 移动网络模型 . 3 2.1.2 相关专业术语 . 4 2.2 网络话务统计分析处理说明 . 5 2.2.1 话务性能研究步骤 . 5 2.2.2 话务分析的必要说明 . 5 2.2.3 基于模型预测法 . 6 2.3 交换部分网络优化基础知识 . 6 2.3.1 交换机优化的探讨 . 7 2.3.2 交换部分网络接通率优化流程 . 8 2.3.3 割接前的现网准备工作 . 9 2.3.4 本文中新建交换机的考虑 . 9 第三章 漳州话路网概述 . 10 3.1 福建省话路网简介 . 10 3.2 漳州本地话路网介绍 . 10 3.3 漳州市 GSM 网络现状及网络冗余情况 .11 3.3.1 交换局容量设置情况 . 12 3.3.2 交换局端口配置情况 . 13 3.3.3 BSC 设置及分区覆盖情况 . 13 3.3.4 网络现有余量 . 14 第四章、漳州 GSM 网 络话务预测 . 15 4.1 用户数和话务量情况 . 15 4.2 忙时每用户 ERLBHCA . 16 4.3 根据用户数预测话务量 . 16 4.4 无线话务预测 . 19 第五章、漳州 GSM 网络缺口及扩容方案 . 20 5.1 交换能力缺口 . 20 5.2 核心网扩容方案 . 21 5.2.1 核心 网调整优化总体思路 . 21 5.2.2 核心网调整优化方案 . 22 5.2.3 MSC 扩容方案 . 24 5.2.4 HLR 扩容方案 . 24 5.2.5 漳州 B 局的扩容方案 . 26 5.2.6 最终配置 . 27 结论 . 28 nts 致谢 . 29 参考文献 . 30 附录 . 31 nts漳州移动 GSM 网络核心网话务分析及网络优化 1 第 一 章 绪论 1.1 本课题的意义、目的、研究范围及要达到的要求 在中国， “139”这三个数字的组合有着特别的含义和广泛的知名度 ， 虽然它只是移动电话的一个号码字头，但在大部分中国人的心目中，它早已超出其电话号码甚至特定运营商网络的范畴，成为移动通信的一种象征。中国移动作为全球最大的 GSM 运营商，对 GSM的发展已经有了明确的要求和定位，通过目标网建设计划在 3G 到来之前将 2G 网络的功能固化下来，以便 3G 到来后腾出更多精力建设新网络，发展新业务。 2G / 3G 将来势必大量共站建设，在进行配套设备建设时，应提前考虑一定的冗余及可扩展性，用发展的眼光看问题才能保证未来 3G 网络建设取得快速和低成本的优势。 GSM 给中国带来了深刻的影响，它是移动通信产业市场渗透的主要动力，并推动中国移动成为全世界最大的移动运营商。 GSM 网络的核心是交换网络，交换网络维护水平的高低，直接影响到整个 GSM 网络的通信质量 1。 近年来， 我国移动通信网络建设保持稳定、高速发展状态。随着我国成功加入 WTO，通信业面临着更大的发展机遇，包括更好地融入全球信息产业的发展体系，更好地吸引外资，引进国际先进技术和管理经验，在更广泛的市场领域开展国际合作。通信业作为中国经济的支柱产业和经济增长点，仍然存在极大的发展空间。 1.2 本课题在国内外的发展概况及存在的问题 在发展的同时，我国的信息产业仍将面临激烈的国际竞争。由于政策限制逐步放宽，投资环境不断改善，市场容量更为广阔，更多的跨国公司加入市场，并在更高的层次上开展竞争与合作，经营模式的创新、潜在优 势的挖掘、成本的控制、提高用户满意度显得格外重要。 面对激烈的竞争环境，获得竞争优势的首要条件是必须具备良好的网络基础、稳定的网络运行质量、丰富的业务提供能力和灵活的运营手段，这一切都对移动的核心网提出了更新、更高的要求。只有建设一个发展的网络，使其满足用户数不断增长、覆盖区域不断拓展、服务品质不断提高的需求，才能保持竞争优势，在市场和赢利方面捷足先登。因此发展的网络需要不断优化来保持品质 2。网络优化的目的就是发现网络存在的问题，通过网络优化调整，全面提升网络运行质量，达到设备供应商、网络运营商和移动用 户的三赢。 1.3 核心网络协调发展策略 3G 建设之前， 2G 网络还有很多问题要解决，网络的覆盖需要进一步完善，网络的业务功能需要满足一定的要求，而目标网的建设给 GSM 的发展指明了方向 ， 同时，还需通nts福州大学本科生毕业设计 ( 论文 ) 2 过对现有 GSM 网络升级，使之能满足 2 G / 3 G 融合的一些功能，为未来顺利引入 3G 和开展业务打下基础。 就核心网而言， GSM 和 3G 网络建设协调发展应遵循以下原则 3： 建议若假定当年中期开始 3G 网络的建设，那么现有的 GSM 网络的存量应满足到次年底的业务需求。 为了不造成投资浪费， 3G 开始建设时，在核心网侧对不支持 3G 或需要进行大量升级和改造的设备应定位于 GSM网络，根据业务需要采用扩容和升级满足 GSM业务要求，不宜再新建。而对于较小变动就能满足支持 3G 和 GSM 网络的，处理能力不够时，建议先考虑 GSM 业务的需要。若处理能力够时，通过简单扩容满足需求，不考虑新建。 对现有的 GSM 网络建设中一定要尽量做到准确的预测，以把握 GSM 网络的投资 。 1.4 阐述本课题应解决的主要问题 业务的快速发展和话务量不同时段的不 平衡的增长，对网络安全冗余性和网络质量提出了更高的要求，如何最大限度的吸收话务量，降低网内或网间的呼损，如何合理规划、调整、扩容网络确保通信通畅以满足市场发展的需求是一个重要的技术课题 4。因此设计组建一个相对趋于合理的网络，一个通信通畅、安全可靠运行的网络是本论文的主要目的。 nts漳州移动 GSM 网络核心网话务分析及网络优化 3 第二章 本文涉及到的理论基础 2.1 GSM 网络结构及 相关 专业术语 2.1.1 移动网络模型 蜂窝移动通信系统主要是由交换网络子系统（ NSS）、无线基站子系统（ BSS） 、移动台（ MS）和操作维护 子系统（ OMC）等四大部分组成 5，如图 1.1 所示， NSS 包括移动业务交换中心（ MSC） 、拜访位置寄存器（ VLR）、归属位置寄存器（ HLR）、鉴权中心（ AUC）和移动设备识别寄存器（未启用 EIR） ;BSS 包括基站控制器（ BSC） 和基站收发信台（ BTS）6。漳州本地 GSM 网络核心交换网 NSS 设备均为诺基亚设备， BSC 和 BTS 设备采用诺基亚和华为设备。 B T SB T SM SM SB S CH L R / A U C E I RO M CM S C / V L R图 2-1 模型图 2.1.1.1 交换网路子系统 交换网路子系统（ 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。它可完成网路接口、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，每个 MS、还应能完成入口 MSCnts福州大学本科生毕业设计 ( 论文 ) 4 （ 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。 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。 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。 2.1.1.2 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）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，它主要负责无线网路资源的管理、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。 2.1.1.3 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）。SIM 卡就是 “身份卡 ”，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路。 SIM 卡还存储与网路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。 2.1.1.4 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 网路进行管理和监控。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。 2.1.2 相关专业术语 BHCA:忙时试呼数，是 MSC 的一项指标参数，反映交换机的呼叫处理能力，由中央处理机的处理能力决定，定义为单位时间内所处理的呼叫总数。 CLEARCODE:清除码，用于指示呼叫结束的各种原因。 nts漳州移动 GSM 网络核心网话务分析及网络优化 5 SXC:交叉机，类似配线架的可进行传输线路软连接的传输设备，主要用与 BSC与 BTS 间传输线路的连接，灵活性高，可以通过指令修改传输路由，通常与 BSC 设备共机房 7。 话务量 :电话负荷大小 的一种度量，一般指电话用户在某段时间内所发生的负荷量。工程设计中采用忙时话务量的指标。话务量的单位通常以爱尔兰（ ERL）表示 8。 爱尔兰 (ERL):表示远程通信总量密度的单位，等于线路每小时传输的通话次数与平均通话时间 (小时 )的乘积。 1爱尔兰就表示平均每小时内用户要求通话的时间为 1小时 9。 2.2 网络话务统计分析处理说明 2.2.1 话务性能研究步骤 网络优化需要大量的数据作为依据， 包括网内 MSC、 VLR、 HLR 等等。 交换机数据采集分析可以帮助维护人员有效掌握网 络运行状况，从而对不合理的地方进行调整。 任何网络优化工作，数据采集是必不可少的环节，只有通过话务统计才能掌握网络运行具体情况，及时发现网络存在的隐患。当然不同类型的交换机提供各种各样的原始话务统计，这些原始文件提供的只是一些的 COUNTER 值，我们可编写高效的统计程序，从而得到我们所要的数据，如 MSC 完成的总话务量、 VLR 用户的开机率、用户忙时 BCHA 值及平均的通话时长等。 网络指标是衡量网络优劣的主要依据，统计工作尤为重要。交换机最大统计的采样时间为 24 小时，长期统计结果是建立大量采样观察基础之上 ，降低了短时间观察易受各种因素影响误判的可能性；同时这种观察是自动实时的，结果可以从交换机中取得 10。 1、对系统上采集的用户接通率、话务量、用户数、 CLEAR CODE 等话务分析所需的数据进行统计分析处理。 2、整理原始数据：进行分类、编辑制表、作图作为参考数据、图形，以供分析用。 3、依据所作的表格，做话务量分布图，进行归纳、整理、分类、对比找出指标比较低的部分，由几种报告综合分析其原因。 4、根据所示的数据及图形，得出用户数、 ERL/用户等等，找出话务量的分布情况。 5、综上分析话务量与掉话率的关 系，为网优提供依据。 2.2.2 话务分析的必要说明 由于分析全网话务性能具有一定的复杂性，给分析的过程带来一定的困难，据平时的话务观察，漳州网络一天中忙时话务量基本都集中在 10： 00 11： 00 和 19： 00 20： 00两个时段，也即是说这两个时段为话务的高峰期，分析这两个时段的话务量最能体现整个网络的话务情况，具有代表性。因此，以下的话务分析取样数据是白天忙时段 10： 00-11：nts福州大学本科生毕业设计 ( 论文 ) 6 00 的数据，从多个方面对全网话务进行分析研究。 确定话务模型是准确了解交换和基站系统容量的基础，话务模型随着网络的发展不断变化， 因此 要 建立符合实际情况的话务模型 。 根据长期话务统计和市场信息可以对当前用户数量和分布情况的变化趋势进行预测，从而确定本期扩容将要达到的容量，由按照设定的话务模型可以计算设备的有效容量，从而决定能够满足设计容量的设备类型和数量。 通过 话务和信令负荷流向预测 ， 网络结构的设计应参考现有网络的话务分布和信令流向，根据设定的话务模型进行预测，从而使总容量的分布更加合理，避免网元及接口上出现负荷失衡和阻塞。 2.2.3 基于模型预测法 模型预测法是配置相关的简单数学模型。简单函数模型包括线性，抛物线，指数，对数等等。不 同的函数代表不同的行为。 这个方法是选择一个函数（曲线），然后计算参数，在曲线对已知数据间获得最合适的。对未来任何时间的预测则可以通过计算那个时间的函数值得到 11。 在漳州移动这次话务预测中采用了 （ 1） 一元线性回归预测方法，预测方程的一般形式 y=a+bx （ 2） 二次曲线拟合，预测方程的一般形式 y=a+bx+cx2 （ 3） 三次曲线拟合，预测方程的一般形式 y=a+bx+cx2+dx3 （ 4） 对数曲线拟合，预测方程的一般形式 y=a x+b 曲线拟合的主要优点就是直观，包括的数学相对简单 ,同样缺点不仅是选择曲线困难，而且校准困难。由 于这个原因，这种模型的精确性值是有问题的。但用户数的预测等可用来参考。 漳州 移动目前采用的预测技术，仅限于简单函数的拟合预测 。 用户行为以及网络规模和结构的变化，特别全省普遍出现的节日以及六合彩时间段的话务冲击，原有简单趋势预测技术己经不再适合了。 2.3 交换部分网络优化基础知识 网络优化可分为有线和无线两个部分，无线部分的优化早已深入人心，并且已经有了相当多的理论研究和成果， 而核心网优化主要是交换网，信令网的优化，同时考虑智能网的优化 12，由于篇幅和时间的关系，本论文只从交换网方面考虑。 有线部分的优化（ 即交换机优化）是网络优化的基础，目前也得到了越来越多的关注和重视。 nts漳州移动 GSM 网络核心网话务分析及网络优化 7 2.3.1 交换机优化的探讨 2.3.1.1 话务预测模型研究的背景和意义 由于中国用户的实际发展不平衡， 2G 的产品的需求仍然快速发展，为了满足业务发展的需要，中国移动不得不继续不断投入大量的设备进行网络扩容 ;如何解决未来重大变化以及目前的业务的实际需求呢，只有一个办法 网络建设适度 (谨慎 )超前，网络容量的冗余度必须足够小。准确的预测和合理规划，意义重大。 建立网络模型有利于我们清楚信令和话务的走向，对理顺网络结构和故障定位很有帮助。建立 话务模型，可以为全面了解网络的运行情况提供依据，这对网络优化具有指导意义，对日常维护也多有裨益 13。合理的设计统计报告，可以掌握网络的运行情况，实时监测网络指标中的不稳定因素，从而对不合理的地方进行调整。 目前 漳州 移动的通常做法 :预测用户数的发展情况，结合每用户行为特征参数，主要包括为每用户的观察时间内的呼叫数以及呼叫时长等，即归结为每用户话务量，这样通常我们就可以估算出整网的话务量水平。 2.3.1.2 有线部分的测试提高接通率 根据有线部分的测试得到的统计数据，分析网络服务质量（ QoS）差的原因。修 改 MSC或 BSC 数据库 后，再进行统计。每次尽量只修改一个参数，通过反复修改、统计、比较以得到较佳的指标。另外，通过 MSC 和 BSC 软件版本升级、打补丁等可获得新的统计功能、网络业务和更加良好的工作状态。采用完善的录音通知系统、短信息、语音信箱等新业务，有利于减少无效呼叫，提高接通率。 接通率指标如交换机接通率或长途来话接通率的提高不但意味着网络性能得到改善，而且直接意味着花费收入的增加。但由于接通率受许多因素的影响，其中一些问题是本地移动通信运营商自身无法解决的，比如去话接通率和市话网及其他移动网有很大关系 。接通率反映一个地区的综合通信质量，与无线指标相比，接通率的提高需要更多的努力和时间。一个常见的误区是将接通率不高盲目地归结为交换机问题，但接通率，特别是来话接通率与本地的无线网络质量有很大的关系，覆盖不好、话音、信令信道阻塞、频率干扰和硬件故障都是接通率不高的常见原因。所以，只有以整体的眼光，综合无线和有线两方面的手段才能切实提高交换指标。 2.3.1.3 交换部分网络优化项目 A、每天及时通过网管系统监测网络数据；每月形成一份网优专题分析报告； B、对于省公司网优组周 /月报中提出的督办内容，及时分析 、反馈； C、每季度对重要局向进行信令跟踪分析； nts福州大学本科生毕业设计 ( 论文 ) 8 D、在网络正式投入运行后或网络扩容后要进行全网性网络优化； E、每年完成一次全网性的网络优化等； 用户数量的高速增长，用户流动性增加都将导致系统在高负荷状态下运行使网络产生阻塞，网络安全面临威胁。 网络优化能够通过各种手段减少不必要的系统开销，增加系统有效容量或调整负荷分布，缓解阻塞，保障网络安全。但要从根本上解决这些问题，必须提高规划水平，加快规划速度，使扩容跟上市场发展的速度。 目前的优化技术已经能够帮助规划部门深入地了解现有设备的实际容量，资源利 用率，负荷分布情况；建立更标准的话务模型并预测该话务模型下的系统容量和分布；根据给定的话务模型预测话务和信令的流向和流量，使网络结构设计更加合理。 总之，交换机优化的手段还有很多，只有我们在实践中多摸索，和无线部门紧密联系，运用合理有效的优化技术，才能不断改善网络运行质量，提高网络服务质量，为公司赢取强大的网络优势，获取更大的经济效益和社会效益。 2.3.2 交换部分网络接通率优化流程 网络优化是指在网络设备完好、网络容量相对充足、网络设备配置基本满足话务分布需求的前提条件下，对网络进行不间断地、系统地适度调 整。它是移动通信特有的工作流程，是改善网络运行质量的有效和必要的途径。对于网络优化，我们主要从两方面来进行：一方面是提高移动通信网络资源利用率和系统运行效益，使投资最小化，效益最大化，通过认真分析话务量，优化和调整较闲和较忙小区的配置，充分利用在网资源；另一方面是充分吸纳全网话务量，通过关注重大活动和突发事件，改善热点地区的话务拥塞情况，减少超忙小区及最差小区个数，有效吸收话务，提高移动企业投入产出效益比。 根据网络普查发现的明显不合理之处制定和实施优化方案。一般这时是进行初级层次的优化，进一步提高网络运 行质量就要进行较高层次的优化，它需要周期性地、渐进地进行，根据数据分析结果制定和实施优化方案。 2.3.2.1 短期接通率优化流程（见附录 1） 2.3.2.2 长期接通率的优化 看 容量 ，即 MSC/HLR 当前容量 .网元安装计划 和 搬迁计划 。 VLR 和 HLR 中用户数量的增长 及 话务的增长 。 近期话务流量的变化、网络利用率 。 预规划 MSC/HLR 何时会超出当前容量 ?分析设 备容量及用户数量的增长 。 使用技术上是否有变化：有否软件包升级 。 以上的接通率优化流程是我们进行分析的一般思路和参照方法，对于特定事件发生的nts漳州移动 GSM 网络核心网话务分析及网络优化 9 解决方案我们是融合贯通各种方法，交换、无线双管齐下，优化各项网络指标，调整网络资源，使之达到最大限度利用。 2.3.3 割接前的现网准备工作 BTS 扩容后，对 BSC 进行扩容或新增 BSC，而 交换子系统的扩容 则 根据经验或现网话务统计模型，计算忙时所有用户的话务量，话务流向， BHCA（忙时呼叫尝试次数）等，检查现有 MSC 是否满足容量；也可能 需要增加 MSC 到 BSC 的 A 接口链路 。 为确保新网元顺利的接入现网，割接前需要对现网准备一系列的测试工作，保证现网的有效、安全、有序的运行。 1. 新建 MSC 的入网 ， 割接前先将 MSC 连接到 NSS 网络中，建立和其他 MSC 的信令和话务电路，割接时在 A 接口上开通到 BSC 的连接，用户在 VLR 中登记以后即可和其他交换机下的用户通信，此时 MSC 正式入网。 2. 新建 BSC 的入网 ， 先开通和 MSC 的 A 接口， Abis 口先不接真正的基站，而采用微蜂窝系统进行模拟测试，然后才将若干基站的 Abis 口和 BSC 连上，基站自动从 BSC 下载 配置数据后开始运行。 3. MSC 和 BSC 正式入网前的测试 ， 割接前采用挂接一个临时基站并临时分配一个 LAC（位置区域码）。组成一个最小的移动通信网络，进行性能测试、业务测试和计费验证。 2.3.4 本文中新建交换机的考虑 （ 1） 新建交换机应建在移动公司所属的局所内，以便于 MSC（ BSC）至基站， MSC 间，MSC 至移动网关关口局及汇接局之间的传输通路的安排及调整 14。 （ 2） 充分考虑现网状况。 （ 3） 充分利用现有的线路，电源，机房等设施，方便维护，减少投资。 nts福州大学本科生毕业设计 ( 论文 ) 10 第三章 漳州话路网概述 3.1 福建省话路网简介 福建移动 GSM 网话路网采用清晰的三级网络结构，即明确区分省内和省际话务路由（如图 3-1）。在厦门和福州分别设置 1 个一级汇接中心 TMSC1(厦门 A1/福州 A2)，采用负荷分担的方式负责福建省与其它各省及国际移动业务的汇接；同时在福州、厦门、泉州和漳州各设置了 1 个二级汇接中心 TMSC2(福州 B、厦门 B、泉州 B、漳州 B)，负责省内移动业务的汇接，全省分为两个汇接区（北汇接区和南汇接区）。 图 3-1 福建省话路网拓扑图 汇接区一 (北汇接区 )：包括福州、泉州、莆田、宁德、南平 5 个交换区， 由福州 B/泉州 B 话务负荷分担完成 5 个交换区的话务汇接功能。 汇接区二 (南汇接区 )：包括厦门、漳州、龙岩、三明 4 个交换区，由厦门 B/漳州 B 话务负荷分担完成 4 个交换区的话务汇接功能。 全省 9 个本地网交换区所有的 MSC 均分别与本汇接区内的 1 对 TMSC2 相连，各本地网内的 MSC 之间均两两相连， MSC 之间的话务由直达电路进行疏通；同时，福州、厦门、泉州和漳州本地网内的 MSC 均设置由本地网内的独立网关局 GW 进行汇接的备用路由，其他本地网内的 MSC 与本地汇接区内 1 对 TMSC2 之间的电路可作为备用路由 15。 3.2 漳 州本地话路网介绍 漳州交换区现有 3 个 MSC(漳州 G1、 G3、 G4)。漳州各 MSC 均与漳州 B/厦门 B 开通nts漳州移动 GSM 网络核心网话务分析及网络优化 11 直达电路，由漳州 B/厦门 B 负责汇接漳州交换区与省内其他交换区的长途话务；省际话务通过漳州 B/厦门 B并经厦门 A1/福州 A2 汇接。漳州各 MSC 之间两两相连构成网状网结构，并以各 MSC 到漳州 B/厦门 B 的路由作为漳州各端局之间话务的备用路由。由于端局的省际话务量直接由一级汇接中心疏通，而省内话务则由二级汇接中心疏通，这样，自然就分开了省际与省内的话务汇接，并对今后向二级网过渡是非常有利的 16。 GSM 本地网与 PSTN 的互连随着移动通信的高速发展， GSM 本地网内移动交换机的数也在迅速增加。如果漳州的交换机都与固定网或其它网的交换机网状相连，势必会造成传输上的浪费和管理上的混乱。为维护网络界面的清晰，保障网间结算的准确便捷，移动网与其它网之间通过设置网关局（ GMSC）实现互联互通，已成为迫切需要解决的问题。 图 3-2 漳州移动交换区话路拓扑图 设置独立网关局 GMSC，即漳州 D3/D4。在交换区内与各 MSC(漳州 G1、 G3、 G4)之间均设置直达电路；在互联互通通信网上，网关局 GMSC 分别与电信、联通、铁通、网通及 卫通等运营商设置直达电路进行通信 17。网关局可以简单地理解为不同网络间话务流通的必经交换局，它不仅需要承担网间结算功能，还需要具备路由查询功能，以保证其它网呼叫移动用户时能准确地确定被叫所在的交换机，接通相应的话路。 漳州 D3/D4 这一对独立网关局 GMSC，采用来去话混合汇接的方式，而且成对的网关局之间均采用负荷分担的工作方式，以提高网络安全可靠性。 3.3 漳州市 GSM 网络现状及网络冗余情况 漳州交换区的 BHCA 容量为 165 万 ,交换区现有 3 个交换局 (漳州 G1、漳州 G3、漳州G4)， MSC 交换总容量达 到 98 万， VLR 总容量达到 120 万。 3 个 MSC 均为诺基亚 I 系列交换设备，现有交换容量分别为 60 万、 60 万、 45 万， VLR 容量分别为 40 万、 40 万、 40万； G1 下带 5 个诺基亚 BSC 和 1 个华为 BSC， G3 下带 6 个诺基亚 BSC 和 1 个华为 BSC，G4 下带 5 个诺基亚 BSC 和 1 个华为 BSC。漳州交换区设有两套独立的诺基亚 I 系列nts福州大学本科生毕业设计 ( 论文 ) 12 HLR/AUC 设备 (HLR61 和 HLR62)， HLR61 现有容量为 96 万用户， HLR62 现有容量为 60万用户；同时漳州交换区设有两个独立的网关局 (漳州 D3、 D4)，漳州 D3、 D4 是于近日割接入网的 （完成关口局 D1 本科生毕业设计（论文） 题 目： 漳州移动 GSM核心网话务分析及网络优化 姓 名： 黄丽芸 学 号： 1002561 学 院： 物理与信息工程学院 专 业： 通信工程 年 级： 2002 级 指导教师： （签名） 2006年 06 月 10日 nts1 (6) Introduction to GSM 1.1. Background and Requirements At the beginning of the 80s it was realised that the European countries were using many different, incompatible mobile systems. At the same time, the needs for telecommunication services were remarkably increased. Due to this, CEPT (Confrence Europenne des Postes et Tlcommunications) founded a group to specify a common mobile system for Western Europe. This group was named Groupe Speciale Mobile and the system name GSM arose. The abbreviation has since been interpreted in other ways, but the most common expression nowadays is Global System for Mobile communications. At the beginning of the 90s, the lack of a common mobile system was seen to be a general, world-wide problem. This is why the GSM system has now spread also to the Eastern European countries, Africa, Asia and Australia. The USA, South America in general and Japan had made a decision to adapt to another kind of common mobile system specification which is not compatible with GSM. However Personal Communication System (PCS) which uses the same GSM technology with few variations has also been adopted in the USA. During the time the GSM system was being specified it was foreseen that national telecommunication monopolies would be disbanded. This development set some requirements concerning the GSM system specifications and these requirements are in a way built into the specifications: There should be several network operators in each country. This should lead to the tariff and service provisioning competition. This was presumed to be the best way to ensure the rapid expansion of the GSM system; the prices of the equipment would fall and the users would be able to afford to call. The system must be an open system, meaning that it should contain well defined interfaces between different system parts. This enables the equipment from several manufacturers to coexist and hence improves the cost efficiency of the system from the operators point of view. GSM networks must be built without causing any major changes to the already existing Public Switched Telephone Networks (PSTN). In addition to the above-mentioned commercial demands, some other main objectives were defined: The system must be Pan European. nts2 (6) The system must maintain a good speech quality. The system must use radio frequencies as efficiently as possible. The system must have high / adequate capacity. The system must be compatible with ISDN (Integrated Services Digital Network). The system must be compatible with other data communication specifications. The system must maintain good security concerning both subscriber and transmitted information. 1.2. Advantages of GSM Due to the above-mentioned requirements set for the system, many remarkable advantages will be achieved. Roughly, these advantages are: GSM uses radio frequencies efficiently, and, due to the digital radio path, the system tolerates more intercell disturbances. The average quality of speech achieved is better than in existing analogue systems. Data transmission is supported throughout the system. Speech is encrypted and subscriber information security is guaranteed. Due to the ISDN compatibility, new services are offered compared to the analogue systems. International roaming is technically possible within all the countries concerned. The large market toughens the competition and lowers the prices both for investments and usage. 1.3. Evolution of GSM The following list highlights some important years in the short history of GSM. 1982 CEPT initiated a new system, GSM 1985 CEPT made decision on time schedule and action plan 1986 CEPT tested eight experimental systems in Paris 1987 Memorandum of Understanding (MoU), allocation of the frequencies 890-915 uplink (from mobile to base station) 935-960 downlink (from base station to mobile) 1988 European Telecommunications Standard Institute (ETSI) was created includes members from administrations, industry and user groups 1989 Final recommendations and specifications nts3 (6) 1.7.1991 First official call in the world with GSM 1992 Australian operators were first non-European signatories of the GSM MoU 1992 New frequency allocation: GSM 1800 1710-1785 uplink 1805-1880 downlink 2.1. OPEN INTERFACES OF GSM The main idea behind the GSM specifications is to define several open interfaces which then are limiting certain parts of the GSM system. Because of this interface openness, the operator maintaining the network may obtain different parts of the network from different GSM network suppliers. Also, when an interface is open it defines strictly what is happening through the interface and this in turn strictly defines what kind of actions/procedures/functions must be implemented between the interfaces. Nowadays, GSM specifications define two truly open interfaces: The first one is between the mobile Station and the Base station. This open air interface is appropriately termed as Air interface. The second one is between the Mobile Services Switching Centre (which is the switching exchange in GSM) and the Base Station Controller. This interface is called the A interface. The two network elements just mentioned will be discussed in greater detail in later chapters. The system includes more than two interfaces defined but they are not totally open because the system specification had not been completed when the commercial systems were launched. Network Subsystem (NSS) Base Station Subsystem (BSS) Network Management Subsystem (NMS) The actual network needed for call establishing is composed of the NSS and the BSS. The BSS is a network part responsible for radio path control. Every call is connected through the BSS. The NSS is a network part taking care of call control functions. Every call is always connected by and through the NSS. The NMS is the operation and maintenance related part of the network. It is also needed for the whole network control. The network operator observes and maintains network quality and service offered through the NMS. All these three subsystems are surrounded by the above-mentioned interfaces. nts4 (6) A i r AO & MFigure 3.1 The three Subsystems of GSM The MS (Mobile Station) is a combination of terminal equipment and a subscriber. The terminal equipment as such is called ME (Mobile Equipment) and the subscribers data is stored to a separate module called SIM (Subscriber Identity Module). Hence, ME + SIM = MS. 1.4. Dimensioning Cells A cell is the basic construction block of a GSM network. One cell is the geographical area covered by one BTS. The actual size of a cell depends on several factors: the environment, number of users, etc. Cells are grouped under Base Station Controllers (BSC). Dimensioning a cell means finding answers to two fundamental questions: How many traffic channels (TCH) does the cell need to handle and how many traffic channels are necessary? To solve these problems, i.e. to determine the traffic capacity, we have to calculate the number of Erlangs. Erlang is the measuring unit of network traffic. One Erlang equals the continuous use of a mobile device for one hour. The traffic is calculated using a simple formula:x c a l l s p e r hour a v e r a g e c o n v e r s a t i on t i m eE r l a n g s S e c o n d s ( ) ( )3600Frequency Reuse Now we have to resolve another problem. There is a limited number of frequencies available to each Base Station Subsystem and they must be distributed between the cells to ensure a balanced coverage throughout the BSS. Lets take an exercise to illustrate the situation. nts5 (6) You are the network planner and the number of frequencies assigned to this project is 9. Your task is to distribute the frequencies in the network that is shown in the following figure with one frequency per cell. 1 234 57 896 1 234 57 896 1 234 57 896 1 234 57 896 1 234 57 896 1 234 57 896 Figure 3.1 Frequency Planning exercise Figure 3.2 Frequency reuse pattern example As you can see, the frequencies have to be reused. If you do not distribute the frequencies properly throughout the network the result will
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