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历史上最经典的GSM网络优化笔记

网络拓扑图

四大块:构成移动通信网

1)CS域;

2)PS域;

3)无线接入网;

4)用户;

5)0SS系统:操作与维护系统;(OMC=服务器+客户端);

一、

用户:

终端设备:

手机(语音+数据)、车载台、无线上网卡(数据业务);

SIM卡:运营商提供;

SIM卡:鉴权、加密、寻呼、切换、小区重选;

1)固化数据:IMSI:用户识别码=开户(HLR归属位置寄存器:用户的所有信息;\VLR访问位置寄存器:MSRN(漫游号码)、LAC(位置区识别码)、TMSI号码))、Ki(密匙)、A3算法(鉴权算法)、A8(加密算法);

Ki:鉴权、加密;

鉴权:鉴别用户权限,防止非法用户使用网络;

用户提供鉴权参数与网络侧鉴权参数进行比较,一致则鉴权通过;

AUC:鉴权中心,-----RAND随机数;同时下发给手机RAND;

AUC: RAND+ki+A3=SRES(鉴权参数);

MS:RAND+Ki+A3=SRES(鉴权参数);---回传给AUC:两个SRES进行比较一致则鉴权通过。

加密:

AUC :SRES+Ki+A8=Kc;

MS: SRES+Ki+A8=kc; 回传给AUC进行比较;

2)临时数据:TMSI:临时用户识别码(VLR:用户在VLR注册登记,则VLR提供:MSRN、LAC、TMSI);Kc(临时密匙);LAC、CI(系统消息);

设备:

手机:MS;

Class Mark: 类标;MS提供给网络设备(CS域)的基础信息;

ClassMark3:1800Mhz;

类标:网络侧需求才提供,还是MS一开连接就提供给网络侧;

双频网优化:

1)ECSC: 及早类标发送;(MOD CELLCCBASIC: ECSC=YES;)系统消息3、4

2)多频报告参数;MOD CELLCCBASIC: MBR=2;

?Revision level :协议版本;

Phase 1:900MHz(单频网);Phase2:900+1800Mhz(双频网)、Phase2+:语音+数据业务;

(BSC工程师与MSC工程师对接的基础数据)

?RF power:射频功率;(高频信号功率)Mhz;

手机发射功率,体现手机最大发射功率;手机发射功率越大,通信距离越远;

Class 4: 2W=33 dBm (900Mhz);Class 1:1W=30dBm (1800Mhz);

实际通信中,MS功率应为低功率发射(功率控制技术),省电、降低干扰(上行功控:MS-发---基站收);

若测试过程中,

1)接入阶段:MS与网络侧建立建立连接阶段;MS最大功率发射;

测试:chart窗口、Graph

信令:MS----发channel request(信道请求=RACH随机接入信道)---BTS收;

BTS收到信道请求,给手机准备通信信道(BTS---透传---BSC基站控制器);

●有信道资源(BSC管理:RR—radio resource,SDCCH独立专用控制信道);

BSC---MS;

●无信道资源(RR);BSC核查无资源,则下发拒绝消息给MS;

(REJECT);该消息通过基站信

道(AGCH:准许接入信道)传递给MS);

接入阶段:MS-----BTS-----BSC;(建立用户与无线接入网的连接);

MS、BTS、BSC

RACH、SDCCH、AGCH;

2)连接阶段:MS---网络之间连接阶段;

MS:功率控制机制;上行功控;

若MS发射功率偏高:

MS与基站之间距离:距离增加,增高;克服路径传播损耗;距离缩短、降低;

克服干扰,接收方收到MS信号质差,则要求MS提高发射功率已增强C/I:有用信号/无用信号;

结论:距离基站近,手机发射功率偏大;

?上行质差;

?网络侧接收通道故障;

EIRP、PL、EIAP+质差;

EIRP:有效辐射强度;--- 测试设备抵着信号发射系统最终输出信号面;

EIRP:保障EIRP ;设备发射正常,参数设置正常;

PL:传播路径损耗;(无线电:PL=32.44+20logD+20logF 自由空闲损耗公式:D:

距离、F:频率;1800M与900比较,1800比900M损耗6 ; 穿透损耗);

EIAP:有效接收信号强度;接收系统,最终收到的信号强度;

EIAP:接收系统正常;

EIRP+EIAP:

基站:发射通道、接收通道;一发两收(一个载频板)

1)发射通道:载频(收发信机)----合路器(设备类型不同)----跳线(天馈系统)-----避雷器----主馈线----塔放(可选器件)----跳线-----天线;

常规宏基站(大基站)的发射通道;

2)接收通道:天线---跳线----塔放(可选器件)----主馈线-----避雷器----跳线----分路器----射频电缆-----载频面板RX(主接收)、RX(分集接收);

手机+SIM卡:

发射终端功率、加密算法、协议等级、频率支持;

IMSI、Ki、A3、A8、TMSI、系统消息(LAC:MS收到LAC号与存储的LAC号不一致,则触发位置更新流程、BA1表:手机开机时,及空闲状态下扫描邻区的频率列表,作用缩短扫描时间;小区重选;BA2表:手机通话过程中,扫描邻区的频率列表,作用缩短扫描时间,提供扫描精确度)

BA1=BA2 内容一般一致;2GBA1=2GBA2、3GBA1=3GBA2;

SIM卡=HLR:开户信息:用户开通功能(测试卡建议关闭短信功能=ATU保障)、用户等级(0-9:普通用户、10:紧急呼叫;11-14:特殊用户等级);

SIM卡:PS分组域(数据业务);LLC层:非确认模式、RLC层:确认模式、PDP:峰值速率;

SIM卡:VLR;TMSI上;VLR:TMSI资源有限的,数据表形式存储;

MS----无线接入网----BTS:接口命名Um;

1)Um:开放性;

2)无线传输;高频电波传递信号;(UHF)

GSM根据系统工作频段分为GSM900 和GSM1800两大系统,GSM系统是双工系统,根

据GSM协议规定,GSM900的上行工作频段(MS到BTS)为890MHz-915MHz,下行

工作频段(BTS-MS)为935MHz-960MHz,双工距离为45MHz;GSM1800的上行工作

频段为1710MHz-1785MHz,下行工作频段为1805MHz-1880MHz,双工距离为95MHz。

在不同的国家,这些规定的频率资源被分配给不同的运营商使用,每个运营商只占有整个

频段的一部分资源。因此,对于每个运营商来说,频率资源十分有限,如何充分利用这些频

率资源,发挥最大效益是每个运营商都竭力追求的目标,这直接关系到系统的最大容量和服

务质量

GSM900系统共124个频点,频点序号(也即绝对频点号ARFCN)为1~124,在每端留

有200KHz的保护带。

GSM1800系统共374个频点,频点序号(ARFCN)为512~885。

在中国,中国移动的频段范围为890~909(上行),对应的频点号范围为1~95,中国联通的频段范

围为909~915(上行),对应的频点范围是

96~124。在实际规划中一定要注意他们之间的

分割频点95号频点的规划,必要时需要进行频

率协调。对于GSM1800频段,目前中国移动和中国联通各申请分配了10MHz的资源,移动的

频点范围是512~636,联通为687~736。剩余频率资源暂时保留作其他用途,在实际规划中应注意边缘频率的规划。

E-GSM 频点的分配如下:中国移动1000-1023;中国联通:

975-999;

EGSM:880.2------890.0MHZ和925.2-----935.0,其频点号为975----1023。那么:上行频率

f(n)=880+0.2(n-974)MHz,下行频率f(n)=975+0.2(n-974)MHz 其中,n为绝对频率号,从975~1023(共49个频点);(铁路沿线退E频点、数据业务尽量E频段);>

注:一个频点:两个频率,一个发射频率、一个接收频率(双工通信,同时支持收与发);3)无线信道;信息传递通道;(分类,不同信息应该走不同信道);

频率:资源受限的;

时间:时间资源可以利用,TDMA时分多址;一个物理信道----衍生出多个逻辑信道;

逻辑信道种类,与功能;

容量规划与优化:信道的类型理解;

BTS:提供信道;

载频板提供信道:提供发射通道和接收通道;频率支持范围;

发射特性:发射功率大小,20W、40W、60W、80W;

(产品手册)载频板的最大发射功率;理论值,实测值(功率计);---替换工程(非常重要的工作环节:测量原设备机顶输出功率及载频面板输出功率;测量新设备机顶输出功率及载频面板功率);

1)天馈利旧替换项目:只换主机柜,天馈部分使用以前的;

参数设置:功率等级参数;(MOD TRXDEV: POWL=0; 值域(0-13)、步长:2dB);

查询载频功率等级脚本:LST TRXDEV: IDXTYPE(索引类型)=BYNAME, CELLNAME="YYY(输入查找小区名称)", TRXBN=0(载频板号), TRXPN=0(多密度载频);

接收特性:静态接收灵敏度为-113dBm;(产品手册);

?单载波—TRX:一个硬件单板,只支持一个发射和两个接收;(一个发射频率+1个

接收频率)

?双载波—DTRU;一个硬件单板,支持两个发射频率+两个接收频率;

?多载波—GTRU;一个硬件单板,支持多个发射频率+多个接收频率;

共享功放技术

●GMSK:载频80W;(语音调制方式、数据GPRS CS1-CS4、EDGE:MCS1-MCS4);

●8PSK:50W;EDGE:MCS5-MCS9;调制方式;

GMSK\8PSK:携带信息量;8PSK=3GMSK;

备注:新型设备采用共享功放技术,扩容每载频的分配功率减少,导致覆盖半径缩小;

扩容:软扩容;申请License(授权证书);

优化:License资源核查;(OMCR工程师核查);

频率支持:

●频段:P-GSM、E-GSM、R-GSM;

●频点配置:一个载频板上,任意两个频点之间的间隔不能超过12.5MHz;

(产品手册);

一个载频板可以配置多个频点,让其按照某种规律发射;

跳频技术:发射机和接收机,在工作过程中通过改变频率,已起到加密及抗干扰作用;

射频跳频:MA(参与跳频的频点组)、MAIO( 频点组中的起跳频点编号)、HSN(跳频序列号:HSN=0 循环模式、HSN=1---63,伪随机跳频);

举例:

同一个小区下,3块载频若射频跳频,跳频组频点相同;则跳频参数如何配置;

0号:MA(45、67、89)、MAIO=0,HSN=0;

1号:MA、MAIO=1、HSN=0;(67、89、45)

2号:MA、MAIO=2、HSN=0;(89、45、67)

射频跳频:

可以使用相同的频率组(频率资源受限),但不能同时使用;

路测软件:

HOPPING :跳频;

载频板:

功率、频率

载频板:容量特性---提供信道数;

1)提供信道---8个信道;=TDMA时分复

X轴:频点;Y轴:时间—时间块TS时隙(0.577ms);

若一个频率分配给一个用户使用,若该用户不释放,则其他用户无法使用;占空比达到40%以上。

数字通信,数字串(比特流)---突发脉冲信号--(156bit);

红色---A;黄色---B、绿色---C、。。。。下次红色出现—A;中间间隔7个用户;如果再不发送用户A的信息,接收方就可感知通信不连续性;一个频率的利用在时间上,翻了8倍;

一个载频,8个时隙构成一个帧(TDMA帧),载频一帧一帧的发送信息。

容量:同时容纳8个用户进行通信;

载频板:

1)信道类型:

信令信道,业务信道;

信令:设备与设备之间的控制消息;

业务:语音、数据;

区BCCH系统消息(开机:接入参数C1算法);

●注:此表内容与相邻关系表一致,一般只改动相邻关系表;

注:参数设置,2GBA1表标志一般设置为AUTO;

BSIC:

MS识别一个小区,基本依靠频点,

MS识别相邻的采用相同频点的小区,依靠BSIC;

BISC:NCC+BCC;

NCC:网络色码;

BCC:基站色码;BCC=TSC(训练序列号:时延均衡,抗干扰作用);

如图:

存在相同频点,则该两个小区,BSIC必须不同;

1)城市两个使用相同频点小区,若使用相同BSIC至少间隔5Km以上;2)农村两个使用相同频点小区,若使用相同BSIC至少间隔10Km以上;

备注:同频同BSIC导致什么问题?

答:接入失败、切换失败、干扰问题;

优化:同频同BSIC核查;

邻区:邻区中不能同频同BSIC;(数据录入自动核查);

核查依靠工具:

Nastar:同频同BSIC核查(华为);EasyRNP(卡特软件)、MCOM(爱立信)、

CNO(中兴)、piano(Mapinfo)、seesite(Mapinfo);

备注:

C1算法:

MS扫描多个小区,最终决定驻留在某一小区;是根据C1算法决定。

C1=(RXLEV-rxLevAccessMin)- MAX ((msTxPwrMaxCCH- MSTxPwrMax),0);

RXLEV:MS收到的小区信号强度;

rxLevAccessMin:(MOD CELLBASICPARA: RXMIN=0;)

备注:设置过低,手机容易驻留;但易造成脱网、接入失败、掉话、

切换失败、未接通等问题;(-100----95之间);MS接收灵敏度-102 ;

设置过高,人为制作盲区;周围有其它基站,可以促进话务分流。

msTxPwrMaxCCH:(MOD CELLCCCH: FMSMAXOPCC=0;)

MS最大发射功率等级;--设置过小,造成上下行不平衡;

MSTxPwrMax:手机实际最大发射功率(手机自身Classmark);

MS扫描到小区C1>0,且为排序第一的小区为驻留小区;(CBA允许(小区禁止接入)、CBQ(小区接入等级);

MS待机状态:

小区重选:任何时候MS都想驻留在一个更好的小区上;

●C2算法优化:话务分流、稳定驻留在一个小区上,避免频繁重选;

●C2=C1 ;

●C2=C1+CRO-TO*H(PT-T) ;

C1+CRO(小区重选偏置);想让手机驻留在某个小区,则该小区虚拟信号电平,虚拟值CRO;虚拟值越大C2值越大;

CRO:偏大;会导致造假太过,驻留后问题多;(20 Db)、4、6、8、10

CRO:偏小,忽悠不过去;起不到话务分流;

TO*H(PT-T) :避免小区频繁重选;(CRO、PT:15秒、20秒)

对MS刚重选出来的原小区,进行惩罚;PT为惩罚时间、T:为定时器、TO:惩罚值;

H=1 (PT-T>0) ; H=0(PT-T<0) ;

●C2=C1-CRO 条件(PT=特殊值);

话务分流,

提升自己、抹黑对手;

注:图示为TEMS软件界面;注:图示为鼎立软件界面;MS 扫描BA1(Bill ARFCN:服务小

区、周围邻区)表结果;接入性;

为MS选择合适的小区进行驻留及

接入;

MS扫描BA2结果

为了通信的持续性,

为切换做准备。

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