2.1 GSM移动通信系统的组成

gsm网络由几部分组成及各个部分的主要作用GSM系统主要由移动台（MS）、移动网子系统（NSS）、基站子系统（BSS）和操作支持子系统（OSS）四部分组成。

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1.gsm网络由几部分组成及各个部分的主要作用GSM系统主要由移动台（MS）、移动网子系统（NSS）、基站子系统（BSS）和操作支持子系统（OSS）四部分组成。

全球移动通信系统Global System for Mobile Communication就是众所周知的GSM，是当前应用最为广泛的移动电话标准。

GSM属于第2代（2G）蜂窝移动通信技术。

模拟蜂窝技术被称为一代移动通信技术，宽带CDMA技术被称为三代移动通信技术，即3G。

移动台（MS）移动台是公用GSM移动通信网中用户使用的设备，也是用户能够直接接触的整个GSM系统中的唯一设备。

移动台的类型不仅包括手持台，还包括车载台和便携式台。

随着GSM标准的数字式手持台进一步小型、轻巧和增加功能的发展趋势，手持台的用户将占整个用户的极大部分。

基站子系统（BSS）基站子系统（BSS）是GSM系统中与无线蜂窝方面关系最直接的基本组成部分。

它通过无线接口直接与移动台相接，负责无线发送接收和无线资源管理。

另一方面，基站子系统与网络子系统（NSS）中的移动业务交换中心（MSC）相连，实现移动用户之间或移动用户与固定网路用户之间的通信连接，传送系统信号和用户信息等。

当然，要对BSS部分进行操作维护管理，还要建立BSS与操作支持子系统（OSS）之间的通信连接。

移动网子系统（NSS）移动网子系统（NSS）主要包含有GSM系统的交换功能和用于用户数据与移动性管理、安全性管理所需的数据库功能，它对GSM移动用户之间通信和GSM移动用户与其它通信网用户之间通信起着管理作用。

NSS由一系列功能实体构成，整个GSM系统内部，即NSS的各功能实体之间和NSS与BSS之间都通过符合CCITT信令系统No.7 协议和GSM规范的7号信令网路互相通信。

GSM系统总体结构由以下功能单元组成：1. 移动台(MS)：它包括移动设备(ME)和用户识别模块(SIM)。

根据业务的状况，移动设备可包括移动终端(MT)，终端适配功能(TAF)和终端设备(TE)等功能部件。

2.基站子系统(BSS)1)基站控制器(BSC):具有对一个或多个BTS进行控制以及相应呼叫控制的功能。

a.接口管理b.BTS－BSC之间的地面信道管理c.无线参数及无线资源管理d.测量和统计e.切换2)基站发信台(BTS)：受控于基站控制器(BSC)，属于基站子系统(BSS)的无线部分，服务于某小区的无线收发信设备，实现BTS与移动台(MS)空中接口的功能。

BTS主要分为基带单元、载频单元和控制单元三部分。

基带单元主要用于话音和数据速率适配以及信道编码等；载频单元主要用于调制/解调与发射机/接收机间的耦合；控制单元则用于BTS的操作与维护。

3.网络子系统(NSS)1)移动业务交换中心(MSC)：对于位于它管辖区域中的移动台进行控制、交换的功能实体。

2)拜访位置寄存器(VLR)：MSC为所管辖区域中MS的呼叫接续，所需检索信息的数据库。

3)归属位置寄存器(HLR)：管理部门用于移动用户管理的数据库。

每个移动用户都应在其归属位置寄存器注册登记。

HLR主要存储两类信息，有关用户的参数和有关用户目前所处位置的信息。

4)设备识别寄存器(EIR)：存储有关移动台设备参数的数据库。

主要完成对移动设备的识别、监视、闭锁等功能。

5)鉴权中心(AUC)：认证移动用户的身份和产生相应鉴权参数的功能实体。

4.操作支持子系统(OSS)操作维护系统中的各功能实体。

可分为无线子系统的操作维护中心(OMC-R)和交换子系统的操作维护中心(OMC-S)。

GSM系统可通过MSC实现与多种网络的互通，包括PSTN（公共电话交换网）、ISDN（综合业务数字网）、PLMN（公众陆地移动通信网）和PSPDN （分组交换数据网）。

所谓天线的极化，就是指天线辐射时形成的电场强度方向。

GSM系统的主要组成结构GSM数字蜂窝通信系统的主要组成部分可分为移动台、基站子系统和网络子系统。

基站子系统（简称基站BS）由基站收发台（BTS）和基站控制器（BSC）组成；网络子系统由移动交换中心（MSC）和操作维护中心（OMC）以及原地位置寄存器（HLR）、访问位置寄存器（VLR）、鉴权中心（AUC）和设备标志寄存器（EIR）等组成。

移动台（MS）即便携台（手机）或车载台。

也可以配有终端设备（TE）或终端适配器（TA）。

移动台是物理设备，它还必须包含用户识别模块（SIM），SIM卡和硬件设备一起组成移动台。

没有SIM卡，MS是不能接入GSM网络的（紧急业务除外）。

基站收发台（BTS）包括无线传输所需要的各种硬件和软件，如发射机、接收机、支持各种上小区结构（如全向、扇形、星状和链状）所需要的天线，连接基站控制器的接口电路以及收发台本身所需要的检测和控制装置等。

基站控制器（BSC）是基站收发台和移动交换中心之间的连接点，也为基站收发台和操作维修中心之间交换信息提供接口。

一个基站控制器通常控制几个基站收发台，其主要功能是进行无线信道管理、实施呼叫和通信链路的建立和拆除，并为本控制区内移动台的过区切换进行控制等。

移动交换中心（MSC）是蜂窝通信网络的核心，其主要功能是对位于本MSC控制区域内的移动用户进行通信控制和管理。

例如：1）信道的管理和分配；2）呼叫的处理和控制；3）过区切换和漫游的控制；4）用户位置信息的登记与管理；5）用户号码和移动设备号码的登记和管理；6）服务类型的控制；7）对用户实施鉴权；8）为系统中连接别的MSC及为其它公用通信网络，如公用交换电信网（PSTN）、综合业务数字网（ISDN）和公用数据网（PDN）提供链路接口，保证用户在转移或漫游的过程中实现无间隙的服务。

由此可见，MSC的功能与固定网络的交换设备有相似之处（如呼叫的接续和信息的交换），也有特殊的要求（如无线资源的管理和适应用户移动性的控制）。

GSM全球移动通信系统概述►无线通信系统的基本概念、蜂窝通信►GSM系统组成、网络结构、接口与协议、业务功能►GSM无线传输原理、标准、语音编码、信道编码与调制解调►移动台登记、漫游、切换、呼叫接续过程1 蜂窝无线通信系统的基本概念1.2 蜂窝无线通信系统蜂窝概念是解决频率不足和用户容量问题的一个重大突破，是一种系统级的概念。

其思想是用许多小功率的发射机（小覆盖区）来代替单个的大功率发射机（大覆盖区），每一个小覆盖区只提供服务范围内的一小部分覆盖。

每个基站分配整个系统可用信道中的一部分，相邻基站则分配另外一些不同的信道，这样基站之间（以及在它们控制下的移动用户之间）的干扰就最小。

只要基站间的同频干扰在可以接受的范围以内，可用信道就可以尽可能的复用。

1.2.1 频率复用蜂窝无线系统依赖于整个覆盖区域内信道的分配及复用。

每一个蜂窝基站分配一组无线信道，这组无线信道作用于一个小区。

给相邻小区的基站分配一个信道组，所包含的信道全部不能在相邻小区内使用。

通过将基站天线的覆盖范围限制在小区边界以内，相同的信道组就可用于覆盖不同的小区，只要距离足够远，相互间的干扰就可以接受。

为整个系统中1.2.2 越区切换当一个移动台正在通话的时候，从一个基站移动到另一个基站，为了使通话不被中断，系统自动地将呼叫转移到新基站的信道上。

这种切换操作不仅要识别一个新基站，而且要求将话音和信令信号分派到新基站的信道上，此过程不需要用户的介入。

在小区内分配空闲信道时，许多切换策略都使切换请求优先于呼叫初始请求。

系统设计者必须要指定一个启动切换的最恰当的信号强度，一旦将某个特定的信号强度指定为基站接收机中可接受的话音质量的最小可用信号（一般在–90 dBm到–100 dBm之间），稍微强一点的信号强度就可作为启动切换的门限，两者之间的信号强度之差值∆的选择必须慎重。

在决定何时切换的时候，很重要的一点是要保证所检测到的信号电平的下降不是因为瞬时的衰减，而是由于移动台正在离开当前服务的基站，所以基站在准备切换之前先对信号监视一段时间。

编号淮安信息职业技术学院毕业论文学生姓名李月明学号36012310院系计算机与通信工程学院专业移动通信技术班级360123指导教师束美其讲师顾问教师二〇一四年十月摘要摘要GSM是一种起源于欧洲的移动通信技术标准，由欧洲电信标准组织ETSI制订的一个数字移动通信标准，是第二代移动通信技术。

GSM标准的设备占据当前全球蜂窝移动通信设备市场80%以上。

我国于20世纪90年代初引进采用此项技术标准，目前，中国移动累计总用户达到7.2亿，网络规模和容量都居世界第一。

本文首先通过对GSM基础知识的介绍，为后面GSM常见故障分析提供理论支持。

由于移动用户的激增，现有的频率资源越来越匮乏，网络规模的扩大导致了各种故障问题，如果没有及时有效的处理网络故障，会导致指标的恶化、投诉的增多、网络质量的下降。

针对各种原因引起的网络故障，本文分别进行了分析并提出了解决办法。

关键词：GSM掉话切换失败RACHAbstractAbstractGSM is a standard for mobile communication technology originated in Europe, a digital mobile communication standard by the European Telecommunications Standards Institute ETSI developed, is the second generation of mobile communications technology. GSM standard equipment occupy the current global cellular mobile communications equipment market more than 80%. China has introduced in the early 1990s, the use of this technology standards, at present, China Mobile subscribers reached 720 million cumulative total network size and capacity ranks first in the world.Firstly, by introducing the basics of GSM, GSM is a common failure to provide theoretical support behind the analysis. Due to the proliferation of mobile users, the existing frequency resources are increasingly scarce, network expansion has led to a variety of failure, if not treated timely and effective network failure will lead to a deterioration of indicators, increased complaints, network quality decline . For network failures caused by various reasons, this paper analyzes and proposed solutions.Keywords: GSM Diaohua Switch failure RACH目录目录摘要 (I)Abstract (II)第一章绪论 (1)1.1 GSM系统发展历史 (1)1.2 课题研究的目的及意义 (1)第二章 GSM基础知识 (3)2.1 GSM的系统结构 (3)2.1.1 MS (3)2.1.2 BSS (3)2.1.3 NSS (4)2.1.4 OSS (4)2.2 GSM逻辑信道分类 (5)2.3 GSM切换及种类 (5)第三章 GSM掉话问题分析 (7)3.1 掉话率的计算公式和统计点 (7)3.2 由于干扰引起的掉话 (8)3.2.1 干扰类型 (8)3.2.2 判断干扰方法 (8)3.2.3 干扰解决措施 (9)3.2.4 上行干扰引起的高掉话故障分析 (9)3.3 由于覆盖原因导致的掉话 (10)3.3.1 覆盖问题分析 (11)3.3.2 覆盖问题解决办法 (12)3.4 由于切换引起的掉话 (12)3.4.1 引起切换掉话的因素 (12)3.4.2 切换掉话解决措施 (14)第四章 GSM其他常见故障分析 (17)4.1 TCH分配失败分析 (17)4.1.1 TCH分配失败定义 (17)4.1.2 TCH分配失败原因分析 (17)4.1.3 应对方法 (18)4.2 切换失败率分析 (18)4.2.1 问题描述 (18)4.2.2 切换失败率高的引发原因 (19)4.3 RACH接入有效性 (20)4.3.1 问题描述 (20)4.3.2 RACH接入常见故障 (21)4.3.3 故障处理流程 (21)第五章总结与展望 (23)致谢 (25)参考文献 (27)第一章绪论第一章绪论1.1 GSM系统发展历史1982年北欧国家为了方便全欧洲统一使用移动电话，向CEPT（欧洲邮电行政大会）提交了一份建议书，要求制定900MHz频段的公共欧洲电信业务规范。

1．GSM全称：全球移动通信系统（Global System for Mobile communications）.组成包括NSS子系统BSS子系统NMS子系统。

2．GSM鉴权三个参数是RAND、SRES、KC。

A3算法用于鉴权A5算法用于加密。

网络管理系统的功能是：性能管理、配置管理、故障管理。

3．跳频序列信息在（BSSH广播控制信道）内，逻辑信道内SCH是同步逻辑信道，它包含BSIC基站识别码和一个简化的TDMA帧号。

4．用户首次在MSC/VLR出现时，网络根据用户的（IMSI国际移动用户标识）寻找归属HLR。

5．切换的四种方式：小区内与BSC内切换，小区间与BSC内切换，小区间与BSC间切换，MSC间切换。

6． NSS(网络交换子系统)的主要功能：1。

呼叫控制2。

计费3。

移动管理4。

其它网络连接相关的命令，5。

用户数据处理6。

用户定位。

7．NSS(网络交换子系统)的主要组成部分：MSC（移动业务交换中心）、VLR（访问位置寄存器）、HLR（本地位置寄存器）、EIR（设备识别寄存器）、AC（鉴权中心）组成8．基站可分为定向站、全向站、覆盖站、容量站。

ULTRASITE的Triple-Mode是（GSM/WCDMA/1BBU）。

（C GI）代表一个BTS的全球唯一标识。

ULTRASITE风扇有11个。

9．信道是信号的传输媒介，信道可分为物理信道和逻辑信道。

10．通信网形式为数字和模拟，业务种类：电话网、电报网、传真网、数据网、广播电视网；服务范围：本地网、长途网、国际网；按组网方式：移动通信网、卫星通信网。

11．通信网的基本结构：网型、星型、复合型、环型和总线型。

12．通信网的构成要素有：终端设备、交换设备和传输设备。

13．2Mbit/s的Pcm中，每帧（Frame）有(32)时隙(TS)，每时隙（TS）有（8）比特（bit），PCM进行A/D变换是有三个步骤是：抽样、量化、编码。

14．移动通信按信号形式可分为（模拟）和（数字），常用的调制方式有调幅、调相、跳频。

GSM移动通信网络的基本构成一. 数字蜂窝陆地移动通信系统概论1. 移动通信系统的进展历程1.1. 大区制移动电话系统•单站覆盖整个区域、•高功率发信设备•优点：组网简单，投资少、见效快，覆盖区域大。

•缺点：容量不足、服务质量差、频谱利用率低1.2. 蜂窝移动通信系统•接近正六边形的小区联网•小区覆盖变小，具有下列特点：1.频谱利用率提高2.组网灵活3.系统发信功率降低4.设备增多，结构复杂2. 数字移动通信系统与模拟移动通信系统的不一致之处·数字调制对载干比（C/I）的要求低得多·时分多址更能提供设计上的灵活性·数字系统中需增加信道编码·需使用自习惯均衡技术·需使用回波操纵技术·实施保密相当简单3. 数字移动通信系统分析比较·世界上最具代表性与比较成熟的制式有：•欧洲的 GSM•美国的 ADC（也常称 D-AMPS）•日本的 JDC（现改称之 PDC）·GSM的要紧目标是与ISDN兼用；优点是各类接口规定明确，网路适合未来数字化要求；缺点是数模不兼容。

·美国数字系统D-AMPS的目标是扩大容量与数模兼容；优点是充分利用现有模拟系统；缺点是不能与ISDN兼容，接口实现较困难。

·日本PDC的情况类似美国，但数模不兼容。

4. GSM数字移动通信系统的进展历程·1982年：设立“移动通信特别小组”，即GSM。

·1986年：进行现场试验·1987年：作出技术选择·1988年：十八个欧洲国家达成GSM谅解备忘录·1989年：GSM标准生效·1991年：GSM系统正式在欧洲问世，网路开通运行。

从此，移动通信跨入了第二代。

二. GSM的基本特点·可与各类公用通信网互连互通，明确了接口规范。

·能提供穿越国界的自动漫游功能·支持多种业务·具有很好的网络安全性·组网结构灵活方便，频率复用率高，话务承担能力强。