GSM介绍

、简述GSM移动通信系统

（一）GSM移动通信系统组成

GSM数字移动通信系统是欧洲主要电信运营者和制造厂家组成的标准化委员会设计出来的，它是在蜂窝系统的基础上发展而成的。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）和移动台（MS）三大部分组成，如图1—1所示。其中NSS与BSS之间的接口为“A”接口，BSS与MS之间的接口为“Um”接口。

图1—1蜂窝移动通信系统的组成

GSM系统框图如图1-2,A接口往右是NSS系统，它包括有移动业务交换中心（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（EIR）,A接口往左Um接口是BSS系统，它包括有基站控制器（BSC）和基站收发信台（BTS）。Um接口往左是移动台部分（MS）,其中包括移动终端（MS）和客户识别卡（SIM）。

图1—2GSM系统框图

交换网络子系统：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，每个MS、还应能完成入口MSC（GMSC） I7I [o]

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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。

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。

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“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，但SIM卡本身不是代金卡。

（二）GSM移动通信系统的呼叫处理

1移动客户至固定客户出局呼叫流程（移动台做主叫）

移动台始发呼叫流程图见图1－3。

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图1－3MS始发呼叫流程图图中流程说明如下：

(1) 在服务小区内，一旦移动客户拨号后，移动台向基站请求随机接入信道。

(2) 在移动台MS与移动业务交换中心MSC之间建立信令连接的过程。

(3) 对移动台的识别码进行鉴权，如果需加密则设置加密模等，进入呼叫建立的起始阶段。

(4) 分配业务信道的过程。

(5) 采用七号信令的客户部分(1SUP/TUP)，建立与固定网(ISDN/PSTN)至被叫客户的通路，并向被叫客户振铃，向移动台回送呼叫接通证实信号。

(6) 被叫客户取机应答，向移动台发送应答连接消息，最后进入通话阶段。

2)固定客户至移动客户入局呼叫的基本流程(移动台做被叫)移动台终结呼叫流程图如图1-4所示。 fn.££iiE*O/C

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图1－4MS终结呼叫流程图流程说明如下：

(1) 通过No.7信令客户部分ISUP/TUP，入口MSC(GMSC)接受来自固定网(ISDN/PSTN)的呼叫。

(2) GMSC向HLR询问有关被叫移动客户正在访问的MSC地址(即MSRN)。

(3) HLR请求拜访VLR分配MSRN。MSRN是在客户每次呼叫时由拜访VLR分配并通知HLR。

(4) GMSC从HLR获得MSRN后，便可寻找路由建立至被访MSC的通路。

(5) (6)被访MSC从VLR获得有关客户数据。

(7)(8)MSC通过位置区内的所有基站BTS向移动台发送寻呼消［息。

(9)(10)被叫移动客户的移动台发回寻呼响应消息后，执行与上述出局呼叫流程中的(1)、(2)、(3)、(4)相同的过程，直到移动台振铃，向主叫客户回送呼叫接通证实信号。 Hl

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一j隔I再賢配安弹 (11)移动客户取机应答，向固定网发送应答连接消息，至此进入通话阶段。

二、目前呼和浩特市GSM移动网现状

呼市地区的GSM移动通信网是在1996年10月份开通，到目前为止网上共有GSM交换机3个，总容量为27万门，基站149个，载频数1275，拥有GSM手机用户近20万。但随着移动通信行业的高速发展，网络规模还将不断扩大，移动用户也会日趋增多，无线收发信基站由发展初期的大区制演变为边部大街小巷、乡村角落的蜂窝网络，这就使得无线网维护工作日趋复杂、艰巨。同时，移动用户对无线服务质量的敏感程度也在不断增加，移动通信竞争机制的引入，使无线网的服务质量更为我们所关注。众所周知，移动电话不同于固定电话的显著特点为，用户与网络的通信是通过空中电波信号传播完成的，地理、地貌以及干扰等因素的变化均会影响到信号的传播，而地区的经济发展以及用户使用习惯也能影响话务的均衡分布。因此，网络优化是移动通信网络运行维护工作中的一个重要组成部分，其目的就是提高网络通信质量，改善服务形象，充分挖掘网络资源，是投资得到应有回报。目前，GSM网已成为我市移动通信的主要网络。随着技术进步，GSM网络上开通的业务种类越来越多，不仅包括语音，还会开通数据、图像等，向多媒体方向发展。这样，网络的维护质量要求也就越来越高，网络优化的任务越来越重。

三、网络优化的方法及流程

(一) 无线网络优化的概念

GSM系统的优化指通过各种技术手段和措施,解决系统运行过程中存在的饿各种问题，使系统始终处于较好的运行状态。针对网络中存在的问题，调整不同类型的参数设置，包括：处理机参数、中继群设置参数、无线小区设计参数等。无线网络优化主要是通过调整个中相关的无线网络工程设计参数和无线资源参数，满足系统现阶段对各种无线网络指标的要求。优化调整过程往往是一个周期性的过程，因为系统对无线网络的要求总在不断变化。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GSM网络处于较好的运行状态，而对于优化结果的评价是通过一系列网络服务指标来反映的。

(二) 无线网络优化的方法及流程

网络优化作业的主要过程有：网络普查、数据采集、数据分析、制定和实施优化方案、

检查优化效果并总结留档。网络优化是一项长期的、循序渐进的工作。

网络普查：网络优化是一个系统工程。它要求优化人员对全网了解，优化的对象是网络，不是单点。切切不可在不了解全网的情况下，就开始优化。网络普查是进行网络优化的准备阶段。网络普查主要包括：1)资料调查：调查本次代化前的最新技术文件(如已有设计、测试结果、上一次代化的技术总结报告和用户申告等)，包括全网MSC、HLR、BSC、BTS的容量和所在的物理位置，网络结构，中继电路数量及质量，同步方式和信今方式，当前网上本地用户、漫游用户数及密度分布，用户投诉的热点地区等内容。2）系统检查：利用S113测试仪表检查无馈线系统，如：天馈线接地、无线输出功率、馈线回损及天线角度、类型、高度与设计是否一致。同一小区的天线是否保持同一高度、角度、倾角。利用HP8595A测试仪表检查基站硬件，如：设备模块输出功率，放大增益，测试点工作电平，滤波器输出波形等。利用操作维护中心（OMC）检查网管上显示的告警点；检查BTS和BSC数据库，核实频点分配、LAC划分、载频数量、临近小区关系、切换条件等；检查交换机数据库，核实有关HLR、VLR无线网络参数。有时在网络普查之后，就可发现明显不合理、需要优化的方面，就可以制定和实施优化。

• 数据采集：网络优化是在充分了解网络运行状态的前提下进行的。因此，数据采集是一个非常重要的环节。数据采集包括：1）通过交换操作维护中心（OMC-S）可以获得MSC话务量统计，包括网内MSC、VLR、HLR、CCS7、小区、中继群、录音通知等，及网外侧呼叫其他业务网（含固定网，130网，90网，长城网等）各方向的来去话务量。对于交换机可统计到各信今点的信令负荷、忙时鉴权次数、忙时TMSI分配次数、VLR用户数、关机或脱网用户数、业务类型使用频率、忙时位置更新次数等。利用这些数据，结合GSM的当时运行情况，可修改MSC和BSC参数，减轻其工作负荷。2）通过基站操作维护中心（OMC—B）可以获得BSC话务量统计（MOC话务量、MTC话务量、位置更新、切换、小区话务量、话务信道和信今信道等）。可统计小区内主被叫应答率、TCH分配成功率、TCH分配失败原因占有率、掉活率、忙时话务量、TCH平均占用时长、忙时占用TCH信道数、切换（来/去）邻近小区及成功率、切换失败原因占有率等。利用这些指标可分析该小区基站工作状况及优化方向。3）使用仪表在有线部分进行测量采集。将K113信令测试仪跨接在A接口和Abis接口。K113信今测试仪可同时启动几个计数器记录特定时段内事件的发生次数，并实时跟踪记录CCS7信今。结合GSM规范，就可知道话音信道分配失败过程中，各种原因所占比例；切换失败过程中，各种原因所占比例；掉活率等指标。借助测试仪表、测试手机及测试车等工具结合地理信息图和网络资源配置对无线接口（Um）部分进行测试采集。需要测试的主要内容有：呼叫通话测试、扫频测试、杨强测试、干扰测试、切换测试、锁频测试、位置更新测试、双频网评估测试等。需要采集的主要参数有：主邻小区场强、载于比、越区切换位置、越区切换电平、掉话数、误码率、失帧率、小区归属参数、全部第三层上下行信今采集和解码等。