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GSM系统网络优化在实际网络中的运用【摘要】本文以提高无线网络质量为目的的优化思路，结合韶关市的网络现状阐述GSM系统网络优化在实际网络中的运用。
【关键字】干扰；配频思路；线功能；切换；天线；干扰抑制器目前，GSM移动通信网已经比较成熟和稳定，如何充分利用现有的网络资源，提升网络质量，已成为网络运营商的首要任务。
网络优化工作是一个复杂艰巨的系统工程，在我国GSM移动网络进入低建设高维护阶段，网络优化工作显得尤为重要和紧迫。
网络优化又是一个长期和复杂的过程，它贯穿于网络发展的全过程。
一、韶关市GSM网络状况1.不断的扩容与有限频率资源之间的矛盾。
网路规模不断扩大与有限频率资源之间的矛盾冲突加大了频率的复用次数，同频小区之间的距离越来越小，整网的背境噪声电平越来越高，网络质量将越来越差，表现在于：话音质量劣化；切换行为变化不定；拥塞现象频繁出现；小区登录性能变差；寻呼与响应时间变长从而造成接续时间变长，用户越来越难于接受。
2.韶关BSC各项小区指标问题突出。
韶关BSC各项小区性能指标比较差，网元级切换成功率低，掉话率偏高，晚忙时话务拥塞等。
3.由于设备使用时间长，设备很多存在隐性故障。
硬件隐性故障就是指硬件看起来能正常工作，没出现明显的告警，但是由于设备长期使用，久而久之设备就可能出现性能下降，导致出现掉话高、接通率低、功率发射不稳定等问题，严重的影响了网络的正常运行。
4.韶关地区是个交通大干线，道路覆盖差。
韶关市内有铁路线、国道、省道，道路指标相对于其他市较差，其道路DT测试优化是重要的一方面。
二、韶关GSM网络整体优化1.掉话指标优化在GSM网中，话音掉话主要包括无线信号掉话、切换过程中的掉话、干扰掉话、Abis掉话、A接口掉话、公共设备掉话。
针对网络中出现的各种话音掉话情况，在此提出几种解决方法：（1）从网络布局上考虑，应尽可能避免出现高阻塞的情况。
在工程建设和网络优化过程中，在选点布点时应注意站点不宜过高，尽可能避免在高山、高楼、高塔上布点。
科技信息（下转第266页）随着科学技术的发展，信息化带动机械化应运而生GSM -R 。
GSM -R 是铁路综合数字移动通信系统，实现现代化的调度通信、公务移动、信息传输、列车控制一体化的通信网络系统。
与铁路运输组织、控制、生产、安全密切相关，并结合第三代移动通信技术。
适应世界铁路市场规律和运输技术装备，覆盖铁路干线的巨大网络，以达到为铁路运输提供高质量服务的目的。
进行网络优化的关键一步就是综合从交换机、基站和路测所获得的数据，进行数据分析。
从交换机的操作维护中心（O M C ）获得话务统计报表，然后用后台软件加以处理。
包括针对无线网络而言的全网接通率，话音信道掉话率，信令信道掉话率，切换成功率和切换失败原因占有率等。
分析是验证与评估网络规划与优化方案的重要手段。
全方位的分析手段，有利于全面掌握网络状况。
数据分析主要包括交换机统计数据分析，无线路测数据分析，信令分析，干扰数据分析和基站测试结果分析。
（1）交换机统计数据的分析统计数据分析包括：对掉话率的分析，相邻小区的关系是否完整，信令流量的设置准确度，误码率情况，话务流量是否溢出，高话务量基站是否出现阻塞掉话，接通率和拥塞等。
话务数据分析还应该注意话务量发展的前期预测，如某个区域话务量的增长情况。
通过交换操作维护中心可以获得绝大多数网络数据。
对于交换机可统计到各信令点的信令负荷，忙时鉴权次数，忙时临时移动用户识别（T MS I ）分配次数，访问位置寄存器(V L R )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 -R 当时的运行情况，可修改MS C 和B S C 参数，减轻其工作负荷。
通过基站操作维护中心可以获得B S C 话务量统计（话务量，被叫话务量、位置更新、切换、小区话务量、话务信道和信令信道）。
可统计小区内主被叫应答率、T C H 分配成功率、分配失败原因占有率、掉话率、忙时话务量、T C H 平均占用时长、忙时占用T C H 信道数、临小区切换及成功率、切换失败原因占有率等。
GSM第三层信令(Layer 3Message)(免费)GSM第三层信令(Layer 3Message)( A-bis接口信令分析)第三层信息（GSM Layer 3 ）GSM移动无线接口第三层的信息，包括无线资源治理（RR）移动性治理（MM）、呼唤操纵（CC）三方面信息。
*CC层的要紧功能为成立、维持和释放呼唤：a、有关呼叫建立的信息（Call Establishment）:Alerting：告警信息，上下行。
从网络到主叫移动台或从被叫移动台到网络，用来指示被叫手机启动告警（即回铃音）。
包括进展指示及用户信息等Call confirmed：呼唤确认，该信息由被叫移动台发出，用来确证收到呼唤请求；3G Y9l y D k h$wCall proceeding：呼唤进程，该信息由网络发向主叫移动台，指示被请求的呼唤成立信息已经被接收,可不能再接收更多的呼唤成立信息。
：连接，从网络到主叫移动台或从被叫移动台到网络，用来指示连接被同意；Connect Acknowledge：连接确认，从网络到被叫移动台或主叫移动台到网络，指示移动台取得一个呼唤（连接完成）；o-z@2OEnergency Setup：紧急成立，由移动台发出，用来启动一个紧急呼唤的成立；Progress：进展，从网络到移动台，指示呼叫的进程；Setup：成立，上下行，指示启动呼唤成立；b、呼唤信息状态（Call Information Phase）Modify：修改，上下行，请求改变呼唤的承载能力；4G Modify Complete：修改完成，指示对呼叫承载能力修改的完成；Modify Reject：修改拒绝，上下行，指示改变呼叫的承载能力请求的失败；User Information：用户信息,由移动台发向网络来传输信息到远端用户或由网络发向移动台传输从远端用户来的信息。
3c、呼唤清除（Call Clearing）MOTODisconnect：断连，从移动台到网络请求清除端到端的连接，或从网络到移动台指示端到端的连接已经被清除；Release：释放，上下行,指示发该信息的设备将要释放TI(处理识别码),接收到4G该信息的设备等发送释放完成信息后释放TI(处理识别码)bbs. ),接收到该信息的设备将要释放TI(处理识别码)d、与附加业务有关的呼唤（Call Related SS）Facility：设施Hold：保持Hold Acknowledge：保持确认vHold Reject：维持拒绝Retrieve：恢复通Retrieve Acknowledge：恢复确认Retrieve Reject：恢复拒绝e、其它信息Congestion Control：拥塞操纵，上下行，指示在传输用户信息时成立和中止流量操纵。
谈第三层信令消息在DT测试中的应用—Layer 3Messages郭宝关键词：第三层信令消息（Layer 3 Messages）、切换、位置更新、未接通、掉话、GPRS 附着成功率、PDP CONTEXT 激活成功率第三层信令消息—layer 3 messages 也称无线接口信令消息，可以将MS—BSS之间的信令消息清晰的显示出来。
第三层信令消息主要包括：寻呼、鉴权、加密、分配信道、切换、测量报告、位置更新、短消息等—（paging, authorization,cipher mode set, assignments, handover, measurement reports,location updating, Short Message Service）。
由于第三层信令消息能清晰的显示出通话的起呼、切换、位置更新、结束通话和掉话各部分的信令流程，在DT测试过程中，可以准确的判断通话的状态。
在最新公布的《中国移动通信集团公司2002年全国城市GSM网运行质量现场检查技术规范书－DT测试部分》中明确地用第三层信令消息描述了接通率、掉话率的定义，在规范的数据光盘内容要求中提出：原始记录文件中必须包含第三层信令消息。
原文如下：1.接通率，定义：接通率＝接通总次数/试呼总次数×100％；说明：（1）试呼次数：有Channel Request表示进行了试呼，但剔除了位置更新的Channel Request 及SAGEM OT75在一次呼叫中重复发送Channel Request的次数。
（2）接通次数：当一次试呼开始后出现了Connect，Connect Acknowledge消息中的任何一条就计数为一次接通。
（3）接通率＝总Connect（Connect Acknowledge）数/总Channel Request数×100％（4）接通率取主叫双频测试手机的统计结果。
2．掉话率，定义：掉话率＝掉话总次数/接通总次数×100％；说明：（1）接通次数：当一次试呼开始后出现了Connect，Connect Acknowledge消息中的任何一条就计数为一次接通（2）掉话次数：在一次通话中如出现Disconnect或Channel Release中任意一条，就计为一次呼叫正常释放。
GSM层3信令在路测掉话中的分析和应用韦巍刘占强（中国联通上海分公司 200082）摘要：本文主要就GSM层3信令的结构和呼叫释放方面的基本原理进行了阐述，并对实际路测中遇到的掉话现象进行了应用分析，从而将理论与实际进行了有机的结合。
关键词：掉话层3信令定时器1、前言路测（DT）作为数据采集和分析的一个重要手段，在日常优化中扮演着重要的角色。
而掉话现象（呼叫连接建立后的业务信道掉话）是路测中最为关注的问题。
通过分析掉话发生前后的主服务小区、覆盖电平、下行质量、移动台发射功率以及邻区信息等数据可以发现一定的问题，但是对于具体的掉话原因和一些深层次的非无线问题，难以有效地解决。
而层3（Layer 3）就能为解决这类问题提供详尽的信令信息和有效的分析手段。
2、层3信令原理解释2.1 基本结构GSM使用了类似OSI协议模型的简化协议，包括物理层（L1）、数据链路层（L2）、应用层（L3）。
层3（Layer3）是具体负责控制和管理的协议层。
一个标准的层3消息由报头、命令部分和非命令部分构成。
完整的层3包括三个子层：无线资源管理（RR：Radio Resource Management）、移动性管理（MM：Mobility Management）、接续管理（CM：Connection Management）。
其中接续管理子层中包含多个呼叫控制（CC）单元，提供并行呼叫处理。
为了支持补充业务和短消息业务，在CM子层中还包括了补充业务单元（SS）和短消息业务单元（SMS）。
2.2 无线资源管理子层（RR）无线资源管理子层通常用于建立、维护和释放系统与移动台之间点对点通信使用的无线资源连接，比如小区选择、小区重选和切换过程。
在通话模式下，RR连接是一个物理的点对点双向连接，它的释放请求是由上层发起的，目的是去活所有正在使用的专用信道（TCH 或者DCCH）。
2.3 移动性管理子层（MM）移动性管理子层的主要功能是支持用户终端的移动性和为上层的接续管理子层（CM）的不同实体提供接续管理服务。
第三层信令消息在GSM网络优化中的
郭宝
【期刊名称】《通信世界》
【年(卷),期】2002(000)034
【摘要】例2：MS掉话（与考核指标中的掉话率挂钩)
【总页数】1页(P38)
【作者】郭宝
【作者单位】山西省移动通信公司太原建维中心
【正文语种】中文
【中图分类】TN915.06
【相关文献】
1.信令分析在GSM-R网络优化中的作用 [J], 高媛;徐钧;王开锋;蒋韵
2.信令仪在GSM网络优化工作中的应用 [J], 谢浩
3.第三层信令消息在GSM网络优化中的应用 [J], 郭宝
4.IS-2000协议的第三层消息在CDMA网络优化中的应用 [J], 杨谦
5.IS-2000协议的第三层消息在CDMA网络优化中的应用 [J], 杨谦
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GSM的层3信令目录1. 信令与协议概述 (2)1.1 通信网络的OSI七层模型 (2)1.2 NO.7信令系统 (3)2. GSM分层结构与协议 (4)3. GSM层3信令 (6)3.1 RR无线资源管理 (6)3.2 MM移动性管理 (8)3.3 CM连接控制管理 (9)3.4 信令流程 (10)1.信令与协议概述数字蜂窝移动通信系统由不同的子系统和MS （移动台）组成，但这只是根据功能划分的物理上的组合，大多数功能是分布在不同的设备中的，由于GSM 是一个复杂的移动通讯系统，其中传送的除了话音信息以外，还有大量的信令信息需要传送，为完成不同设备的互联，以及通讯接续过程，设备或各个子系统之间必须通过各种接口按照规定的协议实现互连，分散的设备需要相互配合才能完成某项任务，这样在执行任务时就需要交换信息，使通信网中的各种设备协调动作，因此各设备之间必须相互交流各设备状态的监视和控制信息，以说明各自的运行情况，提出对相关设备的接续要求，从而使各设备之间协调运行。
在通信系统中把协调不同实体所需的信息，交换设备之间相互交换的信息必须遵守一定的协议和规则，这些协议和规则就称为信令。
信令系统指导系统各部分相互配合，协同运行，共同完成某项任务。
GSM 系统中，信令消息具体体现在接口的协议和规范上，下面将从子系统互连和接口的分层模式来说明GSM 系统中主要协议的结构和相互关系。
总之，信令系统是通信网的重要组成部分，目的是为用户传递包括语音信息和非语音信息在内的各种信息。
1.1通信网络的OSI七层模型为了解决不同系统的互连问题，国际标准化组织（International Organization for Standardization，ISO）于1977 年提出了一种不基于特定机型、操作系统或公司的网络体系结构，即“开放系统互连参考模型”（Open System Interconnection，OSI）。
OSI 定义了异种机连网的标准框架，为连接分散的“开放”系统提供了基础，既任何两个遵守OSI 标准的系统可以进行互连。
第三层信令消息在GSM网络优化中的应用
网络优化的目的就是对投入运行的无线网络进行参数采集、数据分析，找出影响网络质量的原因，通过技术手段或参数调整使网络达到最佳运行状态的方法，使网络资源获得最佳效益。
DT（DRIVE TEST）也称车测，是检测运行网络质量的重要手段之一。
第三层信令消息（layer 3 messages）也称无线接口信令消息，可以将MS与BSS之间的信令消息清晰显示出来。
其不同于普通意义上的信令消息，只显示Um接口的信令，在显示时也只是DL、UL交替出现来表示当前通信的状态，从而简化了对网络状况的分析步骤，有利于提高网络优化的效率。
第三层信令消息主要包括：寻呼、鉴权、加密、分配信道、切换、测量报告、位置更新，能清晰显示出通话的起呼、切换、位置更新、结束通话和掉话各部分的信令流程。
在DT测试过程中通过第三层信令消息，可以准确判断通话的状态。
MS的信令流程在第三层信令消息框中大大简化，只显示MS与BSS之间的信令流程，不显示到MSC及VLR的流程项，从而简化了DT测试过程中对建立通话的信令流程的分析步骤。
笔者举例介绍在日常DT测试中关于未接通、掉话和由于切换失败导致掉话等情况的第三层信令消息，例子以MOTOROLA DT测试专用仪表TEMS为准（各种DT测试仪表都有layer 3 messages消息框）。
例1：MS呼叫未接通（与考核指标中的接通率挂钩）
测试方式：DT；测试人员：网优工程师；测试地点：太原市滨河东路。
太原市GSM网只有GSM 900MHz制式，采用MOTOROLA和NOKIA设备组网，以汾河为界，其中采用NOKIA 设备的河东地区有5个LAC，采用MOTOROLA设备的河西地区有2个LAC，此次未接通发生在汾河东岸的滨河东路上，正是LAC区交接处，在DI测试的行程中，可能发生数次跨LAC 区的切换，极易发生掉话或未接通情况。
在DT测试中，MS的服务小区为：LAC：13588；CI：4732。
首先，通话到达预定时长后正常释放，当MS进行下一轮起呼时，从计算机操作界面图上可以看到有瞬间的通话质量极差（quality为七级），紧接着释放，从第三层信令消息框可以明确反映出发生了一次未接通，主要有以下三条信令消息：
UL：CHANNEL REQUEST
DL：IMMEDIATE ASSIGNMENT
UL：CM SERVICE REQUEST
在上行的CM SERVICE REQUEST信令发出后，没有下行的响应，通话状态由起呼直接转为空闲模式（IDLE），由此可以断定发生了一次未接通。
由于上行UL：CM SERVICE REQUEST 是MS发起的对SDCCH的申请，发出申请后没有应答，没有出现标志呼叫接通的信令消息（当一次试呼开始后出现了Connect，Connect Acknowledge消息中的任何一条就计数为一次接通），由此，可以断定发生了一次未接通情况。
其原因可能为该服务小区的SDCCH信
道拥塞，也可能是由于无线环境的恶化造成SDCCH信令丢失。
因为此次DT测试发生在跨数个LAC的路段，而且是上一个通话刚刚结束，起初判断可能是发生了一次位置更新LOCATION UPDATE。
由于MS在通话时跨过LAC区并不发生位置更新，挂机后在空闲状态下立即进行位置更新，所以在城市DT测试中会经常发生MS通话时跨过位置区（LAC）的情况，在通话结束后立即开始做位置更新，其主要的第三层信令消息有（假设通话刚结束）：
DL：CHANNEL RELEASE
UL：CHANNEL REQUEST（紧接着开始做位置更新）
DL：IMMEDIATE ASSIGNMENT
UL：LOCATION UPDATING REQUEST
DL：AUTHENTICATION REQUEST
UL：AUTHENTICATION RESPONSE
DL：LOCATION UPDATING ACCEPT
UL：TMSI REALLOCATION COMPLETE
DL：CHANNEL RELEASE
结合此例的第三层信令消息来看，例子中MS发出了UL：CM SERVICE REQUEST，并不是UL：LOCATION UPDATING REQUEST，由此可以判断出此例并非是位置更新。
例2：MS掉话（与考核指标中的掉话率挂钩）
测试方式：DT；测试人员：网优工程师；测试地点位于太原市南内环西街。
发生掉话的主服务小区为：LAC：13588；CI：4391。
从计算机操作界面中得知，该MS掉话之前还发生过两次切换：MS的服务小区由4033切到4032，又切至4391，起初4391的level值还较高，突然一个深衰落，下行的level落到­—100dBm以下，导致掉话。
这期间有一个最强邻区（LAC：13588，CI：4643，BCCH为16）可供切换，但是4032、4033、4391服务小区都没有切到4643小区去，可能上述小区间的邻区切换参数设置不恰当，也可能是4643小区拥塞，造成不能正常切换。
由于无线环境急剧恶化，测试人员怀疑是4391小区前方有巨大建筑物阻挡或载频有低功故障，导致通话过程中产生极大的误码，使MS与BSC间无法正常通信，最终断开连接产生掉话。
由第三层信令消息可以看出，MS原处于通话状态，因为上行MS一直在发送UL：MEASUREMENT REPORT（只有通话过程中才发送测量报告），掉话时MS由通话模式直接转为IDLE模式，即只有下行消息而无上行消息：
DL：SYSTEM INFORMATION TYPE
DL：PAGING REQUEST TYPE
例3：MS连续切换失败
测试方式：DT；测试人员：网优工程师；测试地点：太原市迎泽西大街下元汽车站附近。
服务小区：LAC：13588；CI：4173。
下元汽车站位于迎泽西大街与和平路交叉口处，地势平坦、空旷，车流量大，主要由4173、4081小区覆盖，上述两个小区及相邻小区同属于LAC：13588。
DT测试过程中，MS当前服务小区为4173，当检测到有Level 更强的邻区时，BSC指示MS切换（发起DL：HANDOVER COMMAND），此时发生了连续的三次切换失败（UL：HANDOVER FAILURE）。
需要声明的一点是：切换失败并不代表掉话，也不列入考核范围，但是切换失败极有可能造成掉话，在本地测试过程中，测试人员非常重视切换失败，尤其是连续的切换失败。
虽然本例中经历了连续三次切换失败，MS仍然没有掉话（MS还在发送测量报告），但是对连续的切换失败应该给予很大的重视。
导致连续的切换失败的原因可能是目标小区的TCH信道拥塞，也可能是目标小区的BCCH载频与TCH载频的发射功率没有调平，导致BCCH与TCH的Level值相差很大而造成切换失败。
其第三层信令消息流程如下：
DL：HANDOVER COMMAND
UL：HANDOVER ACCESS
UL：HANDOVER COMPLETE
UL：MEASUREMENT REPORT
UL：HANDOVER FAILURE
DL：SYSTEM INFORMATION TYPE 5
从切换的两个小区：4173、4081来看，4173向4081切换，是不同步切换Non-synchronized Handover，所以BSC应该在MS发出UL：HANDOVER ACCESS消息后，接着发出DL：PHYSICAL INFORMATION，指示MS切换至目标小区的Timing Advance，即MS与切换目标小区的距离。
同时，在MS发出UL：HANDOVER COMPLETE之后，再发一条DL：PHYSICAL INFORMATION。
在本例中BSC没有发出这两条消息，这也是导致发生切换失败的原因之一。
（同步切换指：同一个BTS内部的切换或MS已知切换目标小区的时间提前量时所发生的切换）
本文总结了在DT测试中，对一些测试指标用第三层信令消息来描述的情况。
当然，第三层信令消息还对其他许多事件进行描述，这里不一一阐述。
需要注意的一点是：第三层信令消
息与信令消息有很大区别，第三层信令消息只显示MS－BSS即空中无线接口的信令消息，而信令消息则是对全网所有NE（MSC、HLR、VLR、GGSN、SGSN等）而言的，相比之下要复杂得多。
