GSM原理及其网络优化第五章.docx

1、GSM原理及其网络优化第五章第5章参数优化 25.1 概述 25.1.1 无线参数调整的类型 35.1.2 本章的研究内容 45.2 网络识别参数 45.2.1 移动国家号(MCC) 65.2.2 移动网号(MNC) 65.2.3 位置区码(LAC) 75.2.4 小区识别(CI) 85.2.5 网络色码(NCC) 85.2.6 基站色码(BCC) 95.3 系统控制参数 95.3.1 I MS I结合和分离允许(ATTACH DETACH ALLOWED，ATT) 105.3.2 公共控制信道配置(CCCH CONF) 115.3.3 接入准许保留块数(BS AG BLKS RES) 125

2、.3.4 寻呼信道复帧数(BS PA MFRMS) 125.3.5 周期位置更新定时器(T3212) 145.3.6 小区信道描述(CEI上CHANNEI DESCRIPTION) 165.3.7 无线链路超时(RADl0 LINK TIMEOUT) 165.3.8 邻小区描述(NElGHBOUR CELLS DESCRlPTl0N) 185.3.9 允许的网络色码(NCC PERMI TTED) 195.3.10 最大重发次数(MAX RETRANS) 205.3.11 发送分布时隙数(TX INTEGER) 215.3.12 小区接入禁止(CELL BAR ACCESS，CBA) 225.

3、3.13 接入等级控制(AC) 235.3.14 等待指示(WAIT lNDlCATION，T3122) 245.3.15 多频段指示(MULTlBAND REPORTING) 255.4 小区选择与重选参数 275.4.1 小区重选滞后(CELL RESELECTION HYSTERESIS) 285.4.2 控制信道最大功率电平(MS TXPWR MAX CCH) 295.4.3 允许接入最小接收电平(RXLEV ACCESS MIN) 305.4.4 附加重选参数指示(ACS) 325.4.5 小区重选参数指示(PI) 325.4.6 小区禁止限制(GELL BAR QUALI FY，C

4、BQ) 335.4.7 小区重选偏置(CELL RESELEOT OFFSET，ORO) 345.4.8 临时偏置(TEMPORARY OFFSET，TO) 355.4.9 惩罚时间(PENALTY TlME，PT) 365.5 网络功能参数 375.5.1 功率控制指示(PWRC) 385.5.2 非连续发送(DTX) 395.5.3 新建原因指示(NECI) 405.5.4 呼叫重建允许(RE) 405.5.5 紧急呼叫允许(EC) 405.5.6 跳频参数1-跳频应用(H) 415.5.7 跳频参数2-移动分配索引位置(MAl O) 415.5.8 跳频参数3-跳频序列号(HSN) 42

5、5.6 BSS的部分计时器 425.6.1 T3101 425.6.2 T3103 435.6.3 T3107 435.6.5 T3111 445.7 切换参数介绍 445.7.1 下行链路信号电平切换门限(L RXLEV DL H) 445.7.2 上行链路信号电平切换门限(L RXLEV UL H) 455.7.3 信号质量下行切换误码率门限(L RXOUAL DL H) 455.7.4 信号质量上行切换误码率门限(L RXQUAL UL H) 455.7.5 小区内部切换允许指示(INTRACELL USED) 465.7.6 邻小区的最小允许接入电平(RXLEV MIN(n) 465.

6、7.7 切换容限(HO MARGIN) 465.7.8 MS最大接入范围(MS RANGE MAX HAND) 475.8 系统参数表 485.8.1 无线资源管理的定时器和计数器 485.8.2 移动性管理的定时器 495.8.3 电路交换呼叫控制定时器 495.9 工程参数的优化 505.9.1 天线性能参数的调整 505.9.2 小区物理参数的调整 535.9.3 频率规划调整 555.9.4 小区属性调整 58第5章参数优化5.1 概述 900/1800MHz的TDMA数字蜂窝移动通信系统(GSM)是一个包含了网络技术、数字程控交换技术、各种传输技术和无线技术等多个领域技术的综合性系统

7、。从网络的物理结构分析，GSM系统一般可分为三个部分，即网络分系统(NSS)、基站分系统(BSS)和穆动台(MS)，从信令结构分析，GSM系统中主要包含了MAP接口、A接口(MS与BSC间的接口)，Abis接口(BSC与BTS间的接口)和Um接口(BTS与MS问的接口，通伟也称作空中接口)。 所有这些实体和接口中都有大量的配置参数和性能参数，其中的一些参数在设备的开发和生产过程中已经确定，但更多的参数是由网络运营部门根据网络的实际需求和实际动作情况来确定。这些参数的设置和调整对整个GSM网的运作具有相当的影响，因此GSM网络的优化在某种意义上是网络中各种参数的优化设置和调整的过程。 作为移动通

8、信系统，GSM网络中与无线设备和接口有关的参数对网络服务性能的影响最为敏感，GSM网络中的无线参数是指与无线资源有关的参数，这些参数对网络中小区的覆盖、信令流量的分布、网络的业务性能等具有至关重要的影响。因此合理调整无线参数是GSM网络优化的重要组成部分。 根据参数在网络中的服务对象，GSM无线参数一般可以分为二类，一类为工程参数：如天线增益、电缆损耗等，工程参数是指与工程设计、安装和开通有关的参数，这些参数通常在网络设计中确定，在网络的运行过程中一般不轻易更改。 另一类是无线资源参数，它是指与无线资源的配置、利用有关的参数，这类参数通常会在无线接口(Um)上传送，以保持基站与移动台之间的一致

9、。资源参数的另一个重要特点是大多数资源参数在网络运行过程中可以通过一定的人机界面进行动态调整，本文所涉及的无线参数主要是无线资源参数(若无特别说明，在本章中所描述的无线参数是指无线资源参数)。 无线网络优化主要是通过调整各种相关的无线网络工程设计参数和无线资源参数，以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。 当运营者准备建设一个移动通信网络时，首先必须根据特定地区的地理环境、业务量预测和测试得到的无线性能的特性等参数进行系统的工程设计。工程设计包括网络拓扑设计、基站选址和频率规划等等，然而与固定系统相比，由于移动通信中用

10、户终端是移动的，因此无论是业务量、信令流量或其它一些网络特性参数，都具有较强的流动性、突发性和随机性。这些特性决定了移动通信系统设计与实际情况在话务模型、信令流量等方面一般存在较大的差异。所以当网络运行以后，运营者需要对网络的各种结构、配置和参数进行调整，以使网络更合理地工作，这是整个网络优化工作中的重要部分。 在硬件调整的同时，结合BSC参数的修改将能取得更理想的效果。对于不同的网络，各BSC参数的取值与标准不尽相同，如在某个网络中应用合理的参数，若照搬到另一个网络，可能就变得不合时宜，因此参数的设置应因地制宜。而且参数的调整是一个动态的过程，应根据网络的变化不断做相应的调整。 无线参数优化

11、是指正在运行的系统根据实际无线信道特性、话务量特性和信令流量承载情况，通过优化网络中的局部或全局的无线参数来提高通信质量、改善网络平均服务性能和提高设备利用率的过程。实际上，无线参数调整的基本原则是充分利用已有的无线资源，通过业务量分担的方式使全网的业务和信令流量尽可能均匀，以达到提高网络平均服务水平的目标。5.1.1 无线参数调整的类型 根据无线参数调整需解决问题的性质可以将其分为两类，第一类是为了解决静态问题，即通过实测网络各个地区的平均话务量和信令流量，对系统设计中采用的话务模型进行修正，解决长期存在的普遍现象；另一类调整用于解决由于一些突发事件或随机事件造成在某个时间段中，局部地区发生

12、的话务量过载或信道拥塞的现象。 对于第一类调整，运营者仅需定期地对网络的实际运行情况进行测量和总结，并在此基础上对网络全局或局部的参数和配置进行适当调整，而第二类调整则是网络操作员根据测量人员即时得到的数据，实时地调整部分无线参数，无论无线参数调整是哪种类型，对参数自身而言其意义是相同的。因此在本章描述中从参数意义着手，对参数的调整范围结果对网络的影响进行了分析，文章没有涉及调整的实时性问题。 1. 无线参数调整的前提 网络操作员必须首先对各个无线参数的意义、调整方式和调整的结果有深刻的了解，对网络中出现问题所涉及的无线参数类型有相当的经验，这是做有效的无线参数调整的必要条件。另一方面，无线参

13、数的调整将依赖于实际网络运行过程中的大量实测数据。 一般说来，这此参数可以由两种手段获得，一是在网络的操作维护中心(OMCR)上获取的统计参数，如CCCH信道的承载情况等等。另一些参数，如小区覆盖情况、移动台通信质量等等，需通过实际的测量和试验获得。因此运营者欲有效地调整无线参数就必须对网络的各种特性进行长期的、经常性的测量。 2. 无线参数调整的注意事项 在GSM系统中，大量的无线参数是基于局部区域设置的，而区域间的参数通常有很强的相关性。因此在作参数调整时必须考虑到区域的参数调整对其它区域尤其是相邻区域的影响，否则参数的调整会发生很强的负面影响。 此外，当网络中局部区域出现问题时，需确定是

14、否由于设备故障(包括连接问题)而造成的，只有在确定网络中的问题确实是由于业务原因引起时，才能进行无线参数的调整。本章中所建议的无线参数调整方式是基于无设备问题的前提下作出的。 3. 其它 由于移动通信的特殊性和各地应用的不同，无线参数优化很难有统一的标准，因此本章提出的各种无线参数优化观点仅供各运营部门参考。5.1.2 本章的研究内容 GSM系统是由欧洲电信标准化协会(ETSI)研究确定的一种标准化系统。其中的大部分参数在GSM规范中都有严格的定义，本章主要研究GSM系统中定义的各种无线参数的定义，取值范围、设置范围、设置方式及其对网络性能的影响。在本章中还会简要介绍一下工程参数的调整。 尽管

15、本章力求尽可能全面地包含所有涉及网络优化的无线参数，但由于GSM规范本身的发展(由阶段1到阶段2，直至阶段2+)及其它未知的原因，本章将无法包含涉及网络优化的所有参数。 无线资源参数主要包括网络识别参数、系统控制参数、小区选择参数和网络功能参数，如图51所示。网络识别参数主要用于移动台和网络相互识别身份；系统控制参数主要指涉及系统配置的参数，这些参数的取值将影响到系统各部分的业务承载量和信令流量；小区选择参数主要指与移动台进行小区选择、小区重选相关的参数；网络功能参数主要指与实现系统各种功能(如跳频、DTX等)相关的参数。5.2 网络识别参数 如图5-2所示。作为一个全球性的蜂窝移动通信系统，

16、GSM对每个国家的每个GSM网络，乃至每个网络中的每一个位置区、每个基站和每个小区都进行了严格编号，以保证全球范围内的每个小区都有唯一的号码与之对应，采用这种编号方式可以达到下列目的： 1)使移动台可以正确地识别出当前网络的身份，以便在任何环境下都能正确地选择用户(和运营者)希望进入的网络： 2)使网络能够实时地知道移动台的确切地理位置，以便网络正常地接续以该移动台为终点的各种业务请求； 3)使移动台在通话过程中向网络报告正确的相邻小区情况，以便网络在必要的时刻采用切换的方式保持移动用户的通话过程。 网络的识别参数主要有小区全球识别(CGI)和基站识别码(BSIC)。 CGI由位置区识别(LA

17、I)和小区识别(CI)组成。其中LAI又包含移动国家号(MCC)，移动网号(MNC)和位置区码(LAC)，如图5-3所示。CGI的信息在每个小区广播的系统信息中发送，移动台接收到系统信息后，将解出其中的CGI信息，根据CGI指示的移动国家号(MCC)和移动网号(MNC)确定是否可以驻留于(CAMPON)该小区，同时判断当前的位置区是否发生了变化，以确定是否需要进行位置更新。在位置更新过程中，移动台将LAI信息通报给网络，使网络可以确切地知道移动台当前所处的位置区。 在GSM系统中，每个基站都分配有一个本地色码，称为基站识别码。在网络规划中，为了减少同频干扰，一般都保证相邻小区的BCCH载频使用

18、不同的频率，而蜂窝通信系统的特点决定了BCCH载频必然存在复用的可能性，对于这些采用相同BCCH频率的小区应保证它们的的BSIC的不同。 基站识别码(BSIC)由网络色码(NCC)和基站色码(BCC)组成。如图5-4所示，BSIC在每个小区的同步信道(SCH)上发送。 其作用主要有： 1)移动台收到SCH后，即认为已同步于该小区，但为了正确地译出下行公共信令信道上的信息，移动台必须知道公共信令信道所采用的训练序列码(TSC)。按照GSM规范的规定，训练序列号码有八种固定的格式，分别用序号07表示，每个小区的公共信令信道所采用的TSC序列由该小区的BCC决定，因此BSIC的作用之一是通知移动台本

19、小区公共信令信道所采用的训练序列号。 2)由于BSIC参与了随机接入突发脉冲信息位的编码过程，因此它可以用来避免基站将移动台发往相邻小区的RACH误译为本小区的接入信道。 3)当移动台处在连接模式下时(通话过程中)，它必须根据BCCH上有关邻区表的规定，对邻区BCCH载频的电平进行测量并报告给基站，同时在上行的测量报告中对每一个频率点，移动台必须给出它所测量到的该载频的BSIC。当在某种特定的环境下，即小区的邻区中包含两个或两个以上的小区采用相同的BCCH载频时，基站可以依靠BSIC来区分这些小区，从而避免错误的切换，甚至切换失败。 4)移动台在连接模式下(通话过程中)必须测量邻区的信号，并将

20、测量结果报告给网络，由于移动台每次发送的测量报告中只能包含六个邻区的内容，因此必须保证移动台仅报告与当前小区确有切换关系的小区情况。BSIC中的高三位(即NCC)用于实现上述目的，网络运营者可以通过广播参数”允许的NCC”控制移动台只报告NCC在允许范围内的邻区情况。 本章后续的章节中将分别讨论CGI和BSIC中包含的各个信息单元。5.2.1 移动国家号(MCC) 1. 定义 移动国家号(MCC)表明移动用户(或系统)归属的国家。 2. 格式 移动国家号(MCC)由三个十进制数组成。编码范围为十进制的000999。 3. 传送 移动国家号用于国际移动用户识别(IMSI)中和位置区识别(LAI)

21、中。 位置区识别(LAI)，位置区识别在每个小区广播的系统消息中周期发送，其中的移动国家号(MCC)表示GSM PL,MN所属的国家，移动台将接收到的该信息作为网络选择的重要依据之一。 移动台的IMSI，移动台的IMSI中同样包含了移动国家号(MCC)，它表示该移动用户所在的国家，当移动台在网络上登录或申请某种业务时，移动台必须将IMSI报告给网络(在不能使用TMSI的情况下)，网络则根据IMSI中的移动国家号(：MCC)，来判断该用户是否为国际漫游用户。 4. 设置及影响 作为全球唯一的国家识别标准，MCC的资源由国际电联(ITU)统一分配和管理，ITU建议书规定了各国的MCC号码，中国的移

22、动国家号为460(十进制)。 由于MCC的特殊意义，因此它在网络中一旦设定之后是不允许更改的。5.2.2 移动网号(MNC) 1. 定义 移动网号(MNC)是一组十进制码，用以唯一地表示某个国家(由MCC确定)内的某一个特定的GSM PLMN网。 2. 传送 移动网号用于国际移动用户识别(IMSI)和位置区别(LAI)之中。 位置区识别(L,AI)，位置区识别在每个小区广播的系统消息中周期发送，其中的移动网号(MNC)表示GSM PL,MN的网络号，移动台台将接收到该信息作为网络选择的重要依据之一。 移动台的IMSI，移动台的LMSI中同样包含了移动网号(MNC)，它表示该移动用户归属的GSM

23、 PLMN网。当移动台在网络上登录或申请某种业务时，移动台必须将IMSI报告给网络(在不能使用TMSI的情况下)，网络则根据IMSI中的移动网号(MNC)来判断该用户是否为漫游用户，并将MNC作为寻址用户HLR的重要参数之一。 3.设置及影响 若一个国家中有多于一个的GSM公用陆地移动网(PLMN)，则每个网必须具有不同的MNC，MNC一般由国家的有关电信管理部门统一分配，同一个运营者可以拥有一个或多个MNC，目前中国有两个GSM网络，分别由中国移动集团公司和中国联通公司运营，他们的MNC分别是00和01。 4.注意事项 由于MNC的特殊意义，因此在网络中一旦设定是不允许更改的。5.2.3 位

24、置区码(LAC) 1.定义 为了确定移动台的位置，每个GSM PLMN的覆盖区都被划分许多位置区，位置区码 (LAC)则用于标识不同的位置区。 2.格式 位置区码(LAC)包含于LAI中，由两个字节组成，采用16进制编码，可用范围为0001FFFEH，码组0000H和FF硎不可以使用，一个位置区可以包含一个或多个小区。 3.传送 LAC在每个小区广播信道上的系统消息中发送，当移动台开机，插入SLM卡或发现当前小区的LAC与其原来储存的内容不同时，移动台通过IMS!附着(IMSI ATTACH)或位置更新过程向网络通告其目前所在的位置区，网络储存每个移动台的位置区，并作为将来寻呼该移动台的位置信

25、息。 4.设置及影响 LAC的编码方式每个国家都有相应的规定，中国移动对其拥有的GSM网上LAC的编码方式也有明确的规定(参见信息产业部有关GSM的体制规范)，一般在建网初期都已确定了LAC的分配和编码，在运行过程中较少改动。 位置区(LAC)的大小在系统中是一个相当关键的因素，如果LAC覆盖范围过小，则移动台发生的位置更新次数增多，会加重系统中的信令流量；反之，若位置区覆盖范围过大，则网络寻找移动台时，同一寻呼消息会在许多小区中发送，这样会导致PCH信道的负荷过重，同样也增加了Abis接口上的信令流量。由于移动通信的流动性和突发性都相当强，位置区大小的调整没有统一标准，运行部门可以根据现在运

26、行的网络，长期统计各个地区的PCH负荷情况和信令链路负荷情况来确定是否须调整位置区的大小。若前者现象严重可适当将位置区调小，反之可适当调大位置区，一般，建议在可能的情况下应使位置区尽可能大。须注意小区参数中的LAC号必须和交换机中所定义的LAC号一致，否则会造成试呼失败。 5.注意事项 位置区码的设置必须严格按照信息产业部的有关规定执行，切忌在网络中(全国范围)出现两个或两个以上的位置区采用相同的区码。5.2.4 小区识别(CI) 1. 定义 为了唯一地表示GSMPLMN中的每个小区，网络运营者需要分配给网络中所有的小区一个代码，即：小区识别(CI)。小区识别(CI)与位置区识别(LAI)码结

27、合，用于识别网络中的每个BTS及其覆盖的小区。 2. 格式 小区识别(CI)由16bit组成，编码容量为65536。 3. 传送 小区识别(CI)作为小区全球识别(CGI)的一部分，在每个小区广播的系统消息中发送。 4. 设置及影响 对于小区识别(CI)的分配，一般没有特殊的限制条件，可以在065535(十进制)之间任意取值，但必须保证在同一个位置区中不可以有两个小区有相同的小区识别码。 小区识别(CI)通常在网络的系统设计中已经确定，除特殊情况(如系统中增加基站等)，系统运行过程中不应该改变小区的CI值。 应注意CI的设置应与交换机中LAC表中的CI一致，否则系统将不允许在该小区中发起呼叫。

28、 5. 注意事项 CI取值应注意在同一个位置区中不允许有两个或两个以上的小区使用相同的CI。5.2.5 网络色码(NCC) 1. 定义 网络色码(NCC)是基站识别码(BSIC)的一部分，用于让移动台区别相邻的、属于不同GSMPLMN的基站。 2. 格式 . NCC由3bit组成，编码容量为8。 3. 传送 NCC与BCC共同组成基站识别码(BSIC)，在每个小区同步信道(SCH)上传送。 4. 设置及影响 在许多情况下，不同的GSM PLMN采用了相同的频率资源，而它们的网络规划却又有 一定的独立性，为了保证在这种情况下还能使具有相同频点的相邻基站有不同的BSIC，一般规定相邻GSM PLM

29、N选择不同的NCC，如图5-5所示。 中国的情况比较特殊，严格地说中国移动提供的GSM网络是一个完整的、独立的GSM网络，尽管中国移动下属有众多的当地移动公司，但他们属于同一个运营者中国移动集团公司，然而，由于中国幅员辽阔，实现完全意义上的统一管理是相当困难的，因此整个GSM网络按地区划归各省、市的移动公司(或相当的机构)管理，而各地的移动公司在进行网络规划时是相对独立的，为了保证各省市边界地区使用相同BCCH频率的基站具有不同的基站识别码(BSIC)，中国各省市的NCC应统一协调。 5. 注意事项 必须保证使用相同BCCH载频的相邻或相近小区具有不同的：BSIC。否则有可能会出现死锁现象，因

30、此必须格外注意各省、市交界处小区的配置情况。5.2.6 基站色码(BCC) 1. 定义 基站色码(BCC)是基站识别码(BSIC)的一部分，其作用参见第3章的介绍。 2. 格式 BCC由3bit组成，编码容量为8。 3. 传送 BCC与NCC共同组成基站识别码(BSIC)，在每个小区的同步信道(SCH)上传送。 4. 设置及影响 基站色码(BCC)是BSIC的组成部分，它用于在同一个GSM PLMN中识别BCCH载频号相同的不同基站，其取值应尽可能满足有关BSIC的要求，另外按照GSM规范的要求，小区中广播信道(BCCH)载频的训练序列号应与该小区的基站色码(BCC)相同，通常生产厂商应保证其

31、一致性。 5. 注意事项 必须保证使用相同。BCCH载频的相邻或相近小区具有不同的BSIC，尤其当某小区的邻区集合中有两个以上的小区采用相同的BCCH载频时，必须保证这两个小区有不同的BSIC，否则可能造成越区切换失败(孤岛效应)。5.3 系统控制参数 GSM系统中有大量参数涉及系统的配置(如公共控制信道配置，寻呼信道帧数、无线链路超时等等)，这些参数一般在Um接口上由基站传送给移动台，其目的是让移动台与基站保持良好的配合。另一方面，这些参数的取值直接影响到系统各部分的业务承载量和信令流量。因此合理地设置这些参数对系统良好稳定的工作具有重要的作用。本章将对下列系统控制参数的定义、取值范围及对系统的影响进行详细的描述，如下图5-6所示。 1)IMSI结合和分离允许(ATTACH DETACH ALLOWED，ATT)； 2)公共控制信道配置(CCCH CONF)； 3)接入准许保留块数(BS AG BLKS RES)； 4)寻呼信