GSM网络优化培训 (2).ppt

1,GSM网络培训,2,GSM系统组成及特点 GSM工作频段的分配 GSM蜂窝网络结构 GSM系统信道介绍,第一部分GSM蜂窝网络体制与组网技术,3,GSM系统组成及特点,频分多址（FDD）+时分多址（TDD）,4,GSM系统组成及特点,GSM系统可以归纳为四个子系统：（1）网络交换子系统（NSS）（2）基站子系统（BSS）（3）操作维护子系统（OSS）（4）移动台（MS）,5,GSM系统组成及特点,6,GSM系统组成及特点,7,GSM系统组成及特点,8,GSM系统组成及特点,（1）频谱效率高：由于采用了高效调制器，信道编码，交织，均衡和话音编码技术，使系统有高频谱效率。（2）容量大：由于每个信道传输带宽增加（GSM信道带宽为200KHz，模拟制约为25KHz），使得同频复用载干比降低至9dB，故GSM系统同频复用模式可以缩小至4/12或3/9，甚至更小（模拟为7/21）。加上半速率话音编码技术的引入和话务分配使GSM系统的容量效率（每兆赫每小区的信道数）比TACS高3-5倍。（3）话音质量高：GSM系统中只要在门限值以上，话音质量总是达到相同的水平而与传输质量无关。（4）开放的接口：A接口和Abis接口。（5）安全性：通过鉴权，加密和TMSI号码的使用达到安全的目的。（6）与ISDN，PSTN等的互连。（7）在SIM卡基础上实现漫游。,9,GSM工作频段的划分,（1）GSM900工作的无线频率分配为：GSM900：890915MHz上行频率 935960MHz下行频率双工间隔为45MHz，工作带宽为25MHz，载频间隔200KHz。频道序号和频点标称中心频率的关系为：fu(n)=890.200MHz+(n-1)0.200MHz 上行频率fd(n)=fu(n)+45MHz 下行频率n=1124频道GSM900频段共有124个载波频道。,中国移动公司：905909MHz（上行），950954MHz（下行），共4M带宽，20个频道，频道号为7695。中国联通公司：909915MHz（上行），954960MHz（下行），共6M带宽，29个频道，频道号为96124。,10,GSM工作频段的划分,11,GSM工作频段的划分,（2）GSM1800工作的无线频率分配为：GSM1800：1710-1785MHz上行频率 1805-1880MHz下行频率 双工间隔为95MHz，工作带宽为75MHz，载频间隔为200KHz。频道序号和频点标称中心频率的关系为：fu(n)=1710.2MHz+(n-512)0.200MHz 上行频率 fd(n)=fu(n)+95MHz 下行频率 n=512885频道 中国移动公司拥有10M的带宽，频道号为512562。中国联通公司拥有10M的带宽，频道号为512562,12,GSM工作频段的划分,（2）保护带宽：当一个地区存在两个数字移动通信系统时，两系统之间（频道中心频率之间）应有约400KHz的保护带宽，中国移动公司与中国联通公司的数字移动通信系统也应有400KHz的保护带宽，即它们之间必须有一个网络少用一个频道，或由中国移动预留，或由中国联通预留。,13,GSM蜂窝网络结构,14,GSM系统信道介绍,15,干扰余量（储备）及通信概率 各类损耗 基站天线输出EIRP 天线分集技术 移动台性能参数 基站接收灵敏度上下行链路覆盖预测上下行链路平衡,第四部分 覆盖预测,16,干扰余量（储备）及通信概率,1、干扰余量（储备）指存在多径传播效应及人为噪声（主要是汽车火花干扰）的情况下，为了达到只有接收机内部噪声条件下的同样的话音质量所必需的接收电平的增加量。2、通信概率是指移动台在无线覆盖区边缘（或区内）进行满意通话（指话音质量达到规定指标）的成功概率，包括位置概率和时间概率。平时我们指的是位置概率。,17,基站天线输出EIRP,1、基站天线输入功率=发射机输出功率（合路器的损耗+馈缆损耗+接头损耗+其它器件的损耗）2、基站天线输入功率+基站天线的增益=EIRP,18,基站天线分集技术,1、空间分集分集接收天线和主天线距离限制：（1）水平间距10（2）水平间距0.1h2、极化分集3、分集作用,19,移动台性能参数,1、噪声系数2、C/I3、接收灵敏度4、均衡器,20,基站接收灵敏度,1、噪声系数2、C/I3、接收灵敏度,21,上下行覆盖预测及上下行链路平衡,1、覆盖区强度=EIRP-自由空间损耗-阻挡物损耗-保护余量2、通信中上行链路覆盖范围需要等于下行链路覆盖范围,22,同频干扰保护比（C/I9dB）邻频干扰保护比（C/A-9dB）400KHz干扰保护比（C/I-41dB）载干比 跳频 功率控制 DTX 均衡技术,第五部分 干扰分析,23,功率控制,为了在一定的通信质量下，尽量减小无线空间的干扰，GSM系统中具有MS的功率控制能力。功率控制是否运用则可以通过设置参数“MS动态功率控制状态”来确定。,1、首先需要调整的参数就是BS_TXPWR_MAX和MS_TXPWR_MAX，根据郊区、城区的基站和微蜂窝基站对上下行链路干扰电平的敏感度程度不同，可对这两个参数进行适当的调整，以降低上下行链路的干扰电平。2、另外，对于动态功率控制的上行电平门限有：L_RXLEV_UL_P和U_RXLEV_UL_P，分别对应于触发移动台增加发射功率的下限接收电平和触发移动台降低发射功率的上限电平。为了使移动台在保证良好的话音质量的前提下尽可能的以较低的功率发射，减低上行链路的干扰，可以使U_RXLEV_UL_P的值适当减小，使L_RXLEV_UL_P的值适当增大（如从70dBm和94 dBm分别改为85 dBm和90 dBm）。3、对于上行的质量门限和下行的电平和质量门限可以作类似的修改。,24,小区全球识别码（MCC-MNC-LAC-CI）基站识别码（BSIC=NCC+BCC，SCH）BCCH载频发射功率 小区接入禁止（CBA）小区禁止限制（CBQ）无线链路超时（RLT）接入控制等级（AC）IMSI结合、分离周期位置更新计数器（T3212）,第六部分 网络无线参数,25,小区全球识别码,作为一个全球性的蜂窝移动通信系统，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的编号，以保证全球范围内的每个小区都有唯一的号码与之对应,目的：1、使移动台可以正确地识别出当前网络的身份，以便移动台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。,小区全球识别（CGI）的组成,26,基站识别码,基站识别码（BSIC）由网络色码（NCC）和基站色码（BCC）组成，BSIC在每个小区的同步信道（SCH）上发送。,基站识别码（BSIC）的组成,27,BCCH载频发射功率,BTS输出的功率电平一般是可调的，并且对于BCCH载频和非BCCH载频可以设置不同的功率电平。功率电平指的是功率放大器输出的功率。BSPWRB设置的是基站BCCH载频的发射功率电平。此参数对基站的覆盖范围有很大影响。,28,小区接入禁止（CBA）,1、定义：在每个小区广播的系统消息中有一比特信息指示该小区是否允许移动台接入，即小区接入禁止。参数CB用于表示小区是否设置小区接入禁止。2、设置及影响：小区接入禁止比特是网络操作员可以设置的参数。通常所有的小区均允许移动台接入，因此该比特置为NO。但在特殊情况下，营运者可能希望某个小区只能用于切换业务，这种要求可以通过设置该比特为YES来实现。3、注意事项：小区接入禁止仅用于一些特殊的场合，一般的小区该参数应该设置为NO。,29,小区禁止限制（Cell Bar Qualify，CBQ）,1、定义：对于小区重叠覆盖的地区，根据每个小区容量大小、业务量大小及各小区的功能差异，营运者一般都希望移动台在小区选择中优先选择某些小区，即设定小区的优先级，这一功能可以通过设置参数“小区禁止限制”（CBQ）来实现。2、设置及影响：在通常情况下，所有的小区应设置优先级为“正常”，即CBQ0。但在某些情况下，如：微蜂窝应用、双频组网等，运营者可能希望移动台优先进入某种类型的小区，此时网络操作员可以将这类小区的优先级设为“正常”，而将其它小区的优先级设为“低”。移动台在小区选择过程中，只有当优先级为“正常”的合适小区不存在时（所谓合适是指各种参数符合小区选择的条件，即C10且小区没有被禁止接入等），才会选择优先级较低的小区。3、注意事项：在用小区优先级为手段对网络优化时需注意，CBQ仅影响小区选择，而对小区重选不起作用。因此要真正达到目的必须结合使用CBQ和C2。,30,CBA和CBQ应用,31,无线链路超时（RLT）,当移动台在通信过程中下行话音（或数据）质量恶化到不可接受，且无法通过射频功率控制或切换来改善时（即所谓的无线链路故障），移动台或者启动呼叫重建，或者强行拆链。由于强行拆链实际上引入一次“掉话”的过程，因此必须保证只有在通信质量确实已无法接受（通常的用户已不得不挂机）时，移动台才认为下行无线链路故障。为此GSM规范规定，移动台中需有一计数器S，该计数器在通话开始时被赋予一个初值，即参数“下行无线链路超时”的值。若每次移动台在应该收到SACCH的时刻无法译出一个正确的SACCH消息时，S减1。反之，移动台每接收到一正确的SACCH消息时，S加2，但S不可以超过参数下行无线链路超时的值。当S计到0时，移动台报告下行无线链路故障。,32,接入控制等级,等级09：普通用户；等级11：用于PLMN的管理等；等级12：安全部门应用；等级13：公用事业部门（如：水、煤气等）；等级14：紧急业务；等级15：PLMN职员。,33,IMSI结合、分离,IMSI分离过程是指移动台向网络通告它正从工作状态进入非工作状态（通常指关机过程），或SIM卡已从移动台中取出的过程。网络在收到移动台的通告后将指示该IMSI用户处于非工作状态，因此以该用户作为被叫的接续请求将被拒绝。与分离过程相应的是IMSI结合过程，它是指移动台向网络通告它已进入工作状态（通常指开机过程），或SIM卡再次被插入移动台。移动台重新进入工作状态后将检测当前所在位置区（LAI）是否和最后记录在移动台中的LAI相同，若相同则移动台启动IMSI结合过程，否则移动台启动位置更新过程（代替IMSI结合过程）。网络接收到位置更新或IMSI结合过程后，将指示该IMSI用户正处于工作状态。,34,周期位置更新计数器（T3212）,GSM系统中发生位置更新的原因主要有两类，一种是移动台发现其所在的位置区发生变化（LAC不同）；另一种是网络规定移动台周期地进行位置更新。周期位置更新的频度是由网络控制的，周期长度由参数T3212确定。,周期位置更新是网络与移动用户保持紧密联系的一种重要手段，因此周期时间越短，网络的总体服务性能越好。但频繁的周期更新有两个负作用：一是网络的信令流量大大增加，对无线资源的利用率降低，在严重时会直接影响系统中各个实体的处理能力（包括MSC、BSC和BTS）；另一方面则使移动台的功耗增大，使系统中移动台的平均待机时间大大缩短。因此T3212的设置需权衡网络各方面的资源利用情况而定。,35,互易原则 双向原则,第七部分 邻区配置,36,小区选择参数 小区重选参数,第八部分 小区选择/重选参数,37,小区选择,当移动台开机后，它会试图与一个公用的GSM PLMN取得联系，因此移动台将选择一个合适的小区，并从中提取控制信道的参数和前提系统消息。这种选择过程称为小区选择。无线信道的质量是小区选择的重要因素。在GSM规范中定义了路径损耗准则C1，所谓合适的小区必须保证C10。C1由下式计算得到：C1RXLEV-RXLEV_ACCESS_MINMAX（MS_TXPWR_MAX_CCH-P），0）其中：RXLEV是接收的平均电平。RXLEV_ACCESS_MIN是移动台允许接入的最小电平。MS_TXPWR_MAX_CCH是控制信道最大功率电平。P是移动台最大发射功率MAX（X，Y）X；若X Y.MAX（X，Y）Y；若Y X.移动台在选择小区后，在各种条件不发生重大变化的情况下，移动台将停留在所选的小区中。,38,允许最小接入电平（RXLEV_ACCESS_MIN）,为了避免移动台在接收信号电平很低的情况下接入系统（接入后的通信质量往往无法保证正常的通信过程），而无法提供用户满意的通信质量且无谓地浪费网络的无线资源。在GSM系统中规定，移动台需接入网络时，其接收电平必须大于一个门限电平，即：移动台允许接入的最小接收电平（RXLEV_ACCESS_MIN）。,39,允许最小接入电平（RXLEV_ACCESS_MIN）,RXLEV_ACCESS_MIN是网络操作员可以设置的，它的设置遵从路径损耗准则C1的要求，通常建议的数值应近似于移动台的接收灵敏度。由于RXLEV_ACCESS_MIN还影响到小区选择参数C1，因此灵活地设置该参数对网络业务量的平衡和网络的优化至关重要。对于某些业务量过载的小区，可以适当提高小区的RXLEV_ACCESS_MIN，从而使该小区的C1和C2值变小，小区的有效覆盖范围随之缩小。但RXLEV_ACCESS_MIN的值不可取得过大，否则会在小区交界处人为造成“盲区”。采用这一手段平衡业务量时，建议RXLEV_ACCESS_MIN的值不超过-90dBm。C10,40,控制信道最大功率电平（MS_TXPWR_MAX_CCH）,移动台与BTS的通信过程中，其发射功率是受网络控制的。网络通过功率命令（Power Command）对移动台进行功率设置，该命令在SACCH上传送。移动台必须从下行的SACCH中提取功率控制头，并以其规定的发射功率作为输出功率，若移动台的功率等级无法输出该功率值，则以能输出的最相近的发射功率输出。由于SACCH是随路信令，它必须与其它信道如SDCCH、TCH等组合使用。因此网络对移动台的功率控制实际上是在移动台接收SACCH以后才开始。移动台在收到SACCH前使用的功率（即在发送RACH时使用的功率）则由控制信道最大功率电平（MS_TXPWR_MAX_CCH）决定。控制信道功率电平的设置原则为：在确保小区边缘处移动台有一定的接入成功率的前提下，尽可能减小移动台的接入电平。显然，小区覆盖面积越大，要求移动台输出的功率电平越大。该参数一般的设置建议为33dBm（对应GSM900移动台）和26dBm（对应GSM1800移动台）。在实际应用中，设定该参数后，可以通过实验方式，即在小区边缘做拨打试验，在不同的参数设置下测试移动台的接入成功率和接入时间以决定提高或降低该参数的数值。,41,控制信道最大功率电平（MS_TXPWR_MAX_CCH）,控制信道最大功率电平的设置主要是为了控制邻区间的干扰。控制信道最大功率电平过大会增加邻区间的干扰；而控制信道最大功率电平过小可能导致小区边缘的移动台接入成功率降低。控制信道最大功率电平的设置原则为：在确保小区边缘处的移动台有一定的接入成功率的前提下，尽可能减少移动台的接入电平。显然，小区覆盖面积越大，则要求移动台输出的功率电平也越大。,42,小区重选参数,移动台选择小区后，在各种条件不发生重大变化的情况下，移动台将停留在所选的小区中，同时移动台开始测量邻近小区的BCCH载频的信号电平，记录其中信号电平最大的6个相邻小区，并从中提取出每个相邻小区的各类系统消息和控制信息。在满足一定的条件时移动台将从当前停留的小区转移到另一个小区，这个过程称为小区重选。所谓一定的条件包含多方面的因素，如小区的优先级、小区是否被禁止接入等等。其中有一个重要的因素是无线信道的质量，当邻区的信号质量超过本区时会引起小区重选。小区重选时采用的信道质量标准为参数C2，其计算方式如下当PENALTY_TIME不等于31时；C2C1CROTOH（PTT）当PENALTY_TIME等于31时；C2C1CRO其中：函数H（x）0，当x0时；H（x）1，当x0时T是一定时器，它的初始值为0，当某小区被移动台记录在信号电平最大的六个小区表中时，则对应该小区的计数器T开始计数，精度为一个TDMA帧（约4.62毫秒）。当该小区从移动台信号电平最大的六个邻区表中去除时，相应的计数器T被复位。,43,小区重选参数,1、CELL_RESELECT_OFFSET用来人为地修正小区重选参数C2。2、TEMPORARY_OFFSET的作用是：从计数器T开始计数到计数器T的值达到PENALTY_TIME规定的时间期间，给C2一个负作用的修正。3、PENALTY_TIME是TEMPORARY_OFFSET作用于参数C2的时间。但PENALTY_TIME的全1编码保留用于改变CELL_RESELECT_OFFSET对C2作用的符号。4、CELL_RESELECT_OFFSET、TEMPORARY_OFFSET和PENALTY_TIME是小区重选参数。当小区重选参数指示PI为1时，它们在小区的BCCH信道上广播；若PI0，则移动台认为上述三个参数为0，因此C2C1。,44,小区重选参数,由无线信道质量引起的小区重选以参数C2作为标准。C2是基于参数C1并加入一些人为的偏置参数而形成的。加入人为影响是为了鼓励移动台优先进入某些小区或阻碍移动台进入某些小区，通常这些手段都用来平衡网络中的业务量。影响参数C2的因素除C1之外，还有以下三个因素，即：小区重选偏置（CELL_RESELECT_OFFSET，以下简称CRO）、临时偏置（TEMPORARY_OFFSET，以下简称TO）和惩罚时间（PENALTY_TIME，以下简称PT）。CRO为一量值，它表示对C2的人为修正值。TO表示对C2的临时修正值。所谓临时是指它仅在一段时间内对C2发生作用。而这段时间则由参数PT确定。,小区重选偏置（CRO）以十进制数表示，单位为dB，取值范围为063，表示0126dB（以2dB为步长）。默认值为0。临时偏置（TO）以十进制数表示，单位为dB，取值范围为07，表示070dB（以10dB为步长），其中70表示无穷大。默认值为0。惩罚时间（PT）以十进制数表示，单位为秒，取值范围为031，其中030表示20620秒（以20秒为步长）。取值31保留用于改变CRO对参数C2的作用方向。默认值为0。,45,小区重选滞后（Cell Selection Hysteresis，CRH）,移动台进行小区重选时，若原小区和目标小区属不同的位置区，则移动台在小区重选后必须启动一次位置更新过程。由于无线信道的衰落特性，通常在相邻小区的交界处测量得到的两个小区的C2值会有较大的波动，从而使移动台频繁地进行小区重选。尽管移动台两次小区重选的间隔时间不会小于15秒，但对位置更新而言15秒的时间是极其短暂的。它不但使网络的信令流量大大增加、无线资源得不到充分利用，并且由于移动台在位置更新的过程中无法响应寻呼，因而使系统的接通率降低。为了减小这一问题的影响，GSM规范设立了一个参数，称为小区重选滞后。要求邻区（位置区与本区不同）信号电平必须比本区信号电平大，且其差值必须大于小区重选滞后规定的值，移动台才启动小区重选。,若移动台计算某邻区（与当前小区位于同一位置区）的C2值超过移动台当前停留小区的C2值，且维持5秒钟以上，则移动台将启动小区重选而进入该小区。若移动台测量到一个与当前小区不在同一个位置区的小区，其计算得到的C2值超过当前小区C2值与小区重选滞后参数的和，且维持5秒钟以上，则移动台将启动小区重选而进入该小区。但必须注意，每次由参数C2引起的小区重选至少间隔15秒，这是为了避免移动台频繁的小区重选过程。,46,小区重选滞后（Cell Selection Hysteresis，CRH）,选择合适的小区重选滞后电平对网络优化有重要的意义。小区重选滞后通常建议设置为8dB或10dB。在下列情况下建议作适当的调整：1、当某地区的业务量很大，经常出现信令流量过载现象，建议将该地区中属于不同LAC的相邻小区的小区重选滞后参数增大。2、若属于不同位置区的相邻小区其重叠覆盖范围较大时，建议增大小区重选滞后参数。3、若属于不同LAC的相邻小区在邻接处的覆盖较差，即出现覆盖的“缝隙”时，或这种邻接处地理位置处于高速公路等慢速移动物体较少的地区，建议将小区重选滞后参数设置在26dB之间。,47,切换优先级 切换门限（质量门限/电平门限）功率预算,第九部分 切换参数,48,无线参数设置的目的空闲状态下的参数设置策略 通话状态下的参数设置策略,第十部分 双频网无线参数设置,49,无线参数设置的目的,为了缓解GSM900相同的容量问题，在热点地区设置GSM1800基站的目的有以下几点：1、在待机状态时，双频手机尽量守候在GSM1800系统上。2、在通话状态时，在保证一定质量的前提下，双频手机停留在GSM1800系统上。通过参数的设置可以最大限度的发挥GSM1800网络的作用，使话务量优先停留在GSM1800网上，减少GSM900网的负荷。,50,空闲状态下的参数设置策略,1、小区选择（CBA，CBQ，RAM）2、小区重选（CRO，TO，PT）/CRH,51,通话状态下的参数设置策略,1、切换优先级2、切换门限3、PBGT问题：1、1800MHz到900MHz能否采用功率预切换？2、电平切换门限与RAM的关系？,52,覆盖盲区 覆盖弱区 乒乓效应 孤岛效应 波导效应 方位角 下倾角 S8/8/8，O2 扇区 BCCH/TCH 时间提前量 误码率,第十一部分 常用术语,53,孤岛效应,本质上是信号覆盖问题，小区的信号由于反射等原因形成远处孤立的局部覆盖。,54,路测（DT）定点拨打测试（CQT）测试手机,第十一部分 测试,55,谢谢！,