GSM网络优化基础知识.ppt
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1、GSM网络优化,优化简介,1、目前GSM网正处于飞速发展阶段,仅仅几年时间已具备相当的规模。因此加强网络优化,搞好运行维护是提高移动通信网络质量的关键。一个完善的网络往往需要经历从最初的网络规划、工程建设投入使用,到网络优化的历程,并形成良性循环。2、网络优化工作是指对正式投入运行的网络进行参数采集、数据分析,找出影响网络运行质量的原因并且通过参数调整和采取某些技术手段,使网络达到最佳运行状态,使现有网络资源获得最佳效益,同时也对网络今后的维护及规划建设提出合理建议。网络优化主要包括无线网络优化和交换网络优化两个方面。,一、无线网优概述1、无线网络优化的范围*无线环境的优化 DT优化(包括主覆
2、盖区域及各交通干道的覆盖优化)CQT(包括各主要话务区域内的室内覆盖的优化)*BSC无线环境统计指标的优化 各种无线统计指标优化 与MSC相关的各种指标的优化,2、无线网络优化的基本操作流程*网络的规划及管理 话务模式的预测 网络结构的规划及实际网络的优化 频率的规划及管理 无线网络的各种设置的规划、试验及管理*日常网络优化工作 BSC的日常网优操作 无线环境的优化操作,GSM无线网络建设与优化流程,系统需求分析,系统容量极限,网络优化调整,系统增长,工程优化调整,工程实施,频率规划与干扰预测,覆盖预测与规划,勘察与站点初始布局,容量规划,3、无线网络优化的基本工具*OSS系统的各种功能 话务
3、统计功能 OSS软件各种网优辅助功能:(MTR、CTR、CER、NCS、NOX、FAS、FOX等)各种辅助工具(IPOS、话务分析工具、无线专家等)*无线环境测试及分析工具 无线环境测试工具 无线环境分析工具 信令分析工具,目前常用的无线环境测试及分析工具,一、前台测试仪表及软件1、ANTpliot测试软件、PREMIER测试软件、WALKMAN测试软件、ERICSSON TEMS测试软件,及OT76、OT75、OT96、TEMS手机、扫频仪用于室外的DT测试。2、测试手机有OT76、OT75、OT96、TEMS888、TEMS R520等。3、室内CQT点的拨打测试手机可用各种具有网络测试功
4、能的普通手机。,二、后台分析软件采用ANT软件后台分析软件进行各种后台分析可以提供各种覆盖区域的信号强度、质量及相关各种分析图。采用PREMIER软件后台分析软件进行各种后台分析采用MAPINFOW软件进行各种后台分析采用WALKMAN测试软件进行室内测试的后台分析采用PREMIER测试软件进行室内测试的后台分析,无线网络优化的实质,GSM系统无线网络优化的分类:从优化调整的对象来看,可以划分为工程参数优化和无线资源参数优化。工程参数优化:通过工程设计参数的优化调整,解决网络运行中的问题,在系统建设初期实施为主;无线资源参数优化:通过调整各种相关的无线资源参数,使网络处于良好的运行状态,在系统
5、运行初期和后期维护中实施。GSM系统无线网络优化的实质: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维持GSM网络处于较好的运行状态,而对优化结果的评价是通过一系列网络服务指标来反映的。,无线网络优化的一般流程,以下流程是对无线网络优化的分解和细化:,GSM网络性能评估指标,对GSM网络性能评估需要从各个方面来考虑,网络优化首先要建立在对网络性能评估的基础上。,主要无线网络质量指标,反映GSM网络性能的指标主要包括交换机性能指标、系统性能指标、中继群性能
6、指标、无线网络质量指标以及各种告警指示等,这里主要讨论对无线网络质量指标。主要的无线网络质量指标:话音质量指标:一般以MOS指标来衡量;忙时接通率:忙时呼叫接通次数/忙时呼叫总数100%;掉话率:通话中的掉话次数/通话总数100%;阻塞率:呼叫未接通次数/呼叫总数100%;无线覆盖率:时间可通概率和位置可通概率;无线信道的利用率:业务信道和控制信道承载的业务量/所能提供的业务量100%。,各项指标对网络的影响,话音质量指标:对网络的覆盖率和信道负载提出要求;MOS5.0:广播质量,最高级话音质量;MOS4.0:长途质量,接近透明编码;MOS3.5:通信质量,能听出质量有所下降,但可以正常通信;
7、MOS3.0及以下:合成质量;3.0仍具有一定的自然度和较好的可懂度,2.5只能保持一定的可懂度,自然度已基本失去。忙时接通率:对网络的信道容量提出要求;掉话率:对网络的覆盖率、话音质量和信道容量提出要求;阻塞率:对网络的信道容量提出要求;无线覆盖率:对网络话音质量、信道负载提出要求;无线信道的利用率:对网络中小区的信道分配和全网话务均衡提出要求;,无线网络优化调整的相关参数,无线资源参数:无线资源参数一般是基于小区或局部区域设置的。当网络局部区域出现问题时,首先要排除设备故障问题,只有排除设备故障问题时,才考虑进行无线参数调整。后面的无线资源参数优化调整都是基于无设备问题的前提下作出的。工程
8、参数:天线性能参数:天线的增益、极化方式、波束宽度;小区物理参数:天线的高度、天线下倾角度、方位角;频率规划参数:频率复用方式调整、各小区的BCCH和TCH载波频率;小区属性:小区的BSC归属;,无线资源参数的分类,GSM系统中无线资源参数种类很多,下图只是按照一般的分类方法大概分类:,无线资源参数分类介绍,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;无线资源参数设
9、置实例:,话音质量等级,基于误码率的话音质量等级RXQUAL_0BER 0.2%Assumed value=0.14%RXQUAL_10.2%BER 0.4%Assumed value=0.28%RXQUAL_20.4%BER 0.8%Assumed value=0.57%RXQUAL_30.8%BER 1.6%Assumed value=1.13%RXQUAL_41.6%BER 3.2%Assumed value=2.26%RXQUAL_53.2%BER 6.4%Assumed value=4.53%RXQUAL_66.4%BER 12.8%Assumed value=9.05%RXQUAL
10、_712.8%BER Assumed value=18.10%,第一章网络模型和网元介绍,GSM网络模型,缩略术语,MSC:移动业务交换中心Mobile services Switching CenterVLR:拜访位置寄存器Visitor Location RegisterHLR:归属位置寄存器Home Location RegisterAUC:鉴权中心Authentication CenterEIR:设备识别寄存器Equipment Identity RegisterBSC:基站控制器Base Station ControllerBTS:基站收发信站Base Transceiver Sta
11、tionOMC:操作维护中心 Operation and Maintenance CenterNMC:网络管理中心Network Management CenterMS:移动台Mobile Station,一个MSC控制多个基站控制器,它控制移动用户自、至PSTN、ISDN、PLMN、公用数据网的呼叫。移动汇接和网络入口功能都由MSC来实现。HLR/AUC寄存用户的鉴约信息,如补充业务、鉴权参数,此外还有MS的位置信息和IMSI,ISDN码等。VLR是一个动态数据库,它包含了当前位于相应的MSC服务区的全部MS的有关信息(IMSI码和位置信息LAI)。VLR还包括当前的MSC中该MS的更为详细
12、的位置信息。与其它网络的接口通过GMSC,GMSC称为入口移动交换中心(GATE WAY网关或门道交换局)。,AUC与HLR相连,是向HLR提供出于安全原因而使用的鉴权参数和密钥。即三参数组(rand,sres,kc)。EIR与MSC相连,对接入系统的移动台的设备进行识别。(目前国内没有引入此设备)MS包括移动终端(如手机)和SIM卡。,MSC的子系统,MSC/VLR 包含四个子系统:Mobile Switching Subsystem(MSS)Mobile Mobility and radio Subsystem(MMS)Mobile Data Subsystem(MDS)SHort mes
13、sage service Subsystem(SHS),实现的功能,1)MDS:移动数据子系统,2)MMS:移动和无线子系统,3)MSS:移动交换子系统,4)SHS:短信服务子系统,MSC功能,呼叫接续和控制,包括补充业务 保持呼叫的连续性,完成切换功能 移动台位置更新 更新、处理移动用户数据 各种信令接口:到BSC和MS(BSSAP)其它GSM网络单元(MAP、TUP、ISUP)其它网络如PSTN或ISDN(TUP、ISUP)安全性管理:鉴权、加密、分配TMSI等 IMEI检查 收发短信 计费功能,VLR功能,The Visitor Location Register(VLR)is a da
14、tabase containinginformation about all MSs currently located in the MSC servicearea.The VLR contains temporary subscriber informationneeded by the MSC to provide service for visiting subscribers.The VLR can be seen as a distributed HLR.When a MobileStation(MS)roams into a new MSC service area,the VL
15、Rconnected to that MSC requests data about the MS from theHLR and stores it.When the MS makes a call,the VLR alreadyhas the information needed for call set-up.In Ericssons GSMsystem,the VLR is always integrated with the MSC so thatinternal signaling can be used.This setup eliminates signalingbetween
16、 the two nodes over the network unnecessary thusdecreasing the network signaling load.,GMSC功能,The Gateway MSC(GMSC)is the point in the PLMN wherecalls to mobile subscribers enter the GSM network.Thereforeeach mobile terminating call must be routed via a GMSC in thehome PLMN of the called MS.The GMSC
17、 contains the interrogation facility.That is,theGMSC contains signaling functions for retrieving informationfrom the concerned HLR which tells how to proceed with callset-up.Depending on the interrogation result,the call is eitherre-routed by GMSC to the MSC where the mobile subscriber islocated or
18、forwarded according to the forward-to number.Charging and accounting functions are also implemented in theGMSC.The GMSC is constructed using the AXE technology and isnormally integrated in the same node as MSC/VLR.,IWU,The Interworking Unit(IWU)provides an interface to variousnetworks for data commu
19、nication.At present,Ericssonimplements this functionality in the Data TransmissionInterworking unit(DTI)through which users can alternatebetween speech and data during the same call.Its main functionsinclude modem and fax adapter pool plus the node has theability to perform rate adaptation.This was
20、earlier implementedas the GSM InterWorking Unit(GIWU).Both DTI and GIWUconsist of software and hardware.,SHORT MESSAGE SERVICE-GATEWAY MSCA Short Message Service Gateway MSC(SMS-GMSC)iscapable of receiving a short message from a Service Center(SC),interrogating an HLR for routing information and mes
21、sagewaiting data,and delivering the short message to the MSC of thereceiving MS.In Ericssons GSM system,the SMS-GMSCfunctionality is normally integrated in the MSC/VLR node.SHORT MESSAGE SERVICE-INTERWORKING MSCA Short Message Service InterWorking MSC(SMS-IWMSC)iscapable of receiving a mobile origin
22、ated short message from theMSC or an Alert message from the HLR and submitting themessage to the senders SC.The SMS-IWMSC functionality isnormally integrated in the MSC/VLR node.,AUC与HLR相连,是向HLR提供出于安全原因而使用的鉴权参数和密钥。即三参数组。EIR与MSC相连,对接入系统的移动台的设备进行识别。下面讲述系统的鉴权、加密和设备的识别过程:,AUC HLR,*鉴权、加密及设备识别 1、下列情况需先经过鉴
23、权 1)移动台呼出及呼入。2)移动台位置登记、位置更新。3)移动台补充业务的登记、使用、删除。2、鉴权过程,GSM鉴权过程:1、用户购机入网时,电信部门将IMSI号和用户鉴权键Ki一起分配给用户。同时,该用户的IMSI和Ki存入AUC。2、在AUC鉴权中心按下步骤产生一个用于鉴权和加密的三参数组。1)产生一个不可预测的随机数RAND。2)以IMSI、Ki和RAND为输入参数由两个不同的算法电路(A8和A3)计算出密钥Kc和符号响应SRES。3)将RAND、SRES、Kc组成一个三参数组送往HLR作为今后为该用户 鉴权时使用。3、HLR自动存储110组每个用户的三参数组,并在MSC/VLR需要时
24、传 给它。而在MSC/VLR中也为每个用户存储17组这样的三参数组。这样做的目的是减少MSC/VLR与HLR、AUC之间信号传送的频次。4、在呼叫处理过程中,MSC向需被鉴权的移动台发送一组参数中的RAND 号码,移动台据此再加上要身SIM卡内存储的IMSI和Ki作为A3鉴权运算 电路的输入信号,算出鉴权的符号响应SRES并将其送回MSC/VLR。5、MSC将原参数组中由AUC算出的SRES与移动台返回的SRES比较,若相 同,则认为合法,允许接入,否则为不合法,拒绝为其服务。,Kc,SRES,RAND,Kc,SRES,RAND,加密算法8,鉴权算法3,结果,结果,数据库IMSI和鉴权,产生随
25、机数,HLR,三参数组的产生过程,系统的鉴权过程,3、系统的加密过程:1、鉴权程序中产生的密钥KC随RAND和SRES一起送 往MSC/VLR。2、MSC/VLR启动加密进程,发加密模式命令“M”(一个数据模型)经基站发往移动台。3、在移动台中对“M”进行加密运算(A5算法),其输入参数为KC、M和TDMA当前帧号。加密后的 信息送基站解密。若解密成功(“M”被还原出来),则从现在开始,双方交换的信息(话音、数据、信令)均需经过加 密、解密步骤。,AUC,HLR,MSC/VLR,BTS,MS,系统的加密过程,P,L,M,N,服,务,区,M,S,C,V,L,R,服,务,区,位,置,区,小,区,图
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