GSM原理及其网络优化PDF电子书下载

第1章　GSM移动通信系统及优化概述 1

1.1　GSM数字移动通信的发展 1

1.2　GSM数字移动通信系统 2

1.2.1　GSM系统的基本特点 2

1.2.2　GSM系统的组成 2

1.2.3　GSM系统的业务功能 4

1.3　GSM系统的编号计划 6

1.3.1　移动用户号码（MSISDN） 6

1.3.2　国际移动用户识别码（IMSI） 7

1.3.3 临时移动用户识别码（TMSI） 7

1.3.4　移动用户漫游号码（MSRN） 7

1.3.5　位置区识别码（LAI） 7

1.3.6　全球小区识别码（CGI） 8

1.3.7　基站识别色码（BSIC） 8

1.3.8 国际移动设备识别码（IMEI） 8

1.4　GSM系统的移动网络功能 9

1.5　GSM网络优化 9

1.5.1 网络优化的概念 9

1.5.2　网络优化的安排及实施 10

1.5.3　日常优化措施 13

1.5.4　无线网络质量测试 14

第2章　GSM无线接口理论 15

2.1　工作频段的分配 15

2.1.1　我国GSM网络的工作频段 15

2.1.2　频道间隔 15

2.1.3　频道配置 15

2.1.4　干扰保护比 16

2.2　时分多址技术（TDMA） 16

2.2.1　TDMA信道的概念 16

2.2.2　TDMA帧 18

2.2.3　突发脉冲序列（Burst） 18

2.2.4　逻辑信道与物理信道之间的对应关系 20

2.2.5　系统消息介绍 22

2.3　移动环境中的电波传播 23

2.3.1　陆地移动通信环境的特点 23

2.3.2　信号在无线路径上的衰落 23

2.3.3　无线信号的传播损耗 26

2.3.4　信号传播的其他特性 27

2.3.5　分集接收 27

2.4　移动台和基站的时间调整 28

2.5　跳频技术 29

2.5.1 跳频的种类及各自实现的方法 29

2.5.2　跳频的优点 30

2.5.3　跳频序列 30

2.6　源数据的传输过程 31

2.6.1　语音编码 31

2.6.2　信道编码 32

2.6.3　交织技术 33

2.6.4　突发脉冲的形成 35

2.6.5　加密 35

2.6.6　调制和解调 35

第3章　GSM主要信令过程分析 36

3.1　小区的选择与重选 36

3.1.1 过程描述 36

3.1.2　小区选择过程 36

3.1.3　小区重选过程 37

3.1.4　网络对处于空闲模式下MS的影响 38

3.1.5　不连续接收模式DRX和寻呼信道的定义 38

3.2　立即指配程序 39

3.2.1　信道申请 39

3.2.2　初始信道的分配 40

3.2.3　初始化报文 42

3.2.4　立即指配程序中遇到的异常情况 42

3.3　鉴权加密过程 43

3.3.1 鉴权过程 44

3.3.2　加密程序 45

3.3.3　TMSI再分配程序 47

3.3.4　识别程序 48

3.3.5　IMSI分离程序（IMSI DETACH） 49

3.4　位置更新 49

3.4.1　位置区的概念 49

3.4.2　位置更新的概念 50

3.4.3　正常位置更新流程（越位置区的位置更新） 50

3.4.4　IMSI附着过程 51

3.4.5　周期性位置更新过程 51

3.4.6　一般位置更新程序概述（规范） 52

3.5　MS主叫信令流程分析 54

3.5.1　呼叫建立程序 54

3.5.2　呼叫释放过程 59

3.6　MS被叫信令流程分析 61

3.6.1　查询过程 61

3.6.2　寻呼过程 62

3.6.3　被叫的呼叫建立过程 63

3.6.4　呼叫转移等补充业务对路由建立的影响 64

3.7　短消息流程分析 65

3.7.1 概述 65

3.7.2　短消息中心 65

3.7.3　手机提交短消息流程 65

3.7.4　手机接收短消息流程 66

3.7.5　Alert_SC流程 67

3.8　无线链路控制 68

3.8.1　无线链路故障 68

3.8.2　呼叫重建 70

3.9　切换 73

3.9.1 切换过程 73

3.9.2　切换准备 73

3.9.3　触发切换的原因 75

3.9.4　切换的种类 77

3.9.5　切换流程分析 77

3.10　功率控制与不连续发射 85

3.10.1　功率控制 85

3.10.2　不连续发射 87

第4章　信令与协议 89

4.1　信令协议概述 89

4.1.1　接口与协议 89

4.1.2　GSM通信系统内部接口 90

4.1.3　无线接口信令协议 91

4.1.4　A接口信令协议 91

4.2　链路层信令协议 92

4.2.1　帧结构 92

4.2.2　检错和纠错 93

4.2.3　复用 94

4.2.4　流量控制 94

4.2.5　LAPD和LAPDm帧比较 94

4.3 网络层信令协议 95

4.3.1　BSS网络层 95

4.3.2　NSS网络层 98

4.4　GSM信令网 100

4.4.1　信令网络结构 100

4.4.2　信令网络组织 100

4.4.3　信令点编码方案 101

4.4.4　信令网寻址方式 102

第5章　参数优化 103

5.1　概述 103

5.1.1　无线参数调整的类型 104

5.1.2　本章的研究内容 104

5.2　网络识别参数 105

5.2.1　移动国家号（MCC） 106

5.2.2　移动网号（MNC） 106

5.2.3 位置区码（LAC） 107

5.2.4　小区识别（CI） 107

5.2.5 网络色码（NCC） 108

5.2.6　基站色码（BCC） 109

5.3　系统控制参数 109

5.3.1 IMSI结合和分离允许（ATTACH DETACH ALLOWED,ATT） 110

5.3.2　公共控制信道配置（CCCH CONF） 111

5.3.3 接入准许保留块数（BS AG BLKS RES） 112

5.3.4 寻呼信道复帧数（BS PA MFRMS） 112

5.3.5　周期位置更新定时器（T3212） 114

5.3.6　小区信道描述（Cell Channel Description） 115

5.3.7　无线链路超时（Radio Link Timeout） 115

5.3.8　邻小区描述（Neighbour Cells Description） 116

5.3.9　允许的网络色码（NCC PERMITTED） 118

5.3.10　最大重发次数（MAX RETRANS） 118

5.3.11 发送分布时隙数（TW INTEGER） 119

5.3.12 小区接入禁止（CELL BAR ACCESS,CBA） 120

5.3.13　接入等级控制（AC） 121

5.3.14　等待指示（WAIT INDICATION,T3122） 122

5.3.15　多频段指示（Multiband Reporting） 123

5.3.16　干扰带门限1～5 124

5.4　小区选择与重选参数 125

5.4.1 小区重选滞后（Cell RESelection Hysteresis） 126

5.4.2　控制信道最大功率电平（MS TXPWR MAX CCH） 127

5.4.3　允许接入最小接收电平（RXLEV ACCESS MIN） 128

5.4.4　附加重选参数指示（ACS） 129

5.4.5　小区重选参数指示（PI） 130

5.4.6 小区禁止限制（CELL BAR QUALIFY,CBQ） 130

5.4.7 小区重选偏置（CELL RESELECT OFFSET,CRO） 131

5.4.8 临时偏置（TEMPORARY OFFSET,TO） 132

5.4.9 惩罚时间（PENALTY TIME,PT） 133

5.5　网络功能参数 133

5.5.1　功率控制指示（PWRC） 134

5.5.2 非连续发送（DTW） 135

5.5.3　新建原因指示（NECI） 136

5.5.4　呼叫重建允许（RE） 136

5.5.5　紧急呼叫允许（EC） 136

5.5.6　跳频参数1——跳频应用（H） 137

5.5.7　跳频参数2——移动分配索引位置（MAIO） 137

5.5.8　跳频参数3——跳频序列号（HSN） 138

5.6　BSS的部分计时器 138

5.6.1　T3101 138

5.6.2　T3103 139

5.6.3　T3107 139

5.6.4 T3109 139

5.6.5 T3111 140

5.7　切换参数介绍 140

5.7.1 下行链路信号电平切换门限（L RXLEV DL H） 140

5.7.2　上行链路信号电平切换门限（L RXLEV UL H） 140

5.7.3 信号质量下行切换误码率门限（L RXQUAL DL H） 141

5.7.4　信号质量上行切换误码率门限（L RXQUAL UL H） 141

5.7.5 小区内部切换允许指示（INTRACELL USED） 141

5.7.6　邻小区的最小允许接入电平（RXLEV MIN（n）） 142

5.7.7　切换容限（HO MARGIN） 142

5.7.8　MS最大接入范围（MS RANGE MAX HAND） 143

5.8　系统参数表 143

5.8.1　无线资源管理的定时器和计数器 143

5.8.2　移动性管理的定时器 144

5.8.3 电路交换呼叫控制定时器 144

5.9　工程参数的优化 145

5.9.1　天线性能参数的调整 146

5.9.2　小区物理参数的调整 147

5.9.3　频率规划调整 149

5.9.4　小区属性调整 152

第6章　GSM网络优化应注意的部分问题 153

6.1 设置寻呼信道复帧数和接入准许保留块数应注意的事项 153

6.1.1　参数寻呼信道复帧数（BS PA MFRMS）对小区重选算法的影响 153

6.1.2　参数接入准许保留块数（BS AG BLKS RES）对小区广播消息的影响 154

6.2　呼叫重建的影响 155

6.2.1 呼叫重建对网络容量的影响 155

6.2.2　呼叫重建对掉话的影响 155

6.2.3 呼叫重建的同步 156

6.3　通过参数优化实现话务均衡时应注意的问题 157

6.4　基带跳频与射频跳频 157

6.4.1　基带跳频 157

6.4.2　射频跳频 158

6.5　测量报告的处理 159

6.5.1　对测量报告的处理 159

6.5.2　准则 159

6.6　设立邻小区表和规划BCC的原则 160

6.6.1　概述 160

6.6.2　4/12复用模型 160

6.6.3 1:3和1:1分裂小区的规划 161

6.6.4　切换小区表与重选小区表的比较 161

6.6.5　BSIC的规划 162

6.7　链路平衡 162

6.7.1　上下行链路组成 162

6.7.2　链路预算 162

6.7.3　上下链路平衡在设计上的考虑 163

6.8　射频跳频的规则 164

6.9　信道分配及其优先权 164

6.9.1　信道分配与优先权（BSC控制） 164

6.9.2　排队 165

6.10　双频网优化 167

6.10.1　GSM900/1800系统介绍 167

6.10.2　双频手机的特点 167

6.10.3　对现有程序的影响 168

6.10.4　双频网层次的划分 169

6.10.5　不同频段电磁波传播特性的差异 169

6.10.6　双频网建设的特点 170

6.10.7　GSM900/1800话务优化方法 170

6.11　PCH与RACH的控制 172

6.11.1　寻呼命令处理 172

6.11.2　寻呼信道的配置 172

6.11.3　接入请求命令处理 174

6.11.4　接入请求命令重发处理 174

6.12　定义重选邻小区应注意的问题 175

第7章　网络故障分析 176

7.1 掉话分析 176

7.1.1 问题描述 176

7.1.2 由于覆盖原因导致的掉话 176

7.1.3 由于切换引起的掉话 178

7.1.4 由设备硬件或系统参数设置不合理引起的掉话 180

7.1.5 由于干扰而导致的掉话 180

7.1.6　由于天馈线原因而导致的掉话 182

7.1.7 由传输故障造成的掉话 183

7.1.8 由于采用直放站而导致的掉话 184

7.2　分配失败率 184

7.2.1 问题描述 184

7.2.2　常见故障分析 185

7.2.3　解决措施 185

7.3　SDCCH/TCH拥塞 186

7.3.1 问题描述 186

7.3.2　仅SDCCH信道有拥塞 187

7.3.3　TCH信道拥塞 188

7.4　切换失败率分析 191

7.4.1 问题描述 191

7.4.2　常见故障分析和解决措施 192

7.5　切换触发原因所占比例分析 194

7.5.1　下行链路质量触发的切换比例较大 194

7.5.2　上行链路质量切换所占比例较大 195

7.5.3　下行链路电平切换所占比例较大 195

7.5.4　上行链路电平切换所占比例较大 196

7.5.5　距离切换所占比例较大 196

7.6　RACH接入有效性 197

7.6.1 问题描述 197

7.6.2　常见故障现象 197

7.6.3　常见故障分析 197

7.6.4　故障查找及解决措施 198

7.7　小区没有话务量或切入 198

7.7.1 问题描述 198

7.7.2　常见故障分析及解决措施 199

7.8　射频（RF）优化 199

7.8.1　上、下链路的干扰检测 199

7.8.2　上、下链路平衡验证 200

7.9　长途来话接通率 200

7.9.1 寻呼超时（PAGING TIMEOUT） 200

7.9.2　通信链路建立失败 201

7.9.3　主叫用户过早挂机 202

7.9.4　其他原因 202

7.10　基站覆盖范围减小的原因及解决方法 202

7.10.1　基站侧的原因及相应的解决措施 202

7.10.2　其他原因 203

7.11　用户投诉的热点问题分析及解决 203

7.11.1　被叫MS有信号，但作被叫时录音通知用户不在服务区 203

7.11.2　MS有信号，但作被叫时录音通知用户已关机 204

7.11.3　MS在空闲状态下信号不稳定 205

7.11.4　MS在通话过程中信号不稳定 206

7.11.5　MS在通话时的回声问题 206

7.11.6　其他问题 207

7.12　典型疑难案例分析及优化措施 207

7.12.1　案例一 207

7.12.2　案例二 207

7.12.3　案例三 208

7.12.4　案例四 209

7.12.5　案例五 209

7.12.6　案例六 209

7.12.7　案例七 210

7.12.8　案例八 210

第8章　直放站原理及工程 211

8.1　概述 211

8.2　直放站 211

8.2.1　无线宽带直放站 211

8.2.2　无线选频直放站 212

8.2.3　微波移频直放站 213

8.2.4　光纤直放站 215

8.2.5　直放站的适用场合 216

8.3　塔顶放大器 217

8.3.1　接收灵敏度与噪声系数、信噪比之间的关系 218

8.3.2　塔顶放大器的作用 219

8.4　直放站工程 219

8.4.1　工程勘测 219

8.4.2　隔离度与自激 220

8.4.3　噪声问题 222

第9章　网络测试 224

9.1　网络测试概述 224

9.2　网络评估 224

9.2.1　评估测试内容 224

9.2.2　评估测试方法 225

9.2.3　影响评估的因素 225

9.3 DT测试与CQT测试 226

9.3.1 DT 226

9.3.2　CQT 226

9.3.3　测试中的通信过程介绍 227

9.4　语音质量评估 230

9.4.1　MOS评测标准简介 230

9.4.2　MOS值的优化 232

9.5　网络测试优化与分析 235

9.5.1 网络测试中的优化分析 235

9.5.2　测试中的案例分析 237

第10章　交换优化 244

10.1　网络结构优化 244

10.1.1　我国话务网的路由组织 244

10.1.2　话务网路由优化原则 244

10.2　交换优化相关补充业务 245

10.2.1　呼叫等待 245

10.2.2　无条件转移（CFU） 245

10.2.3　不可及转移（CFNRc） 245

10.2.4　无应答转移（CFNRy） 247

10.2.5　遇忙转移（CFB） 249

10.2.6　来电提醒 250

10.3　交换统计分析 252

10.3.1　处理机负荷统计分析 252

10.3.2　呼叫接通率统计分析 252

10.3.3　中继统计分析 253

10.3.4　信令负荷统计分析 254

10.4　录音通知优化 256

10.4.1　录音通知设置原则 257

10.4.2　呼叫失败原因值与录音通知对应关系 259

10.4.3　录音通知优化实例 261

10.5　交换信令监测及分析 261

10.5.1　信令流程 261

10.5.2　设备自身信令追踪功能 263

10.5.3　交换仪表信令监测 265

10.5.4　信令监测系统 265

10.5.5　信令分析优化实例 267

10.6　短消息优化 271

10.6.1　概述 271

10.6.2　终端相关优化 271

10.6.3　网络侧优化 271

10.7　交换无线协同优化 273

10.7.1　计时器协同优化 273

10.7.2　接续时延优化 275

10.7.3　寻呼优化 277

10.7.4　切换优化 278

第11章　3G引入后对GSM网络优化的影响 280

11.1　3G与GSM的互操作原则与策略 280

11.1.1　3G建设初期的组网策略 280

11.1.2　3G建设初期与GSM的互操作原则与策略 280

11.1.3　切换区与邻区设置的原则 280

11.2　小区重选策略研究 281

11.2.1　3G至GSM的小区重选 281

11.2.2　GSM至3G的小区重选 286

11.2.3 3G与GSM小区重选常见的故障与解决措施 287

11.3　系统间切换策略研究 288

11.3.1　系统间切换原理描述 288

11.3.2　3G至2G系统间切换参数的设置原则 293

11.3.3　3G至2G系统间切换常见的故障与解决措施 297

附录 300

附录A　呼叫信令流程图 300

附录B　GSM系统缩略语词汇 320

附录C　无线接口消息 336

附录D　MAP接口部分业务 347