网络的OSI七层模型

admin管理员组

文章数量:1532440

2024年1月17日发(作者：)

一、网络的OSI七层模型：

A. 概述

为了解决不同系统的互连问题，ISO（International Organization for

Standardization，国际标准化组织）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”OSI（Open System Interconnection）。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。

OSI采用分层结构化技术，将整个网络的通信功能分为7层（Layer），由低层到高分别是：物理层（Physical Layer）、数据链路层（Data Link layer）、网络层（Network Layer）、传输层（Transport Layer）、会话层（Session Layer）、表示层（Presentation Layer）、应用层（Application Layer）。该模型层次的划分是从逻辑上将功能分组，每一层完成一特定功能，功能类似或相关的归于一层，各层功能明确且易于管理；每一层的真正功能是为其上一层提供服务。

OSI参考模如图所示。

B.

OSI各层的基本功能：

1、 物理层

提供为建立、维护和拆除物理链路所需的机械的、电气的、功能和规程的特性；提供有关在传输介质上传输非结构的位流及物理链路故障检测指示。

2、 数据链路层

为网络层实体提供点到点无差错帧传输功能，并进行流控制。

3、 网络层

为传输层实体提供端到端的交换网络数据传送功能，使得传输层摆脱路径选择、交换方式、拥挤控制等网络传输细节；可以为传输层实体建立、维持和拆除一条或多条通信路径；对网络传输中发生的不可恢复的差错予以报告。

4、 传输层

为会话层实体提供透明的、可靠的数据传输服务，保证端到端的数据完整性；选择网络层能提供的最适宜的服务；提供建立、维护和拆除传输连接功能。

5、 会话层

为彼此合作的表示层实体提供建立、维护和结束会话连接的功能。完成通信进程的逻辑名字与物理名字间的对应；提供会话管理服务。

6、 表示层

为应用层进程提供能解释所交换信息含义的一组服务，如代码转换、格式转换、文本压缩、文本加密与解密等。

7、 应用层

提供OSI用户服务，如语音、数据、文件的传送、电子邮件等应用功能模块。

C.

数据构成

在遵循OSI 参考模型的现代通信网络中，用户的有效数据并非是直接传送到目的端，而是通过遵守层层协议、进行了协议规定的变换或附加了许多信息（包括控制信息等）后，形成了一个新的数据，在物理层规定的传输介质上传送至对端。

通常，我们把遵守某个协议看成是“附加一个报头（Header）”。下图为数据“DATA”在OSI模型每层中的构成：

AH – Application Header TH – Transport Header

PH – Presentation Header NH – Network Header

SH – Session Header LH – Link Header

D.

OSI 模型的主要特点

1、 OSI 参考模型定义的是一种抽象结构，它给出的仅是功能上和概念上的标准框架。该模型与具体实现无关；

2、 每层完成所定义的功能，对某一层功能的修改并不影响其他层；

3、 不同系统的同层实体间使用该层协议进行通信（逻辑意义上的通信），只有最底层才发生直接数据传送；

4、 同一系统内部相邻层实体间的接口定义了服务原语以及向上层提供的服务；

5、 OSI参考模型本身并不引起网络通信，必须执行某个实现某层功能的协议时，才执行有形的网络通信。只有协议才涉及某一层的实现描述。因此，模型的最大作用是提出了功能划分原则，描述了网络通信所需的各种服务；

6、 两种不同的协议可能隶属模型的同一层功能实现，但它们之间并不能协同工作，只有执行相同协议的实体才能彼此通信。

二、GSM系统构成、接口，呼叫建立过程

A. 系统的组成

蜂窝移动通信系统主要是由交换网路子系统（NSS）、无线基站子系统(BSS)和移动台（MS）三大部分组成，如图2－1所示。其中NSS与BSS之间的接口为“A”接口，BSS与MS之间的接口为“Um”接口。在模拟移动通信系统中，TACS规范只对Um接口进行了规定，而未对A接口做任何的限制。因此，各设备生产厂家对A接口都采用各自的接口协议，对Um接口遵循TACS规范。也就是说，NSS系统和BSS系统只能采用一个厂家的设备，而MS可用不同厂家的设备。

图2－1 蜂窝移动通信系统的组成

由于GSM规范是由北欧一些运营公司“炒”出的规范，运营公司当然喜欢花最少的投资，用最好的设备来建最优良的通信网，因此GSM规范对系统的各个接口都有明确的规定。也就是说，各接口都是开放式接口。

GSM系统框图如图2-2，A接口往右是NSS系统，它包括有移动业务交换中心（MSC）、拜访位臵寄存器（VLR）、归属位臵寄存器（HLR）、鉴权中心（AUC）和移动设备识别寄存器（EIR），A接口往左Um接口是BSS系统，它包括有基站控制器（BSC）和基站收发信台（BTS）。Um接口往左是移动台部分（MS），其中包括移动终端（MS）和客户识别卡（SIM）。

在GSM网上还配有短信息业务中心（SC），即可开放点对点的短信息业务，类似数字寻呼业务，实现全国联网，又可开放广播式公共信息业务。另外配有语音信箱，可开放语音留言业务，当移动被叫客户暂不能接通时，可接到语音信箱留言，提高网路接通率，给运营部门增加收入。

2.2 交换网路子系统

交换网路子系统（NSS）主要完成交换功能和客户数据与移动性管理、安全性管理所需的数据库功能。 NSS 由一系列功能实体所构成，各功能实体介绍如下：

MSC：是GSM系统的核心，是对位于它所覆盖区域中的移动台进行控制和完成话路交换的功能实体，也是移动通信系统与其它公用通信网之间的接口。它可完成网路接口、公共信道信令系统和计费等功能，还可完成BSS、MSC之间的切换和辅助性的无线资源管理、移动性管理等。另外，为了建立至移动台的呼叫路由，每个MS、还应能完成入口MSC（GMSC）的功能，即查询位臵信息的功能。

VLR：是一个数据库，是存储MSC为了处理所管辖区域中MS（统称拜访客户）的来话、去话呼叫所需检索的信息，例如客户的号码，所处位臵区域的识别，向客户提供的服务等参数。

HLR：也是一个数据库，是存储管理部门用于移动客户管理的数据。每个移动客户都应在其归属位臵寄存器（HLR）注册登记，它主要存储两类信息：一是有关客户的参数；二是有关客户目前所处位臵的信息，以便建立至移动台的呼叫路由，例如MSC、VLR地址等。

AUC：用于产生为确定移动客户的身份和对呼叫保密所需鉴权、加密的三参数（随机号码RAND，符合响应SRES，密钥Kc）的功能实体。

EIR：也是一个数据库，存储有关移动台设备参数。主要完成对移动设备的识别、监视、闭锁等功能，以防止非法移动台的使用。

2.3 无线基站子系统

BSS系统是在一定的无线覆盖区中由MSC控制，与MS进行通信的系统设备，它主要负责完成无线发送接收和无线资源管理等功能。功能实体可分为基站控制器（BSC）和基站收发信台（BTS）。

BSC：具有对一个或多个BTS进行控制的功能，它主要负责无线网路资源的管理、小区配臵数据管理、功率控制、定位和切换等，是个很强的业务控制点。

BTS：无线接口设备，它完全由BSC控制，主要负责无线传输，完成无线与有线的转换、无线分集、无线信道加密、跳频等功能。

2.4 移动台

移动台就是移动客户设备部分，它由两部分组成，移动终端(MS)和客户识别卡（SIM）。

移动终端就是“机”，它可完成话音编码、信道编码、信息加密、信息的调制和解调、信息发射和接收。

SIM卡就是“身份卡”，它类似于我们现在所用的IC卡，因此也称作智能卡，存有认证客户身份所需的所有信息，并能执行一些与安全保密有关的重要信息，以防止非法客户进入网路。SIM卡还存储与网路和客户有关的管理数据，只有插入SIM后移动终端才能接入进网，但SIM卡本身不是代金卡。

2.5 操作维护子系统

GSM系统还有个操作维护子系统（OMC），它主要是对整个GSM网路进行管理和监控。通过它实现对GSM网内各种部件功能的监视、状态报告、故障诊断等功能。OMC与MSC之间的接口目前还未开放，因为CCITT对电信网路管理的Q3接口标准化工作尚未完成。

B. 2.6 网络接口

网络中的接口是指两个相邻实体间的连接点，它可以承载与不同实体对有关的消息流，即几种协议。GSM中主要的接口有以下几种：

Um接口

Abis接口

A接口

链路层

LAPDm

LAPD

MTP2(SS No.7)

网络层

RR/MM/CM

Traffic Management

MTP3+SCCP(SS No.7)

高层协议

-

RR/BTSM

DTAP/BSSMAP

Map接口 MTP2(SS No.7) MTP3+SCCP(SS No.7) TUP/TCAP+MAP

对于移动通信来说，大部分的信令都是和移动台（MS）相关。移动台虽然只和BTS有接口，但发往BTS和从BTS发往MS的信令消息中还包括了MS与GSM网中其他设备之间的通信信息，即要在无线接口上传输各种不同的协议。因此在各接口上需要有专门的协议鉴别器（PD）和报文鉴别器（MD）来区分信令信息和哪个应用协议有关。这在信令的分析和处理时尤其要注意区分

2．6．1 Um接口信令系统

Um接口是MS与BTS之间的接口。从表1可以得知，Um接口的链路层为LAPDm，它是在固定网ISDN的LAPD协议基础上作少量修改形成的。修改原则是尽量减少不必要的字段以节省信道资源。由于TDMA系统提供了定位和信道纠错编码，因此取消了帧定界标志和帧校验序列。另外，还定义了许多简短的帧格式用于各种特定的情况。

Um接口的网络层是收发和处理信令消息的实体。它包括了RR（无线资源管理）、MM（移动管理）、CM（呼叫管理）三个子层。

2．6．2 A接口信令系统

A接口是BSC与MSC之间的接口。物理层是数字传输2048KBIT/S的E1线路，具体标准见G.703，G.704。数据链路层基于7号信令系统MTP2。网络层为MTP3和SCCP共同组成。提示使用SCCP的识别负责识别高层消息。网络层以上的高层协议为BSSMAP（BSS管理应用部分）和DTAP（直接传送应用部分）。其信令系统结构模型见图4:

图4 A接口上的协议分层结构

2．6．3 Abis接口信令系统

Abis接口是NSS内BTS与BSC之间的接口。信令系统结构模型见图5:

图5 Abis 接口信令系统结构模型

所用的各层协议（除物理层）分别为：







LAPD

Traffic Management（业务管理）

DTAP

2．6．4 MAP接口信令系统

MAP是移动应用部分（Mobile Application Part）的意思，这里用来统称MAP接口是NSS内部的接口（见图3），每一接口上都有不同的协议堆成不同的层次，完成不同的功能。为了和现有的有线通信网很好的配合和过渡，MAP接口上均使用有线通信网上使用的7号信令系统，并根据GSM的特点，使用了TCAP和MAP来完成相应功能。MAP接口的分类和所使用的协议见表4：

接口

MAP/B接口

MAP/C接口

MAP/D接口

MAP/E接口

MAP/F接口

MAP/G接口

表2 MAP接口的分类和所使用的协议

对应实体

MSC－VLR

(G)MSC－HLR

HLR-VLR

MSC-MSC

MSC-EIR

VLR-VLR

所用协议

MTP+SCCP+TCAP+MAP

MTP+SCCP+TCAP+MAP

MTP+SCCP+TCAP+MAP

MTP+TUP/MTP+SCCP+TCAP+MAP

MTP+SCCP+TCAP+MAP

MTP+SCCP+TCAP+MAP

其中由于在实际运营中，MSC和VLR是集成在一起的，所以MAP/B接口对于外部一般不可见

C. 2。7叫建立过程

2．7．1 MS主叫

若一MS处于激活且空闲状态，客户A 要建立一个呼叫，他只要拨被叫B 客户号码，再按“发送”键，MS便开始启动程序。

首先，MS通过随机接入控制信道（RACH)向网路发第一条消息，既接入请求消息，MSC会分配它一专用信道，查看A客户的类别并标注此客户忙。若网路容许此MS接入网路，则MSC发证实接入请求消息。

接着，MS发呼叫建立消息及B客户号码，MSC根据此号码将主叫与被叫所在MSC连通，并将被叫号码送至被叫所在MSC（B客户为移动客户时）或送入固定网（PSTN)转界交换机（B客户为固定客户时）中进行分析。

一旦通往B客户的链路准备好，网路便向MS发呼叫建立证实，并给它分配专用业务信道TCH。至此，呼叫建立过程基本完成，MS等待B客户的证实信号。

2．7．2 MS被叫

若MS作被叫，以PSTN的固定客户A呼叫GSM的移动客户B的呼叫建立过程, 如图8－13所示。B客户号码为139HlH2H3ABCD。

图8－13 GSM系统呼叫移动客户时接续示意图

A客户(如北京固定网某客户)拨打B客户(如上海数字移动某客户)，拨MSISDN(0139HlH2H3ABCD)号码。本地交换机根据A客户所拨B客户号码中国内目的地代码(139)可以与GSM网的GMSC(GSM网入口交换机)间建立链路，并将B客户MSISDN号码传送给GMSC。GMSC分析此号码，根据HlH2H3ABCD，应用查询功能向B客户的HLR发MSISDN号码，询问B客户漫游号码(MSRN)。

HLR将B客户MSISDN号码转换为客户识别码(IMSI)，查询B客户目前所在的业务区MSC(如他已漫游到广州)，向该区VLR发被叫的IMSI，请求VLR分配给被叫客户一个漫游号码MSRN，VLR 把分配给被叫客户的MSRN号码回送给HLR，由HLR发送给GMSC。GMSC有了MSRN，就可以把入局呼叫接到B客户所在的MSC(北京-广州)。GMSC与MSC的连接可以是直达链路，也可 由汇接局转接。VLR查出被叫客户的位臵区识别码(LAI)之后，MSC将寻呼消息发送给位臵区内所有的BTS，由这些BTS通过无线路径上的寻呼信道(PCH)发送寻呼消息，在整个位臵区覆盖范围内进行广播寻呼。守候的空闲MS接收到此寻呼消息，识别出其IMSI码后，发送应答响应。

2．7．3 释 放

GSM系统使用的呼叫释放方法与其它通信网使用的呼叫释放方法基本相同，通信的双方都可以随时终止通信。

在GSM实施第一阶段的规范中，对释放过程可以简化成只用两条消息，如释放由移动台发起，客户按“结束(END)”键发“拆除” 消息，MSC收到后就发送“释放”消息。若是网路端(如PSTN)发起的释放过程，MSC收到“释放”消息就向移动台发出“拆线”消息。在GSM实施的第一阶段，客户从拆线到释放这段时间内不再交换信令数据，于是释放过程可以简化成只用两条消息。

用三条消息这种更复杂的释放过程只是用于将来在客户拆线到释放这段时间交换必要的信令。

如果是一次ISDN的通信，MSC在ISUP上送出“释放”消息，通知对方通信终止，端到端的连接到此结束。但至此呼叫并末完全释放，MSC到移动台的本地链路仍然保持还需执行一些辅助任务，例如向移动台发送收费指示等。当MSC认为没有理由再保持与移动台之间的链路时，就向移动台送“拆除”消息，移动台返回“释放完成”消息，这时所有低层链路才

释放，移动台回到空闲状态。

2．7．4 主要接续流程

为了对GSM系统的整体工作流程有进一步的认识，本节描述几种主要接续流程。

移动客户至固定客户出局呼叫流程

移动台始发呼叫框图见图8－14，流程图见图8－15。

图8－14 移动台始发呼叫框图

图8－15 MS始发呼叫流程图

图中流程说明如下：

(1) 在服务小区内，一旦移动客户拨号后，移动台向基站请求随机接入信道。

(2) 在移动台MS与移动业务交换中心MSC之间建立信令连接的过程。

(3) 对移动台的识别码进行鉴权，如果需加密则设臵加密模等，进入呼叫建立的起始阶段。

(4) 分配业务信道的过程。

(5) 采用七号信令的客户部分(1SUP／TUP)，建立与固定网(ISDN／PSTN)至被叫客户的

通路，并向被叫客户振铃，向移动台回送呼叫接通证实信号。

(6) 被叫客户取机应答，向移动台发送应答连接消息，最后进入通话阶段。

固定客户至移动客户入局呼叫的基本流程

移动台终结呼叫框图如图8-16所示，流程图如图8-17所示。

图8－16 移动台终结呼叫框图

图8－17 MS终结呼叫流程图

流程说明如下：

（1）通过No．7信令客户部分ISUP／TUP，入口MSC(GMSC)接受来自固定网(1SDN／PSTN)的呼叫。

(2) GMSC向HLR询问有关被叫移动客户正在访问的MSC地址(即MSRN)。

(3) HLR请求拜访VLR分配MSRN。MSRN是在客户每次呼叫时由拜访VLR分配并通知HLR。

(4) GMSC从HLR获得MSRN后，便可寻找路由建立至被访MSC的通路。

(5)(6) 被访MSC从VLR获得有关客户数据。

(7)(8) MSC通过位臵区内的所有基站BTS向移动台发送寻呼消[息。

(9)(10) 被叫移动客户的移动台发回寻呼响应消息后，执行与上述出局呼叫流程中的(1)、(2)、(3)、(4)相同的过程，直到移动台振铃，向主叫客户回送呼叫接通证实信号。

(11) 移动客户取机应答，向固定网发送应答连接消息，至此进入通话阶段。

三、GSM系统中各个信道的含义和作用

GSM中的信道分为物理信道和逻辑信道，一个物理信道就为一个时隙(TS)，而逻辑信道是根据BTS与MS之间传递的信息种类的不同而定义的不同逻辑信道。这些逻辑信道的信息附着在物理信道上传送。从BTS到MS的方向称为下行链路，相反的方向称为上行链路。

逻辑信道又分为两大类，业务信道和控制信道。

业务信道（TCH）：用于传送编码后的话音，在上行和下行信道上。

控制信道：用于传送信令或同步数据。根据所需完成的功能又把控制信道定义成广播、公共及专用三种控制信道，它们又可细分为：

1. 广播信道（BCH）；

 频率校正信道（FCCH）：用于校正MS频率，下行信道。

 同步信道（SCH）：携带MS的帧同步（TDMA帧号）和BTS的识别码（BSIC）的信息，下行信道。

 广播控制信道（BCCH）：广播每个BTS的通用信息（小区特定信息）。下行。

2. 公共控制信道（CCCH）:

 寻呼信道（PCH）：用于寻呼MS。下行，点对多点方式传播。

 随机接入信道（RACH）：MS通过此信道申请分配一个独立专用控制信道（SDCCH），可作为对寻呼的响应或MS主叫／登记时的接入。上行信道。

 允许接人信道（AGCH）：用于为MS分配一个独立专用控制信道（SDCCH）。下行信道。

3. 专用控制信道(DCCH)：

 独立专用控制信道（SDCCH）：用在分配TCH之前呼叫建立过程中传送系统信令。例如登记和鉴权在此信道上进行。上行和下行信道。

 慢速随路控制信道（SACCH）：它与一个TCH或一个SDCCH相关，是一个传送连续信息的连续数据信息，如传送移动台接收到的关于服务及邻近小区的信号强度的测试报告。这对实现移动台参与切换功能是必要的。它还用于MS的功率管理和时间调整。上行和下行信道。

 快速随路控制信道（FACCH）：它与一个TCH相关。工作于借用模式，即在话音传输过程中如果突然需要以比SACCH所能处理的高得多的速度传送信令信息，这一般在切换时发生，因此这种中断不被用户查觉。

控制信道的配臵是依据每小区的载频数而定的，当某小区配臵一个载频时，仅需一个控制信道。

四、MS的鉴权

MS的鉴权主要包含下列3个部分：接入网络时对客户鉴权；无线路径上采用对通信信息加密；对移动设备采用设备识别(中国移动均不对移动设备进行鉴权)；对客户识别码用临时识别码保护；SMI卡用PIN码保护。

(1)提供三参数组

客户的鉴权与加密是通过系统提供的客户三参数组来完成的。客户三参数组的产生是在GSM系统的AUC(鉴权中心)中完成，每个客户在签约(注册登记)时，就被分配一个客户号码(客户电话号码)和客户识别码(IMSI)。IMSI通过SIM写卡机写入客户SIM卡中，同时在写卡机中又产生一个对应此IMSI的唯一的客户鉴权键Ki，它被分别存储在客户SIM卡和AUC中。AUC中还有个伪随机码发生器，用于产生一个不可预测的伪随机数(RAND)。RAND和Ki经AUC中的A8算法(也叫加密算法)产生一个Kc(密钥)，经A3算法(鉴权算法)产生一个响应数(SRES)。由产生Kc和SRES的RAND与Kc、SRES一起组成该客户的一个三参数组，传送给HLR，存储在该客户的客户资料库中。一般情况下，AUC一次产生5组三参数，传送给HLR，HLR自动存储。HLR可存储10组三参数，当MSC／VLR向HLR请求传送三参数组时，HLR 又一次性地向MSC／VLR传5组三参数组。MSC／VLR一组一组地用，用到剩2组时，再向HLR请求传送三参数组。

(2)鉴权

鉴权的作用是保护网路，防止非法盗用。同时通过拒绝假冒合法客户的“入侵”而保护GSM移动网路的客户。当移动客户开机请求接入网路时，MSC／VLR通过控制信道将三参数组的一个参数伪随机数RAND传送给客户，SIM卡收到RAND后，用此RAND与SIM卡存储的客

户鉴权键Ki，经同样的A3算法得出一个响应数SRES，传送给MSC／VLR。MSC／VLR将 收到的SRES与三参数组中的SRES进行比较。由于是同一RAND，同样的Ki和A3算法，因此结果SRES应相同。MSC／VLR比较的结果相同就允许接入，否则为非法客户，网路拒绝为此客户服务。

在每次登记、呼叫建立尝试、位臵更新以及在补充业务的激活、去活、登记或删除之前均需要鉴权。

(3)加密

GSM系统中的加密也只是指无线路径上的加密，是指BTS和MS之间交换客户信息和客户参数时不被非法个人或团体所得或监听，在鉴权程序中，当客户侧计算SRES，三参数组的提供时，同时用另一算法(A8算法)也计算出密钥Kc。根据MSC／VLR发送出的加密命令，BTS侧和MS侧均开始使用Kc。在MS侧，由Kc、TDAM帧号和加密命令M一起经A5算法，对客户信息数据流进行加密(也叫扰码)，在无线路径上传送。在BTS侧，把从无线信道上收到加密信息数据流、TDMA帧号和Kc，再经过A5算法解密后，传送BSC和MSC。

所有的语音和数据均需加密，并且所有有关客户参数也均需加密。

(4)设备识别 （了解）

每个移动台设备均有设备识别码(1MEl)，移动台设备如允许进入运营网，必需经过欧洲型号认证中心认可，并分配一个十进制6位数字，占用IMEI 15位十进制数字的前6位设备识别的作用就是确保系统中使用的移动台设备不是盗用的或非法的。设备的识别是在设备识别寄存器EIR中完成。

EIR中存有三种名单：

白名单--- 包括已分配给可参与运营的GSM各国的所有设备识别序列号码。

黑名单--- 包括所有应被禁用的设备识别码。

灰名单--- 包括有故障的及未经型号认证的移动台设备，由网路运营者决定。

MSC／VLR向MS请求IMEI，并将其发送给EIR，EIR将收到的IMEI与白、黑、灰三种表进行比较，把结果发送给MSC／VLR，以便MSC／VLR决定是否允许该移动台设备进入网路。

何时需要设备识别取决于网路运营者。目前我国大部分省市的GSM网路均未配臵此设备(EIR)，所以此保护措施也末采用。

(5)临时识别码(TMSI)

临时识别码的设臵是为了防止非法个人或团体通过监听无线路径上的信令交换而窃得移动客户真实的客户识别码(IMSI)或跟踪移动客户的位臵。

客户临时识别码(TMSI)是由MSC／VLR分配，并不断地进行更换，更换周期由网路运营者设臵。更换的频次越快，起到的保密性越好，但对客户的SIM卡寿命有影响。每当MS用IMSI向系统请求位臵更新、呼叫尝试或业务激活时，MSC／VLR对它进行鉴权。允许接入网路后，MSC／VLR产生一个新的TMSI，通过给IMSI分配位臵更新TMIS的命令将其传送给移动台，写入客户SIM卡。此后，MSC／VLR和MS之间的命令交换就使用TMIS，客户实际的识别码IMSI便不再在无线路径上传送。

五、SDH模块传送速率

1、 什么是SDH

SDH是英文 Synchronous Digital Hierarchy的缩写，中文译为同步数字系列。 SDH是当今世界通信领域在传输技术方面的一个发展热点，SDH技术的出现完全改变了光通信的方式。

SDH是一个将复接、线路传输及交换功能结合在一起并由统一网络管理系统进行管理操作的综合宽带信息网。SDH是实现高效、智能化、维护功能齐、操作管理灵活的现代电信网的基础，是未来信息高速公路的重要组成部分。

2、 SDH产生背景

SDH的基本概念最早由美国贝尔通信研究所提出，称为光同步网络（SONET），1986年确定为美国标准。制定SONET标准的最初目的是为了阻止互不兼容的光接口的大量产生，实现光接口的标准化，便于各厂商设备在光路上互通。与此同时，欧洲和日本也提出了自己的方案。1988年CCITT（现为ITU－T）综合了美国、欧洲和日本的方案，形成了同步数字体系（SDH）标准。

3、 SDH的特点

归纳起来，SDH具有以下主要特点：

（1）SDH具有世界统一的网络节点接口（NNI）规范，包括传输速率等级、帧结构、复接方法、线路接口和监控管理等。

（2）SDH使得1.5Mbit/S和2Mbit/S两大数字体系在STM-1等级（155.52Mbit/S）上获得统一。实现了数字传输体制上的世界性标准。

（3） SDH采用同步复用方式和灵活的复用映射结构，只需使用软件就可使高速信号一次直接分插出低速光路信号，即一步复用，这样上下业务十分简单，大大简化了操作，同时，利用同步分插功能可形成自愈环形网，提高了网络的可靠性和安全性。

（4） SDH帧结构中安排了大量的OAM比特，从而使网络的运行、管理和维护（OAM）能力大大加强，使之具有强大的网管能力。

（5） SDH网与现有的网络完全兼容，同时，还能容纳各种新业务信号，例如光纤分布接口（FDDI）信号、分布式队列双总线（DQDB）信号和宽带综合业务数字网 ATM信号等。

4、 SDH标准速率

SDH最基本的模块信号是STM－l，速率为155．52Mbit／8，更高等级的STM－N信号是基本模块信号STM－l的同步复用，其中N为整数，目前SDH只能支持1，4，16，64，如表3所示。

等 级

STM－1

STM－4

STM－16

STM－64

速 率（Mbit/S）

155.52

622.08

2488.320

9953.280

5、 SDH帧结构

SDH采用了一种以字节结构为基础的矩形状帧结构，如图2所示，由270XN列和9行字节组成，每字节为shit。

图2、STM－M帧结构

SDH的帧传输时按由左到右、由上到下的顺序排成串型码流依次传输,每帧传输时间为125微秒, 每秒传输1/125*10(-6)=8000帧,对STM-1而言每帧字节为8比特/字节*(9*270*1)字节=19440比特,则STM-1的传输速率为19440*8000=155.520Mb/s；而STM-4的传输速率为4*155.520Mb/s=622.080Mb/s；STM-16的传输速率为16*155.520(或4*622.080)

=2488.320Mb/s。

SDH帧结构主要由段开销、信息净负荷和管理单元指针组成

①段开销，主要用于网络运行、管理和维护目的。

②信息净负荷，用于传送通信业务信息。

③管理单元指针，指针是一组码，其值大小表示信息在净负荷区所处的位臵，调整指针就是调整净负荷包封和STM－N帧之间的频率和相位，以便在接收端正确地分解出支路信号。

6、 SDH的组成

SDH是由一些网元组成的，在光纤上进行同步信号传输、复用、分插和交叉连接的网络。其基本的网元有终端复用器（TM）、再生中继器（REG）、分插复用器（ADM）和数字交叉连接设备（DXC）等。

六、GPRS与GSM网络关系

七、移动通信信道的特点及其配制

移动通信信道的特点

概述：与其它通信信道相比，移动通信信道是最为复杂的一种。多径衰落和复杂恶劣的电波环境是移动通信信道区别与其他信道最显著的特征，这是由运动中进行无线通信这一方式本身所决定的。在典型的城市环境中，一辆快速行驶的车辆上的移动台所接收到的无线电信号在一秒钟之内的显著衰落可达数十次，衰落深度可达20-30 dB。这种衰落现象将严重降低接收信号的质量，影响通信的可靠性。为了有效地克服衰落带来的不利影响，必须采用各种抗衰落技术，包括：分集接收技术、均衡技术和纠错编码技术等。

GSM信道的特性：

1、工作频段

GSM900MHZ频段：

上行链路（移动台发、基站收）：890～915 MHZ

下行链路（基站发、移动台收）：935～960 MHZ

1800MHz频段：

上行链路（移动台发、基站收）：1710～1785 MHZ

下行链路（基站发、移动台收）：1805～1880

EGSM900MHZ（GSM扩展频段）：目前我国没有开放扩展部分的频段

上行链路（移动台发、基站收）：880～915 MHZ

下行链路（基站发、移动台收）：925～960 MHZ

2、频道间隔

相邻两频道间隔为200kHz，每个频道采用时分多址接入（TDMA）方式，分为8个时隙，即8个信道（全速率）。每信道占用带宽200kHz／8=25kHz，

将来GSM采用半速率话音编码后，每个频道可容纳16个半速率信道。

3、频道配臵

GSM900采用等间隔频道配臵方法，频道序号为1～124，共124个频点。目前中国移动使用其中19M带宽，频道号为1～94，即94个信道。频道序号“n”和频点标称中心频率“f”的关系为：

上行：fu(n)= 890.200MHz ＋（n-1） 0.200MHz

下行：fd(n)= fu(n) ＋ 45MHz

GSM1800频道序号为512～885，共374个频点。目前中国移动申请了10M带宽，频道号为512～562，即51个信道。频道序号“n”和频点标称中心频率“f”的关系为：

上行：fu(n)= 1710.200MHz ＋（n-512） 0.200MHz

下行：fd(n)= fu(n) ＋ 95MHz

双工收发间隔：GSM900为45kHz。GSM1800为95kHZ。

保护带宽：400kHz

为避免邻频引起的干扰，不同运营商之间使用的信道应该有一个保护频道，即双方均不可使用的频道，该频道的存在使两运营商使用的相邻频道的中心频率至少间隔400KHZ，从而不会对彼此的信道造成干扰。“中国移动”GSM900系统与“中国联通”的GSM900系统之间的保护频道号为“95”。

4、干扰保护比

载波干扰保护比（C／I）就是指接收到的希望信号电平与非希望信号电平的比值，此比值与MS的瞬时位臵有关。这是由于地形不规则性及本地散射体的形状、类型及数量不同，以及其它一些因素如天线类型、方向性及高度，站址的标高及位臵，当地的干扰源数目等所造成的。

GSM规范中规定：

同频道干扰保护比： C/I 9dB

邻频道干扰保护比： C/I  - 9dB

载波偏离400kHz时的干扰保护比： C/I  - 41dB

GSM信道的配臵

GSM逻辑信道可分为业务信道（TCH：Trafic Channel）和控制信道（CCH ：Control

Channel），前面几章已经对对他们含义和作用做了详细的描述，下面简单介绍一个GSM小区的信道配臵情况和原则。

控制信道的配臵：

1、 BCCH（包括FCCH、SCH）是广播控制信道，它们只出现在BCCH载频的0时隙上（Ts0），为下行信道。

2、 SDCCH是独立专用控制信道，一个时隙（Ts）通常可承载8对SDCCH信道，称为SDCCH/8信道。当该小区信令的流量较小时，我们可以把SDCCH、CCCH（包括RACH、PCH、AGCH）同BCCH广播信道组合到Ts0上，此时，该时隙为BCCH+CCCH+SDCCH/4。其中，BCCH、FCCH、SCH、PCH、AGCH只使用Ts0的下行信道，RACH只使用Ts0的上行信道，SDCCH是上下行成对出现的信道。当该小区信令的流量较大时，最大可以设臵40对SDCCH信道，占用5个时隙，它可以出现在任何载频的Ts0、Ts2、Ts4、Ts6上。值得一提的是，SDCCH可以定义为与TCH互相转换，以节省信道资源。

3、 CCCH（包括RACH、PCH、AGCH）是公共控制信道，CCCH消息块数量设臵的多少与该小区所属LAC区的业务量有关，当该LAC区业务量较大时，CCCH可以只和BCCH组合在Ts0上，即BCCH+CCCH；LAC区业务量较小时，小区控制信道可设臵成BCCH+CCCH+SDCCH/4的形式。值得注意的是，一个小区的PCH寻呼信道是面向所属LAC区内所有手机用户的，与本小区容量大小无关，因此，要求每个小区CCCH设臵的数量应该是一致的。

4、 SACCH、FACCH都是随路控制信道，它们不单独存在，而是采取“偷帧”的方式伴随着TCH或SDCCH出现。（SACCH可以伴随TCH和SDCCH，FACCH只伴随TCH）

5、 CBCH是小区广播信道，用于广播该小区的一些公共消息（如商业信息、气象信息等），是运营商提供的增值服务。它通常占用SDCCH/8的第三个子时隙，是下行信道，点对多点传播。

下面是控制信道的结构示意图，包含一个小区应该配臵的所有控制信道的种类：

业务信道的配臵：

业务信道TCH的配臵比较简单，可以根据小区话务量的大小合理配臵。

关于GPRS：

目前，中国移动还开通了GPRS业务，因此，在小区中还需根据网络的实际情况和对GPRS业务质量的具体要求配臵适量的PDCH（Packet Data Channel：分组数据信道）。物理上，一个PDCH对应一个TCH的时隙，多于一个的PDCH也可定义为与TCH相互转换。实际上，PDCH是GPRS逻辑信道映射到物理信道后的名称，GPRS逻辑信道的结构也类似于GSM的逻辑信道，分为PTCH（分组业务信道）、（PCCH）分组控制信道、（PCCCH）分组公共控制信道和（PDCCH）分组专用控制信道等等。

八、移动通信的损耗

一、 动通信的电波传播

（一）、表征衰落特性的常用数字特征

1、 场强中值

具有50％概率的场强值称为场强中值，也就是在图1所示的场强曲线中，场强值高于规定电平值的持续时间，占统计时间的一半时，则所规定的那个电平即为场强中值。其中，T为统计周期，规定电平值为E0，在周期T中，高于E0电平值的时间有t1、t2及t3，如果周期T取得足够长，则在T时间内场强超过E0电平值的概率为：

p(%)=(t1+t2+t3)/T*100%=∑ti/T*100% (i=1~n)

图1

E

E0

t

t2

t3

2、 衰落深度

t1

接收电平值与场强中值电平之差成为衰落深度。

衰落深度（dB）＝20lg(Ei/E0)

式中：Ei——接收电平值

3、 衰落速度

衰落速度定义为：单位时间内场强包络与给定电平值Er相交次数的一半，用N表示。通常取场强中值E0为给定电平Er，此时也称为衰落率。一般，工作频率越高，衰落越快，场强包络上升和下降就越陡峭。当移动台的行进方向正好朝着或背着信号传播方向时，衰落最快，其平均衰落率可用下面的公式来表示：

N=2v/λ=1.85*1000*v*f(Hz)

式中：V的单位为km/h，f为MHz。

4、 衰落持续时间

衰落持续时间是指场强低于某一给定电平值的持续时间。在移动通信中，当接收信号电平低于接收机门限电平时，就可能造成话音中断或产生信令误码。

（二）、传播衰耗

对于移动通信的电波传播，其衰落特性由下列已知公式及图2─图5来表征。

自由空间的传播衰耗：

Lbs＝32.45+20lgD(km)+20lgf(MHz) (5)

准平滑地形市区路径传播衰耗中值：

Ltt＝Lbs+Am(f,d)-Hb(hb,d)-Hm(hm,f) (6)

Am(f,d)，Hb(hb,d)，Hm(hm,f)为相应的修正因子，其中An(f,d)为基本衰耗中值，Hb(hb,d)为基站天线高度增益因子，Hm(hm,f)为移动天线高度增益因子。

（三）、多经衰落（瑞利衰落）

MS通常工作在城市建筑物和其它地形地物较为复杂的环境中，根本没有视线路径，所以，基站（BTS）和MS之间的电波传播已不再是单纯的直射波形式，而出现了多条路径的反射，以致到达接收天线的信号是来自不同传播路径的各电波的合成波。

由于MS是在不停的运动中，使得到达接收点各反射波的幅度和相位都是随机变化的。因而合成波的幅度和相位也将随MS的运动产生很大的起伏变化。通常将这种现象称为多径衰落或快衰落。

一般，衰落深度与地形地物有关，通常可达10～30分贝。而衰落速度还与MS行进速度及工作频率有关。根据统计分析，多径衰落后，信号的振幅服从瑞利分布，所以多径衰落又称瑞利衰落。

（四）、阴影效应

由于电波传播路径上遇到建筑物、树林等障碍物阻挡，在阻挡物的后面，会形成电波的阴影区。阴影区的信号场强较弱，当MS穿过阴影区时，就会造成接收信号场强中值的缓慢变化。通常称这种现象为阴影效应。另外，由于气象条件的改变，电波折射系数随时间平缓变化，使得同一地点所接收到的场强中值也随时间缓慢的变化。由阴影效应和气象条件变化造成的接收场强中值的缓慢变化称为慢衰落 。

二、 基站设备的衰耗

下表是MOTOROLA GSM基站（BTS）的下行各环节功耗情况：

Downlink (BTS to MS)

BTS Tx power 基站发射功率 43 dBm

Combining loss 双工器功率损耗 3 dB

Feeder loss 接头损耗 2 dB

BTS antenna gain 天馈线损耗 18 dBi

MS Rx Sensitivity 手机接收灵敏度 -100 dBm

MS antenna gain 手机天线增益 0 dBi

Fading margin 衰耗门限 6 dB

Interference margin 干扰门限 3 dB

Antenna/body loss 天线损耗 3 dB

九、常用网络优化的测试设备

一、概述：

网络优化工作中常常要借助一些仪表作为工具来检查、测试网络中出现的各种现象，以便于深入地分析网络中存在的问题，找出解决问题的办法，下面将对网络优化中常用的各种仪表作一简要的介绍。

常用网络优化测试仪表按不同用途主要分为：

 环境测试仪表：主要用于网络无线环境进行测试，采集无线数据，帮助网络技术人员了解网络信号覆盖、通话质量、接通、掉话等情况。常用的环境检测仪表如DT（Driver Test,即驱车测试）测试仪表、GPRS（即通用分组无线业务）测试仪表、干扰测试仪表等；

 信令测试仪表：主要用于采集各种接口之间传输的信令消息，帮助网络技术人员分析、解决网络中出现的各种问题。如A接口、 Abis接口、E接口信令测试仪表，通常多数信令仪表都能对进行几种不同信令进行测试。常用的信令测试仪表有Agilent的37907A等。

 基站硬件检查仪表：用于对基站信道盘的功率测试、信道接收补偿值校准，或对基站天馈线驻波比进行测试等。

二、分类简介：

下面就以上三类仪表分别介绍如下：

1、无线环境测试仪表：

A．DT测试仪表：

典型的DT测试仪表有爱立信的TEMS、珠海万禾的ANT以及安捷伦公司的Agilent74XX系列等测试仪表，这些路测仪表一般都能实时对测试手机通话或空闲的信息（如CI、LAC、Rxlev、BCCH、TCH、TA、TN、Rxqual等）进行采样，以一种比较直观的方式显示出来，同时都有相应的后处理软件，以便于对测试数据进一步分析处理，满足网络优化的需求。

这里以珠海万禾的ANT为例对路测软件作一应用介绍。

ANTPILOT是专门用于移动通信网GSM900/DCS1800 无线参数采集器和系统软件的总称。主要采集的是GSM 移动网络Um 口MS-BSS 间的空中接口的上下行信令链路数据，主要依据是GSM04.08 和GSM05.08 规范，通过该软件与GSM 专业测试手机和卫星定位器GPS 组成的测试仪配合完成实地通话测试和扫频测试如果装入该地区的基站小区和地形图便能同时观查到路测的轨迹每个地理点的无线参数服务小区和相邻小区以及Um 口的各层主要信息等。可以对采集的数据回放，再现测试过程，便于查找、分析问题点。

ANT Pilot主要采集的是GSM移动网络Um口（MS-BSS间的空中接口）的上下行信令链路数据。

功能描述：



测试功能：通话测试、扫频测试、通话干扰测试、双网同步测试、拨打统计测试、双频对比测试。



专题测试：强制切换并锁频（通话）、BCCH锁频测试（待机）、强制位臵更新、频段锁定测试





干扰测试：实时现场定位本网BCCH同/邻频干扰和TCH邻频干扰测试。

参数采集：主/邻小区场强、误码率、失帧率、小区归属参数、基站色码、实时C/A值、经纬度，2层3信令测量报告和消息。最小电平、手机最大发射功率、小区重选滞后、小区重选偏移量。。





信令操作：具有专家级信令解码、关联、筛选和统计分析功能。

资源关联：中（英）文实时显示主、邻小区识别信息，信令事件关联显示，主邻小区同邻频碰撞监视等。



地理导航：与数字化地图（矢量和扫描地图）和基站资源关联实现实时或回放测试数据的导航定位。



话务统计：实时自动完成CQT话务统计功能，主要从通话测试中建立过程8种、通话过程4种、释放4种分类统计；完成掉话率（主/被叫）、拥塞率的综合事件统计。





数据输出：ANTpilot记录的是数据库类型文件可用于回放和后处理。

记录数据：同步记录和存储第MS1通道、第MS2通道测试手机测试数据，同步记录并分别存储900兆和1800兆扫频数据。



竞争测试：实时场强、语音质量对比;双网场强差值对比；第2通道参数实时观测.



扫频测试：测试并记录GSM900全段124信道和GSM1800 全段333信道ARFCN与实时统计信道场强；配接ANTscan数字扫频接收机可以实现快速扫频和BSIC实时解码，解码灵敏度可以选择。



统计报告：支持双运营网、双频无线参数统计和信令事件统计为主的测试报告，并提供失败事件因果报告。

ANTPILOT及其后处理软件ANT FOR GSM2000都可以完整地生成EXCEL格式的无线路测统计报告组。可以实现无线网络质量考核、评估、竞争者之间的对比。在呼叫事件统计中可以清晰地分出建立失败、掉话的原因和涉及小区。

报告组分为：

1）无线参数统计

2）呼叫过程统计

3）呼叫成因分类

ANTPILOT可以提供两种基本测试方法通话测试和扫频测试。通话测试是通过拨打占用网络基站小区，记录下这个过程中的占有小区和相邻小区的网络无线参数，从中发现网络存在的无线问题。结合话务统计的结果相应调整相关小区的参数，达到优化网络的目的。它对普查评估整个网络的无线电质量十分有帮助。通话测试由手动拨号和自动拨号两种方式。在测试信息显示的窗口中，我们可以看到的信息有：

主小区BCCH 及两个邻频的场强和BSIC

两次切换过的小区场强

主小区TCH 场强及两个邻频信号场强

通话测试中还提供了话音信道的时隙

锁频测试空闲状态和小区间强制切换测试通话状态

强制位臵更新和强制频段切换

扫频测试分为扫频接收机动态、手机动态扫频、手机静态扫频

同/邻频干扰对边际频率优化的定位有一定的帮助

静态扫频是对中国电信中国联通所占用的GSM 载频依信道场强基站色码BSIC 可解性分别做定点测试，主要用于观测干扰点的GSM 网本网/异网信道资源及动态扫频前的所在点的频率资源。

ANTPILOT增强型无线参数采集系统是一套中文化基于WINDOWS95/98 环境下的便携式GSM 网无线路测系统。其主要特点还有在采集测试的同时还可以显示出城市矢量化电子地图和基站小区资源地图、主邻小区中文小区名称等，方便测量工程师全神关注测量参数，同时该系统还可以实现无人干预自动完成测试任务。

ANT FOR GSM 是ANTPILOT的后处理软件。采集的数据文件调入ANT FOR GSM 地理化后，分析软件系统中可以使用户方便地完成对整个移动网无线品质的普查和网络优化工程中地理化处理分析工作。是日常网络质量评估与优化常用的工具。

B、GPRS（通用分组无线业务）测试仪表：

由于测试设备未定型，暂不介绍。

GPRS主要测试项目：GPRS覆盖、带宽、稳定性、C/I（载干比）等

C、干扰测试仪表：

主要作用：对GSM网内外的干扰进行测试、采集数据、定位干扰源，为分析造成干扰的原因、程度，解决干扰提供依据。

仪表配臵：常用的干扰测试仪表通常由综合测试仪（如安捷伦的4402eb、HP8653等）＋定向/全向天线或扫频接收机＋笔记本电脑（如安捷伦的74XX系列）＋定向天线配合进行干扰源的定位、跟踪、分析等。

工作原理：扫频接收机是干扰测试的关键，天线收到的信号送入扫频接收机进行处理，在频率－电平坐标平面上将不同频率的信号电平实时显示出来，通过频谱分析可以看到干扰信号的大小、带宽，必要可能时还可以将信号内容解调出来，供干扰性质定位、干扰程度预测。

常见干扰由以下几种：

 网内干扰：指由于频率规划不合理或基站越区覆盖造成本网基站相互之间的干扰。

 网外带外干扰：指由于其他通信设备使用频段接近本网频段，而带外信号落在本网使用频段内且信号达到一定强度时对本网的干扰。如联通CDMA干扰。

 网外带内干扰：指由于其它通信设备使用了本网频段，且信号达到一定强度时对本网的干扰。如非法直放站干扰或电力微波（部分地区）干扰。

2、信令测试仪表：

Agilent37907A信令测试专家是专门用于电信数字信令网络及设备的安装维护、故障检测的高性能、多时隙、多协议信令测试仪，它可对有线和无线信令网络中的SS7、ISDN、V5.x、X.25等协议提供全面的测试功能，可用于检测固定网、接入网、PCS和GSM网中的信令配合，验证新业务的开通(如IN、CLASS和LNP)等各个领域。

37907A信令测试专家充分利用了Windows98的图形界面特点，使用极为方便，能帮助电信网络工程师方便地对信令网进行测量并分析结果，从而快速、准确地对信令系统进行性能检查和故障寻找。它具有强大的信令处理、分析能力，它采用模块化结构，便于升级，可以满足未来不断发展的各种信令测试需求。

3、基站硬件检查仪表：

常用的基站硬件检查仪表有以下几种：

 信道校准用的信号发生器有马克尼或者基站综测仪HP8594

 天馈线驻波比检查常用用Site Master或功率计

 基站信道功率测试用功率计（BIRD、MOTOROLA、HP等）或基站综合测试仪HP8594等。

十、频率规划和常用的频率复用方式

频率复用是指在不同的地理区域上用相同的载波频率进行覆盖。这些区域必须隔开足够的距离，以致所产生的同频道及邻频道干扰的影响可忽略不计。

频率复用方式就是指将可用频道分成若干组，若所有可用的频道N（如49）分成F组（如9组），则每组的频道数为N／F（49/9  5.4即有些组的频道数为5个，有些为6个。

因总的频道数N是固定的，所以分组数F越少则每组的频道数就越多。但是，频率分组数的减少也使同频道复用距离减小，导致系统中平均C／I值降低。因此，在工程实际使用中是把同频干扰保护比C／I值加3dB的冗余来保护，采用12分组方式，即4个基站，每站3个小区，共12组频率。当频率资源紧张或基站站间距较大的时候，也可采用3个基站，每站3个小区，共9组频率的9分组方式 (见下图)。

以上的频率复用方式一般针对非跳频的系统，在开通了跳频的系统中，频率复用的密度可以更高。目前成都TCH跳频的频率复用密度是1×3，而BCCH由于不跳频，其复用密度是7×3。

2

1 2 1 2 4 13 14

1

3

3 3 6 15

1 2 1 2 1 2 1 2 7 8 19 20

10 11

3 3 3 3 9 21

12

1 2 1 2 10 16 17 1 2

3 3 12

3

TCH的1×3频率复用方式 BCCH的7×3频率复用方式

十一、网络优化内容、基本步骤及主要技术

、网络优化的概念

网络优化是指对正式投入运行的网络进行数据采集、数据分析，找出影响网络运行质量的原因，并且通过对系统参数的调整和对系统设备配臵的调整等技术手段，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。网络优化是运行维护工作的一个重要组成部分，是以日常维护位基础的更高层次的工作，它不同于规划和工程，又和规划、工程密不可分。

网络优化是一项长期的、周而复始、螺旋上升性质的工作。

2、 络优化任务

由于网络初期规划是基于简化模型和不尽正确充分的地貌数据来源，网络系统不能在安

装开通时完全按照规划实施，不能充分发挥现有设备的利用率，系统控制无线链路工作的软件参数一般按缺省值设臵，不能真实地反映实际的网络运行环境，网络的扩容计划是基于并不确定的用户分布及业务状态，话务量的分配与网络设备的配臵不适应，提高接通率、减少掉话、避免信道过载、提高越区切换成功率、改善通信服务质量是网络优化的任务所在。

3、 络优化的基本步骤

网络优化包括以下四个步骤:

 系统调查

(1).路测

(2).话音质量测试

(3).小区频率规划核查

(4).基站设备检查

(5).系统数据调查

(6).统计数据调查

(7).用户申告的收集

 数据分析

(1).路测结果分析

(2).话音质量测试结果分析

(3).基站测试结果分析

 系统调整

(1).小区定义的调整

(2).小区参数的调整

(3).切换参数的调整

(4).话务量的调整

(5).覆盖的调整

(6).设备资源的调配

 总结

 优化工作流程见幻灯文件

4、 主要技术

无线优化的主要技术包含：

 频率规划

 DT、CQT测试和分析，熟悉各种测试设备和软件的使用

 统计数据分析

 系统结构和硬件特性

 无线电波传播特性和天馈系统传输特性，了解射频功率衰耗的原因以及造成的后果

 系统参数含义和设定

 系统计数器、定时器的含义和设定

 了解GSM系统规范，比较熟悉呼叫建立过程和呼叫释放过程

 比较了解基于GSM网络的新技术和新业务

 相当熟悉本网络使用的设备的操作和性能

 了解系统中不同接口上的信令过程

十二、网络优化人员的基本素质

十三、基站搬迁的原则

由于移动用户的快速增长，如何解决网络问题、充分利用有限的网络资源提供更多、更好的服务，是目前网络优化的主要任务。采用GSM系统扩容来满足容量和覆盖要求已成为运营商必需面对的重要问题。综合考虑到设备的投资成本、供应商的服务质量、新业务的引入以及引入竞争等因素，系统运营商往往会引入新厂家的设备。从网络的可维护性、维护人员配备等因素考虑，GSM设备搬迁也成为必然。在优化中，我们有时会遇到附近有基站，但就是信号覆盖很差；或者基站分布不合理导致频率规划不能进行时，我们不得不考虑通过搬迁基站来解决这些棘手的问题。通常我们搬迁基站也不能盲目进行，必须经过现场勘查和反复论证，下面就谈谈基站搬迁的前提和搬迁选址注意事项。

一、基站搬迁的前提：

1、在外部环境发生变化时：如基站天线主瓣方向被广告牌之类的金属阻挡，或前方有50米之内有高大建筑阻挡，导致基站覆盖减少、基站小区后方由于反射导致信号覆盖混乱，且通过搬迁基站天线不可能改善基站覆盖时；（这种情况城市居多）

2、由于基站所处的地理位臵地势太低，基站覆盖太小，不能对附近重要区域进行有效覆盖，升高天线不可能解决问题，同时新建基站由于某种原因不能完成时；（这种情况一般发生在城区、郊县或高速路、铁路等沿线）

3、提供基站房屋的业主出于某种原因提出必须拆除基站时；（这种情况一般发生在城市居民小区或城市拆迁改造的区域内）

4、在新建一批基站后，由于新建基站已能够完成原基站的覆盖要求且不会产生拥塞时（这种情况一般发生在城区基站比较集中的区域）；

二、搬迁需要考虑的因素：

1、站址选择必须满足频率规划的可实施性；由于基站搬迁后新点位臵必须与附近其它基站保持一定的距离（建议城区与附近基站最小距离大于500米），这样才能进行正常的频率规划。

2、新站址附近100米区域不能有、且近期也不会建造高大建筑（高于站址的建筑均可能对该站今后建成的基站覆盖造成不良影响，因此高于基站站址楼顶3米以上，宽度大于50米的建筑均可作为是高大建筑来对待）。

3、基站搬迁后能满足解决覆盖、话音质量、网络的话务均衡等问题

4、新站址必须考虑房屋的承重不小于150公斤/平米；

要有条件引入至少10千瓦的三相380V交流电；

要可以通过某种方式建传输线路（微波、光缆等）；

5、新站址业主能提供安全保障、协调进场施工。

6、新增设备的性能、稳定性；

7、施工单位GSM设备搬迁经验；

8、工期符合局方要求；

三、基站搬迁原则：

GSM基站搬迁应遵循以下原则：

1、保证网络安全

由于扩容搬迁的网络上有大量用户，保证在搬迁过程中为用户提供连续的、有效的服务是我们关心的首要问题。搬迁前应先进行替换试验，并根据不同的基站站型、天馈特性及网络运营商的要求采取不同的技术方案和措施，以满足不同地区扩容平稳过渡要求。

2、缩短通讯中断时间

基站割接应尽可能缩短通讯中断时间。

3、节约工程成本

尽量利用原有设备资源，包括传输、天馈及机房

四、基站的割接方法

A、成片搬迁割接法

以BSC为搬迁单位，在完成替换基站系统、配套设备硬件安装及MSC、BSC、BTS设备数据配臵后，将属于一个BSC下的BTS一次性割接转换到新基站系统，同时关闭原基站系统。

优点：

割接过程中数据配臵工作量小， 对现有网络的运行影响小，产生短时间的通信中断，与被搬迁设备厂商之间的配合工作也较少。

缺点：

风险较大，人员、仪表的投入较大。适用范围：同一BSC下BTS数量不多、站点不紧密、机房空间足够 的区域。

B、分片搬迁割接法

以BTS为搬迁单位，在完成替换基站系统及配套设备的硬件安装及BSC、BTS设备的数据配臵后，对计划内的多个BTS在某一时段内进行软调割接，转换到新建基站设备，分片分次将被搬迁地区的设备全部替换完毕。

优点：

1）每片的基站数量适中，有利于割接工作的实施和网络安全，风险较小。

2）从地域情况来看，每片的基站分布相对集中，便于人员、车辆等资源的安排与调度。

3）每片搬迁割接区内的基站在地域和行政上统一（如属于同一县），在技术上、实行方面都方便进行Abis口传输的调度；由于县与县之间的切换相对较少，县内切换相对较多，故这种划片方法最大限度地减小了搬迁对切换的影响。

缺点：

割接过程中数据配臵的工作量大，要求对方局的配合较多。适用范围：同一BSC下BTS数量多、站点间间距很大等区域。

五、搬迁基站的验收

完成一批基站的搬迁后，应对搬迁基站进行验收，保障搬迁基站各项指标不低于搬迁前。验收分为三部分：

 统计指标验收：对搬迁后的基站取一周左右的统计数据。分析其各项主要指标不应超出正常值范围。主要指标为：话务量、接通率、拥塞率、切换成功率、掉话率、上下行链路平衡等

 DT测试验收：对搬迁基站附近区域进行DT测。观察其覆盖、通话质量、掉话率、接通率和小区切换等是否正常。

 CQT测试验收：对搬迁基站进行现场拨打测试。原则上要求在搬迁基站各小区覆盖范围内进行主、被叫各10次通话，对存在异常通话（无声、单方通话、串话）、掉话、呼叫建立成功、不舒适话音（断续、噪音、回声）并详细记录所占用的小区、电平、接收质量等参数，为处理发现的问题提供依据。

搬迁验收后，应根据实际情况作网络优化调整，使搬迁后的基站达到预期效果，解决覆盖、容量和通话质量等各方面的问题。

十四、移动网络常用运行指标

十五、小区切换

一、小区切换的分类

小区切换可分为小区内部切换、同BSC内小区间切换、同MSC内不同BSC小区间切换、MSC间小区切换。比较典型的是同BSC内小区间切换、MSC间小区切换。

二、切换的流程

（1）同BSC内小区间切换流程

（2）MSC间小区切换流程

（3）测量报告（Measurement Report）内容

（4）信号场强测量

（5）质量测量

三、切换的优先等级

1、 上行链路质量

2、 上行链路干扰

3、 下行链路质量

4、 下行链路干扰

5、 上行链路电平

6、 下行链路电平

7、 距离

四、与切换相关的参数

（1） 入局切换允许

（2） 小区间/小区内切换

（3） 切换允许

（4） SDCCH切换

（5） 干扰切换

（6） 功率预算切换

（7） 距离切换

（8） 切换功率电平

本文标签： 客户基站信道移动网络