GSM是一个开放的标准系统，自1992年投入商用以来，GSM标准得到不断验证，而且稳步发展，现已到了2+阶段。这一阶段的核心问题就是数据通信，包括承载业务和115kbit／s分组交换数据业务，另外，GSM将成为最复杂的移动电话系统——覆盖整个地球的卫星系统的基础。GSM正在不断进入新的应用领域，如开发微蜂窝、微微蜂窝基站，为室内商业环境提供无缝无线接入。

GSM系统一开始就是从数字化的角度进行设计的，系统采用了模块化结构，若需要提供新业务，只要进行版本升级，增加部分必要的模块，不需对系统进行大的更换，也不用进行大规模的网络重新规划，具有很大的便利性。

为适应因特网和多媒体通信发展的需要，具有更宽带宽、更高速率的第三代移动通信应运而生，国际电联将其称为IMT2000。第三代技术，使用WCDMA空中接口，基于GSM网络结构，能利用现有GSM基础设施，提供与现有网络完全兼容的高速数据业务，因此，GSM标准具有非常光明的前景。

随着我国国民经济的提高，人们的消费意识也在发生着翻天覆地的变化，用户对移动网络性能的要求已经越来越高。而且随着我国改革的深入，不同网络运营商之间的竞争也越来越激烈。因而网络质量的好坏已经越来越被人们所重视，这就要求网络维护工作者们将工作重点从以前单纯的设备维护转移到更高层次的网络优化上来，而目前市场上关于GSM网络优化的书籍却少之又少，这就远远不能满足网络优化工作者们的需要。本书就是针对这种情况，根据笔者从事移动通信网络优化工作的多年实践经验和理论研究，特意编写而成的，希望能给大家在日后的工作中提供一些参考。

本书系统全面地介绍了GSM数字移动通信的基本原理、主要技术，重点倾向于网络优化技术，并结合GSM网络共性和突出的疑难问题进行分析解决，具有理论性和应用性相结合的特点。并且通过对信令的详细阐述，将交换网络和基站网络有机地结合起来，有助于让读者对整个移动网络有全面性的认识，以便在网络出现故障时，能准确地进行故障定位，并确定优化措施。全书共分为七章，第1章GSM移动通信系统及优化概述，主要介绍了GSM系统的构成及网络优化的流程；第2章GSM无线接口理论，主要介绍了无线接口的主要技术，如时分多址技术、跳频技术、源数据的传输过程、DTX技术等等：第3章呼叫处理过程分析，主要介绍了移动台和网络之间信令的主要流程分析，如小区的选择和重选过程、MS主叫信令流程分析、被叫信令流程分析、位置更新信令流程分析、切换信令流程分析、无线链路的控制等等；第4章信令协议，主要介绍了GSM系统的内部接口以及与其它网络的接口所使用的信令协议，还介绍了GSM信令网结构、信令网路组织、信令点编码方案等等：第5章参数优化，主要介绍了主要系统参数及工程参数的设置原则及优化方案；第6章GSM优化应注意的部分问题，主要介绍了GSM比较深层的原理以及网络优化过程中应注意的部分事项，该章较侧重于网络优化理论的应用；第7章网络故障分析，在本章中主要介绍了在网络优化过程中常见的故障分析并提出具有针对性的故障处理和网络优化方法以及用户投诉热点问题的分析。本书还有四个附录，列出了GSM常见缩写的含义、各种呼叫处理信令流程的附图、各种信令报文和MAP业务的主要内容和功能及系统计时器的介绍。本书主要适合从事GSM数字通信规划、网络优化、研究、设计和维护的工程技术人员与管理人员进行参考。

笔者在编著本书过程中，借鉴了大量国内外关于GSM的行业标准、技术文件及资料，并结合了笔者在从事GSM网络优化的理论研究和实践中所总结出的经验。同时，郭强、柳延强、尚建书同志也为此书出版作出了大量工作，在此表示由衷的感谢。由于笔者水平有限而且时间仓促，书中漏错再所难免，希望广大同行专家指正。

《GSM原理及其网络优化》主要从GSM原理和网络优化的角度出发，首先通过对GSM移动通信系统的组成、优化流程、无线接口理论的介绍，使得用户对GSM网络原理有一定的理论基础。随后通过对呼叫处理流程的分析、信令协议的介绍，将GSM的BSS部分和NSS部分有机地结合起来，使得读者对移动台和网络针对各种通信需要的信令传输过程有了一个全面、深入的认识，这一部分是GSM网络优化所必备的理论知识，对于初学者来说该部分有一定的深度和难度，需要逐步地在实践中去摸索才能深刻理解。接着较为详细地介绍了和网络优化实践操作相关的知识，包括常用参数的优化调整、网络优化中应注意的部分问题、网络故障的处理、直放站相关知识、网络测试、交换优化等，这一部分是GSM网络优化理论的应用和实践。《GSM原理及其网络优化》附有大量实例，可以使读者在面对各种疑难的网络故障时找到解决问题的突破口。最后介绍了3G引入后对2G的影响，可以使读者对2G／3G协同优化的重点和难点有一个初步的认识。《GSM原理及其网络优化》较侧重于实用性，对于广大从事GSM网络规划、优化、维护、研究和管理等人员有较强的可读性。

前言

第1章  GSM移动通信系统及优化概述

1.1    GSM数字移动通信的发展

1.2    GSM数字移动通信系统

1.2.1  GSM系统的基本特点

1.2.2  GSM系统的组成

1.2.3  GSM系统的业务功能

1.3  GSM系统的编号计划

1.3.1  移动用户号码（MSISDN）

1.3.2  国际移动用户识别码（LMSI）

1.3.3  临时移动用户识别码（TMSI）

1.3.4  移动用户漫游号码（MSRN）

1.3.5  位置区识别码（LAI）

1.3.6  全球小区识别码（CGI）

1.3.7  基站识别色码（CGI）

1.3.8  国际移动设备识别码（IMEI）

1.4  GSM系统的移动网络功能

1.5  GSM网络优化

1.5.1  网络优化的概念

1.5.2  网络优化的安排及实施

1.5.3  日常优化措施

1.5.4  无线网络质量测试

第2章  GSM无线电接口理论

2.1  工作频段的分配

2.1.1  我国GSM网络的工作频段

2.1.2  频道间隔

2.1.3  频道配置

2.1.4  干扰保护比

2.2  时分多址技术

2.2.1  TDMA信道概念

2.2.2  TDMA帧

2.2.3  突发脉冲序列

2.2.4  逻辑信道与物理信道之间的对应关系

2.2.5  系统消息介绍

2.3  移动环境中的电波传播

2.3.1  陆地移动通信环境的特点

2.3.2  信号在无线路径上的衰落

2.3.3  无线信号的传播损耗

2.3.4  信号传播的其它特性

2.3.5  分集接收

2.4  移动台和基站的时间调整

2.5  跳频技术

2.5.1  跳频的种类及各自实现的方法

2.5.2  跳频的优点

2.5.3  跳频序列

2.6  源数据的传输过程

2.6.1  语音编码

2.6.2  信道编码

2.6.3 交织技术

2.6.4  突发脉冲的形成

2.6.5  加密

2.6.6  调制和解调

第3章  呼叫处理过程分析

3.1  小区的选择与重选

3.1.1  过程描述

3.1.2  小区选择过程

3.1.3  小区重选过程

3.1.4  网络对处于空亲模式下的MS的影响

3.1.5  不连续接收模式DRX和寻呼信道的定义

3.2  立即指配程序

3.2.1  信道申请

3.2.2  初始信道的分配

3.2.3  初始化报文

3.2.4  立即指配程序中遇到的异常情况

3.3  鉴权加密过程

3.3.1  鉴权过程

3.3.2  加密过程

3.3.3  TMSI再分配程序

3.3.4  识别程序

3.3.5  IMSI分离程序（IMSI DETACH）

3.4  位置更新

3.4.1  位置区的概念

3.4.2  位置更新的概念

3.4.3  正常位置更新流程（越位置区的位置更新）

3.4.4  IMSI附着过程

3.4.5  周期性位置更新过程

3.4.6  一般位置更淅程序概述（规范）

3.5  MS主叫信令流程分析 

3.5.1  呼叫建立程序

3.5.2  呼叫释放程序

3.6  MS被叫信充流程分析

3.6.1  查询过程

3.6.2  寻呼过程

3.6.3  被叫的呼叫建立过程

3.6.4  呼转移等补充业务对路由建立的影响

3.7  无线链路控制

3.7.1  无线链路故障

3.7.2  呼叫重建

3.8  切换

3.8.1  切换过程

3.8.2  切换准备

3.8.3  触发切换的原因

3.8.4  切换的种类

3.8.5  切换流程分析

3.9  功率控制

3.9.1  功率控制

3.9.2  不连续发射（DTX）

第4章  信令与协议

4.1  信令协议概述

4.1.1  接口与协议

4.1.2  GSM通信系统的内部接口

4.1.3  无线接口信令协议

4.1.4  A接口信令协议

4.2   链路层信令协议

4.2.1  帧结构

4.2.2  检错和纠错

4.2.3  复用

4.2.4  流量控制

4.2.5  LAPD和LAPDM帧比较

4.3  网络层信令协议

4.3.1  BSS网络层

4.3.2  NSS网络层

4.4  GSM信令网

4.4.1  信令网的结构

4.4.2  信令网路组织

4.4.3  信令点编码方案

4.4.4  信令网寻址方式

第5章  参数优化

5.1  概述

5.1.1  无线参数调整类型

5.1.2  本章的研究内容

5.2  网络识别参数

5.2.1  移动国家号（MCC）

5.2.2  移动网号（MNC）

5.2.3  位置区码（LAC）

5.2.4  小区识别（CI）

5.2.5  网络色码（NCC）

5.2.6  基站色码（BCC）

5.3  系统控制参数

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

5.3.2  公共控制信道配置（CCCH CONF）

5.3.3  接入准许保留块数（BS AG BLKS RES）

5.3.4  寻呼信道复帧数（BS PA MFRMS）

5.3.5  周期位置更机关报定时器（T3212）

5.3.6  小区信道描述（CELL CHANNEI DESCRIPTION）

5.3.7  无线链路超时（RADIO LINK TIMEOUT）

5.3.8  邻小区描述（NEIGHBOUR CELLS DESCRIPTION）

5.3.9  允许的网络色码（NCC PERMITTED）

5.3.10  最大重发次数（MAX RETRANS）

5.3.11  发送分布时隙数（TX INTEGER）

5.3.12  小区接入禁止（CELL BAR ACCESS，CBA）

5.3.13  接入等级控制（AC）

5.3.14  等待指示（WAIT INDICATION，T3122）

5.3.15  多频段指示（MULTIBAND REPORTING）

5.4  小区选择与重选参数

5.4.1  小区重选滞后（CELL RESELECTION HYSTERESIS）

5.4.2  控制信道最大功率电平（MS TXPWR MAX CCH）

5.4.3  允许接入最不接收电平（RXLEV ACCESS MIN）

5.4.4  附加重选参数指示（ACS）

5.4.5  小区重选参数指示（PI）

5.4.6  小区禁止限制（CELL BAR QUALIFY，CBQ）

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

5.4.8  临时偏置（TEMPORARY OFFSET，TO）

5.4.9  惩罚时间（PENALTY TIME，PT）

5.5  网络功能参数

5.5.1  功率控制指示（PWRC）

5.5.2  非连续发送（DTX）

5.5.3  新建原因指示（NECI）

5.5.4  呼叫重建允许（RE）

5.5.5  紧急呼叫允许（EC）

5.5.6  跳频参数1-跳频应用（H）

5.5.7  跳频参数2-移动分配索引位置（MAIO）

5.5.8  跳频参数3-跳频序列号（HSN）

5.6  BSS的部分计时器

5.6.1  T3101

5.6.2  T3103

5.6.3  T3107

5.6.4  T3109

5.6.5  T3111

5.7  切换参数介绍

5.7.1  下行链路信号电平切换门限（LRXLEVDLH）

5.7.2  上行链路信号电平切换门限（LRXLEVDLH）

5.7.3  信号质量下行切换误码率门限（LRXQUALDLH）

5.7.4  信号质量上行切换误码率门限（LRXQUALDLH）

5.7.5  小区内部切换允许指示（INTRACELL USED）

5.7.6  邻小区的最小允许接入电平（RXLEV MIN（N））

5.7.7  切换容限（HO MARGIN）

5.7.8  MS最大接入范围（MS RANGE MAX HAND）

5.8  系统参数表

5.8.1  无线资源管理的定时器和计数器

5.8.2  移动性管理的定时器

5.8.3  电路交换呼叫控制定时器

5.9  工程参数的优化

5.9.1  天线性能参数的调整

5.9.2  小区物理参数的调整

5.9.3  频率规划调整

5.9.4  小区属性调整

第6章  GSM网络优化应注意的部分问题

6.1  设置寻呼信疲乏复帧数和接入准许保留块数应注意的事项

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

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

6.2  呼叫重建的影响

6.2.1  呼叫重建对网络容量的影响

6.2.2  呼叫重建对掉话的影响

6.2.3  呼叫重建的同步

6.3  通过参数优化实现话务的均衡时应注意的问题

6.4  基带跳频与射频跳

6.4.1  基带跳频

6.4.2  射频跳频

6.5  测量报告的处理

6.5.1  对测量报告的处理

6.5.2  准则

6.6  设立邻小区表和规划BCC原则

6.6.1 概述

6.6.2  4/12复用模型

6.6.3  1：3和1：1分裂小区的规划

6.6.4  切换小区表与重选小区表的比较

6.6.5  BSIC的规划

6.7  链路平衡

6.7.1 上下行链路组成

6.7.2  链路预算

6.7.3  上下链路平衡在设计上的考虑

6.8  射频跳频的规则

6.9  信道分配及其优先权

6.9.1  信道分配与优先权（BSC控制）

6.9.2  排队

6.10  双频网优化

6.10.1  GSM90/1800话务优化方法

6.10.2  双频手机的特点

6.10.3  对现有程序的影响

6.10.4  双频网层次的划分

6.10.5  不同频段电磁波传播特性的差异

6.10.6  双频网建设的特点

6.10.7  GSM900/1800话务优化方法

6.11  PCH与RACH的控制

6.11.1  寻呼命令处理

6.11.2  寻呼信道的配置

6.11.3  接入请求命令处理

6.1.4   接入请求命令重发处理

6.12   定义重选邻小区应注意的问题

第7章  网络故障分析

7.1  掉话分析

7.1.1  问题描述

7.1.2  由于覆盖原因导致的掉话

7.1.3  由于切换引起的掉话

7.1.4  由设备硬件或系统参数错误引起的掉话

7.1.5  由于干扰而导致的掉话

7.1.6  由于天馈线原因而导致的掉话

7.1.7  由传输故障造成的掉话

7.1.8  由于采用直放站而导致的掉话

7.2  分配失败率

7.2.1  问题描述

7.2.2  常见故障分析

7.2.3  解决措施

7.3  SDCCH/TCH拥塞

7.3.1  问题描述

7.3.2  仅SDCCH信道有拥塞

7.3.3  TCH信道拥塞

7.4  切换失败率分析

7.4.1  问题描述

7.4.2  常见故障分析和解决措施

7.5  切换触发原因所占比例分析

7.5.1  下行链路质量触发的切换比例较高

7.5.2  上行链路质量切换所占比例较大

7.5.3  下行链路电平切换所占的比例较大

7.5.4  上行链路电平切换所占比例较大

7.5.5  距离切换所占比例较大

7.6  RACH接入有效性

7.6.1  问题描述

7.6.2  常见故障现象

7.6.3  常见故障分析

7.6.4  故障查找及解决措施

7.7  小区没有话务量或切入

7.7.1  问题描述

7.7.2  常见故障分析及解决措施

7.8  射频（RF）优化

7.8.1  上、下链路干扰检测

7.8.2  上、下链路平衡验证

7.9   长途来话接通率

7.9.1  寻呼超时（PAGING TIMEONUT）

7.9.2  通信链路建立失败

7.9.3  主叫用户过早挂机

7.9.4  其它原因

7.10    基站覆盖范围叛乱小的原因及解决方法

7.10.1  基站侧的原因及相应的解决措施

7.10.2  其它原因

7.11  用户投诉的热点问题分析及解决

7.11.1  被叫MS有信号，但作被时录音通知用户不在服务区

7.11.2  MS有信号，但做被叫时录音通知用户已关机

7.11.3  MS在空闲状态下信号不稳定

7.11.4  MS在通话过程中信号不稳定

7.11.5  MS在通话时的回声问题

7.11.6  其它问题

7.12  典型疑难案例分析及优化措施

7.12.1    案例1  

7.12.2    案例2

7.12.3   案例3

7.12.4   案例4

7.12.5   案例5

7.12.6   案例6

7.12.7   案例7

7.12.8   案例8

7.12.9  优化措施一  通过调整参数来降低掉话率  

7.12.10  优化措施二 通过调整参数来降低拥塞率

附录

附录A   呼叫信令流程图

附录B   GSM系统缩略语词汇

附录C   无线接口消息

附录D   MAP接口部分业务