شبكه GSM

سيستم GSM از تركيب 3 زير سيستم اصلي بوجود آمده است :

1-زير سيستم شبكه

2-زير سيستم راديويي

3-زير سيستم پشتيباني و نگهداري

در سيستم GSM براي برقراري ارتباطات اپراتورهاي شبكه بامنابع مختلف وتجهيزات زير ساختار سلولي ، نه تنها رابطي هوايي بلكه چندين رابط اصليديگر براي مرتبط كردن قسمتهاي مختلف اين سيستم تعريف

شده است.

فهرست مطالب

بخش اول مقدمه اي بر ساختار شبكهGSM

1-1:شبكه ……...…….……………………………......……………………..GSM2

:1-1-1زير سيستم شبكه………….…………………..………………………………3

:1-1-2زيرسيستم راديويي………………...……………..……………………..………4

1-2: معماري شبكه5………………………..……………………..…………………...

)MS:1-2-1واحدسيار) ……………………………......………………..……………5

6………………………………...……....………..…………………….BSS :1-2-2

……………...…………………..………………..………………...BTS :1-2-2-16

………………………....………..………………..……………….BSC : 1-2-2-28

) NSS: 1-2-3 زيرسيستم سوئيچينگ و شبكه) ……………….….…….………..………...8

) MSC:1-2-3-1مركزسوئيچينگ موبايل) …………….…….……..………..…………11

:1-3 مشخصات فركانسي و نواحي شبكه…………..……………….……...……….. GSM11

: 1-3-1مشخصات فركانسي…………………..…..……….…………..…….…. GSM11

:1-3-2نواحي شبكه…………………...……………………………..………………12

: 1-3-2-1سلول………………...…………………..……………..………………..12

: 1-3-2-2ناحيه موقعيت…………...…………………….....……...(Location Area)24:1-3-2-3 ناحيه سرويس……………...……………………...………...…..….. MSC24

: 1-3-2-4ناحيه تحت پوشش شبكه…………..……………………………… (PLMN)25

:1-4 مدولاسيوندر………...……………………………..…….....…………. GSM25

:1-5كانالهاي فيزيكي و منطقي در…...…………………………………..……… GSM26

: 1-5-1كانال فيزيكي و مشخصات آن……………………………………………………26

:1-5-2كانالهاي منطقي………………………………………………..……………27

:1-5-2-1كانالهاي ترافيكي………….……………………………..………..……….28

: 1-5-2-2كانالهاي كنترلي(CCH)……….………….……….…………………….28

:1-5-2-3كانالهاي مخابرهاي………….………………..……………………..(BCH)28

:1-6انتشار امواج راديويي………..…………………..…………………..…………...29

:1-6-1 پلاريزاسيون………………………….……………………..……………...29

:1-6-2انواع انتشار…………………………..……………………..………………30

:1-6-3محاسبه افت مسير فضاي آزاد………………………….………………..……...31

: 1-6-4 اثر محيط روي انتشار امواج………….………………………………..………31

:1-5-5مدل هاتا-اكوما را براي انتشار در موبايل……….………………….………………32

1-7: بودجه لينك……….………………………………..………...……………..33

: 1-7-1مقدمه………………………...………………..…………………………33

1-7-2بودجه توان درمسير..………………………...…………………... Downlink34

: 1-7-3بودجه توان درمسير…………………………...……………..……... Uplink35

بخش دوم تعريف بهينه سازي و الگوريتم فرآيند بهينه سازي

: 2-1بهينه سازي چيست؟………………………….……………..………………...37

:2-2اهداف بهينه سازي………………………….………......…………..…………37

: 2-3دلايل بهينه سازي………………………….……………...……..……………38

:2-4الگوريتم بهينه سازي………………………….……………..…………………38

: 2-5مديريت عملكرد و بهينه سازي………………………….……………..…………41

بخش سوم : پارامترهاي GSM درمد Dedicated و Idle

: 3-1پارامتر در شبكه موبايل چيست؟………………………….……………..………..44

: 3-1-1پارامترهاي شناسه…………………………………...(Identifier Parameter)44

: 3-1-2پارامترهاي عملكردي و وظايفي…….……………….…(Functional Parameter)45

: 3-1-3پارامترهاي تايمري5…….………………………………... (Timer Parameter)4

: 3-1-4پارامترهاي شمارنده………..…………………………...(Counter Parameter)46

:3-1-5پارامترهاي آستانه……….…………….……………. (Threshold Parameter)46

: 3-1-6پارامترهاي اندازهگيري………..…..………………(Measurement Parameter)46

: 3-2پارامترهاي شناسه شبكه…….……………….…………………..………..GSM46

: 3-2-1پارامترهاي شناسه مشترك…….……………………………………..………..47

: 3-2-1-1شناسه مشترك موبايل بين المللي……………………………………( IMSI )47

: 3-2-1-2شناسه مشترك موبايل موقتي………………………………………( TMSI )47

: 3-2-1-3شماره بين المللي…………………………………………( MSIDN ) MS47

: 3-2-2پارامترهاي شناسه تجهيزات……….……………...…...……………..………...48

: 3-2-2-1شناسه تجهيزات موبايل بين المللي……………………..…………….( IMEI )48

: 3-2-3پارامترهاي شناسه مسيريابي مكالمه……………………...…………………..…..48

: 3-2-3-1پارامتر………..……………..……………………..……………... LAC 48

3-2-3-2پارامتر………..………………………………..…………………..LAI 48

: 3-2-3-3پارامترشماره مسيريابي مشترك موبايل…………………...…………..MSRN49

: 3-2-4پارامترهاي سلول مشترك…….……………….…………………..…………..49

:3-2-4-1پارامتر شناسه سلول…………………………………………..……………49

: 3-2-5پارامترهاي ساختار كانال سلول…………………….…………………..………50

: 3-3عملكرد MS در…….……………….…………………..……….. Idle Mode50

: 3-3-1اطلاعات51 ………...………………………………..………………..BCCH

:3-3-2انتخاب سلول…….…………………………...Cell Selection /Reselection52

:3-3-3مديريت موقعيت….………………….……………(Location Management )57

:3-3-3-1الگوريتم مديريت موقعيت…….………………..…………………..………..57

: 3-3-3-2نواحي موقعيت…………………….…….……………..………….GSM58

:3-3-4درخواستهاي…….……………….…………………….Location Update58

: 3-3-5الگوريتم فراخواني….…………………….………………..…………….…59

:3-3-5-1انواع پيامهاي فراخواني…………………….…………………..…….…….59

: 3-3-5-2فراخواني و دريافت غيرپيوسته………………….………..( Paging & DRX )60

:3-3-6محاسبات پارامترهاي بكارگيري فراخواني….………………….………….……….61

: 3-3-6-1محاسبه ظرفيت فراخواني…………………………………….……(Paging)61

3:-3-6-2محاسبه اندازه و ابعاد موردنياز كانال فراخواني….…………………..……...(PCH)62

:3-3-6-3محاسبه اندازه و ابعاد مورد نياز كانال….………………….……………..AGCH62

:3-3-7پارامترهاي كليدي فراخواني……………………...…………………..(Paging) 63

:3-3-7-1پارامتر الگوريتم تكرار فراخواني )پارامتر…..…………………….……….( MSC63

:3-8الگوريتم و پارامترهاي دسترسي به شبكه…….………………….…………………..64

:3-8-1توالي دسترسي به شبكه………………………..………………..……………64

….………………………………..……..………………...IMSI Attach: 3-8-264

………………………………………..…………………IMSI Detach : 3-8-365

………………………………………..……………..Location Update : 3-8-465

……….……………………………Cell Measurement And Handover : 3-8-566

: 3-8-6پارامترهاي دسترسي به شبكه…...…………………………………..….……...66

:3-8-6-1پارامترهاي دسترسي…………………………...……………..…….………67

: 3-8-6-2پارامترهاي برقراري مكالمه يا اتصال به شبكه...…………………………….……..67

:3-8-6-3پارامترهاي جدا شدن از شبكه…...…………..………….………………..……68

:3-9وظايف ليست همسايگي كلي…..……….……………….………….…..………….69

:3-9-1هدف از BA ليستها……..……..………………..……………..…………….69

:3-9-1-1ارسال BA ليست……..……………………..……………..………………69

:3-9-2اندازه گيري هاي سلولي در مد……..……………………...……………..…..Idle70

:3-9-3پارامترهاي مرتبط به همسايگي…….……………………..……………..………70

:3-10تنظيم فريم وفقي…….…………….…….…..…………………..……………71

: 3-10-1جلو بردن زماني……..………………………..…….(TA) Timing Advance71

: 3-10-2رنج سلول گسترده……..………………………..….(Extended Cell Range)72

: 3-10-3پارامترهاي كليدي تنظيم وقفي…………………………….…………..……...72

: 3-11اندازه گيري هاي سلولي در مد اختصاصي……..……………………….…………….73

:3-11-1مقدمه…….………………………..……………………………………..73

: 3-11-2رويه اندازه گيري سلولي در…..………………………….…Dedicated Mode73

:3-12كنترل توان….…………………………..…………..………………………78

:3-12-1دلايل كنترل توان….……………………..……..………………..…………78

:3-12-2وظايف و راهكاره اي كنترل توان…...……………………………..…………….78

: 3-12-3كلاس هاي توان……..………………………….………..…………… GSM79

:3-12-4كنترل توان وفقي……..…………………..……..………………..…………80

:3-12-4-1اجرا كنترل توان وفقي…….…………………………..………..………….80

:3-12-4-2تريگرهاي كنترل توان……..…………………………..………..………….82

:3-12-4-3پارامترهاي كنترل توان وفقي………..……………………….………..……..84

:3-13انتقال غيرپيوسته….….…………………………..………..…………...(DTX)85

:3-14دريافت غيرپيوسته…….…..………………………..………..…………(DRX)86

: 3-15پارامترهاي كليدي كنترل توان………..……………………….………..………..87

: 3-15-1پارامترهاي كنترل توان دسترسي شبكه……………………………….…………87

:3-15-2پارامترهاي كنترل توان ديناميكي……...………………………….………..……88

:3-15-3پارامترهاي كنترل……………...………………….………..………….DRX89

)Handover : 3-16 دست به دست دادن) …………...……………………………..…..90

:3-16-1رويه هاي……...………………………….………..………….... Handover90

:3-16-2انواع………………………………….………..…………....... Handover92

Handover : 3-16-2-1 در جهت كيفيت سيگنال………..………………………………92

Handover : 3-16-2-2 درجهت دامنه سيگنال………..………………………………..93

Handover : 3-16-2-3 درجهت تداخل……………………………………………….93

Handover : 3-16-2-4 درجهت…………………………………….. Power Budget93

Handover : 3-16-2-5 درجهت فاصله…………………………………………..……94

: 3-16-3فرآيند….……….………………………………..………….....Handover94

:3-16-3-1سيگنالينگ در فرآيند….……………………………..…………..Handover94

: 3-16-3-2حاشيه اطمينان براي انجام……..….……………………..………Handover95

:3-16-4پارامترهاي………………………………..…………..…………Handover96

Handover: 3-16-4-1 درجهت……………………………………..Power Budget97

Handover: 3-16-4-2 درجهت دامنه…………………………………………..…….97

Handover: 3-16-4-3 درجهت كيفيت………….………………………………..…..98

Handover : 3-16-4-4 درجهت تداخل…………………………………………..…..99

Handover : 3-16-4-5 ازنوع Umbrella وپارامترهاي آن…...………………………….100

بخش چهارم معرفي ويژگيهاي GSM وبكارگيري آنها درجهت بهينه سازي

: 4-1پرش فركانس105….…..………………………….………..…………..................

:4-1-1مفاهيم پرش فركانسي105……..…………………………..………..………….....

: 4-1-2تواليپرشفركانسي106……....………………………….………..…………......

:4-1-3دليلبكارگيريپرشفركانسي107……...…………………………..………..…….

:4-1-4بكار گيريپرشفركانسيدر………..………………………………..…. BTS 108

:4-1-5 ساختار سخت افزاري BTSبراي تكنيك پرش فركانسي….…………………………108

: 4-1-5-1پرشفركانسيباندپايه……….……….………………………..…………109

: 4-1-5-2پرشفركانسيتركيبي……………….………………………..………….110

: 4-1-6بكارگيريپرشفركانسيدر….…………….…………………………...MS112

:4-1-7پارامترهايپرشفركانسي………………..………………………..…………112

:4-2فيچربالانسترافيكي………………..………………………..……………….113

: 4-2-1فيچر ……………….………………………..…………................CLS113

: 4-3نيمنرخ……………….……………………..………………..…………..120

بخش پنجممديريتعملكردشبكه وشاخصهايشبكه

:5-1سيكلمديريتعملكردشبكهدرفرآيندبهينهسازي…………………..……………..123

: 5-1-1طراحياوليهشبكهوپيادهسازيآن…………………..……………………..…124

:5-1-2مونيتوركردنشبكه…….……………...………………………..…………..124

:5-1-2-1سطوحمختلفبرايمونيتوركردنشبكه……..………….….…………………124

:5-1-2-2معيارهاياندازهگيريعملكردشبكه……..…………….……………………..125

:5-2روشهاياندازهگيريعملكردشبكه………..…………..……………………..…...126

: 5-2-1درايوتست…....……………….……………………..……………...……..127

: 5-2-2ديتاي..…………………..……………………..……………….....OMC129

:5-2-3پروتكلآناليزر…...…….…………..……………………..……………….....129

:5-3آناليزديتاي OMCوديتايدرايوتست……..……………..……………………….129

:5-3-1آناليزديتاي…..………………..……………………..…………....... OMC129

:5-3-2آناليزدرايوتست….….……………..……………………..……………......130

: 5-4تعريف…..……………….……………………..………….......... BSS KPI131

: 5-4-1درصدموفقيتبرقراريمكالمه…..……………….……………………..….…131

:5-4-2درصدقطعيمكالمه ….……………….....……………………..…………...131

:5-4-3درصدموفقيتمكالمه….…….………….……….……………..…………....131

: 5-4-4درصدموفقيتدستبهدستدادنمكالمه….………………..……….…………132

: 5-4-5درصدخطادستبهدستدادنمكالمه…….…………….……….…………….132

:5-4-6درصدانسدادكانالترافيكي……..……………………...……………..………132

:5-4-7درصدانسدادكانالسيگنالينگي….………………………...……………..……133

5-4-8:درصدقطعيارتباطبراساسافت مسير راديويي….………………………………..133

:5-4-9درصدخطاتخصيصكانال ترافيكي.……..………………………..…………..…133

:5-4-10درصدموفقيتتخصيص كانال ترافيكي……..………………………..………….134

بخشششمتعريف مشخصاتشبكهوشناساييمشكلاتشبكه

:6-1مشخصاتشبكه…...…………………………..…………..……………..…….136

:6-1-1مقدمه……...………………………..…………..…………………………136

: 6-1-2پوشش………………………………..…………..…………............. BSS137

:6-1-2-1بالانسسلولها…..……………………..…...……………..……………..137:6-1-2-2آرايشوساختارآنتنها………………………………..…………..…………138

:6-1-2-2-1تنظيمآرايشآنتنها…………...…………………..…………..………….138

:6-1-2-2-2تيلتآنتنها ……….…..……………….....…………..………………...139

:6-1-2-2-3دايورسيتيآنتنها…….…….……………..……..…………..…………...140

6-1-2-2-4دايورسيتيمكاني141……..…………………………………..………….......

6-1-2-2-5 دايورسيتيپلاريزاسيون….……….…………………….………..………..141

:6-1-2-3راندمانوعملكردتجهيزات142…………………………………..………..……..

: 6-1-3ظرفيت………...……………………….………..…………..............BSS142

:6-1-4كيفيتسرويس ……..………………………….………..………….(QOS)143

:6-2پارامترهاياصليكيفيتسرويس……...…………………………..………..(QOS)143

:6-2-1نرخقطعيمكالمات …………………………………..………..……...(DCR)144

:6-2-2بلاكينگ…………………………………..………..………………………144

:6-2-3راندمانترافيكيياارلانگ……….……………………. (Teraffic Throughput) 145

: 6-3شناساييمشكلاتازطريقشاخصهاي…………..………………………… KPI146

:6-3-1درصدموفقيتبرقراريمكالمه…………….…………………………. (CSSR) 146

:6-3-1-1عدمدسترسيبه……..……...……………………………..……SDCCH 147

: 6-3-1-2خطايتخصيصكانالترافيكي………....…..………(TCH Assign Failure) 147

: 6-3-2درصدبالايقطعيمكالمات ……………….………………………….(DCR ) 148

6-3-2-1:قطعيدرجهتخطاي………..………………………………....Handover 148

:6-3-2-2پائينبودنقدرتدامنهوكيفيتسيگنال………….…..………………………. 148

:6-3-2-3تداخلحاصلازنزديكبودنكانالفركانسيياهمكانالبودن………………..…….149

:6-3-2-4عدمبالانسترافيك………………..…………………………..…………...149

: 6-3-3درصدبالايخطاي……………….………………………..(HFR) Handover149

:6-3-3-1تداخلشديدرويهمسايگيياكمبودكانالدرسلولهمسايه علائم………...…….….150

:6-3-3-2مشكلاتپارامترهايديتابيسي…….….……..………………………………..150

: 6-3-4درصدبالايبلاكينگ….…...………………( SDCCH Congestion) SDCCH150

:6-3-5درصدبالايبلاكينگ…..……..……..………………(TCH Congestion) TCH151

فصلهفتمالگوريتمبهينهسازيو ارائهراهحلبراي بهينهكردنشاخصها

: 7-1كلياتوپيكرهرويهبهينهسازي……...………….………………………………..154

……………...…………………………..…………..........Network Audit : 7-2156

:7-3فلوچارتروندبهينهسازي…………...…..……..……………………..…………157:7-3-1تشريحفلوچارتفعاليتبهينهسازي……….…..…..……………………………..157

:7-3-1-1شروعفعاليتبهينهسازي…….………..…………………………..………..157

:7-3-1-2تشخيصوحلمشكلاتسختافزاري…..……..…….………………………...158

:7-3-1-3شناساييوحلمشكلاتهمسايگي…………..…..……………………………159

:7-3-1-4شناساييوحلمشكلاتفركانسي…………..…..…………………………….159

منابع

منابع……..…………………………………..…………………………...……..162

ضمائم

الف : پارامترعموميسلول………………………………………………..…………..164

ب : پارامتر C 2 براي…………...…………………………………cell Reselection169

پ : پارامترهايفراخواني………………………………………………..…………...174

ت : پارامترهايهمسايگي…..…………………………………………..…………...178

ث : پارامترهاي……….…..……………………………..…………......... BA List180

ج : پارامترهاي…..…..…………………………………..…………......Handover181

چ :جدولارلانگ……….…………………………………..…………................B191

خ : مشخصاتآنتنهايكاتراين………..…..……………………..………..…………...195

فهرست جداول

بخش اول مقدمهايبرساختارشبكهGSM

جدول(1- : (1 ليستفركانسهاي…….……….………………………..……… GSM12 جدول(1-2) كانالهايمنطقيدر location Uodating و………....…………...……... MTC29بخش سوم : پارامترهاي GSM درمد Dedicated و Idle

جدول: (1-3) انواعپيغامهاي BCCH………………………………………………52 جدول: (3-2) اندازهگيريهايسيگنالدريافتي……………….………………………… 76جدول: (3-3) اندازهگيريهايكيفيتدريافتي …………………………………………76جدول: (3-4) كلاسقدرتگوشي MS ………………………………………………79 جدول: (3-5) كلاسقدرت BTS……………………………………………………80جدول: (3-6) كلاستواندرباندهاي 900 و 1800 براي MS و…….………………… BTS 81

فهرست شكل ها

بخش اول مقدمهايبرساختارشبكهGSM

شكل: ( 1-1) معماريشبكه……………………………………..…………...... GSM 6

شكل(1-2): ساختار………………………………………..…………......…......NSS10

شكل (1-3): ساختارBSS ………........………………………………..…………......10

شكل : (1 -4) فاصلهفركانسيبينمسير Downlink و Uplink……….…....…………......12

شكل1 -5) ): نواحيشبكه………..………………………………..………...... GSM 12

شكل1-6)): شبكهسلولارباتكنيك ………………………………… Frequency Reuse 14

شكل(1-7): دياگراممدولاسيونGMSK………..………………………..…………......25

شكل: (1-8) تكنيكمدولاسيون QPSK كهدر GSM استفادهميشود…………………...... 26

شكل(1-9) تصويريازشيارهايزمانيبرايكانالفيزيكي…………………….…………...... 27

شكل: (1-10) ساختاركانالهايمنطقي……………………………………………...... 27

شكل: (1-11) جهتانتشارامواج………………………………………..…………...... 30

شكل(1-12) انواعپلاريزاسيونامواج ……………………………………..…………......30

شكل: (1-13) اثرمحيطرويانتشارامواج ………………………………..…………......32

شكل(1-14) مدلاكومارا- هاتا ………..………………………………..…………......33

شكل (1-15) بودجهتواندرمسير…….……………………..…………......Downlink 34

شكل (1-16) بودجهتواندرمسير ……………………………..…………......Uplink 35

بخش دوم تعريفبهينهسازي والگوريتمفرآيند بهينهسازي

شكل : (2-1) فلوچارترويهمديريتعملكردوبهينهسازي…………...……..…………...... 41

شكل : (2-2)فرايندوخطمشيبهينهسازي……….……………………..…………...... 41

شكل (2-3): فازبررسيشبكهبرايفرايندبهينهسازي…………………………………...... 42

بخش سوم : پارامترهاي GSM درمد Dedicated و Idle

شكل : (3-1) آرايشكانال…………..…………………………..…………...... BCH 50

شكل:(3-3) الگوريتم Cell Reselection درانتخابميكروسلول………………………...... 56

شكل: (3-4) بروزرسانيمكان…………………………………....……..…………...... 60

شكل: (3-5) بروزرسانيمكانبصورتاتوماتيك…………………………….…………...... 60

شكل: (3-6)الگوريتم……….…..……………...……………..……...... IMSI Attach 64

شكل:(3-7) الگوريتم………….……………………………..……...... IMSI Detach 65

شكل(3-8) :الگوريتم…………………………………………......Location Update65

شكل: (3-9) الگوريتم……….……….…………. Cell Measurement And Handover 66

شكل:(3-10) جبرانسازيتاخيرانتشارباتنطيم…………...…………….………...... TA71

شكل:(3-11) ايجادتاخيربينبرستهايدردسترسبرايجبرانتاخيردردريافتديتااز MS ها ..…72

شكل:(3-12) اندازهگيريروي…………………………………………...... SACCH 75

شكل: (3-13) گزارشاندازهگيريدر………………..………..…………...... Dedicate 77

شكل: (3-14) كنترلتوانوفقي………………………………………..…………...... 80

شكل: (3-15) تريگرهايكنترلتوان……………...……………………..…………...... 82

شكل: (3-16) سطوحتريگركنترلتوانوفقي……………………………..…………...... 83

شكل: (3-17) انتقالغيرپيوستهيا………………….……………..…………......DTX 85

شكل: ( 3-18) فريمهاي………………...…………........………..…………...... SID 86

شكل: (3-19) دريافتغيرپيوستهيا………...………........………..…………...... DRX87

شكل: (3-20) تقدم ………………...………..………..…………....