GSM网络环境下的信令解析及跨层多目标优化方法研究

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摘 要 对gsm网络的优化涉及多领域的多种内容，提出一种GSM网络中的信令解析及跨层多目标优化方法，提取帧信息中关于误码率、上下行链路质量和小区电平等参数对GSM网络进行实时优化。

关键词 GSM网络优化；信令解析；小区参数

中图分类号：TN929 文献标识码：A 文章编号：1671—7597（2013）041-074-02

信令解析可以实时捕捉信令网络上所传输的信息，对其进行分析即可制定和实施网络优化方案，从而在对GSM系统进行全方位的调整，保证网络运行在最佳状态，提升用户体验。为此，可以从BTS和BSC之间的Abis接口中提取信令，解析后作为主要数据源，再结合A口数据和OMC的配置信息进行分析，从而对GSM网络进行跨层的优化计算。

1 Abis接口信令分析

Abis接口是基站子系统中基站控制器与基站收发信台两者之间的通信接口，该接口属于内部接口，在不同生产厂商的产品设备中其接口定义通常会有所差别，这种差别和不统一就为整个GSM网络的维护、运行和优化带来了一定的难度。Abis接口中所包含的信令种类较多，不同信令的功能和应用含义不尽相同，对其进行理论分析和实践研究可以帮助理解GSM系统的实际应用。

1.1 GSM系统中的接口分析

在GSM系统中的各接口组成结构图如图1所示。

图1 GSM系统接口

1.2 Abis接口协议分析

Abis接口主要用于实现基站控制器和基站收发信台的远程连接，进而向其所支持的移动通信台提供权限范围内的通信业务，同时，该接口还可以用于对基站控制器中的无线设备进行频率分配和控制，故在实现用户网络优化方面具有重要作用。

在基站控制器与基站收发信台之间的数据交换主要有三个部分，分别为业务交换、呼叫建立以及用于对基站控制器的操作和维护的信令交换。两者之间的物理层数据接入相关数据为E1或T1的PCM数字链路接入，即24路或者32路的64kbit/s的话路组成部分。其中，64kbit/s的语音信号通过时分复用的方式在每个时钟时隙中按照4×16bid/s的速率经过Abis端口进行传输，而数据信号则是以4×16bit/s的传输速率在每个时钟时隙内进行数据传输。若用户为初始用户，也可以按照一定的规则将其语音或者数据传输速率由多种不同速率调整到16bid/s。

对Abis接口中的协议进行分类大致可以分为三层。

第一层，也就是最底层，是PCM传输层协议。该层主要对象分为语音信号和数据信号，其中语音信号会按照16kbit/s的速率进行编码，经过编码后的数据通过复用实现在GSM网络中的时隙传输，数据信号则是同步可调节的。

第二层协议为LAPDm协议，该协议属于标准的HDLC过程，主要内容包括对无线信令链路和操作与维护链路的操作与管理。

第三层协议为应用层协议，该层协议所完成的主要工作为对无线子系统进行管理、操作与维护。

需要说明的是，在L2层中的地址区分关键字为TRX或者BCF，具体体现在LAPD协议的帧结构中为TEI的值，根据该值可以确定在L2层中传输数据或消息的类型。

1.3 Abis接口的信令帧结构

对照上述协议可以将在Abis接口中传输的信令帧划分三个层次。

首先是物理层。在物理层中传输的数据是由CCTTT中的G.705规范约束的。但是由于进行数据软解码时通常从第二层的数据帧开始，故在软件优化过程中可以忽略对物理层的信令帧分析。

其次是LAPD层。该层主要用于对传输数据进行封装。在链路层进行通信的不同实体必须按照LAPD层确定的帧格式进行封装，不然无法无法进入D通道链路接入。在LAPD层的帧结构包含以下几部分：帧起始标志、高位地址、地位地址、控制域、控制域、信息域（该部分根据实际帧类型具有选择性）、FCS第一字节、FCS第二字节、帧结束标志。

再次是BTSM层。该层属于基站收发信台的管理层，主要负责对基站收发信台进行控制和操作，接收空口或者A口传输的信令并对这些信令进行传送。举例如下：从MS来的数据向基站收发信台发送数据必须按照BTSM中的数据指示消息类型进行发送；从RR来的数据若想发送到MS必须按照BTSM中的数据请求消息类型进行发送。

对BTSM层传输的消息进行细分可以分为五种类型，不同类型所包含的信令及该组的格式为：1）无线链路管理层消息，该消息中的信元有信令识别、信令类型、信道号、链路识别；2）专用信道管理消息，该消息中的信元有信令识别、信令类型、信道号；3）公用信道管理消息，该消息中的信元大致与专用新到管理消息相同，只是通过具体的信元进行识别和区分；4）TRX管理消息，该消息中只包含信令识别和信令类型；5）位置服务消息，该消息中的信元除了信令识别和信令类型外还包含LLP和APDU。

综合分析可知，在信令消息中包含通用信元，对这些通用信元进行解析，可以按照其自身的字节构成获得不同比特组合的具体含义。通用的信元有消息识别、消息类型和信道号三部分。

在消息识别信元中，其第一个字节用于定义该消息是否透明，同时对消息类型进行区分；在消息类型信元中，其唯一的定义了消息的功能，每种编码组合代表一种特定的信令类型；信道号则是定义信息传输的物理信道，具体包含信道类型及时隙号元素两部分内容。

2 GSM网络优化

在Abis接口添加数据采集装置对该接口的通信数据进行分析，可以获得GSM移动通信网络中诸如切换局数据不全、话务量不均衡、信令负荷参数以及硬件故障等数据，进而可以根据该数据确定优化方案。

2.1 数据处理模块

在具体编程实现中，可采用Servlet、JAVABean以及JSP相结合的程序结构。其中Servlet用于对接收的信令进行解析；JAVABean用于存储解析后的数据分级存储；JSP用于对存储数据进行统计分析。

Servlet程序的处理流程为：首先接收并解析信令请求，然后对JDBC进行初始化，获得相关参数，进一步的连接数据库，按照设定查询与管理程序对数据库进行查询，依次对应的将解析数据填入相应的JAVABean中，最后关闭JDBC连接，按照相关指令将请求数据发送到JSP页面进行数据处理和数据分析。

2.2 接收并解析信令网页中的请求

由于采用了Servlet对信令请求进行接收和解析，故需要配合使用request对象对具体的请求数据进行收集和归类并按照相应的设置方式匹配数据表名与数据表项。考虑到数据可能被存储于多个表格的多个列中，故可以配合使用SQL语句进行数据查询，有效提升数据处理速度。

Servlet在被调用时除了要明确URL外，还需要获得信令的三个参数：level、id、name。其中，level参数表征所需获取的数据具有的统计级别。参照GSM相关规范可知，统计级别分为7类，由0～6序号表示，分别为TRX、CELL、BTS、BSC、LAC、MSC、GSM。若该参数的取值设定超过6或者为空，则系统会默认调用GSM级别的数据。可见，利用该参数可以对不同级别数据进行相应的统计处理。

鉴于TRX所对应的编号不是唯一的，故不能单一应用TRX数据进行信令分析。本文结合使用id参数和name参数对信令进行唯一确定，其中id参数对应所在小区的号码，name参数对应TRX的编号字段。通过这两个参数用户可以在信令的树形逻辑结构中选取特定级别的特定元素。

2.3 优化方案的确定

根据数据采集和分析结果，可以对照参数属性和性能指标进行优化方案确定和应用。例如，若随机接入成功率低，则可以考虑从小区最小接入电平等参数设置及小区覆盖范围设定着手进行优化；若信令信道拥塞率较高，可以通过调整小区参数、提升信令信道个数、优化手机对小区的选择等方式实现优化。

3 总结

对GSM网络进行优化是一项持续性工作，GSM网络用户基数大，问题复杂，只对现有网络中的问题进行解决和优化才能充分保证网络运行质量，维护整个网络运行在最佳状态。

参考文献

[1]张静.GSM网络信令解析及跨层多目标优化方法[J].制造业自动化，2010，32（4）.

[2]高媛，徐钧，王开锋，蒋韵.信令分析在GSM-R网络优化中的作用[J].中国铁路，2010（5）.

[3]蒋学勤.对GSM的一种优化干扰法[J].通信技术，2008，41（6）.

[4]陈国军.GSM网络优化浅析[J].邮电设计技术，2004（4）.

[5]余伟伟，刘海伟.GSM网络中Abis接口信令解码的分析与编程实现[J].电脑编程技巧与维护，2009（20）.