淺談GSM 無線網(wǎng)絡(luò)接口技術(shù)及實(shí)現(xiàn)

黃波

（成都大學(xué) 信息科學(xué)與工程學(xué)院，四川 成都610106）

1 概述

如果GSM無線網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)為了實(shí)現(xiàn)國際漫游功能和實(shí)現(xiàn)面向ISDN 的數(shù)據(jù)通信業(yè)務(wù)，那么需要建立規(guī)范統(tǒng)一的信令網(wǎng)路系統(tǒng)來傳輸移動業(yè)務(wù)相關(guān)數(shù)據(jù)和對應(yīng)的信令信息，所以，GSM無線網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)建立了7 號信令系統(tǒng)和對應(yīng)的信令網(wǎng)絡(luò)[1]，GSM系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖1 所示。

圖1 GSM 的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

各種移動端臺從開機(jī)到接入對應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)，網(wǎng)絡(luò)撥號、通話實(shí)現(xiàn)、鏈路掛斷等，都和無線網(wǎng)絡(luò)密切相關(guān)。移動端臺用戶一般是包括三種狀態(tài)：開機(jī)狀態(tài)、關(guān)機(jī)狀態(tài)和通信遇忙狀態(tài)。移動端臺開機(jī)狀態(tài)時，網(wǎng)絡(luò)顯示“附著網(wǎng)絡(luò)”狀態(tài)標(biāo)記，移動端臺關(guān)機(jī)時，網(wǎng)絡(luò)顯示“網(wǎng)絡(luò)分離”狀態(tài)標(biāo)記，這些都需要移動端臺實(shí)現(xiàn)無線網(wǎng)絡(luò)接口技術(shù)的支持，從而實(shí)現(xiàn)無線網(wǎng)絡(luò)的連接與斷開[2]。

2 GSM 無線網(wǎng)絡(luò)相關(guān)接口

GSM 無線網(wǎng)絡(luò)接口技術(shù)包括：A 接口，Abis 接口，Um 接口，如圖2 所示。

A 接口作為網(wǎng)路子系統(tǒng)（NSS）與基站子系統(tǒng)（BSS）二者之間的網(wǎng)絡(luò)通信接口技術(shù)，如果按照系統(tǒng)功能實(shí)體要求，那就是無線網(wǎng)絡(luò)移動業(yè)務(wù)交換中心（MSC）和各個基站控制器（BSC）之間的互連接口，A 接口傳輸?shù)南嚓P(guān)信息主要包括移動臺管理工作、基站管理工作、移動性管理工作、其他接續(xù)管理工作等。

圖2 GSM 系統(tǒng)的主要接口

Abis 接口作為無線基站子系統(tǒng)的兩個功能實(shí)體基站控制器（BSC）和基站收發(fā)信臺（BTS）二者之間的網(wǎng)絡(luò)通信接口，可以實(shí)現(xiàn)BTS 與BSC 二者之間的網(wǎng)絡(luò)遠(yuǎn)端互連方式，通常其物理鏈接要求采用標(biāo)準(zhǔn)的2.048Mb/s 或64kbit/s PCM 數(shù)字傳輸鏈路。Abis 接口可以支持所有需要為相關(guān)用戶提供的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)，也可以支持對BTS 無線網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的控制需求和無線頻率的分配需求。

Um 接口作為移動臺與無線基站收發(fā)信臺（BTS）二者之間的通信接口技術(shù)，可以完成移動臺與GSM無線網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的固定功能部分之間的互聯(lián)互通，這個可以通過無線鏈路網(wǎng)絡(luò)來實(shí)現(xiàn)。Um 接口負(fù)責(zé)傳輸?shù)木W(wǎng)絡(luò)信息包括無線網(wǎng)絡(luò)資源管理工作，移動性管理工作和其他接續(xù)管理工作等[3]。

3 GSM 無線網(wǎng)絡(luò)進(jìn)程分析

首 先，GSM 無 線 網(wǎng)絡(luò)實(shí)施的操作是使用小區(qū)選擇操作，C1（無線路徑損耗）可以作為移動臺選擇小區(qū)的標(biāo)準(zhǔn)。C1 可以從相關(guān)移動臺計算得到數(shù)據(jù)，每當(dāng)移動臺搜索相關(guān)小區(qū)時，在各個小區(qū)的優(yōu)先級別相同的條件下，我們只需要選擇C1為正的對應(yīng)小區(qū)，或者這個小區(qū)的C1 比移動臺在相同PLMN 的不同網(wǎng)絡(luò)定位區(qū)中發(fā)現(xiàn)其他相關(guān)小區(qū)經(jīng)對應(yīng)滯后因子加權(quán)修正以后，C1 都應(yīng)該是最大的那個小區(qū)對應(yīng)的參數(shù)。

我們進(jìn)行小區(qū)重選操作主要是我們必須在無線網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)移動臺每次都處于無線網(wǎng)絡(luò)空閑網(wǎng)絡(luò)模式下的時候，這是因?yàn)闊o線網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)移動臺它所處位置的相關(guān)信息發(fā)生變化以后，也可能是無線網(wǎng)絡(luò)通信系統(tǒng)的信號強(qiáng)度發(fā)生變化等情況也會導(dǎo)致無線網(wǎng)絡(luò)通信系統(tǒng)進(jìn)行第二次重新選擇相關(guān)的服務(wù)小區(qū)的實(shí)施過程。無線網(wǎng)絡(luò)通信系統(tǒng)如果在對應(yīng)的移動臺每一次選擇一個使用小區(qū)以后，移動臺就可以停留在這個小區(qū)當(dāng)中。同時移動臺也會測量、計算該小區(qū)和鄰區(qū)的C2 參數(shù)。通常情況下，無線網(wǎng)絡(luò)通信系統(tǒng)的移動臺都至少需要每隔5 秒來進(jìn)行這個計算一次無線網(wǎng)絡(luò)通信系統(tǒng)相應(yīng)的服務(wù)使用小區(qū)和它對應(yīng)的鄰近小區(qū)的C2 參數(shù)值，這樣進(jìn)行比較。移動臺計算到某鄰區(qū)的C2 數(shù)值超過移動臺目前駐守小區(qū)的C2 數(shù)值，而且維持時間超過5 秒以上，那么移動臺就將啟動小區(qū)重選工作從而實(shí)現(xiàn)進(jìn)入這個小區(qū)。

其次，無線網(wǎng)絡(luò)通信系統(tǒng)移動臺通常情況下都是只要開始無線網(wǎng)絡(luò)通信位置持續(xù)更新的過程當(dāng)中，無線網(wǎng)絡(luò)通信系統(tǒng)就可以在RACH 上實(shí)現(xiàn)對應(yīng)的向無線網(wǎng)絡(luò)通信系統(tǒng)基站子系統(tǒng)發(fā)出無線網(wǎng)絡(luò)通信系統(tǒng)對應(yīng)的信道請求信號，無線網(wǎng)絡(luò)通信系統(tǒng)這之后就可以完成占用該無線網(wǎng)絡(luò)通信系統(tǒng)分配的SDCCH數(shù)據(jù)，無線網(wǎng)絡(luò)通信系統(tǒng)就可以向系統(tǒng)發(fā)起位置更新請求的相關(guān)信息。無線網(wǎng)絡(luò)通信系統(tǒng)然后就可以通過系統(tǒng)鑒權(quán)過程操作以及系統(tǒng)加密過程操作，無線網(wǎng)絡(luò)通信系統(tǒng)的VLR 就向移動臺發(fā)出所處位置可以進(jìn)行更新并且已經(jīng)接受的消息，這樣位置更新操作過程完成，如圖3 所示。

在位置更新過程中，可能出現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)擁堵現(xiàn)象，那么需要在系統(tǒng)優(yōu)化時進(jìn)行判斷：是否存在一定的無線頻率干擾。如果存在無線頻率干擾就必須通過修改無線網(wǎng)絡(luò)通信系統(tǒng)相應(yīng)的系統(tǒng)頻率計劃，進(jìn)一步調(diào)整無線網(wǎng)絡(luò)通信系統(tǒng)天角等其他辦法來實(shí)現(xiàn)這種解決問題的方式；無線網(wǎng)絡(luò)通信系統(tǒng)必須要確定發(fā)生該現(xiàn)象的移動臺位置是否發(fā)生在不同無線網(wǎng)絡(luò)通信LAC 的交界處，如增加發(fā)射功率，調(diào)整天線等；確認(rèn)是否需要話務(wù)量均衡。

圖3 MS 位置更新過程

最后，可以完成相應(yīng)的主叫建立過程。如果某個MS 處于激活并且網(wǎng)絡(luò)空閑狀態(tài)，只要客戶A 需要建立一個呼叫操作，那么客戶A 只需要撥打被叫的客戶B 的對應(yīng)號碼，再選擇“發(fā)送”操作，該MS 便可以立即開始啟動相關(guān)程序，從而實(shí)現(xiàn)相應(yīng)的主叫建立過程。

4 結(jié)論

目前而言，無線網(wǎng)絡(luò)通信系統(tǒng)的擁塞率是我們進(jìn)一步評估GSM無線網(wǎng)絡(luò)通信系統(tǒng)的非常重要的指標(biāo)參數(shù)之一，這個指標(biāo)在一定程度上也能夠直接影響到這個無線網(wǎng)絡(luò)通信系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)接通率，當(dāng)然無線網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)擁塞率也同時與網(wǎng)絡(luò)掉話率呈現(xiàn)一定的相關(guān)性。因此，我們在無線網(wǎng)絡(luò)通信系統(tǒng)的控制移動臺每當(dāng)需要在空閑網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)模式下進(jìn)行對應(yīng)的小區(qū)選擇或者是小區(qū)重選，然后我們再進(jìn)一步的利用和結(jié)合調(diào)整相關(guān)的無線網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)門限參數(shù)等，這樣的話我們就可以做到在無線網(wǎng)絡(luò)通信系統(tǒng)中去平衡各個使用小區(qū)的無線網(wǎng)絡(luò)通信系統(tǒng)負(fù)荷，帶來的好處是也會進(jìn)一步降低各個無線網(wǎng)絡(luò)通信系統(tǒng)使用小區(qū)以及無線網(wǎng)絡(luò)通信系統(tǒng)在各個小區(qū)的擁塞率，這些都是我們進(jìn)行無線網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)優(yōu)化的有效手段。