實(shí)驗(yàn)六 網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化與基站RACH接入控制實(shí)驗(yàn)

實(shí)驗(yàn)六網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化與基站RACH接入控制實(shí)驗(yàn)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?．了解GSM移動(dòng)系統(tǒng)中基站的RACH信道控制工作原理；二、預(yù)備知識(shí)1．GSM移動(dòng)系統(tǒng)中基站的功能；2．GSM移動(dòng)系統(tǒng)物理信道和邏輯信道；3．GSM移動(dòng)系統(tǒng)的幀結(jié)構(gòu)；三、實(shí)驗(yàn)儀器1．移動(dòng)交換機(jī)一臺(tái)；2．移動(dòng)基站二臺(tái)；3．移動(dòng)終端實(shí)驗(yàn)箱多臺(tái)；4．臺(tái)式計(jì)算機(jī)一臺(tái)；四、原理（一）、GSM規(guī)范中關(guān)于無線分級(jí)接入?yún)?shù)的定義無線參數(shù)名：接入等級(jí)控制，原名：cell_bar_access_class。在某些特殊的情況下，運(yùn)營(yíng)商希望在某些特殊區(qū)域中禁止全部或部分移動(dòng)臺(tái)發(fā)出接入請(qǐng)求或?qū)ず繇憫?yīng)請(qǐng)求。例如，在某些地區(qū)出現(xiàn)緊急狀態(tài)或某個(gè)GSM公用陸地移動(dòng)網(wǎng)發(fā)生嚴(yán)重故障等等。因此，GSM規(guī)范（02.11）規(guī)定一般給每一個(gè)GSM用戶（一般用戶）分配一個(gè)接入等級(jí)。接入等級(jí)分為等級(jí)0至等級(jí)9等十種，它們儲(chǔ)存于移動(dòng)用戶的SIM卡中。對(duì)于一些特殊用戶GSM規(guī)范保留有5個(gè)特殊的接入等級(jí)，即等級(jí)11至等級(jí)15。這些等級(jí)通常具有較高的接入優(yōu)先級(jí)。特殊用戶同時(shí)可以擁有一個(gè)或多個(gè)接入等級(jí)（11～15之間），它們的接入等級(jí)同樣儲(chǔ)存于用戶的SIM卡中。接入等級(jí)的分配如下：等級(jí)0～9，普通用戶；等級(jí)11，用于PLMN的管理等；等級(jí)12，安全部門應(yīng)用；等級(jí)13，公用事業(yè)部門（如水、煤氣等）；等級(jí)14，緊急業(yè)務(wù)；等級(jí)15，PLMN職員。接入等級(jí)為0～9的用戶，其接入權(quán)力同時(shí)適用于歸屬的PLMN和拜訪的PLMN；接入等級(jí)為11和15的用戶，其接入權(quán)力僅適用于歸屬的PLMN；接入等級(jí)為12、13、14的用戶，其接入權(quán)力適用于歸屬PLMN所屬的國(guó)家區(qū)域內(nèi)。接入等級(jí)為11～15的用戶比接入等級(jí)為0～9的用戶具有較高的接入優(yōu)先級(jí)，但在接入等級(jí)0～9之間以及在接入等級(jí)11～15之間，接入等級(jí)數(shù)值的大小并不表示接入優(yōu)先級(jí)的高低。接入等級(jí)控制參數(shù)包含于信息單元“RACH控制參數(shù)”之中，在每個(gè)小區(qū)廣播的系統(tǒng)消息中周期發(fā)送。設(shè)置及影響：C0～C15（不包括C10）可以由網(wǎng)絡(luò)操作員設(shè)定，一般情況下這些比特應(yīng)被設(shè)置成1。合理地設(shè)置這些比特對(duì)網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)化具有很大的影響，主要表現(xiàn)在下列方面：(1)在基站的安裝、開通過程中或在對(duì)某些小區(qū)的維護(hù)測(cè)試過程中，操作員可以將C0～C9設(shè)置為0，以強(qiáng)行禁止普通用戶的接入從而減小對(duì)安裝工作或維護(hù)工作的不必要影響。(2)在一些業(yè)務(wù)量很高的小區(qū)，忙時(shí)會(huì)出現(xiàn)擁塞現(xiàn)象，表現(xiàn)為RACH沖突次數(shù)較高、AGCH流量過載、Abis接口流量過載等等。在GSM規(guī)范中，有許多方式處理過載與擁塞現(xiàn)象，但大多數(shù)方式會(huì)影響設(shè)備資源的利用率。網(wǎng)絡(luò)操作員可以采用設(shè)置適當(dāng)?shù)慕尤肟刂茀?shù)（C0～C15）來控制小區(qū)內(nèi)的業(yè)務(wù)量。例如當(dāng)小區(qū)出現(xiàn)業(yè)務(wù)量過載或擁塞時(shí)，設(shè)置某些Ci為0，強(qiáng)制這些接入等級(jí)的移動(dòng)臺(tái)不可以接入本小區(qū)（Ci的改變對(duì)正在通信過程中的移動(dòng)臺(tái)沒有影響），從而減少小區(qū)內(nèi)的業(yè)務(wù)量。上述方式的缺點(diǎn)在于使某些移動(dòng)臺(tái)得到“不公平”的待遇，為解決這一問題，可以周期地改變小區(qū)中C0～C9的數(shù)值，如以5s為間隔，交替允許接入等級(jí)為奇數(shù)和偶數(shù)的移動(dòng)臺(tái)接入。（二）如何實(shí)現(xiàn)無線分級(jí)接入1.在HLR中定義用戶優(yōu)先級(jí)別，MSC分析用戶屬性，并傳送給BSC，由BSC按用戶屬性分配無線信道，實(shí)現(xiàn)無線分級(jí)接入。GSM規(guī)范中定義了用戶細(xì)分，在網(wǎng)絡(luò)中實(shí)現(xiàn)無線分級(jí)接入需要涉及到HLR、MSC、BSC等相關(guān)網(wǎng)元設(shè)備，首先在HLR上對(duì)不同類型的用戶定義不同的優(yōu)先級(jí)別、用戶屬性，其次要求MSC具有分析用戶屬性的能力，再次BSC支持基于MSC分析的結(jié)果分配無線信道，從而實(shí)現(xiàn)無線分級(jí)接入。MSC根據(jù)用戶定義的屬性分析用戶接入的優(yōu)先級(jí)，并通過A接口（MSC與BSC間的接口，為公共接口）將優(yōu)先級(jí)信息傳送給BSC，實(shí)現(xiàn)無線的聯(lián)動(dòng)。NOKIA系統(tǒng)中，MSC在A接口上輸出以下信息供BSC進(jìn)行信道分配管理和排隊(duì)管理對(duì)于目前現(xiàn)網(wǎng)中多家設(shè)備廠商共存的現(xiàn)象，實(shí)現(xiàn)按照用戶屬性的無線分級(jí)接入，需要在HLR中可以對(duì)用戶分類，MSC和BSC上支持GSM規(guī)范中的用戶無線接入優(yōu)先級(jí)分析。該功能目前只支持電路型呼叫，在語音業(yè)務(wù)上實(shí)現(xiàn)用戶屬性細(xì)分，為高端用戶提供更優(yōu)質(zhì)的服務(wù)。移動(dòng)GSM用戶細(xì)分案例：(1)全球通高端用戶。設(shè)置為最高優(yōu)先級(jí)別，具有強(qiáng)占或釋放低優(yōu)先級(jí)別用戶呼叫的功能，不可能被別的用戶強(qiáng)占，同時(shí)具有最高排隊(duì)優(yōu)先級(jí)別；設(shè)置為：PCI＝1，PVI＝0，優(yōu)先級(jí)priority=11–14。(2)全球通一般用戶。設(shè)置為中間優(yōu)先級(jí)別，具有強(qiáng)占功能，但不具備釋放低優(yōu)先級(jí)別用戶呼叫的功能，有可能被全球通高端用戶強(qiáng)占或被拆線，具有中間排隊(duì)優(yōu)先級(jí)別；設(shè)置為：PCI＝1，PVI＝1，優(yōu)先級(jí)priority=2–9。(3)神州行用戶。設(shè)置為最低優(yōu)先級(jí)別，不具有優(yōu)先功能，有可能被全球通用戶強(qiáng)占或被拆線，具有最低排隊(duì)優(yōu)先級(jí)別；設(shè)置為：PCI＝0，PVI＝1，優(yōu)先級(jí)priority=1。2.在HLR中定義用戶優(yōu)先級(jí)別，在BSC側(cè)開啟Tch_Flow_Control功能，在高話務(wù)情況下，MSC做擁塞指示，BSC阻塞低級(jí)別的用戶接入申請(qǐng)，實(shí)現(xiàn)無線分級(jí)接入。無線側(cè)Tch_Flow_Control的定義：高話務(wù)情況下，MSC會(huì)發(fā)出一個(gè)負(fù)荷過載的進(jìn)程指示，隨后BTS內(nèi)的CRM子系統(tǒng)（CellResourceManagement）會(huì)觸發(fā)計(jì)數(shù)器flow_control_t1，該計(jì)數(shù)器同flow_control_t2聯(lián)合使用來控制無線側(cè)不同用戶的接入級(jí)別被禁止接入或被允許接入，達(dá)到話務(wù)流量控制的目的，實(shí)現(xiàn)無線分級(jí)接入。當(dāng)MSC發(fā)出負(fù)荷過載指示后，Tch_Flow_Control進(jìn)程開始啟動(dòng)，置于BTS內(nèi)的CRM子系統(tǒng)開始禁止0～9級(jí)普通接入級(jí)別中的一個(gè)接入級(jí)別，同時(shí)CRM啟動(dòng)兩個(gè)計(jì)數(shù)器：flow_control_t1和flow_control_t2，當(dāng)flow_control_t1計(jì)數(shù)時(shí)，CRM忽略其他所有擁塞指示信息，當(dāng)flow_control_t1計(jì)數(shù)器到達(dá)最大值，flow_control_t2還在計(jì)數(shù)時(shí)，此時(shí)又接收到了一條擁塞指示信息，則另一個(gè)0～9級(jí)的普通接入級(jí)別將被禁止接入，同時(shí)，兩個(gè)計(jì)數(shù)器被清空，重新計(jì)數(shù)。如果不停地收到新的擁塞指示信息，CRM將逐個(gè)把0～9級(jí)普通介入級(jí)別全部禁止掉。相反，如果計(jì)數(shù)器flow_control_t2到達(dá)最大值，并且沒有收到新的擁塞指示信息，則CRM允許接入一個(gè)之前被禁止的0～9級(jí)普通接入級(jí)別中的一個(gè)接入級(jí)別，這時(shí)，flow_control_t2計(jì)數(shù)器被重置，flow_control_t1仍繼續(xù)計(jì)數(shù)。這樣，只要沒收到新的擁塞指示信息，CRM將逐個(gè)允許接入之前被禁止掉的接入級(jí)別。（三）從主叫和被叫的角度實(shí)現(xiàn)無線分級(jí)接入為保證高端用戶為主叫時(shí)的感受，實(shí)施端到端的優(yōu)先權(quán)保證，不管被叫用戶是不是高端用戶。高端用戶和低端用戶在IMSI和MSISDN上沒有規(guī)律可循，這時(shí)需要MSC進(jìn)行用戶屬性策略的分析，把主叫號(hào)碼放在CallingPartyCategory，把被叫號(hào)碼放在CalledPartyCategory里。MOC（主叫）時(shí)分析CallingPartyCategory，在MTC（被叫）時(shí)分析CalledPartyCategory和CallingPartyCategory。高端用戶主叫時(shí)，實(shí)施端到端的優(yōu)先權(quán)保證，不管被叫用戶是不是高端用戶；低端用戶為主叫則不能實(shí)現(xiàn)高優(yōu)先權(quán)，高端用戶在被叫側(cè)保證用戶享有的優(yōu)先權(quán)；移動(dòng)用戶和PSTN互相撥叫時(shí)，各類用戶保證享有各自的優(yōu)先權(quán)，不管在被叫還是主叫。在切換時(shí)，各類用戶保持各類的優(yōu)先權(quán)。五、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析從HLR管理界面得出，11、16號(hào)移動(dòng)臺(tái)處于空閑狀態(tài)在“RACH接入控制參數(shù)”框中,對(duì)用戶為5的等級(jí)設(shè)置接入控制參數(shù)為0，禁止接入電話。在16號(hào)移動(dòng)臺(tái)進(jìn)行主叫呼叫，可以觀察到，該基站對(duì)該移動(dòng)臺(tái)的主叫呼叫不響應(yīng)，顯示被較忙，但該移動(dòng)臺(tái)的被叫正常響應(yīng)。六、實(shí)驗(yàn)總結(jié)學(xué)生做實(shí)驗(yàn)絕對(duì)不能人云亦云，要有自己的看法，這樣就要有充分的準(zhǔn)備，若是做了也不知道是個(gè)什么實(shí)驗(yàn)，那么做了也是白做。實(shí)驗(yàn)總是與課本知識(shí)相關(guān)的在實(shí)驗(yàn)