GSM網(wǎng)絡(luò)移動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

1　概述

　　近幾年，GSM移動(dòng)通信飛速發(fā)展，發(fā)達(dá)城市的用戶年平均
增長(zhǎng)率超過了100％。由于用戶的快速增長(zhǎng)和網(wǎng)絡(luò)建設(shè)中考慮不周，導(dǎo)致了網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)后有關(guān)通話質(zhì)量的投訴不斷增加。而實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)資源的合理配置，提高無線網(wǎng)絡(luò)的通信質(zhì)量是樹立公司形象、增強(qiáng)競(jìng)爭(zhēng)力的有效途徑。

　　在GSM網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)初期，往往僅對(duì)用戶投訴的熱點(diǎn)地區(qū)進(jìn)行撥打測(cè)試，維護(hù)人員缺乏對(duì)網(wǎng)絡(luò)整體服務(wù)質(zhì)量的量化評(píng)估?？紤]到目前國(guó)外的GSM移動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)的價(jià)格較高，我們結(jié)合SAGEM OT 35G系列手機(jī)、GPS、便攜式PC機(jī)，利用VB5.0編寫了GSM移動(dòng)測(cè)試軟件Minfo，構(gòu)成了GSM網(wǎng)絡(luò)測(cè)試系統(tǒng)。該系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖1所示。Minfo軟件運(yùn)行在中Windows98平臺(tái)上，主要包括以下幾個(gè)功能模塊：質(zhì)量測(cè)試模塊、分析和報(bào)表模塊、GPS定位和顯示模塊、數(shù)據(jù)通信和記錄模塊、數(shù)據(jù)回放模塊。下面簡(jiǎn)要介紹幾個(gè)關(guān)鍵模塊的設(shè)計(jì)。

2　質(zhì)量測(cè)試和分析

　　SAGEM OT 35G手機(jī)內(nèi)置PCMCIＡ卡，具有專用的串口通信協(xié)議和數(shù)據(jù)格式，可直接通過電纜連接便攜式PC機(jī)串口COM1，并兼容GSM 900載頻時(shí)隙實(shí)時(shí)掃描及切換測(cè)試。對(duì)于GSM 900和DCS 1800的雙頻測(cè)試，可使用SAGEM OT 75Ｍ手機(jī)。MInfo可通過指令進(jìn)行以下操作：強(qiáng)制手機(jī)鎖定某BCCH信道，以便對(duì)服務(wù)小區(qū)和相鄰小區(qū)進(jìn)行測(cè)試；禁止其進(jìn)行越區(qū)切換或強(qiáng)制切換到某載頻；強(qiáng)制進(jìn)入Ｃ1值為負(fù)的小區(qū)；信道掃描等等。

　　Minfo首先通過MSCOMM控件對(duì)COM1端口和OT35Ｇ進(jìn)行設(shè)置，然后在空閑模式下進(jìn)行測(cè)試，記錄服務(wù)小區(qū)占用信道和接收電平、相鄰六小區(qū)的信道和接收電平、MCC、MNC、BSIC、服務(wù)小區(qū)占用時(shí)隙、接收門限電平等。另外，Minfo可以112為被叫測(cè)試號(hào)碼進(jìn)行占用模式下的測(cè)量，該被叫測(cè)試號(hào)碼可人工輸入。占用模式的測(cè)試項(xiàng)目包括是否跳頻、信道類型、BCCH報(bào)告、無線接口的第一、三層報(bào)告，最后，將該測(cè)試點(diǎn)所有數(shù)據(jù)（包括經(jīng)緯度）實(shí)時(shí)寫入一個(gè)固定格式的文本文件。為了縮短測(cè)試周期，便攜式ＰＣ機(jī)可以連接兩部OT35G手機(jī)同時(shí)進(jìn)行分項(xiàng)測(cè)量。下面，我們列出某一測(cè)試點(diǎn)的測(cè)試報(bào)告的原始數(shù)據(jù)：

　　Handover_Suppression ：DISABLED

　　Cell_Bar_Suppression：DISABLED

　　Path_Loss_Suppression ：DISABLED

　　Default_Power_Class＝ 4

　　Scanning mode：DISABLED

　　Frequency：0

　　Messages Displayed：

　　Target_Freq：

　　Idle_Mode-Rpt：104　34，109　26　50，124　11　99，110　10　
99，98　9　99，101　9　99，106　9　54

　　Page＿Report 5：45　45　06　21　00　01 ｆ0

　　Idle＿Channel：104　50， NonCCchC＝1Mfrm＝2 AGRｅｓ＝0， CchG
＝0 PMfrm＝0
PBI＝3

　　Cell ID： CI＝ｃ473LAC＝1bbd MUC＝01 MCC＝460

　　SyncReport： 109　50　2500522

　　SyncReport： 124　99　0

　　SyncReport： 110　99　0

　　SyncReport： 122　99　0

　　SyncReport： 111　99　0

　　SyncReport： 106　99　0

　　Dedicated＿Chan：104　50，Sdcch8 TS＝1 Sub＝0 TSC＝0 Non?
Hopping BA＝0
Freq＝104

　　Dedicated＿Rep：1　5　36　0　37　0，109　28　99，110　18　99，
124　17　99，122　17　99，111　16　99，106　16　99

　　Sacch＿Report：20　20　6　1ｅ

　　Sacch＿Data 21： 20　20　03　03　49　06　1ｄ　0ａ　00 ｆ6　16
　00　00　00　00　00　00　00　00　00　00　00　00

　　L3＿Uplink 13：05　24　32　03　23　58　01　05?。?87 ｅ2 32　
55

　　L3＿Downlink 19：05　12　04　14　a970 ea e3 b8 65 ee 0c 905d
6b dc
60　67 c7

　　L3＿Ｕｐｌｉｎｋ 6：05　14　4ｆ 07 ｅ772

　　L3＿Downlink 3：06　53　00

　　……………

　　L1＿Uplink 16： 01　3ｆ 35　05 24　42　03　23　58　01　05
f487 e2　33　21

　　L1＿Downlink 22：03　00　4ｄ 05　12　05 ｆｅ ｅ1　99　39　66
ａ4　2ｄ ａ9　82　32　62
ｃ1 ｆ1　92　2ｄ　8ｅ

　　L1＿Uplink 9： 01　20　19　05　54　02　04　22　53

　　L1＿Downlink 6：03　22　0ｄ　06　35　00

　　……………

　　L1＿Uplink 9： 01　44　19　03　6d　08　02 e0　90

　　L1＿Downlink 9：03　64　19　83　2a　08　02　e2　90

　　L1＿Downlink 6：03　66　0d　06　0d　00

　　Chan＿Req＿Report： a8　99　63　75

　　Agch＿Report 11：Ｒｅｓｐｏｎｄ　06　3f　00　79　00　68　a8　
7c e3　02　00

　　Bcch＿Report 18：104　06　1c c4　73　64　f0　10　1b bd40　00
　14　24　45　48　ａ5　00　00

　　Bcch＿Report 18：104　06　1b c4　73　64ｆ0　10　1b bd40　00　
14　24　45　48?。?　00　00

　　Bcch＿Report 12：104　06　1c　64?。?　10　1b　bd　45　48　a　
5　00　00

　　Bcch＿Report 21：104　06　19　00　10　00　80　00　00 00　00　
00　00　00　00　00　00　00　00　a5　00　00

　　數(shù)據(jù)分析模塊根據(jù)GSM技術(shù)規(guī)范對(duì)上述報(bào)告進(jìn)行分析。例如：從Idle＿M(jìn)ode＿Rpt中可看出服務(wù)小區(qū)信道為104，接收電平級(jí)別為34（-77～-76 dBm），第一鄰近小區(qū)BSIC＝50，載頻為109，接收電平級(jí)別為26（-85～-84ｄＢｍ）；SACCH測(cè)試報(bào)告中的1ｅ表示信息類型為系統(tǒng)信息，06表示無線接口第三層的無線資源管理消息（PD＝6）和交易標(biāo)識(shí)（TI＝0），20表示無線鏈路溢出計(jì)數(shù)器的最大值和當(dāng)前值；Cell ID標(biāo)識(shí)出手機(jī)在中國(guó)聯(lián)通移動(dòng)網(wǎng)內(nèi)，位置區(qū)是7101，小區(qū)是50291；Dedicated＿Rep給出服務(wù)小區(qū)發(fā)送功率級(jí)別為5（20～23Ｗ），接收電平級(jí)別為36（-75～-74ｄＢｍ），接收質(zhì)量為0級(jí)；Dedicated＿Chan指出服務(wù)小區(qū)BSIC＝50，頻點(diǎn)為104，信道類型為Ｓｄｃｃｈ8，占用時(shí)隙1，無跳頻。L1＿Uplink、L1＿Downlink、L3＿Uplink、L3＿Downlink記錄了Um接口的第一、三層的消息，這些報(bào)告都可根據(jù)GSM技術(shù)規(guī)范進(jìn)行分析。

　?。停桑睿妫锏膱?bào)表模塊根據(jù)分析結(jié)果繪制圖表。例如：針對(duì)上述測(cè)試點(diǎn)以時(shí)間為坐標(biāo)系橫軸，以服務(wù)小區(qū)和鄰近小區(qū)的信號(hào)強(qiáng)度差值為坐標(biāo)系縱軸。這樣，我們可以清楚地看到該點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)分布。對(duì)于中山大道等重要路段，可以位置為坐標(biāo)系橫軸，小區(qū)代碼、信號(hào)強(qiáng)度、
接收質(zhì)量為坐標(biāo)系縱軸，對(duì)該路段的覆蓋情況和切換情況進(jìn)行分析。數(shù)據(jù)通信模塊可SGEM
OT 35G手機(jī)置于數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)模式，將MOC和MTC中采集的數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)傳給網(wǎng)管中心的數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器。ACCESS應(yīng)用程序?qū)⑵浞治龊笥涗浽谙嚓P(guān)的表中，以便量化無線網(wǎng)絡(luò)的服務(wù)質(zhì)量。

3　GPS定位和顯示

　　我們選擇東經(jīng)114°10′北緯30°30′到東經(jīng)114°30′北緯30°40′（西安坐標(biāo)系），1：50000的地圖作為武漢市城區(qū)圖，用CorelScan 8.0軟件進(jìn)行掃描，并用CorelDraw 8.0對(duì)其處理：刪除地形地貌、居民人數(shù)、鐵路公路、重要建筑物以外的特征，調(diào)整尺寸、分辨率、顏色等參數(shù)，保存為ＧＩＦ圖形格式的電子地圖CityMap。然后，在Minfo軟件中對(duì)其分三層進(jìn)行顯示：第一層為CityMap電子地圖，它的尺寸單位換算與Image控件相同；第二層是坐標(biāo)層，它以主窗體的Scaleheight、ScaleWidth、ScaleLeft、ScaleTop為坐標(biāo)系；第三層是數(shù)據(jù)層，它包括基站的名稱、坐標(biāo)、經(jīng)緯度、天線方向、LAC、CI、載頻等基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，以及測(cè)試點(diǎn)的坐標(biāo)、經(jīng)緯度和測(cè)量數(shù)據(jù)。

　　用作定位工具的GPS接收機(jī)應(yīng)符合以下要求：8或12信道，穩(wěn)態(tài)位置精度為
15～50ｍ RMS，位置數(shù)據(jù)更新最小周期為1～2ｓ，輸出數(shù)據(jù)包括經(jīng)度、緯度等。目前市場(chǎng)上主要有：ROCKWELL VPLGR II、TRIMBLE SCOUNTMASTER、FURUNO GN74、PEAK?DEVELOPMENT RS232GPS等型號(hào)，都具有RS232接口。為了克服民用GPS接收機(jī)SA粗碼問題并提高基站密集地區(qū)的測(cè)量精度，采用差分模式的DGPS一般可提高精度3～10倍。但是，采用差分方法提高定位精度將增加系統(tǒng)軟硬件的投資。

　　便攜式PC機(jī)通過PCMCIA卡擴(kuò)展串口COM3連接GPS，并利用VB5.0的MSCOMM
控件對(duì)GPS進(jìn)行配置。GPS的RS232接口輸出的數(shù)據(jù)格式遵循NMEA 0183協(xié)議，串口的速率可設(shè)為4800 bit/s。GPS常輸出GLL和GGA語句，例如格式為“GLL，3035.047，N，11426.189，E，113519，A”的GLL語句表示東經(jīng)114°26.189′北緯30°35.047′，Ａ表示有效數(shù)據(jù)，113519表示定位時(shí)間11：35：19，GGA語句格式與GLL類似。GPS定位模塊將上述數(shù)據(jù)記錄并換算為電子地圖坐標(biāo)，在窗體中實(shí)時(shí)顯示測(cè)試點(diǎn)的地理位置和全部測(cè)試信息。

　　利用數(shù)據(jù)回放模塊可將歷史測(cè)量數(shù)據(jù)調(diào)出并顯示，網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化人員可比較網(wǎng)
絡(luò)調(diào)整前后的質(zhì)量，并向運(yùn)營(yíng)部門提供詳實(shí)的網(wǎng)絡(luò)資料。同時(shí)，網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化人員可建立無線網(wǎng)絡(luò)信息的完整數(shù)據(jù)庫(kù)，這樣就能以時(shí)間和經(jīng)緯度為查詢條件，獲得投訴地區(qū)的信息資料。

4　結(jié)束語

　　隨著用戶數(shù)的迅速增長(zhǎng)，GSM網(wǎng)絡(luò)需要不斷增加各種類型的基站并調(diào)整原有基站配置。使用GSM網(wǎng)絡(luò)移動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)可隨時(shí)隨地進(jìn)行測(cè)量，以保證系統(tǒng)提供較佳服務(wù)質(zhì)量。通過對(duì)GSM無線網(wǎng)絡(luò)的定期測(cè)試并記錄數(shù)據(jù)，網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化人員可以對(duì)網(wǎng)絡(luò)服務(wù)質(zhì)量進(jìn)行定量分析，及時(shí)發(fā)現(xiàn)和解決問題。