GSM网络移动测试系统的设计

1　概述

　　近几年，GSM移动通信飞速发展，发达城市的用户年平均
增长率超过了100％。由于用户的快速增长和网络建设中考虑不周，导致了网络运营后有关通话质量的投诉不断增加。而实现网络资源的合理配置，提高无线网络的通信质量是树立公司形象、增强竞争力的有效途径。

　　在GSM网络运营初期，往往仅对用户投诉的热点地区进行拨打测试，维护人员缺乏对网络整体服务质量的量化评估。考虑到目前国外的GSM移动测试系统的价格较高，我们结合SAGEM OT 35G系列手机、GPS、便携式PC机，利用VB5.0编写了GSM移动测试软件Minfo，构成了GSM网络测试系统。该系统结构如图1所示。Minfo软件运行在中Windows98平台上，主要包括以下几个功能模块：质量测试模块、分析和报表模块、GPS定位和显示模块、数据通信和记录模块、数据回放模块。下面简要介绍几个关键模块的设计。

2　质量测试和分析

　　SAGEM OT 35G手机内置PCMCIＡ卡，具有专用的串口通信协议和数据格式，可直接通过电缆连接便携式PC机串口COM1，并兼容GSM 900载频时隙实时扫描及切换测试。对于GSM 900和DCS 1800的双频测试，可使用SAGEM OT 75Ｍ手机。MInfo可通过指令进行以下操作：强制手机锁定某BCCH信道，以便对服务小区和相邻小区进行测试；禁止其进行越区切换或强制切换到某载频；强制进入Ｃ1值为负的小区；信道扫描等等。

　　Minfo首先通过MSCOMM控件对COM1端口和OT35Ｇ进行设置，然后在空闲模式下进行测试，记录服务小区占用信道和接收电平、相邻六小区的信道和接收电平、MCC、MNC、BSIC、服务小区占用时隙、接收门限电平等。另外，Minfo可以112为被叫测试号码进行占用模式下的测量，该被叫测试号码可人工输入。占用模式的测试项目包括是否跳频、信道类型、BCCH报告、无线接口的第一、三层报告，最后，将该测试点所有数据（包括经纬度）实时写入一个固定格式的文本文件。为了缩短测试周期，便携式ＰＣ机可以连接两部OT35G手机同时进行分项测量。下面，我们列出某一测试点的测试报告的原始数据：

　　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　ｆ487 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　ａ5　00　00

　　Bcch＿Report 12：104　06　1c　64　ｆ0　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

　　数据分析模块根据GSM技术规范对上述报告进行分析。例如：从Idle＿Mode＿Rpt中可看出服务小区信道为104，接收电平级别为34（-77～-76 dBm），第一邻近小区BSIC＝50，载频为109，接收电平级别为26（-85～-84ｄＢｍ）；SACCH测试报告中的1ｅ表示信息类型为系统信息，06表示无线接口第三层的无线资源管理消息（PD＝6）和交易标识（TI＝0），20表示无线链路溢出计数器的最大值和当前值；Cell ID标识出手机在中国联通移动网内，位置区是7101，小区是50291；Dedicated＿Rep给出服务小区发送功率级别为5（20～23Ｗ），接收电平级别为36（-75～-74ｄＢｍ），接收质量为0级；Dedicated＿Chan指出服务小区BSIC＝50，频点为104，信道类型为Ｓｄｃｃｈ8，占用时隙1，无跳频。L1＿Uplink、L1＿Downlink、L3＿Uplink、L3＿Downlink记录了Um接口的第一、三层的消息，这些报告都可根据GSM技术规范进行分析。

　　ＭＩｎｆｏ的报表模块根据分析结果绘制图表。例如：针对上述测试点以时间为坐标系横轴，以服务小区和邻近小区的信号强度差值为坐标系纵轴。这样，我们可以清楚地看到该点的场强分布。对于中山大道等重要路段，可以位置为坐标系横轴，小区代码、信号强度、
接收质量为坐标系纵轴，对该路段的覆盖情况和切换情况进行分析。数据通信模块可SGEM
OT 35G手机置于数据业务模式，将MOC和MTC中采集的数据实时传给网管中心的数据库服务器。ACCESS应用程序将其分析后记录在相关的表中，以便量化无线网络的服务质量。

3　GPS定位和显示

　　我们选择东经114°10′北纬30°30′到东经114°30′北纬30°40′（西安坐标系），1：50000的地图作为武汉市城区图，用CorelScan 8.0软件进行扫描，并用CorelDraw 8.0对其处理：删除地形地貌、居民人数、铁路公路、重要建筑物以外的特征，调整尺寸、分辨率、颜色等参数，保存为ＧＩＦ图形格式的电子地图CityMap。然后，在Minfo软件中对其分三层进行显示：第一层为CityMap电子地图，它的尺寸单位换算与Image控件相同；第二层是坐标层，它以主窗体的Scaleheight、ScaleWidth、ScaleLeft、ScaleTop为坐标系；第三层是数据层，它包括基站的名称、坐标、经纬度、天线方向、LAC、CI、载频等基础数据，以及测试点的坐标、经纬度和测量数据。

　　用作定位工具的GPS接收机应符合以下要求：8或12信道，稳态位置精度为
15～50ｍ RMS，位置数据更新最小周期为1～2ｓ，输出数据包括经度、纬度等。目前市场上主要有：ROCKWELL VPLGR II、TRIMBLE SCOUNTMASTER、FURUNO GN74、PEAK?DEVELOPMENT RS232GPS等型号，都具有RS232接口。为了克服民用GPS接收机SA粗码问题并提高基站密集地区的测量精度，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将增加系统软硬件的投资。

　　便携式PC机通过PCMCIA卡扩展串口COM3连接GPS，并利用VB5.0的MSCOMM
控件对GPS进行配置。GPS的RS232接口输出的数据格式遵循NMEA 0183协议，串口的速率可设为4800 bit/s。GPS常输出GLL和GGA语句，例如格式为“GLL，3035.047，N，11426.189，E，113519，A”的GLL语句表示东经114°26.189′北纬30°35.047′，Ａ表示有效数据，113519表示定位时间11：35：19，GGA语句格式与GLL类似。GPS定位模块将上述数据记录并换算为电子地图坐标，在窗体中实时显示测试点的地理位置和全部测试信息。

　　利用数据回放模块可将历史测量数据调出并显示，网络优化人员可比较网
络调整前后的质量，并向运营部门提供详实的网络资料。同时，网络优化人员可建立无线网络信息的完整数据库，这样就能以时间和经纬度为查询条件，获得投诉地区的信息资料。

4　结束语

　　随着用户数的迅速增长，GSM网络需要不断增加各种类型的基站并调整原有基站配置。使用GSM网络移动测试系统可随时随地进行测量，以保证系统提供较佳服务质量。通过对GSM无线网络的定期测试并记录数据，网络优化人员可以对网络服务质量进行定量分析，及时发现和解决问题。