GSM无线网络设计与优化 兰州交通大学博文学院毕业论文.docx

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GSM无线网络设计与优化兰州交通大学博文学院毕业论文

本科毕业设计（论文）

（2011届）

题目GSM无线网络的设计与优化

专业通信工程

班级07通信

（1）班

学号**********

学生姓名王军平

指导教师王春丽

完成日期2011.6.6

摘要

随着我国GSM数字移动通信事业的蓬勃发展，移动用户对网络质量的要求越来越高，移动运营商也开始越来越重视移动网络的质量，因为移动运营商的核心竞争力就在于移动网络质量的好坏。

网络优化是提高移动网络质量的最直接和最有效的方法，而其中对无线网络的优化又是网络优化中最重要、最复杂的一项内容。

论文对GSM网络无线部分设计与优化进行了深入研究。

简要介绍了GSM数字移动通信系统的发展现状、系统基本构成、各个子系统的结构组成和各组成实体的各自作用、接口，并对无线部分的接口作了较为详细的介绍。

然后阐述了网络优化的重要意义，网络优化的基本概念、优化目标、网络优化的工作流程以及在无线网络优化中经常使用的几种方法。

重点介绍了影响GSM网络运行的主要技术指标：

掉话率、阻塞率、切换成功率、RACH接入有效性、分配失败率的分析和优化，提出了相应改善指标的解决办法。

再联系现网实际情况，对日益复杂的无线环境进行了分析，对网络中可能存在的干扰种类和原因，以及如何排除干扰的措施。

并对影响GSM网络覆盖的重要因素，实施了切合工程实际的无线网络优化方案,大幅度提升网络质量,并以此为基础进一步研究了用户话务行为,用户增长趋势,对工程建设和网络扩容提出了建议,完成了网络规划设计的初步方案。

最后通过对无线优化室内覆盖中一些实际案例的分析，理论与实际相结合，将网络优化的一些方法在实际工作中进行了验证，，希望能对今后的优化工作有所帮助，取得更好的效果。

关键词：

GSM移动通信网络优化

Abstract

WithChina'sGSMdigitalmobilecommunicationsbusinessofboomingdevelopment,mobileusersfornetworkqualityrequestmoreandmorehigh,mobileoperatorsalsobegintopaymoreandmoreattentiontothequalityofthemobilenetwork,becausemobileoperatorscorecompetitivenessliesinmobilenetworkquality.Networkoptimizationistoimprovethequalityofthemobilenetworkthemostdirectandeffectivemethodforthewirelessnetwork,andtheoptimizationofthemostimportantandnetworkoptimization,themostcomplexacontent.PapersonGSMnetworkwirelesspartdesignandoptimizationwerestudied.BrieflyintroducedtheGSMdigitalmobilecommunicationsystem'sdevelopmentpresentsituation,thebasicstructure,systemcompositionandstructureofeachsubsystemeachcompositionentityrespectivefunctions,interface,andtheinterfaceforwirelesspartareintroducedindetail.Andthenexpoundstheimportantsignificanceofnetworkoptimization,thebasicconceptofnetworkoptimization,optimizingtargets,networkoptimizationworkprocessandinthewirelessnetworkoptimizationofseveralmethodsoffrequentlyused.MainlyintroducestheGSMnetworkoperationaffectmaintechnicalindices:

recentsuccessrate,switchingoptimization.some,RACHaccesseffectiveness,distribution,andtheanalysisandtheoptimizationoffailure,andputsforwardcorrespondingsolutionstoimproveindexes.Contactagainrealsituationofnetnowincreasinglycomplexandwirelessenvironmentofnetworkwasanalyzed,andthepossiblepresenceofinterferencetypesandreasons,andhowtoremoveinterferencemeasures.AndtheaffectingtheGSMnetworkcoverageofimportantfactors,implementthewirelessnetworkwiththepracticalengineering,greatlyenhancenetworkoptimizationschemebasedonthequality,andstudiedtheusertrafficbehavior,theusergrowthtrendofengineeringconstructionandnetwork,theproposedexpansion,completingthenetworkplanninganddesignofthepreliminaryscheme.Finallybasedonoptimalindoorcoverageofwirelesssomeactualcaseanalysis,combiningtheorywithpractice,somemethodsofnetworkoptimizationinthepracticalwork,andverifiesthehopeoffuturehelpoptimizework,andgetbetterresults.

Keywords：

GSMmobilecommunicationnetworkoptimization

摘要…………………………………………………………………………………………...Ⅰ

Abstract……………………………………………………………………………………….Ⅱ

前言…………………………………………………………………………………………….1

1．GSM网络优化的概述………………………………………………………………………..2

1.1GSM网络优化的概念………………………………………………………………..2

1.2GSM网络优化的主要内容以及注意事项…………………………………………...2

1.2.1GSM网络优化的主要内容…………………………………………………...2

1.2.2网络化过程中的注意事项.............................................................................2

1.3GSM网络优化的意义...................................................................................................2

2.GSM网络优化的基本原理和方法..........................................................................................4

2.1GSM网络的基本原理...................................................................................................4

2.2网络优化的基本概念及其必要性.............................................................................9

2.3网络优化的目标及前提条件.....................................................................................9

2.4网络优化工作流程...................................................................................................10

2.5GSM网路优化的方法..................................................................................................11

3.GSM系统主要技术指标的分析和优化.................................................................................15

3.1GSM主要统计指标的分析及优化..............................................................................15

3.1.1掉话率分析及优化方案...............................................................................15

3.1.2阻塞率分析及优化方案...............................................................................21

3.1.3切换成功率分析及其优化方案...................................................................24

3.1.4RACH接入有效性分析及其优化方案............................................................26

3.1.5分配失败率分析及其优化方案...................................................................27

3.2干扰指标...................................................................................................................28

3.2.1干扰产生的原因...........................................................................................28

3.2.2减少干扰的方法...........................................................................................30

4.无线部分覆盖的优化...........................................................................................................32

4.1天线的主要性能指标...............................................................................................32

4.2优化中天线的选择...................................................................................................34

5.室内覆盖的优化设计与实现...............................................................................................36

5.1室内覆盖的优化意义...............................................................................................36

5.1.1室内覆盖的定义...........................................................................................36

5.1.2室内覆盖的优化意义...................................................................................36

5.2改善室内覆盖的方法及手段...................................................................................37

5.3信号分布的基本方式及比较....................................................................................38

5.3.1信号源分布基本方式...................................................................................38

5.3.2几种信号分布方式的比较...........................................................................40

5.4室内覆盖系统的优化...............................................................................................40

5.5如何评价一个好的室内覆盖系统............................................................................41

5.6总结...........................................................................................................................41

结束语.......................................................................................................................................43

致谢...........................................................................................................................................44

参考文献...................................................................................................................................45

前言

我国的GSM网络正在迅速的发展，最大的问题是城市通信热点的增多，以及农村的全面覆盖，为实现GSM网络无缝隙覆盖，保持高的通话质量，GSM网络优化工作任重道远。

移动通信网络的维护与固定电话网络的维护之间的差别是很大的，最大的区别是移动通信网络的不可以预知性，比如周围环境，话务量等。

另外，网络规划中有大量的小区设计参数，这在固定电话网中是没有的，这些小区设计参数大多数是可以调整的，比如接入电平门限，切换电平门限，相邻小区定义，频率配制等，他们会直接影响网络的服务质量，所以为了保证整个移动网络的服务质量，就必须不停的观察和检测整个移动网，找出并排除故障，提高网络质量（如提高接通率，提高话音质量，降低掉话率等），这是网络优化的基本任务，一个完善的网络往往需要经历从最初的网络规划，工程建设，投入使用，到日常维护，网络优化的历程，并进入循环，对相对稳定的GSM网络加强优化工作，搞好运行维护，提高通信网络质量。

本文从理论技术方面对GSM网络优化进行探讨，在实际应用中，要根据不同的情况选择不同的优化方案。

1.GSM网络优化的概述

1.1GSM网络优化的概念

GSM网络从1995年在我国开始作为商业用途，至今已经有十几年了。

在这些年里取得了骄人的发展速度，目前，我国GSM网络用户已经超过五亿户，网络规模和容量已跃居世界第一。

随着网络的不断扩大和完善，网络质量也得到不断提高，但随着竞争的激烈和用户的越来越高的要求，如何使运行网络达到比较佳的运行状态，已成为网络运营商的首要任务。

所谓GSM网络优化工作是指对正式投入运行的GSM网络进行参数采集、数据分析，找出影响网络运行质量的原因，并且通过参数调整和采取某些技术手段，使网络达到最佳运行状态，使现有网络资源获得最佳效益，同时也对GSM网络今后的维护及规划建设提出合理建议。

1.2GSM网络优化的主要内容以及注意事项

1.2.1GSM网络优化的主要内容

GSM网络优化主要包括交换网络优化和无线网络优化两个方面。

网络优化是高层次的维护工作，是通过采用新技术手段以及优化工具对网络参数及网络资源进行合理的调整，从而提高网络质量的维护工作。

可以采用室内分布、跳帧、同心圆技术、DTX、功率控制等手段减少干扰，增大网络容量，修改无线环境；通过调整天线角度，增益，方位角，俯仰角以及功率大小，选择最佳站址，调整载频配置，均衡话务分布，改善网络质量，获得最佳覆盖效果等等。

1.2.2网络化过程中的注意事项

GSM系统优化是一个不断对系统参数及硬件设备进行动态调整的过程，同时优化工作也是一个对系统性能进行均衡的过程，修改某个参数可能提高某一性能，同时也伴随着降低其他性能的后果，这都需要我们来仔细均衡。

对于优化过程中的每一次参数修改都应一一记录，以便出现问题后能够及时恢复旧的工作参数。

因此在优化过程中应进行大量的数据统计工作，以便对系统性能变化有一个清楚的了解。

1.3GSM网络优化的意义

网络优化工作涉及到移动通信网络的各个方面，贯穿于网络规划、工程建设及日常维护等各项工作中，因此网络优化工程师需要较全面的基础理论知识和专业技术知识，在优化过程中需对网络运行质量分析、网络性能分析、统计数据采集分析、测试数据分析及各类系统参数的检查，还要针对用户申告投诉的现象汇总分析以及各类故障处理、追踪测试等等，然后结合现有的网络结构和移动通信网络诸多不确定的因素，制定出、无线网络优化调整的方案，进行频率规划和数据检查、修改等调整措施。

由于网优工作的复杂性，持续时间又长，目前仍只是作为工程项目操作，停留在阶段性优化和应急性优化的进程中，还没形成规范化制度。

通过本人参与的优化项目中，最深的感受是：

若确保网络运行质量和性能的稳定及平稳提高，应在实现网络优化工作日常化的前提下，时时地观测网络运行状态和随业务发展的动态变化，根据不同情况进行处理，不断调整参数并兼顾其它指标，作到调整--观测--调整，使网络始终保持一种动态平衡，运行在最佳状态，应提倡网络优化规范化，数据分析系统化，调整测试条理化，实现网络优化与各项工作共同形成对于网络质量的闭环管理。

2.GSM网络优化的基本原理和方法

2.1GSM网络的基本原理

1.GSM系统的构成

GSM系统由一系列功能单元组成，可以归纳为四个子系统：

移动台（MS）、网络子系统（NSS）、基站子系统（BSS）、操作维护子系统（OSS）。

GSM系统的总体结构如图图2-1所示：

图2-1GSM系统的总体结构

（1）移动台（MS）

移动台就是移动客户设备部分，它由两部分组成，移动终端（MS）和客户识别卡（SIM）。

移动终端就是“机”，它可完成话音编码、信道编码、信息加密、信息的调制和解调、信息发射和接收。

SIM卡就是“身份卡”，它类似于我们现在所用的IC卡，因此也称作智能卡，存有认证客户身份所需的所有信息，并能执行一些与安全保密有关的重要信息，以防止非法客户进入网路。

SIM卡还存储与网路和客户有关的管理数据，只有插入SIM后移动终端才能接入进网，但SIM卡本身不是代金卡。

（2）基站子系统（BSS）

BSS系统是在一定的无线覆盖区中由MSC控制，与MS进行通信的系统设备，它主要负责完成无线发送接收和无线资源管理等功能。

功能实体可分为基站控制器（BSC）和基站收发信台（BTS）。

BSC：

具有对一个或多个BTS进行控制的功能，它主要负责无线网路资源的管理、小区配置数据管理、功率控制、定位和切换等，是个很强的业务控制点。

BTS：

无线接口设备，它完全由BSC控制，主要负责无线传输，完成无线与有线的转换、无线分集、无线信道加密、跳频等功能。

（3）网络子系统（NSS）

交换网路子系统（NSS）主要完成交换功能和客户数据与移动性管理、安全性管理所需的数据库功能。

NSS由一系列功能实体所构成，各功能实体介绍如下：

MSC：

是GSM系统的核心，是对位于它所覆盖区域中的移动台进行控制和完成话路交换的功能实体，也是移动通信系统与其它公用通信网之间的接口。

它可完成网路接口、公共信道信令系统和计费等功能，还可完成BSS、MSC之间的切换和辅助性的无线资源管理、移动性管理等。

另外，为了建立至移动台的呼叫路由，每个MS还应能完成入口MSC（GMSC）的功能，即查询位置信息的功能。

VLR：

是一个数据库，是存储MSC为了处理所管辖区域中MS（统称拜访客户）的来话、去话呼叫所需检索的信息，例如客