（计算机应用技术专业论文）gsm无线网络优化系统的设计与实现.pdf

d es i g na n di m p l e m e n t a t i o no fg s m w i r e l es sn e t w o r ko p t i m i z a r i o ns y s t e m at h e s i ss u b m i t t e dt o s h a a n x iu n i v e r s i t yo fs c i e n c ea n d t e c h n o l o g y i np a r t i a lf u l f i l l m e n to ft h er e q u i r e m e n tf o rt h ed e g r e eo f m a s t e ro f 垦塾g i 坠星曼! = i 塾g t h e s i ss u p e r v i s o r ：p r o f e s s o r y a n gy u n _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 一 m a y , 2 0 1 0 g s m 无线网络优化系统的设计与实现 摘要 城乡一体化建设的大幅度展开，严重改变了移动通信的传播环境，由此 所引发的信号衰减、盲区和地区热点问题只依靠日常的维护已经远远不能满 足现代移动用户对通信服务质量的要求，以修改和调整网络参数为中心的维 护、优化工作( 即网络优化) 质量的提高势在必行。 传统的网络优化的方法主要是利用用户反馈信息、统计数据，经过反复 的人工分析与现场调试，使网络运行的各项指标达到相应的标准。这样做不 仅费时费力，而且不能准确定位问题出现的原因，使网络优化工作的质量下 降，降低了网络优化工作的效率，增加了网络优化的成本。 针对上述网络优化工作中存在的弊端和问题，本文设计并开发了g s m 无线网络优化系统，该系统主要借助于网络评估和网络优化两大功能模块实 现对g s m 无线网络的优化。 本课题研究内容如下： ( 1 ) 系统采用了c s 结构。 ( 2 ) 设计了基于网络传输协议的多方通信端口。为实现检测系统及数 据库的安全管理，设计基于t c p i p 或u d p 的多方通信端口，主要通过发送 节来完成申请注册。 ( 3 ) 设计并实现了g s m 无线网络评估子系统。进行网络优化之前， 应先找到问题网络及出现的问题，设计g s m 无线网络评估子系统，实现了 包括掉话、切换、覆盖、通话质量、话务、呼叫建立等几方面问题的检测。 ( 4 ) 设计并实现了g s m 无线网络优化子系统。对于问题网络，进入 优化子系统进行分析，并给出优化方案；对于优化方案，及时存入后台数据 库，按照不同字段分类存储，形成经验库。 ( 5 ) 评估与优化过程中涉及的数据运算，借助蚁群算法中的分散搜索 算法实现。 本文借助v s2 0 0 5 开发工具，利用s q ls e r v e r2 0 0 0 数据库，开发了g s m 无线网络优化系统，实现了对问题网络的筛选( 以表格形式显示问题小区的 基本信息) 、找出问题网络的具体问题( 通过列表框形式列出问题) 、并对具 体问题通过优化子系统，以列表框形式给出优化方案，也可以查找需要的参 数和指标。本系统的开发改变了网络优化工作长期处于人工处理的现状，有 效地提高了g s m 无线网络优化的工作效率，同时，此软件的评估与优化方 法可以借鉴到其他通信网络的优化中，具有普遍适用性，有很好的推广前景。 关键词：g s m 无线网络，评估，优化，协议 d es i g na n di m p l e m e n t a t i o no f g s mw i r e l e s sn e t w o r k o p t i m i z l 钢【i o ns y s t e m a b s t r a c t d e v e l o p m e n to ft h eu r b a na n dr u r a li n t e g r a t i o nh a sg r e a t l yc h a n g e dt h e e n v i r o n m e n to ft h em o b i l ec o m m u n i c a t i o n ，a n dt h ep r o b l e m s ，l i k e s i g n a l a t t e n u a t i o n ，b l i n ds p o t sa n dr e g i o n a lh o t s p o t s ，h a v eb e e nf a rf r o ms a t i s f y i n gt h e r e q u i r e m e n t so ft h ec o m m u n i c a t i o ns e r v i c eq u a l i t y , t h e r e f o r e ，t om o d i f ya n d a d j u s tn e t w o r kp a r a m e t e r sa st h ec e n t e ro fm a i n t e n a n c e ，o p t i m i z a t i o nw o r k ( i e ， i m p r o v e t h eq u a l i t yo fn e t w o r ko p t i m i z a t i o n ) i si m p e r a t i v e t h em a i nm e t h o do fn e t w o r ko p t i m i z a t i o ni st ou s eu s e r sf e e d b a c k i n f o r m a t i o n ，s t a t i s t i c a ld a t a ，t h r o u g hr e p e a t e dm a n u a la n a l y s i s a n do n s i t e c o m m i s s i o n i n ga n do p e r a t i o no ft h ei n d i c a t o r s o ft h en e t w o r kt or e a c ht h e a p p r o p r i a t es t a n d a r d s t h i si sn o to n l yt i m e - c o n s u m i n ga n dl a b o r i o u s ，b u tc a n n o t a c c u r a t e l yl o c a t ec a u s eo ft h ep r o b l e m ，s ot h a ti tm a k e st h eq u a l i t yo fn e t w o r k o p t i m i z a t i o nd e c l i n e ，r e d u c et h en e t w o r ko p t i m i z a t i o ne f f i c i e n c y , a n di n c r e a s e t h ec o s to fn e t w o r ko p t i m i z a t i o n i nv i e wo ft h ea b o v en e t w o r ko p t i m i z a t i o np r o b l e m sa n dd e f e c t s ，t h i sp a p e r d e s i g n e da n dd e v e l o p e dag s mw i r e l e s sn e t w o r ko p t i m i z a t i o ns y s t e m ，w h i c h r e a l i z e d o p t i m i z a t i o n f o rg s mw i r e l e s sn e t w o r km a i n l yb ym e a n so ft h e r e a l i z a t i o no ft w os u b m o d u l e so fn e t w o r ke v a l u a t i o na n dn e t w o r k o p t i m i z a t i o n ( 1 ) a d o p t e dt h ec ss t r u c t u r em e c h a n i s m ( 2 ) d e s i g n e dam u l t i - c o m m u n i c a t i o n sp o r tb a s e do nn e t w o r kt r a n s p o r t p r o t o c o l s r e a l i z e dt h em u l t i c o m m u n i c a t i o np o r tb a s e do nt c p i po ru d p p r o t o c o l ，w h i c hr e a l i z e dt h er e g i s t r a t i o nb y n o d e s ，i no r d e rt or e a l i z et h e s a f em a n a g e m e n to fd e t e c t i o ns y s t e ma n dd a t a b a s e s ( 3 ) d e s i g n e da n di m p l e m e n t e dg s m w i r e l e s sn e t w o r ka s s e s s m e n t s u b s y s t e m f i n dt h ei s s u en e t w o r k sa n dw h a tk i n d so fp r o b l e m st h e yo c c u rb e f o r e p r o c e s s i n gn e t w o r ko p t i m i z a t i o n t h ep a p e rd e s i g n e d aw i r e l e s sn e t w o r k e v a l u a t i o ns u b s y s t e m ，w h i c hi m p l e m e n t e ds e v e r a ld e t e c t i o na s p e c t s ，l i k e d r o p p e dc a l l s ，s w i t c h ，c o v e r a g e ，c a l lq u a l i t y ，t r a f f i c ，c a l l t h ee s t a b l i s h m e n t i i i ，7 一 ( 4 ) d e s i g n e da n di m p l e m e n t e dt h eg s mr a d i on e t w o r ko p t i m i z a t i o n s u b s y s t e m f o ri s s u en e t w o r k ，a n a l y s i sn e e dt ob e e np r o c e s s e di no p t i m i z a t i o n s y s t e m ，a n dt h e ns o l u t i o n ss h o u l db e e ng i v e n t h eo p t i m i z a t i o ns o l u t i o ns h o u l d b e e ns a v e dt od a t a b a s ei nt i m e ，c l a s s i f i e da c c o r d i n gt od i f f e r e n tf i e l d s ，f o r mt h e e x p e r i e n c ed a t a b a s e ( 5 ) t h er e a l i z a t i o no fe v a l u a t i o na n do p t i m i z a t i o np r o c e s si n v o l v e sl a r g e a m o u n t so fd a t ao p e r a t i o n s t h ep a p e rr e a l i z e dd a t ao p e r a t i o n sb ym e a n so ft h e d i s t r i b u t e ds e a r c ha l g o r i t h mi na n t c o l o n ya l g o r i t h m t h ep a p e ru s e dv s2 0 0 5i d ea st h ed e v e l o p m e n tt o o l ，a n ds q ls e r v e r 2 0 0 0a sd a t a b a s et or e a l i z et h eg s mw i r e l e s sn e t w o r ko p t i m i z a t i o ns y s t e m ， w h i c ha c h i e v e dt h ea b n o r m a ln e t w o r ks c r e e n i n g ( d i s p l a y st h ea b n o r m a la r e a s i n f o r m a t i o ni nt a b u l a rf o r m ) ，f o u n do u tt h e s p e c i f i cp r o b l e m so fa b n o r m a l n e t w o r k ( d i s p l a y e dt h r o u g hl i s tf o r m ) ，g i v e nt h eo p t i m i z a t i o ns o l u t i o nt h r o u g h o p t i m i z a t i o ns u b s y s t e mf o rt h es p e c i f i cp r o b l e m s ，a l s oc o u l ds e a r c hr e l e v a n t p a r a m e t e r sb yt e s t i n gv a r i o u sp a r a m e t e r st h r o u g hi n p u tt ot h ei m p r o v e m e n to f t h eo p t i m i z a t i o nr e s u l t s t h ed e v e l o p m e n to ft h i s s y s t e mw o u l dc h a n g et h e p r e s e n ts t a t u so fal o n gp e r i o do fm a n u a lp r o c e s s i n g ，e f f e c t i v e l yi m p r o v et h e e f f i c i e n c yo ft h ew i r e l e s sn e t w o r ko p t i m i z a t i o n ，w h i l et h es o r w a r ee v a l u a t i o n a n d o p t i m i z a t i o n m e t h o d sc a nl e a r nf r o mo t h e rc o m m u n i c a t i o nn e t w o r k o p t i m i z a t i o n ，w i t l l u n i v e r s a l a p p l i c a b i l i t y , t h e r e a r e g o o dp r o s p e c t s f o r p r o m o t i o n k e yw o r d s ：g s mw i r e l e s sn e t w o r k ，a s s e s s m e n t ，o p t i m i z a t i o n ，p r o t o c o l i v 目录 摘要i a b s t r a c t i i i l 绪论一1 1 1 引言1 1 2 课题的研究背景及意义1 1 2 1g s m 无线网络的相关介绍1 1 2 2g s m 无线网络优化的相关介绍2 1 3 国内外研究现状4 1 4 论文的研究内容6 2g s m 无线网络系统简介8 2 1 蜂窝系统简述8 2 2g s m 无线网络系统的基本特点9 2 3g s m 无线网络系统的组成结构1 0 2 3 1 移动台( m s ) 1 0 2 3 2 基站子系统( b s s ) i 1 0 2 - 3 3 网络与交换子系统( n s s ) 1 1 2 3 4 操作支持子系统( o s s ) 1 2 2 4g s m 无线网络系统中的接口1 2 2 4 1s m 接口：1 2 2 4 2u m 接口13 2 4 3a 接口1 3 2 4 4a - b i s 接口1 3 2 4 5b 接口13 2 4 6c 接口13 2 4 7d 接口1 3 2 4 8e 接口1 3 2 4 9f 接口1 4 2 4 1 0g 接口1 4 3g s m 无线网络优化简介1 5 3 1g s m 网络优化的内容1 5 3 2g s m 网络优化的目标与流程1 6 3 2 1g s m 网络优化的目标k 1 6 3 2 2g s m 网络优化的流程1 6 4g s m 无线网络优化系统的概要设计2 0 4 1 多方通信接口设计2 0 4 1 1 账号注册：2 0 4 1 2 用户登录2 0 4 2g s m 无线网络优化系统的结构设计2 0 4 3g s m 无线网络优化系统的功能设计2 1 4 3 1g s m 无线网络优化的评估子系统2 2 4 3 2g s m 无线网络优化的优化子系统_ 2 3 4 4 数据管理模块的设计2 4 4 4 1 用户信息表2 5 4 4 2 标志位信息表设置。2 5 4 4 3 网络承载能力数据表2 5 4 4 4 拥塞数据表2 6 4 4 5 话务均衡数据表2 7 4 4 6 干扰数据表：2 7 4 4 7 无线信道利用率数据表2 8 4 4 8 呼叫建立信息数据表2 8 4 4 9 故障分析数据表2 9 4 4 1 0 接通率数据表3 0 4 4 1 l 掉话率数据表3 0 4 4 1 2 切换成功率数据表：7 3l 4 5 数据存储过程的实现31 5 系统的详细设计与实现：3 3 5 1 开发环境的选择3 3 5 2 登陆系统模块一3 3 5 3 注册新用户3 4 5 4 系统管理界面设计3 6 5 5g s m 无线网络优化系统的数据筛选分类算法的设计与实现3 7 5 5 1s s 算法的核心思想3 7 5 5 2 优化系统中参数和指标筛选分类算法的实现3 8 5 6 主要功能模块的设计与实现3 9 h 5 6 1 网络承载能力评估模块：3 9 5 6 2 切换成功率评估模块4 0 5 6 3 掉话率评估模块4 1 5 6 4 话务均衡评估模块4 2 5 6 5 网络干扰评估模块4 4 5 6 6 网络拥塞优化模块4 6 5 6 7 掉话率优化模块：4 9 5 6 8 切换成功率优化模块5 0 5 6 9 覆盖优化模块5 1 5 6 1 0 话务均衡优化模块5 2 5 6 11 故障分析优化模块5 4 6 总结与展望5 8 6 1 总结一5 8 6 2 展望5 8 致谢。5 9 参考文献6 0 攻读学位期间发表的学术论文目录6 3 原创性声明及关于学位论文使用授权的声明6 5 i i i g s m 无线网络优化系统的设计与实现 1 绪论 1 1 引言 g s m ( g l o b a ls y s t e mf o rm o b i l ec o m m u n i c a t i o n s ) ，全称为“全球移动通信技术”，是 一种起源于欧洲的移动通信技术标准。上世纪八十年代中期，随着模拟蜂窝网络的一些 问题( 如频谱利用率低、容量远远满足不了越来越多的用户需求、设备复杂等) 的暴露， 迫切需要有一种新的通信技术来满足需要。为此欧洲首先推出了数字移动通信网，即 g s m 网络通信系统。自9 1 年投入商用以来，至今，全球已经有几百个运营商在g s m 网 络分配的频带内运营，我们不难想象，g s m 网络可以向用户提供相当大范围的覆盖，让 每一位用户可以在越来越多的国家里实现漫游通话，成为真正的“全球移动通信”【1 】。 经过十几年的快速发展，移动通信网络技术取得了惊人的成绩，但现网的维护运行 问题也随之越来越突出。如今网络质量的好与坏不但是移动用户们非常关心的大事情， 也是运营商们树立良好的外部形象、增强企业综合竞争力的关键所在。因此如何使网络 达到最优化，为客户提供最优的服务，已经成为运营商努力的重要方向1 2 1 。 目前运营商们所采取的优化方式主要是利用用户反馈信息、统计数据，经过反复的 人工理论分析与现场调试，使网络运行的各项指标提高到相应的标准。这样做不仅费时 费力，而且不能准确定位问题出现的原因，使网络优化工作的质量下降，工作过程不能 顺利进行，降低了网络优化工作的效率，提高了网络优化的成本。本课题的选题正是在 这样的背景下应运而生。 本课题主要研究开发的系统就是把g s m 无线网络的优化工作由人工分析转化为计 算机自动检测。通过对g s m 网络优化理论的深入分析，把g s m 网络问题划分为8 个部 分，分别由8 个子模块实现。通过评估检测优化算法，筛选出问题网络，并进入网络优 化系统给出建议性最佳优化方案。在评估与优化的过程中辅以仿真分析和g i s 电子地图 呈现，使不可见的通信网络的工作过程清晰的呈现在分析人员的面前，有助于优化工作 者对问题的理解与分析，给出更合理的优化方案。这样做克服了优化工作中问题定位不 准确，长期依赖试验和经验解决问题的局面，也为网络优化工作的发展提出了新方法， 推动了网络优化的自动化发展进程。同时，此软件的后台数据库建立为动态库，可以实 时更新网络参数和指标，并对不同网络优化方案自动存入方案库，有助于网络优化经验 的文字积累与典型案例优化方案的查询。 1 2 课题的研究背景及意义 1 2 1g s m 无线网络的相关介绍 陕西科技大学硕士学位论文 上世纪8 0 年代中期，正当模拟蜂窝通信系统投入市场时，很多发达国家就在研制第 二代移动通信网络，目的是让用户使用一部手机就能行遍全球。在这些数字移动通信网 络中最具代表性、也是后来发展最成熟的就是g s m 网络。 g s m 标准于1 9 8 2 年由欧洲的主要电信运营商和制造商组成的标准化委员会提出并 设计，直到1 9 9 2 年，随着半导体和芯片技术的成熟才被正式投入商用并开始全球范围内 扩展。至今g s m 标准已被1 0 0 多个国家采用，成为迄今为止使用国家最多、用户最普 及、设备供应商最多的移动通信系统。我国1 9 9 2 年在嘉兴建设了g s m 演示系统，于1 9 9 3 年正式开办业务，此后的十几年时间里，g s m 网络遍布全国，目前，g s m 已成为我国 移动通信网络的主体，中国的g s m 网络已是全世界最大的移动通信网络，为国家的经 济发展做出了很大贡献 3 1 。 g s m 以t d m a ( 时分多址) + f d m a ( 频分多址) 的方式实现多用户通信，包括 g s m9 0 0 ：9 0 0 m h z 、g s m l 8 0 0 ：1 8 0 0 m h z 及g s m 1 9 0 0 ：1 9 0 0 m h z 等几个频段【4 l 。由 于它的三个系列：g s m 9 0 0 、d c s l 8 0 0 和p c s l 9 0 0 ，主要区别就是工作频段不同，可以 提供频率复用技术，所以容量较模拟蜂窝移动通信系统有了很大的提高。目前g s m 解 决的核心问题就是数据通信，包括承载业务和1 1 5 k b i t s 分组交换数据业务。同时g s m 也在不断进入新的应用领域，如开发微蜂窝、微微蜂窝基站，为室内商业环境提供无缝 无线接入。作为未来移动通信发展的领头军第三代移动通信技术( 3 g ) ，也是以现 有的g s m 设施为基础，使用基于g s m 网络结构的w c d m a 空中接口，提供与现有网 络完全兼容的高速数据业务。综上所述可知，g s m 移动通信网络结构的应用前景非常好。 移动通信网络技术迅猛发展，但随之而来的网络服务质量问题越来越多，特别是随 着网络覆盖范围的扩大和移动用户数目的大幅度增加，如何充分利用现有的网络资源， 提升网络质量是一个有着巨大经济效益和关乎企业发展的重要课题。所以，如何使正在 运行的网络达到最佳运行状态，为用户提供高质量的网络服务，已成为网络运营商的首 要任务。g s m 网络优化的理论与技术的研究将有力推动g s m 网络的全面发展，为以后 的3 g 建设打下基础。所以网络优化工作的完善与提高迫在眉睫。 1 2 2g s m 无线网络优化的相关介绍 j 网络优化是一种高层次的维护工作，主要指对整个网络的资源根据需求和发展的情 况进行调配，通过采用新技术手段和一些工具使网络达到合理的运用f 5 】。网络优化工作 是基础维护工作的升华，是网络持续运行的保证。要提高网络运行的质量，必须优化网 络参数，只有搞好网络优化工作，才能获得良好的网络通信质量。由于网络中存在着无 线因素，所以它不是一成不变的，这就决定了网络优化工作的长期性、复杂性，特别是 在我国g s m 无线网络技术发展已经相对成熟，目前的首要任务是加强运行网络的维护 工作的阶段，网络优化工作更显得尤为重要和紧迫。这个长期和复杂的过程，将贯穿于 2 g s m 无线网络优化系统的设计与实现 网络发展的全过程【6 】。 通信行业迅猛发展，网络规模以及移动用户分布的数目和密度不断扩大，特别是城 乡建设的日新月异，使移动通信的环境发生了很大的变化。而通信网络信号的衰减严重 受到外界环境的影响，同时，由于覆盖范围的扩大以及地区热点问题的增加，都使得移 动通信的服务质量严重下降。提高通信质量，唯一行之有效的办法就是采取网络优化。 特别是在今天，g s m 网络已遍布全省乃至全郾7 】的情况下，网络优化的任务越来越重。 网络优化已经成为移动通信网络发展的一个重要组成部分。 网络优化是比网络维护更深层次的网络维护工作。通信行业刚刚兴起之时，由于通 信网络覆盖范围小，使用用户数目少，且城市建筑物的密集程度也不象现在这么大，在 这样的环境下，通信网络的畅通相对很好做到，采用定期的维护与检修就可以。随着移 动电话的普及，移动用户数目激增，且随着经济的繁荣和城乡一体化建设步伐的加快， 移动通信的环境发生了很大的变化，光靠以往的网络维护很难满足人们对通信质量的要 求，网络工作人员又逐步开始补充网络规划。但网络规划只是对网络布局和架构的优化 调整，网络信号的衰减、室内覆盖、频繁切换和掉话问题还是频繁发生且越发严重，影 响了网络通信质量。所以又提出通过优化网络参数来改善通信网络质量的问题。并且在 这个发展演变过程中，人们逐步认识到，一个完善的移动通信网络的正常运行往往需要 经历从最初的网络规划、工程建设投入使用，到网络优化的历程，并形成良性循环r 8 】。 而网络优化工作正是使网络达到最佳运行状态，又为将来网络规划提出合理建议的一种 手段。所以，网络优化工作是提高网络通信质量的根本保证，也越来越受到运营商的关 注。 网络优化由交换网络优化与无线网络优化组成嘲。交换网络优化部分通常采用的途 径是通过o m c 统计和路测来发现问题，最通常的是用户的反应，即在经常性的网络性 能跟踪检查中发现话务统计指标达不到要求、网络质量明显下降或用户反映强烈、用户 群改变或发生突发事件并对网络质量造成很大影响时，都要及时对网络进行优化。由于 无线网络质量的好坏会受到很多不确定因素的影响，如工程建设和无线软硬件版本升级 改变了网络参数，城市高楼林立使话务分布变得更广阔，话务量要求增多等等。因此在 做无线网络优化过程中也应包括一些无线网络规划阶段考虑不到的问题，如基础设施的 改变、无线电波的不确定性传播、基于地点和时间的话务负荷、用户对服务质量的要求 越来越高等等【1 0 】。 g s m 无线网络优化的主要过程有：网络普查、数据采集、数据分析、制定、实施优 化方案、检测优化效果并加以总结归档【- t 】。但优化的方法和步骤也不是固定不变的。我 们应坚持采取由硬件故障排查到软件参数的优化调整，由全网参数到局部参数的调整， 由主要关注的网络指标到次要关注的网络指标的原则，因地制宜的制定适合实际情况的 陕西科技大学硕士学位论文 优化方案。并且应根据不同通信环境的要求，不但要努力做好网络优化的实施计划和方 案，在做好阶段性优化工作的同时，也要注意日常网络优化工作的安排，都应抱有坚持 不懈，持之以恒的态度。同时为了提高网络优化工作的质量，我们也应善于借助于一些 常用的网络优化工具，如频谱分析仪、路测仪表、信令仪以及o m c 话务统计维护台等。 最后就是要加强网络优化基础知识的学习，只有理论清晰，才能制定出合理的方案，使 优化工作事半功倍。 1 3 国内外研究现状 g s m 数字移动通信系统自1 9 9 2 年在欧洲问世以来，备受人们关注。由于其自身的 突出特点，也是世界各国通信专家关注的焦点，所以在发展过程中也被投入了大量资金、 人力和物力研究改进其技术，直到今天它仍以其强大的优势遍布世界一百多个国家和地 区，并且克服了模拟蜂窝通信系统中的一些缺点，如由于各个系统间没能实现公共接口 而很难开展数据承载业务；安全性极差，容易被窃听；尤其是随着现代移动通信业务的 大量增加，其频谱利用率远远不能满足现代通信业务的要求。g s m 网络还实现了漫游和 越区转接等功能，真正实现了一部手机走遍世界的梦想。它的基本架构体系也是下一代 通信网络无线互联网实现的基础，所以它的发展前景无可限量，也正因为此，世界 各国也在纷纷加入到g s m 网络标准之中。 在我国几大通信运营商中，中国移动、中国联通各拥有一个g s m 网络，是世界最 大的移动通信网络。g s m 网络采用时分多址的变体，并且也是目前三种数字无线电话技 术( t d m a 、g s m 和c d m a ) 中使用最为广泛的一种【- ：】。主要的工作原理就是将资料数 字化，即将数据压缩后通过信道将其它两个用户的数据流一起发送，并且为了能够区分 出各自的数据流，可以在另外的两个用户数据流中加入各自的时隙。另外，由于g s m 系统包括好多个频段，如g s m9 0 0 ：9 0 0 m h z 、g s m l 8 0 0 ：1 8 0 0 m h z 及g s m 一1 9 0 0 ： 1 9 0 0 m h z 【1 3 】，因此很容易实现频率复用技术。各个通信运营商可以根据频率复用程度的 不同，使用不同类型的手机，并且可以采用一定的技术实现用户在各个频段间自由切换。 在我国，g s m 网络频段多采用g s m9 0 0 及g s m l8 0 0 ，所以大部分是实现双频切换。欧 洲国家除了采用我国现有的两个频段之外，还增了g s m l 9 0 0 ，所以手机多为三频手栅t 4 1 。 但随着我国手机和通信市场发展的成熟，现在也有少量三频手机出现，这些都表征了 g s m 标准的巨大发展潜力，并且真正做到了一部手机行遍全世界的梦想。、 g s m 系统经过十几年的发展，逐步形成了如防盗拷能力佳、网络容量大、手机号码 资源丰富、通话清晰、稳定性强不易受干扰、信息灵敏、通话死角少、手机耗电量低【1 5 】 等几项重要特点，这些优点不但弥补了模拟通信的弱点，还为3 g 网络的发展打下了坚 实的基础。 4 g s m 无线网络优化系统的设计与实现 但由于网络通信环境、地形地貌的不断变化，用户群也不断增加，使得对通信质量 的要求也越来越高，因此加强网络优化，搞好运行维护也是促进g s m 无线网络发展， 提高移动通信网络质量的关键。 网络优化重在分析，目前世界各国主要采用的过程有系统调查、数据分析、制定和 实施优化方案等司。其中部分方法简单概述如下： ( 1 ) 整体网络通信系统的监测与调查。此项工作通常包括： a 确定g s m 无线网络优化的对象和目标。掌握当前网络运行质量的唯一方法是各 个设备生产厂商通过安装在g s m 系统中的计数器对g s m 系统的运行进行统计，并且把 计数结果按时报告给o m c 。每个计数器都与相应系统中的某个网络单元的某一事件相关 联，这样就可以通过在某个观测时间内对某一事件的发生次数进行统计，就得到了网络 的运行统计了【t 7 】。 b 确定所要监测的网络的目标和范围。基本原理是借用基站子系统中内在的性能统 计机制，在通信网络拥有一定数目的通信人群的情况下，周期性的监测网络运行状态并 返回统计结果，对结果进行分析。由于通信网络是动态变化的，在运行过程中通常会发 生诸如用户分布、覆盖范围、新设备和新业务的加入而导致通信环境发生变化，这些都 会影响监测结果的准确性，因此在实施过程中除了周期监测之外，日常维护和硬件故障 排查也应重视。 c 网络性能报表定义。是指为了获得需要的、能够反映网络运行情况的网络性能报 表而对相关的网络参数进行计算的过程。这个网络性能报表可以准确地反映用户对网络 运行质量的感受情况，从而形成用户反馈数据。现阶段对g s m 无线网络优化这一块主 要的优化方法与手段就是通过用户反馈信息进行优化。 d 计数器观测的周期及报表的统计。主要指计数器对数据的记录和刷新时间。一般 分为全天监测和忙时监测。忙时监测又分为系统单元忙时( 统计对象的话务峰值小时或 系统符合峰值时间) 和网络忙时( 由n s s 话务统计的峰值时间确定) 。在网络优化过程 中，是采用其中一种或者全采用，要根据通信网络的具体情况和所要检测的问题决定。 ( 2 ) 数据分析： 在进行数据分析之前，通常要对数据进行采集。目前数据采集主要包括o m c 话务 统计数据、c q t 测试数据、路测数据、用户申告情况以及相关仪表的测试结果的采集， 其中o m c 话务统计数据和测试数据是优化工程师日常优化的重点。除此之外，我们还 应根据话务统计分析的结果和用户投诉情况进行路测。路测采集的数据包括：测试路线 区域内各个基站的位置、基站间的距离、各频点的场强分布、接收信号电平和邻小区状 况、覆盖和切换情况、测试路线的地理位置信息等【l s 】。 数据采集完成以后，对数据的分析目前主要针对掉话、切换、干扰、无线接通率四 5 陕西科技大学硕士学位论文 个方面入手。 a 掉话分析：通过用户反映、路测、话务统计数据、c q t 呼叫质量拨打及无线场强 等测试方法定位网络问题所在，然后通过分析参数设置、信号干扰等，找出掉话的具体 原因，从而降低掉话率。 b 切换分析：问题定位要与其他指标分析相结合。检测是否由于目标小区信道拥塞， 还是由于无线干扰而造成移动台无法使用分配信道，还是切换参数与邻小区参数定义有 误，最后要再检测下网络子系统数据和路由定义是否正确。 c 干扰分析：通过分析话务统计数据、话音质量差引起的掉话率、干扰带分布、用 户反映、路测及c q t 呼叫质量拨打测试等方法进行干扰定位，如果误码率不超过3 ， 同频道载干比c i 9 d b ，邻频道载干比c a 9 d b 之间，我们视为合格。 d 无线接通率分析：主要是由t c h 的拥塞和s d c c h 的拥塞，以及t c h 的分配失 败等问题导致。我们可以从话务均衡处理和分配失败率两方面入手分析，从而提高无线 接通率的性能指标。 总之，目前的网络优化通常采用的有信令跟踪分析、话务统计分析、测试分析及用 户投诉分析等人工方法。主要通过路测分析处理、后台统计，分析出网络大致状况及可 能出现的问题，然后由专业人员分析给出可能存在的具体问题，最突出的问题，最后找 出导致问题的可能原因，通过调整参数，调整硬件设备，达到网络均衡的目的。但是这 样做虽然能暂时缓解网络的不均衡，但却不了解网络质量下降的具体原因，不能把具体 问题定位的很准确，走了一些不该走的弯路，在调整和完善的过程中要耗费大量的人力、 物力和财力，效果还很难达到预期状态。 ， 1 4 论文的研究内容 本文围绕g s m 无线网络优化的理论，针对现阶段无线网络优化面临的困难，开发 了一套基于g s m 无线网络的评估与优化的系统软件，实现了数据采集、输入，网络质 量的评估、故障筛选分类、优化处理于一体的，具有经验学习功能和查询功能的软件系 统，不但改变了当前g s m 无线网络优化的人工分析状态，还为网络优化行业提供了很 好的经验积累和查询平台，为加快其发展提供了很好的促进作用。 在系统的设计过程中，首先介绍了整个系统的结构，并对模块功能和系统流程进行 了详细介绍。然后根据课题研究的需要，确定了数据库结构，选取恰当的数据库管理系 统，设计了数据库表。最后介绍了本系统设计的编程语言以及主要功能模块的界面设计 及呈现。在开发过程中，力求做到界面友好、操作简单、方便查询。 本课题主要研究两方面的内容，分别为g s m 无线网络评估和g