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华东交通大学理工学院Institute of TechnologyEast China Jiaotong University毕业论文写作课程论文Graduation Design （Thesis）（2011年3月2011年5月）题 目：GSM数字蜂窝移动通信系统的网络优化与实现分 院： 电 信 分 院 专 业： 08 通 信 工 程 班 级： 1 班 学 号： 20080210420105 学生姓名： 吴 亚 华 指导教师： 李 学 荣 起讫日期： 2011年3月2011年5月 华东交通大学理工学院毕业设计（论文）原创性申明本人郑重申明：所呈交的毕业设计（论文）是本人在导师指导下独立进行的研究工作所取得的研究成果。设计（论文）中引用他人的文献、数据、图件、资料，均已在设计（论文）中特别加以标注引用，除此之外，本设计（论文）不含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究作出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式表明。本人完全意识到本申明的法律后果由本人承担。毕业设计（论文）作者签名： 日期： 年 月 日毕业设计（论文）版权使用授权书本毕业设计（论文）作者完全了解学院有关保留、使用毕业设计（论文）的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交设计（论文）的复印件和电子版，允许设计（论文）被查阅和借阅。本人授权华东交通大学理工学院可以将本设计（论文）的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编毕业设计（论文）。（保密的毕业设计（论文）在解密后适用本授权书）毕业设计（论文）作者签名： 指导教师签名：签字日期： 年 月 日 签字日期： 年 月 日华东交大理工学院公选课课程论文GSM数字蜂窝移动通信系统的网络优化与实现摘要：随着通信个人化的发展趋势,移动通信己经成为热点,我国目前己经拥有全球最大的移动用户网络,同时用户对移动网的服务质量的要求也越来越高,总希望能够在任何时间任何地点进行高质量的通话而移动网在使用过程中, 由于不断的建设及扩容，GSM网络中积累了较多的问题，影响着网络的运营质量和系统指标。掉话率、拥塞率等网络指标快速下滑，不断恶化，用户投诉居高不下。鉴于这种情况运营商也越来越重视移动网的质量, 为了解决这些问题，有必要对GSM网络进行了优化，并将网络服务质量作为核心竞争力之一如我们所知,网络优化是个复杂艰巨的工作,根据GSM移动通信原理，针对优化工程中出现的具体问题，本文从优化原理和优化流程到优化工程中的解决方案进行了详细的分析论述。首先概述了移动网的体系结构功能实体接着详述了网络规划方案包括:分析对覆盖和容量的需求分析和确定网络结构，选择理想站址；确定覆盖范围和基站实际勘测；计算各小区的信道数和载频数量；频率计划、邻区规划；小区数据制作等等。具体的解决方案包括充分利用现有 GSM 900M频段资源；加强生活小区和室内深度覆盖，增加热点微蜂窝和室内分布系统的容量吸收能力，也顺应数据业务覆盖特点；申请新的1800M资源，实现双网统一调度，提高资源利用率；在突发大话务量地区，考虑启用半速率功能临时吸收话务，作为吸收话务的附加手段；在提高紧密频率复用度(如lx3、lxl)的基础上，结合抗干扰技术，解决容量问题等等。关键词: GSM网络；优化；移动网；网络规划方案；解决方案；容量。前 言移动通信是达到通信最终目的的有效手段，它的飞速发展己使它成为现代通信领域中的一大支柱通信产业与通信方式，与以光缆为主体的骨干核心网并驾齐驱。随着我国移动通信的高速发展，移动通信网络正面临严峻的挑战。一方面由于移动用户数的惊人发展，GSM(是英文Global System for Mobile是全球移动通信系统的缩写)系统网络规模不断扩大，网络质量虽然也得到不断提高，但频率资源逐渐匮乏，无线网络的频率复用系数越来越小，网络规模庞大导致出现的问题也越来越多样化和复杂化，仅靠单纯的日常维护已无法切实地为广大移动用户提供高质量的通话服务，使得各运营商不得不投入大量的资金和人员进行网络优化；另一方面随着竞争的激烈和用户越来越高的要求，如何使运行网络达到最佳的运行状态，如何提高通信质量，提高网络的平均服务水平以及提高系统设备的利用率，已成为网络运营商的首要任务。此外，我国GSM网络在扩容时普遍存在周期短、速度快的情况，导致无论是在规划还是在工程中都留下了一些质量问题，需要在后期的网络优化中寻找并解决。一选题的背景及意义：模拟蜂窝移动通信业务自推出后发展非常迅速，但随着业务的激增，在一些经济发达的国家和地区，其通信容量不足的缺点很快显露出来。同时，随着计算机和数据终端的广泛应用，非话数据业务需求日益增多，而模拟蜂窝通信网则无法满足这种需求。因此，人们开始寻求一种通信容量更大并且适合数据通信的新型移动通信系统，GSM（Global System for Mobile communication）就是在此背景下诞生的。移动用户数量的剧增，业务种类复杂多样和灵活多变以及各运营商网络之间互联互通，使得移动通信网络在规模上、结构上不断地向多协议功能、多层面平台演进，随着通信市场竞争加剧，广大用户对网络质量的要求和业务需求越来越高，如何改善网络运行性能，提高网络服务质量，已成为移动通信市场企业掌握主动权和增强核心竞争力的基本前提。若能充分利用好现有网络的设备资源和频率资源，获取企业最佳效益，可降低网络运营成本，提高设备利用率。同时，多变的外界因素如业务发展、网络扩容增建、城市基础设施建设等，也时刻影响着移动通信的无线环境。而使得GSM这个动态的网络处在不平衡的状态。因此，深化网络优化工作不容忽视，势在必行，它的地位和作用对网络的运行维护、网络规划及工程建设日趋重要，并且有积极的指导意义。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，在优化过程中需要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诸多不确定的因素，制定出交换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的操作，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若要确保网络运行质量和性能的稳定及提高，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，不断调整参数及其它指标，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形成对于网络质量的闭环管理。二.国内外研究现状及发展趋势：GSM数字通信系统是由欧洲的主要电信运营商和制造商组成的标准化委员会设计的，以TDMA（时分多址）和FDMA（频分多址）的方式实现多用户的通信，容量较模拟蜂窝移动通信系统有了很大的提高。GSM的管理者是欧洲电信标准协会，这个组织不仅包括管理组织者，还包括工业界人士、用户团体和运营商，因此保证了每一次的技术更新都能有的放矢。GSM是在1982年提出标准的，到1992年，欧洲各大运营商开始提供GSM900服务。从1990年起，GSM网络开始向欧洲以外的国家和地区扩展，至今已有100多个国家获得运营执照，GSM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。我国于1993年在浙江嘉兴开始兴建GSM实验网，1994年10月中国联通开始建立GSM通信网。目前，GSM已成为我国移动通信网的主体，中国的GSM网络已经是全世界最大的移动通信网络，为国家的经济发展做出了巨大的贡献。（一）GSM的网络结构：GSM网络由NSS系统，BSS系统和移动终端三部分构成，交换网络子系统（NSS）主要完成交换功能和客户数据与移动性管理、安全性管理所需要的数据库功能。NSS由一系列功能实体所构成。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）。GSM还有操作维护子系统（OMC），它主要是对整个GSM网络进行管理和监控。通过它实现对GSM网内各种部件功能的监视、状态报告、故障终端等功能。其中NSS与BSS之间接口为A接口，BSC与BTS之间接口为Abis接口，这两个接口的物理连接均采用有线或者微波方式，传输质量比较稳定。而BTS与MS之间的接口为UM接口，采用电磁波作为物理层，为满足用户随时随地通话的需求，信道质量变化范围很大，是整个接口中最复杂的部分。目前GSM网络有900M和1800M两种频段的双频网络组成。由于900M的带宽较窄，满足不了近些年移动网络的迅猛发展，运营商后来申请到1800M的频段，组成了双频网络，由于高频段的电磁波穿透力、绕射能力相对低频段来说较差，切1800M比900M的电磁波在自由空间的损耗多6dbd，所以在基站覆盖密集的地方。900M的基站主要用于深度覆盖，1800M的基站用于吸收话务。还有我们目前的900M和1800M的两种基站均采用共址建设，可以利用现有的机房、电源、传输、铁塔等设备，减少大量的建设和外购设备投资，同时可以缩短网络的建设周期，网络可以更快投入运营。（二）网络规划概述：GSM网络维护中的两项重要工作是GSM网络维护中的两项重要工作是网络的规划和优化。这是两件贯穿始终的工作，GSM网络是在不断的规划和优化中发展的。每一期的工程建设都需要对新资源进行规划，对原有网络进行优化，这样网络质量才能够在不断的建设中逐步提高。GSM网络规划是GSM网络建设和维护中非常重要的部分，在网络建设前做好合理的规划，对日后的维护和优化都会打好一个良好的基础。广义的网络规划，包括网络规划和优化这两部分。这两部分伴随GSM网络的建设循环进行。狭义的网络规划仅包括工程建设前的网络规划工作。在前期规划和勘测工作完成后，得到网络的结构和基站布局的设计数据。根据这些数据开始对GSM网络进行详细设计，得到频率计划方案。在网络建设的初期，频率规划较简单，使用手工可以完成。随着网络的发展，要使用规划软件进行准确计算和预测来完成频率规划。在GSM网络的建设过程中，在购买设备之前要先提出建设方案，进行评估。网络规划方案包括以下几个方面:分析对覆盖和容量的需求(目前主要由市场部提供)；分析和确定网络结构，选择理想站址；确定覆盖范围和基站实际勘测；计算各小区的信道数和载频数量；频率计划、邻区规划；小区数据制作等等。网络规划中有一些关键点需要注意:传播环境复杂，信号起伏大，各种人为建筑物造成的多径传播差别大，理论预测覆盖区比较困难，目前均为人为的大致估算并且干扰现象严重；除了人为噪声外，各种同邻频干扰、互调干扰以及其它无线电干扰等，都要在工程设计中加以考虑并采取必要措施将之抑制在允许的指标内；频率资源受限，尤其是联通900M仅有26个频点，很难满足目前随用户的大量增长资源更趋紧张的要求；为频率复用而设计的蜂窝小区结构以及小区分裂行为有严格的规则；站址规划在实际工程中因各种原因难以贯彻实现。投资控制是建设网络不可忽略的技术经济问题等。针对网络规划中的若干问题，需要引入双频网络，用以解决在卧前话务急剧增长，频点资源紧张，租站困难，有限的投资等等一系列问题。三.课题的基本内容：移动通信技术近年来发展很快,在市场需求的驱动下,移动网络容量不断提升,网络优化成为网络发展的核心。以一线城市地区移动通信系统的实践为例,通过对掉话率及接通率的具体分析,从网络优化角度提出有助于问题解决的观点和看法,以提高网络的通信质量。以900 MHz 数字移动网络各网元为基础，以一线城市地区的网络为实例，论述无线网络的规划、基站硬件的调整及软件参数的修改，分析GSM 网络优化的思路，并介绍一些网络优化的经验。解决好网络中的各种问题，优化网络资源配置，改善网络运行环境，提高网络运行质量，使网络运行在最佳状态，为移动通信业务的发展提供有力的技术支持和网络支撑。四.研究方法及解决方案：（一）研究方法：GSM网络优化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，使现有网络资源达到最佳效能，同时也对GSM网络今后的维护及规划建设提出合理建议。GSM网络优化主要包括无线网络优化和交换网络优化两个方面。（二）解决方案：（1）充分利用现有 GSM 900M频段资源，6M频率资源，最大配置可做到S3/2/2；（2）加强生活小区和室内深度覆盖，增加热点微蜂窝和室内分布系统的容量吸收能力，也顺应数据业务覆盖特点；（3）申请新的1800M资源，采用双频网资源共享策略(共主BCCH或者增强型双频网)，实现双网统一调度，提高资源利用率；（4）在突发大话务量地区，如高校区，可考虑启用半速率功能临时吸收话务，作为吸收话务的附加手段；（5）在提高紧密频率复用度(如lx3、lxl)的基础上，结合抗干扰技术，解决容量问题；（6）幻高处理性能BSC，满足未来扩容需求。五结论：GSM给中国带来了深刻的影响，它是移动通信产业市场渗透的主要动力，并推动中国移动成为全世界最大的移动运营商。GSM网络的核心是交换网络，交换网络维护水平的高低，直接影响到整个GSM网络的通信质量。GSM网络规划方案包括:分析对覆盖和容量的需求分析和确定网络结构，选择理想站址；确定覆盖范围和基站实际勘测；计算各小区的信道数和载频数量；频率计划、邻区规划；小区数据制作等等。具体的解决方案包括充分利用现有 GSM 900M频段资源；加强生活小区和室内深度覆盖，