GSM移动通信系统的网络优化

保密类别_ 编 号_ 本 科 毕 业 论 文 GSM 移动通信系统的网络优化 学学 院院 专专 业业 班班 级级 姓姓 名名 学学 号号 指导教师指导教师 20 年 4 月 9 日 I 摘摘 要要 GSM 是 Global System For Mobile Communications 的缩写，由欧洲电信标准组 织 ETSI 制订的一个数字移动通信标准，GSM 是全球移动通信系统(Global System for Mobile communications) 的简称。它的空中接口采用时分多址技术。自 90 年代 中期投入商用以来，被全球超过 100 个国家采用。GSM 标准的设备占据当前全球蜂窝 移动通信设备市场 80%以上。 本论文首先根据在室内所测试的实际数据得出室内 GSM 信号的覆盖情况，其中包 括几大通信运营商的通信质量数据对比，然后依据室内 GSM 信号覆盖原则和指标，以 及在现场施工时应该注意的安全问题，还有相应的注意事项进行优化，在优化过程中 还涉及到一些设计方案相应的测试图，最后，优化完成后对优化结果积习进行验收和 测试。 关键词：GSM；通话质量；室内覆盖 II ABSTRACT GSM is short For Global System For Mobile Communications, ETSI by European telecommunications standards organizations to develop a digital Mobile communication standard, GSM is a Global System For Mobile Communications (Global System For Mobile Communications). Its air interface USES time division multiple access technology. Since the mid - 90 - s commercial, adopted by more than 100 countries around the world. GSM standard equipment accounted for more than 80% of current global cellular mobile communications equipment market. In this paper, first of all, according to the actual data in indoor test indoor coverage situation of GSM signal, including several major communication operators communication of quality data, and then based on the principles of indoor GSM coverage and index, and the site construction should pay attention to safety, attention and corresponding optimization, the optimization process also involves some design corresponding test pattern, and finally, after the completion of the optimization of optimization results confirmed the acceptance and test. Keywords：GSM；Call quality；Indoor coverage 1 目录 摘 要.I ABSTRACT.II 绪 论.1 一、GSM 移动通信发展及网络优化概述.2 （一）GSM 移动通信网络发展.2 1. GSM 移动通信系统的发展.2 2. GSM 移动通信系统的特点.3 3. GSM 移动通信系统的组成.4 （二）GSM 移动通信系统的网络优化概述.4 1. 网络优化的必要性.5 2. 网络优化的内容.5 （三）优化站点基础信息.6 1. 站点概况.6 2. 站点位置.8 3. 站点基本信息.9 （四）本章小结.9 二、优化前信号覆盖情况分析.10 （一）五网覆盖测试结果及分析.10 （二）移动双网语音定点测试结果及分析.18 1. 移动 GSM 测试指标.18 2. 移动 TD 测试指标：.19 （三）移动双网数据定点测试结果及分析.19 1移动 EDGE 应用层下载速率.19 2移动 TD HSDPA 下载速率.20 三、工程的优化与实现.21 （一）GSM/TD 2 部电梯无室分信号覆盖.21 1. 问题描述.21 2. 问题分析.22 3. KPI 指标.22 2 4. 告警信息截图.23 5. 主干设计方案.24 6. 优化建议.24 （二）楼层室内弱覆盖问题.24 1. 问题描述.24 2. 问题分析.25 3. 优化建议.26 （三）B1F 弱覆盖.26 1. 问题描述.26 2. 问题分析.27 3. 优化建议.28 4. 参数调整.28 5. 邻区梳理.29 6. 出入小区切换统计.30 7. 关闭下行功率控制：.32 8. 调整 TCH 话务忙门限为 50.32 （四）本章小结.32 四、工程关键问题的解决.33 （一）脱网和信号不稳的地点及技术分析、解决方案.33 1. 货物电梯.33 2. 客运电梯.33 3. 中层（13F17F）.34 4. 地下室 （超市和停车场）.35 （二）室内分布系统的安装原则.35 （三）设备安装.36 （四）天线的安装 .36 （五）注意事项.37 （六）本章小结.37 五、室内分布系统验收要求.38 （一）设计方案的验收.38 （二）设备验收.38 （三）工艺验收.38 3 （四）驻波比测试 .39 （五）DT 测试.39 1. 信号强度.39 2. 通话质量.39 3. 切换关系.39 （六）CQT 测试.40 （七）测试结果.41 1. 2G 语音自动路测指标对比.41 2. 2G 语音人工测试指标对比.41 （八）用户评价反馈.42 （九）本章小结.42 结 语.43 参考文献.44 附 录.45 后 记.75 中国传媒大学南广学院本科毕业论文 1 绪绪 论论 GSM 属于第 2 代（2G）蜂窝移动通信技术。2 代的说法是相对于应用于 80 年代的 模拟蜂窝移动通信技术以及目前正逐渐进入商用的宽带 CDMA 技术。 GSM 网络一共有 4 种不同的蜂窝单元尺寸：巨蜂窝，微蜂窝，微微蜂窝和伞蜂窝。 覆盖面积因不同的环境而不同。巨蜂窝可以被看作那种基站天线安装在天线杆或者建 筑物顶上那种。微蜂窝则是那些天线高度低于平均建筑高度的那些，一般用于市区内。 微微蜂窝则是那种很小的蜂窝只覆盖几十米的范围，主要用于室内。伞蜂窝则是用于 覆盖更小的蜂窝网的盲区，填补蜂窝之间的信号空白区域。蜂窝半径范围根据天线高 度、增益和传播条件可以从百米以上至数十公里。实际使用的最长距离 GSM 规范支持 到 35 公里。还有个扩展蜂窝的概念，蜂窝半径可以增加一倍甚至更多。 GSM 同样支持室内覆盖，通过功率分配器可以把室外天线的功率分配到室内天线 分布系统上。这是一种典型的配置方案，用于满足室内高密度通话要求，在购物中心 和机场十分常见。然而这并不是必须的，因为室内覆盖也可以通过无线信号穿越建筑 物来实现，只是这样可以提高信号质量减少干扰和回声。 本文的优化设计首先根据西宁纺织品百货大楼的情况做了前期测试工作，包括现 场勘测，勘测楼宇的基本信息，以及相相关的技术指标。然后依据前期的准备工作， 做了纺织品百货大楼的室内 GSM 网络优化的总体方案，包括优化需求，优化方案的设 计依据，现场 GSM 网络中接收信号电平均值和覆盖率测试结果分析，优化思路等。其 次，做的是掉话率和覆盖率不稳的技术分析和解决方案，这是本论文的核心，涉及了 具体问题的解决方案。最后，优化工作完成后要对优化结果进行验收和测试，包括设 计方案的验收、设备的验收、掉话率的改善、通话质量的改善、下载速度测试。 中国传媒大学南广学院本科毕业论文 2 一、一、GSM 移动通信发展及网络优化概述移动通信发展及网络优化概述 室网络优化是指通过各种硬件或软件技术使网络性能达到我们需要的最佳平衡点。 硬件方面指在合理分析系统需要后在性能和价格方面作出最优解。软件方面指通过对 软件参数的设置以期取得在软件承受范围内达到最高性能负载。 （一）（一）GSM 移动通信网络发展移动通信网络发展 GSM 是当前应用最为广泛的移动电话标准。全球超过 200 个国家和地区超过 10 亿人正在使用 GSM 电话。所有用户可以在签署了漫游协定移动电话运营商之间自由 漫游。GSM 较之它以前的标准最大的不同是它的信令和语音信道都是数字式的，因此 GSM 被看作是第二代(2G)移动电话系统。 这说明数字通讯从很早就已经构建到系统 中。GSM 是一个当前由 3GPP 开发的开放标准。 1. GSM 移动通信系统的发展移动通信系统的发展 移动通信是指通信双方或至少有一方处于运动中进行信息交换的通信方式，是达 到通信最终目的的有效手段。它在商业市场上所具有的巨大潜力已经越来越多的被人 们所认识。20 世纪 80 年代初，随着模拟蜂窝技术的引进，移动通信技术又前进了一 大步，移动通信的发展已经经历了三代，第一代（1G）采用模拟技术的语音移动通信， 第二代（2G）采用数字技术的移动通信（语音为主，低速数据） 。目前，各国的蜂窝 移动通信技术正在进行系统的演进，通过系统演进后的 2.5 代，现在已经发展到了第 三代（3G） 。移动通信终端设备在 20 世纪 80 年代末得到飞速发展。最初只有车载设 备，20 世纪 80 年代中期出现了只有几公斤重的便携式设备，手机大约在 1988 年出 现，发展至今，已经出现了重量只有 70-200g 的手机，重量和体积都有了很大的减小。 蜂窝系统的概念是在 20 世纪 70 年代由贝尔实验室提出的，当时，大规模集成电 路和微处理器件的发展使实现复杂系统成为可能。由于覆盖区域受到发射功率的限制， 系统开始改由一个发射台和多个中继接收站所组成，这种复杂配置扩展了系统的覆盖 范围。真正的突破是蜂窝系统的建立，在蜂窝系统中有若干个收发信机，而且每个收 发信机所覆盖的范围有一部分是重叠的。蜂窝概念系统示意图如图 1 所示。 中国传媒大学南广学院本科毕业论文 3 图图 1 1 蜂窝系统概念示意图蜂窝系统概念示意图 20 世纪 70 年代世界上不同地方的研究人员对其进行了研究，蜂窝系统采用频率 复用的方式增加其容量。在蜂窝系统中，同一频率可以被相距足够远的几个小区同时 使用，在增大系统容量的同时，系统网络和设备的复杂性也大大增加。 2. GSM 移动通信系统的特点移动通信系统的特点 （1） GSM 移动通信系统由几个分系统组成，各分系统之间都有定义明确且详细 的标准化接口方案，保证任何厂商提供的 GSM 系统设备可以互连。同时，GSM 系统与 各种公用通信网之间也都详细定义了标准接口规范，使 GSM 系统可以与各种公用通信 网实现互联互通。 （2） GSM 系统具有话音业务、承载业务、补充业务以及与 ISDN 相关的各种业 务。 （3） GSM 系统采用 FDMA/TDMA 及跳频的复用方式，频率重复利用率较高，同时 具有灵活方便的组网结构，可满足用户的不同容量的需求。 （4） GSM 系统具有较强的鉴权和加密功能，能确保用户和网络的安全需求。 （5） GSM 系统抗干扰能力较强，系统的通信质量较高。 中国传媒大学南广学院本科毕业论文 4 3. GSM 移动通信系统的组成移动通信系统的组成 图图 2 2 GSMGSM 组成示意图组成示意图 由图 2 可知 GSM 系统由四部分组成，即 MS（移动台） 、NSS（网络子系统） 、 BSS（基站子系统） 、OSS(操作维护子系统)四个功能单元组成。MS(移动台)是整个系 统中直接由用户使用的设备，可分为车载型、便携型和手持型，并且在 GSM 系统中， 物理设备是与移动用户相互独立的，也就是说，用户的信息存储在 SIM 卡上，系统中 的任何一个移动台都可以利用 SIM 卡来识别移动用户。BSS（基站子系统）包含了 GSM 数字移动通信系统中无线通信部分的所有基础设施，它通过无线接口直接与移动 台实现通信互连，同时又连到网络端的交换机，为移动台和交换子系统提供传输通路， 主要有基站收发信机（BTS）和基站控制器（BSC） 。NSS（网络与交换子系统）由移动 业务交换中心 MSC，拜访位置寄存器 VLR，归属位置寄存器 HLR,鉴权中心 AUC 和设备 识别寄存器 EIR 组成。主要作用是管理 GSM 用户和其他网络用户之间的通信和管理用 户数据和移动性的所需的数据库。OSS（操作与维护子系统）是操作人员与系统设备 之间的中介，它实现了系统的集中操作与维护，完成包括移动用户管理、移动设备管 理及网络操作等功能。它的一侧与设备相连，另一侧是作为人-机接口的计算机工作 站（OMC） 。 （二）（二）GSM 移动通信系统的网络优化概述移动通信系统的网络优化概述 当前运营商都有专门的系统网络优化部门，通过一些常规的网络优化手段，如 路测（DT） 、拨测（CQT）收集网络数据，进行用户接通率、掉话率、切换成功率等数 据的分析，对网络的覆盖天线及交换数据等等进行调整，达到网络优化的目的。本文 所阐述的相关优化技术，是网络优化中的非常规方法，它针对一些建筑物密集，周边 中国传媒大学南广学院本科毕业论文 5 覆盖复杂的狭长地段存在的网络问题，通过对统一小区的覆盖率下行电平调整，达到 网络优化目的，改善网络质量。 1. 网络优化的必要性网络优化的必要性 随着 GSM 网络规模的日益扩大及市场竞争的日益激烈，网络运行质量已成为运营 商关注的重点。在实际的运行维护工作中，简单的维护已远不能满足企业发展和市场 竞争的需要，只有通过更深层次的网络优化，即通过对现运行的网络进行数据采集、 数据分析，找出影响网络质量的原因，并通过参数的修改、网络结构的调整、设备配 置的调整和采用某些技术手段，确保系统高质量地运行，使现有网络资源获得最佳效 益。以最经济的投入获得最大的收益，为企业创造极大的经济效益和社会效益。由于 移动通信用户的移动性，造成了无论是业务量还是信令流量或其它一些网络特性指标 参数，都具有较强的流动性、突发性和随机性，这决定了 GSM 系统在设计与实际情况， 在话务模型和信令流量等方面存在较大差异，故网络运行后，需要对网络的各种结构、 配置和参数进行调整优化，使网络更加合理地工作。 2. 网络优化的内容网络优化的内容 网络优化是从客户对网络的满意度出发，在保证充分利用现有网络资源的基础上， 采取种种措施，解决网络存在的局部缺陷，如解决由于网络质量问题引起的用户投诉 等，最后达到无线覆盖全面无缝隙，接通率高，话音清晰且不失真，让客户感到真正 的满意。 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，内容有网络测试与分 析、网络调整及话务均衡、覆盖优化和用户申告处理等几项工作： （1）首先，网络测试与分析工作包括移动通信网络性能、结构及效率的监测与 分析，城区路测，拨打通话测试（CQT）等，它是作为一项日常性工作来开展的。 （2）然后，网络调整及话务均衡是指在不影响用户及业务数据的条件下，对网 络系统参数和物理参数以及网络路由及电路进行调整，对载波及天线馈线进行优化整 治，对基站及直放站实行搬迁调整等。这部分优化工作应该针对具体的情况和技术条 件，阶段性地开展。 （3）最后，覆盖优化主要包括公路、铁路等交通干线的覆盖优化，市区的室内、 外覆盖优化以及基站合理选址等。该工作根据相关标准和计划要求，并结合业务部门 和用户的反馈作为一项循序渐进的工作来开展。 在 GSM 网络优化中，影响网络运行质量的因素有诸多方面，但对掉话的分析与解 中国传媒大学南广学院本科毕业论文 6 决是网络优化中的重中之重。通过在公司项目上的实践学习，知道了日常优化中对于 掉话的处理操作及步骤。日常优化主要是对县城、机场、大型购物广场及生活区的优 化。优化中，掉话和信号覆盖不稳定占据较大比例，这就需要结合当地的技术力量和 硬件设施，对问题的原因进行分析和研究，找出其解决方法，进行参数修改和硬件设 备更换，解决掉话和信号覆盖问题。 （三）优化站点基础信息（三）优化站点基础信息 本次网优的选择的站点为青海省西宁市城西区西关大街的纺织品百货大楼，属于 商业购物一体化广场，是该市较为重要的商业核心。 1. 站点概况站点概况 纺织品大楼位于西关大街 44 号（西关大街和南商业巷交叉口向西 50 米，国芳百 货附近） ，由图 3 可知，该建筑物数量 1 栋，分为 2 个单元，楼高 30 层， 其中 1F- 7F 为商场，8F-30F 为住宅楼，共 4 部电梯。 其中，GSM 采用华为 BTS3006C 为信源两小区覆盖， TD 采用中兴 BBU+RRU 覆盖。 2. 站点位置站点位置 图图 3 3 站点位置图站点位置图 中国传媒大学南广学院本科毕业论文 7 图图 4 4 站点位置图站点位置图 通过图 3、图 4 的谷歌地图所显示的地理位置可知，纺织品百货大楼位于城西区 西关大街商业圈核心地段，区域间高层建筑密度较大，对 GSM 信号的遮挡和干扰较大， 此次网优预计可以改善部分问题，有助于提高通话质量。 3. 站点基本信息站点基本信息 表表 1 1 站点位置站点位置 网络网络信源名称信源名称经度经度纬度纬度 LACLACCIDCIDBCCHBCCH 覆盖范覆盖范 围围 GSM 青海西宁新纺织品大楼 HD1WF-1 101.75 5679 36.628 066 3868655961512 8F-30F 及电梯 GSM 青海西宁新纺织品大楼 HD1WF-2 101.75 5679 36.628 066 3868655962514B2F-7F TD 青海西宁纺织品大楼 A 101.75 5679 36.628 066 568332021110055 TD 青海西宁纺织品大楼 B 101.75 5679 36.628 066 568332026110063 B2F- 30F 由表 1 可知纺织品百货大楼的 GSM 和 TD 基站的地理位置，以及其信号的覆盖范 中国传媒大学南广学院本科毕业论文 8 围，还有 GSM 与 TD 网络的位置区码（LAC） 、基站小区号（CID）和广播控制信道 （BCCH） 。 （四）本章小结（四）本章小结 本章主要内容包含三部分，第一部分是优化中的理论部分，包括 GSM 移动通信发 展史。第二部分是对 GSM 移动通信系统的网络优化概述，其中包括了网络优化的必要 性和优化的内容，最后一部分是此次优化站点的基本信息，包括大楼外景图，位置图 和位置的坐标数据等。优化前期的准备工作包括以上三个部分，这三个部分的完成为 下一章的系统方案设计打下基础。 中国传媒大学南广学院本科毕业论文 9 二、二、优化前信号覆盖情况分析优化前信号覆盖情况分析 本章通过对移动 GSM，移动 TD，联通 GSM，联通 WCDMA 和电信 CDMA 的五网覆盖 测试，以及对测试站点各楼