GSM无线网络优化专家系统中GIS功能的设计和实现道

1、北京邮电大学 硕士学位论文GSM无线网络优化专家系统中GIS功能的设计和实现 姓名：廖舰 申请学位级别：硕士 专业：计算机应用 指导教师：朱祥华 20040228北京邮电大学硕士学位论文 摘要 无线网络优化专家系统中功能的设计与实现 摘。要 由于早期的规划工作较弱，使得我国移动通信网络在后期运行和服务方面存在较多的质量问题。然而，移动通信无线网络优化工程可以提高网络的运行质量，使网络资源得到有效利用。另外，由于国内网络涉及的通信设备种类繁多，且各地的移动通信运营部门普遍缺乏高素质的网络优化专家以及强有力的网络优化软件工具的支持，使得网络优化工作的难度越来越大。因此，迫切需要研究和开发为网络优化

2、工作提供辅助决策支持的计算机软件系统和工具。同时，由于具有空间数据查询和空间数据分析的功能特点，使得可以和移动通信无线网络优化有效的结合起来，提高网络优化的效率。 本文结合当前的无线网络优化技术以及系统的成功应用，从理论和工程实践的角度对基于的移动通信无线网络优化系统的设计进行研究。目标是实现组织和利用网络优化专家的知识和经验，为网络优化工作提供决策支持，以提高网络优化工作的效率和准确性。 首先论述与系统设计相关的无线网络优化理论和技术，以及当前无线网络优化技术的发展趋势，为系统设计提供理论支持。技术实现了直观。快速、形象的数据查询和分析。本文结合系统的功能和技术特点论述了技术在无线网络优化中

3、的应用以及平台二次开发方式的选择。 然后对基于的无线网络优化系统的设计进行了研究。提出了系统的体系架构、数据流程以及软件结构。软件部分采用基于模块化的设计方法，对系统进行划分，并给出了各个模块的实现方案。主要讨论了系统中小区信息管理模块、路测数据分析模块、以及话务数据分析等模块功能的实现方法。通过实现多功能集成，系统具有了多维化查询、形象化显示的功能。 最后，详细介绍了技术的原理以及在本系统中利用技术将应用程序和桌面地理信息系统集成的技术和方法。为弥补的不足，我们利用技术将软件嵌入到 摘要中进行开发，这使得中的地图窗口可以合并到中，从而利用的长处。开发结果表明，这种方法充分利用了在网络、数据库

4、方面的强大功能，也很好地利用了对地理信息直观形象的处理优势，开发出了实用的无线网络优化专家系统。 本论文结合计算机发展的最新技术，将技术、专家系统、决策支持系统、数据整合技术的研究成果应用于无线网络优化领域，实现了为无线网络优化工作提供计算机智能辅助决策支持的目的。该技术成果的应用正在为移动运营商带来实在的经济效益。关键词无线网络优化地理信息系统 自动化北京邮电大学硕士学位论文 ， ， ， ， 廿 ， ， ， ， “ ”， ， ， ， ， ， 北京邮电大学硕士学位论文 ， ， ， ， ， ，曲 ，?铮欤铮纾椋澹? ， ， ， ， ， ， ，矗 （ ， ， ， ： 北京邮电大学硕士学位论文 独创

5、性（或创新性）声明 本人声明所呈交的论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢中所罗列的内容以外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得北京邮电大学或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。 申请学位论文与资料若有不实之处，本人承担一切相关责任。 本人签名： 份确剐 日期：沙口乒，凇 关于论文使用授权的说明 学位论文作者完全了解北京邮电大学有关保留和使用学位论文的规定，即：研究生在校攻读学位期间论文工作的知识产权单位属北京邮电大学。学校有权保留并

6、向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允许学位论文被查阅和借阅；学校可以公布学位论文的全部或部分内容，可以允许采用影印、缩印或其它复制手段保存、汇编学位论文。（保密的学位论文在解密后遵守此规定） 保密论文注释：本学位论文属于保密在一年解密后适用本授权书。非保密论文注释：本学位论文不属于保密范围，适用本授权书。 本人签名：铎书砂 日期：砷纯、站 导师签名：谨肇 日期：北京邮电大学硕士学位论文 第一章绪论 第一章绪论 网络优化的现状 国内网络优化工作的现状 中国移动的移动通信网络规模十分庞大，结构复杂，和双网并存，与联通、电信、网通等其他电信运营商存在着结构形式各异的接口。随着用户数量的增加

7、，虽然采取了小区分裂及分层技术以求增大系统容量，使频率复用距离越来越小，满足了一定的需求，但是由于网络体制、频分复用技术和结构上的原因，的频率资源极其有限。目前中国移动的网络容量已经接近了上限。 尽管网络容量已接近饱和，但网络质量仍然不能完全满足用户的要求，主要原因是：扩容期间因受到工期紧的影响，质量监控体系不完善，使得安装和开通过程中存在较多质量问题。随着设备使用时间的增加，一些故障，特别是隐性故障逐渐增多，这类故障并未达到告警门限，但恶化了网络性能。由此产生的串话、掉话、单方通话、噪声、无线拥塞等影响用户通话质量的各种问题日益突出，电信运营商每年接收的用户投诉数量呈逐年增长的趋势。因此如何

8、提高和改善网络服务质量成为电信运营商必须解决的首要问题。运营商网络服务质量的提高途径也由初期的粗放式的扩大网络规模向细致、系统的网络优化工作转变。另一方面，目前国内各网络的设备利用率普遍比较低，也就是说，现有网络资源并未得到充分利用，造成了大量的资源浪费。充分挖掘现有网络资源的潜力，提高网络设备资源的利用率，改善网络的运行质量是网络优化工作的另一个主要内容。 所谓网络优化，就是对运行中的网络进行参数采集、数据分析，找出影响网络质量的原因，采取改进措施使网络达到最佳运行状态，以保证网络资源获得最佳效益。由于网络是一个复杂庞大的系统，网络优化工作涉及的通信系统种类繁多，而且通信系统之间有着复杂的联

9、系，这对网络优化工作人员的素质提出了很高的要求。同时，随着网络用户数量爆炸式增长，网络规模迅速扩大，网络优化的工作量和难度不断加大。目前国内的移动运营商在网络优化工作方面主要遇到了如下一些困难： （）需要投入大量的人力、物力实施。各地普遍缺乏高素质、有经验的网络优北京邮电大学硕士学位论文 第一章绪论化人才。因此有的运营商就只好将此工作外包，如：广东移动很多分公司（以上）的网络优化工作和代维工作都由一家专业公司负责。 （）网络优化工作人员缺乏强有力的工具支持，在实际工作中只能凭借个人经验，手工地查找数据和分析问题，一个问题的解决往往需要较长的时间。 （）网络优化工作过多地依赖网络优化人员个体，人

10、员的变更对网络优化工作的开展影响较大，不利于本地网络优化工作的平稳进行。 以上一些原因，造成当前国内的网络优化工作任务重、困难大、效率低。因此，为网络优化工作提供网络优化软件支持具有很重要的意义。 网络优化软件研究现状 在国际上，早在上世纪年代，专业的无线网络优化的软件就已经出现，随着网络优化技术的发展，网络优化软件也不断成熟。例如：瑞典的爱立信公司系列网络优化软件被全球广泛地使用，如今已经发展到了第版；而法国的公司、英国的公司和德国的公司也不断地推出非常优秀的产品。总体来说，国际上的这些网络优化软件凭着多年的积累，已经非常专业、成熟、稳定，得到了广泛的应用，取得了全球市场可观的市场占有份额，

11、但价格比较昂贵。 在我国，由于网络优化理论的滞后，导致专业性的网优软件的发展也相对滞后。我国最早专业从事移动通信无线网络工程技术服务和进行无线网络优化软件开发的公司是珠海的万禾公司。从年开始，该公司就不断推出针对网优的系列产品，包括 ， 和以后的 等产品，不过此类产品主要是针对路测数据进行分析；后来，国内的一些著名的通信设备供应厂商如华为，中兴等企业也相继推出了自己的网络优化专业软件。这些软件产品主要从以下几个方面为网络优化提供服务： （）针对路测过程的路测软件。该类产品主要是利用路测设备模拟用户进行信号测量与拨打，从用户角度评估通话质量，并对空中接的信令数据进行采集和简单的分析处理，以期找到

12、网络质量异常的产生原因。这类产品的代表主要有瑞典爱立信公司的系统、珠海万禾公司的系列软件等。 （）针对性能测量数据的统计分析系统。主要是对网络的性能测量数据进行统计分析，以各种显示方式表现，为运行维护和优化人员进行进一步判断提供依据。代表产品有公司的，公司的等。 （）针对网络信令的测试系统。该类产品主要利用信令测试仪器对网络中的北京邮电大学硕士学位论文 第一章绪论接口、接口等进行信令数据的测试、分析和处理，并进行信令追踪和分析，来确定网络存在的质量问题和查找其原因。这类产品的代表主要有美国万谷公司的系统、美国公司的 系统、国内的中创信测公司的数字移动网络信令测试系统等。 这些软件就其实用性和稳

13、定性来说，已经取得了较高的成就，但总体来说都是针对网络优化的部分功能进行的定位和设计。它们在网络优化的过程中起到了一定的作用，但从网络优化工作的整体特点来看，存在以下不足： （）系统孤立，缺少全面的网络运行状况分析软件 这些工具软件一般只能够针对某个方面的问题做出分析，功能比较单一，而并非面向整个网优工作的业务处理流程。 （）数据不能共享，数据分析效率低，缺少综合全网数据分析工具 目前市面上的系统一般都是单机系统，不但处理的数据量有限，而且处理速度比较慢、不能提供工作组共享数据，不能使知识共享。使得网络优化人员的工作时间一是用于对数据进行处理，而只有一的时间是用于网络调整方法的思考上。对路测数

14、据、话务统计数据、网络资源数据等没有集成，没有综合加以分析和利用。 （）自动化程度不高 没有网络运营的历史数据，没有经验的积累、知识管理功能，因而不能自动形成网络优化的工作建议，需要人工干预睁地方太多。 （）网络管理人员不能及时了解网络运行性能 网络的运行性能指标种类繁多，计算方法较为复杂，并且经常变化，管理层不能及时的、正确的得到网络的实际运营指标。 （）网络优化数据库不完善 网络优化数据难以统一管理和维护，数据不够准确，缺乏历史数据，缺乏对网优数据的组织和利用。 因此，研究与开发一个能综合目前网络优化工作需要的各种数据，有统一的网络优化工作平台，帮助网优人员正确分析网络的运营状况，正确做出

15、网络优化方案的计算机软件系统是十分必要的。研究目标及研究意义！室堂皇查兰堡主兰垡兰苎 苎二至堑堡 本课题研究的出发点就是结合市场和工程实践，针对移动通信公司无线网络优化业务设计开发出一套无线网络优化软件系统。最终目标是形成一套完整、系统、综合、方便的移动通信无线网络优化软件系统，对移动通信网络的运行状况进行实时监测和分析，及时发现网络中出现的故障和问题，并针对某些问题情况给出一定的解决方案。 本课题根据国内网络优化工作的实际特点和需求，结合计算机发展的最新技术，将数据整合技术，技术以及其他相关技术应用于网络优化领域，为网络优化工作提供计算机辅助决策支持，以提高网络优化工作的效率和准确性，为移动

16、运营商带来切实的经济利益。作为在广东省东莞移动通信公司的试运行项目，该系统的成功商用可以面向更广范围推广，并为今后第三代移动通信技术的网络优化工程提供良好的理论和实践基础。 课题来源 本课题来源于北京邮电大学继续教育学院实验室和中关村科技软件有限公 司的合作项目广东省东莞移动通信公司网络优化工程项目：无线网络优化专家系统的设计和开发。该项目是基于市场应用型的。 本人的主要工作 课题所设计的无线网络优化系统要求能够解决现存网优系统中出现的上 述不足。该系统采用基于的网优操作平台和网优数据库技术，将网络优化、分 析、渗断、决策过程中用到的路测数据、话务统计数据、小区设计参数、小区物理 参数、无线环

17、境信息等数据信息进行整合，实现网优数据的集成分析和展现，为无 线网络优化工作提供决策支持。 这个?低呈怯墒笛槭液推笠岛献骺模救嗽谙钅啃橹兄饕涸穑牵桑悠教?与系统的集成以及与相关的功能模块的实现，具体工作如下： 分析比较、等平台的技术特点，选择适合本项目的开发 平台和开发技术。 参与系统的框架设计，在系统中集成的地图窗，定制系统菜单和工北京邮电大学硕士学位论文 第一章绪论具条。 设计并编码实现小区信息管理功能模块，包括小区信息查询修改、邻小区查找、同邻频查找、增加或删除小区等功能的实现。 设计并编码实现路测数据分析模块中专题图分析、路测点动态跟踪、路测通话事件显示、场强覆盖分析等功能。本论文的组

18、织 依据课题的研究工作，对本文内容做如下安排： 第一章绪论部分，介绍网络优化和网络优化软件研究的现状、课题的来源、课题研究目标和意义，并说明了本人的主要工作。第二章无线网络优化理论和技术部分，主要介绍相关的无线网络优化技术及优化流程。第三章地理信息系统与无线网优系统，主要介绍地理信息系统理论及其在无线网优系统中的应用。第四章系统的体系结构与功能，详细介绍课题所设计的无线网优系统的结构、功能和相关技术问题。第五章集成开发的实现，详细介绍在无线网优系统中实现集成二次开发的具体步骤。最后，总结论文的成果，并结合现存问题提出进一步研究的方向。 第二章无线网络优化理论和技术三笙蔓墅皇查兰堡主兰垡丝兰 第

19、二章 无线网络优化理论和技术 网络结构 全球移动通信系统（ ）是欧洲国家为了创造一个统一的、完整的泛欧蜂窝移动通信系统，联合了欧洲二十多个国家的电信运营部门、研究所和生产厂家组成的标准化委员会设计的。该系统是国际上继第一代模拟移动通信系统之后发展最为迅速的第二代数字蜂窝移动通信系统。系统由一系列功能单元组成，其具体组成如图所示，分为移动台（）、基站子系统（）、网络交换子系统（）、操作支持子系统（）等几个主要部分。 一二一 ： 上倒 图 网络结构示意图” 移动台（） 移动台（）是整个系统中直接由用户使用的设备。在系统中，物理设 备与移动用户是相互独立的。用户的所有信息都存储在卡上，系统中的任何一 个移动台都可以利用卡来识别移动用户。网络通过卡来进行相关认证， 保证使用移动台的是合法用户。每个移动台都有自己唯一的识别码，网络对 进行检查，可以保证移动台的合法性。北京邮电大学硕士学位论文 第二章无线网络优化理论和技术 基站子系统（） 基站子系统（）包含了数字移动通信系统中无线通信部分的所有基础设施。它通过无线接口与移动台实现通信连接，同时又连到网络端的交换机，