毕业论文欧阳思远.docx
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1、长 沙 通 信 职 业 技 术 学 院毕 业 设 计题 目 佛山市GSM系统网络优化 专 业 网络优化 班 级 网优102班 学 号 201001110220 学生姓名 欧阳思远 指导教师 张敏 完成日期 2012.3.1 41 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
2、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
3、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 网络优化目 录1GSM网络优化的概述1.1 GSM网络优化的概念1.2 GSM网络优化的基本原理和方法1.3 GSM系统主要技术指标的分析和优化2. 佛山市GSM无线网络现状2.1CQT测试结果以及分析2.2DT测试结果以及分析2.3网络指标分析3. 佛山市GSM优化方案3.1基础参数的检查和整理3.2覆盖问题的解决及基
4、站天线的调整3.3双频网络参数处理4. 佛山市GSM无线网络优化后指标对比4.1 CQT指标前后对比4.2 DT指标前后对比4.3 运行指标前后对比结束语致谢参考文献1.GSM网络优化的概述1.1 GSM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
5、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。1.2 GSM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2-1 GSM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
6、、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
7、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
8、。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,例如客户的号码,所处位置区域的识别,向客户提供的服务等参数。 HLR:也是一个数据库,是存储管理部门用于移动客户管理的数据。每个移动客户都应在其归属位置寄存器(HLR)注册登记,它主要存储两类信息:一是有关客户的参数;二是有关客户目前所处位置的信息,以便建立至移动台的呼叫路由,例如MSC、VLR地址等。 AUC:用于产生为确定移动客户的身份和对呼叫保密所需鉴权、加密的三参数(随机号码
9、RAND,符合响应SRES,密钥Kc)的功能实体。 EIR:也是一个数据库,存储有关移动台设备参数。主要完成对移动设备的识别、监视、闭锁等功能,以防止非法移动台的使用。(4)操作维护子系统(OSS)GSM系统还有个操作维护子系统(OMC),它主要是对整个GSM网路进行管理和监控。通过它实现对GSM网内各种部件功能的监视、状态报告、故障诊断等功能。OMC与MSC之间的接口目前还未开放,因为CCITT对电信网路管理的功能。OMC与MSC之间的接口目前还未开放,因为CCITT对电信网路管理的Q3接口标准化工作尚未完成。 2.GSM系统的各个接口,如图2-2所示:图2-2 GSM系统的各个接口(1)U
10、m接口Um接口是空中无线接口,是MS和BTS之间的通信接口,用于MS与GSM系统的固定部分之间的互通,其物理连接通过无线链路来实现。Um接口传递的信息包括无线资源管理、移动性管理和接续管理等。(2) Abis接口Abis接口是BSS部分的两个功能实体BSC和BTS之间的通信接口,用于BTS和BSO之间的远端互连方式,物理连接通过标准的2Mbit/s或64Kbit/s的PCM数字传输链路来实现。Abis接口支持向移动台提供的所有服务,并支持对BTS无线设备的控制和无线频率的分配。Abis接口是GSM系统的BSS的内部接口,是一个未开放的接口,可由各设备厂家自行定义。(3)A接口A接口是BSS部分
11、与MSC之间的接口,它基于2Mbit/s的数字接口,采用14位七号信令方式,主要传递呼叫处理、移动性管理、基站管理、移动台管理等信息。(4)B接口B接口是MSC与VLR之间的接口,主要用于MSC向VLR询问有关移动台的当前位置信息,或通知VLR有关移动台的位置更新信息等。B接口作为设备内部接口,一般不作规定,但应能完成GSM规范所规定的功能。(5)C接口C接口是MSC与VLR之间之间的接口,它基于2Mbit/s或64Kbit/s的数字接口,采用24位七号信令方式。它主要完成被叫移动用户信息的传递以及获取被叫用户被分配的漫游号码。(6)D接口D接口是HLR与VLR之间的接口,它基于2Mbit/s
12、或64Kbit/s的数字接口,采用24位七号信令方式。它主要交换位置信息和用户信息,当移动台漫游到某VLR所辖区域后,VLR将通知Ms的HLR,HLR向VLR发送有关该用户的业务消息,以便VLR给漫游客户提供合适的业务:同时HLR还要通知前一个为该移动用户服务的VLR删除该移动用户的信息。当移动用户要求进行补充业务的操作或修改某些用户参数时(如将呼叫转移功能激活),也是通过D接口交换信息。(7)E接口E接口是MSC与MSC之间的接口,它也是采用的24位七号信令方式,用于移动台在呼叫期间从一个MSC区域移动到另一个MSC区时,为了通话的连续性而进行的局间切换,以及两个MSC间建立用户呼叫接续时传
13、递有关信息。(8)F接口MSC与EIP之间的接口为F接口,采用24位七号信令方式,用于MSC检验移动台的IMEI时使用。(9) G接口G接口是VLR之间的接口,当移动台以TMSI启动位置更新时,VLR使用G接口向前一个VLR获取MS的IMSI和相应的信息。3.我国GSM网络的工作频段表2-1 GSM网络的工作频段GSM系统上行频段/MHz下行频段/MHz宽带/MHz双工间隔/MHz双工信道 数GSM900890-915935-9602*2545124DCS18001710-17851805-18802*7595374(1)频道间隔相邻两频点间隔为2000KHZ,每个频点采用时分多址(TDMA)
14、方式,分为8个时隙,即8个信道(全速率)。(2)频道配置绝对频道号和频道标称中心频率的关系: GSM900MHz频段:f1(n)=890.2MHz+(n-1)*0.2MHz(移动台发,基站收)fh(n)= f1(n)+45MHz(移动台发,基站收);nE(1,124) GSM1800MHz频段:f1(n)=1710.2MHz +(n-512)*0.2MHz(移动台发,基站收)fh(n)= f1(n)+95MHz(移动台发,基站收);nE(512,885)其中:f1(n)为上行信道频率、fh(n)为下行信道频率,n为绝对频点号(ARFCN)。(3)无线接口的干扰保护比(载波干扰比(C/I)是指接
15、收到的希望信号电平与非希望信号电平的比值,此比值与MS的瞬间位置有关。这是由于地形的不规则性,以及散射体的形状、类型及数量不同,以及其他一些因素如天线的类型、方向性及高度,站址的标高及位置,当地的干扰源数目等造成的。同频干扰保护比:C/I是指不同小区使用相同频率时,另一小区对服务小区产生的干扰。它们的比值即C/GSM规范中一般要求C/I9dB;工程中一般加3dB余量,即要求C/I12dB,邻频干扰保护比:C/A-9dB。C/A是指在频率复用模式下,邻近频道会对服务小区使用的频道产生干扰,这两个信号间的比值即C/A。GSM规范中一般要求C/A-9dB,工程中一般加3dB余量,即要求C/A-6dB
16、。 (4)无线接口使用的FDMA/TDMA的多址技术实现多址技术的方法基本有三种,频分多址(FDMA)、时分多址(TDMA)、码分多址(CDMA)。我国模拟移动通信网TACS就是采取的FDMA技术。CDMA是以不同的代码序列实现通信的,它可重复使用所有小区的频谱。GSM的多址方式为时分多址(TDMA)和频分多址(FDMA)相结合并采用跳频的方式,载波间隔为200K,每个载波有8个基本的物理信道。一个物理信道可以由TDMA的帧号、时隙号和跳频序列号来定义。它的一个时隙的长度为0.577ms。(5)无线接口上的信道在GSM中的信道可分为物理信道和逻辑信道。一个物理信道就是一个时隙,通常被定义为给定
17、TDMA帧固定位置上的时隙(Ts)。而逻辑信道是根据BTS与MS之间传递的消息种类不同而定义的不同逻辑信道。这些逻辑信道是通过BTS来映射到不同的物理信道上来传送。逻辑信道又可分为业务信道和控制信道。业务信道业务信道用于携载语音或用户数据,可分为话音业务信道和数据业务信道。控制信道控制信道用于携带信令或同步数据,可分为广播信道、公共控制信道和专用控制信道。广播信道(BCH):包括BCCH,FCCH和SCH信道。它们携带的信息目标是小区内所有的手机,所以它是单向的下行信道。公共控制信道(CCCH):包括RACH,PCH,AGCH和CBCH信道,除RACH是单向上行信道外,其余均是单向下行信道。专
18、用控制信道(DCCH):包括SDCCH,SACCH,FACCH。网络优化是一项十分复杂的工作。随着网络的发展和新业务的引入,特别是移动通信网和互联网的相互结合,网络优化的对象也在不断发展,因此范围和技术也在不断发展。网络优化的方法很多,最常用的有信令跟踪分析法、话务统计分析法和路测分析法三种。1.信令分析法信令分析法主要是通过对A接口、Abis接口的数据进行采集和分析,找出网络存在的问题。例如:由于遗漏切换关系而造成的切换局数据不全而造成的掉话,信令负荷、中继或时隙等硬件上的故障,和由于部分数据定义错误、链路不畅等原因造成的话务量不均等问题。为了取得更佳效果,信令分析法经常与其它方法结合使用,
19、例如常与路测分析相结合,进行综合分析,从中找出上、下行链路不匹配造成的问题,如小区覆盖的盲区,无线干扰等方面的问题。2.话务统计分析法话务统计分析法主要是根据OMC-R上收集的话务统计报告数据和系统硬件告警信息,一般将收集的参数分类整理成便于分析网络质量的报告。通过对话务统计报告中的各项指标,如呼叫成功率、掉话率、切换成功率、每时隙话务、无线信道可用率、话音信道阻塞率和信令信道可用率、阻塞率等,从中进一步分析出网络参数设置是否合理,网络组织是否合理,话务负荷是否均衡匹配,找出频率干扰等原因及硬件的故障等情况,并可细到对系统中每一个小区的各项指标进行分析,通过调整某些小区或全网参数,使小区的指标
20、得到提高,从而实现全网的指标。3.路测(DT)分析法路测系统主要是由测试手机、测试仪表、数字地图、测试车辆及车顶天线等软硬件设备的组成。路测的内容包括场强测试、干扰测试和呼叫测试。通常的测试方式包括测试手机在空闲(Idle)状态下的重选测试、扫频测试、定时拨打测试、持续通话测试等。路测结果以彩色地图和统计报告形式输出。如信号质量分布图、接收场强接收图、频率干扰图、小区切换图等,从这些彩图和统计报告中直接反映出网络的覆盖质量、误码率(BER)、干扰等实际情况。路测是网络优化工作中最非常重要的方法,每期网络工程建设或扩容开通运营前,一般至少在网络优化前、后进行两次路测,以便对网络进行评估和检查优化
21、的效果。路测分析法主要是通过实际测试来分析空中接口的数据,了解基站覆盖情况,是否存在“盲区”,切换关系、切换次数及切换电平是否正常,下行链路是否有同频、邻频干扰,是否有“孤岛效应”,扇区有无错位,天线下倾角、方位角度及天线高度是否合理,分析呼叫接通情况,找出呼叫成功率低和掉话的原因。制定出相应的网络优化方案。由于路测能反映出网络覆盖和通话质量的实际情况,因此它是制定网络优化方案的主要依据。4.三种优化方法的比较前面已经介绍了网络优化的基本方法,在实际网络优化中,采用最多的是信令分析、话务分析、路测分析三种办法结合。另外也要与交换网络、传输网络的优化结合进行。对A接口的话务分析,对OMC_R的话
22、务统计报告并辅以对A接口Abis接口七号信令的跟踪分析,它是在全网优化中最常用的手段,也是非常有效的手段。但当网络质量经过初步优化达到一定程度,需要进一步提高指标,作更细化的工作,尤其是解决无线网络一些局部地区问题、具体问题、使网络达到更高标准时,经常采用的是路测分析法。因为它有信令分析、话务分析无法比拟的优点。这些优点有:(1)信令分析、话务分析着眼于全网,路测分折则着眼于局部、具体事件。是从个别到整个的网络改善,单项系统指标的提高,可以进一步对网络进行优化。(2)路测分析法可以具体到某一小区、某一街道的某些区域或某一宾馆,甚至到某一大厅,进行细致优化;也可以具体到某一事件,如掉话、串音、信
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