无线网络优化论文

本科毕业论文

毕业论文题目：学生学系专业起止姓名：号：别：班级：东莞市GSM无线网络优化钟伟纯201141302114电子工程学院11级通信工程1班黄丹讲师指导老师姓名及职称：时间：2014年12月——2015年5月摘要

随着中国三大运营商之间竞争的加剧，GSM网络不断扩大，网络的质量已经成了决定移动通信运营商命运的根本要素。由于移动通信系统受客观环境的影响较大，系统的不断扩容及外界环境的变化，往往会产生很多新问题，导致服务质量达不到应有的水准。因此，如何调整和优化系统结构、提高系统的运行效率、改善移动通信系统的服务质量是移动通信网络优化的主要任务。当网络运行一段时间以后，必须对网络的各种结构、配置和参数进行调整，使网络更合理地工作。这是网络优化工作的重要部分。首先对移动通信的发展历程进行简要回顾，并概括介绍了GSM系统的结构、关键的技术特点，对GSM网络目前反映突出的网络问题进行分析与排查，提出网络优化的必要性，经过分析对比，提出优化方案。

关键词：GSM网络优化掉话率切换

目录一、研究背景及其目的....................................................错误！未定义书签。二、GSM概述及网络结构..........................................................................2

（一）GSM的简介...........................................................................................3（二）GSM的网络结构....................................................................................4

三、GSM的关键技术及其特点..................................................................5

（一）东莞玩具出口贸易的地理优势.....................................错误！未定义书签。（二）东莞玩具出口贸易的政策优势.....................................错误！未定义书签。（三）东莞玩具出口贸易的人文优势.....................................错误！未定义书签。四、GSM无线网络优化概述......................................................................8

（一）网络优化的目标.........................................................错误！未定义书签。（二）网络优化的内容以及步骤............................................错误！未定义书签。五、东莞市GSM网络现状以及存在问题.......................错误！未定义书签。（一）网络优化的目标.........................................................错误！未定义书签。（二）网络优化的内容以及步骤............................................错误！未定义书签。六、GSM网络优化飞典型案例分析................................错误！未定义书签。（一）系统干扰分析及解决...................................................错误！未定义书签。（二）掉话分析和解决方法...................................................错误！未定义书签。（三）切换成功率分析.........................................................错误！未定义书签。七、GSM网络优化后前后对比情况分析........................错误！未定义书签。参考文献............................................................................错误！未定义书签。致

谢..............................................................................错误！未定义书签。一、研究背景及其目的

随着移动通信的普及，GSM已经成为最成熟的第二代移动通信系统，全球绝大多数移动运营商都采用了GSM制式。到2003年3月GSM网络已经覆盖近200个国家，有450家运营商经营GSM网络，总客户数已超过8亿，占全球移动总用户的80%，预计到2004年，全球GSM用户将达到10亿。同时随着GPRS的开通和大力发展，GSM网络已经平划过渡到2.5G移动通信系统，而且有85%的GSM移动通信运营商选择GSM—GPRS—3G的发展之路。根据欧洲的计划，GSM将进一步过渡到WCDMA，这是目前最成熟，也是今后主流的第三代移动通信系统。我国自从1992年在嘉兴建立和开通第一个GSM演示系统，并于1993年9月正式开放业务以来，取得了惊人的发展速度，2002年我国GSM用户突破2亿，中国移动通信也成为世界上客户数最多、网络规模最大的移动通信运营商。在我国建网初期，由于在市场需求的驱动下，移动网络不断扩容，网络的规划也一再随之调整。建设周期短，发展速度快，前后工期的重叠进行，网络的建设无论在规划阶段以及后续的扩建工程中，均存在着一些质量问题，造成整个通信网络的各种资源不能得到合理的应用，资源大大浪费，还使得通话质量下降，服务水平偏低，网络运行效率低。近年来随着移动网络的迅猛发展，网络的服务质量问题已经越来越受到人们的关注。提高网络质量，改善网络覆盖，不但可以树立运营商在客户心目中良好的形象，更能增强企业竞争力，为企业的持续发展提供强有力的支持。目前，GSM移动通信网已经比较成熟和稳定，大规模的扩容工作已经接近尾声。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。多家移动通信运营的局面已经在我国形成，竞争空前激烈，如何使运行网络达到最佳的运行状态，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。同时对GSM网络的全面优化将积累许多宝贵经验，为以后的3G建设和优化打下基础。如何合理利用和配置现有的网络设备、资源与容量，最大限度地提高网络的平均服务质量，提高效益；如何使得网络在不断发展的过程中，能够保持网络的服务质量不下降，使得移动通信网络的网络优化工作成为移动通信运营商提高服务水平，保障通信质量的重要工作内容。网络优化，就是对整个网络的资源根据需求和发展的情况进行调配，达

到合理的运用。同时，对于网络运行中存在的诸如覆盖不好、话音质量差、掉话、网络拥塞、切换成功率低等问题，通过网络优化进行解决。网络优化工作是一个复杂艰巨的系统工程，在我国GSM移动网络进入一个低建设高维护的阶段，网络优化工作显得尤为重要和紧迫。网络优化是一个长期和复杂的过程，贯穿于网络发展的全过程。为了加强我国GSM网络优化技术人员间的交流，做到信息、经验共享，共同提高网络优化技术水准，笔者根据GSM规范和相关资料，结合自己多个月的移动通信研究、设计、维护和优化实习经验编写了此论文。

二、GSM的简介及其昂落结构

（一）GSM的简介

GSM是GlobalSystemForMobileCommunications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

(GlobalSystemforMobilecommunications)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。

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。

从用户观点出发，GSM的主要优势在于用户可以从更高的数字语音质量和低费用的短信之间作出选择。网络运营商的优势是他们可以根据不同的客户定制他们的设备配置，因为GSM作为开放标准提供了更容易的互操作性。这样，标准就允许网络运营商提供漫游服务，用户就可以在全球使用他们的移动电话了。

GSM作为一个继续开发的标准，保持向后兼容原始的GSM电话，例如报文交换能力在Release'97版本的标准才被加入进来，也就是GPRS。高速数据交换也是在Release'99版标准才引入的，主要是EDGE和UMTS标准。

（二）GSM系统的基本特点：

GSM数字蜂窝移动通信系统（简称GSM系统）是完全依照欧洲通信标准化委员会（ETSI）制定的GSM规范而研制而成的，任何GSM数字蜂窝移动通信系统都必须符合GSM技术规范。GSM系统是一种典型的开放式结构，它主要具有以下特点：

（1）GSM系统是由几个系统组成的，每个系统之间都有明确的标准化的接口方案，保证各大厂商提供的GSM系统设备能够互联互通。与此同时，GSM系统和各种各样的通信网络之间也都有严格详细定义了标准接口规范，使GSM能够和各大厂商提供的GSM系统设备能够互联互通。

（2）GSM系统除了把语音业务开放之外，还开放了许多业务的承载，业务的补充体积和ISDN相关的各种业务。

（3）GSM系统是采用了TDMA、FDMA以及跳频的复用方式，频率的重复利用率比较高，同时它还具备灵活的方便的组网结构，可以满足用户不同容量的多方需求。

（4）GSM系统的鉴权和加密功能比较强，能满足用户和网络的安全需求。（5）GSM系统的抗干扰能力也比较强，系统的通信质量也比较稳定，高。（三）GSM的网络结构：

GSM网络结构由一系列功能单元组成，如图1所示。由图可见，分为MS（移动台）、BSS基站子系统、NSS网络子系统、OSS（操作维护子系统）共同组成了GSM蜂窝系统。而基站收发台和基站控制器组成了基站子系统；移动交换中心（MSC）、操作维护中心（OMC）、访问位置寄存器（VLR）、原籍位置寄存器（HLR）、移动设备识别寄存器（ELR）和鉴权中心（AUC）等共同组成了网络子系统。

图2.1GSM系统结构1.MS（移动台）

移动台是整个GSM移动通信系统中直接由用户使用的设备，也是用户能够直接接触的整个GSM系统中的唯一设备。主要可以分为车载型，便携型和手持型几种。

需要指出的是，在GSM系统中，移动用户和物理设备是相互独立的，用户的所有信息都是存储在SIM卡（用户识别卡）里，系统的任何移动台都可以利用SIM卡莱识别移动用户。由当前的网络进行相关的认证，保证使用移动网的为合法用户。移动台还有自己的识别编码（IMEI），国际移动台设备识别号。每一个移动台的IMEI都是不同的，网络对IMEI进行检查，可以保证移动台的合法性。SIM卡存储折用户的所有信息。移动台通过无线接口接入GSM系统，具有无线传输与处理的功能。用户识别模块（SIM）和终端设备（TE）是移动台的重要组成部分。2.BSS（基站子系统）

基站子系统是GSM系统的基本组成部分，它包含了GSM数字通信系统中无线通信部分所有的基础设施。其通过无线接口可以与移动台直接实现通信连接，同时可以连接到网络端的交换机，为移动台和交换子系统提供传输通路，BSS可以看作是移动台和交换机之间的桥梁。BSC（基站控制器）和BTS（基站收发信台）共同组成了BSS。从功能上看，BTS主要负责无线传输，BSC负责控制和管理。它通过无线接口与移动台相接，进行无线接收、发送及无线管理。3.NSS（网络子系统）

网络子系统包括了许多实体功能，比如实现GSM的主要交换功能的交换中心以及管理用户数据和移动性的所需的数据库，也称为交换子系统。它对GSM移动用户之间通信和GSM移动用户与其他通信网用户之间通信起着管理作用。4.OSS（操作与维护子系统）

OSS是错作人员与系统设备之间的中介，它实现了系统的集中性的维护和操作，完成包括移动用户管理，移动设备管理以及网络操作维护等功能。

三、GSM的关键技术和特点：

小区分裂小区分裂的原因使用蜂窝移动系统的目的在于提高频谱效率。19频率复用是一种概念，而小区分裂是另一种概念。当业务量密度开始增加时，每个小区Ci内的信道Fi已不能提供足够的移动台呼叫时，便可将最初的小区分裂成更小的小区。通常，分裂出的新小区半径只有原小区的一半(参见图2-18)。有两种分裂的方式。在图2-18(a)中不再使用原小区基站，而在图2-18(b)中使用。小区分裂技术是增加网络容量的理所当然的首选方案。GSM建网初期，主要是解决覆盖问题。在频谱资源宽裕的地区／时期，随着用户的增加，可将原来的小区分裂成更多的覆盖面积较小的小区或者增加原有小区的载频数，从而达到扩容的目的。通过小区分裂或新增载频，全网基站数增加，全网载频数、信道数、话务量、用户数等均大幅度增加。小区分裂提高频谱利用率的关键在于减小了单位小区的面积。四、GSM无线网络优化概述

（一）GSM网络优化的目标：

GSM无线网络优化是对的移动通信无线网络进行数据采集、分析并找出影响网络质量的原因，通过频率调整、基站参数调整、路测分析调整等一系列调整措施，使网络系统性能达到最佳运行状态，使网络系统资源获得最佳的利用率。另外，通过网络优化的过程可以使作者及其他参加优化的人员能充分了解网络的增长趋势，为网络后续的扩容工作提供有效的参考依据。无线覆盖、参数调整和服务性能指标的优化是无线网络优化的目标。事实上优化的对象已不仅仅是当前的网络，它已经渗透到包括市场预测，网络规划，工程实施直至投入运营的整个

循环过程的每个环节。从不同的角度来看，网络优化的目的各有所不同。1、网络角度:

从网络的角度来看，网络优化的主要目的是：

（1）提高网络的服务质量，主要包括高质量的语音和其他业务服务，足够的覆盖和接通率等。

（2）尽可能地减少运营成本，主要包括提高设备的利用率，增加网络容量，减少设备和线路的投资等。2、企业角度

虽然提高接通率、减少掉话、避免信道拥塞、提高切换成功率、改善通信服务质量是网络优化的任务所在，但提高用户满意度和忠诚度，使企业效益最大化才是网络优化的最终目的。因为网络优化工作必须紧紧围绕企业运营的最终目标——“实现企业利益最大化并保持企业的可持续发展”，所以，从企业的角度来看，网络优化工作的主要目的定位于：（1）创造竞争优势

全方位确保网络的高质量运行，为保持原有市场份额和发展新的市场份额创造竞争优势。（2）降低成本

采用科学的方法和先进的支撑手段，降低运营成本，提高企业的综合竞争力。虽然观看的角度不同，网络优化的目的不尽相同，但归根结底，网络维护和优化是为市场服务的，而市场是为用户服务的，因此网络优化的最终目的是提高用户满意度，从而使企业效益最大化。对网络不断进行优化的结果，从用户角度将会看到：

——随时随地都可方便的进行移动通信；——掉话次数减少；

——呼叫建立失败次数减少；——通话时话音质量不断改善；——网络有较高可用性和可靠性；从运营者角度将会看到：——掉话率下降；

——切换成功率提高；——小区覆盖率提高；——拥塞率下降；——接通率提高；——用户投诉减少。

优化过程是多次反复调整的过程，直至网络调整到最佳运行状态。

（二）优化的主要内容无线网络优化

系统的无线部分具有诸多不确定因素，它对无线网络的影响很大，其性能优劣常常成为传播的不确定性(障碍物的阻碍等)、基础设施变化(新商业区、街道、城区的重新安排)、取决于地点和时间的话务负荷(如运动场)、话务要求、用户对服务质量的要求的增加，都涉及到网络优化工作。在保证网络覆盖、运行参数与设计参数相符（通过现场勘察、路测和OMC统计等方法）的情况下，优化工作主要表现为对基站子系统无线资源参数及基站小区RF参数进行微调。

无线优化的主要内容包含：

1、网络规划。网络规划是网络优化中很重要的一个环节，网络规划决定了日后网络优化的范围。合理的频率规划能有效降低系统干扰，提高用户通话质量，降低用户投诉：合理的链路预算能避免许多盲区的产生：合理的站址分布能有效减少干扰、节约网络成本．良好的初期站址选择可减轻后期大量的网络优化工作。

2、网络建成后的系统普查。网络优化是一个系统工程，优化对象是网络，不是单点，切切不可在不了解全网的情况下就开始优化。网络普查是对网络优化进行准备，它主要包括资料调查和系统检查。(1)资料调查

调查本次优化前的最新技术文件，了解全网MSC、HLR、BSC，BTS的容量和所在的物理位置，网络结构，中继电路数量及质量，同步方式和信令方式，当前网上本地用户、漫游用户数及密度分布，用户投诉的热点地区等内容。(2)系统检查

利用操作维护中心(OMC)检查网管上显示的告警点；检查BTS和BSC数据库，核实频点分配、LAC划分、载频数量、邻近小区关系和切换条件等；检查交换机数据库，核实有关HLR、VLR无线网络参数。有时在网络普查之后，就可以发现明显不合理的方面。

3、网络运行后现网数据的采集和分析

进行网络优化的关键是对来自移动通信网络数据，主要包括无线数据、话务数据和干扰分析数据进行分析。（1）无线数据分析

无线数据分析包括信号覆盖范围、接收信号场强、天线增益和指向、相邻小区间无线频率的切换、同频及邻频信号强度、使用的直放站覆盖效果。（2）话务数据分析

话务数据分析包括对掉话率的分析、相邻小区间的关系是否完整、信令流量的设置准确度、误码率情况、话务流量是否溢出、高话务量基站是否出现阻塞掉话、接通率和拥塞等。话务数据分析还应该注意话务量发展的前期预测，如某个区域话务量的增长情况。（3）干扰分析数据

干扰分析数据包括当误码率超过一定容限时出现的低话音质量区域，干扰的分布，网外干扰源的定位和分布，网内和网间(联通和移动)的干扰、无线信号的衰落概率等。以上这些数据可以从网内的数据库及监控系统的统计分析得到，也可以专门使用网络优化测试工具(路测)而取得

4、.工程监督。

高质量的工程实施是网络质量的基本保障，也是优化活动开展的前提。优化人员应积极参与工程质量规范的制定，并总结优化中发现的工程质量问题。及时反馈给工程部门。根据上面的工作，提高无线接通率、掉话率、切换成功率等网络运行指标，提高话音服务质量，降低干扰和用户投诉。

5、设备排障。

GSM网络发展到一定规模，覆盖已经得到相当的改善，但网络质量仍然不能满足用户的要求，主要原因是：扩容频繁，扩容期问网络监控和保障不利，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。发现并排除一些影响网络性能的设备故障，是日常优化的主要内容，也是网络优化的前提条件。

6、网络测试。

利用各种测试设备和软件，根据无线电波传播特性和天馈系统传输特性，根据DT，Cqrr测试和分析结果。对网络进行优化工作。DT路测的主要内容有利用测试车辆、无线测试仪表、测试手机等工具对网络进行全程测试及记录，其内容包括所测路段的场强分布、越区切换点、越局切换点、呼叫失败点、掉话位置、信号质量、频率干扰情况、无线环境分布等。

（三）优化措施：

随着优化活动的深入和范围的扩展，网络优化技术也日趋成熟。一般的网络优化活动分为两个阶段：先对现有的网络进行性能评估，对发现的问题进行分析；然后运用各种手段实施优化。在优化的具体实施过程中，需要对网络存在的问题进行具体分析，并提出切实可行的方案，通过各种网络参数以及硬件设备的不断调整，最终达到提高网络运行性能的目的。网络优化是一个系统的工程，它包含着一系列的优化方式，各种优化方式的综合，形成了网络的整体优化。网络优化基本方法，即：“测试→分析→调整优化→再测试→再分析→再调整优化”的反复循环过程，并制定“日通报、周统计、月测试”的网优工作制度。网络优化工作对象已经不是简单的面对通信设备，也不是简单的面对客户，而是面对整个市场，面对全公司，面对企业未来的可持续发展。将网络优化贯穿于网络规划、建设和网络维护的全过程，形成对网络的闭环管理，是网络优化发展的方向。1、话务统计分析法

主要是根据OMC_R上收集的无线话务报告数据和系统硬件告警信息，将收集的参数分类处理成便于分析网络质量的报告。通过话务统计报告中的各项指标

(呼叫成功率、掉话率、切换成功率、每时隙话务量、无线信道可用率、话音信道阻塞率和信令信道的可用率、掉话率及阻塞率等)，可以了解到无线基站的话务分布及变化情况，从而发现异常；结合其他手段，可以分析出网络逻辑或物理参数设置的不合理、网络结构的不合理、话务量不均、频率干扰及硬件故障等情况。

2、路测分析法

DT测试即路测，是指借助测试软件、测试手机、电子地图、GPS及测试车辆等工具，沿特定路线进行无线网络参数和话音质量测定的测试形式，然后通过分析处理软件对测试数据进行分析统计，对网络进行评估和问题查找分析。

路测分析法主要是分析空中接口的数据及测量覆盖，通过DT测试，可以了解基站分布和覆盖情况；切换关系、切换次数、切换电平是否正常；下行链路是否有同频、邻频干扰；是否有小岛效应；扇区是否错位；天线下倾角、方位角及天线高度是否合理；分析呼叫接通情况，找出呼叫不通及掉话的原因，为制定网络优化方案和实施网络优化提供依据。

通过DT测试重点显示重选、切换、掉话的地点及事件发生前后的各种测量参数，包括重选前后服务小区和邻近小区的接收电平，小区ID、BSIC、C1等；切换前后的接收电平、话音质量、C2、邻近小区的接收电平、话音质量等；掉话前后接收电平、话音质量、通话情况等，并显示LAYER3信息及解码后信息及统计（给出掉话、切换的统计分析报告）；网络总体覆盖情况（百分比）、话音质量（百分比）、切换次数、通话情况的统计等。DT路测的路线选取应遵循如下原则：

A、市区主要热点地区、商业中心、党政军等重要通信保障地段；B、本市主要交通干线、机场、高速公路、国道沿线；C、本市话务热点地区、重点地区环线路段；D、交换局间覆盖交接处，行政区域分界点；E、用户申告较为严重和集中的地区；F、话务统计显示异常的地区。

3、信令跟踪法

对网络A、Abis、Um等各个接口的信令跟踪收集，可以了解整个通信流程，发现其中存在的问题，然后有针对性的进行分析和解决。4、TOP10分析法

采用TOP10法对统计数据进行分析，可以较为容易地各项数据关联起来，发现规律，找出问题。在日常优化工作中，每阶段对10个最差小区进行优化处理可有效的提高整体网络性能指标。

（四）优化流程：

网络优化要贯穿整个网络发展的全过程，因此网络优化是一项长期的、循序渐进的工作。从建设网络起直至网络的运行维护，优化始终都是非常重要的。网络优化工作是一个复杂的系统工程，在工作中尤其要注意工作步骤和工作流程，良好的工作流程和步骤对网络优化工作的结果有着重大的意义。网络优化流程主要包括下面几个步骤：网络规划、网络普查准备阶段、数据采集、数据分析、优化方案制定、方案实施和检验。

五、东莞市GSM网络现状以及存在问题六、GSM网络优化飞典型案例分析七、GSM网络优化后前后对比分析及展望