東莞理工學院本科畢業論文畢業論文題目東莞市GSM無線網絡優化學生姓名學號系別電子工程學院專業班級11級通信工程1班指導老師姓名及職稱起止時間2014年12月2015年5月摘要隨著中國三大運營商之間競爭的加劇，GSM網絡不斷擴大，網絡的質量已經成了決定移動通信運營商命運的根本要素。由于移動通信系統受客觀環境的影響較大，系統的不斷擴容及外界環境的變化，往往會產生很多新問題，導致服務質量達不到應有的水準。因此，如何調整和優化系統結構、提高系統的運行效率、改善移動通信系統的服務質量是移動通信網絡優化的主要任務。當網絡運行一段時間以后，必須對網絡的各種結構、配置和參數進行調整，使網絡更合理地工作。這是網絡優化工作的重要部分。首先對移動通信的發展歷程進行簡要回顧，并概括介紹了GSM系統的結構、關鍵的技術特點，對GSM網絡目前反映突出的網絡問題進行分析與排查，提出網絡優化的必要性，經過分析對比，提出優化方案。關鍵詞GSM網絡優化掉話率切換目錄一、研究背景及其目的1二、GSM概述及網絡結構2（一）GSM的簡介3（二）GSM的網絡結構4三、GSM的關鍵技術及其特點5（一）東莞玩具出口貿易的地理優勢6（二）東莞玩具出口貿易的政策優勢6（三）東莞玩具出口貿易的人文優勢7四、GSM無線網絡優化概述8（一）網絡優化的目標9（二）網絡優化的內容以及步驟10五、東莞市GSM網絡現狀以及存在問題14（一）網絡優化的目標9（二）網絡優化的內容以及步驟10六、GSM網絡優化飛典型案例分析14（一）系統干擾分析及解決9（二）掉話分析和解決方法10（三）切換成功率分析10七、GSM網絡優化后前后對比情況分析14參考文獻15致謝16一、研究背景及其目的隨著移動通信的普及，GSM已經成為最成熟的第二代移動通信系統，全球絕大多數移動運營商都采用了GSM制式。到2003年3月GSM網絡已經覆蓋近200個國家，有450家運營商經營GSM網絡，總客戶數已超過8億，占全球移動總用戶的80，預計到2004年，全球GSM用戶將達到10億。同時隨著GPRS的開通和大力發展，GSM網絡已經平劃過渡到25G移動通信系統，而且有85的GSM移動通信運營商選擇GSMGPRS3G的發展之路。根據歐洲的計劃，GSM將進一步過渡到WCDMA，這是目前最成熟，也是今后主流的第三代移動通信系統。我國自從1992年在嘉興建立和開通第一個GSM演示系統，并于1993年9月正式開放業務以來，取得了驚人的發展速度，2002年我國GSM用戶突破2億，中國移動通信也成為世界上客戶數最多、網絡規模最大的移動通信運營商。在我國建網初期，由于在市場需求的驅動下，移動網絡不斷擴容，網絡的規劃也一再隨之調整。建設周期短，發展速度快，前后工期的重疊進行，網絡的建設無論在規劃階段以及后續的擴建工程中，均存在著一些質量問題，造成整個通信網絡的各種資源不能得到合理的應用，資源大大浪費，還使得通話質量下降，服務水平偏低，網絡運行效率低。近年來隨著移動網絡的迅猛發展，網絡的服務質量問題已經越來越受到人們的關注。提高網絡質量，改善網絡覆蓋，不但可以樹立運營商在客戶心目中良好的形象，更能增強企業競爭力，為企業的持續發展提供強有力的支持。目前，GSM移動通信網已經比較成熟和穩定，大規模的擴容工作已經接近尾聲。如何充分利用現有的網絡資源，提升網絡質量是一個有著巨大經濟效益和關乎企業發展的重要課題。多家移動通信運營的局面已經在我國形成，競爭空前激烈，如何使運行網絡達到最佳的運行狀態，為用戶提供高質量的網絡服務，已成為網絡運營商的首要任務。同時對GSM網絡的全面優化將積累許多寶貴經驗，為以后的3G建設和優化打下基礎。如何合理利用和配置現有的網絡設備、資源與容量，最大限度地提高網絡的平均服務質量，提高效益；如何使得網絡在不斷發展的過程中，能夠保持網絡的服務質量不下降，使得移動通信網絡的網絡優化工作成為移動通信運營商提高服務水平，保障通信質量的重要工作內容。網絡優化，就是對整個網絡的資源根據需求和發展的情況進行調配，達到合理的運用。同時，對于網絡運行中存在的諸如覆蓋不好、話音質量差、掉話、網絡擁塞、切換成功率低等問題，通過網絡優化進行解決。網絡優化工作是一個復雜艱巨的系統工程，在我國GSM移動網絡進入一個低建設高維護的階段，網絡優化工作顯得尤為重要和緊迫。網絡優化是一個長期和復雜的過程，貫穿于網絡發展的全過程。為了加強我國GSM網絡優化技術人員間的交流，做到信息、經驗共享，共同提高網絡優化技術水準，筆者根據GSM規范和相關資料，結合自己多個月的移動通信研究、設計、維護和優化實習經驗編寫了此論文。2、GSM的簡介及其昂落結構（一）GSM的簡介GSM是GLOBALSYSTEMFORMOBILECOMMUNICATIONS的縮寫，由歐洲電信標準組織ETSI制訂的一個數字移動通信標準，GSM是全球移動通信系統GLOBALSYSTEMFORMOBILECOMMUNICATIONS的簡稱。它的空中接口采用時分多址技術。自90年代中期投入商用以來，被全球超過100個國家采用。GSM標準的設備占據當前全球蜂窩移動通信設備市場80以上。GSM是當前應用最為廣泛的移動電話標準。全球超過200個國家和地區超過10億人正在使用GSM電話。所有用戶可以在簽署了“漫游協定“移動電話運營商之間自由漫游。GSM較之它以前的標準最大的不同是它的信令和語音信道都是數字式的，因此GSM被看作是第二代2G移動電話系統。這說明數字通訊從很早就已經構建到系統中。GSM是一個當前由3GPP開發的開放標準。從用戶觀點出發，GSM的主要優勢在于用戶可以從更高的數字語音質量和低費用的短信之間作出選擇。網絡運營商的優勢是他們可以根據不同的客戶定制他們的設備配置，因為GSM作為開放標準提供了更容易的互操作性。這樣，標準就允許網絡運營商提供漫游服務，用戶就可以在全球使用他們的移動電話了。GSM作為一個繼續開發的標準，保持向后兼容原始的GSM電話，例如報文交換能力在RELEASE97版本的標準才被加入進來，也就是GPRS。高速數據交換也是在RELEASE99版標準才引入的，主要是EDGE和UMTS標準。（二）GSM系統的基本特點GSM數字蜂窩移動通信系統（簡稱GSM系統）是完全依照歐洲通信標準化委員會（ETSI）制定的GSM規范而研制而成的，任何GSM數字蜂窩移動通信系統都必須符合GSM技術規范。GSM系統是一種典型的開放式結構，它主要具有以下特點（1）GSM系統是由幾個系統組成的，每個系統之間都有明確的標準化的接口方案，保證各大廠商提供的GSM系統設備能夠互聯互通。與此同時，GSM系統和各種各樣的通信網絡之間也都有嚴格詳細定義了標準接口規范，使GSM能夠和各大廠商提供的GSM系統設備能夠互聯互通。（2）GSM系統除了把語音業務開放之外，還開放了許多業務的承載，業務的補充體積和ISDN相關的各種業務。（3）GSM系統是采用了TDMA、FDMA以及跳頻的復用方式，頻率的重復利用率比較高，同時它還具備靈活的方便的組網結構，可以滿足用戶不同容量的多方需求。（4）GSM系統的鑒權和加密功能比較強，能滿足用戶和網絡的安全需求。（5）GSM系統的抗干擾能力也比較強，系統的通信質量也比較穩定，高。（三）GSM的網絡結構GSM網絡結構由一系列功能單元組成，如圖1所示。由圖可見，分為MS（移動臺）、BSS基站子系統、NSS網絡子系統、OSS（操作維護子系統）共同組成了GSM蜂窩系統。而基站收發臺和基站控制器組成了基站子系統；移動交換中心（MSC）、操作維護中心（OMC）、訪問位置寄存器（VLR）、原籍位置寄存器（HLR）、移動設備識別寄存器（ELR）和鑒權中心（AUC）等共同組成了網絡子系統。圖21GSM系統結構1MS（移動臺）移動臺是整個GSM移動通信系統中直接由用戶使用的設備，也是用戶能夠直接接觸的整個GSM系統中的唯一設備。主要可以分為車載型，便攜型和手持型幾種。需要指出的是，在GSM系統中，移動用戶和物理設備是相互獨立的，用戶的所有信息都是存儲在SIM卡（用戶識別卡）里，系統的任何移動臺都可以利用SIM卡萊識別移動用戶。由當前的網絡進行相關的認證，保證使用移動網的為合法用戶。移動臺還有自己的識別編碼（IMEI），國際移動臺設備識別號。每一個移動臺的IMEI都是不同的，網絡對IMEI進行檢查，可以保證移動臺的合法性。SIM卡存儲折用戶的所有信息。移動臺通過無線接口接入GSM系統，具有無線傳輸與處理的功能。用戶識別模塊（SIM）和終端設備（TE）是移動臺的重要組成部分。2BSS（基站子系統）基站子系統是GSM系統的基本組成部分，它包含了GSM數字通信系統中無線通信部分所有的基礎設施。其通過無線接口可以與移動臺直接實現通信連接，同時可以連接到網絡端的交換機，為移動臺和交換子系統提供傳輸通路，BSS可以看作是移動臺和交換機之間的橋梁。BSC（基站控制器）和BTS（基站收發信臺）共同組成了BSS。從功能上看，BTS主要負責無線傳輸，BSC負責控制和管理。它通過無線接口與移動臺相接，進行無線接收、發送及無線管理。3NSS（網絡子系統）網絡子系統包括了許多實體功能，比如實現GSM的主要交換功能的交換中心以及管理用戶數據和移動性的所需的數據庫，也稱為交換子系統。它對GSM移動用戶之間通信和GSM移動用戶與其他通信網用戶之間通信起著管理作用。4OSS（操作與維護子系統）OSS是錯作人員與系統設備之間的中介，它實現了系統的集中性的維護和操作，完成包括移動用戶管理，移動設備管理以及網絡操作維護等功能。三、GSM的關鍵技術和特點小區分裂小區分裂的原因使用蜂窩移動系統的目的在于提高頻譜效率。19頻率復用是一種概念，而小區分裂是另一種概念。當業務量密度開始增加時，每個小區CI內的信道FI已不能提供足夠的移動臺呼叫時，便可將最初的小區分裂成更小的小區。通常，分裂出的新小區半徑只有原小區的一半參見圖218。有兩種分裂的方式。在圖218A中不再使用原小區基站，而在圖218B中使用。小區分裂技術是增加網絡容量的理所當然的首選方案。GSM建網初期，主要是解決覆蓋問題。在頻譜資源寬裕的地區時期，隨著用戶的增加，可將原來的小區分裂成更多的覆蓋面積較小的小區或者增加原有小區的載頻數，從而達到擴容的目的。通過小區分裂或新增載頻，全網基站數增加，全網載頻數、信道數、話務量、用戶數等均大幅度增加。小區分裂提高頻譜利用率的關鍵在于減小了單位小區的面積。4、GSM無線網絡優化概述（一）GSM網絡優化的目標GSM無線網絡優化是對的移動通信無線網絡進行數據采集、分析并找出影響網絡質量的原因，通過頻率調整、基站參數調整、路測分析調整等一系列調整措施，使網絡系統性能達到最佳運行狀態，使網絡系統資源獲得最佳的利用率。另外，通過網絡優化的過程可以使作者及其他參加優化的人員能充分了解網絡的增長趨勢，為網絡后續的擴容工作提供有效的參考依據。無線覆蓋、參數調整和服務性能指標的優化是無線網絡優化的目標。事實上優化的對象已不僅僅是當前的網絡，它已經滲透到包括市場預測，網絡規劃，工程實施直至投入運營的整個循環過程的每個環節。從不同的角度來看，網絡優化的目的各有所不同。1、網絡角度從網絡的角度來看，網絡優化的主要目的是（1）提高網絡的服務質量，主要包括高質量的語音和其他業務服務，足夠的覆蓋和接通率等。（2）盡可能地減少運營成本，主要包括提高設備的利用率，增加網絡容量，減少設備和線路的投資等。2、企業角度雖然提高接通率、減少掉話、避免信道擁塞、提高切換成功率、改善通信服務質量是網絡優化的任務所在，但提高用戶滿意度和忠誠度，使企業效益最大化才是網絡優化的最終目的。因為網絡優化工作必須緊緊圍繞企業運營的最終目標“實現企業利益最大化并保持企業的可持續發展”，所以，從企業的角度來看，網絡優化工作的主要目的定位于（1）創造競爭優勢全方位確保網絡的高質量運行，為保持原有市場份額和發展新的市場份額創造競爭優勢。（2）降低成本采用科學的方法和先進的支撐手段，降低運營成本，提高企業的綜合競爭力。雖然觀看的角度不同，網絡優化的目的不盡相同，但歸根結底，網絡維護和優化是為市場服務的，而市場是為用戶服務的，因此網絡優化的最終目的是提高用戶滿意度，從而使企業效益最大化。對網絡不斷進行優化的結果，從用戶角度將會看到隨時隨地都可方便的進行移動通信；掉話次數減少；呼叫建立失敗次數減少；通話時話音質量不斷改善；網絡有較高可用性和可靠性；從運營者角度將會看到掉話率下降；切換成功率提高；小區覆蓋率提高；擁塞率下降；接通率提高；用戶投訴減少。優化過程是多次反復調整的過程，直至網絡調整到最佳運行狀態。（二）優化的主要內容無線網絡優化系統的無線部分具有諸多不確定因素，它對無線網絡的影響很大，其性能優劣常常成為傳播的不確定性障礙物的阻礙等、基礎設施變化新商業區、街道、城區的重新安排、取決于地點和時間的話務負荷如運動場、話務要求、用戶對服務質量的要求的增加，都涉及到網絡優化工作。在保證網絡覆蓋、運行參數與設計參數相符（通過現場勘察、路測和OMC統計等方法）的情況下，優化工作主要表現為對基站子系統無線資源參數及基站小區RF參數進行微調。無線優化的主要內容包含1、網絡規劃。網絡規劃是網絡優化中很重要的一個環節，網絡規劃決定了日后網絡優化的范圍。合理的頻率規劃能有效降低系統干擾，提高用戶通話質量，降低用戶投訴合理的鏈路預算能避免許多盲區的產生合理的站址分布能有效減少干擾、節約網絡成本良好的初期站址選擇可減輕后期大量的網絡優化工作。2、網絡建成后的系統普查。網絡優化是一個系統工程，優化對象是網絡，不是單點，切切不可在不了解全網的情況下就開始優化。網絡普查是對網絡優化進行準備，它主要包括資料調查和系統檢查。1資料調查調查本次優化前的最新技術文件，了解全網MSC、HLR、BSC，BTS的容量和所在的物理位置，網絡結構，中繼電路數量及質量，同步方式和信令方式，當前網上本地用戶、漫游用戶數及密度分布，用戶投訴的熱點地區等內容。2系統檢查利用操作維護中心OMC檢查網管上顯示的告警點；檢查BTS和BSC數據庫，核實頻點分配、LAC劃分、載頻數量、鄰近小區關系和切換條件等；檢查交換機數據庫，核實有關HLR、VLR無線網絡參數。有時在網絡普查之后，就可以發現明顯不合理的方面。3、網絡運行后現網數據的采集和分析進行網絡優化的關鍵是對來自移動通信網絡數據，主要包括無線數據、話務數據和干擾分析數據進行分析。（1）無線數據分析無線數據分析包括信號覆蓋范圍、接收信號場強、天線增益和指向、相鄰小區間無線頻率的切換、同頻及鄰頻信號強度、使用的直放站覆蓋效果。（2）話務數據分析話務數據分析包括對掉話率的分析、相鄰小區間的關系是否完整、信令流量的設置準確度、誤碼率情況、話務流量是否溢出、高話務量基站是否出現阻塞掉話、接通率和擁塞等。話務數據分析還應該注意話務量發展的前期預測，如某個區域話務量的增長情況。（3）干擾分析數據干擾分析數據包括當誤碼率超過一定容限時出現的低話音質量區域，干擾的分布，網外干擾源的定位和分布，網內和網間聯通和移動的干擾、無線信號的衰落概率等。以上這些數據可以從網內的數據庫及監控系統的統計分析得到，也可以專門使用網絡優化測試工具路測而取得4、工程監督。高質量的工程實施是網絡質量的基本保障，也是優化活動開展的前提。優化人員應積極參與工程質量規范的制定，并總結優化中發現的工程質量問題。及時反饋給工程部門。根據上面的工作，提高無線接通率、掉話率、切換成功率等網絡運行指標，提高話音服務質量，降低干擾和用戶投訴。5、設備排障。GSM網絡發展到一定規模，覆蓋已經得到相當的改善，但網絡質量仍然不能滿足用戶的要求，主要原因是擴容頻繁，擴容期問網絡監控和保障不利，因受到工期緊的影響，質量監控體系不完善使得安裝和開通過程中存在較多質量問題。隨著設備使用時間的增加，一些故障，特別是隱性故障逐漸增多。這類故障并未達到告警門限，但惡化了網絡性能。發現并排除一些影響網絡性能的設備故障，是日常優化的主要內容，也是網絡優化的前提條件。6、網絡測試。利用各種測試設備和軟件，根據無線電波傳播特性和天饋系統傳輸特性，根據DT，CQRR測試和分析結果。對網絡進行優化工作。DT路測的主要內容有利用測試車輛、無線測試儀表、測試手機等工具對網絡進行全程測試及記錄，其內容包括所測路段的場強分布、越區切換點、越局切換點、呼叫失敗點、掉話位置、信號質量、頻率干擾情況、無線環境分布等。（三）優化措施隨著優化活動的深入和范圍的擴展，網絡優化技術也日趨成熟。一般的網絡優化活動分為兩個階段先對現有的網絡進行性能評估，對發現的問題進行分析；然后運用各種手段實施優化。在優化的具體實施過程中，需要對網絡存在的問題進行具體分析，并提出切實可行的方案，通過各種網絡參數以及硬件設備的不斷調整，最終達到提高網絡運行性能的目的。網絡優化是一個系統的工程，它包含著一系列的優化方式，各種優化方式的綜合，形成了網絡的整體優化。網絡優化基本方法，即“測試分析調整優化再測試再分析再調整優化”的反復循環過程，并制定“日通報、周統計、月測試”的網優工作制度。網絡優化工作對象已經不是簡單的面對通信設備，也不是簡單的面對客戶，而是面對整個市場，面對全公司，面對企業未來的可持續發展。將網絡優化貫穿于網絡規劃、建設和網絡維護的全過程，形成對網絡的閉環管理，是網絡優化發展的方向。1、話務統計分析法主要是根據OMC_R上收集的無線話務報告數據和系統硬件告警信息，將收集的參數分類處理成便于分析網絡質量的報告。通過話務統計報告中的各項指標呼叫成功率、掉話率、切換成功率、每時隙話務量、無線信道可用率、話音信道阻塞率和信令信道的可用率、掉話率及阻塞率等，可以了解到無線基站的話務分布及變化情況，從而發現異常；結合其他手段，可以分析出網絡邏輯或物理參數設置的不合理、網絡結構的不合理、話務量不均、頻率干擾及硬件故障等情況。2、路測分析法DT測試即路測，是指借助測試軟件、測試手機、電子地圖、GPS及測試車輛等工具，沿特定路線進行無線網絡參數和話音質量測定的測試形式，然后通過分析處理軟件對測試數據進行分析統計，對網絡進行評估和問題查找分析。路測分析法主要是分析空中接口的數據及測量覆蓋，通過DT測試，可以了解基站分布和覆蓋情況；切換關系、切換次數、切換電平是否正