GSM网络优化与设计 毕业论文.doc
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1、 毕 业 设 计(论 文) 题 目: G S M 网 络 优 化 与 设 计 姓 名: 学 号: 专 业: 通 信 技 术 指导教师: 2011 年 5 月 1 日 1 目 录 摘要摘要1 1 第一章:绪论第一章:绪论4 4 1 11 1 课题研究背景课题研究背景4 4 1.21.2 国内外研究、应用现状国内外研究、应用现状 5 5 第二章第二章 GSMGSM 系统简介网络优化流程系统简介网络优化流程 7 7 2.12.1 GSMGSM 系统结构系统结构 7 7 2.22.2 GSMGSM 无线网络优化的流程无线网络优化的流程 9 9 第三章第三章 无线网络勘察及环境分析无线网络勘察及环境分析
2、1212 3.13.1 概述概述 1212 3.2.3.2.无线网络勘察无线网络勘察1212 3.33.3 环境分析环境分析 1313 第四章第四章 网络建设需求分析网络建设需求分析1515 4.14.1 需求分析概述需求分析概述 1515 4.24.2 区域划分区域划分 1515 4.2.24.2.2 按业务分类按业务分类 1616 4.34.3 用户预测用户预测 1616 4.44.4 话务分析话务分析 1616 4.54.5 无线环境无线环境 1616 4.64.6 客户的网络建设策略客户的网络建设策略 1717 第五章第五章 无线网络的详细规划无线网络的详细规划1818 5.15.1
3、网络规划概述网络规划概述 1818 5.25.2站点选择与勘测站点选择与勘测1919 5.35.3容量规划容量规划2020 5.45.4 覆盖预测覆盖预测2020 5.55.5 小区规划小区规划2222 5.65.6 频率规划频率规划2222 第六章第六章 网络仿真网络仿真2424 6.16.1 网络仿真目的网络仿真目的2424 6.26.2 仿真的前期工作仿真的前期工作2424 6.36.3 仿真电子地图知识仿真电子地图知识2525 2 6.46.4 网络仿真基本流程网络仿真基本流程2525 第七章第七章 当归大酒店优化报告输出当归大酒店优化报告输出2626 7.17.1 楼宇概况楼宇概况
4、2626 7.27.2、测试详情、测试详情2727 7.37.3、整改方案、整改方案3030 第八章第八章 结论与展望结论与展望3131 致致 谢谢3232 参考文献参考文献3333 1 摘要摘要 1993 年,GSM 在我国开始进入商业用途,距今有 18 年,目前我 国 GSM 网络用户已经超过 5.5 亿,网络规模和容量都居世界第一, 我国通信网络面临这严峻挑战。 一方面由于移动用户数目惊人发展,网络规模不断扩大,但频 率资源匮乏,无线网路的频率复用系数越来越小,网络规模庞大导 致出现的问题也越来越多样化和复杂化,此时单考日常的维护已经 无法切实的为广大移动用户提供高质量的移动通信服务。
5、另一方面随着竞争的激烈和用户的高要求,如何使网络达到最 佳的运行状态,如何提高通信质量,提高网络的平均服务水平已经 提高系统设备利用率,已经成为网络运营商的首要任务。特别是我 国 GSM 网络在扩容时普遍存在周期短,速度快的情况,导致工程中 留下很多质量问题,需要在后期的网络优化中解决。 关键词: GSM 频率复用 通信质量 网络优化 2 Abstract In China, GSM network has a history of 18 years, ever since it began its commercial use from 1993.its present amount of
6、China user is more than 550 million, either of the scale and capacity ranks first in the world. Our domestic mobile-communications are confronted with severe with severe and rigorous challenges. On the one hand in pace with the astonishing growth of telecommunication users, the network keeps expandi
7、ng in scale. However ,problems like want of frequency resources, the smaller coefficient of frequency reuse and more unwieldy network, bring about more and troubles of increasingly diversified and complicated. Thus mere routine maintenance is not enough to provide high-qualified service for the broa
8、d mobile-communication users. On the other hand, as the competitions are keener, and to meet the higher demand of customers, the network operators are faced with some urgent and critical tasks and difficulties: how to run the network to its optimum, how to heighten the quality of telecommunications,
9、 how to improve the average service and utilization rate of system installations, etc. Especially in China ,”short cycle” and speediness are two peculiarities commonly existing in the GSM expanding capacity duration. It left over some quality problems, which should be resolved during the late networ
10、k-optimization. Keywords: GSM; Frequency Reuse; Quality of Mobile 3 Communications; Network-Optimization 4 第一章:绪论第一章:绪论 11 课题研究背景 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
11、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GSMGPRS3G 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
12、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
13、 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 5 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
14、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。 1.2 国内外研究、应用现状 1.2.1 发展概述 可以与各种公用通信网互连互通,尤其与 ISDN 的兼容性,可提供更多的 业务,各种接口规范明确,网络适合未来数字化发展的要求。 GSM 组
15、网结构灵活方便,能更有效地使用无线频率,抗干扰性强,通信质 量高,能提供相当好的话音质量。 采用了鉴权、语音加密等技术使用户信息安全性得到保证。 在采用 GSM 系统的所有国家范围内,可提供穿越国界的自动漫游功能。 用户终端更小、更轻便、功能更强。 1.2.2 GSM 给我们的生活带来了什么改变 中国内地大规模的蜂窝式移动通信开通到现在整整 20 年了。要说印象最深 的,就是 20 年来移动通信改变了人们的生活,改变了人们的工作,改变了人们 学习的方式,甚至改变了人们娱乐的方式。它正在创造出一种新的文化,这是 一种巨大的改变。 无线联络的能力走进千家万户,就意味着一个时代结束和新一个时代的开
16、始。就象汽车的普及为社会生活装上轮子, Internet 进入家庭令我们进入信息 社会, PC 机的广泛使用完全改变了工作和生活方式一样,在人类历史上,重 大的技术进步成果的社会化应用一定会促进社会生活模式的急剧变化。我们今 6 天来讨论移动与生活,最直观的原因是:我们今天已经难以想象没有了手机, 怎样工作和生活。 “移动”,我的理解是摆脱了地理位置束缚的能力,人们能够在需要时瞬 间实现虚拟集结,能够在瞬间获取文字甚至是图像信息,时间和空间都被压缩 了,距离和场所已经不再是交流的障碍。正是这种能力以及不断伴生的应用服 务向社会各个角落的渗透,深刻地作用于社会生活,改变了社会公众的生活方 式。套
17、用一个经济学的说法:“经济基础作用于上层建筑”。 7 第二章 GSM 系统简介网络优化流程 2.1 GSM 系统结构 GSM(Global System for Mobile Communication; 全球移动通信系统)主 要分交换部分和无线部分。其中交换部分和 PSTN(公共电话网络)网很类似, 而无线部分是 GSM 网络特有的。由于无线特有的移动性、复杂性,以及传播条 件恶劣所带来的衰落等原因,直接影响了无线通信的质量,所以无线部分是优 化的重点对象。一套完整的 GSM 蜂窝系统主要由:MS(移动台) ,BBS(基站子 系统) ,NSS(交换网络子系统) 。OSS(操作支持子系统) ,
18、这四大部分组成, GSM 网络系统结构如图所示 图 2-1 GSM 网络系统结构 2.1.1 移动台/移动用户(MS) 移动台是整个系统直接由用户使用的设备,可分为车载型、便捷型和手持 型。应当指出的是,在 GSM 系统中,物理设备与移动设备是相互独立的。也就 是说,用户的所有信息都存储在 SIM 卡(用户识别卡)上,系统中的任何一个 移动台都可以利用 SIM 卡来识别用户.由网络来进行相关的认证。 2.1.2 基站子系统(BSS) 8 BSS 系统是指在一定的无线覆盖区域中由 MSC 控制,与 MS 通信的系统设备, 它主要负责无线发送接受和无线资源管理等功能,功能实体可分为基站控制器 (B
19、SC)和基站收发信台(BTS) 。 BSS 在 GSM 网络的固定部分和无线之间提供中继,一方面 BSS 通过无线接 口直接与移动台实现通信连接,另一方面 BSS 又连接到网络的移动交换机。 (1)BSC 基站控制器 基站控制器是基站收发台和移动交换中心之间的连接点,也为基站收发台 和操作维护中心交换信息提供接口。一个基站控制器通常控制多个基站收发台, 其主要功能是进行无线信道管理、实施呼叫和通信链路的建立、拆除,并为本 控制区内移动台的过区切换进行控制,控制完成移动台的定位、切换即寻呼等, 是个很强的业务控制点。 (2)BTS 基站收发信台 基站收发信台(BTS)包括无线传输所需要的各种硬件
20、和软件,如发射机、 接收机、支持各种上小区结构(如全向、扇形、星状和链状)所需要的天线, 连接基站控制器的接口电路以及收发台本身需要的检测和控制装置等。BTS 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。 BTS 包括无线收发信机和天线,还有与无线接口相关的信号处理电路。信 号处理电路将实现多址复用所需的帧和时隙的形成和管理,以及为改善无线信 道传输所需的信道编、解码和加密、解密、速率适配等功能。 2.1.3NSS(网络子系统) 网络子系统主要完成 GSM 系统的交换功能和用于拥护数据与移动性管理, 安全性管理所需的数据库管理功能。 (
21、1) 移动业务交换中心(MSC) 是 GSM 网络系统的核心,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他公用通信网之间的接口。 (2) 访问用户位置寄存器(VLR) VLR 是一种用于存储来访问用户位置信息的数据库,用于寄存所有进出本 交换机服务区域用户的信息。VLR 也存储两类信息:一是本交换区用户参数, 该参数从 HLR 中获得的。二是本交换区 MS 的 LAI。 (3) 归属用户位置寄存器(HLR) 归属用户位置寄存器(HLR)是 GSM 系统的中央数据库,存储着该 HLR 控制 的所有存在的移动用户的相关数据。一个 HLR 能够控制若干个移
22、动交换区域以 9 及真个移动通信网,所有用户重要的静态数据都存储在 HLR 中,这包括移动用 户识别码、访问能力、用户类别和补充业务等数据。HLR 还存储且为 MSC 提供 关于移动用户实际漫游所在的 MSC 区域相关动态数据。这样,任何入局呼叫可 以即刻按选择路径送到被叫的用户。 (4) 鉴权中心(AUC) GSM 系统采取了特别安全的措施,例如用户鉴权、对无线接口上的话音、 数据和信号信息进行保密等。因此,鉴权中心(AUC)存储着鉴权信息和加密密 钥,用来防止无权用户接入系统和保证通过无线接口的移动用户通信的安全。 AUC 属于 HLR 的一个功能单元部分,专用于 GSM 系统的安全性管理
23、。 (5) 移动设备识别寄存器(EIR) 移动设备识别寄存器(EIR)存储着移动设备识别码(IMEI) ,通过检查白 色清单、黑色清单或灰色清单这三种表格,在表格中分别列出了准许使用的、 出现故障需监视的、失窃不准使用的移动设备的 IMEI 识别码。 2.1.4 操作支持子系统(OSS) 操作支持系统(OSS)需完成许多任务,包括移动用户管理、移动设备管理 以及网络操作和维护。移动用户管理可包括用户数据管理和呼叫计费。用户数 据管理一般由归属用户位置寄存器(HLR)来完成这方面的任务,HLR 是 NSS 功 能实体之一。用户识别卡 SIM 的管理也可以认定是用户数据管理的一部分,但 是,作为相
24、对独立的用户识别卡 SIM 的管理也可认为是数据管理的一部分,但 是作为相对独立的用户识别卡 SIM 卡的管理,还必须根据运营商部门对 SIM 的 管理要求和模式采用专门的 SIM 个性化设备来完成。呼叫计费可以由移动用户 所访问的各个移动业务交换中心 MSC 和 GMSC 分别处理,也可以采用通过 HLR 或 独立的计费设备来集中处理 2.2 GSM 无线网络优化的流程 网络优化实际上是一个循环过程,首先要对网络进行普查,数据采集,然 后对数据进行分析,最后制定和实施方案。如果该套方案的实施不能满足优化 的要求,则从新从网络普查开始循环优化的流程,GSM 网络优化流程图如下 10 网络普查数
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