高楼大厦GSM网络信号的优化实现毕业设计论文.doc
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1、毕 业 论 文(设 计) 中文题目:中文题目: 高楼大厦高楼大厦 GSMGSM 网络信号的优化实现网络信号的优化实现 英文英文题题目:目:Tall buildings GSM network signal optimized realization 毕业设计(论文)原创性声明和使用授权说明毕业设计(论文)原创性声明和使用授权说明 原创性声明原创性声明 本人郑重承诺:所呈交的毕业设计(论文),是我个人在指导教师的指导 下进行的研究工作及取得的成果。尽我所知,除文中特别加以标注和致谢的 地方外,不包含其他人或组织已经发表或公布过的研究成果,也不包含我为 获得 及其它教育机构的学位或学历而使用过的材
2、料。对本研究 提供过帮助和做出过贡献的个人或集体,均已在文中作了明确的说明并表 示了谢意。 作 者 签 名: 日 期: 指导教师签名: 日 期: 使用授权说明使用授权说明 本人完全了解 大学关于收集、保存、使用毕业设计(论文)的规 定,即:按照学校要求提交毕业设计(论文)的印刷本和电子版本;学校有权 保存毕业设计(论文)的印刷本和电子版,并提供目录检索与阅览服务;学校 可以采用影印、缩印、数字化或其它复制手段保存论文;在不以赢利为目的 前提下,学校可以公布论文的部分或全部内容。 作者签名: 日 期: 摘要摘要 移动通信的网络覆盖、容量、质量是运营商获取竞争优势的关键因素。网络覆盖、 网络容量、
3、网络质量从根本上体现了移动网络的服务水平,是所有移动网络优化的主 题。本文通过分析高楼大厦 GSM 网络出现的问题, 提出解决问题的方案,实现对高楼大 厦 GSM 网络的优化. 关键词关键词 GSM 网络优化 干扰 Abstact The Mobile communication network coverage、capacitance and quality which are key factors of an advantage in competitions for businessmen of mobile communication.The network coverage、cap
4、acitance and quality exemplify communications level of service which are theme to all communication network optimizations.In this case,This artical introducesTall buildings GSM network signal and analysising the interior network coverage problem to propose solutions to programs caused by wireless si
5、gnals decline and interference etc. interior and outside. KEY WORDS Global System for Mobile communication network optimization interfere 目录目录 1 1 前言前言 1 2 2 GSMGSM 网络优化的概述网络优化的概述 2 2.1 网络优化的概念.2 2.2 网络优化工作的主要内容2 2.3 GSM 网络优化流程3 2.4 网络优化方法3 3 3 中区大厦室内信号的特点中区大厦室内信号的特点 5 3.1“盲区”区域.5 3.2“乒乓效应”区域.6 3.3“
6、孤岛效应”区域.6 4 4 解决中区大厦室内覆盖的方法解决中区大厦室内覆盖的方法 7 4.1 覆盖方案.7 4.2 基站的小区参数设置.10 5 5 中区大厦覆盖系统的优化过程中区大厦覆盖系统的优化过程 12 5.1 掉话分析12 5.1.1 问题描述12 5.1.2 解决措施13 5.2 相邻小区.15 6 6 结述语结述语15 致谢致谢16 参考文献参考文献16 英文摘要英文摘要17 1 1 1 前言前言 GSM 数字移动通信系统是由欧洲主要电信运营者和制造厂家组成的标准化委员会 设计出来的,它是在蜂窝系统的基础上发展而来的。随着移动通信的普及,GSM 系统 已经成为最成熟的第二代移动通信
7、系统,全球绝大多数移动运营商都采用了这种系统。 到 2005 年 3 月 GSM 网络已经覆盖 200 多个国家,总用户已超过 10 亿,占全球移动通 信总用户的 80%以上。 在 GSM 蜂窝制式网络中,高层建筑物室内 GSM 网络信号杂乱,干扰严重,通话 质量差是其普遍现象。在建网初期,由于用户话务密度低,频率复用次数少,频率受 干扰程度较小,因此,该现象被最大程度弱化。随着话务密度的提高,无线网络的不 断扩大、用户期望值的上升及网络竞争形势日趋严峻,该现象将导致日益增多的网络 投诉。在一些高层建筑物的低层,基站信号通常较弱,存在部分盲区;在大多数的地 下建筑,如地下停车场、地下商场、地铁
8、、隧道等场所,通常都是盲区。在大中城市 的中心区 ,基站密度都比较大,平均站距小于,所以通常进入室内的信号通常 比较杂乱、不稳定。特别是在一些没有完全封闭的高层建筑的中、高层,进入室内的 信号非常杂乱,近处基站的信号、远处基站的信号通过直射、折射、反射、 绕射等方 式进入室内,信号忽强忽弱不稳定,同频、邻频干扰严重。手机在这种环境下使用, 未通话时,小区重选频繁,通话过程中频繁切换,话音质量差,掉话现象严重。移动 通信用户在室内的通信也受到了很大的影响和限制。 在本文中,先对 GSM 网络优化进行总体概述,然后对中区大厦 GSM 室内网络覆盖 系统做大致的介绍,在通过中区大厦 GSM 室内网络
9、覆盖系统出现的问题提出实现 GSM 网 络优化的方法. 2 2 2 GSMGSM 网络优化的概述网络优化的概述 2.12.1 网络优化的概念网络优化的概念 移动通信是至少有一方处于移动状态下进行通信的方式,所以移动通信网络的维 护与优化和固定电话网络的维护与优化之间的差别是很大的。最大的区别是移动通信 网的条件会不断发生变化,如周围环境、话务量分布等。 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。GSM 网络优化是指对正式投入运行的网络进行数据采集、数据分析,找出影响 网络运行质量的原因,并且通过对系统参数的调整和对系统设备配置的调整等技术手 段,使网络达到最
10、佳运行状态,使现有的网络资源获得最佳效益,提高网络的平均服 务质量,即最佳的覆盖;满意的信号强度以及最佳的通话音质和最低的掉话率等, 同时也对网 络今后的维护及规划建设提出合理建议。 网络优化的基本目标是提高或保持网络的质量,而网络质量是各种因素相互作用 的结果,随着优化工作的深入开展和优化技术的提高,优化的范围也在不断扩大。从 不同的角度来看,优化的目的则有所不同。从网络角度来看,主要是提高网络的服务 质量和尽可能减少运营成本;从企业角度来看,主要是创造竞争优势和降低成本。归 根结底,网络优化是为市场服务的,因此网络优化的最终目的是提高用户的满意度, 使企业利益最大化。 2.22.2 网络优
11、化工作的主要内容网络优化工作的主要内容 网络优化工作的主要内容包括以下方面: 设备排障:发现并排除一些影响网络性能的设备故障。 提高网络运行指标:无线接通率、阻塞率、掉话率、切换成功率、话音接通率 等。 提高话音服务质量。 话务均衡:G 网和 D 网之间、G 网内各小区之间、D 网内各小区之间的话务均 衡。 网络负荷均衡:信令负荷均衡、设备负荷均衡、链路负荷均衡等。 3 合理调整网络资源,疏通网络中的一些瓶颈,增加网络容量(包括对突发性大 话务量的支持) 。 提高设备利用率:提高频谱利用率、每信道话务量等。 减少线路投资:合理安排有线链路,路由调整等。 建立和维护长期的网络优化工作平台,建立和
12、维护网络优化档案。 2.32.3 GSMGSM 网络优化流程网络优化流程 GSM 无线网络优化是一个闭环的处理流程(如图 1) ,循环往复,不断提高。随着 近两年优化工作的不断深入,各分公司的优化工作实际上已进入一个较深层次的分析 优化阶段。即在保证充分利用现有网络资源的基础上,采取种种措施,解决网络存在 的局部缺陷,最终达到无线覆盖全面无缝隙、接通率高、通话持续、话音清晰且不失 真,保证网络容量满足用户高速发展 GSM 无线网络优化策略 图 1 2.4 网络优化方法 网络优化常用方法如下: 1. CQT 测试(CQT,Call Qually Test) CQT 测试是在城市中选择多个测试点,
13、在每个点进行一定数量的呼叫,通过呼 叫接通情况及测试者对通话质量的评估,分析网络运行的质量和存在的问题。 2路测(DT,Drive Test) DT 测试是指借助测试软件、测试手机、电子地图、GPRS 及测试车辆等工具,沿 4 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,对网络进行评估和问题查找分析。 DT 测试包括使用无线测试仪表对无线信号强度、越区切换位置、越区切换电平等 参数进行测量以及在移动环境中使用测试手机沿线进行全程拨打测试,通过所得无线 参数以及呼叫接通情况和测试者对通话质量的评估,为网络规划、网络工程建设以及 网络运行部门提供较为
14、完备的网络覆盖情况参考,同时也为网络运行情况分析提供较 为充分的数据基础。 3. 跟踪法 对网络 A、Abis、Um 等各个接口的信令进行跟踪收集,可以了解整个通信流程, 发现其中存在的问题,然后有针对性地进行分析和解决。 4. TOP10 分析法 采用 TOP10 法对统计数据进行分析,可以较为容易地把各项数据关联起来,发现 规律,找出问题。在日常优化工作中,每阶段对 10 个性能最差的小区进行优化处理可 有效地提高网络整体性能目标。 5. 网络模拟法 实际运行中网络的质量(反映各小区 RF、BSC 等参数的配置水平) ,可通过多种手 段进行评估,如路测、OMC 性能统计等。但规划中的网络质
15、量则难以评估,因为规划 报告(如覆盖干扰报告)给出的是宏观的统计数据。另外,网络优化过程中的优化效 果,只能通过上网实际运行来验证,这就存在较大的风险。因此,有必要提供一种手 段。在网络规划阶段(未建网)或网络优化阶段(网络已运行)对网络各个小区的 RF、BSC 等参数的配置水平进行评估,这就是网络模拟。 在网络规划或优化阶段,根据小区参数及 BSC 参数构造出设计参数对应的虚拟网 络,模拟手机在网络中行走(即路测) ,考察其切换、重选等情况,给出设计分析报告, 据此规划工程师给出 RF 参数、BSC 参数调整的建议。应用于网络规划中,可使规划结 果更令人满意;应用于网络优化中,则可大幅度地降
16、低网络优化的风险及费用(因为 在实际调整前可在计算机上进行模拟以确定优化方案) 。 3 3 中区大厦室内信号的特点中区大厦室内信号的特点 中区大厦是一座 32 层高的高层住宅楼(图 2)。-1 层为停车场,1 层为大堂,2-3 5 层为群楼,4 层以上为住宅。由于其所处地理环境的因素,基站密度都比较大,平均 站距小于,受到干扰严重。经过测试和分析,可将其问题如下: 图图图 2 2 2 3.1“3.1“盲区盲区”区域区域 在中区大厦电梯以及部分区域由于建筑结构屏蔽的原因,网络信号无法穿透墙壁 而形成盲区。通话质量测试图如图 3 所示 图 3 弱信号质量测试 6 3.2“3.2“乒乓效应乒乓效应”
17、区域区域 中区大厦高层内大部分区域,尤其是靠窗户近室外的区域。这种地方能接收到附 近各种室外基站的信号,信号强度都差不多,且带来不同程度的同、邻频干扰,手机 在这种情况下通话时,不停地在几个小区间来回切换,且通话质量相当差。通话质量 测试图如图 4 所示 图 4 3.3“3.3“孤岛效应孤岛效应”区域区域 这些区域在中区大厦的高层,这里由外界很强的信号覆盖,但由于各种干扰的因 素造成手机根本无法解出任何一个小区的码,无法登陆上任何小区,话质量测试图如图 5 所示 7 图 5 4 4 解决中区大厦室内覆盖的方法解决中区大厦室内覆盖的方法 4.14.1 覆盖方案覆盖方案 由于中区大厦所处地理环境比
18、较复杂,基站密度都比较大,平均站距小于, 干扰严重.考虑到中区大厦客流量大,特别是高端用户多,移动公司决定在中区大厦加一 个微蜂窝,现将室内覆盖常见的两种解决方案分述如下: (1)室内射频分布方案: 利用基站(微蜂窝)输出能量。该方案是选取不同耦合比的耦合器、功分器、经 由馈线将基站(微蜂窝)信号送达建筑物内的各个区域。增加干线放大器,以补偿信 号的传输损耗,延伸覆盖面积。系统如图 6: 8 图 6:室内射频分布方案 (2)室内光纤分布系统方案 室内光纤分布方案,利用光纤传输损耗小、布线方便,适合远距离信号传输的特点, 配合基站(微蜂窝) ,可解决高层及超大型建筑物内的信号覆盖,适用于要求较高
19、的大 型高层区域建筑物(群) 、小区等场合。光纤室内信号分布系统由主机和远端机组成, 如图 7 所示 9 图 7 一般选取微蜂窝基站为信源。基于两个方面的考虑,其一是室外信号在室内干扰比 较严重,必须采用新的干净的频点来覆盖室内,以保证良好的网络质量;其二是基于 网络容量方面的考虑,大型建筑内往往话务量较大。 改善高话务量地区的室内信号覆 盖,基站或微蜂窝基站为信源的室内信号分布系统是最佳解决方案。构成室内分布系 统的主要设备是:馈线、室内天线、功率直放机(干线放大器)以及耦合器、功分器 等无源器件。在系统设计上主要考虑的是能量分配的问题,就是选取不同耦合比的耦 合器、功分器、经由馈线将基站(
20、微蜂窝)信号送达建筑物内的各个区域, 室内光纤分布系统的主要优点在于光纤线路损耗小,可以克服长距离馈线电缆的 大损耗问题。多应用于基站发射端与天线之间距离很长的情况下,但目前,室内光纤 分布系统建设成本还较高.经过分析,采用射频分布方案来解决中区大厦的室内覆盖, 采用一个 3 载波的爱立信 RBS2202 基站作为信号源,再利用干线上的放大设备把信 号均匀分布到大楼的每一个角落,尤其是高层采用密集分布天线的方式以获得足够强 且均匀的信号,保证在通过对基站的参数进行调整后,室内用户都能登陆到室内小区 的频点上。如图 8 所示: 10 图 8: 覆盖系统原理 4.24.2 基站的小区参数设置基站的
21、小区参数设置 室内覆盖的主要目的是使室内的手机尽可能地使用室内覆盖站的信号,避免在高 层使用信号不稳定的室外基站。因此在室内分布系统开通时,要对室内基站(或微蜂 窝)进行参数调整设置,使的室内覆盖基站在空闲及通话状态时优先级别设置得比室 外基站高。 1 手机空闲状态的控制参数 小区选择参数 C1 的算法:C1=(RXLEV-ACCMIN)-MAX(CCHPWR,0) 小区参数 C2 的算法:C2=C1+CRO 根据上面的公式算法,通过降低 ACCMIN 值和加大 CRO 值(设置时需根据实际情况) ,使得手机登陆在室内基站信号上,即使这时室内基站的信号覆盖相对室外基站信号 弱一些。 2 覆盖边
22、缘场强设定 边缘强度主要取决于接收灵敏度、衰落储备及干扰储备。在室内覆盖系统中,多 径传播现象比室外系统更突出,特别是近场区,因此,在考虑快衰落储备时应有比较 大的余量,一般取 1015dB 左右,而慢衰储备在室内系统中一般不去做太多的考虑, 11 这是由于室内移动用户移动速度缓慢,覆盖半径只有几十米左右,周围环境变化不大, 在作覆盖预测时已作为阻挡损耗计算体现在设计中。干扰储备的取定与周围环境及宏 蜂窝的频率复用模式有关,在干扰特别情况下,C/N 决定小区的覆盖,如:偏远的农 村及大型建筑物的中间部分; 因此,我们将室内干扰分为三种情况考虑: (1) 低干扰情况:宏蜂窝采用 4/12 的频率
23、复用模式,复用次数不多,所处位置室 外覆盖较差,室内覆盖部分比周围建筑物高度低,只有靠窗等地方能收到微弱的信号, 且都在-90dBm 以下;或室内系统采用专用频率及多层小区优先接入结构,干扰储备可 取较小,一般取 5dB 以下。 (2)一般干扰情况:所处位置室外覆盖较好,但室内覆盖部分较差,和周围建筑高 度相差不多,有小部分地方能收到信号,但信号都较弱,在-85dBm 以下;干扰储备可 取 510dB。 (3)高干扰情况:宏蜂窝采用 3/9 或 MRP 的频率复用模式,复用次数较多,所处位 置室外覆盖较好,室内覆盖为解决高话务或建筑物的高层部分受到来自宏蜂窝多方向 的杂乱不稳定信号的干扰,或比
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