毕业论文
GSM无线网络的优化
I
毕业设计（论文）原创性声明和使用授权说明
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
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：
II
摘要
本文介绍了以第二代移动通信系统GSM为核心来讨论无线网络的优化过程、优化内容、优化措施及相关案例分析。利用相关软件进行路测分析的数据提取并进行数据分析，进一步提取问题原因，提出解决措施。移动通信系统广泛的应用于各个领域，无论是军事还是民用都得到了应用。
在路测分析数据采集中，通过对路的软件的学习，掌握了软件操作流程，如各种仪器（GPS导航设备、路测MOS盒、笔记本电脑、测试手机、各种连接线）并进行数据的采集。
在数据分析中，通过学习GSM网络系统的标准，结合实际环境，对发生问题的区域数据进行分析，找出问题所在，并提出解决方案，谨慎实施方案（通过调节各种物理参数，如天线下倾角、方位角、挂高……），并进行路测跟踪，确认问题是否得到解决。
通过对GSM网络优化与实现的研究，充分体现了移动通信网络优化的必要性和重要性。
关键词：GSM，路测软件，数据分析，解决方案
III
ABSTRACT
This paper introduces the second generation mobile communication system as the core GSM wireless network optimized to discuss the process of optimizing the content, optimization measures and the related case study. Road testing using related software analysis of the data extraction and data analysis, and further extraction of the problem, and proposes solutions. Mobile communication systems are widely used in various fields, whether military or civilian have been applied.
In the drive test analysis of data acquisition, through with the requisite software, study and master the software operational processes, such as various equipment (GPS navigation equipment, road test MOS boxes, notebooks, test phones, a variety of connection line) and data collection.
In the data analysis, by studying GSM network standards, combined with the actual environment, problems of regional data analysis to identify problems and propose solutions, careful implementation of the program (through regulation of various physical parameters, such as antenna inclination angle, azimuth, hanging high ... ...), and to drive test track, to confirm whether the problem is resolved.
On GSM network optimization and implementation of research, fully embodies the mobile communication network optimization of the necessity and importance.
KEY WORDS: GSM, drive test software, data analysis, solutions
IV
目录
目录
摘要............................................................................................................................. II ABSTRACT ................................................................................................................. I V 目录........................................................................................................................... V 前言.......................................................................................................................... V I 1绪论.. (1)
1.1课题背景及其意义 (1)
1.1.1移动通信的发展过程 (1)
1.1.2课题意义 (3)
1.2本论文研究内容 (3)
1.3本论文章节安排 (6)
2 GSM路测（DT） (7)
2.1 GSM路测准备-工程参数 (7)
2.2 GSM路测设备 (8)
2.3 路测步骤 (9)
3 GSM优化分析 (11)
3.1 孟连县案例 (11)
3.1.1 孟连县拉网测试 (11)
3.1.2孟连澜沧糯福 (15)
3.2个别特殊案列 (25)
3.2.1 越区覆盖分析 (25)
3.3 G网单站验证报告 (31)
3.3.1江北观音桥中兴段基站测试优化报告 (31)
3.3.2 单站优化报告 (41)
4 GSM优化软件工具介绍 (46)
4.1 GSM网络优化软—日讯NP3G (46)
4.2 GSM网络优化软件—鼎利Pilot Pioneer (46)
4.3 华星Spire (47)
5 结论与展望 (49)
致谢 (50)
参考文献 (51)
V
重庆电子工程职业学院毕业设计（论文）
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前言
GSM网络的优化主要指网络投入商用前的预优化以及网络投入商用后的持
续的优化。网络优化结果的好坏，网络优化工作的水平的高低，直接关系到网络未来性能的稳定和容量的发挥。论文主要介绍GSM网络工程优化的内容、优化措施，TD室分的数据和外泄数据等分析，以及室分鼎立软件的介绍。
本论文是在我个人工作经验的基础上参考李世鹤先生《GSM网络基本原理》和朱东照先生编写的《GSM无线网络规划设计和优化》，吸取国内外教材的知识优点，在深圳志威信实业有限公司资深工程师张耀辉和重庆电子工程职业学院通信系蔺玉柯老师的指导下，结合个人分析实际案例编写完成。
本论文研究的目的是为了发掘细致，完善的网络优化，可以充分降低全网的干扰水平，改善网络性能，提高呼叫接通率，减少业务中断，提高网络的数据业务吞吐能力，优化全网切换成功率，提高网络容量。网络优化在GSM网络的建设、维护工作中，是一项持续进行的日常工作。
由于编者水平和知识有限，加之时间仓促，书中有不妥和错误之处在所难免，希望读者和专家批评指正。
前言
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1绪论
1.1课题背景及其意义
1.1.1移动通信的发展过程
当今的社会已经进入了一个信息化的社会，没有信息的传递和交流，人们就无法适应现代化的快节奏的生活和工作。人们期望随时随地，及时可靠，不受时空限制地进行信息交流，提高工作的效率和经济效益。
移动通信可以说从无线电发明之日就产生了。1897年，马可尼所完成的无线通信实验就是在固定站与一艘拖船之间进行的。而蜂窝移动通信的发展是在二十世纪七十年代中期以后的事。移动通信综合利用了有线、无线的传输方式，为人们提供了一种快速便捷的通讯手段。由于电子技术，尤其是半导体，集成电路及计算机技术的发展，以及市场的推动，使物美价廉、轻便可靠、性能优越的移动通信设备成为可能。现代的移动通信发展至今，主要走过了两代，而第三代现已开始商用，中国自主开发的TD-SCDMA。
第一阶段是模拟蜂窝移动通信网，时间是本世纪七十年代中期至八十年代中期。1978年，美国贝尔实验室研制成功先进移动电话系统(AMPS)，建成了蜂窝状移动通信系统。而其它工业化国家也相继开发出蜂窝式移动通信网。这一阶段相对于以前的移动通信系统，最重要的突破是贝尔实验室在七十年代提出的蜂窝网的概念。蜂窝网，即小区制，由于实现了频率复用，大大提高了系统容量。
第一代移动通信系统的典型代表是美国的AMPS系统和后来的改进型系统TACS，以及NMT和NTT等。AMPS(先进的移动电话系统)使用模拟蜂窝传输的800MHz频带，在北美，南美和部分环太平洋国家广泛使用；TACS(总接入通信系统)使用900MHz频带，分ETACS(欧洲)和NTACS(日本)两种版本，英国，日本和部分亚洲国家广泛使用此标准。
第一代移动通信系统的主要特点是采用频分复用，语音信号为模拟调制，每隔30KHz/25KHz一个模拟用户信道。第一代系统在商业上取得了巨大的成功，但是其弊端也日渐显露出来：
(1) 频谱利用率低
(2) 业务种类有限
(3) 无高速数据业务
(4) 保密性差，易被窃听和盗号
(5) 设备成本高
(6) 体积大，重量大。
为了解决模拟系统中存在的这些根本性技术缺陷，数字移动通信技术应运而
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生，并且发展起来，这就是以GSM和IS-95为代表的第二代移动通信系统，时间是从八十年代中期开始。欧洲首先推出了泛欧数字移动通信网(TD) 的体系。随后，美国和日本也制订了各自的数字移动通信体制。数字移动通网相对于模拟移动通信，提高了频谱利用率，支持多种业务服务，并与ISDN等兼容。第二代移动通信系统以传输话音和低速数据业务为目的，因此又称为窄带数字通信系统。第二代数字蜂窝移动通信系统的典型代表是美国的DAMPS系统，IS-95和欧洲的GSM系统。
(1) GSM(全球移动通信系统)发源于欧洲，它是作为全球数字蜂窝通信的DMA标准而设计的，支持64Kbps的数据速率，可与ISDN互连。GSM使用900MHz频带，使用1800MHz频带的称为DCS1800。GSM采用FDD双工方式和TDMA多址方式，每载频支持8个信道，信号带宽200KHz。GSM标准体制较为完善，技术相对成熟，不足之处是相对于模拟系统容量增加不多，仅仅为模拟系统的两倍左右，无法和模拟系统兼容。
(2) DAMPS (先进的数字移动电话系统)也称IS-54(北美数字蜂窝)，使用800MHz频带，是两种北美数字蜂窝标准中推出较早的一种，指定使用TDMA 多址方式
(3) IS-95是北美的另一种数字蜂窝标准，使用800MHz或1900MHz频带，指定使用CDMA多址方式，已成为美国PCS(个人通信系统)网的首先技术。
由于第二代移动通信以传输话音和低速数据业务为目的，从1996年开始，为了解决中速数据传输问题，又出现了 2.5代的移动通信系统，如GPRS和IS-95B。移动通信现在主要提供的服务仍然是语音服务以及低速率数据服务。由于网络的发展，数据和多媒体通信的发展势头很快，所以，第三代移动通信的目标就是移动宽带多媒体通信。从发展前景看，由于自有的技术优势，CDMA技术已经成为第三代移动通信的核心技术。为实现上述目标，对3G无线传输技术(RTT：Radio Transmission Technology)提出了以下要求：
(1) 高速传输以支持多媒体业务。室内环境至少2Mbps；室内外步行环境至少384kbps；室外车辆运动中至少144kbps；卫星移动环境至少9。6kbps。
(2) 传输速率能够按需分配。
(3) 上下行链路能适应不对称需求。
第三代移动通信系统最早由国际电信联盟(ITU)于1985年提出，当时称为未来公众陆地移动通信系统(FPLMTS，Future Public Land Mobile Telecommunication System)，1996年更名为IMT-2000(International Mobile Telecommunication-2000)，意即该系统工作在2000MHz频段，最高业务速率可达2000kbps，预期在2000年左右得到商用。主要体制有WCDMA，cdma2000和GSM。1999年11月5日，国际电联ITU-R TG8/1第18次会议通过了"IMT-2000无线接口技术规范"建议，
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其中我国提出的TD技术写在了第三代无线接口规范建议的IMT-2000 CDMA TDD部分中。
1.1.2课题意义
在大学三年的学习中，使我积累了很多知识，为了对我这三年所学的知识有一个更好的了解和巩固，特此,我选择该题目作为我的毕业设计题目。该题目与我所学的知识基本相吻合，可以检测出我所学的知识是否到位，并且能了解我的掌握和运用情况。同时通过这个题目，自己的实践动手、动笔能力得到锻炼，增强了即将跨入社会去竞争，去创造的自信心。如果能自己独立完成该设计也是从知识转向能力的一好很好的过程，能让我在其中发现自己的不足，哪写方面需要补充，哪些方面有待于强化，同时在自己动手制作的时候，能够培养我严谨，认真的好的工作态度，这对以后走向社会有着不可多得的帮助。在做这项毕业设计时，还使我掌握了文献检索、资料查询的基本方法以及获取新知识的能力。同时也训练和提高了我对通信技术的认识，更深入了解国内移动通信发展状况。在毕业设计的最后所进行的答辩也能很好的培养我口述的能力，从而让我在进入社会需要这项能力的时候，有着很好的自信心。更好的为个人职业规划做好准备。深入了解2G技术，了解移动通信技术。
1.2本论文研究内容
GSM网络原理（网络结构、应用技术、信令流程……）
GSM网络优化任务：
主要是寻求最佳的系统覆盖、最小的掉话和接入失败、合理的切换（硬切换、接力切换）、均匀合理的基站负荷和最佳的导频分布等方面。优化参数包括每扇区的发射功率、天线位置（方位角、下倾角、高度）、邻区列表及其导频优先次序、邻区导频集搜索窗大小和切换门限值等。无线资源管理（RRM）一般包括切换控制、功率控制、接纳控制、负载控制和资源分配策略等。此外，GSM特有的优化任务包括业务信道与公共信道的平衡、时隙配置、接力切换、DCA和智能天线等关键技术的合理应用。GSM系统使用特殊的帧结构，采用了智能天线、联合检测、DCA和上行同步等关键技术，因此GSM 系统RRM算法设计更为灵活，优化复杂度高。通过学习优化方法，利用其完成问题分析，并解决问题。
优化内容：
Idle状态测试的优化
清频测试后，首先让手机在idle状态进行覆盖测试，然后再做拨打测试，可以提高优化的效率。在idle状态下，测试手机只进行小区选择和重选、位置更新等，状态比较稳定。测试的参数主要是P-CCPCHRSCP和P-CCPCHC/I。
单站测试与优化
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由于每个基站周围的地物环境（如建筑物平均高度、建筑物的密集程度）都是十分复杂的，这就需要对每个基站的方位角和下倾角进行合理的设置。在网络规划阶段设置的方位角和下倾角还需要在实际的优化中进行调整，争取达到每个基站的均匀覆盖。
先对单个基站进行优化，很容易发现基站和扇区过覆盖或弱覆盖的情况。过覆盖的情况在全网优化时，常会造成邻区漏配，对服务区形成干扰。如果在单站阶段不能发现，到全网优化时是很难发现并解决的。
邻区优化
邻区的优化主要是排查是否有邻区漏配的情况发生。
如发生邻区漏配的情况，主要会对网络产生两方面的影响：一是在小区重选时终端不会重选到本来信号较好的邻区，而是一直驻留在信号差的小区，导致呼通率等指标降低；二是影响扰码的优化，如A、B两个小区是邻区，但没有配成邻区，那么就有可能把这两个小区的扰码配成一样，造成解调的困难。
扰码优化扰码配置的原则为：相邻小区不能使用相同的下行导频码和扰码。
在切换过程中，核心网和终端是以频点和码字来区分小区。如果有相同的码字出现，核心网和终端无法区分要切换的小区，会导致切换失败。
邻区优化完成后，再对扰码进行优化。如果邻区关系改变了，需要再次对扰码进行排查，避免相邻小区间有同频同码字出现。
强干扰区域
对于发现的强干扰区域，可以采取下调下倾角或减小基站发射功率等手段来降低干扰基站的信号电平。
弱覆盖区域
对弱覆盖区域可以上调下倾角、增大发射功率、改变方位角、使天线主瓣避免正对高大建筑物等手段来达到增强覆盖的目的。但在改变方位角的时候，还需要注意网络对称与天线交叠。
网络称：目前网络采用三叶草站型（三个扇区的方位角分别是0度、120度、240度），为尽可能保证理想的蜂窝形状，应尽量保持三个扇区的相对位置，否则会带来相邻扇区（包括本基站和相邻基站）的交叠，使有些地方的干扰增大而有些地方则覆盖减弱。
天线交叠：三扇没有交叠时（三个扇区间距120度，即0度、120度、240度），交界区的信号衰减10dB，如果发生的交叠达到20度（三个扇区的方位角分别是0度、120度、220度），则交叠区的信号衰减只有6dB，交叠区会出现较强的同频干扰。因此天线交叠一般应控制在10度左右。
优化措施：
1.排出设备故障
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检查和发现与设计不符合、安装错误以及运行异常的设备，定位并解决网络故障。
2.基站勘测
通过现场勘查，发现工程中遗留问题，并予以解决。建立可靠、完善的基站数据库，为今后的维护优化工作奠定坚实基础。
3.网络仿真
通过规划软件，仿真网络运行情况。运用当地实际的测试结果，校正传播模型，是仿真更加吻合当地实情。
4.DT/CQT测试
通过实际测试，获得真实的无线环境和网络性能感受，对问题进行准确的定位，发现并解决问题
5.数据核查分析
包括：小区结构和资源、小区参数、OMC报表、用户投诉记录、交换局数据、交换性能指标、网络性能指标、网络同步、信令负荷和质量、传输和VLR 用户情况等。
6.工程参数优化
工程参数：站点位置、天馈线类型、增益、方位角、下倾角和高度等方面。
7.系统参数调整
小区系统参数包括公共和业务信道发射功率配置、功控参数、资源管理和系统消息等方面内容。
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优化流程：
图1-1优化流程图
1.3本论文章节安排
本文简要介绍了GSM 示牌：第一章前言，第二章GSM路测（DT），第三章GSM 优化分析，第四章GSM优化软件工具介绍，结论与致谢
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2 GSM路测（DT）
2.1 GSM路测准备-工程参数
1.基站信息（由后台每天提取数据得知，用于查找数据等）
图2-1 基站信息表
从基站信息表中可以获得基站的参数（如：经纬度、方向角、扇区号....）,在工程优化时为天线调节工程师提供调节依据，便于我们分析数据提出解决方案。为在工程结束后提高备案资料。
2.路测区域地图
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图2-2 测试地区地图
通过地图可以准确的对问题区域进行路测提取数据。如上图所示主显区域为
我们所要测试的问题区域。
2.2 GSM路测设备
在GSM系统中，用到了以下几种主要的设备：
1：六路MOX盒（日讯NP3G、鼎利Pilot Pioneer、华星Spire）2：蓝牙适配器
3：测试手机2部+测试卡（大唐8142）
4：测试电脑（笔记本IBMT400/戴尔D6400）
5：插板一个
6：车载逆变器一部
7：GPS（Toshiba E740-E330 Driver）
8：测试车辆（熟悉地方路况）
9:加密狗
10:一转四USB
2.3 路测步骤
1.连接设备：
将路测MOX盒设备按照规范连接到笔记本电脑上去，打开测试软件观察设备是否连接正常（测试信令窗口出现主被叫信令、GPS正常打点）此图为设备连接图：
图2-3 设备连接示意图
2.试呼：
打开测试软件开始试呼叫，观察Graph和Events List是否正常；
Graph示意图
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图2-4 通话中MOS比对示意图
通过此图我们可以了解电话在通话中是否与模板进行比对。
3.进入测试区域测试：
进入测试区域打开软件开始测试，并且保存LOG文件
4.测试完成：
测试完成后，将测试数据提取，并拿回后台进行问题分析。
重庆电子工程职业学院毕业设计论文
3 GSM优化分析
3.1 孟连县案例
3.1.1孟连扩安拉网测试
孟连扩安2起呼失败
移动（覆盖场强）
现象描述：
上图所示：在2010年10月23日由南到北方向，从孟连热水塘到孟连扩安2之间测试中有1次起呼失败。经分析孟连扩安2小区（BCCH：10、IC：46292）接收电平良好（接收电平：-66dBm、RXQualFull:7），通话质量太差，从而判断是干扰引起的起呼失败。原因是孟连扩安2小区（BCCH：10）与孟连芒弄2小区（BCCH：10）的BCCH一致，干扰太大，从而导致起呼失败。
处理建议：
建议调整孟连扩安2小区天线角度，减小和孟连芒弄2小区之间的BCCH干扰。
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重庆电子工程职业学院毕业设计（论文）
孟连南垒河新桥切换失败
移动（覆盖场强）
现象描述：
如上图所示在2010年10月23日由南向北，从孟连扩安向孟连南垒河新桥基站测试中，孟连南垒河新桥3小区（BCCH：14、CI：38633）切换到孟连扩安2小区（BCCH：10、CI：46292）基站由于孟连扩安2小区（BCCH：10）与孟连芒弄2小区（BCCH：10）的BCCH一样，而又相隔太近，所以干扰太大，而导致切换失败。
处理建议：
建议调节孟连扩安2小区的天线，减小覆盖范围，从而减少干扰。调节孟连芒弄2小区的天线，扩大覆盖范围。
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