GSM网络测试及数据分析报告.docx

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GSM网络测试及数据分析报告

移动通信工程课程设计报告

GSM网络测试及数据分析

系别：

通信工程

专业班级：

学生姓名：

指导教师：

提交时间：

2013年11月20日

摘要

GSM是一个开放的标准系统，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系统，全球绝大多数移动运营商都采用了这种系统。

到目前为止，GSM网络已经覆盖近300个国家，有500多家运营商经营GSM网络，总用户数超过12亿。

同时随着GPRS的开通和大力发展，GSM网络已经平划渡到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。

根据欧洲计划，GSM将进一步过渡到WCDMA，这是目前较成熟，也是今后主流的第三代移动通信系统。

我国从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，目前我国的GSM用户突破5亿，中国移动通信也成为世界上用户最多、网络规模最大的移动通信运营商。

自投入商用以来，GSM标准得到不断验证，而且稳步发展。

现在的核心问题就是数据通信，包括承载业务和115kbit/s的分组交换数据业务，另外，GSM将成为最复杂的移动电话系统——覆盖整个地球的卫星系统的基础。

GSM正在不断进入新的应用领域，如开发微蜂窝、微微蜂窝基站，为室内商业环境提供无缝无线接入。

对于GSM通信系统和移动网络，在论文中都将得到详细和完整的介绍。

由此可见，GSM网络正在处于飞速发展阶段。

因此加强网络优化，搞好运行维护是提高移动通信网络质量的关键。

一个完善的网络往往需要经历从最初的网络规划、工程建设投入使用，到网络优化的历程，并形成良性循环。

关键字：

GSM网络及移动通信。

第一章设计目的

随着社会经济得法展，人类交往活动范围的不断扩大，人们迫切需要交往中的各种信息，而移动通信则是达到通信最终目的的有效手段，随着社会科学技术的不断发展，特别是无线电通信技术的发展和成熟，从18世纪末以来，移动通信技术取得了极大的进展。

设计目的如下：

1.学习GSM网络的基本原理。

2.学习GSM网络优化及改进措施。

第二章设计要求及设计指标

GSM移动通信系统是完全依照ETSI制定的GSM规范研制而成，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，它具有以下主要特点：

1.GSM系统由几个分系统组成，各分系统之间都有定义明确且详细的标准话接口方案，保证任何厂商提供的GSM系统设备可以互连。

同时，GSM系统与各种公用通信网之间也都详细定义了标准接口规范，使GSM系统可以与各种公用通信网实现互连互通；

2.GSM系统除了可以开放基本的话音业务外，还可以开放各种承载业务，补充业务以及与ISDN相关的各种业务。

GSM系统的主要组成如下：

图2-1GSM系统组成

GSM数字蜂窝通信系统的主要组成部分可分为移动台、基站子系统和网络子系统。

基站子系统（简称基站BS）由基站收发台（BTS）和基站控制器（BSC）组成；网络子系统由移动交换中心（MSC）和操作维护中心（OMC）以及原地位置寄存器（HLR）、访问位置寄存器（VLR）、鉴权中心（AUC）和设备标志寄存器（EIR）等组成。

第三章设计内容

3.1GSM网络分析

GSM无线网络的虚拟分层是近来在各种专业性文章中讨论得比较多的话题，还并未在我们目前的网络优化工作中应用，但它给我们今后的优化工作带来了新的思路。

3.1.1GSM网络的基本原理

无线网络结构分层是指在现有单层无线网络的基础上建立第二层无线网络，对服务区提供二次覆盖。

原网络采用低天线位置，吸收地面及低层空间活务；上层网络选择高天线位置，吸收高层空间话务和快速传输话务，同时充当底层网络的安全备份。

当底层网络某基站话务饱和时可向上层网络相关基站分流活务，从而减少基站阻塞的可能性。

当底层网络的基站障碍时，上层网络的基站将自动接替相关底层障碍基站提供服务，不会造成话务丢失。

通过提供立体空间面覆盖解决了高层建筑手机用户通信问题。

分层网的上层由于天线位置较高，电波可以以较大的角度向下传播，受障碍物阻挡的机会减小，从而改善了市区阴影地区的覆盖状况。

通过调整上下两层网络之间的接入关系，分层网络可以达到均衡网络话务的目的。

同时，分层网建设还为基站密度饱和无法建设新基站的市区提供了一种扩容手段。

常规的无线网络结构分层是物理上的分层，不占用原网络的基站，而是选择适当地点，重新投资基站设备另建新站，形成物理上独立的分层。

这种分层方法建设时间长，投资大，短时间内难以实现，而且对网络规模不是特别大，话务不是特别繁忙的城市不能普遍适用。

因此，大多数城市至今仍未对其GSM网络无线结构进行分层。

以下介绍的是一种有别于常规物理分层的虚拟分层方法。

3.1.2GSM网络分析

虚拟分层的具体做法是引入虚拟网络概念，在原网络基础上不增加任何设备，而是从现有无线网络中选择若干天线位置较高的基站，赋予这些站新的频率，加大其发射功率，适当调整天线俯仰角，增大覆盖范围，同时修改相关小区的切换参数和接人参数，使物理上归属底层网络的某些基站，不仅要覆盖原服务区，还要扩大服务范围，为相邻的其它基站提供二次覆盖，从而虚拟为上层网络的一个基站，承担起上层网络的任务。

这些虚拟为上层网络的基站在物理上利用的是原底层网络的基站，但在网络层次上和承担的任务上，归属上层网络。

虚拟为上层网络的基站之间建立切换关系后构成一个相对独立的完整网络石加在原网络上提供原网络二次覆盖成为原网络热备份，从而实现分层网的功能。

虚拟分层的方案在小区参数的设置上，参考了同心圆技术的小区参数设置，在网络层次上引进了虚拟网的概念，具有不增加任何设备、零投资的特点。

通过重新设置原网络相关无线小区的参数（主要是接入控制参数、小区切换参数、功率控制参数）即可虚拟出第二层网络，实现分层网功能，从而有效克服单层无线网络结构的弊端。

这种虚拟分层的方法灵活性高、易修正，是适应当前网络发展水平的普遍适用方法。

当网络规模发展到相当程度后，运营商也可根据需要选择物理分层。

基站分布图如下：

图3-1现网GSM基站分布

3.2网络优化的设计方案

网络优化作业的主要过程有：

网络普查、数据采集、数据分析、制定和实施优化方案，检查优化效果并总结留档。

网络优化是一项长期的、循序渐进的工作。

网络优化是一个系统工程。

它要求优化人员对全网了解，优化的对象是网络，不是单点，切切不可在不了解全网的情况下，就开始优化。

网络普查是进行网络优化的准备阶段，它主要包括：

1.资料调查

调查本次优化前的最新技术文件（如已有设计、测试结果，上一次优化的技术总结报告，用户申告等），包括全网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，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，就可发现明显不合理、需要优化的方面，就可以制定和实施优化。

3.数据采集

网络优化是在充分了解网络运行状态的前提下进行的。

因此，数据采集是一个非常重要的环节。

数据采集包括：

4.通过交换操作维护中心进行数据采集

通过交换操作维护中心（OMC-S）可以获得MSC话务统计，包括网内MSC、VLR、HLR、CCS6、小区，中继群、录音通知等，及网外侧呼叫其他业务网（含固定网，130网，90网，长城网等）各方向的来去话务量。

对于交换机可统计到各信令点的信令负荷、忙时鉴权次数、忙时TMSI分配次数、VLR用户数、关机或脱网用户数、业务类型使用频率、忙时位置更新次数等。

利用这些数据，结合GSM的当时运行情况，可修改MSC和BSC参数，减轻其工作负荷。

5.通过基站操作维护中心进行数据采集

通过基站操作维护中心（OMC-R）可以获得BSC话务统计（MOC话务量、MTC话务量、位置更新、切换、小区话务量、话务信道和信令信道等）。

可统计小区内主被叫应答率、TCH分配成功率、ICH分配失败原因占有率、掉话率、忙时话务量、TCH平均占用时长、忙时占用冗H信道数、切换（来／去）邻近小区及成功率，切换失败原因占有率等。

利用这些指标可分析该小区基站工作状况及优化方向。

6.使用仪表在有线部分进行测量采集

使用仪表在有线部分进行测量采集。

将MPA7300信令测试仪跨接在A接口和A接口。

MPA7300信令测试仪可启动计数器记录特定时段内事件的发生次数，并实时跟踪记录CCS7信令。

结合GSM规范，就可知道话音信道分配失败过程中，各种原因所占比例；切换失败过程中，各种原因所占比例；掉话率等指标。

7.通过某些工具对无线接口进行测试采集

8.借助测试仪表。

测试手机及测试车等工具结合地理信息图和网络资源配置对无线接口（Um）部分进行测试采集。

第四章本设计及改进方案

在网络建设初期，往往把基站各相关的参数设置在有利于扩大基站覆盖面的位置上。

随着GSM用户增多，网络下断扩建，基站越建越多，GSM无线网络不断向小蜂窝——微蜂窝结构发展，原先的基站参数（如基站的输出功率、无线高度、无线增益、无线倾角等）设置已不适应现在无线网络的发展需要，必须进行调整。

由这个因素引起的基站优化工作量最大，涉及面也最广，而且也是最迫切需要解决的问题，因为这直接关系到整个无线网络能否顺利扩容、增加无线网络容量、满足用户对GSM移动通信的需求等问题。

对设在市内高层建筑上基站的优化，对设在低层建筑物上基站的优化网络优化的关键是进行网络分析与问题定位，现行GSM网络存在问题主要从干扰、掉话、话务分布的均衡与流向和切换等方面进行分析，分析依据是得到可靠的网络数据。

1.OMC-C&S数据采集

　　OMC数据采集主要从OMC上UPLOAD现行网络数据库进行分析，容易发生问题的数据有：

基站小区结构和语音信道数、BSIC、小区系统类型、信道类型、时隙（包括子时隙）分配、小区跳频方式、PWR功率等级，邻区关系定义，以及小区内相关参数设置（系统消息数据、功率控制数据）等。

2.话务统计数据

OMC话务统计数据是了解网络性能指标的一个重要途径，它反映无线网络的实际运行状态，包含了BSC整体性能指标、小区TCH/SDCCH性能的测量、小区间/内切换性能测量、无线衰落率、接通与分配率等。

3.测试数据的提取

　　根据话务统计和用户的投诉情况进行路测，获取最直接的网络分布数据，测试结果通过测试软件VMS2WLE与BTS-CHI进行分析。

路测数据有：

测试区域内基站的相互地理位置、6个相邻小区的方位、覆盖以及相互切换情况等，规划中要确保基站经纬度数据的准确性以免造成邻近小区的漏创与误创。

第五章总结

网络优化的工作是指对正式投入运行的网络进行参数采集、数据分析、找出影响网络运行质量的原因，并且通过参数调整和采取某些技术手段，使网络达到最佳运行状态，使现有网络资源获得最佳效益，同时也对网络今后的维护及规划建设提出合理建议。

网络优化主要包括无线网络优化和交换网络优化两个方面。

网络优化是一项长期的不间断而且非常复杂的工作，有待于我们在实际工作中进一步摸索总结。

以上我们从理论和实践上对我们在日常优化中所遇到的如室内覆盖、天线在网络优化中的作用、掉话现象等热点问题以及网络虚拟分层技术进行了较为深入的探讨。

本文中所提出的一些分析问题、解决问题的思路和方法都是本人的一些见解。

第六章参考文献

[1].郭梯云.《移动通信》.西安电子科技大学出版社

[2].张威.《GSM网络优化-原理与工程》.人民邮电出版社

[3].戴美泰.《GSM移动通信网络优化》.人民邮电出版社

[4].韩斌杰.《GSM原理及其网络优化》.机械工业出版社

附录：

图1网络优化操作

图2网络优化操作

图3网络优化操作

图4网络优化操作