GSM高层覆盖问题及网络优化解决方案毕业设计.docx

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GSM高层覆盖问题及网络优化解决方案毕业设计

毕业设计（论文）

GSM高层覆盖问题及网络优化解决方案

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：

摘要

随着移动通信的发展及资费的下降，移动电话已经成为人们通信联系的主要手段。

广大的用户已经不满足于室外的通信，他们希望运营商提供一个能够满足人们随时随地通信需求的移动网络。

同时，移动通信网络做到室内、室外、地上地下、各种场所均覆盖是吸引用户的必要条件。

随着城市建设步伐的加快，越来越多的高层建筑为城市增添了现代气息。

然而，大量的高层建筑也给移动通信网络的室内覆盖带来了技术难题，成为网络优化和室内覆盖系统建设的重点和难点。

近年来移动通信的飞速发展，网络规模不断扩大，随着也出现了一些网络盲点。

在现代城市中的高层楼宇密集区表现得更加突出，随着高层建筑物的不断增加，在高层楼宇室内收到质量也就越来越差，经常出现无线信号较多较杂，造成高层处信号杂乱、频率干扰严重,通话质量差,严重影响了通话,客户满意度较低,成为投诉热点；但是采用常规的无线网络优化方法又不能很好的解决这一问题，这就形成了无线网络覆盖的难点。

该问题尤为突出，对高层进行无线网络优化工作迫在眉睫，也是现在个运营商必须解决的根本问题。

在这里主要针对GSM高层楼宇优化提出针对性的解决方案。

通过分析高层楼宇GSM网络出现的问题，提出相应的解决方案，实现对高层楼宇GSM网络的优化。

关键词：

GSM；网络优化；干扰；覆盖系统；切换

Abstract

Alongwiththedevelopmentofmobiletelecommunicationandclinicdeclined,themobilephonehasbecometheprincipalmeansofcommunicationwithpeople.Thevastnumberofusershavenotsatisfytheoutdoorcommunications,theyhopetooperatorsprovideacansatisfiespeopleanytimetelecommunicationdemand'smobilenetwork.Meanwhile,themobilecommunicationnetworkdoindoor,outdoor,underground,variousplacesallcoverageisthenecessaryconditionstoattractusers.Withthequickeningpaceofurbanconstruction,moreandmoreofthehigh-risebuildingforcityaddedthemodernbreath.However,alargenumberofhigh-risebuildingsalsogivemobilecommunicationnetworkindoorcoveragebroughttechnicalproblems,becomenetworkoptimizationandindoorcoveragesystemconstructionoftheemphasesanddifficulties.Inrecentyears,therapiddevelopmentofmobilecommunicationnetworkscaleunceasinglyexpands,asalsoappearedafewnetworkblindspot.Inthemoderncityofhigh-risebuildingconcentrationareasactmoreprominenthigh-risebuildings,alongwiththeincreasinginhigh-risebuilding,indoorreceivequalityareincreasinglypoor,oftenmoreismoremiscellaneous,wirelesssignalscausedhigh-riseplacesignalmixedanddisorderly,frequencyinterferencecallqualityispoor,serious,seriousinfluencethecallandcustomersatisfactionlow,becomecomplainthotspots;Buttheconventionalwirelessnetworkoptimizationmethodandnotverygoodsolvethisproblem,thiscreatesawirelessnetworkcoverageofdifficulty.Theproblemofcommanders,particularlyprominentwirelessnetworkoptimizationisimminent,andnowworkhavetosolveaoperatorsfundamentalproblems.HereforGSMhigh-risebuildingoptimizationmainlyputsforwardspecificsolutions.Throughtheanalysisofthehigh-risebuildingtheproblemstheGSMnetwork,andproposesthecorrespondingsolutionofhigh-risebuildings,realizetheGSMnetworkoptimization.

Keywords：

GlobalSystemforMobilecommunication;Networkoptimization;Interfere;Handover;Coveragesystemequipment

第一章绪论

GSM是一个开放的标准系统，自1992年投入商用以来，GSM标准得到不断验证，而且稳步发展。

随着我国国民经济的提高，人民的消费意识也在发生着翻天覆地的变化，用户对移动网络性能的要求已经越来越高。

尤其是随着经济的大发展，城市集中化建设，楼宇越来越密，楼层越来越高，随之而来的便是无线网络质量的恶化。

不同移动运营商的竞争更加激烈，这就要求我们拥有更高层次的网络优化。

在GSM网络系统中，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，频率复用低，频率受干扰程度较小，因此，该现象被最大程度弱化。

但随着时代的不断发展，话务量不断提高，网络需求不断增大，用户对网络的期望值不断地提高，维权意识和投诉意识不断地提升。

在一些高层建筑物的低层，由于基站信号通常较弱，楼房结构的复杂性导致屏蔽严重，存在着一定的弱覆盖区域甚至是盲区。

在大多数的地下建筑，如地下停车场、地下商场、地铁、隧道等场所，通常都是盲区。

在城市的中心区域，基站密度都比较大，平均站距小于500米，所以高层建筑的中、高层，室内的信号非常杂乱，基站的信号通过直射、折射、反射等方式进入室内，信号极不稳定，同频、邻频干扰严重。

手机在这种环境下使用，空闲状态下小区重选频繁，通话过程中小区频繁切换，导致用户通话中出现有信号但无法正常主被叫或者通话质量差甚至掉话的现象。

在本文中，先对GSM网络优化进行总体的介绍，然后对新锦江大酒店GSM网络室内覆盖系统做简要的介绍，在通过新锦江大酒店GSM网络室内覆盖系统存在的问题进行分析，提出实现GSM网络优化的方法。

第二章GSM网络优化的概述

2.1GSM网络优化的概念与内容

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和分析，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的配置调整等技术手段，使网络达到最佳运行状态，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，即最高的网络覆盖、最好的通话音质等，同时也对网络今后的维护及规划建设提出合理化建议。

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网络质量，提高用户的满意度，使企业的利益最大化。

网络优化工作的主要内容包括以下方面：

设备故障检修：

发现并检修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：

G900和G1800网之间、G900网内各小区之间、G1800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、传输链路负荷均衡等。

合理调整网络资源：

通过对现有网络资源的利用率进行分析，合理调配网络资源以达到最佳的配置情况。

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，建立和维护网络优化档案。

2.2GSM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2-1），循环往复，不断提高。

随着近几年优化工作的不断深入，网络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，采取各种措施，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

在优化流程上，在网络运行质量已处于稳定、良好的阶段，需进一步提高指标，改善网络质量的深层次优化中应该将对性能统计数据的关注中转移到对用户投诉的处理，解决局部地区话音质量差的问题，高话务区的深度覆盖等等具体事件中来。

网络性能统计指标能够从宏观上反应整体的网络质量，具体事件点关注、性能统计数据分析、测试分析，优化方案的制定以及优化方案的实施成为较为稳定的网络优化流程。

图2-1处理流程图

2.3GSM网络优化方法

网络优化的方法很多，常通过对OMC数据统计的分析、路测的结果，制定网络调整的方案。

结合用户投诉和CQT、DT测试来发现问题，应用各种软件分析，利用信令跟踪分析法、话务统计分析法及路测分析法，分析查找问题的根源。

以下是几种常用的方法：

2.3.1统计分析法：

话务统计是了解网络整体性能指标的一个重要途径，反映了无线网络的运行状况。

是网络优化基础数据的主要根据。

通过话务统计报告中的各项指标（随机接入成功率、掉话率、切换成功率、每线话务量、话音信道可用率、信道拥塞率、无线接通率等等），可以了解到网络的整体性能指标、每个无线基站的话务吸收变化、掉话情况，从而发现异常，并结合各种软件工具所收集到的数据，来分析出网络参数设置、网络结构是否合理、频率干扰、是否越区覆盖、硬件故障等问题。

针对各类问题，找出合适方法来提高全网的系统指标。

2.3.2DT（驱车测试）：

DT测试在大型城市测试时长是6小时、中型城市是4小时、小型城市是2小时，DT测试时设定每次呼叫的时长为105S，间隔是15秒，一般车速不应超过40公里/小时。

通过DT测试可以了解：

基站是否存在拥塞、干扰、掉话等现象；覆盖情况，是否存在盲区；切换关系、切换次数、切换电平是否正常；下行链路是否有同频、邻频干扰；是否有阴影效应；扇区是否接错位；天线下倾角、方位角及天线高度是否合理；分析呼叫接通情况，找出呼叫不通及掉话的原因，为制定网络优化方案和实施网络优化提供依据。

2.3.3CQT定点测试：

在网络服务区中选取多个测试点，进行一定数量的拨打测试，以用户的角度来真实的反映网络质量。

测试点一般选择在通信比较集中的场合，如酒店、机场、车站、重要部门、写字楼等。

它是DT测试的重要补充手段。

通常可完成DT所无法测试的深度室内覆盖及高楼等无线信号较复杂地区的测试。

2.3.4用户投诉：

通过用户投诉了解网络质量。

通过用户对不同区域通话来发现网络覆盖、质量上的问题，结合实地路测或数据分析，使我们进一步了解网络服务状况。

2.3.5信令分析法：

信令分析主要是针对有疑问站点的A接口、Abis接口的数据进行跟踪分析。

通过话务统计，发现质量指标差的基站，通过对A接口采集数据分析，可以发现切换局数据不全、信令负荷、硬件故障及参数定义错误、链路不畅等问题。

通过对Abis接口数据进行收集分析，对LAY3信令进行分析，同时根据信号质量分布图、频率干扰检测图、接收电平分布图，结合对信令信道或话音信道占用时长等的分析，可以找出上、下行链路路径损耗过大的问题，还可以发现小区覆盖情况、一些无线干扰及隐性硬件故障等问题。

2.3.6仪器测试法：

网络中存在一定的外源干扰，对通话质量造成影响。

通过统计数据和DT测试，用扫频仪对信号质量和有干扰的基站进行测试，查找出是否有干扰源和联通CDMA下行信号对GSM900上行信号的干扰，来改善网络的通话质量。

利用功率计对有问题的硬件进行测试，来确定是否是基站硬件功率输出问题，导致覆盖、信号穿透较弱，从而对检测出发射功率不足硬件进行及时更换。

天馈线问题将影响基站的覆盖、通话质量，利用驻波比测试仪测试基站的驻波比值是否在正常的范围内（小于1.2），是否有分级接收问题。

利用好手上的每一种仪器，对问题定位要准，处理则更快。

2.3.7TA路测系统分析：

利用出租车特有的随机性，采用安装于车上的自动路测终端设备，可以全程监测道路覆盖及通信质量情况。

根据TA终端收集的海量数据，经过路测系统处理，可以及时发现问题，并对出现问题的地点进行分析，具有很强的时效性。

在网络优化实际工作中，上述这几种方法都是相辅相成。

GSM无线网络优化就是利用上述几种方法，围绕接通率、掉话率、拥塞率、话音质量和切换成功率及超闲小区、最坏小区等指标，通过性能统计测试→数据分析→制定实施优化方案→系统调整→重新制定优化目标→性能统计测试的螺旋式循环上升，达到网络质量明显改善的目的。

在无线优化同时应结合交换优化，无线网络优化的内容和交换网络的性能越来越紧密的联系在一起，因此网络优化不只是单纯的无线优化，应从统一整体的层面上来分析和优化网络质量，这是网络优化关注的重点。

2.3.8网络模拟法：

实际运行中网络的质量，可通过多种手段进行评估，如路测、操作维护系统性能统计等。

但规划中的网络质量则难以评估，因为规划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。

在网络规划阶段或网络优化阶段对网络参数的配置水平进行评估，这就是网络模拟法。

2.4网络优化常见问题及优化方案

2.4.1电话不通的现象：

首先是信令建立过程：

在手机收到经PCH（寻呼信道）发出的pagingrequest（寻呼请求）消息后，因SDCCH拥塞无法将pagingresponse（寻呼响应）消息发回而导致的呼损。

解决方法：

可通过调整SDCCH与TCH的比例，增加载频，调整参数等措施减少SDCCH的拥塞。

其次是鉴权加密过程：

手机在鉴权、加密处理时失败，导致的呼损。

解决方法：

由于在呼叫过程中鉴权、加密并非必须的环节，且从安全角度考虑也不需要每次呼叫都鉴权、加密，因此可以将鉴权、加密取消或间隔调大。

2.4.2掉话现象：

掉话的原因几乎涉及网络优化的所有方面内容，在路测时，需要对发生掉话的区域做电平和切换参数等诸多方面的分析。

如果电平足够，多半是因为切换参数有问题或切入的小区无空闲信道。

对话务较忙小区，可以让周围小区分担部分话务量。

采用在保证不存在盲区的情况下，调整相关小区服务范围的参数，包括基站发射功率、天线参数（天线高度、方位角、俯仰角）、小区重选参数、切换参数及小区优先级设置的调整，以达到缩小拥塞小区的范围，并扩大周围一些相对较为空闲小区的服务范围。

上述措施仍不能满足要求的话，可通过实施紧急扩容载频的方法来解决。

2.4.3话音质量较差：

无线信号在传播过程中，将受到各种掩体的阻挡，即手机接收的信号往往是基站发射信号经由不同的反射、散射、绕射路径的叠加，叠加的结果必然造成无线信号传播中的各种衰落及阴影效应，产生多径干扰，在由于GSM900频带资源有限，频点利用率高，容易产生频率间的干扰。

在测试中RXQUAL的值反映了话音质量的好与坏，即信号质量的误码率，级别为0-7级。

RXQUAL=1（误码率：

0.2％至0.4％），RXQUAL=5（误码率：

3.2％至6.4％），现网络采用跳频技术，由于跳频增益的原因,RXQUAL=3时，通话质量尚可，当RXQUAL≥6时，用户基本无法正常通话。

如果某个区域RXQUAL为6和7的采样统计数高而RXLEV大于－85dBm的采样数较高，一般可以认为该区域存在干扰。

对于网络中存在外源或者频点干扰，可以根据实际情况，调整基站天线方位角、下倾角，也可减小干扰。

若无线网络参数设置不合理，也会影响通话质量。

如在DT测试中常常发现切换前话音质量较差，即RXQUAL较大（如5、6、7），而切换后，话音质量变得很好，RXQUAL很小（如0、1），而反方向行驶通过此区域时话音质量可能很好（RXQUAL为0、1），因为占用的服务小区不同。

对于这种情况，减小RXQUAL的切换门限值，如原先从RXQUAL≥4时才切换，改为RXQUAL≥3时就切换，可以提高许多区域的通话质量。

因此，根据测试情况，适当调整切换相关门限参数可以提高通话质量。

第三章   高层楼宇信号特点

3.1 现场测试：

在高层楼宇的测试中，每个楼层的平均信号强度变化不大而且与楼层高度没有太大关系，但是通话质量却随着楼层的增加不断恶化，一般高层楼宇到15层，尤其是20层以上的区域，普遍存在通话质差的问题;客户感受到通话质量差、话音断续、接通率低、掉话、脱网等，感知不到优质的网络服务质量。

因此，迫切需要解决高层楼宇的覆盖与通话质量问题，提升高价值客户的满意度。

3.2 无线网络问题：

以上客户感知现象在无线网络技术方面主要表现为：

高层楼宇收到的小区信号强且杂乱、无主导小区、乒乓切换、同邻频干扰严重、连续质差等问题。

3.3 问题形成原因分析：

3.3.1分析原因一：

高层楼宇一般均高于周围建筑物，这对于建设在周边建筑物上的基站基本上为可见物，而无线信号为自由空间的无线传播，因此，高层楼宇上可收到很多小区信号，包括距离较远的小区信号；同时，各小区信号因没有遮挡，信号强度都比较强。

3.3.2分析原因二：

一般室外基站建设高度约为30米左右，高度基本上与9～10层楼相当，同时，市区室外基站的天线下倾角一般设有8度左右，因此，高层楼宇14层以上区域一般都不在附近基站的主瓣覆盖范围之内，却往往处于较远基站的主瓣范围内，致使信号飘忽。

3.3.3分析原因三：

目前广州地区尤其是市区，基站频密且每个基站因话务量高而载波配置多，这就造成市区频率复用率极高，因此，当高层区域收到过多基站信号时，也就是意味着收到的小区频率多，致使频率污染也较为严重。

综合以上分析可以看出：

高层楼宇的高层区域因收到较多远近不一的基站信号，且这些基站信号强度强而均匀，从而造成在高层区域无主导小区、乒乓切换、同邻频干扰、质差、掉话、脱网等现象。

第四章中海大运酒店室内信号的特点

中海大运酒店是深圳市一座25层高的五星级大酒店（图3-1），属于大运会的重点活动区。

其负一层为停车场，1至2层为会议室和餐厅，3-4层为会议室和多功能厅，5层以上为客房部，酒店占地约2.1万平方米，建筑总面积近32000万平方米。

由于所处位置在大运会场馆附近，在大运期间属于人口流动量大的区域，基站密度非常大，平均站距只有300米，高层区域网络干扰严重。

图3-1效果图

中海大运大酒店各功能区分布和覆盖情况如下表所示（表3-2）：

表3-2功能分布和覆盖情况

楼层

用途

覆盖情况

覆盖面积

B1层

地下车库和办公区

盲区

约4000平方米

1-2层

大厅及餐饮

弱覆盖

每层约4000平方米

3-4层

客房及会议室

弱覆盖

每层约4000平方米

4-22层

客房

弱覆盖

每层约600平方米

23层

餐厅

弱覆盖

约600平方米

经过对中海大运酒店进行测试和分析，可将其问题总结如下：

4.1“盲区”区域分析

在中海大运酒店电梯以及底层会议室和负一层地下室等由于楼层建筑结构比较封闭，网络信号无法穿透墙壁而形成弱覆盖区域和盲区。

通话质量测试截图如图3-3所示，测试区域的电平值达到了-103DBM，地下室区域出现脱网现象。

图3-3网络质量测试

4.2“乒乓效应”区域分析

中海大运酒店高层内大部分区域，尤其是高层客房部靠近窗台的房间区域。

这些地方能接收到附近各个室外基站的信号，信号强度差距不大，造成不同程度的同、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，从而导致通话质量差的现象。

通话质量测试图如图3-4所示：

图3-4网络质量测试

4.3“孤岛效应”区域分析

在中海大运酒店高层区域，虽然外界有很强的信号覆盖，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，从而形成“孤岛效应”产生。

话质量测试图如图3-5所示

图3-5网络质量测试

第五章解决中海大运酒店室内覆盖的方法

5.1中海大运酒店的覆盖方案

由于中海大运酒店所处地理环境比较复杂，大运会期间基站密度都比较大，平均站距小于300米，干扰严重。

考虑到中海大运大酒店客流量大，特别是高端用户多，我们最终决定在中海大运酒店加一个微蜂窝，现将室内覆盖常见的两种解决方案分述如下：

5.