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GSM网络优化
目录
摘要2
第一章绪论3
第二章GSM网络优化概述6
2.1网络优化概念及目标6
2.1.1网络优化的概念6
2.1.2网络优化目标6
2.2网络优化的内容及工作流程7
2.2.1.网络优化工内容包括以下几个方面。
7
2.1.2网络优化的工作流程7
2.3网络优化方法及工具8
2.4网络优化日常化8
第三章GSM900／1800双频网络优化10
3.1双频网概念及特点10
3.2双频组网方式及运行原理10
3.3双频网的优化11
第四章北京西南区联通GSM网络的现状15
4.1网络的现状15
4.2现存在问题及优化GSM网络的必要性
16
4.2.1DT路测情况16
4.2.2CQT测试情况16
4.2.3用户申诉17
第五章网络优化的方案与实施18
5.1掉话原因分析及解决方法18
5.2小区的选择与重选23
5.3频率优化24
5.3.1频率规划原则24
5.3.2优化方案25
5.4邻小区优化28
5.5资源利用率的调整31
5.6天线优化调整及参数优化34
5.6.1天线性能指标34
5.6.2天线类型及选择方法34
5.6.3天馈线常见故障处理35
5.7基站硬件问题处理42
第六章总结45
摘要
本文以北京西南地区联通GSM900/1800双频网络为例。
首先对双频网优化原理和方法进行简要介绍，然后对网络出现的掉话率升高、小区覆盖率下降、拥塞率升高、切换成功率降低等问题进行分析，提出解决方法。
优化之后进行评估，并与优化前数据进行了对比和总结。
关键词：
网络优化、双频网、掉话率、小区选择、小区重选。
第一章绪论
GSM（GlobalSystemforMobileCommunications；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行，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），BSS（基站子系统），NSS（交换网络子系统），OSS（操作支持子系统），这四大部分组成，GSM系统结构如图1-1所示：
图1-1GSM系统结构
基站子系统（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）以及原籍位置寄存器（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。
移动台（MS）即便携台（手机）或车载台。
也可以配有终端设备（TE）或终端适配器（TA）。
基站收发台（BTS）：
包括无线传输所需要的各种硬件和软件，如发射机、接受机、支持各种小区结构（如全向、扇形、星状或链状）所需的天线、连接基站控制器的接口电路及收发台本身所需要的检测和控制装置等。
基站控制器（BSC）：
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之间交换信息提供接口。
一个基站控制器通常控制几个基站收发台，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和拆除、并为本控制区内移动台的过区切换进行控制等。
移动交换中心（MSC）：
是蜂窝通信网络的核心，其主要功能是对于本MSC控制区域内的移动用户进行通信控制和管理。
例如：
1.信道的管理和分配；2.呼叫的处理和控制；3.过区切换和漫游的控制；4.用户位置信息的登记与管理；5.用户号码和移动设备号码的登记与管理；6.服务类型的控制；7.对用户实施鉴权；8.为系统中连接别的MSC和为其他公用通信网络如：
公用交换电信网（PSTN）、综合业务数字网（ISDN）等提供链路接口，保证用户在转移或漫游的过程中实现无间隙的服务。
位置寄存器（HLR）：
是一种用来存储本地用户位置信息的数据库。
在系统中，通常设置若干个HLR，每个用户都必须在某个HLR（相当于该用户的原籍）中登记。
登记的内容分为两类：
一种市永久性的参数，如用户号码、移动设备号码、接入的优先等级、预定的业务类型以及保密参数等；另一种是暂时性的需要随时更新的参数，即用户当前所处位置的有关参数，即使用户漫游到HLR所服务的区域之外，HLR也要登记有该区传送来的位置信息。
这样做的目的是保证当呼叫任何一个不知处于哪一个地区的移动用户的原籍位置寄存器获知它当时处于哪一个地区，进而建立通信链路。
访问位置寄存器（VLR）：
是一种用于存储来访用户位置信息的数据库。
一个VLR通常为一个MSC控制区服务，也可以为几个相邻MSC控制区服务。
当移动用户漫游到新的MSC控制区时它必须向该地区的VLR申请登记。
VLR要从该用户的HLR查询其有关的参数，要给该用户分配一个新的漫游号码MSRN，并通知其HLR修改该用户的位置信息，准备为其它用户呼叫此移动用户时提供路由信息。
如果移动用户由一个VLR服务区移动到另一个VLR服务区时，HLR在修改用户的位置信息后，还要通知原来的VLR，删除此移动用户的位置信息。
鉴权中心（AUC）：
的作用是可靠的识别用户的身份，只允许有权用户接入网络并获得服务。
设备标志寄存器（EIR）：
是存储移动台设备参数的数据库，用于对移动设备的鉴别和监视，并拒绝非法移动台入网。
操作维护中心（OMC）：
的任务是对全网进行控制和操作，例如系统的自检、报警与备用设备的激活，系统的故障诊断与处理，话务量的统计和计费数据的记录与传递，以及各种资料的收集、分析与显示等。
第二章GSM网络优化概述
2.1网络优化概念及目标
2.1.1网络优化的概念
移动通信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设置的调整等技术手段，使网络达到最佳状态，使现有网络资源活得最佳效益，同时也对网络今后的维护及规划建设提出合理建议。
2.1.2网络优化目标
网络优化的基本目标是提高或保持网络质量，而网络质量是各种因素相互作用的结果，随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，事实上优化的对象已不仅仅是当前的网络，它已经渗透到包括市场预测、网络规划、工程实施直至投入运营的整个循环过程的每个环节。
从不同的角度来看，网络优化的目的则有所不同。
通过本次优化工作，掉话率、切换成功率、小区覆盖率、拥塞率、接通率等目标值要有明显的提高。
2.2网络优化的内容及工作流程
2.2.1.网络优化工内容包括以下几个方面。
（1）无线网络优化
包括网络规划、工程监督、设备排障、网络测试、统计数据分析、话务平衡、覆盖优化。
（2）交换网络优化
交换网络优化的主要内容是对局数据和路由数据进行优化，调整网络符合均衡，包括信令负荷均衡、设备负荷均衡和链路符合均衡等，使信令、话务路由畅通，消除路由死循环的情况。
（3）传输网络优化
GSM的各个网元之间，除了基站和手机之间是无线接口，其他的都是通过有线传输相互连接的，因此网络的传输质量好坏，将直接影响到网络运行质量，传输网络优化的主要内容是规划合理的传输网络，及时清除传输告警和避免各种误码、滑码的产生，保证传输网络的质量稳定。
2.1.2网络优化的工作流程
包括网络规划、网络普查准备阶段（资料调查、系统检查）、数据采集（OMC数据采集、用户投诉数据收集、路测数据采集、测量系统收集、其他资料收集）、数据分析（交换机统计数据的分析、路测数据的分析、干扰分析、基站测试结果分析、信令分析）、信令分析、优化方案制定（频率规划调整、邻小区关系调整、小区覆盖范围调整、话务调整、交换数据调整）、方案实施和验证。
2.3网络优化方法及工具
1.网络优化方法包括：
拨打测试（CQT，CallQualityTest）、路测（DT，DriveTest）、信令跟踪法、TOP10分析法、网络模拟法。
2.网络优化的工具包括：
（1）硬件系统：
路测系统、信令协议分析系统、基站测试仪、频谱分析仪、模拟发信机。
除上述工具外在实际工作中还经常要用到功率计、频率计、驻波比测试仪等各种工程仪表。
（2）软件系统：
频率规划与优化软件、信令分析软件、话务统计数据处理软件、地理信息系统、话单分析、网络优化工作平台、OSS系统。
2.4网络优化日常化
网络日常优化工作如图2-1所示。
图2-1：
日常优化流程
网络优化人员应严格按照网络优化方案对网络进行优化调整，在实施过程中，每步工作都应有相应的记录，最终这些记录均应被存档。
在调整结束后，应对网络问题进行重新测试和验证，在确认问题解决后，网络优化工作结束。
若问题未被很好解决，应重复以上过程。
网络在运行，优化就不能停，不断地优化才能向网络要效益，才能为用户提供更好的服务。
第三章GSM900／1800双频网络优化
3.1双频网概念及特点
所谓双频网，是指GSM900与GSM1800共同联合工作的网络结构。
只有当900M的小区和1800M的小区在某种程度上互为邻近小区，可以自由在900M的小区和1800M的小区之间进行小区选择、重选和切换时，这些小区才构成了真正意义上的双频网。
一个理想的双频网络需要具备这样的特征：
*用户能够在两个频段漫游
*用户能够在两个频段无缝切换
*话务量在双频网上均衡分布
*能够克服频繁的小区重选和一般性位置更新
*保证通话质量的前提下，克服双频网络之间不必要的频繁切换
在话务量特别大或频率资源特别紧张的地区，可考虑适时推出GSM900／1800双频网络。
3.2双频组网方式及运行原理
GSM1800和GSM900共组的网络结构有以下四种：
（1）共用HLR/AUC、OMC、SC、EIR，即MSC独立组网方式。
（2）共用交换子系统，即共MSC的混合组网方式。
（3）共用基站控制器，即通常说的共BSC的混合组网方式。
（4）共用基站子系统，这种就是共SITE的混合组网方式。
双频网的运行原理
GSM900/1800双频系统主要是通过下述方式实现系统优选：
（1）
小区选择、
（2）小区重选、（3）多层小区结构、（4）直接重试、（5）切换。
在手机空闲状态下：
单频GSM900或单频GSM1800手机将无法识别出系统BCCH信道中的有关CBQ、CBA参数设置、C1算法、C2算法，仍奖分别登记在GSM900系统和GSM1800系统中。
对于双频手机而言，在初次进行系统登记时，通过CM3（ClassMark3）这个参数向系统表明自己的双频特性，并能“读懂”GSM900/1800系统BCCH信道中的CBQ、CBA的参数设置，使得开机后接入到高等级的GSM1800系统中。
如果双频手机在初始的小区选择时，由于某种原因选择了GSM900小区，则可以在系统对手机发出周期性登记时，通过在小区重选的C2算法中设置适当的电平偏移量，将GSM1800小区的接收电平人为抬高，而将GSM900小区的接收电平人为降低，使得双频手机重新登记到GSM1800网络中。
在手机通话状态下：
通过提供支持双频切换功能、直接重试功能、分层小区功能实现双频手机依小区等级高低、信号强弱切换到适当的小区中，提供相对良好的服务质量，同时实现话务量的合理分流。
3.3双频网的优化
采用DCS1800MHz网络的一个主要原因就是系统利用其分担900MHz网络的话务。
双频网络话务控制的基本原则为：
（1）使所有用户获得满意的使用效果，切换和位置更新的次数不能太多。
（2）使话务量在双频网络上均衡分配。
（3）克服同覆盖时，双频网之间的频繁切换、频繁位置更新等现象，控制网络的信令流量。
小区选择
小区选择是双频网优化的第一步，小区选择的方案是让双频手机尽量优先选择GSM1800，这样可以更合理地分配有限的频率资源，避免双频手机和单频手机在小区选择上都争夺GSM900的频率资源，造成在GSM900小区的拥塞，而在GSM1800小区上的频率闲置。
小区选择的具体实现如下：
手机开机后会与归属的ＧＳＭ网进行联系，选择一个合适的小区，从中提取控制信道的参数和其它系统消息，完成小区选择过程。
在ＧＳＭ规范中，规定了小区选择的依据参数是路径损耗准则Ｃ１，Ｃ１与允许的最低接入电平有关.手机所选择的小区的Ｃ１值必须大于０，同时还要判断小区是否被禁止接入、小区的优先级等因素，在满足Ｃ１标准的前提下，手机将选择优先级高的小区。
双频网优化中的小区选择就是通过将GSM1800的小区和GSM900的小区分别设定不同的优先级，来使双频手机在小区选择时优先选择GSM1800的。
由于GSM1800频段的信号衰耗较大，在GSM900和GSM1800共存的情况下，GSM1800小区的信号强度通常低于GSM900，因此在设置小区优先级时就应该将GSM1800小区的优先级设为“正常”，将GSM900小区的优先级设为“低”，具体实现是：
在小区信号满足Ｃ１准则的前提下，设置小区的CBQ（Cell_Bar_Qualify）和CBA（Cell_Bar_Access）值，如将GSM1800的小区的CBQ设为０（高），GSM900的小区的CBQ设为１（低）。
小区重选
上面描述了手机开机时的小区选择过程，当双频手机已经占上了GSM1800以后，如何让其继续保持在GSM1800上，也是非常重要的，因为如果手机通过小区重选又回到GSM900上，就失去了组建双频网以分流GSM900负荷的目的，而且也增加了双频切换对网络的压力。
下面就来分析一下当手机处于空闲模式下的小区重选过程。
在空闲模式下，手机停留在所选的小区中，通过接收该小区的系统消息，检测ＢＡ列表，测量该列表中相邻小区的ＢＣＣＨ载频的信号电平，记录其中信号电平最大的６个相邻小区，并从中提取出每个相邻小区的各类系统消息和控制消息，在满足一定的条件（主要是无线信道质量等）时，手机将从当前小区转移到另一个小区。
由于无线电波传输的多径效应等影响，即使手机位于原地不动，其接收电平的相对情况也会不断发生变化，因此也会导致小区重选，并有可能进一步导致双频切换，加大对网络的压力。
为了避免在同一覆盖区中仅仅由于GSM1800和GSM900信号电平的细微区别而引起的不必要的双频切换，必须对小区重选采取一定的控制措施，双频网络中对小区重选的控制主要是通过优化小区重选偏移量（Cell_Reselect_offset）这个参数来实现的。
小区重选偏移量是一个可以对双频网络人为定义优先级的关键性参数，在双频网络中，可以采用不同的小区重选偏移量来人为影响小区重选的排序。
具体设置小区重选偏移量时，一般可以使在GSM1800小区的小区偏移量比GSM900小区的数值高约２０～３０ｄＢ，也就是说只要GSM1800小区的接受电平不低于GSM900小区的接收电平２０～３０ｄＢ，移动台就会选择GSM1800小区。
由于接收电平的范围从－４８ｄＢｍ～－１１０ｄＢｍ跨度仅在６２ｄＢ左右，因此２０～３０ｄＢ的偏移值使得双频手机在双频重叠覆盖区域移动时，几乎不转移到GSM900小区，从而达到降低位置更新压力的目的。
但在调整小区重选偏移量这个参数时必须注意两点：
首先是如果GSM1800网络的覆盖不理想而这个偏移量又设得较大的话，将会导致移动台即使在GSM1800小区的接收电平比较低的情况下，依然选择GSM1800小区，导致通话质量下降；其次是当双频手机普及率不断增大的情况下，该值需要适当地回落，以均衡在GSM1800上的手机容量。
总之，正确运用调整小区重选偏移量的方法可以确保一定数量的双频手机在小区重选后仍位于GSM1800网内，对于整个网络的容量分流起着至关重要的作用。
第四章北京西南区联通GSM网络的现状
4.1网络的现状
北京市位于华北平原北端，东南局部地区与天津市相连，其余为河北所环绕。
本项目负责北京市西南区，主要是丰台区、宣武区、部分海淀区、门头沟、房山、大兴。
北京市面积1.64万平方公里，人口1695万。
其大致网络情况如4-1：
地市名称
设备情况
MSC数
BSC数
BTS数
地市基本情况
其他
漳州
交换：
西门子、华为;BSS:
摩托罗拉
2
9
321
6区3条高速公路、1条国道
900MHz/
1800MHz
双频
表4-1：
北京西南网络情况
在地理上，各个BSC的区域分布大致遵循行政区域划分的原则，只有宣武区与丰台区的一部分基站被放在一起（BSC49），具体如下页的表格与BSC分布图中所示。
从LAC区的划分来看，漳州共有四个LAC,其中市区与龙海各一个LAC，覆盖区域较小，归属MSC1（西门子交换机），剩下其他区域分为两个LAC区，覆盖区域较广，归属MSC3（华为交换机），如下图BSC、LAC、MSC区域划分表4-2所示：
MSC
LAC
BSC
区域
MSC3
14674
BSC41
房山
MSC3
14674
BSC42
房山
MSC1
14673
BSC43
门头沟
MSC1
14672
BSC44
海淀区
MSC3
14675
BSC45
海淀区
MSC1
14672
BSC46
大兴
MSC3
14675
BSC47
丰台区
MSC3
14675
BSC48
宣武区
MSC3
14674
BSC49
宣武区
表4-2：
BSC、LAC、MSC区域划分表
4.2现存在问题及优化GSM网络的必要性
4.2.1DT路测情况
指标名称
测试值
目标值
接通率
95%
96%
掉话率
1.1%
0.8%
覆盖率
93.5%
94.8%
语音质量
92.9%
94%
表4-3：
DT路测情况
4.2.2CQT测试情况
指标名称
测试值
目标值
接通率
97.30%
99%
掉话率
0.91%
0.80%
话音断续率
9.70%
9%
单方通话率
0.20%
0.20%
回声及背景噪声率
0.54%
0.40%
串话率
0.33%
0.20%
表4-4：
CQT测试情况
4.2.3用户申诉
编号
区域
问题
1
鲁古营业厅
掉话
2
五一小学
通话质量差，信号弱
3
远洋山水
通话质量差，信号弱
4
石景山万达广场
信号弱，掉话
5
丰台区芦月轩火锅店
信号弱
6
骡马市联通大厦
信号弱，掉话，接通低
7
京都信苑
话音质量差
8
长辛店街道办事处
接通，断续
9
太平湖办公楼
断续，单通
10
融泽府
路面信号强，室内无信号
11
中土大厦
信号弱
12
世纪金色嘉园6号楼
弱覆盖区域
13
牛街
信号强但通话质量差
14
黄村营业厅
弱覆盖区域
从以上DT路测、CQT测试、用户申诉的各种数据可以看出，在一些地区的确存在着不可忽视的各种网络问题急需查明原因并采取有效措施进行优化。
第五章网络优化的方案与实施
5.1掉话原因分析及解决方法
掉话的原因分为很多种：
（1）弱信号掉话。
（2）干扰掉话。
（3）切换掉话。
（4）硬件故障掉话。
（5）传输质量掉话。
（6）网间信令配合。
（7）用户行为。
例如一：
鲁古营业厅问题
问题描述：
弱信号导致掉话
原因分析：
距基站相对较远，永乐小区无主扇区，四季园越区覆盖
解决方案：
调整永乐小区天线10453从210度到190度，加强覆盖，四季园13031倾角增加1度减少越区覆盖。
解决效果：
信号增强，基本满足覆盖。
质量改善，通话质量较好。
以下是调整前后RX_LEV、RX_QUAL的对比：
图5-1：
图为调整前的RX_LEV
图5-2：
图为调整后的RX_LEV
图5-3：
图为调整前的RX_QUAL
图5-4：
图为调整后的RX_QUAL
例如二：
五一小学
位于五一小学基站第一小区和第二小区大约1公里处在荷花路一带，当地用户反映该处无信号打不出电话，或在附近某些信号很强的地方打电话声音也听不清楚。
实测该范围收到五一小学11161、11162的信号在-85dbm到-95dbm之间，在某些信号很强（信号-70以上）的地区通话质量有时也下降到5以下，经测试分析发现11161第一扇区载频坏掉，锁掉该载平后，通话质量达到了0到之间；调整11161小区的天线方位由0度调到40度，调整微蜂窝天线70度到0度,该处地带信号由-85到-90之间增到了-70到-80之间，信号明显增强到了10到15dbm左右，信号覆盖电平和通话质量有了明显的改善。
以下是调整前后的level、qual情况对比：
图5-5：
五一小学第一扇区调整前level
图5-6：
五一小学第一扇区调整后level
图5-7：
五一小学第一扇区调整前qual
图5-8：
五一小学第一扇区调整后qual
还有很多出现类似问题的区域经过相关调整之后对比原来的情况都有了比较大的改善。
4u0B2g（K4L爱立信,诺基亚,西门子,北电,阿尔卡特,朗讯,华为,中兴,中国移动,中国联通,通5.2小区的选择与重选
经过分析，虎头桥和菜市口地区皆因为900MHz小区话务量过高TCH信道拥塞导致掉话。
调整方式为将进行小区选择和重选把900MHz小区的部分话务量转移到1800MHz小区。
小区选择
例如：
在确定虎头桥区域1800MHz小区的Ｃ１值大于０，手机没有被禁止介入的情况下，ＧＳＭ１８０GSM1800Ｑ设为０（高），GSM900的小区的ＣＢＱ设为１（低）。
在对虎头桥区域的1800MHz的CBQ值进行重设之后对比情况如下图5-1：
DATE
LAC_CI
AVAILABLE_TCH_MEAN
BUSY_TCH_MEAN
CALL_SETUP_SUCCES
DROP_CALL_RATE
HANDOVER_SUCCES
HO_PER_CALL
RF_LOSSES_SD
RF_LOSSES_TCH_RATE
10月9日
14370-12401
14
8.02
95.4
1.01
94.6
1.36
10
7
10月10日
14370-12401
14
8.94
95
1.36
94.5
1.5
8
8
10月11日
14370-12401
14
9.56
92.1
1.31
93.5
1.45
5
9
10月12日
14370-12401
14
9.25
93.2
1.03
92
1.26
10
8
10月13日
14370-12401
14
5.2
95
2.9
34.1
0.75
0
5
10月14日
14370-12401
14
7.3
93.4
1.74
95.4
1.4
10
11
10月15日
14370-12401
14
8.68
97.1
1.44
91.8
1.53
7
12
10月16日
14370-12401
14
9.01
95.5
0.26
92.9
1.25
1
2
10月17日
14370-12401
14
5.71
95.9
0.95
90.5
1.45
0
6
10月18日
14370-12401
14
8.55
91.7
0.51
92.3
1.05
6
3
表5-1：
虎头
升级会员 