1、 渤海大学工学院学 年 论 文题 目对 GSM 无线网络如何实施优化探讨学生姓名 李兵学 号 09060338学 院 工学院专业班级 通信工程 09-4指导教师 田莹二零一二年 六 月渤海大学工学院学年论文对GSM无线网络如何实施优化探讨摘要：移动通信迅猛发展,越来越多的用户数量以及用户对通信质量越来越高的要求,使得全国各大运营商不断提高对网络优化的重视度,并为之投入了大量的人力物力。网络规划和优化是在满足市场发展需求的前提下，使公司的投资能够获取最大的收益，因此网络的规划和优化工作是一项和客户、市场紧密相关的系统工程。同时，网络维护理念逐步由最初的简单设备维护到网络服务、以用户的感受为最终服
2、务目标，网络优化工作也从简单的指标优化发展至用户整体感受与企业利益的平衡优化。本文从GSM 网络优化出发,介绍了优化的主要调整参数分析得出不同算法的各自特点以及功率优化对于移动网络质量提高的作用。关键词：通信；GSM 网络优化；粒子群算法；Abstract: The development of mobile communication is very fast nowdays,so as the number of users and the high demand users proposed.For all the resons,the operators in China all pu
3、t 20 emphasis on network optimization,and put lots of resources in this area. networkOn the premise of satisfying the demand of the telecom marketS development，the goal of planning and optimizing the network is ensuring and maximizing the profit for the companys investmentSo that the planning and op
4、timizing of network is a systematic engineering project which is really closely related to the market and clients.At the same time,the concept of network maintenance simple step by step from the initial to the network equipment maintenance services to the users experience as the ultimate target,the
5、network optimization from the development of simple indicators to optimize the overall user experience and business interests of balance optimization.This text starts with the GSM network optimization,and then describes the optimization parameters,power adjustment way,combine with the simulated resu
6、lts,differences of the 3 algorithms and power optimizations effect on the GSM network.are derived.Keywords: Communication; GSM network optimization；particle swarm optimization(PSO);渤海大学工学院学年论文目录一、网络优化工作的发展方向 1二、网络优化的必要性 1三、通信工程的网络优化 2通信工程的网络优化方案 2网络优化的具体实施 3GSM 系统的组成 .4网络优化重点工作经验 5四、网络优化算法 6五、结论 6渤海
7、大学工学院学年论文第 1 页 共 11 页一、网络优化工作的发展方向在可规划的将来，中国移动将着手快速进行3G网络的规划布局和建设工作。虽然新的网络真正形成生产能力还尚需时日，但为了确保网络质量的平滑过渡，建设、维护工作的重心将发生转移。由于3G网络建设初期和2G网络的混合组网方式，来自其他运营商的竞争压力和用户需求都不允许我们的网络质量出现大的波动：联通的CDMA网络已经运行了较长时间，对于3G网络建设、维护和优化已经积累了部分经验；中国移动的网络品质已深入人心，一旦出现网络质量下降势将造成难以挽回的影响。因此，我们不可能像GSM网的维护可以经过长时间的螺旋上升。同时，由于CDMA的技术特点
8、，其安全、性能和效益之间的平衡关系较GSM网络更加密切，比如3G网络的覆盖、容量与质量的动态平衡问题。因此，平衡维护的理念有助于快速地打造一张优质的3G网络。二、网络优化的必要性移动用户数量的剧增，业务种类复杂多样和灵活多变以及各运营商网络之间互连互通，使得移动通信网络在规模上、结构上不断地向多协议功能、多层面平台演进， 随着通信市场竞争加剧，广大用户对网络质量的要求和业务需求越来越高，如何改善网络运行性能，提高网络服务质量，已成为移动通信市场企业掌握主动权和增强核心竞争力的基本前提。若能充分利用好现有网络的设备资源和频率资源，获取企业最佳效益，可降低网络运营成本，提高设备利用率。同时，多变的
9、外界因素（如业务发展、网络扩容增建、城市基础设施的建设等）也时刻影响着移动网络的无线环境，而使得GSM 这个动态的网络处在不平衡状态。目前所运行的GSM 蜂窝移动系统都会经过系统设计，设备安装，网络组织、优化，系统扩容、再优化和再扩容等循环往复的过程。特别是由于GSM 移动系统从建设到投入运营的速度很快、周期很短以及用户数量增长得很快，现有的网络结构就要不断地优化和调整 。GSM 网络优化工作是指对正式投入运行的GSM 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，并且通过参数调整或采取某些技渤海大学工学院学年论文第 2 页 共 11 页术手段使网络达到最佳运行状态，使现有网络资源获
10、取最佳效益，同时也对GSM 网络今后的维护及规划建设提出合理化建议。三、通信工程的网络优化通信工程的网络优化方案网络优化工作具体来讲，是对已经正式投入运行的网络采取参数收集和数据分析,从中寻找影响网络质量的原因，同时通过参数调整或者采取某一些技术手段，促使网络达到一个最佳运行的状态，使现有的网络获得最良好的效益。同时在对网络日后的维护和规划建设，提出合理化的建议。网络优化是在通信系统正常运行的状态下，针对通信网络系统作出全方位的调整，因此实施优化前需要对网络运行的数据进行全方位的掌握，作出细致的分析。数据收集与分析是制定和实施相关具体网络优化方案的前提和依据。分析数据能够在整体上了解网络的性能
11、，分析基站产生的话务统计数据可以明确优化的重点区域。路测数据的收集需要深入到现场实地进行测试比较，然后得出分析结论。只有把上述数据进行有机结合，综合分析，才能够制定出网络优化的具体方案。在区域覆盖优化中，覆盖范围内达不到设计要求，则必须采取进行网络优化。结合分析区域或小区覆盖情况，话务量可以针对周遭临近的接壤区之间均衡给出参考依据，无论在网络规划阶段还是在网络优化阶段，都要对针对网络覆盖进行预测以及直接测量。此外还要了解的是，在网络优化调整工作无法解决问题的情况下，可以采取网络规划手段，结合网络的现状以及效益情况，对下期工程建设提出改良意见。网络规划同样也是网络优化的延伸之一，是在另一种形式上
12、的网络优化和延伸，两者作为稳定通信工程而互相存在，得出合理的网络规划建议，能够更好的发挥通信工程建设的作用，达到网络优化的目的。从不断改进和优化的角度提出的规划建议，这样会更贴近用户直观感受和用户的需求。网络优化通过路测分析可以给予网络规划的重点方向，更为合适的距离以及基站的现网覆盖情况。把用户的投诉分析汇总，能够更直观的反映出用户在该区域附近的相关需求，更直接的提出了优化或建站的需求度。通过网络优化手段以及对下一期的网络规划，可以使得工程建设更加有渤海大学工学院学年论文第 3 页 共 11 页效，同时让用户更满意，这也是从业员工的基本要求。在这种两者循环的长期工作当中，找到合理的优化方案，不
13、但能够让工作进入一个良性循环的状态，同时也可以使投资收益比更加理想。网络优化的具体实施影响区域覆盖范围的原因有很多，比如接收机的灵敏度出现问题，基站周边环境产生的问题，天线方向性与增益等。区域参数的设置对覆盖范围也有相当大的影响，如相邻区域的切换门限电平值能够改变蜂窝小区实际的覆盖范围，另外还存在着移动台主叫接入以及寻呼响应所需的最小接入电平、重复区域呼叫建立的门限电平、系统内的干扰也会影响小区的有效覆盖范围。小蜂窝系统属于干扰受限系统，除了要考虑场强覆盖的范围之外，还需要考虑覆盖范围之内的载干比（C/I） 。对于C/I 值无法到达指定标准的区域，仍然要视其为盲区。基站天线受到建筑物或大型广告
14、牌等一些事物的阻挡，进而造成覆盖上的弱区，甚至是盲区，这在大城市中相当明显。其中原因有许多种，比如初期工程的建设设计不合理，对建设后会发生的情况预测不足，后期城市建筑造成网络优化的过程中，会不断遭遇此类问题，可以采取方法包括：对天线方位角进行调整，移动天线的位置或者增加天线的高度等一些措施，以改善区域覆盖的效果。此外，也可以采取基站搬迁的办法来解决覆盖的问题。随着网络不断完善，在公路的旅程中，人们也希望能够很好地享受通信，因此公路的网络覆盖越来越被重视。公路通常包括高速公路、国道、省道和县道等。对于早期建设的基站，有些站点高度较低，覆盖范围小，对它们的优化方法应采取将其搬至比较高的地方，如高楼
15、或高山上。若将公路沿线的全向站改为三个方向的定向站，采用90 度天线，其中两个方向沿两侧公路的方向，则在相同的基站发射功率条件下，在同样的方向，定向站的辐射能量将大大增强，覆盖距离得到很大提高。更换高增益天线能使射频信号发射增强，调整天线方向的目的是尽量将天线的主波瓣对准公路方向。采用频率复用方法来提高频率效率，这虽然增加了系统容量，但由于不同小区中重复使用相同的频率而产生了同频干扰，当相邻小区使用频率上相互邻接的载波频率时，还会产生邻频干扰。在网络优化过程中，我们主要考虑的就是这两种干扰：邻频干扰与同频干扰。同一小区内尽量避免使用邻频信道，相邻小区中不使用邻频信道以达到减小邻频干扰的办法。使
16、用定向天线减少基站发射信号对其它同频小区中移动台的渤海大学工学院学年论文第 4 页 共 11 页同频干扰。调整发射机的发射功率，以适应基站和移动台之间实际无线链路的需要，如果接受功率和通话质量足够好的话，发射机的发射功率逐步减少到最小的必须值，以减少对其它同频小区的同频干扰。做好网络优化工作，是推动用户感知最有效的方式。所以总的来说网络优化不止是一项对现有网络的优化提升，也是对未来的网络提升提供条件与经验的途径，做好优化是对现有用户负责，同样也是对潜在用户的吸引，做好网路优化不单是网络上的问题，也直接联系到市场发展跟用户的稳定度，这是对运营商或从业人员的根本要求。GSM 系统的组成GSM 系统
17、主要由移动台（MS） 、移动网子系统（NSS） 、基站子系统（BSS）和操作支持子系统（OSS）四部分组成,如图1 所示。基站子系统（BSS）在移动台（MS）和移动网子系统（NSS）之间提供和管理传输通路，特别是包括了MS 与GSM 系统的功能实体之间的无线接口管理。NSS 是整个GSM 系统的控制和交换中心，它负责所有与移动用户有关的呼叫接续处理、移动性管理、用户设备及保密性等功能,并提供GSM 系统与其他网络之间的连接。MS、BSS 和NSS 组成GSM 系统的实体部分，操作支持子系统（OSS）则提供运营部门一种手段来控制和维护这些实际运行部分。渤海大学工学院学年论文第 5 页 共 11
18、页图1 GSM 系统的组成网络优化重点工作经验1.对优化网络整体的全面了解在这一工作环节，应对网络结构提出调整建议。主要是对LAC区的划分，需要结合目前各LAC 区的规模、LAC 区边界及现场情况进行合理划分。无线参数检查包括基础参数的设定、优化区域频点检查、优化区域邻区的检查等。在进行优化区域的路测环节，包括优化前和优化后的多次测试。根据对路测数据的分析提出调整建议。在用户投诉汇总环节，经过对用户投诉的汇总分析，了解网络存在的一些问题，并结合实际情况提出解决建议。同时对于集中投诉可以发现某些网络存在的隐性故障，便于对故障及时处理。硬件检查环节，通过现场测试及网络指标监测，及时处理硬件故障。在
19、网络监测环节中，对每日存在的TOPN 小区进行处理，同时需要对话务量变化大的小区进行关注。另外对于出现告警的小区，需要渤海大学工学院学年论文第 6 页 共 11 页及时通知相关部门进行处理。2.市区新建基站规划新建基站的规划设计，需要考虑多种因素，主要包括以下三个方面的内容：其一，站址选择。根据用户分布情况，基站将主要设在用户集中，人口稠密的地区。其二，站型配置。市区站型配置最基本的要考虑到规划阶段频率计划的难易程度和话务量分布情况，建议配置不超过S8/8/8 的站型。每个基站的配置还要结合具体情况来考虑。其三，高度、方位角、倾角。对于市区新建基站，在通常情况下建议采用和原有大部分基站相同的方
20、位角，但如果有特殊的覆盖要求，或者在原有覆盖方向上有阻挡等，可进行相应的调整，目前邢台市区方位角为60/180/300。3.室内覆盖解决方案综合考虑各方面存在的问题，建议室内覆盖使用的信号源可选择微蜂窝或新建信源站。对于小范围的室内覆盖可用微蜂窝，微蜂窝可安装在墙上，节约空间。对于大型的生活小区及商业区建议使用新建信源站，在前期的规划中可预留几个900MHz 频点给信源基站使用，或者考虑使用GSM1800MHz 基站。四、网络优化算法粒子群算法PSO（particle swarm optimization）粒子群优化算法3是一种基于群体协作的随机搜索算法。PSO 初始化为一群随机粒子，每个粒子
21、表示对应优化区域基站的一组导频功率百分比，且值是在导频功率百分比变化范围内随机取得的，然后通过迭代找到最优解，在每一次迭代中，粒子通过跟踪两个“极值”来更新自己。第一个就是粒子本身所找到的最优解，这个解叫做本地最优 pl ，另一个极值是整个种群目前找到的最优解，这个极值是全局最优 pg 。 粒子的运动方式如下： kgkkk xcxcwv 211(公式1)x(公式2)渤海大学工学院学年论文第 7 页 共 11 页(公式3)kwminaxm其中，k 为迭代次数； x 为粒子的位置坐标；v 为粒子的速度； 1和 为 0-1 2均匀分布的随机数； 1c 和 为权重因子；w 为惯性权重项，与前一个速度有
22、关，2合理的选择 w 可以使全局和局部搜索达到平衡。通常情况下，w按如下设置：K 为最大允许的迭代次数。PSO 利用（公式2）式进行迭代计算，当达到最大迭代次数，或速度变化接近 0 或获得的解已满足用户定义的标准，则停止计算。五、结论网络优化通过参数采集、统计数据分析、信令跟踪、路测信息采集分析等多种手段对网络综合分析，找出网络存在问题，通过调整网络资源配置等方法，是网络达到最佳状态，是资源得以高效利用，也为网络规划顺利进行奠定了坚实的基础数据收集和分析结论。网络规划则综合地理、经济、人口以及己有网络资源分析，实现资源利用的及效性和可持续的投入，更为网络优化提出新的课题。无线资源管理优越性集中
23、体现了运营商对网络资源利用的状态，相比于GSM 系统的无线管理，以后即将建立的3G 系统增加了码域、空间域等资源的概念，使得我们在对新的无线系统的资源管理后面更复杂化、更多的研究方向，而无线资源的利用率更直接影响到网络性能的程度更加显著。3G 系统除了GSM 系统信道接入、功控、切换等资源管理外，还为了配合系统、业务支撑的软切换、负载控制、数据分组等模块，我们更需要着重于网络资源的优化及时性和规划合理性的相互协助发展，是一个周而复始、循环往复的过程，贯穿于网络运行维护建设的整个过程。不断提高网络优化和规划能力，才能保持网络高效的服务性能，才能保证网络运营质量和市场竞争力。渤海大学工学院学年论文第 8 页 共 11 页参考文献1黄 虎通信工程的网络优化方案研究R湖北孝感孝感市孝感学院，20102李沁芯北京邮电大学计算机科学与技术学院网络管理研究中心北京刘琳 重庆电子工程职业学院计算机应用系GSM 网络优化与参数调整R重庆，20083李雪生，杨春金基于GSM网络优化的研究R武汉理工大学信息工程学院武汉市，20094马金朋移动网络优化经验总结R中国移动通信集团河北有限公司邢台分公司，河北邢台，20105臧玉凤，牛凯GSM网络优化算法分析R 北京邮电大学信息与通信工程学院北京，20096翟艳娣GSM 无线资源管理及优化R北京邮电大学通信与信息系统北京，2010
