《GSM通讯网络干扰与优化 毕业论文.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《GSM通讯网络干扰与优化 毕业论文.docx（22页珍藏版）》请在三一文库上搜索。
1、 四川托普信息职业技术学院毕业设计论文题目：GSM通讯网络干扰与优化学生姓名 学生学号 专业方向 指导老师指导单位2012年 10 月 16 日目 录摘要I毕业设计（论文）正文17一：课题概述17二：GSM网络通信目前的研究概述17三：GSM通信的基础知识173.1: GSM网络的组成及组成部分的功能183.1.1: 移动台（MS）183.1.2: 基站子系统（BSS）183.1.3: 网络与交换子系统（NSS）193.1.4: 操作与维护子系统（）19四：产生干扰GSM网络的原因194.1: GSM网络干扰的分类194.1.1: 同频干扰194.1.2: 邻频干扰204.1.3: 交调干扰2
2、04.1.4: 外来干扰20五：GSM系统产生干扰的原因分析205.1: GSM系统产生干扰的原因分析205.1.1: 设备问题215.1.2: 小区规划215.1.3: 城市建筑215.1.4: 小区参数215.1.5: 天线问题22六：排除GSM网络干扰的方法226.1: GSM网络干扰的排除分析226.1.1: 基站检测226.1.2: 调整小区参数226.1.3: 降低干扰236.1.4: 跳频技术236.1.5: 调整天线23七：案例分析237.1：切换问题237.2: 硬件问题257.3: 覆盖问题287.4: 切换参数29八：GSM网络优化的现状及发展趋势318.1: GSM网络
3、优化发展现状318.2: 中国移动通信网络优化行业发展趋势32致谢33参考文献33摘 要由于信息技术高数发展，各种问题也在发展中体现出来，随着手机用户的增加，网络规模不断发展扩大，单频率之源匮乏，无线网络频率复用越来越小，网络规模庞大，因此导致出现了很多问题，那些问题也越来月复杂化和多样化，此时单靠日常的维护已经无法为大多数用户提供高质量的通讯服务。随着用户的需要，如何是网络达到最佳状态，提高网络的利用率，已经成为现在的首要任务，特别是我国的GSM网络扩容，导致的发展中出现了很多问题。论文就GSM网络的干扰一问题展开探讨。首先介绍了GSM网络系统的基础知识，其次是对GSM产生的干扰原因进分析，
4、再次就是产生的干扰提供优化方法（包含几个案例的分析），最后是对GSM网优的现状和未来的浅析。AbstractAs a result of high development of information technology, all kinds of problems in the development of reflected, with mobile phone users increase, the network expanded the scale of development, single frequency source shortage, wireless network
5、frequency reuse is more and more small, network scale, resulting in a lot of problems, the problem becomes more complicated and diversified month, this time on the daily maintenance for the majority of users have been unable to provide high quality communication service. With the needs of users, how
6、 is the network to achieve the best condition, improve the network utilization rate, has become the most important task now, especially in Chinas GSM network expansion, led to the development of a lot of problems. Study on GSM network interference problem is discussed. First introduced the GSM netwo
7、rk system based on knowledge, followed by GSM interference reason analysis, again is the interference optimization method ( contains several cases analysis ), is finally to the GSM network optimization for the present and future of.Key words: the composition of GSM interference .Optimization.Develop
8、ment trend.关键词：GSM网络的组成.GSM网络的干扰.GSM网络的优化.GSM网络优化的发展趋势一：课题概述众所周知，当今中国通信行业中包括中国移动通信,中国联通通信，中国电信通信。在这3个通信行业巨头中就目前的市场而言中国移动通信占据了中国通信市场的50%-70%。虽然3G通信业务日益崛起，但因其收费贵，网络覆盖面不够广等缺陷，蜂窝通信系统仍是通信市场的主导。而GSM系统中，其中通信网络干扰一直是影响通信质量及用户满意度的重要因素，如何提高通信的人性化及优质服务，解决通讯中存在的干扰迫在眉睫。益发成为通信行业面临的重要问题。所以提出本课题作于研究是对我们移动通信专业学生所学知识的
9、考验和对将来从事通信行业工作学生的重要知识指导。二：GSM网络通信目前的研究概述随着移动通信网络的迅猛发展,国内移动电信业务网络已经具有了相当的规模.人们对网络的平均服务质量要求越来越高,运营商对网络的管理也从对信号覆盖的定性要求转变为对网络性能指标的定量管理.网络优化是一门正在发展中的技术,技术难度大 ,涉及的技术领域广泛 ,技术复杂度也在不断提高 ,对网络优化人员的技术要求也越来越高. 移动网络本身的演进和发展也为网络优化的技术人员们不断带来新的课题,如GPRS、第三代移动通信系统等.网络优化,不仅对于GSM900 MHz网络而言,对于还在发展的GSM1800 MHz、GPRS网和CDMA
10、800 MHz 都是同样重要的.三：GSM通信的基础知识GSM网络主要由：移动台（MS）、基站子系统（BSS）、网络与交换子系统（NSS）、操作与维护子系统（）等组成。图为GSM网络的基本组成：3.1:GSM网络的组成及组成部分的功能3.1.1: 移动台（MS）移动台是整个系统中直接由用户使用的设备，GSM系统中，物理设备和移动用户是相对独立的。用户的所有信息都储存在用户识别卡（SIM卡）上，系统中的任何一个移动台都可以用SIM来识别移动用户。由网络来进行相关认证，保证使用移动网的用户是合法的，移动台有自己的识别码IMEI，为国际移动太设备识别号，每个移动台的识别号都是唯一的，网络对IMEI进
11、行检测，可以保证移动台的合法性。在SIM卡中存储着用户的所有信息，包括移动用户识别码IMSI等。3.1.2: 基站子系统（BSS）基站子系统包含了GSM移动通信系统中无线部分的基础设施，它通过无线接口直接与移动台实现通信连接，同时又连接网络端的交换机，为移动台和交换子系统提供传输通道，因此，基站子系统（BSS）是移动台（MS）和交换机之间的桥梁。基站子系统（BSS）由两个基本组成部分：一是：通过无线接口与移动台一侧相连的基站接收，发信机（BTS）。二是：与交换机一侧相连的基站控制器（BSC）。从功能上看，BTS主要负责无线传输，BSC主要负责控制和管理。在GSN规范中，一个基站子系统是指一个B
12、SC以及由它所管辖的所有BTS，而不是一个交换机所有的无线系统。BTS：在网络的固定部分和无线部分之间提供中继，移动用户通过空中接口与BTS相连，BTS包括收发信机和天线，以及无线接口有关的信号处理电路等。它可以看作是一个复杂的无线解调器。在GSM系统中，BTS只包含那些靠近无线接口所必须的功能。BSC：BSC通过BTS与移动台的远端命令管理所有无线接口，主要是进行无线信道的分配，释放以及越区信道切换的管理。起着BSS系统中交换设备的作用。BSC由BTS控制部分，交换部分和公共处理器部分。3.1.3: 网络与交换子系统（NSS）网络与交换子系统包括实现GSM的主要交换功能的交换中心及管理用户数
13、据和移动性的所需的数据库。NSS分为以下几个功能单元：（1）：移动业务交换中心（MSC），MSC是网络核心，它完成最基本的交换功能，即实现移动用户和网络用户之间的通信连接。（2）拜访位置寄存器（VLR），VLR存储进入其覆盖区的所有用户的全部信息，为已经登记的移动用户提供建立呼叫的必要条件。（3）归属位置寄存器（HLR），HLR是系统的中央数据库，存放着与用户有关的所有信息，包括漫游权限，基本业务，补充业务及当前位置信息。（4）鉴权中心AUC。（5）设备识别寄存器。3.1.4: 操作与维护子系统（）OSS是操作人员与系统设备的中介，实现系统集中操作与维护，完成包括移动用户管理，移动设备管理及网
14、络操作维护等功能。四：产生干扰GSM网络的原因4.1: GSM网络干扰的分类同频干扰、邻频干扰、交调干扰、外来干扰等4.1.1: 同频干扰所谓同频干扰是指无线信号与有用信号的载频相同，并对接收同频有用信号的接收机造成的干扰。现在一般频率复用的技术以提高频谱效率。当小区不断分裂使基站服务区不断缩小，同频复用系数增加时，大量的同频干扰将取代人为噪声和其他干扰，成为对小区制的主要约束因素。这时移动无线电环境将由噪声首先环境变为干扰受限环境。当同频干扰的载波干扰比C/I小于某个特定值时，就会直接影响手机通话质量，严重的就会产生掉话或使手机用户无法建立正常的呼叫。4.1.2: 邻频干扰所谓邻频干扰是指干
15、扰台邻道信号落入接收邻道接收机通带内造成的干扰。由于频率规划原因造成的邻近小区与本小区工作信道相邻的信道或由于某种原因致使基站小区的覆盖范围比设计的要求范围大，均会引起邻道干扰。当邻道小区的载波抗干扰比小于某个特定值时，就会直接影响手机通话质量，严重的就会产生掉话或使手机用户无法建立正常的呼叫。4.1.3: 交调干扰当两个以上不同频率信号作用于一非线性电路时，将互相调制，产生新频率信号输出，如果该频率正好落在接收机工作的信道带宽内，则构成对该接收机的干扰，称这种干扰为交调干扰。交调干扰主要是指数、模共站的基站，由于模拟基站发射机的影响，而对数字基站产生的干扰。这种干扰的直接后果是时隙分配不出，
16、造成基站资源浪费，也会产生掉话。4.1.4: 外来干扰由于移动通信是靠空中电波传播的，当空中某些电波对正在使用的电波产生的干扰达到一定程度时，会使信噪比下降到标准值以下（影响通话质量），这时手机将自动关闭，便出现掉话。这些干扰电波来源主要存在工业干扰，电源火花干扰，雷干扰，自然界静电干扰等。五：GSM系统产生干扰的原因分析5.1: GSM系统产生干扰的原因分析无线电波传播的特性决定其在传播过程中易受外界多种因素的影响；由于网络内部原因，它还受到网络内部各种因素的影响，如同频、邻频干扰以及网络中设备本身的非线性、设备故障所引起的交调干扰。在网络实际运行中我们常常遇到以下几种干扰：5.1.1: 设
17、备问题设备本身的非线性以及设备故障引起的交调干扰。设备运行中缺乏定期的指标测试和调整，使交调干扰在一定范围存在。如发射部分尤其是直放站上行发射杂散辐射较大、接收部分杂散响应较大，造成对本信道和其它信道的干扰，严重的将无法正常拨叫和通话。在网络运行中曾出现过因为直放站而干扰城区多个跳频基站的情况，通过OMCR收报显示的多个载频干扰达20以上，并引起大量掉话。5.1.2: 小区规划频率规划或频点选择不正确，在较近距离内存在同频、邻频现象。目前市区的站点分布越来越密，而分配给网络的频率资源是有限的，因此在频率规划时存在同频、邻频的可能性，使用户在同一地点收到相同频点且载干比小于9dB或相邻频点且载干
18、比小于9dB的信号，在通话中产生严重的背景噪音甚至掉话。BCCH所在频点包括以下控制信道：下行的FCCH、SCH、PCH、AGCH和上行的RACH。当小区BCCH频点受到同频或邻频干扰时，将影响这些控制信道在手机与网络通信中正常传送信息，如手机解不出SCH中的BSIC码、手机随机接入失败、不能正确接收移动台测量报告等，从而影响手机的接入和通话；手机较难解出BSIC码，在空闲模式下选择该小区为服务小区的手机较少，在通话模式下该小区参加切换目标小区候选队列也较少，使切换进入该小区的呼叫较少，小区总体话务水平较低，造成小区资源浪费，并因切换不能切入最佳服务小区而影响系统整体的通话质量。5.1.3:
19、城市建筑大城市中由玻璃幕墙装饰的高层建筑物会引起电波的强烈反射，这种反射波很有可能引起严重的同频干扰或邻频干扰，此时需调整天线方位角以避开玻璃幕墙的反射。5.1.4: 小区参数小区参数定义不当造成干扰。如出现同BCCH、同BSIC的情况时会对无线接口造成干扰。在GSM系统的无线接口中，随机接入和切换接入信令使用相同的编码和脉冲方式，均使用8位信息码加上6位奇偶校验位，并且这6位奇偶校验位和目标小区的BSIC相异或。小区收到接入信息时，与本小区的BSIC比较，若相同则进行下一步解码。距离较近的同BCCH、同BSIC小区间可能会产生随机接入和切换接入的干扰。由于切换多发生在小区边界，切换接入信令会
20、在更近的距离产生干扰。基站分布较密时切换频繁，出现干扰的可能性也就较大。另外，MAXTXBTS、MAXTXMS等参数设置不合理，也会造成干扰。如MAXTXMS设置过高，则在基站附近的移动台会对本小区造成较大的邻信道干扰，影响小区中其它移动台的接通和通话质量；过小则在小区边缘的手机将很难占上信道，且受外界干扰更大。MAXTXBTS设置过大则会与邻小区产生覆盖交叠，造成信道干扰，手机占用信道困难，通话质量差；过小又会在部分区域如室内或电梯产生覆盖盲区。5.1.5: 天线问题基站天线高度及俯仰角、方位角设计不合理，导致覆盖范围的不合理，使小区的覆盖范围超出设计覆盖范围，从而与邻小区产生同频干扰或邻频
21、干扰。六：排除GSM网络干扰的方法6.1: GSM网络干扰的排除分析通过OMCR收到的报告、DT测试及CQT拨打测试、用户申告等方式可以发现网络中存在的干扰情况。通过对干扰产生原因的具体分析，并根据实际情况可以采取不同的措施来减少干扰，从而及时发现问题、解决问题，提高网络的运行质量。6.1.1: 基站检测对基站硬件进行检查，确保硬件部分工作正常。定期对BTS的收发信系统进行检查，减少收发信系统杂散发射与响应，提高收发信系统的性能，减少干扰；定期对BTS的主时钟进行调整（频偏越小越好），减少所用信道受其它信道的干扰，提高通信质量及系统指标。6.1.2: 调整小区参数通过OMCR及一些工具软件检查
22、小区BCCH、BSIC、CI、LAC等参数的设置是否恰当，并根据实际情况进行调整。如借助东信的“无线导航”可以方便、直观地浏览全网频率使用情况，及时发现同频和邻频现象，及时作出调整。适当调整BTS和MS发射功率参数，改变基站覆盖范围，减少对相邻基站的干扰。在保证小区边缘处移动台接入成功率的前提下，尽量减小移动台的接入电平，以减少对相邻小区的干扰。通过对调整小区进行多次的CQT测试，并根据测试结果不断进行修正，以得到小区最佳的设置参数。6.1.3: 降低干扰选择语音间歇期间系统不传送信号的不连续发射（DTX）方式，限制无用信息的发送，减少发射的有效时间，从而降低对无线信道的干扰，使网络的平均通话
23、质量得以改善，并能减少手机的功率损耗，延长电池使用时间。6.1.4: 跳频技术使用跳频技术。跳频可有效地改善无线信号的传输质量，特别是慢速移动体的传输质量。跳频使得发射载频以突发脉冲序列为基础进行跳变，从而可明显减低同频干扰和频率选择性衰落效应，达到干扰源分集和频率分集的效果。6.1.5: 调整天线调整天线的方位角与俯仰角，使得无线网络覆盖合理，尽量减少覆盖交叠和覆盖盲区的现象，改善无线环境，减少无线干扰。理论分析和实践经验表明，在加大定向天线俯角的过程中，水平面主方向的增益降幅比其它方向大，因此改变天线俯仰角来消除同频干扰比单纯降低发射功率更有效。七：案例分析7.1:切换问题苍溪苍中校A小区
24、（GY3767A）7.1.1问题现象描述MS占用苍溪苍中校A小区出现连续低电平高误码。邻区列表里苍溪东城A小区（GY3710A）的信号很好，但一直没有切换。7.1.2问题分析：查看MCOM数据，发现苍溪苍中校A小区（GY3767A）与苍溪东城A小区（GY3710A）未定义邻区关系。7.1.3优化方案：添加苍溪苍中校A小区（GY3767A）与苍溪东城A小区（GY3710A）的邻区关系。7.1.4优化后：MS顺利切换至苍溪东城A小区（GY3710A）,误码明显减少。7.2:硬件问题7.2.1测试问题现象描述：移动公司接到用户投诉，在泥窝村MS通话状态下语音质量不清晰，模糊，要求处理。以下是问题现场
25、测试数据呈现：利州泥窝B小区（GY1429B）7.2.2问题现象描述根据现场测试数据发现，MS呼叫建立成功后，一旦占上利州泥窝B小区（GY1429B），立即出现7级误码，且21号频点的电平值明显比该小区其他频点电平值低50dB左右，MS切换至其它小区。7.2.3问题分析21号频点的电平值明显低于该小区的其它频点的电平值。初步判定是21号频点所在载频硬件故障导致。7.2.4问题处理方案关闭该小区跳频，确定21号频点所在载频。闭掉该载频后，再开启跳频，测试结果如下：可以看到，闭掉该块载频后，之前的误码以及频繁切换情况消失，测试结果正常。通知维护人员更换该载频后，开启跳频，测试结果如下：由上图可以看
26、到，故障仍然存在。故判定非载频原因造成。而是该块载频所在插槽的背板的硬件故障导致。更换插槽后，开启跳频，测试结果如下：故障消除。7.3:覆盖问题7.3.1问题描述：由于山体阻挡，MS在该路段接收到剑阁雷鸣谷B小区（CI：GY1410B）电平很低（-100dB以下），产生连续高误码，不能正常切入剑阁桂花A小区（CI：GY2413A），最终掉话。7.3.2解决方案：1、更换剑阁雷鸣谷B小区（CI：GY1410B）的普通天线为高增益天线，并调整B小区方位角；2、剑阁桂花基站增加一个小区，使用高增益天线与剑阁雷鸣谷B小区（CI：GY1410B）相对，直接朝向该弱覆盖路段。7.4: 切换参数利州广元体育
27、场基站A小区（GY5937A）7.4.1问题描述：MS切换到利州关于体育场基站A小区后不久，服务小区电平下降，导致话音质量差。根据现场测试数据发现，利州广元体育场基站B小区（GY5937B）属1800系统小区，当服务小区电平以明显低于900系统邻区利州中新商城基站B小区（GY5008B）41个D时，仍未发起切换。核查GY5937B层间切换门限（LAYERTHR）为-95Dbm，致使MS无法及时发起层间切换，导致低电平话音质量差。7.4.2修改建议：更改小区LAYERTHR值为-75Dbm，并做验证测试7.4.3复测效果：MS及时切换至利州中新商城基站B小区（GY5008B），误码消失。八：GS
28、M网络优化的现状及发展趋势8.1: GSM网络优化发展现状近年来，国家对通信行业给予大力的政策扶持，通信业处于高速发展时期，固定资产投资规模快速增长，其中，固定投资20%左右用于网络建设；尤其在3G牌照发放后，三大运营商在满足2G网络建设同时，从2009年开始大规模发展3G网络。在网络运维上，逐步增大对网络优化投资比例。网络优化市场规模在2006年已达77.54亿元。随着移动通信业的进一步开发及繁荣，网络优化作为网络部署及运营周期中的重要部分，其市场规模逐渐增大，呈现迅猛的增长势头，至2010年已发展到155.23亿元，年复合增长率达18.95%。目前全国移动通信网络优化行业的市场结构以服务为
29、主、产品为辅，其中服务约占市场规模的70%。2006年网络优化服务的市场规模为56.82亿元，到2010年其市场规模可达到106.17亿元，5年的年复合增长率为16.92%.。指标优化服务仍然是主流业务，占网络优化服务市场的70%以上，业务与用户感知优化服务的增长速度快于测试评估服务和指标优化服务，所占市场份额逐年提高。2006年全国网络优化产品的市场规模为20.72亿元，预计2010年其市场规模将达到49.07亿元，年复合增长率24%左右。广东省作为全国移动通信行业最发达的地区之一，网络建设完善，是全国移动通信网络优化的重要标杆地区，2009年的移动通信网络优化市场份额约占全国的13% ，其
30、中网络优化服务市场份额约占全国的11%。8.2: 中国移动通信网络优化行业发展趋势2011-2015年中国网络优化市场将依然呈现高速增长趋势，随着行业竞争激烈化和用户需求多样化与差异化，将推动网络优化服务由基本网络测试层面向用户感知与体验层面的方向发展。驱动网络优化服务市场变化有四大因素：（1）移动通信终端用户已经不满足于移动业务和功能，而是向服务质量和业务体验提出更高要求，促使网络优化在满足测试评估和指标优化的基础上，向更高端的业务与用户感知优化服务发展。（2）行业的发展与竞争促进了生产方式的革新，具有高技术含量的网络优化软硬件产品在整个网络优化市场占据越来越更重要地位；（3）网络规模、用户
31、数量及话务量、新业务的不断发展推动整个网络优化服务行业大规模增长；（4）移动通信行业市场化程度提高，运营商竞争加剧，给网络优化服务市场带来广大空间。鉴于众多因素考虑，预测从2011年到2015年，全国网络优化市场规模将从180.85亿元发展至322.86亿元，年复合增长率保持15%以上。中国移动通信网络优化市场在未来5年受到以上四大因素的影响，其市场结构将会出现以下改变：1)网络优化产品快速增长并向高端产品倾斜。一是网络优化产品的增长速度快于网络优化服务的增长速度，其产品市场规模在整体网络优化市场规模中不断提高，这是行业的技术密集程度不断提高的体现，网络优化产品的市场规模预计从2011年的57
32、.55亿元增加到2015年的104.10亿元。二是网络优化产品的内部结构由网络测试产品向高端的业务与用户感知优化产品倾斜。随着网络优化技术发展，网络测试产品作为基本产品，已不能满足客户对于业务感知与体验的要求，而高技术含量的网络指标优化和业务与用户感知优化软件会逐渐提高其市场份额。2)业务与用户感知优化服务是移动通信网络优化服务的新亮点。以用户感知与体验为需求的网络优化服务，是未来网络优化服务的创新业务，也是未来高端网络优化技术发展的趋势。客户的需求和技术的升级带动市场规模急剧扩大，业务与用户感知优化服务占网络优化市场的比重将不断提高，预计其市场规模将从2011年的26.35亿元提高到2015年的84.41亿元。未来，传统的网络测试评估和网络指标优化服务市场规模在整个网络优化市场所占比重将有所下降。致 谢本文从拟定题目到定稿再到完成论文，历时数月。首先感谢 老师耐心的指导和关注。感谢老师, 感谢你们的教育和奉献。感谢家人，感谢你们的无私和支持。感谢同学，感谢你们的陪伴和付出。参考文献1主编：书名：出版社：2韩斌杰原理及其优化机械工业出版社3张威网络优化4段丽移动通信技术人民邮电出版社5张会生现代通信系统原理高等教育出版社22