基于GSM网络的室内覆盖优化.doc
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1、本科学生毕业(论文)开题报告1、目的及意义(含国内外的研究现状分析)1.1目的及意义 随着通信技术的不断发展,移动通信运营商已经建成了比较完整的移动通信网络,但广大用户对通信的服务质量也提出了越来越高的要求。室内覆盖作为移动通信网络覆盖的一个薄弱环节,已经成为急待解决的技术问题之一。根据相关资料统计,部分地区的室内话务量已经在总话务量中占有比较高的比例。网络覆盖、网络容量、网络质量从根本上体现了移动网络的服务水平,是所有移动网络优化工作的主题。因此加强室内覆盖,对于提高移动通信质量,具有重要的意义。1.2现状分析 GSM数字移动通信系统是由欧洲的主要电信运营商和制造商组成的标准化委员会设计的,
2、以TDMA(时分多址)+FDMA(频分多址)的方式实现多用户的通信,容量较模拟蜂窝移动通信系统有了很大的提高。GSM是在1982年提出标准的,到1992年,欧洲各大运营商开始提供GSM900服务。从1990年起,GSM网络开始向欧洲以外的国家和地区扩展,至今已有100多个国家获得GSM运营执照,GSM成为迄今为止使用国家最多、用户最普及、设备供应商最多的移动通信系统。我国于1993年在浙江嘉兴开始兴建GSM实验网,1994年10月中国联通开始建设GSM通信网,目前,GSM已成为我国移动通信网络的主体,中国的GSM网络已是全世界最大的移动通信网络,为国家的经济发展做出了巨大贡献。 而随着GSM网
3、络容量的不断扩大,基站也越来越密集。城区移动用户的飞速增加已经高层建筑越来越多,话务密度和覆盖要求也不断上升。这些建筑物规模大、质量好,对移动电话信号有很强的屏蔽作用。在大型建筑物的低层、地下商场、地下停车场等环境下,移动通信信号弱,手机无法正常使用,形成了移动通信的盲区和阴影区;在中间楼层,由于来自周围不同基站信号的重叠,产生乒乓效应,手机频繁切换,甚至掉话,严重影响了手机的正常使用;在建筑物的高层,由于受基站天线的高度限制,无法正常覆盖,也是移动通信的盲区。另外,在有些建筑物内,虽然手机能够正常通话,但是用户密度大,基站信道拥挤,手机上网困难,特别是移动通信的网络覆盖、容量、质量是运营商获
4、取竞争优势的关键因素。2、基本内容和技术方案2.1基本内容: GSM网络优化进行分析和研究,围绕网络优化的流程展开,在对基于室内覆盖系统进行大量研究和分析,以及优化前后的对比来对我市某地区室内覆盖系统进行优化。2.2技术方案对于建成的室内覆盖系统,最重要的就是日常的维护和优化1、相邻小区的确定 在城市的中心区,基站密度都比较大,平均战距小于1km,所以通常进行室内的信号比较杂乱、不稳定。特别是在一些没有完全封闭的高层建筑的中、高层,进入室内的信号非常多,邻近基站的信号直射,远处基站的信号通过直射、折射、反射、绕射等方式进入室内,信号忽强忽弱不稳定,同频、邻频干扰严重。手机在这种情况下使用,未通
5、话时,小区重选频繁;通话过程中频繁切换,容易导致话音质量差、掉话现象严重。 解决这类问题的最有效方式是根据实际情况为微蜂窝选择适当的相邻小区。相邻小区测量频点的限制,可以有效地控制微蜂窝与其他小区发生联系。2、重选和切换的优化现代建筑多以钢筋混凝土为骨架,再加上全封闭式的外装修,对无线信号的屏蔽和衰减特别厉害;高层建筑物内电梯多,又多为金属全封闭结构,这就导致在进出建筑物、电梯时信号变化非常强烈。这就要对微蜂窝的相关重选、切换参数进行细致的设置、调整。3、载频调整的优化 对于许多大型酒店和购物中心采用多个微蜂窝小区分片覆盖,分担话务的情况,我们都建议尽量通过调整载频分布,将多个小区合并成一个小
6、区,因为那样往往会出现话务量不均衡甚至相差悬殊以及各小区之间的切换成功率较低的问题。将多个小区覆盖优化调整为一个小区覆盖,用户可以无切换通话,消灭了潜在的不稳定因素。另外分布系统的工艺质量也会影响微蜂窝信号,例如上下行功率不匹配导致上行干扰或信号弱,引起话音断续或掉话。这些则要在分部系统厂家的配合下进行优化工作。 3、进度安排第12周:查阅相关文献资料,对其相关研究内容进行整体了解第34周:了解整体实现方式,并完成开题报告;第58周:根据方案,基于GSM进行室内覆盖优化;第9-10周:完成并修改毕业论文;第11-13周:准备答辩; 4、指导教师意见 指导教师签名: 年 月 日 目 录摘 要IA
7、bstractII1 绪论11.1 课题研究的目的和意义11.2 国内外研究状况及分析12 GSM网络系统简介22.1 GSM系统网络结构22.2 GSM网络频率配置42.3 信道分类53 GSM网络优化目标及流程分析73.1 GSM无线网络优化的目标73.2 无线网络优化的流程84 室内覆盖优化基本原则114.1 优化方案选型114.2 覆盖优化124.3 容量优化135 室内覆盖优化方法和流程145.1 室内覆盖优化基本流程145.2 室外天线优化调整155.3 直放站优化155.4 室内分布系统优化185.5 器件优化236 室内覆盖优化的案例24结束语26参考文献27致 谢285 摘
8、要随着通信技术的不断发展,移动通信运营商已经建成了比较完整的移动通信网络,而随着移动通信的发展以及资费的下降,移动电话也成为人们通信联系的主要手段,广大用户对通信的服务质量也提出了越来越高的要求,他们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添加了现代气息。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。室内覆盖系统作为网络建设的一部分也变得任重道远。本论文针对GSM
9、网络的室内覆盖优化进行分析和研究,围绕网络优化的流程展开,在基于室内覆盖优化的原则、方法和流程展开分析,最后结合案例加以分析。关键词:GSM;室内覆盖系统;网络优化 AbstractWith the continuous development of communication technology, mobile operators have built a relatively complete mobile communication network, and with the development of mobile communications and the decline in
10、 tariffs, mobile phones have become the primary means of communication links, the majority of users of communicationservice quality also made increasing demands, they have not satisfied outdoor communications, they want to provide a carrier to meet the needs of mobile network anytime, anywhere commu
11、nications.Meanwhile, the mobile communication network to do indoor and outdoor, above and below ground, all kinds of places are covered by the necessary conditions to attract users.With the accelerated pace of the city, more and more high-rise building for the city added a modern flavor.However, a l
12、arge number of high-rise buildings also indoor coverage of mobile communication networks has brought technical problems, as network optimization and the construction of indoor coverage system, important and difficult.Construction of indoor coverage system as part of the network has become formidable
13、. This thesis focuses on optimization of GSM network for indoor coverage analysis and research, focusing on network optimization process started in the indoor coverage optimization based on the principles, methods and processes to analyze, and finally combined with case analysis.Key Word: GSM; indoo
14、r coveragesystem; network optimizationI 1 绪论1.1 课题研究的目的和意义随着通信技术的不断发展,移动通信运营商已经建成了比较完整的移动通信网络,但广大用户对通信的服务质量也提出了越来越高的要求。室内覆盖作为移动通信网络覆盖的一个薄弱环节,已经成为急待解决的技术问题之一。根据相关资料统计,部分地区的室内话务量已经在总话务量中占有比较高的比例。网络覆盖、网络容量、网络质量从根本上体现了移动网络的服务水平,是所有移动网络优化工作的主题。因此加强室内覆盖,对于提高移动通信质量,具有重要的意义。1.2 国内外研究状况及分析GSM数字移动通信系统是由欧洲的主要电
15、信运营商和制造商组成的标准化委员会设计的,以TDMA(时分多址)+FDMA(频分多址)的方式实现多用户的通信,容量较模拟蜂窝移动通信系统有了很大的提高。GSM是在1982年提出标准的,到1992年,欧洲各大运营商开始提供GSM900服务。从1990年起,GSM网络开始向欧洲以外的国家和地区扩展,至今已有100多个国家获得GSM运营执照,GSM成为迄今为止使用国家最多、用户最普及、设备供应商最多的移动通信系统。我国于1993年在浙江嘉兴开始兴建GSM实验网,1994年10月中国联通开始建设GSM通信网,目前,GSM已成为我国移动通信网络的主体,中国的GSM网络已是全世界最大的移动通信网络,为国家
16、的经济发展做出了巨大贡献。而随着GSM网络容量的不断扩大,基站也越来越密集。城区移动用户的飞速增加已经高层建筑越来越多,话务密度和覆盖要求也不断上升。这些建筑物规模大、质量好,对移动电话信号有很强的屏蔽作用。在大型建筑物的低层、地下商场、地下停车场等环境下,移动通信信号弱,手机无法正常使用,形成了移动通信的盲区和阴影区;在中间楼层,由于来自周围不同基站信号的重叠,产生乒乓效应,手机频繁切换,甚至掉话,严重影响了手机的正常使用;在建筑物的高层,由于受基站天线的高度限制,无法正常覆盖,也是移动通信的盲区。另外,在有些建筑物内,虽然手机能够正常通话,但是用户密度大,基站信道拥挤,手机上网困难,特别是
17、移动通信的网络覆盖、容量、质量是运营商获取竞争优势的关键因素。2 GSM网络系统简介2.1 GSM系统网络结构GSM(Global System for Mobile Communications;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.
18、1 GSM系统结构2.1.1 MS(移动台)移动台就是常说的“手机”,它是 GSM 系统的移动客户设备部分,它由两部分组成,移动终端(MS)和客户识别卡(SIM)。MS 可完成话音编码、信道编码、信息加密、信息的调制和解调、信息发射和接收。 SIM 卡也叫做用户识别卡,主要用于识别用户的身份,计费等功能。2.1.2 BSS(基站子系统)BSS 系统是在一定的无线覆盖区中由 MSC 控制,与 MS 进行通信的系统设备,它主要负责完成无线发送接收和无线资源管理等功能。功能实体可分为基站控制器(BSC)和基站收发信台(BTS)。BSS 在 GSM 网络的固定部分和无线部分之间提供中继,一方面 BSS
19、 通过无线接口直接与移动台实现通信连接,另一方面 BSS 又连接到网络端的移动交换机。 (1)BSC 基站控制器 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多个基站收发台,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,控制完成移动台的定位、切换及寻呼等,是个很强的业务控制点。 (2)BTS 基站收发台基站收发台(BTS)包括无线传输所需要的各种硬件和软件,如发射机、接收机、支持各种上小区结构(如全向、扇形、星状和链状)所需要的天线,连接基站控制器的接
20、口电路以及收发台本身所需要的检测和控制装置等。BTS 完全由 BSC 控制,主要负责无线传输,完成无线与有线的转换、无线分集、无线信道加密、跳频等功能。BTS 包括无线收发信机和天线,此外还有与无线接口相关的信号处理电路。信号处理电路将实现多址复用所需的帧和时隙的形成和管理,以及为改善无线传输所需的信道编、解码和加密、解密,速率适配等功能。2.1.3 NSS(网络子系统)网络子系统主要完成GSM系统的交换功能和用于拥护数据与移动性管理,安全性管理所需的数据库功能。 (1)移动业务交换中心(MSC)GSM网络系统的核心,是对位于它所覆盖区域中的移动台进行控制和完成会话路交换的功能实体,也是移动通
21、信系统与其他公用通信网之间的接口。(2)访问用户位置寄存器(VLR)VLR是一种用于存储来访问用户位置信息的数据库,用于寄存所有进出本交换机服务区域用户的信息。VLR也存储两类信息:一是本交换区用户参数,该参数从HLR中获得的。二是本交换区MS的LAI。(3)归属用户位置寄存器(HLR)归属用户位置寄存器(HLR)是 GSM 系统的中央数据库,存储着该 HLR 控制的所有存在的移动用户的相关数据。一个 HLR 能够控制若干个移动交换区域以及整个移动通信网,所有移动用户重要的静态数据都存储在 HLR 中,这包括移动用户识别号码、访问能力、用户类别和补充业务等数据。HLR 还存储且为MSC 提供关
22、于移动用户实际漫游所在的MSC 区域相关动态信息数据。这样,任何入局呼叫可以即刻按选择 路径送到被叫的用户。(4)鉴权中心(AUC)GSM 系统采取了特别的安全措施,例如用户鉴权、对无线接口上的话音、数据和信号信息进行保密等。因此,鉴权中心(AUC)存储着鉴权信息和加密密钥,用来防止无权用户接入系统和保证通过无线接口的移动用户通信的安全。AUC 属于 HLR 的一个功能单元部分,专用于 GSM 系统的安全性管理。(5)移动设备识别寄存器(EIR)移动设备识别寄存器(EIR)存储着移动设备的国际移动设备识别码(IMEI),通过检查白色清单、黑色清单或灰色清单这三种表格,在表格中分别列出了准许使用
23、的、出现故障需监视的、失窃不准使用的移动设备的 IMEI 识别码。2.1.4 OSS(操作支持子系统)操作支持子系统(OSS)需完成许多任务,包括移动用户管理、移动设备管理以及网路操作和维护。移动用户管理可包括用户数据管理和呼叫计费。用户数据管理一般由归属用户位置寄存器(HLR)来完成这方面的任务,HLR 是 NSS 功能实体之一。用户识别卡 SIM 的管理也可认为是用户数据管理的一部分,但是,作为相对独立的用户识别卡 SIM 的管理,还必须根据运营部门对 SIM 的管理要求和模式采用专门的 SIM 个人化设备来完成。呼叫计费可以由移动用户所访问的各个移动业务交换中心 MSC 和 GMSC 分
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- 基于 GSM 网络 室内 覆盖 优化