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1、保定市韩庄村GSM移动网络优化设计电子信息工程S064班 杨仕雄 指导教师：刘建林摘要：本文主要针对保定市韩庄村中国移动手机用户在通信过程中遇到的各种问题，进行了实地勘测，确定了问题的原因所在，并做出了用数字射频拉远系统（GRRU）来进行解决的方案。如果某一个地区出现打电话通话不清晰、不容易接通或者接通之后单通及掉话情况，则必须对该地区移动网络进行优化，使其更合理地工作以改变当前状况。网络优化是指在充分了解网络运行状态的前提下，通过各种技术手段，对网络中不合理的部分进行必要的调整，使网络达到最佳运行状态的过程。针对韩庄村的实际情况，经过实地勘测，计算分析，设计了GSM移动网络优化方案。该方案主
2、导思想是在局部地区采用移动通信中继设备GRRU来对韩庄村进行深度覆盖。采用这种设备可以有效的解决GSM的多次越区切换问题、实现信号增强、信号合理分配的目的，延伸基站的覆盖范围，提高覆盖质量，以此建立基站（BS）与移动台（MS）之间的可靠的、高质量的通信。关键词 网络优化 盲区覆盖 通话质量 切换 频率分配1 引言保定市望都县韩庄村位于望都县城东南方2公里处，交通便利经济较为发达，大约有2000居民。该村是望都种植辣椒的重要基地，因此话务量相对较多，对通信质量要求也比较高。但是由于该村地处望都二站、苏瞳站、小杨青庄等多个移动基站的覆盖范围之内，信号不够纯净，成为通话难得主要原因。一方面是移动通信
3、网络中出现的各种急需解决的问题，一方面是建设基站需要大额资金和严格的地理要求。面对这个矛盾，我设计了用GRRU对韩庄村进行GSM移动通信网络深度覆盖度方案。2 GSM系统的组成GSM系统分为三个主要部分即基站子系统（BSS）、网络子系统（NSS）和网络管理系统（NMS）。其中基站子系统由基站收发信台（BTS）、基站控制器（BSC）、和码转换器-子复用器（TCSM）组成。后者有时物理上位于MSC中。因此BSC和固网有三个标准的接口，称为Abis、A和X.25。网络子系统充当GSM网络和公众网络（PSTN/ISDN）的一个接口，NSS的主要组成部分为MSC、HLR、VLR、ALU、EIR。网络管理
4、系统的任务就是确保网络顺利运行。基于这个目的，NMS需要执行四个任务：网络监控、网络改善、网络测量以及故障管理。其具体组成结构如图2.1所示。BSSTCSMMSCNSSBSCBTSAbisAterTC空中接口MS空中接口NMS PC图2.1 GSM系统图3 网络优化分析可行性报告网路规划工程设计工程施工工程验收移交无线网络优化要在工程程序的最后增加所谓的“无线网络优化”是因为在“网络规划”和“工程设计”阶段没有任何一种工具可用于每个小区（或基站）覆盖的预测准确到可以和工程竣工后完全一样。没有一种工具可以用来准确预测一个城市的话务的分布。没有一个电子地图绘制的如此之快以致可以和城市建设完全同步。
5、所以优化必须是工程程序中的一个阶段，而且是一个很重要的阶段，并且只要网络在运行就不能停止。GSM网络工程的正常程序可以粗略地用图3.1所示。图3.1 网优流程图4 韩庄村GSM移动网络优化设计方案望都县韩庄村，处于望都二站、苏曈站等多个移动基站的覆盖范围之内，同频或临频干扰比较严重，造成通话质量下降，切换成功率低，通信资源紧缺的局面。因此，如何做好当地移动通信网络的优化工作，已经成为网优的一项重要课题。因此经过实地勘测，根据当地情况作出了：保定市望都县韩庄村GSM 900移动通信覆盖方案。4.1 覆盖区勘测结果4.1.1 自然环境韩庄村位于河北省保定望都县望都镇。E：115.25708，N：3
6、8.71824。韩庄村东西长约800米，南北宽约为700米，村中大约有500户，2100人。村中地势平坦，居民较多并且居住相对集中，村内树木高大繁茂对电磁信号阻挡比较严重。4.1.2 电磁环境(此为室外路测数据)a）测试工具：笔记本电脑一台（要求安装电子地图、万禾测试软件），加密狗一个、GPS卫星导航设备一部，SAGEM测试手机一部，汽车一辆。b）测试过程：用数据线将SAGEM测试手机、GPS与笔记本电脑连接，插入加密狗启动万禾测试软件，导入电子地图并设置相关测试参数之后，沿着韩庄村内道路用SAGEM测试手机自动不间断拨打移动客服电话10086进行路测，得到了村内移动信号覆盖效果图和手机发射功
7、率图如下：1）目标区域内接收场强分布图4.1。图4.1 接收场强分布图2）目标区域内通话质量分布图4.2。图4.2 通话质量分布图3）目标区域内手机发射功率分布图4.3。图4.3 手机发射功率分布图4）目标区现有频点图4.4。图4.4 目标区现有频点图4.2 勘测结果分析4.2.1 数据转换与分析以上为现场勘测所得为了进一步具体分析，需将其转换为数据形式，所以对路测图和进行转化，统计分析，得出以下结论：a） 目标区域内接收场强如表4.1所示。表4.1 接收场强统计表BCCH场强(dBm)空闲时:单项%累计%测量点数里程通话时:单项%累计%总测量数里程-110至-940.000.0000.004
8、.734.737220.08-94至-8523.0123.014040.1150.9755.7077823.80-85至-7075.4098.4113240.3843.8199.5266890.88-70至-471.59100.00280.020.48100.00740.01总计100.00100.0017560.50100.00100.00152674.77接收场强指的是在测试区，测试手机在待机状态和通话状态下接收到周围基站辐射来的信号强度。一般在待机情况下，当强度为-100dBm左右时，通信相当困难；强度为（-60-70）dBm时，表示网络覆盖情况良好。由表可见目标区大部分区域接收到移动基
9、站辐射的信号强度在（-70-94）dBm之间，强度太弱这是通话受阻的根本原因。b）目标区内通话质量如表4.2所示。表4.2 通话质量统计表语音质量单项%累计%测量点数里程清晰无杂音 064.3364.3398223.95清晰有杂音 16.8871.2210510.13偶尔有杂音 26.4677.689870.15话质尚可 38.5586.2313050.27杂音、金属声 47.4993.7311440.15断断续续 54.3698.096660.09濒临掉话 61.7299.812630.03无法通话 70.19100.00290.00平均值1.09通话质量表示在语音状态下，通话双方从手机中所
10、能听到对方说话的清晰程度。通话质量由好到差分为7个等级，分别为清晰无杂音、清晰有杂音、偶尔有杂音、话质尚可、杂音金属声、断续、濒临掉话、无法通话。对应的数值分别为07。由表可见有将近30%的通话质量为2级以下，急需提高。c）目标区域内手机发射功率如表4.3所示。表4.3 手机发射功率统计表频段手机发射功率单项%累计%测量点数平均值GSM9000=TxPwr11100.00100.00152675.0011=TxPwr230.00100.00023=TxPwr310.00100.00031=TxPwr390.00100.000总计100.00100.00152675.00d）目标区域内的小区参数
11、表如表4.4所示。表4.4 覆盖区现有小区参数表基站名BCCHLACCID跳频组苏瞳站83126043063538 40 42 83小杨青庄站72126055111716 55 72 64望都二站84126052189839 41 84三堤站86126045054553 86 39由表4.4可以看出，韩庄村内大部分区域频点为83号，村子南侧为72号，个别地点为84，86。对照保定市移动公司基站信息表确定出当前村内的电磁信号由望都县苏曈站、小杨青庄站、三堤站、望都二站四个基站发出，并且由于距离苏曈站较近，衰减较小，因此在频点图上大部分显示出83号频点，理论与实际相符。4.2.2 勘测结论望都县韩
12、庄村地势平坦，周围基站较多，能够接受到信号不属于盲区，但是由于大树阻挡，在传播过程中空损和综合衰损较大，导致全村整体覆盖强度过低，尤其在节假日话务量激增，更容易出现手机无法接通的情况。加之处于4个基站的覆盖范围之内，临频干扰严重，就会出现切换掉话现象，因此需要对该村的电磁信号进行净化。4.3 解决方案如果在同一个地理位置由多个频点的信号能同时覆盖，则该处的手机只接收和占用信号最强的那个频点。根据这一特点，设计方案为：在韩庄村引入一个信号，并且使该信号强度高与现有信号，并且该信号的主导频电、与现有主导频点及其跳频没有同频和临频。现覆盖韩庄村的4个小区配置为3、4载频，即使考虑到以后基站扩容，频率
13、规划也比较容易。因此，可充分利用现网的载波资源，选定某一基站的某一小区，采用载波资源调度方式，利用数字射频拉远系统。通过射频远端将信号拉远至韩庄村，进行覆盖，并且通过天线位置的选定、控制天线方位角、控制天线口功率等手段严格控制韩庄村的覆盖范围，以实现特定地区的针对性深度覆盖。4.3.1 设备选型根据现场勘测和测试结果，拟采用数字射频拉远系统GRRU对弱信号区域进行覆盖。数字射频拉远系统（GRRU）是一种直接耦合基站射频信号，采用软件无线电技术，将GSM Um口信号数字化，通过光纤传送到远端，利用远端射频单元再生、放大，实现基站信号拉远覆盖的无线网络覆盖设备。由接入控制单元（DAU）和射频拉远单
14、元（DRU）组成。经过数字接入控制单元（DAU）将射频信号转化为数字信号，通过光纤传输到远端，远端的数字射频拉远单元（DRU）再把数字信号还原成射频信号、放大后，通过天线发射出去实现覆盖和话务调度。采用数字中频技术，克服模拟信号长距离光纤衰耗导致的SNR整体下降的缺点，具有远距离传输时所需要的大动态、低噪声的优点。4.3.2 话务量预测本设计方案拟对望都县韩庄村弱信号区进行覆盖，话务量预测如下：韩庄村有住户约500户，常住人口约2100人，按照手机用户拥有率为80%，其中移动用户占80%,忙时话务量为0.02Erl/用户，则目标覆盖区的话务量预测为：2100*80%*80%*0.020=26.88Erl根据爱尔兰B表典型载频配置的平均信道容量，在呼损2%情况下的情况下，当扇区载频配置2载波时，信道利用率为58%；3载波配置时，信道利用率为67%。当扇区载频配置在4TRX以上时载频利用率较好，4TRX载频利用率为72%左右，6TRX则为80%左右。由此可见，小区配置载波数越少，信道容量较低，信道利用率越低。根据话务量预测结果，并且考虑到节假日时村中的流动用户所产生的高话务量需求，提高系统抗局部话务量冲击的能力，建议该系统所取信源应为5
