天水移动GSM网络结构调整优化实施方案的研究_刘进.docx

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1、 南京邮电大学学位论文原创性声明 本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。 尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人己经发表或撰写过 的研究成果，也不包含为获得南京邮电大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。 与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。 本人学位论文及涉及相关资料若有不实，愿意承担一切相关的法律责任。 南京邮电大学学位论文使用授权声明 本人授权南京邮电大学可以保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子文 档 ;允许论文被查阅和借阅；可以将学位论文的全部或部分内容编入有关

2、数据库进行检索； 可以采用 影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编本学位论文。本文电子文挡的内容和纸质 论文的内容相一致。论文的公布（包括刊登）授权南京邮电大学研究生院（筹）办理。 涉密学位论文在解密后适用本授权书。 Research on GSM network structure adjustment and optimizing the implementation of Tianshui Mobile Thesis Submitted to Nanjing University of Posts and Telecommunications for the Degree of Maste

3、r of Engineering By LIUJIN Supervisor: Prof. WANJUN DEC 2014 摘要 随着城市规模扩大，客户业务需求的持续快速增长，网络结构也在不停的调整过程中， 结构问题逐步累积， a 业务量上升到一定程度以后，网络质量问题会集中爆发，从而影响用 户感知。 天水移动公司目前 GSM 网络存在了较多的上述问题，因此就需要通过分析网络结构，降低 网内频率复用度，进而降低网内干扰；进行三高整治，结合话务分析，合理分担话务，通过 载波扩减容达到频率复用度优化工作；通过降低天线挂高以及天线下倾角，方位角调整等， 优化小区覆盖，使基站小区覆盖更区域合理化，解决天

4、水移动 GSM 网络重叠覆盖较多的问题， 同时大量解决过覆盖造成的干扰，降低网内干扰；天水移动 GSM 现网大量的无线直放站的使用， 在增加覆盖的同时势必会带来质差，干扰等负面效果，采用微蜂窝设备更换现网直放站小区， 保障原有覆盖，提升覆盖区域用户使用感知。 通过网络优化工作，就能够清楚的掌握天水移动 GSM 现网干扰指数及具体干扰站点，能够 掌握现网 “ 高配置，高站，高直放站 ” 的站点或区域； 有了第一手的分析资料，按照本文研 究的优化方法，科学实施，合理调整，努力提升整体网络质量，全面改善用户感知。 关键词：网络优化；高配；高站；高直放站；优化调整 I Abstract As the

5、city scale expanded,the requirements of customers increase rapidly and continuously.During the adjustment of network structure,the problems are accumulated gradually.These problems will outburst when the business volume grows to a certain level,and this situation will surely affect the users experie

6、nce. Tianshui branch company encounters many problems mentioned above,therefore,it is necessary to reduce interference in the network by analyzing the network structure and reducing the network frequency reuse.Three tenors regulation and traffic analysis could reasonable shunt the traffic,and freque

7、ncy reuse degree could be optimized through carrier enlarge capacity reduction. By reducing the height antenna hangedand the dip Angle and adjusting azimuth Angle, small area coverage can be optimized and coverageof base station will be more reasonable.By these means, the problem of overlapping of t

8、ianshui mobile GSM network can be solved, and theinterference caused by overlapping can be reducedat the same time.The large amount of wireless repeater stations used by Tianshui mobile GSM network can increase the coverage,but they will bring some negative effects such as interference.The adopt of

9、microcells equipment can guarantee the original coverage,while improvinguser experience. It is able to clearly grasp the interference index and site specificly of tianshui mobile GSM network as well as the high configuration, high standing, high repeater station of the site or area through the netwo

10、rk optimization work. With the analysis of the first-hand information and the optimization method this paper studied, the quality of the whole network can be improved,and the users experience will be better. Keywords: network optimization; high capability;high BTS; more repeater; optimization adjust

11、 n 目录 m-#会者 i 仑 . i 1.1 研究背景 . 1 1 2 研究目标 . 1 1.3 国内外研究现状 . 2 1.4 论文研究内容及章节安排 . 2 第二章网络结构综合优化的相关知识 . 3 2. 1 无线网络结构评估方法 . 3 2. 1. 1 双频网均衡性分析 . 3 2.1.2 网络结构分析 . 4 2.1.3 网络结构指数 . 5 2. 1.4 重叠覆盖度 . 7 2. 1. 5 冗佘覆盖指数 . 7 2. 1.6 网络结构相关指标的局限性 . 8 2. 1. 7 利用扫频数据评估网络结构的方法 . 9 2. 1.8 网络结构的调整策略 . 10 2. 2 高站（室外过覆

12、盖 ） 小区优化原则 . 12 2.2. 1 优化目标 . 12 2.2.2 评判标准 . 13 2.2.3 优化原则 . 14 2.2.4 优化步骤 . 15 2.3 高配（室外高配置 ） 站优化原则 . 16 2.3. 1 优化目标 . 16 2. 3. . 2 评判标准 16 2. 3. . 3 优化原则 16 2.3.4 优化步骤 . 17 2. 4 直放站优化原则 . 19 2. 4. . 1 优化目标 19 2. 4. . 2 新建与整治原则 19 2.4.3 排查方法 . 20 2. 5 室内分布话务吸收能力提升原则 . 21 2. 5. . 1 优化目标 21 2. 5. .

13、2 总体思路 21 III 2. 5. 3 实施方法 . 21 2. 5. 4 实施原则 . 24 2. 5. 5 评估验证和优化 . 24 2. 6 天线应用与优化 . 26 2. 6. 1 优化目标 . 26 2. 6. 2 现网天线主要问题 . 26 2. 6. 3 现网天线检测和处理 . 27 2.6.4 不同场景下的天线选择 . 31 第三章主要工作内容及措施 . 37 3. 1 网络结构分析 . 38 3. 2 网络结构优化 . 47 3. 2. 1 TA 分析优化 . 47 3.2.2 容量分析优化 . 49 3. 2. 3 无线直放站优化 . 52 3. 3 典型案例 . 58

14、 3. 3. 1 麦积区道南基站整改方案 . 58 3. 3. 2 秦州区 一 中及汽车站区域高配小区整治方案 . 64 3. 4 组仑 . 76 & . 78 銷 M . 79 IV 专用术语注释表 BTS Base Transceiver Station 基站收发台 CQT Call Quality Test 呼叫质量拨打测试 DCS 1800 Digital Cellular System at 1800MHz 1800MHz 数字蜂窝系统 DT Drive Test 路测 GRRU GSM Digital Remote RF Units 数字光纤射频拉远 GSM900 Global S

15、ystem For Mobile Communications 900MHz 数字蜂窝系统 MRRMeasurement Result Recording 测量结果报告 MOS Mean Opinion Score 平均意见值 MS Mobile Station 移动台 TA Timing Advance 时间提前量 WLAN Wireless Local Area Networks 无线局域网； V 南京邮电大学专业学位硕士研究生学位论文 第 一 章 绪 论 第 一 章 绪 论 1. 1 研究背景 随着中国移动 GSM 业务量的急剧増长以及扩容新建工程的持续开展，网络规模容量也在 不断快速发

16、展。由于频率资源受限，在当前高密度的网络规模下，干扰问题日益严重，通话 质量不断降低，传统的网络结构面临网络干扰失控、网络性能无法平衡、网络可扩展性差、 网络建设效益逐步下降的发展瓶颈。 在当前网络发展瓶颈下，为突破网络快速发展和持续稳定之间及网络容量、覆盖和质量 之间的矛盾，必须对网络结构进行优化，在基于无线网络结构重整的基础上开展频率优化工 作，解决频率复用瓶颈，提高频率优化成效，实现网络质量的逐渐恢复和稳定提升。 天水移动现网 900M 承载话务量较多， 900M 大于 7 载频配置偏多，区域频率干扰日益严 重， 900M 频率复用度低于 12 天线挂高不合理，天线挂高大于 50 米的站

17、点较多，导致过覆盖， 话务不均衡，网内干扰等情况。 问题集中表现如下： (1) 市区 900M 承载话务量较多， 900M 大于 7 载频配置偏 多。 (2) 区域频率干扰口益严重， 900M 频率复用度低于 12。 (3) 天线挂高不合理，天线挂高大于 50 米的站点较多。 (4) 无线直放站被大量使用，影响了无线网络环境。 (5) 部分站点布局不合理及新增站点使得覆盖重叠严重，存在覆盖重叠度大于 5 的区域。 根据省公司整治高配置小区的文件要求及天水移动自身属地化管理要求，将载波数量大 于 7 的小区 （ GSM900)以及大于 9 的小区 （ GSM1800)全部列入高配置整治范围，但根

18、据各区 域的实际情况，本次整治高配置将从主要对无线利用率较低的小区进行话务评估减容降配， 对无线利用率高于 90%的小区及高校区覆盖小区暂时不做整治，输出相关整治方案。天水现 网存在高配小区 170 个，其中 GSM900M 小区 157 个， GSM1800M小区 13 个 ， 高 校 小 区 49 个 (GSM900M 小区 39 个， GSM1800M 小区 10 个）通过我们按照其分布的特点，以热点区域整改 的思路，将其划分为若干区域进行整改来控制过覆盖，优化网络结构，降低网内干扰。 1.2 研究目标 针对对现网结构的深入分析，并结合天水 GSM 网络现状对如何解决网络中基站过高，小

19、区载波配置过大，直放站建站太多带来的网络负面效应进行深入的研究。从基站的覆盖、容 1 南京邮电大学专业学位硕士研究生学位论文 第 一 章 绪 论 量、频率规划等角度为本次天水 GSM 网络结构调整研究提供了优化原则和解决方案，以降低 掉话率、提高接通率、改善通话质量、提高全程呼叫成功率、降低干扰等，促使网络质量不 断得到提高，全面提升用户感知。 从网络结构评估、室外高站优化、室外高配置站优化、无线直放站、室分系统优化、天 线应用与优化六大方面阐述网络结构综合优化的思路，以及具体指导原则，为全网开展网络 结构优化提供技术依据，并为今后网络规划、新建、扩容工程提供有价值的指导。 1.3 国内外研究

20、现状 网络结构优化工作，是近年来各个运营商网络规模达到一定程度后，网络出现由于发展 过快带来的新问题； 在国外，各个运营商主要通过载波资源调度及深度覆盖问题解决网络结构问题，例如， 在国内存在高直放站问题，在国外一般都采用 “small cell” 的覆盖方法解决，在国内叫做 “ 点覆盖 ” ，该提法也只是 2014 年中旬出现，尚无规模使用。 同时， 国外运营商在 3G 及 4G 网络建设上较为超前，替代的先进技术覆盖同样在一定程度 了优化了 GSM 网络结构问题。 国内运营商中，中国联通 GSM 网络同样采用网络结构优化，三高整治的手段解决现网干 扰及质量差问题，相对而目，中国电伯 CDM

21、A 网络由于技术不同，尚未得知。 1.4 论文研究内容及章节安排 本文主要针对网络结构问题进行研究，主要对网络结构问题评估分析，高配高站小区评 估分析，直放站优化分析等，提出网络结构优化思路及手段，结合天水地区 GSM 网络现状进 行实际优化实施； 论文共分为四大章节，第一部分是对本次研究工作进行概述；第二部分全面系统地就网 络结构优化及三高整治，以及直放站优化等提出评估方法及优化手段；第三部分为结合天水 地区 GSM 网络现状进行的实际结构优化操作及实施；第四部分为本次研究的工作总结。 2 南京邮电大学专业学位硕士研究生学位论文 第二章网络结构综合优化的相关知识 第二章网络结构综合优化的相关

22、知识 2. 1 无线网络结构评估方法 在中国移动通信公司多年的网络建设和优化工作中，总结出许多关于网络结构评估的优 秀经验，在 2103年中国移动通信集团广东有限公司就编制了中国移动通信集团广州有限公 司网络结构调整手册，集团公司在全国范围内进行推广，以此作为中国移动各公司在今后网 络结构评估工作的指导意见。在本次天水移动 GSM网络结构评估中，我们就参考了该文献， 对天水移动 GSM 网络结构进行了评估。具体评估方法如下： 2. 1. 1 双频网均衡性分析 (1) 负荷均衡性分析 对 GSM900 和 DCS1800 综合无线利用率（考虑数据业务等效话务量 ） 指标进行对比，若出 现某一频段

23、的无线利用率很高、且两个频段无线利用率相差较大的情况，则认为该区域存在 双频网负荷不均衡问题。 (2) 质量均衡性分析 统计 GSM900 和 DCS1800 的各级上、下行 MR 语音质量采样点数据，对其语音质量和质差 话务比例进行对比，若出现某一频段的语音质量较差或质差话务比例较高、且两个频段的语 音质量或质差话务比例相差较大的情况，则认为该区域存在双频网质量不均衡问题。 (3) 双频网均衡思路 对于 GSM900 频率资源紧张 、 DCS 1800 频率相对空闲的区域，应将话务从 GSM900 向 DCS 1800 迁移。 (4) 双频网不均衡的定位方法 统计对象：针对同站同向双频网室外

24、小区（同站 30 度方向 ）； 定位方法： GSM900 话务需要向 DCS 1800 转移或均衡： 首先筛选满足条件的 GSM900 小区，前提条件为 GSM900 小区载频数 7, GSM900 小区无线 利用率 75%。以下条件满足一个即记为不均衡小区： 无同站 DCS 1800 小区 GSM900 小区利用率大于等于 80%， GSM900 利用率 -DCS1800 利用率 =30%; 利用率差异： 统一以晚忙时为准，取一周的晚忙时 （ 20 点）综合话务量的平均值做为分子， DCS1800 3 南京邮电大学专业学位硕士研究生学位论文 第二章网络结构综合优化的相关知识 综合业务量占比

25、_12dB 的比例； N1:周边小区 i 的载波数； Nall:总频点数， GSM900 网络取值 95 (不含 EGSM)， DCS1800 网络取值 125 (或 100)。 网络结构指数反映了该区域载波叠加的程度，指数越高表示越难排频，潜在频率干扰风 险越高，该指标在数值上表示由于网络结构问题导致平均受到干扰的概率。网络结构指数较 高的区域定义为结构复杂区域。 网络结构指数示意图如下 : 5 南京邮电大学专业学位硕士研究生学位论文 第二章 M 络结构综合优化的相关知识 该指标的推导过程如下： 假设服务小区有 Ns 个载频，周边小区有队个载频，可用总载频数为 Nall 个，在频率随 NS

26、XN, 机 分 配 时 ， 这 两 个 小 区 的 同 频 频 点 数 为 ： ; 周 边 小 区 i 对服务小区 S 的干扰概率为： Nd; 服 务 小 区 受 到 的 总 干 扰 概 率 （ 即 网 络 结 构 指 数 ） 为 ： 在计算网络结构指数时，需要注意以下几点： (1) 由于 GSM900 和 DCS1800 频段上完全隔离，不会相互干扰，因此在计算指标时也要 分别计算。 (2) 这里的周边小区与网络中实际定义的相邻小区不同，只要在本小区测量报告中出现 的小区都应该计算在内。 (3) 每个小区先单独计算网络结构指数，但对网络结构复杂程度进行评估时，要以区域 (小区簇）为单位进行评

27、估，小区簇里面至少应该有一次整体的频率复用（约 200 载波），计 算区域相关指标可以通过对每个小区进行加权平均得到（以话务量作为加权因子）。 N. xN C0S1 = COs Na l lxNs Zlco.xN.) 区域网络结构指数 X (小区网络结构指数 i X 小区话务量 i) 区域总话务量 6 (2.4) 南京邮电大学专业学位硕士研究生学位论文 第二章网络结构综合优化的相关知识 (1) MR 测量报告中的服务小区信号强度是功控后的结果，在取 -12dB 门限时需要将服 务小区的测量电平进 行补偿，即主 /邻小区都用 BCCH 信号强度计算 。一 般若在 BSC 取该数 (例如利用爱立信

28、的 NCS 工具），则系统已经将其自动补偿。 2. 1. 4 重叠覆盖度 该指标计算公式定义如下： 重叠覆盖度 =Z C si + 1 (2. 5) i 该指标反映了该区域有多少个强信号小区进行了重复的覆盖。 网络结构指数反映载波叠加的程度，而重叠覆盖度则是反映小区叠加的程度，重叠覆盖 度较高的区域定义为过度覆盖区域。 重叠覆盖度示意图如下： 2. 1. 5 冗余覆盖指数 Z(c ls xN,) 冗 余 覆 盖 指 数 = - (2.6) Naii 其中， 1S: 本 小 区 s 对周边小区 i 的同频相关系数，即本小区 s 在周边小区 i 的测量报 告中出现且信号强度差 _12dB 的比例

29、该指标反映某小区对 C 的正面贡献以及对 I 的负面贡献的关系，表示由于网络结构因素 该小区对其他小区干扰的程度，在数值上表示该小区影响其他小区话务与自身话务的比值， 用于寻找造成网络干扰的小区。冗余覆盖指数较高的小区定义为高干扰小区。 冗余覆盖指数示意图如下，其中冗余覆盖指数 =B/A。 7 南京邮电大学专业学位硕士研究生学位论文 第二章网络结构综合优化的相关知识 需要注意的是，这里的 coiP与网络结构指数中的 )51有所不同，这里的 C01S是指本小区 S 对周边小区 i 的同频相关系数，即本小区 S 在周边小区 i 的测量报告中出现且信号强度 差 -12dB 的比例。 冗余覆盖指数的推

30、 导过程如下： 本小区有 Ns 个载频，周边小区有队个载频，总载频个数有 Nall 个，在频率随机分配时， N S X N, 这 两 个 小 区 的 同 频 频 点 数 为 ： ， 本 小 区 s 对 周 边 小 区 i 的干扰载波数为： C0lsx Ndl ，将周边小区受到的干扰累加，再除以本小区载波数 Ns,得到干扰载波数与 该小区本身载波数的比值，假设不考虑载波利用率的差异，那么这个比值实际上表示了受该 KCO.XNJ 小区干扰话务量与该小区本身话务量的比值（即冗余覆盖指数）为： N all 冗余覆盖指数与网络结构指数的计算公式非常相似，这两者的区别见下表 : 表 2. 1 指数计算公式

31、对比 结构指标 网络结构指数 冗余覆盖指数 公式 ZCco.xNj 网 络 结 构 指 数 = 1 Nall XsXN.) 冗 余 覆 盖 指 数 = 1 Nall 物理意义 反映本小区受到周边小区的干扰 (别人对我的影响 ） 反映本小区对周边小区的干扰 (我对别人的影响 ) 数值代表含义 本小区受到的平均干扰概率 本小区对周边小区干扰话务与本小区自 身话务比值 用法 找出受到结构问题影响的区域 找出引起结构问题的高干扰小区 2. 1.6 网络结构相关指标的局限性 由于每个 MR 测量报告最多只能上报 6 个邻区测量信息，并且还包含了 900/1800 双频段， 若还有更多的邻区也是强信号小区

32、，那么已经无法将其统计进来，因此利用 MR 统计的网络结 8 南京邮电大学专业学位硕士研究生学位论文 第二章网络结构综合优化的相关知识 构指数、重叠覆盖度等指标比实际真实值要小一些。 若要减少与实际结构的差距，可以适当提高计算门限，例如从 _12dB 提升至 -9dB。 2. 1. 7 利用扫频数据评估网络结构的方法 扫频可以得到每个小区的信号强度，并且它不受是否定义了测量频点的影响，也不受测 量上报小区个数的限制，因此可以较为真实的还原网络结构的本身面目，在道路优化中可以 得到较好应用。利用道路扫频数据也定义了以下道路结构指标： (1) 道路网络结构指数 =低于最强信号 12dB 范围内所有

33、小区的载波数 /理论可用总频点 数*100%，该指数反映了该路段受到较强载波叠加的程度，指数越高表示在该路段越难排频， 潜在网内频率干扰风险越高。 (2) 道路重叠覆盖度 =道路上弱于最强信号 12dB 范围内的小区数（含最强信号小区 ）， 该指数反映了该路段有多少个强信号小区在同时覆盖。 (3) 道路冗余覆盖指数 =道路上该小区不是最强且弱于最强信号 12dB 范围内的采样点数 /该小区作为最强小区的采样点数，该指数反映了覆盖道路的某小区对 C 的正面贡献以及对 I 的负面贡献的关系，表示在该小区的覆盖中有多大的比例是冗余和负面的。 下图是天水某片区域的道路网络结构指数分布图： 图 2. 5

34、 道路网络结构指数分布图 通过扫频结合常规语音测试的方式，道路网络显性及隐性问题点通过扫频结合常规语音 测试可参考下面的判断方法来输出 : 9 南京邮电大学专业学位硕士研究生学位论文 第二章 M 络结构综合优化的相关知识 表 2. 2 测试判断方法 道路结构 属性 紧急等级属 性 重叠覆盖度 属性 信号强度 属性 干扰 属性 原因分类 结构 问题 高、预警 问题 高 强 有、无 【结构问题：过度强信号 重叠导致】 高、预警 隐患 低 弱 有、无 【结构问题：弱信号】 - - 低 中 有、无 【结构问题：主覆盖不明 显导致】 非结 构问 题 低 问题 低 强 有 频率问题 低 问题 低 中 无

35、参数问题【切换或其他】 2. 1.8 网络结构的调整策略 若某区域由于网络结构带来了较为严重的干扰问题，就需要通过网络结构调整来解决， 思路如图 2.6 所示： 囹 L b FI珞结枸调整步骤 针对网内干扰问题可以利用网络结构指数、网内干扰系数来判断如何进行结构调整。 图 2. 7 网络结构调整判定 将每个受到评估的区域撒在图 2.7 中，然后根据每个区域不同的特征选择不同的优化策 10 南京邮电大学专业学位硕士研究生学位论文 第二章网络结构综合优化的相关知识 略，具体可参考表 2.3: 表 2. 3 优化策略参考表 类别 特点 区域评价 优化调整思路 特征区域 1 网络结构指数高， 网内干扰

36、系数高 网内干扰严重主要原因 是网络结构复杂 进行结构优化 特征区域 2 网络结构指数低， 网内干扰系数高 网内干扰严重主要原因 是频率规划得不够好 进行频率优化 特征区域 3 网络结构指数低， 网内干扰较小，结构和 若该区域存在质量，则需考虑是 网内干扰系数低 频率都没有太大问题 否存在外部干扰和硬件故障 特征区域 4 网络结构指数高， 网内干扰系数低 网络结构较复杂，当话 务增长后对网内干扰会 有一定隐患 当话务升高将存在质量恶化的风 险，需做好结构优化调整的准备 网 内 干 扰 系 数 =X fc si x + ADJsi x (2.7) i l Ns Ns J 其中， ADJS1表示周

37、边小区 i 对服务小区 s 的邻频相关系数，即周边小区 i 在服务小区 s 的测量报告中出现且信号强度差 3dB (暂定 ） 的比例， NC0S1、 NADJS1分别表示周边小区 i 与服 务小区 s 出现同频、邻频的频点个数。 若存在网络结构问题，则根据重叠覆盖度、小区载波配置等指标确定要控制覆盖还是要 降低载波配置。若控制覆盖，则可以调整天线方向、下倾、高度等物理结构，也可以调整发 射功率。覆盖控制后网络结构将得到优化，如下图所示： 图 2. 8 覆盖控制效果图 若要降低载波配置，根据站间距的不同可进行小区分裂或话务下沉。站间距较远时，可 用小区分裂方式来降低载波配置，同时还要做好覆盖控制

38、，示意图如下： 11 南京邮电大学专业学位硕士研究生学位论文 第二章网络结构综合优化的相关知识 若需要降低载波配置且站间距较近时，可新建低站来吸收高站话务，并降低高站载波配 置，同时还要做好覆盖控制，示意图如图 2.10 所示： 图 2. 10 业务下沉效果图 此外，对于高业务密度区域要有效利用 1800 频段，实现双频网均衡发展，降低 GSM900 网络结构复杂性及带来的网内干扰。 2. 2 高站（室外过覆盖 ） 小区优化方法 随着移动通信网络的快速建设，中国移动建站初期为了保证最大的覆盖范围而建设的高 海拔、高发射功率的基站已经成为目前网络优化的突出问题，室外站过覆盖问题就是由于基 站过高或发射功率过高，导致该基站发射信号重叠覆盖在新建相邻基站，甚至更远的非相邻 基站范围内，导致了频率之间的互相干扰，造成掉话、上下