通信工程毕业设计论文漳州市长泰县GSM无线网络优化.doc

毕业设计（论文）题 目：漳州市长泰县GSM无线网络优化学 生： 指导老师： 系 别： 电子系 专 业： 通信工程 班 级： 学 号： 2011年6月目录一、绪论.3二、GSM基本原理及网络优化基本原理.4(一) GSM基本原理介绍.4(二) GSM无线网络优化基本流程 .10三、 漳州市GSM网络概况.15(一) 长泰县地区的自然概况介绍及GSM无线话务分布分析.15(二) 长泰县地区GSM网络运行情况分析.16四、 长泰县地区GSM无线网络/基站扩容/优化整体结构/方案设计.17(一) 对无线网络的扩容/优化总体要求.17(二) 扩容/优化网络的设计原则.18(三) 频率规划.19(四) 天线选型.24(五) 电波传播损耗测模型.28五、 长泰县GSM数字蜂窝移动通信系统网络优化具体设计方案.31(一) 高话务密度区的优化网络设计方案.31(二) 硬件配置及参数的优化.32(三) 基站的位置设计、选址，天线高度的计算等各项指标.的调整.32(四) 频率的优化.33(五) 传输线路的设计（以高速铁路设计为例）.34六、 漳州市长泰县GSM无线网络优化方案案例.46(一) 优化前后网络性能及分析对比.48七、 总结. 49八、 参考文献.50一、 绪论 随着移动通信的快速发展，GSM系统已经成为最成熟的第二代移动通信系统，全球绝大多数移动运营商都采用了这种系统。随着GSM网络规模的高速发展，通信网络正面临严峻的挑战。一方面由于移动用户数快速增加，GSM网络规模不断扩大，网络质量虽然也得到不断提高，但频率资源逐渐匮乏，无线网络的频率复用系统越来越小，网络规模庞大导致出现的问题也越来越多样化和复杂化，仅靠单纯的日常维护已无法切实地为广大移动用户提供高质量的通话服务，使得各运营商不得不投入大量的资金和人员进行网络优化；另一方面，电信企业的再次重组，使得电信企业移动通信业务之间的竞争更加激烈，如何提高网络通信质量、提高用户的感知并使网络达到最佳的运行状态、提高系统设备的利用率、减低运营成本，已成为电信运营商的首要任务。特别是我国GSM网络在建设和扩容时普遍存在周期短、速度快的情况，导致无论是在规划还是在工程建设中都留下了一些质量问题，需要在后期的网络优化中进行解决。 而随着漳州市经济的持续增长，个人收入的不断提高，个人信息通信消费能力必然进一步增强，移动通信作为朝阳产业和社会消费热点，企业的发展仍然具有巨大潜力，面临着一个很大的发展机遇。但是随着移动通信市场的不断深层次挖掘，移动运营企业所面对的竞争程度越来越激烈：竞争将不仅限于移动电话间的竞争，随着电信对小灵通业务市场推广的加强，还将出现移动电话和无线市话之间的激烈竞争；同时，新的移动运营商有可能开始进入市场，因此，移动通信市场的整体竞争形势将越来越激烈，单一公司的市场份额将不可避免地逐步下跌，为了在运营商的激烈竞争中继续保持优势，漳州市长泰县移动通信有限责任公司在全市范围加大了基站建设力度，力争在全县范围内建设一个覆盖更加完善的移动网络，同时当前一系列优惠的资费政策的推出，进一步刺激了话务量的大幅度增长，导致现有的网络容量面临着更大的挑战，另外，新系统3G工作已进入紧张的准备期，如何充分考虑各种2G网络建设因素，结合3G网络的起步的契机，提前、科学地进行规划，是目前网络建设的热点问题。二、 GSM基本原理及网络优化基本原理GSM以前是Groupe Spéciale Mobile (1982年设立) 的缩写，现在是(Global System forMobile comunications) 的缩写。由欧洲ETSI出的第二代数字蜂窝移动通信系统标准。采用TDMA/FDMA 复用方式；数字化语音编码和数字调制技术；以语音业务为主，也支持无线的数据业务；是世界上使用最广、用户数最多的移动通信系统。GSM系统的主要特点有：1）频谱效率高：由于采用了高效调制器、信道编码、交织、均衡和话音编码技术等，使系统具有高的频谱效率。2）容量大： 由于每个信道传输带宽增加，使同频复用载干比要求降低至9dB, 故GSM系统的同频复用模式可以缩小到4/12或3/9甚至更小（模拟系统为7/21）；加上半速率话音编码的引入和自动话务分配以减少越区切换的次数，使GSM系统的容量效率（每兆赫每小区道数）比TACS系统提高了3 5倍。3）话音质量与无线传输质量无关：在900MHz频带中 使用TDMA（时分复用多路接入）的全数字的工作。鉴于数字传输技术的特点以及GSM规范中有关空中接口和话音编码的定义，在门限值以上时，话音质量总是与无线传输质量无关。4）开放的接口：GSM标准所提供的开放性接口，不仅限于空中接口，而且包括网络之间以及网络中各设备实体之间，例如A接口和Abis接口。5）安全性：通过鉴权、加密和TMSI号码的使用，达到安全目的。6)与ISDN、PSTN等的互连：与其它网络的互连通常利用现有的标准，如ISUP或TUP。7) 在SIM卡基础上实现漫游：在安装了GSM系统的所有国家中能使用相同的移动设备。而在国家网内和跨国界间的通信中，该系统能提供自动漫游（泛欧漫游）。漫游是移动通信的重要特征，它标志着用户可以从一个网络自动进入另一个网络。对于 GSM 标准，它可以提供全球漫游，当然，网络经营者之间的某些协议还是必须的，例如为了计费，可通过MOU协调。8）对一个移动用户发起一次呼叫的用户将不需要知道移动用户的位置，因为呼叫将被自动选路到合适的移动设备。9）能最大灵活地在线提供由ISDN提供的业务，易于升级。10）ISDN综合业务（数据业务限制为9.6Kb/S） 。（一）GSM基本原理介绍GSM采用的是TDMA/FDMA 复用方式， GSM系统的典型结构如下图3-1所示。由图可见，GSM系统是由若干个子系统或功能实体组成。其中基站子系统（BSS）在移动台（MS）和网络子系统（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必须管理通信业务，保证MS与相关的公用通信网或与其它MS之间建立通信，也就是说NSS不直接与MS互通，BSS也不直接与公用通信网互通。MS、BSS和NSS组成GSM系统的实体部分。操作支持系统（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。l OSS：操作支持子系统BSS：基站子系统NSS：网路子系统l NMC：网路管理中心DPPS：数据后处理系统SEMC：安全性管理中心l PCS：用户识别卡个人化中心OMC：操作维护中心MSC：移动业务交换中心l VLR：来访用户位置寄存器HLR：归属用户位置寄存器AUC：鉴权中心l EIR：移动设备识别寄存器BSC：基站控制器BTS：基站收发信台l PDN：公用数据网PSTN：公用电话网ISDN：综合业务数字网l MS：移动台图图31 GSM系统的典型结构移动台是公用GSM移动通信网中用户使用的设备，也是用户能够直接接触的整个GSM系统中的唯一设备。移动台的类型不仅包括手持台，还包括车载台和便携式台。随着GSM标准的数字式手持台进一步小型、轻巧和增加功能的发展趋势，手持台的用户将占整个用户的极大部分。除了通过无线接口接入GSM系统的通常无线和处理功能外，移动台必须提供与使用者之间的接口。比如完成通话呼叫所需要的话筒、扬声器、显示屏和按键。或者提供与其它一些终端设备之间的接口。比如与个人计算机或传真机之间的接口，或同时提供这两种接口。因此，根据应用与服务情况，移动台可以是单独的移动终端（MT）、手持机、车载机或者是由移动终端（MT）直接与终端设备（TE）传真机相连接而构成，或者是由移动终端（MT）通过相关终端适配器（TA）与终端设备（TE）相连接而构成，这可参见图3-2，这些都归类为移动台的重要组成部分之一移动设备。移动台另外一个重要的组成部分是用户识别模块（SIM），它基本上是一张符合ISO标准的“智慧”卡，它 包含所有与用户有关的和某些无线接口的信息，其中也包括鉴权和加密信息。使用GSM标准的移动台都需要插入SIM卡，只有当处理异常的紧急呼叫时，可以在不用SIM卡的情况下操作移动台。SIM卡的应用使移动台并非固定地缚于一个用户，因此，GSM系统是通过SIM卡来识别移动电话用户的，这为将来发展个人通信打下了基础。基站子系统（BSS）是GSM系统中与无线蜂窝方面关系最直接的基本组成部分。它通过无线接口直接与移动台相接，负责无线发送接收和无线资源管理。另一方面，基站子系统与网路子系统（NSS）中的移动业务交换中心（MSC）相连，实现移动用户之间或移动用户与固定网路用户之间的通信连接，传送系统信号和用户信息等。当然，要对BSS部分进行操作维护管理，还要建立BSS与操作支持子系统（OSS）之间的通信连接。基站子系统是由基站收发信台（BTS）和基站控制器（BSC）这两部分的功能实体构成。实际上，一个基站控制器根据话务量需要可以控制数十个BTS。BTS可以直接与BSC相连接，也可以通过基站接口设备（BIE）采用远端控制的连接方式与BSC相连接。需要说明的是，基站子系统还应包括码变换器（TC）和相应的子复用设备（SM）。码变换器在更多的实际情况下是置于BSC和MSC之间，在组网的灵活性和减少传输设备配置数量方面具有许多优点。因此，一种具有本地和远端配置BTS的典型BSS组成方面如下图所示。基站收发信台（BTS）属于基站子系统的无线部分，由基站控制器（BSC）控制，服务于某个小区的无线收发信设备，完成BSC与无线信道之间的转换，实现BTS与移动台（MS）之间通过空中接口的无线传输及相关的控制功能。BTS主要分为基带单元、载频单元、控制单元三大部分。基带单元主要用于必要的话音和数据速率适配以及信道编码等。载频单元主要用于调制/解调与发射机/接收机之间的耦合等。控制单元则用于BTS的操作与维护。另外，在BSC与BTS不设在同一处需采用Abis接口时，传输单元是必须增加的，以实现BSC与BTS之间的远端连接方式。如果BSC与BTS并置在同一处，只需采用BS接口时，传输单元是不需要的。图32典型的BSS组成方式基站控制器（BSC）是基站子系统（BSS）的控制部分，起着BSS的变换设备的作用，即各种接口的管理，承担无线资源和无线参数的管理。BSC主要由下列部分构成：6） 朝向与MSC相接的A接口或与码变换器相接的Ater 接口的数字中继控制部分；7） 朝向与BTS相接的Abis 接口或BS接口的BTS控制部分；8） 公共处理部分，包括与操作维护中心相接的接口控制；9） 交换部分。网路子系统（NSS）主要包含有GSM系统的交换功能和用于用户数据与移动性管理、安全性管理所需的数据库功能，它对GSM移动用户之间通信和GSM移动用户与其它通信网用户之间通信起着管理作用。NSS由一系列功能实体构成，整个GSM系统内部，即NSS的各功能实体之间和NSS与BSS之间都通过符合CCITT信令系统No.7协议和GSM规范的7号信令网路互相通信。移动业务交换中心（MSC）是网路的核心，它提供交换功能及面向系统其它功能实体：基站子系统BSS、归属用户位置寄存器HLR、鉴权中心AUC、移动设备识别寄存器EIR、操作维护中心OMC和面向固定网（公用电话网PSTN、综合业务数字网ISDN、分组交换公用数据网PSPDN、电路交换公用数据网CSPDN）的接口功能，把移动用户与移动用户、移动用户与固定网用户互相连接起来。移动业务交换中心MSC可从三种数据库，即归属用户位置寄存器（HLR）、访问用户位置寄存器（VLR）和鉴权中心（AUC）获取处理用户位置登记和呼叫请求所需的全部数据。反之，MSC也根据其最新获取的信息请求更新数据库的部分数据。当然，作为网路的核心，MSC还支持位置登记、越区切换和自动漫游等移动特征性能和其它网路功能。对于容量比较大的移动通信网，一个网路子系统NSS可包括若干个MSC、VLR和HLR，为了建立固定网用户与GSM移动用户之间的呼叫，无需知道移动用户所处的位置。此呼叫首先被接入到入口移动业务交换中心，称为GMSC，入口交换机负责获取位置信息，且把呼叫转接到可向该移动用户提供即时服务的MSC，称为被访MSC（VMSC）。因此，GMSC具有与固定网和其它NSS实体互通的接口。目前，GMSC功能就是在MSC中实现的。根据网路的需要，GMSC功能也可以在固定网交换机中综合实现。访问用户位置寄存器（VLR）是服务于其控制区域内移动用户的，存储着进入其控制区域内已登记的移动用户相关信息，为已登记的移动用户提供建立呼叫接续的必要条件。VLR从该移动用户的归属用户位置寄存（HLR）处获取并存储必要的数据。一旦移动用户离开该VLR的控制区域，则重新在另一个VLR登记，原VLR将取消临时记录的该移动用户数据。因此，VLR可看作为一个动态用户数据库。VLR功能总是在每个MSC中综合实现的。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。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。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，使得运营部门对于不管是失窃还是由于技术故障或误操作而危及网路正常运行的MS设备，都能采取及时的防范措施，以确保网路内所使用的移动设备的唯一性和安全性。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分别处理，也可以采用通过HLR或独立的计费设备来集中处理计费数据的方式。移动设备管理是由移动设备识别寄存器（EIR）来完成的，EIR与NSS的功能实体之间是通过SS7信令网路的接口互连，为此，EIR也归入NSS的组成部分之一。网路操作与维护是完成对GSM系统的BSS和NSS进行操作与维护管理任务的，完成网路操作与维护管理的设施称为操作与维护中心（OMC）。从电信管理网路（TMN）的发展角度考虑，OMC还应具备与高层次的TMN进行通信的接口功能，以保证GSM网路能与其它电信网路一起纳入先进、统一的电信管理网路中进行集中操作与维护管理。直接面向GSM系统BSS和NSS各个功能实体的操作与维护中心（OMC）归入NSS部分。可以认为，操作支持子系统（OSS）已不包括与GSM系统的NSS和BSS部分密切相关的功能实体，而成为一个相对独立的管理和服务中心。主要包括网路管理中心（NMC）、安全性管理中心（SEMC）、用于用户识别卡管理的个人化中心（PCS）、用于集中计费管理的数据后处理系统（DPPS）等功能实体。 我国陆地公用蜂窝数字移动通信网GSM通信系统采用900MHz频段： 905915（移动台发、基站收） 950960（基站发、移动台收） 随着业务的发展，可视需要向下扩展，或向1.8GHz频段的DCSI800过渡，即1800MHz频段： 17101785（移动台发、基站收） 18051880（基站发、移动台收） 图33我国陆地蜂窝移动体系系统频段分配图  相邻两频道间隔为200kHz，每个频道采用时分多址接入（TDMA）方式，分为8个时隙，即8个信道（全速率）。每信道占用带宽200kHz8=25kHz，同模拟网TACS制式每个信道占用的频率带宽。从这点看二者具有同样的频谱利用率。 GSM采用半速率话音编码后，每个频道可容纳16个半速率信道。  采用等间隔频道配置方法，频道序号和频点标称中心频率的关系为： fl(n)= 890.200MHz （n-1）´ 0.200MHz 移动台发，基站收 fh(n)= fl(n) 45MHz 基站发，移动台收 由于无线信号之间可能存在干扰，因此引入载波干扰保护比（CI），就是指接收到的希望信号电平与非希望信号电平的比值，此比值与MS的瞬时位置有关。这是由于地形不规则性及本地散射体的形状、类型及数量不同，以及其它一些因素如天线类型、方向性及高度，站址的标高及位置，当地的干扰源数目等所造成的。 GSM规范中规定： 同频道干扰保护比： C/I  ³9dB 邻频道干扰保护比： C/I ³ - 9dB 载波偏离400kHz时的干扰保护比： C/I ³ - 41dB  我们的频点是有限的，为拥有更大的网络容量，引入了频率复用的概验，频率复用是指在不同的地理区域上用相同的载波频率进行覆盖。这些区域必须隔开足够的距离，以致所产生的同频道及邻频道干扰的影响可忽略不计。 具体的频率规划在后面的章节再进行介绍。（二） GSM无线网络优化流程网络优化的主要任务是通过各种优化手段提高网络运行指标。包括缺陷指标优化、投诉处理、应急保障等内容。业务流程是把一个或多个输入转化为对顾客产生价值的输出的活动，就是一组共同给顾客创造价值的 相互关联的活动进程。流程包括六个要素：输入资源、活动、活动的相互作用（即结构）、输出结果、顾 客、价值。 为规范化日常网优运维工作，福建移动将网优流程作为网络运维流程之一进行梳理后制定的工作流程规范，该流程主要是规范日常网优工作流程，反应了网优日常工作中的压力容忍、胜任力评估模型，对技能等级、工作难度、紧急程度、时间开销、费用开销进行合理分。 网络优化流程是通过对客户投诉、网络性能、例行测试等数据信息的分析、诊断以及业务策略指导，识别出影响网络资源利用服务质的潜在因问题，在网络安全稳定运行的基础上对网络进行系统性日常性的调整与控制，使网络资源置、网络质客户满意度达到最佳均衡的状态。该项业务领域包括参数/数据优化、指标/性能优化、网络调整、网络规划、硬件调整等业务内容。动源指触发流程的系统、数据源等。网优流程的动源包括投诉流程、指标缺陷预警等。 网优流程系统将现有的网络优化任务归纳为简洁的工作流，缩短节点之间的距离，保证各个控制节点的路径最短、最优，增强关键节点的资源比，保证问题节点、核心节点通畅。网优流程系统包括以下功能模块为：1、 日常网优、专项网优、站点规划流程流转模块2、 遗留问题、知识库（案例库、信息库）、规则维护管理、异常监控、角色簇规则、信息公告等共用使能流程个性使能流程模块。（使能流程是在业务模块之外，对业务进具有支撑、监控、统计等功能的功能模块。）3、 网优流程三个流程的内部互联4、 网优流程通遗留问题、知识库、信息公告、异常监控的接口 图34 网络优化管理流程体系的框架及与相关流程关联关系图35 用户投诉、VIP投诉优化流程图36 全网KPI监测及网络性能优化流程流程介绍: 每天 RNP 值班工程师提取网络最新的全网统计数据，交给负责相关 BSC 的工程师处理，分别进入 KPI 监测流程性能分析优化流程； 监测流程：RNP 工程师全面深入分析掉话、质量、切换、覆盖、容量等问题，分析 GPRS指标、性能，具体给出相应的优化处理意见，提交工单审批后，由 BSC 工程师实施，RNP 观察指标，进行持续的优化。 RNP 工程师全面分析小区 PAGING、VLR 容量，A口、Abis口负荷，traffic 统计，全面分析 GPRS 网络性能、负荷、硬件配置，给出综合优化意见和具体实施办法，提交工单给负人员批复；批复后的工单由相关部门具体实施，RNP 观察指标，进行持续性优化。 图37全网无线参数检查流程GSM 网络中的无线参数是指与无线设备无线资源有关的参数。这些参数对网络中小区的覆盖、信令流的分布、网络的业务性能等具有至关重要的影响，因此合理调整无线参数是 GSM 网络优化的重要组成部分。根据无线参数在网络中的服务对象，GSM 无线参数一般可以分为二类，一类为工程参数，另一类为资源参数。工程参数是指与工程设计、安装 开通有关的参数，如天线方位角、增益、电缆损耗等，这些参数一般在网络设计中必须确定，在网络的运行过程中一般较少更改。资源参数是指与无线资源的配置、利用有关的参数，这类参数通常会在无线接口（Um）上传送，以保持基站与移动台之间的一致。资源参数的另一个重要特点是：大多数资源参数在网络运行过程中可以通过一定的人机界面进行动态调整。根据无线参数调整需解决问题的性质可以将其分为两类。第一类是为了解决静态问题。即通过实测网络各个地区的平均话务信令流量，对系统设计中采用的话务模型进行修正，解决长期存在的普遍现象。另一类调整用于解决由于一些突发事件或随机事件造成在某个时间段中，局部地区发生的话务过载、信道拥塞的现象。三、 长泰县地区GSM网络概况一、长泰县地区的自然概况介绍及GSM话务分布分析 长泰县，地处闽南金三角中心结合部，九龙口下游。地理坐标为北纬24°3324°54，东经117°36117°57。东连厦门，南邻龙海，西接华安和漳州，北    长泰县城全景靠泉州市安溪县，东到厦门市区50公里，南到漳州市区17公里，有省级公路和324国道、319国道、福诏高速公路相连。鹰厦铁路把长泰火车站和全国铁路网联接起来，距县城50公里以内拥有机场、港口、铁路、高速公路、国道、省道，内外交通十分便捷。长泰县独特的地貌结构，可阻滞冬季寒流和夏季台风的侵袭。整个地形呈蒲扇状，东、西、北三面青山环抱，南部多平原，山地、丘陵、平原错落有致。海拔最高山峰1128米，最低平地7米，呈向南开口的马蹄形地貌。冬无严寒，夏无酷暑，气候温暖，四季如春，雨量充沛，多年平均气温21摄氏度，降雨量1460毫米，森林覆盖率达64.5%。目前漳州地区共有458万人口，其中各县（市）人口比例如：图21漳州地区各县(市)人口分布图其中长泰县的话务分布分析如下：图24长泰县城城关从上面的分布可以看出，长泰县晚忙时高话务的小区主要集中在市区、城区，比较特殊的是，高校区在晚忙时（19点）的话务量并不高，而到了晚上10点以后，高校区的话务量将明显上升，特别是覆盖宿舍的小区，话务量急剧升高，有时还会出现拥塞，针对这种短时的高话务，在高校区半速率开通的比例都比较高。二、 长泰县地区GSM网络运行情况分析 长泰县现有网络在网硬件包括交换机9台、BSC38台、基站1833个、小区4408个、载波17664块。现网日话务量438225erl；早忙时话务量为24815erl，早忙时信道利用率为40.3；晚忙时话务量为370198erl，信道利用率为61.4%，忙时话务集中度为8.44；在阻塞率方面，经过长期的优化和站点分裂，全网晚忙时TCH阻塞率为0.21，SDCCH阻塞率仅为0.03，即使在中秋、国庆、五一、春节和元霄这样的话务高峰期，其TCH阻塞率也控制在2以内，SDCCH阻塞率也可控制在0.5以内；忙时无线接通率长期保持在99.9%以上；忙时全网掉话率低于0.02；网络资源利用率大致在55到65直接徘徊。总体来看，长泰县网络运行正常，但是也存在一些问题，如相邻小区话务不均衡、高站引起的越区覆盖、某些地方存在弱覆盖。后期将通过各种方法逐步接近上述问题。四、长泰县地区GSM无线网络/基站扩容/优化整体结构/方案设计（一）对无线网络的扩容/优化总体要求无线网络规划工作是随着小区制蜂窝移动通信系统的出现而提出的，在大区制移动通信系统中，系统的覆盖范围和容量都由设备性能直接决定，而不需要考虑太多复杂的规划。到了蜂窝移动系统阶段，随着基站和小区数目增加，覆盖和容量不但与设备性能相关，还与各小区基站的站点选择、参数选择、小区间干扰、网络结构等多方面因素相关，在综合考虑这些因素的过程中，逐步形成了系统的网络规划。概括地说，无线网络规划是根据规划地无线网络地特性以及网络规划地需求，设定相应地工程参数和无线资源参数，并在满足一定信号覆盖、容量和业务质量要求地前提下，使网络的工程成本最低。无线网络是不断变化发展的网络，针对不断变化的网络，对无线网络的扩容和优化也是必然的。及时掌握无线网络的运行状况，保证无线网络运行质量实时处在可控范围内。规划首先必须解决投资有效性与现网质量提升问题；其次根据话务预测增长趋势进行规划。无线网络的扩容和优化的要求如下图：图41 无线网络的扩容和优化的要求（二）扩容/优化网络的设计原则对于无线网络的扩容和优化的设计原则就是要加强规划结果的实施进度及精度。对规划结果要求提出建设优先顺序。根据话务实际发展以及投资状况，按照建设的优先级滚动进行建设。无线网络规划总体思路：无线网络规划重点是必须解决网络质量问题，如城区深度覆盖问题；高阻塞、高掉话小区（特别是VIP小区）问题；用户投诉区域网络质量问题等。要通过合理的规划方案解决弱覆盖与质差问题，全面改善无线网络运行质量。提高工程准确性，规划结果建站在指定范围内。对实际的新建站点站址变更情况进行控制。对新建及扩容基站在开通后进行质量效果后评估，检验工程建设成果是否能够及时有效地解决网络运行指标、客户网络表现满意度、阻塞话务的最快吸纳问题，时效、实效是根本。下图是小区级扩容的设计原则图例：图42 小区级扩容的设计原则（三）频率规划频率规划的目标是整体干扰最小：以干扰不满足要求的总面积（或话务量）为衡量指标，越小越好；个体干扰最小：以干扰不满足要求的各小区面积（或话务量）最大值为衡量指标，越小越好；复用距离最大：以各个（组）频率的复用距离的最小值为衡量指标，越大越好。GSM系统的工作频带如下：GSM900系统工作频带如下：上行:890915MHz下行:935960MHz双工间隔为45MHz,载频间隔为200KHz。 GSM1800系统工作频带如下：上行:17101785MHz,其中无委会批准频带为17101755 MHz下行:18051880MHz,其中无委会批准频带为18051850 MHz双工间隔为95MHz,载频间隔为200KHz。频率复用就是指在数字蜂窝系统中重复使用相同的频率，一般把有限的频率分成若干组，依次形成一簇频率分配给相邻小区使用。通常的频率复用方式有：普通复用：“4´3”、 “3´3”复用，以及更为紧密的“2´3” 和“1´3”复用。双重复用：BCCH和TCH分别采用不同的复用方式。同心圆复用：常规层和超级层分别采用不同的复用方式。多重复用MRP: 各层频率分别采用不同的复用方式。一般可以用下面的公式来估计频率复用的距离： 其中：D 频率复用的距离。 R 小区半径。 N 频率复用的系数，如采用“3/9”复用， 则N=9；采用“4/12”复用，则N=12。由上面的公式可得：采用“3/9”复用，D=5.2R采用“4/12”复用，D=6R计算C/I值时要有两个（组）值，一个是主服务TRX的当前下行强度值，另一个是各个干扰小区当前的下行方向的信号强度值（若不在测量报告中出现，则为0，忽略不计）。所用的计算公式如下：其中，Pown_cell是服务小区的当前信号强度（经过修正到未使用功率控制的情况下），Pi_BCCH是MS测量的干扰小区BCCH信号强度。下面介绍几种普通频率复用技术：4´3频率复用方式图43 4´3频率复用方式 “4 ´ 3”复用方式针对每基站划分为3扇区的规划区域。12个频率为一组，并轮流分配到4个站点，每个站点可用其中的3个频率。如上图所示。3´3频率复用方式图44 3´3频率复用方式 “3 ´ 3”复用方式针对每基站划分为3扇区的规划区域。9个频率为一组，并轮流分配到3个站点，每个站点使用其中的3个频率。如上图所示。 2´6频率复用方式图45 2´6频率复用方式这种复用方式是在4´3复用的基础上，通过改变小区结构，使每个基站小区数从3个增加到6个，每个小区为60度扇形小区，2个基站共12小区。频率多重复用（MRP）技术频率配置方式对基站的条件要求较高。现实中基站(小区)的天线高度、地形地貌差异较大，因此小区覆盖范围也有较大的差异。而且，各小区的业务需求不同，所需的频道数目往往也就不相同。因此，完全套用理想化规则的频率复用方式，同频干扰保护比难以保证，造成频谱利用率不高。可见，根据无线网络的实际情况，动态地按各小区的业务之需分配频率将是频率复用方式的发展方向。多重频率复用方式(MRP)是根据GSM系统的特点提出的一种非规则的、动态的频率复用方式。多重频率复用方式（MRP）是利用了无线网络的不规划性和GSM系统的跳频技术的一种非规则的频率复用方式。即将载频分成不同的组合，在不同的组合里采用不同的复用方式，也就是在同一网络中的某一地区，小区的每个载频都可以使用不同的复用方式。如果我们目前网络有7.2MHz频率带宽为例（6095），采用多重复用技术（MRP）将36对载频按12/9/8/7分为四组。表41频率多重复用MRP的频点分配如下：图46频率多重复用MRP的频点分配频率多重复用MRP的特点是：网络容量提高较高，可以使平均复用系数降为8左右，从而较大地提高频率利用率。信道分配灵活，不同的频率复用类型可以根据容量需求逐步引入，还可根据话务分布情况，仅在需要的地方才增加TRX，采用更紧密的复用方式。可释放出一些频率用于微蜂窝。需要结合跳频、功率控制及DTX来降低干扰。尤其适用于站型分布不均匀的情况。频率多重复用MRP的频点分配比较：表42频率多重复用MRP的频点分配（四）天线选型移动通信的天线通常都是无源的，按辐射方向图分类主要有全向和定向天线；按外形结构分类主要有鞭形、平板形和帽形天线；按激化方式分类主要有垂直激化和双激化天线。在对移动通信网络进行规划和优化时，必须了解移动通信系统所用天线的性能，特别是基站天线的性能和各种移动环境下的无线电传播特性。可以利用天线分集克服多径效应，利用天线下倾降低频率复用产生的同频干扰。总之，我们可以用不同的传播模式来描述不同环境下的传播特性，预测传播路径损耗，提高覆盖质量。在陆地移动通信系统中，基站天线的辐射特性直接影响无线链路的性能。基站天线的辐射特性主要有天线的方向性、增益、极化等。天线的电性能参数主要包括： 工作频段 输入阻抗 驻波比 极化方式 增益 方向图 水平、垂直波瓣3dB宽度 下倾角 前后比 旁瓣抑制与零点填充 功率容量 三阶互调 天线口隔离GSM天线的工作频段包括：GSM 900 ：890-960MHz、GSM 1800 ：1710-1880MHz、GSM 双频 ： 890-960MHz & 1710-1880MHz。极化是描述电磁波场强矢量空间指向的一个辐射特性，通常以电场矢量的空间指向作为电磁波的极化方向。电场矢量在空间的取向在任何时间都保持不变的电磁波叫线性极化波.有时以地面作参考,将电场矢量方向与地面平行的波叫水平极化波，与地面垂直的波叫垂直极化波。电场矢量在空间的取向有时并不固定,电场矢量端点描述的轨迹是圆,称圆极化波；若轨迹是椭圆,称为椭圆极化波。不同频段的电磁波适合采用不同的极化方式，移动系统通常采用垂直极化方式，广播系统通常采用水平极化方式，椭圆极化通常用于卫星通信。图47 极化双极化天线利用极化分集来减少移动通信系统中的多经衰落影响，提高基站接收信号的质量，通常有0度/90度和±45度两