GSM网掉话分析.doc

GSM网掉话分析

张玉成
掉话率在移动通信网中是一项非常重要的指标，掉话率的高低在一定程度上体现了移动网通信质量的优劣。掉话是指在分配了话音信道（TCH）后，由于某种原因，使呼叫丢失或中断，正常通话无法进行的现象。掉话对系统接通率等指标虽没有重大影响，但却给用户造成许多不便，是目前用户投诉的热点。掉话是用户衡量企业运营质量和水平的重要标志，企业必须予以重视。
不同厂家的设备对该指标的计算方法与标准不尽相同，如NOKIA的GSM系统，话音掉话率低于2％算是较好的；而MOTOROLA的GSM系统话音掉话率要低于0．8％才比较理想；Nortel的GSM系统话音掉话率要低于1.0％。在这里，以NOKIA的GSM系统为例，对话音掉话作一简要分析。
掉话的种类和原因
　　掉话与bss的配置和功能参数设置有很大关系。引起掉话的原因很多，直接原因由于场强、干扰、传输链路阻塞或误码、基站软硬件故障引起，间接原因为越区切换失败、紧急呼叫失败、参数设置不当造成。
在GSM网中，话音掉话主要包括无线网络掉话、Abis接口掉话、A接口掉话、TC接口掉话及其它原因造成的掉话，其中约有一半以上的话音掉话是无线网络的掉话。根据OMC－R话务分析、CQT呼叫质量拨打测试、无线场强测试以及结合基站实际运行状况，掉话产生的原因一般有以下几种：
（1） 无线射频掉话
这里不包括手机掉电、非正常关机造成的掉话，主要指受地形地貌、建筑物的影响，由于信号快衰落、信号覆盖原因而引起的掉话。通常在楼内（室内）、基站信号覆盖的边缘地带很容易造成这类掉话。
（2） 天馈线原因
天馈线连接至天线的电压驻波比VSWR较大，导致BTS收发信性能下降，使该小区内的手机接收到的倍号品质变差，最终产生掉话。
（3） BTS原因
BTS中FHU单元是连接FU和CU的跳频单元，如果FHU成为FLT状态，将严重影响通话正常接续，CU、FU连接不畅或有误，产生掉话。
（4） 天线方位角
BTS天线实际发射方向偏离数据定义方向，使得无线覆盖范围发生变化，出现信号特弱甚至盲点的地方，手机进入该小区时就会发生掉话。

（5） 覆盖盲区
手机在移动过程中，进入无线覆盖盲区请求切换不成功产生掉话。
（6） 切换过程中的掉话
包括局间（MSC、BSC之间）切换、小区之间切换、常规层与超层之间切换等引起的掉话。切换过程中的掉话在总的话音掉话中占有相当一部分比例。无线小区间、常规层与超层间的切话掉话，除了与无线网络配置有关，很大一部分是由于无线资源不足造成的。我们在分析网络性能报告时，经常发现高阻塞的站点，掉话率往往也较高。因为在切换过程中，由于信道繁忙，请求切出的呼叫在占不到目标信道，要返回源信道时，源信道已分配给另一用户，在这种情况下，便产生掉话，可以说，高阻塞将直接导致高掉话。
（7） 越区切换不成功产生掉话
由于越区切换参数如：上行电平切换门限（L－RXL-EV－ULH）、上行质量切换门限（L－RXQUAL－ULH）、下行电平切换门限（LRXLEV－DLH）、下行质量切换门限（L－RXQUAL－DLH）、以及切换功率控制参数（U－RXLEV－DLP、U－RXLEV－ULP、L－RXLEV－ULP、L－RQUAL－ULP、U－RQUAL－DLP、U－RQUAL－ULP、L－R-XLEV－DLP、L－ROUAL－DLP）、切换余量（HO－MAGIN）等定义不合理，致使越区切换失败，产生掉话。
（8） 允许的网络色码（NCC PERMITTED）参数设置不当导致掉话
允许的网络色码参数定义了移动台需测量的小区的NCC码的集合，为手机切换提供可行的目标小区。如果该数据定义错误将引起越区切换不成功和小区重选失败，产生掉话。
（9） 干扰掉话
由于现有的站点，特别是市区的站点越布越密，而频率资源非常有限，因此在频率规划时会有一定难度，存在同频、邻频干扰的可能性，另一方面，天线设计、安装的合理与否将直接影响网络性能。天线作为无线信号的最终发射部分，在移动通信网中具有举足轻重的作用，其地位就像一套音响中的音箱一样。在CQT测试过程中，我们曾遇到这种情况：在某一天线后向约150m处收到该天线－85dB的信号，这种信号在频率规划时难以预料，因此它对网络造成的干扰较难控制。由于天线较高（或其它原因）使小区覆盖范围较大，导致频率复用的距离缩小或有小区覆盖交叠，产生同频及邻频干扰，造成掉话。
（10） A bis掉话
这类掉话主要是传输质量引起的，如传输误码、滑码、帧丢失等。
（11） A接口掉话
A接口掉话特别容易发生在MSC之间、BSC之间等与A接口有关的切换过程中，MSC、BSC之间的切换除了与无线网络有关外，还与网间信令配合、信号同步等因素有关，局间切换相对较复杂，也较容易引起掉话。
掉话定位

如果某小区掉话率超过12%，系统问题可能性最大；掉话率超过8%，BTS故障、干扰可能性最大；如果大于3%，一般怀疑是阻塞或干扰；如果在3%之下，通常是无线环境影响。
掉话的解决
　　在实际的网络优化工作中，可通过CQT呼叫质量拨打测试、DRIVE TEST（电测）、无线场强测试等技术手段得到网络实际运行情况及无线覆盖情况，从MSC部分的ATOM及BSS部分的OMC－R上得到系统运行指标如接通率、掉话率、切换成功率、每信道话务量等数据，根据这些数据对网络进行分析，找出掉话的原因，并根据实际情况进行处理。
针对网络中出现的各种话音掉话情况，在此提出几种解决方法：
（1） 从网络布局上考虑，应尽可能避免出现高阻塞的情况。在工程建设和网络优化过程中，在选点布点时应注意站点不宜过高，尽可能避免在高山、高楼、高塔上布点。站点过高一方面因覆盖范围太广，将直接引起本身的高阻塞、高掉话，另一方面不利于全网的频率规划。在布点时，应分清哪些地方是要解决信号覆盖问题，哪些地方是要解决话务量问题，并根据不同需求采取不同策略。在解决话务量的地方应考虑到要有足够的信道配置，基站应便于扩容。我们在网络中曾发现相当多的山区站点阻塞率都比较高，而这些站点普遍为OMNI站（全向站，可配置一至多个载频），OMNI站在扩容时有很大的局限性，不利于网络优化的开展，因此，要解决话务量的地方尽可能少用或不用OMNI站。根据我们的经验，BTS每线话务量在0．3～0．4 Erl左右是一个比较理想的配备状态。
（2） 分析无线场强测试结果看是否存在网络覆盖盲点。对存在盲点的小区可以调整天线高度、天线俯仰角来避免覆盖盲点。在高楼密集的地方，可以适当降低该小区的允许接入最小电平（ RXLEV－AC－CESS－MIN）相对增大其覆盖范围，减少盲区，但这样会造成通话质量下降的负面影响。
（3） 小区话务量调整。在确实由于话务量大而引起掉话的地区，以及在用户较集中的商业中心、高层建筑中，可以通过增加微蜂窝来改善该小区的通信环境，降低掉话率，提高网络的运行质量。
（4） 频率规划调整。通过OMC－R核查网络的频率规划情况，确认是否存在同频干扰现象，小区频率复用的距离是否在允许范围内。如不合理应作相应调整。
（5） 对天馈线进行检查。有的基站性能指标差，对主设备进行多次检查调整后仍无明显改善，这时需要检查天馈线接头，馈线损耗，天线的方位角、俯仰角，并在必要时做些适当的调整，往往能立竿见影。有关天线的安装和使用，在此提出3点建议：
——由于现在的站点越来越密，网络结构不断发生变化，因此建议市区或站点密集地带的基站使用一些体积较小、增益较低、前后向隔离度较高的小天线，我们完全不用担心使用小天线后会对信号覆盖造成什么不良的影响，相反，由于这些小天线增益较低，前后向隔离度更高，无线空间将比以前更纯净、更容易控制。据我们实际使用效果来看，网络性能的改善是明显的。
——市区的天线通常是安装于屋面杆（塔）、屋面围栏上，以此方式安装时天线可能偏高，信号覆盖不易控制，且后向信号容易对网络造成干扰，建议将天线降至楼层间，并采用挂墙式安装，利用建筑物隔离天线的后向信号。如今新建的DCS基站天线大都采用挂墙式安装，我们还对部分GSM天线进行了改造，效果相当不错。
——利用SITE MASTER仪表，检测从COM－BINER出去至天线的驻波比。如果VSWR大于正常值1.4，则从馈线到天线需要检查整修；如果VSWR小于1.4则说明发射部分正常。

（6） 切换带调整。应尽量避免用户密集地区出现小区切换带，否则会引起频繁切换和严重的掉话现象,特别对于不同lac情况.
（7） 减少“岛”现象。降低高基站的天线高度，以减少“岛”现象。对于暂时无法避免的，则要做好“岛”周围相邻小区的参数。
（8） 切换参数调整。根据OMC－R的话务分析结果及越区切换测试情况，检查是否是因越区切换不成功造成的掉话。如是，则通过OMC－R对HO－MAGIN、L－RXLEV－DLH等参数进行核查，看这些数据是否设置，设置是否合理，并根据网络实际运行情况对切换参数进行调整，然后再进行实地拨打测试，直到最佳为止。
（9） 定期进行BTS 13 MHz时钟校准、传输同步检查和传输质量检查。前两项工作主要是为了检查信号同步，以提高MSC、BSC之间切换的成功率，减少局间切换掉话；定期进行传输质量检查和传输挂表测试，甚至检查2M电缆的接头，可以减少许多Abis掉话。
　　以上主要从硬件方面谈了几点降低掉话率的方法，在硬件调整的同时，结合进行BSC参数的修改将能取得更理想的效果。对于不同的网络，各BSC参数的取值与标准不尽相同，在某个网络中应用合理的参数，若照搬到另一个网络，可能就变得不合时宜，因此参数的设置应因地制宜。而且参数的调整是一个动态的过程，应根据网络的变化不断做相应的调整。这里重点列举几个与无线网络有关的参数：
　　（1） 小区重选滞后（Cell reselect hysterisys）。调整该参数将改变位置更新的频次。如调大该数值会减少不必要的位置更新，减轻信令负荷。
　　（2） 位置更新的周期（Periodic location update）和Loitering周期。缩短这两个时间会减少MTC（手机被叫）的建立失败，但可能造成信令负担加重，因此应根据网络实际情况加以调整。
　　（3） 功率控制（Power control）参数。建议启用功率控制，如果有必要的话，个别基站可以禁止使用功率控制，这样的话就会减少一些干扰。
（4） 切换参数HO period PBGT。对此参数可根据情况做相应的修改，比如调大该参数，将该参数由2 s改为4 s，可防止不必要的快速切换且可以降低切换失败率。
　　（5） 扇区接入参数
　　——载噪比的门限值（CNT）：对于IUO吸收较差、空闲信道UL干扰较小的情况，此参数可调整为0，调整到其它值则取决于干扰情况。其目的是提高IUO吸收率以及改善TCH拥塞。
　　 ——DMAX（Maximum distance in call setup）：激活该参数可以限制小区覆盖范围，改善拥塞和掉话率。但在城郊或高速公路这些地区，基站数量较少，DMAX就不能被激活，因为它拒绝远距离的呼叫尝试。
（6） 无线链路超时Radio Link Timeout参数的大小会影响网络的断话率和无线资源的利用率。在GSM中，通过初始值为Radio Link Timeout的计数器检查移动台和基站间无线接口是否保持链接。当基站成功地接受到上行链路中一个SACCH复帧时，计数器加2（不超过64），如果不成功则减1。当计数器S=0时，就意味着移动台和基站间无线接口取消链接 。参数Radio Link Timeout一般设置为20SACCH，约10秒。
　　（7） 其他参数
——首选BCCH载频：在呼叫分配上，首选BCCH载频是合理的。原因是BCCH载频一直在所有的时隙中发送， 因此在分配TCH时首选BCCH载频不会增加网络干扰；另一个原因是BCCH载频的复用不像其他载频那样频繁。因此，BCCH载频质量会更好。
——检查允许的网络色码（NCC PERMITTED）参数设置是否正确，各小区是否已包含其中，根据实际情况进行更正修订。
　　——Direct access to super frequencies （直接接入超层）：在设置适当的安全门限前提下（如－60 dBm），在某些高阻塞率的小区可以激活此参数，这将会提供更多的无线容量。
　　以上就GSM话音掉话种类和解决的方法作一简要的分析，关于如何解决掉话问题，还有许多行之有效的办法，我们只有通过对网络数据的研究分析，通过实地测试勘察，找出问题根源，才能对症下药，从而采取最直接有效的手段提高网络的运行质量。