GSM網(wǎng)絡(luò)中的掉話問題分析

1、 GSM網(wǎng)絡(luò)中的掉話問題分析作為網(wǎng)絡(luò)運營的基礎(chǔ)，網(wǎng)絡(luò)建設(shè)和維護的質(zhì)量必須得到足夠的加強。在GSM網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)和維護過程中，無線網(wǎng)絡(luò)的掉話問題是比較常見的也是影響面比較大的問題，對掉話問題解決的好壞將直接影響到網(wǎng)絡(luò)建設(shè)和維護的工作。本文中筆者結(jié)合多年網(wǎng)絡(luò)建設(shè)和維護工作的經(jīng)驗對網(wǎng)絡(luò)的掉話問題進行一些探討和分析。 （1）從類型上掉話可分為兩種形式，一類是在SDCCH信道上的掉話，SDCCH的掉話是指在BSC給移動臺分配了SDCCH信道而TCH信道還沒有分配成功期間發(fā)生的掉話。一類是在TCH信道上的掉話。TCH掉話是指在BSC給移動臺成功分配了TCH信道后，發(fā)生的不正常掉話；（2）造成掉話的原因，從全局

2、角度來講有3種，分別是無線鏈路故障（發(fā)生在通信過程中，消息無法正常接收）、T3103逾時（發(fā)生在切換過程中，即MS無法占用目標小區(qū)信道，也無法返回原信道）、系統(tǒng)故障（各種可能隨時發(fā)生的故障）。在這3種掉話原因中，主要的掉話形式是無線鏈路故障。我們知道在GSM規(guī)范中有一個參數(shù)為RADIO LINK TIMEOUT（無線鏈路超時），單位是SACCH測量報告周期的個數(shù)。當RADIO LINK TIMEOUT減為 0時，信道就被釋放，從而發(fā)生掉話，掉話的原因被記為無線鏈路故障（信令流程如圖1所示），在網(wǎng)絡(luò)運行中，這種類型的掉話是最多的，因此對于某些掉話率較高的基站，我們可以適當提高該值的設(shè)置，如可把它

3、設(shè)為32（SACCH測量周期）。一般情況下該值被默認為20（SACCH測量周期）。當改變該值時還應(yīng)注意幾點要求，一方面，應(yīng)同時改變相關(guān)的參數(shù)如T3109等，例如當RADIO LINK TIMEOUT設(shè)為32時，T3109值應(yīng)大于16s；另一方面，該小區(qū)不能為擁塞小區(qū)，因為T3109設(shè)置得過大會延長無線信道釋放的時間。圖1 信令流程下面筆者結(jié)合多年的網(wǎng)絡(luò)建設(shè)和運營經(jīng)驗針對一些常見的原因產(chǎn)生的掉話，分別進行分析，研究一下掉話產(chǎn)生的具體原因，觀察方法及解決措施。1、由于覆蓋原因?qū)е碌牡粼?.1原因分析（1）服務(wù)小區(qū)由于各種原因（如無線傳播環(huán)境太好、功率太高）導(dǎo)致覆蓋太大甚至將它的鄰小區(qū)也覆蓋在內(nèi)，或

4、它的鄰小區(qū)定向天線（設(shè)鄰小區(qū)為定向小區(qū)）方位角有問題或本身信號太弱，以至于移動臺超出了它所定義的鄰小區(qū)B的覆蓋范圍之外到達了小區(qū)C后還占用著服務(wù)小區(qū)A的信號，而小區(qū)A又未定義鄰小區(qū)C，此時移動臺再根據(jù)原服務(wù)小區(qū)A提供的鄰小區(qū)B進行切換時，就會因找不到合適的小區(qū)而導(dǎo)致掉話，這種情況一般發(fā)生在市區(qū)等基站密集的地方；（2）兩小區(qū)的交界部分出現(xiàn)明顯的無線信號覆蓋的漏洞；（3）覆蓋過小也可能是由于某個小區(qū)的硬件設(shè)備出現(xiàn)了問題，如天線受到阻擋或攜載BCCH的載頻發(fā)生了故障（功放部分）；（4）還有一種原因是由于一些高大建筑物所產(chǎn)生的陰影效應(yīng)導(dǎo)致移動臺信號發(fā)生快衰落而來不及切換引起的掉話；（5）鄰小區(qū)定義不全

5、會導(dǎo)致移動臺保持通話在現(xiàn)有小區(qū)中，直至超出該小區(qū)覆蓋邊緣而掉話。1.2解決措施1.2.1查找覆蓋不足的地區(qū)通過話務(wù)統(tǒng)計分析，首先確認該小區(qū)掉話率是否較高（同時也可能伴有較高的切出失敗率），并且切換的原因多為救援性電平切換，而其它指標一切正常，如果是這樣的話我們便應(yīng)去檢查是否存在覆蓋的問題。接下來我們可以進行DT測試來確認覆蓋不足的區(qū)域。還應(yīng)分析是否由于地形地勢的原因?qū)е碌模缢淼?、大商場、地鐵入口及洼地，一般來說，這樣的掉話多集中于某個方向上，可考慮加微蜂窩來解決。1.2.2增大基站覆蓋通過用戶投訴來查明覆蓋不足的地方，看是否應(yīng)該新添基站，或是通過別的手段來提高基站的覆蓋，如提高基站的最大發(fā)射

6、功率，改變天線的方位角、傾角、掛高等（這需要綜合考慮頻率規(guī)劃情況和其它方位的覆蓋情況）。1.2.3消除漂移信號的影響通過定期的驅(qū)車測試來找出覆蓋不規(guī)范的基站，消除掉它的漂移信號對其它基站的影響。對于這種情況導(dǎo)致的掉話，可以通過減小該基站的傾角，或降低它的最大發(fā)射功率（BSPWR MAX）及提高最小接入電平（RXLEV ACCESS MIN）來收縮覆蓋范圍，當然一定要防止出現(xiàn)盲區(qū)。1.2.4排除硬件故障如果掉話率突然上升并且本站其它指標全部正常，則應(yīng)檢查相鄰小區(qū)此時是否工作正常（可能下行鏈路發(fā)生故障，如TRX、分集單元及天線出現(xiàn)問題，若是上行鏈路故障則會導(dǎo)致原小區(qū)切出失敗率較高）。1.2.5檢查

7、鄰小區(qū)表是否定義完整檢查在OMC-R數(shù)據(jù)庫中定義相鄰小區(qū)是否互為對稱關(guān)系、是否鄰小區(qū)表定義不全。不同移動公司之間應(yīng)常對照相鄰小區(qū)的數(shù)據(jù)。2、由于切換引起的掉話2.1原因分析2.1.1參數(shù)不合理 當基站做救援性的切換時（當手機接收電平低于切換門限下限IRXLEVULH、IRXLEVDLH），一些切換請求會因為切入小區(qū)的信號強度太弱而失敗，即使切換成功也經(jīng)常會因為信號強度太弱而掉話。 2.1.2T3103超時導(dǎo)致掉話計時器T3103超時：當BSC向移動臺發(fā)出切換命令（Handover Command）時T3103器開始記時，在BSC收到來自切換目標小區(qū)的切換完成（Handover Complete

8、）或者來自源小區(qū)的切換失敗（Handover Failure）時就將T3103復(fù)位，BSC將Handover Command信息發(fā)送到BTS時，如果T3103逾時后仍未收到任一種消息時，BSC就判斷在源小區(qū)發(fā)生了無線鏈路失敗，進而釋放源小區(qū)的信道，信令流程如圖2所示。圖2信令流程2.2觀察辦法如果掉話率高涉及到切換問題可通過OMC-R的話務(wù)報告來分析主要是什么原因引起的切換。如上下行接收電平RXLEVEL原因引起的切換；上下行接收質(zhì)量PXQUAL原因引起的切換；上下行干擾引起的切換；功率預(yù)算（PBGT）引起的切換；呼叫定向重試；話務(wù)原因引起 的切換等。2.3解決措施可采用DT進行較大范圍的測試

9、，因為切換是在小區(qū)及基站之間發(fā)生的，本小區(qū)的掉話有可能是因為與其相鄰小區(qū)之間的切換設(shè)置不合理造成的。對于一些與該小區(qū)有切換拓撲關(guān)系而擁塞率又較高的小區(qū)應(yīng)作為測試的重點，并需要檢查小區(qū)周圍是否有盲區(qū)存在，如果是這種原因應(yīng)及時修改相關(guān)頻率并增加新基站或擴大原有基站的覆蓋范圍。對于因切換設(shè)置不合理而造成的掉話可根據(jù)實測情況適當修改切換參數(shù)。對那些由于話務(wù)量不均衡，造成忙時因目標基站無切換信道而產(chǎn)生的掉話，解決的辦法是進行話量的調(diào)整。3、由設(shè)置硬件或系統(tǒng)參數(shù)錯誤引起的掉話3.1參數(shù)問題可通過參數(shù)檢查工具來檢查參數(shù)是否合理，如頻率的規(guī)劃是否合理；小區(qū)內(nèi)載頻之間的路頻偏移量（MAIO）是否沖突（當出現(xiàn)這種

10、情況時各種指標都會差如分配失改率）；跳頻的頻點是否存在干擾；BSC定時器與MSC的定時器是否匹配（如CELL的定時器T3103大于BSC的定時器BSSMAPT8 時肯定會造成移動臺切換期間的掉話）。參數(shù)IRXLEVDLH與RXLEVMINCELL定義不匹配時易造成移動臺到了下限切換電平（IRXLEVDLH、IRXLEVELH）但還沒有鄰小區(qū)滿足RXLEVMINCELL定義的電平值而造成的掉話。此外，切換容限（HOMAGIN）定義的不合理也會造成切換掉話。可觀察計時器T3103和T3107是否定義的太苛刻，以至于系統(tǒng)沒有足夠的時間將分配完成的消息報告給BSC，而此時主時器已復(fù)位所導(dǎo)致的掉話。3.

11、2硬件問題對因硬件原因而產(chǎn)生的掉話，可通過OMC-R察看相關(guān)硬件的告警。如果OMC-R中無硬件告警信息，則可能是某個TRX或分集部分的故障所導(dǎo)致，此時分配失敗率和上下行質(zhì)量切換所占的比例肯定也會很高，此時可以通過ABIS的監(jiān)測軟件，也可以通過關(guān)閉掉小區(qū)內(nèi)其它載頻，對懷疑有問題的載頻進行撥打測試來發(fā)現(xiàn)故障點。一旦發(fā)現(xiàn)故障硬件后，應(yīng)及時更換，如無備件，也應(yīng)先閉掉故障板以免產(chǎn)生掉話現(xiàn)象影響網(wǎng)絡(luò)進行質(zhì)量。一般來說，當幀處理單元出現(xiàn)故障時，分配失敗率和上下行質(zhì)量切換都會比較嚴重；當接收部分出現(xiàn)故障時分配失敗率和上行質(zhì)量切換會較嚴重，當發(fā)射部分出現(xiàn)故障時分配失敗率和下行質(zhì)量切換會較嚴重。3.3基站經(jīng)緯度有

12、誤在實地路測中，有時會發(fā)現(xiàn)少數(shù)基站的實際經(jīng)緯度與規(guī)劃中的經(jīng)緯度不一致，甚至相差很大，造成此現(xiàn)象的主要原因是在選址中碰到困難，最后不能按設(shè)計中要求確定，而將基站移至其它地方，但在規(guī)劃數(shù)據(jù)庫中沒有進行相應(yīng)更新，仍按原計劃規(guī)劃其相鄰小區(qū)及頻率，從而造成很多相鄰小區(qū)漏做或做錯，最終導(dǎo)致掉話率較高。3.4系統(tǒng)擴容、升級、補丁的影響在系統(tǒng)做了大規(guī)模的調(diào)整后，如新建基站的割接入網(wǎng)、基站擴容、重新頻率規(guī)劃、升級、補丁，應(yīng)對與之相關(guān)的系統(tǒng)參數(shù)進行全面的檢查、調(diào)整。尤其要重點檢查相鄰小區(qū)關(guān)系、頻率干擾情況以及跳頻參數(shù)、小區(qū)參數(shù)等。4、由于干擾而導(dǎo)致的掉話4.1原因分析由于基站分配給移動臺SDCCH信道頻點可能與T

13、CH信道頻點不同，因而需要對它們分別進行分析。干擾主要包括同頻、鄰頻及交調(diào)干擾。當手機在服務(wù)小區(qū)中收到很強的同頻或鄰頻干擾信號時，會引起誤碼率惡化，使手機無法準確調(diào)鄰近小區(qū)的BSIC碼或不能正常接收移動臺測量報告。交調(diào)干擾主要是指數(shù)模共站的基站由于模擬基站發(fā)射機的影響而產(chǎn)生的干擾，這種干擾的直接后果是時隙分配不出去造成基站資源的浪費。通過OMC-R來判斷干擾的辦法。（1）可通過觀察OMC-R關(guān)于干擾的計數(shù)器 ，在有些系統(tǒng)中，當信道處于空閑狀態(tài)時，系統(tǒng)就會觀察這信道受干擾的情況，并在一定時期間內(nèi)向系統(tǒng)報告一次，當工作于干擾級別的信道較多時，可以判斷系統(tǒng)存在干擾現(xiàn)象； （2）也可通過觀察為可被系統(tǒng)

14、解碼的RACH請求的平均電平的絕對值來判斷是否存在上行干擾現(xiàn)象；（3）可通過觀察OMC-R關(guān)于切換原因的統(tǒng)計來進行判斷。在正常情況下PBGT（功率預(yù)算切換）應(yīng)比其它類型的切換都要高的多（約占切換總次數(shù)的60%以上），當上行質(zhì)量切換較高時，可判斷為上行干擾或硬件故障；當下行質(zhì)量切換較高時，可判斷為下行干擾或硬件故障；當上下行質(zhì)量切換都較高時可判斷為硬件故障問題（也不排除同時存在上下行干擾的情況）。4.2解決措施4.2.1消除上行干擾這種干擾為目前的主要干擾，上行干擾要發(fā)生在話務(wù)高峰期，它主要來源于同頻干擾，也可能是外部干擾。同頻干擾與同頻小區(qū)的話務(wù)量有關(guān)，話務(wù)量高則干擾大；外部干擾主要是交調(diào)干擾

15、。上行干擾可通過分析驅(qū)車測試中的相關(guān)報告、修改同頻小區(qū)的同頻頻率、增加兩個同頻小區(qū)的間距（實際統(tǒng)計表明信號強度隨距離以近似4次冪指數(shù)的規(guī)律衰減）或利用頻譜分析儀來加以分 析和解決，通過分集接收和有效的功率控制也可減少上行干擾。4.2.2消除下行干擾這種干擾不是很普通。下行干擾主要是由于頻率規(guī)劃不當而造成部分基站的同頻干擾和鄰頻干擾。發(fā)現(xiàn)的方法是通過在OMC中取得切換測量報告來加以判斷，下行干擾一般會引起頻繁下行切換。通過測量報告和現(xiàn)場實測如發(fā)現(xiàn)存在同頻和鄰頻干擾，需對蜂窩系統(tǒng)的頻率規(guī)劃重新進行優(yōu)化調(diào)整。對無上述情況但有干擾的小區(qū)可用頻譜分析儀尋找干擾源。4.2.3使用DTX、跳頻技術(shù)、功率控制

16、及分集技術(shù)DTX分為上行DTX（由參數(shù)DTXMODE設(shè)定）和下行DTX（由參數(shù)CELLDTXDOWNLINK設(shè)定），是采用話音激活檢測（VAD）技術(shù)，在不傳送話音信號時停止發(fā)射（僅在每480ms發(fā)送一組SID幀以滿足基站的測量需要），限制無用信息有發(fā)送，減少了發(fā)射的有效時間，從而降低了系統(tǒng)的干擾電平，并能延長電池壽命。跳頻可有效地改善無線信號的傳輸質(zhì)量，特別是慢速移動體的傳輸質(zhì)量，這是由于跳頻使得發(fā)射頻載以突發(fā)脈沖序列為基礎(chǔ)進行跳變，能明顯地降低同頻干擾和頻率選擇性衰落效應(yīng)。但DTX必須結(jié)合實際周圍無線環(huán)境與相鄰小區(qū)的關(guān)系進行調(diào)整。當手機接收信號不好時，使用DTX可能導(dǎo)致掉話。因為由于DTX下

17、行功能的開啟，手機建立通話后，用戶在通話時基站發(fā)射功率增強，而在通話的間隙，基站會降低發(fā)射功率，這樣一方面可以降低對其它基站的干擾，但是另一方面，如果基站周圍存在干擾，下行信號的不連續(xù)發(fā)射將使通話質(zhì)量惡化，當基站降低發(fā)射功率時，在一些接收電平相對較低而干擾信號較強的地方就容易引起通話質(zhì)量下降甚至發(fā)生掉話現(xiàn)象。5、由于天饋線原因而導(dǎo)致的掉話5.1原因分析5.1.1由于兩副天線俯仰角不同而產(chǎn)生的掉話基站安裝過程中每個定向小區(qū)有主集和分集兩副天線，該小區(qū)的BCCH和SDCCH就有可能分別從兩副不同的天線發(fā)出。當兩副天線的俯仰角不同時，就會造成兩副天線的覆蓋范圍不同，即會出現(xiàn)用戶能收到BCCH信號，但

18、發(fā)起呼叫時卻因無法占用另一天線發(fā)出的SDCCH而導(dǎo)致掉話。5.1.2由于天線方位角原因而產(chǎn)生的掉話在基站安裝過程中每個定向小區(qū)均有兩副天線，當兩副天線的方位角不同時就會導(dǎo)致用戶可以收到信令信道SDCCH，但他一旦被指配到由另一副天線發(fā)射出的TCH時就會造成掉話。5.1.3由于天饋線自身原因而產(chǎn)生的掉話天饋線損傷、進水、打折和接頭處接觸不良均會降低發(fā)射功率和收信靈敏度，從而產(chǎn)生嚴重的掉話?？赏ㄟ^測駐波比來確認。5.1.4分集接收天線間距過小、收發(fā)天線不平行原因產(chǎn)生的掉話兩副天線之間應(yīng)保持一定的水平距離以實現(xiàn)分集接收，否則將會降低收信靈敏度產(chǎn)生掉話。采用分集接收天線時，若收發(fā)天線間距在35 m左右

19、，一般可達到理想效果，獲得3dB增益。很多收發(fā)天線的間距過小，在1 m之內(nèi)，這樣很難獲得分集接收的效果。此外，如果收發(fā)天線根本不平行，甚至發(fā)送天線就指向接收天線，或是收發(fā)天線前方不遠處立有很高的鐵桿，這樣很容易造成信號被擋返彈，產(chǎn)生干擾。5.1.5定向天線的反向信號太強如果某分裂小區(qū)的天線反向信號泄露太強，當移動臺占用該信號時，往往會因為找不到相鄰小區(qū)而導(dǎo)致掉話。5.2天饋線問題的分析和解決5.2.1檢查天線方位角和俯仰角對因天線方位角或俯仰角不正確而導(dǎo)致的掉話，首先應(yīng)到基站現(xiàn)場進行觀測。如不能發(fā)現(xiàn)問題則可以通過對故障小區(qū)進行撥打測試（CQT）或驅(qū)車測試（DT）并結(jié)合從OMC 中得到的相關(guān)統(tǒng)計

20、數(shù)據(jù)來發(fā)現(xiàn)故障原因，調(diào)整天線方位角和俯仰角以降低掉話率。如果查出定向天線的反向信號泄露過強時，應(yīng)及時更換天線。 5.2.2排除饋線問題對由于天饋線損壞或接頭接觸不良致使基站發(fā)射功率和收信靈敏度降低而產(chǎn)生的掉話，可采用天饋線測試儀對天饋線進行測量來判斷故障點，并且及時更換故障天饋線和接頭。對于天饋系統(tǒng)應(yīng)該注意的問題：天饋線標簽貼錯導(dǎo)致天饋線接反；防止自然與人為的進水現(xiàn)象，天饋線的組合部分注意防塵與加固；熟悉天饋線的工作環(huán)境與物理性質(zhì)，不要單純依靠儀器檢測的駐波比值進行分析，應(yīng)從現(xiàn)場饋線的實際安裝與布線來檢查是否有造成天饋線老化的事件；做接頭的時候注意千萬不要進入雜物，以防止饋線短路與灰塵進入的現(xiàn)

21、象出現(xiàn)。5.2.3采用合理的天線類型由于現(xiàn)在的站點越來越密，網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)不斷發(fā)生變化，因此建議市區(qū)或站點密集地帶的基站使用一些體積較小、增益較低、前后向隔離較高的小天線。我們完全不用擔心使用小天線后會對信號覆蓋造成什么不良的影響，相反，由于這些小天線增益較低，前后向隔離度更高，天線空間將比以前更純凈、更容易控制。據(jù)我們實際使用效果來看，網(wǎng)絡(luò)性 能的改善是明顯的。5.2.4消除天線后向信號帶來的干擾市區(qū)的天線通常是安裝于屋面桿（塔）、屋面圍欄上，以此方式安裝時天線可能偏高，信號覆蓋不易控制，且后向信號容易對網(wǎng)絡(luò)造成干擾，建議將天線降至樓層間，并采用掛墻式安裝，利用建筑物隔離天線的后向信號。6、由傳輸故障造成的掉話Abis接口的包括BSC未收到來自BTS的測量報告，切換過程的一些信令失敗以及一些內(nèi)部原因，此外還有Abis接口的誤碼率的影響。A接口失敗出現(xiàn)的較少，主要是切換（BSC之間或MSC之間的切換）的失敗，原因是切換局數(shù)據(jù)不全或目的基站不具備切入條件。定期實行BTS時鐘校準、傳輸同步檢查和傳輸質(zhì)量檢查。前兩項工作主要是為了檢