GSM系统小区话务调整.doc

GSM系统小区话务调整 在网络优化中，我们经常会遇到这样的问题：由于用户分布不平衡，实际用户发展与前期规划存在一定偏差，造成话务分布不均，忙区信道资源紧张，而闲区信道资源过剩。这就需要我们在网络优化中采用各种方法来均衡小区话务，使网络资源得到充分的利用，获得最佳经济效益，M0TOROLA GSM系统提供了一套丰富的方法来均衡话务。本文将主要从硬件调整和参数调整两个方面谈谈如何调整小区话务。1、一些基本概念 GSM系统的信道：包括控制信道CCH(Control Channel)和话音信道TCH(Traffic Channel)。CCH包括广播控制信道BCCH(Broadcast Control Channel)、公共控制信道CCCH(Common Control Channel)和专用控制信道DCCH(Dedicated Control Channel)。BCCH包括SCH(Synchronisation)和FCCH(Frequency Control Channel)，只用于下行链路，所有MS均可接收；CCCH包括RACH(Random Access Channel)、PCH(Paging Channel)和AGCH(Access Granted Channel)，可用于上行和下行链路，RACH用于上行链路，PCH和AGCH用于下行链路；DCCH包括SDCCH(Standalone Dedicated Control Channel) 和ACCH(Associated Control Channel)。切换：这是移动通信所特有的，为了保证通信的连续性，当正在通话的移动台从一个小区移动到相邻接的另一个小区(或在同一小区内为避免同干扰)时，系统控制使一个无线频道上的通话切换到另一小区的无线频道上，这就是切换，也叫越区切换。时间提前量：由于MS与BTS有一定距离，存在传输时延，为了解决这个问题，MS用一个时间值来补偿传输时延，称为时间提前量TA(Timing Advance)。2、硬件调整 这是解决TCH拥塞、均衡小区话务的一种极为有效的手段。我们可以通过扩容、增加微蜂窝、站型调整、调整天线高度、调整天线俯仰角等方法来实现均衡话务的目的。2.1 扩容 这是一种效果显而易见的方法，在话务繁忙地区新建基站或是对话务繁忙小区进行扩容，这都可以很快达到降低TCH拥塞的目的。但受到诸多方面的制约。2.2增加微蜂窝 微蜂窝主要用来吸引宏蜂窝的话务，它可以看成小区中的小区。MOTOROLA公司提供了多种微蜂窝设备。由于微蜂窝的发射功率小，其覆盖范围也比较小，一般用于酒店、商场、车站、机场等话务相对集中的地方，也可用于主要街道的话务分担。微蜂窝主要是利用切换，让宏蜂窝中的通话切换到微蜂窝，并尽可能驻留在微蜂窝，从而分担宏蜂窝的话务，这样可以有效的降低TCH拥塞，并可解决某些建筑物内信号较差的问题。2.3 站型调整 由于用户分布不均，往往会造成小区话务分布不平衡，忙的小区资源紧张，拥塞严重，而闲的小区TCH空闲，资源过剩。为了在一定程度上缓解这种矛盾，可以对现有基站进行调整，将闲区的信道调到忙区，以减轻忙区的压力，使资源得到更为合理的利用，也达到降低拥塞的目的。2.4改变天线高度 在网络优化中，控制覆盖是极为重要的，它对拥塞、掉话都有较大影响。改变天线高度，这是控制覆盖很有效的一种方法。降低天线高度，可以使小区覆盖范围减小，可减少高话务小区的话务，同时还可以减少同频、邻频干扰。2.5 调整天线俯仰角 上述改变天线高度往往较难实现，而且也要中断基站工作，改变俯仰角可以克服上述缺点。目前提供了电调天线，通过调相实现倾角的改变，它具有精度高、效果好，不需中断基站便能实现调节。增大高话务小区天线倾角，也可达到减小覆盖范围的目的，同样可以减少话务。低话务小区可适当减小天线倾角，以增大覆盖范围吸引更多用户。但应注意：若倾角过大，其场强会发生裂变使覆盖范围内的信号减弱，同时两相邻小区倾角过大，覆盖范围过小，可能会使两小区间出现盲区。覆盖范围过大对于控制同频、邻频干扰是不利的。3、软件参数调整 实际应用中，硬件的调整往往受到制约，并且可能较难实现，或者是硬件调整后没有达到理想的效果，这时我们就需要运用基站数据对小区进行软调整，这也是我们讨论的重点。MOTOROLA系统提供了一套丰富的办法来实现小区话务调整，下面我们将从三个方面来讨论小区参数调整对小区话务的影响，提出一系列解决拥塞的方法。3.1 信道配置参数 GSM信道由控制信道和话音信道组成，其中控制信道又可分为广播控制信道(BCCH)、公共控制信道(CCCH)、专用控制信道(DCCH)。公共控制信道(CCCH)主要包含AGCH和PCH，ACCH用于MS作主叫时发送立即指配消息，PCH用于MS作被叫时发送寻呼信息。每个小区所有的话音信道都共用CCCH信道。根据话务情况，CCCH可由一个物理信道承担，也可由多个物理信道承担，且CCCH可与SDCCH共用同一个物理信道，MOTOROLA系统提供了一个ccch-conf(取值范围为0，l，2，4，6)的参数来决定CCCH采用何种组合方式：ccch-conf =0 CCCH使用一个物理信道，不与SDCCH共用，CCCH消息块数为9ccch-conf1 CCCH使用一个物理信道，与SDCCH共用，CCCH消息块数为3ccch-conf2 CCCH使用两个物理信道，不与SDCCH共用，CCCH消息块数为18ccch-conf4 CCCH使用三个物理信道，不与SDCCH共用，CCCH消息块数为27ccch-conf6 CCCH使用四个物理信道，不与SDCCH共用，CCCH消息块数为36由于CCCH包含ACCH和PCH，为了防止CCCH都作为PCH，MS无法作主叫，系统设定了CCCH消息块中有多少预留给AGCH，bs-ag-blks-res即定义了这个值。在ccch-conf确定后，bs-ag-blks-res实际是分配了ACCH和PCH在CCCH中所占比例，AGCH过载时，无效呼叫增加，MS无法做主叫，调整这个参数可以平衡AGCH和PCH的负载情况，降低无效呼叫次数。SDCCH是一种专用控制信道，主要用于呼叫建立、呼叫重建、开关机、位置更新、短消息等过程中信息的传递。M0T0ROLA提供了一个参数number-sdcchs-preferred，它确定了小区SDCCH的数目。对于LAC区边缘位置更新次数多的小区可增大此值防止SDCCH拥塞，而对于处在LAC区中位置更新次数少的小区则可减少此值以增加TCH数目，有效预防TCH拥塞。M0TOROLA系统还提供了一个动态处理办法来实现SDCCH和TCH的再分配，主要参数有：channel-reconfiguration-switch、sdcch-need-high-water-mark、sdcch-need-low-water-mark、tch-full-need-low-water-mark。下面举一个例子来说明其动态处理方法：Channel-reconfiguration-switch=1(enable) 当空闲的SDCCCH数目低于2时，SDCCH和TCH再分配功能开启，一个TCH被设置为SDCCH，若SDCCH的话务量仍然很高，空闲的SDCCH数目仍低于2，这时又一个TCH被设置为SDCCH，直到SDCCH数目达到门限值24或TCH减少为4。当SDCCH话务量降低，空闲的SDCCH数目达到14，将SDCCH设回TCH，但SDCCH数目不能低于8。这个办法对于位置更新频繁、数据业务高的小区非常有用，它能动态调整SDCCH和TCH数目，及时解决SDCCH话务的高峰，有效防止拥塞。3.2 切换参数切换是移动通信系统所特有的，也是无线网络中一个重要的特性，它可以使话务从一个小区转移到另一个小区，M0TOROLA GSM系统提供了六种切换判决算法，合理设置切换算法和切换门限，可以很好地均衡话务。但应注意若切换算法和切换门限设置不合理，将会引起掉话上升，这是我们在网络优化中应避免的。首先简单说明切换产生的条件。切换产生基于以下五个条件：rxquality(uplink、downlink)、interference(uplink、downlink)、rxlevel(uplink、downlink)、distance(timing advance)、power budget ，前面四种条件将产生紧急切换，功率预算(Power budget)是引起切换的主要原因，其计算公式为：其中：P为MS的最大发射功率，PWR-C-Dmax-tx-bts-BTS的实际输出功率。在六种不同类型的切换算法中，PBGT(n)大于ho-margin-cell是一个基本触发条件，我们可以通过设置不同的ho-margin-cell来控制切换的难易程度，ho-margin-cell越小，呼叫越容易切换出去。我们可以通过设置该值，把忙区的话务转移到闲区。在由的rxlev触发的切换中，若满足相应的rxlev切换条件且PBGT(n)大于ho-margin-cell时，发出切换请求。ho-margin-cell越小，呼叫越容易切换出去。我们可通过设置该值，把忙区话务转移到闲区。在由rxqual触发的切换中，若满足相应的rxqual切换条件且PBGT (n)大于ho-margin-cell时，发出切换请求。ho-margin-cell越小，呼叫越容易切换出去。我们可通过设置该值，把忙区话务转移到闲区。切换请求产生后，系统要经过两级算法检查。第一级算法公式为：满足此条件的邻近小区。这里RXLEV-MIN(n)是邻近小区的最小接收电平，其缺省参数为RXLEV-MIN-DEF，设大此值可以减少切人次数，降低切换引起的话务量。但应注意此值设置不当，将会提高掉话率。第二级算法公式为：PBGT(n)-HO-MARGIN0其中HO-MARGIV的缺省参数为邻近小区的ho-margin-def，调整此值可以改变NEIGHBOUR LIST的顺序，增大该值也可以减少切入次数。高话务小区可以增大该值，以阻止话务切入 ；低话务小区减小该值，甚至可以设为负数以吸引话务。3.3 小区选择参数 MS选择小区时，首先系统设置了一个门限值，MS的接收电平必须高于系统所设定的这个门限值，即最小接收电平，M0TOROLA系统最小接收电平参数为rxlev-access-min。对于高话务小区，可以适当提高此值，在逻辑上减小覆盖范围，防止产生拥塞。但应注意不能设置得过高，否则会在小区交界处造成盲区，引起掉话。上面曾提到时间提前量，由于它是用来补偿由于MS与BTS之间距离产生的传输时延，所以可以用TA来描述MS与BTS之间的距离。M0TOROLA系统设置了一个最大时间提前量参数ms-max-range，通过对TA值的设定来确定MS能允许的最大距离。降低该参数取值也可以减小小区的有效覆盖范围，继而达到调整话务的目的。系统还可以通过对BTS的发射功率调整达到改变覆盖范围的目的，M0TOROLA提供了一个BTS最大发射功率参数max-tx-bts，通过改变该参数取值也可进行话务调整。但应注意降低发射功率，不论是硬件调整还是参数调整，均有可能影响网络覆盖和通话质量。目前MS通过计算C1值的大小来选择服务小区，MS将选择C1值大的小区作为服务小区。C1的计算公式为：实际工作中一般忽略max(.)项，只考虑A值，Rxlev Average是MS在空闲模式下测试BCCH的信号强度，受参数bcch-power-1evel的影响，而bcch-power-1evel=max-tx-bts，所以可通过调整max-tx-bts改变服务小区的选择，以此来调整话务(max-tx-bts参数取值中1step2dB衰减)。高话务小区增大该值，低话务小区减小该值。同样增大rxlev-access-min参数取值，可减小C1值，以减少用户选择的机会，从而降低小区话务。现在有的地方还在Cl值的基础上，进行C2值的计算以选择小区。C2的计算公式为：应注意phase1手机只能用C1算法，phase2手机才可以用C2算法。MOTOROLA系统还提供了一个小区允许MS接入的参数cell-bar-access-switch，一般设为0，即允许MS接入。但在某些特殊情况下，可设为1，即不允许MS接入来限制话务。例如：为分担宏蜂窝的话务，增加一个微蜂窝，在微蜂窝覆盖区内宏蜂窝信号很好。微蜂窝话务处理能力有限，为了合理利用微蜂窝，又不让它有拥塞，可将cell-bar-access-switch设为1，让微蜂窝只用于切换，将其他呼叫转移到宏蜂窝。另外，GSM规范给每个用户分配一个接入等级，分为0-9十种，存储在SIM卡中，系统提供了cell-bar-access-class参数，禁止全部或部分等级的手机接入，实时合理地设置该参数可缓解话务拥塞。但是为了避免某些用户常被限制，应经常改变该参数。这个办法对于忙小区和闲小区重叠区域大的情况更为有效，因为在忙小区被限制的用户可在闲小区发起呼叫。此外，系统还提供了一个参数cell-bar-qualify却，它定