华为切换算法分析.ppt

华为切换算法讲座 无线院 金江新2006年5月 测量报告 手机和基站在通话模式下不断测量上下行的链路状况 交互上下行测量信息内容 上下行的测量结果被用在切换判决和功率控制进程中 SACCH超级帧由4个SACCH复帧组成 每个SACCH复帧由26个TDMA组成 手机在一个SACCH超级帧的过程中处理一个完整的测量报告 周期为480ms 4 120ms 手机在当前480ms周期内保留上个480ms的测量报告 手机在SACCH复帧的第26帧空闲帧解码邻小区的信息 如果一个BCCH信道从服务小区的最强六个邻小区中去除的话 手机将把该邻小区的信息保留10s 以防止切换请求消息发到该邻小区 造成切换失败的情况 测量报告内容 手机距离服务小区的实际TA值手机当前的发射功率大小BA邻小区表更新指示DTX是否激活使用指示上下行的接收电平和话音质量最强六个邻小区的接收电平 频率 BSIC码 测量报告预处理 测量报告的插补算法 每个测量报告都有一个序列号 如果网络发现接收的测量报告序列号不连续 说明有测量报告丢失 此时网络将会根据插值算法补全测量报告 由于功控的判决需要连续的测量报告依据 因此在测量报告丢失的情况发生时 必须对丢失的测量报告进行插补 最简单的插补算法就是根据测量报告丢失信息前后的测量报告进行直线插补 测量报告滤波 由于每个测量报告包含的信息变动比较大 为减少一些异常的测量报告对于功控和切换判决的影响 需要对一系列连续的测量报告做一个平均的计算结果来作为功控和切换的判决信息 测量报告预处理的相关参数 AllowedMRNumbersLost 插补算法最多允许的测量报告丢失数目FilterLength 测量报告平均滤波长度MRPreprocessing 是否进行测量报告预处理 G0508标准切换判决 N 1 8 用于功控和切换判决进程的测量报告个数P 1 8 用于触发判决的测量报告门限个数N和P的关系就是如果N个测量报告中有P个达到触发条件 则触发功控或切换进程 P 1 4 N 1 4 用于功控判决P 5 8 N 5 8 用于切换判决一般网络的参数设置中 N P 且P N 5 8 P N 1 4 即当话音质量或者电平不好时 系统尽量先触发功控判决调整 再触发切换判决 由于GSM系统时蜂窝小区制的移动通信系统 手机在不同的覆盖小区之间移动 因此必然要求在不同小区之间的切换 否则用户不能及时的获得各小区间连续的网络服务 在手机移动过程中 切换进程可以减少掉话 并且释放小区拥塞 手机上报电平最强的六个邻小区信息 BSC判决切换是否发生以及目标小区的选择 系统发送 HandoverCommand 启动切换进程 该消息包含目标小区的频点 时隙号 BCCH信道号 BSIC码 功控等级 TSC训练序列码 切换原因 同步非同步等信息 当手机成功的切换到目标小区以后 在目标小区信道上发送 HandoverComplete 消息 通知系统切换成功 提示系统可以回收源小区的信道资源 当手机不能成功的切换到目标小区时 如果手机能够成功的返回到源小区 则手机发送 HandoverFailure 消息到系统 如果手机不能在T3103A定时器期满之前成功的返回到源小区 则发生切换掉话 在小区内切换过程中 层三消息为 AssignmentCommand Complete 切换关系问题主要表现为邻小区漏做 邻小区数据错误 邻小区切换参数不合理等方面 由于GSM网络采用微小区制的设计原则 手机用户在移动过程中随着源小区服务质量的下降 需要及时切换到服务质量好的邻小区 否则就容易造成掉话 由于GSM小区间切换属于硬切换 基本原理就是在切换过程中需要先释放源小区的信道物理连接再切换到目标小区的信道上 因此如果相邻小区之间数据错误或者切换参数不合理 容易造成切换过程的话音断绪感明显 乒乓切换 切换进程不合理等负面印象 从而造成切换掉话和用户投诉 进而引起切换指标下降 掉话率下降等 切换概述 切换分类 OMC强制切换直接重试切换紧急切换EmergencyHO超出最大时间提前量TimingAdvance TA EmergencyHO差话音质量Badquality BQ EmergencyHO快速电平下降Rx Level DropEmergencyHO干扰InterferenceEmergencyHO负载切换loadHO正常切换NormalHO边缘电平切换EdgeHO层间切换LayerHOPowerBudget PBGT HO快速移动切换Speed sensitiveHO FastmovingMSHO 同心圆切换ConcentricCellHO 切换优先级 图中可以直观的表现 左边区域为切换的判决过程 右边区域为切换等级的优先级次序 切换判决过程由测量报告预处理过程开始 经过惩罚处理 再经过一次排序 二次排序得到切换的判决结果 切换等级的优先级为OMC强制切换 直接重试 紧急切换 负荷切换 正常切换 快速移动切换 同心圆切换等 惩罚处理原则 在切换判决过程中 对一些已经发生切换失败或者切换的环境不好的小区进行惩罚 在惩罚时间内 不允许发生切换判决 以减少切换失败的次数 保证切换成功率 切换判决时 需要对4类切换设置惩罚 切换失败对目标小区进行惩罚 避免手机在下一次的切换判决过程中再一次选择该目标小区 以减少切换失败次数 基于badquality和TA值的紧急切换成功对源小区进行惩罚 避免手机在惩罚时间内切换回这两类源小区 保证切换成功率 为使MS比较稳定的停留在宏小区 减少切换次数 要Umbrella对其它三层进行惩罚 避免手机在惩罚时间内由低层小区切换到高层小区 同心圆切换失败惩罚 在惩罚时间内 禁止再次发起切换 切换小区排序原则 M准则 高于最低接收电平才能进侯选小区列表 否则在排序中删除 K准则 把满足M准则小区服务小区和邻小区 按接收电平排序 16Bit准则 服务小区与邻小区根据16bit计算值越小 优先级越高 排队越靠前 紧急切换算法 TA切换判决服务小区的TA值 TAThrsh BQ切换判决上行质量ULquality 上行质量门限ULQual Thrsh下行质量DLquality 下行质量门限DLQual Thrsh Rx Level Drop快速电平下降判决C1 nt A1 C nt A2 C nt t A8 C nt 7t C nt 是在 nt 时刻手机的接收电平 滤波器A1 A8 设置值 10 但要保证A1 A8 80 滤波器B 计算结果对比值 若C1 nt B且C nt 的值小于边缘切换电平门限 edge rx levthrsh 则系统认为该次切换判决是快速电平下降的 干扰切换判决 DL UL 接收电平 rxlevthrsh forinterf HO接收质量 rxqualthrshforinterf HO 即电平比判决门限好 而话音质量却比判决门限差 负荷切换和正常切换 负荷切换判决BSC系统负荷loadHOthrsh 目标小区负荷interlayerhothrsh interlayerhohysteresis且目标小区处于高层 源小区属于低 PBGT切换判决N P的判决方式 邻小区的PBGT n PBGThothrsh PBGT n Scell Min mstxpwrmaxccch msmaxallowedpwr rxlevdl PWR C D Ncell Min mstxpwrmaxccch msmaxallowedpwr rxlevdl n 快速切换和同心圆切换 快速移动切换判决服务小区为高层小区时手机在msfast movingwatchcells P Q 个小区中通过msfast movingvalidcells Q 个小区的时间 TAthreshold TAhysteresis或者接收电平 Rx levthreshold Rx levhysteresis从外圆到内圆的判决TA值 TAthreshold TAhysteresis且接收电平 Rx levthreshold Rx levhysteresis 双频网参数设置 900M小区和1800M小区的混合组网情况下 在话务模型分配上 尽量根据900M小区提供覆盖 1800M小区提供话务吸收的原则来设置参数 常用切换相关统计项 BSC级切换小区级切换 汇总统计小区级切换 源小区和每个目标小区间的切换载频级切换统计 切换异常分析重点关注 连续切换 切换失败 切换掉话三类切换异常情况 连续切换连续切换一般都由乒乓切换或者所在区域无主导小区造成 切换失败切换失败的过程主要看测试过程中的层三信令 同时结合话务统计结果来定位 如果统计结果切换失败的比例很少 则不予重点分析 只有统计结果中的切换成功比例不高的小区之间的切换失败需要重点分析 在层三信令中可以通过解码 HandoverFailure 消息来得到切换失败的原因 进而准确定位失败原因 切换掉话在切换到目标小区过程中 目标小区无线信道由于受到干扰或者硬件故障等因素 导致手机无法正常的占上目标小区的信道 而在返回源小区过程中 如果T3103超时期满后还不能顺利返回源小区 则发生切换掉话 从信令上看 系统发起 HandoverCommand 以后没有看到任何有关切换的消息 进而回复到空闲状态的过程 发生切换掉话的主要原因是切换小区间可能存在硬件故障或频率干扰导致的 引起异常切换的主要原因有 硬件问题频率干扰跳频时TSC 训练序列码 配置错误 和BCC 基站码 不相同邻小区关系或者邻小区数据错误目标小区拥塞或者无空闲信道无主导服务小区 切换算法和切换参数设置不合理 异常切换 切换流程 切换流程按照源小区和目标小区之间的隶属关系分为 属于同BSC 内部小区间切换属于不同BSC 外部小区间切换属于同小区 小区内切换按照是否为同站 同参考时钟 之间的关系可以分为 相同基站不同小区 同步切换不同基站不同小区 异步切换 源小区向目标小区发送内部切换 IntercellHandoverReques t请求 在发送切换请求消息前 手机根据测量报告和切换判决确定什么时候切换 哪种类型的切换 目标小区如果有空闲信道 则通过目标小区所在的基站来激活给该次切换的TCH信道 同时发送 IntercellHandoverResponse 通知目标小区已经为该次切换准备好 源小区收到该信息以后 发送切换命令 HandoverCommand 手机在收到切换命令以后 给目标小区发送 HandoverAccess 消息 通知切换开始 如果成功的占上目标小区的信道以后 手机在目标小区上给系统发送 HandoverComplete 消息通知切换已经成功 目标小区向源小区发送 HandoverSuccess 通知源小区释放原有信道 内部小区间切换流程计数器点列表 SD ATT C2 AttemptedSDCCHSeizures all TCH ATT C3 AttemptedTCHSeizures all TCH ATT C11 AttemptedTCHSeizuresforIntraBSCIncomingCellHandoverTCH ATT C17 AttemptedTCHSeizuresforIntracellHandoverTCH SUCC C17 SuccessfulTCHSeizuresforIntracellHandoverTCH SUCC C3 SuccessfulTCHSeizures all TCH SUCC C11 SuccessfulTCHSeizuresforIntraBSCIncomingCellHandoverSD SUCC C2 SuccessfulSDCCHSeizuresforHandover SuccessfulSDCCHSeizures all 内部小区间切换流程 外部小区切换和内部小区切换的主要区别在于需要MSC和各自所属的BSC的参与 源小区所在的BSC向MSC发送切换请求 HandoverRequired 消息 MSC收到该消息以后 向目标小区所在的BSC请求切换 HandoverRequest 目标BSC如果有空闲的信道 则回复MSC切换确认 HandoverRequestACK 消息 MSC收到目标BSC发回的切换确认消息以后 发送 HandoverCommand 消息命令源BSC和源小区切换 手机在尝试占上目标小区的信道时 向MSC发送 HandoverDetect 消息通知切换开始 在手机成功占上目标小区的信道时 向目标MSC发送切换完成消息 MSC收到切换完成的信息以后 通知源BSC回收信道资源 外部小区间切换流程计数器点列表A1 AttemptOutgoingInterBSCIntercellHandoversB1 InterBSCOutgoingCellHandoversC1 OutgoingInterBSCInterCellHandovers to900cell D1 OutgoingInterBSCInterCellHandovers to900cell E1 SuccessfulDual bandIntercellHandoversF1 AttemptedOutgoingIntercellHandovers 12causes A2 SuccessfulOutgoingInterBSCIntercellHandoversB2 SuccessfulOutgoingInterBSCInterCellHandovers to900cell C2 SuccessfulOutgoingInterBSCInterCellHandovers to900cell D2 SuccessfulDual bandIntercellHandoversE2 SuccessfulOutgoingIntercellHandovers 12causes 外部小区间切换流程 发生小区内切换的主要原因是源信道不能提供足够好的服务质量 在满足小区内切换的触发条件下 通过变更同小区的不同信道 为手机用户提供更好的完构哦服务质量 在满足小区内切换的条件下 BSC给使用源信道的手机发送 AssignmentCommand 消息命令小区内切换 如果手机能够及时占上目标信道 则在目标信道上给BSC发送 AssignmentComplete 消息 通知已经完成小区内切换 BSC收到小区内切换完成消息以后 向交换发送 HandoverPerformed 通知MSC完成了一次小区内切换 小区内切换流程 小区内切换计数器点A1 A7 UnsuccessfulIntracellHandoversB1 SuccessfulIntracellHandovers 切换参数 切换控制表 切换参数 惩罚滤波和小区描述表 切换参数 紧急切换 切换参数 负荷切换 正常切换 快速切换 切换参数 小区内切换 同心圆切换 不同设备系统之间的互连是网络优化工作中最麻烦的问题 由于很多互连的问题在GSM协议中没有规定 大部分协议内容由各个厂商自己决定 同时网络在开网运行以后 几个不同厂商之间的配合和协调都是非常困难的事情 在TELEMIG的GSM网路中 有H公司和E公司的BSS产品 E厂家的核心网产品 其中有3个城市的范围有两个厂商设备的跨系统边界切换 在ARAXA区域的跨系统切换请求次数比较多 但成功率相当的低 在边界小区配置好调整两边的外部小区数据以后 手机能够顺利的从E系统的小区切换到H系统的小区 而H系统小区偶尔能够切换到E系统的小区 但切换成功率只有25 左右 话务统计结果如表所示 由于这两个基站之间的切换失败次数比较多 切换成功率从98 68 下降到97 39 影响到全网的切换成功率 系统间切换异常案例分析 出BSC切换流程和话务统计点位置如图所示 通过呼叫流程分析方法的统计点和话务统计项的出BSC统计分析 主要损失的次数在 HandoverRequire 到 HandoverCommand 之间 切换失败时在源BSC发送 HandoverRequire 消息以后 交换没有回复 HandoverACK 消息 图中用红色圆圈标出 用Trace呼叫跟踪功能 定位源小区在本BSC侧发送了 HandoverRequired 消息以后 在A接口上MSC回复了一个 HandoverRejected 消息 解码消息以后显示MSC无法识别源小区发送的 HandoverRequired 消息内容导致切换失败 异常的层三消息和解码消息如图所示 查GSM0508协议 对出BSC的不同频段切换请求的BSSMAP消息内容里面有3个消息没有规定标准的数据 由各个厂家自己决