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GSM小区掉话浅析 林 伟（作者单位：中国联通佳木斯分公司 邮编：154002）本文结合佳木斯联通公司实际网络情况和平时网络优化中的经验，分析网络掉话的产生原因，从硬件故障、切换失败、干扰、序列及编码器错误等方面来论述产生GSM无线系统掉话产生的原因，并从实际经验出发分析相应的解决掉话的措施和方法。 GSM；网络优化；掉话一 、序言随着移动通信业的发展，运营企业竞争制度引入和外资的进入，网络优化的结果就是直接面对用户和市场，因此网络优化对于运营企业在移动市场中的竞争显得尤为重要。网优质量的好坏具体可以从以下指标体现：无线掉话率、信道阻塞率、通话品质等方面，其中无线掉话率会给移动用户的正常通信带来极大的不便从而成为用户投诉的重点。同时，作为考核网络运行情况的一个重要指标，过高的网络掉话同时会连锁引起其它网络指标的恶化，并造成运营商许多话务的流失，无法充分利用现有的网络资源来获得较高的经济效益。因此如何降低掉话、提高网络质量成为网络优化工作中的重点。本人根据学习的知识以及在工作中遇到的情况谈谈在解决GSM无线系统掉话方面的一些经验。二、网络掉话产生的原因 无线系统掉话是指在系统分配话音信道后，由于某种原因，使呼叫丢失或中断，正常的通话无法进行的现象，其主要产生的原因是软硬件故障、切合失败、干扰等。2.1网络设备故障网络设备故障常见的有以下几种：基站设备故障、天馈故障和传输故障以及BSC设备板故障。2.1.1 基站设备故障由于PA或TPU工作不稳定或器件损坏导致基站发射功率降低，从而产生覆盖不足的现象或者基站的合路器DUCOM驻波比过高，高低功率功放PA设备混用（HPAG、PA25）等等。当小区接收通路上出现硬件故障时，会引起用户不能正常接入，从而在呼叫建立过程中掉话，这时其邻小区的切换成功率会因故障小区不能正常接入而严重下降，在统计上载频的BER值会偏高，而小区的IN_INTRA_BSS_HO_RETURN也明显偏高。这些问题在进行基站综合测试线性校准时就能够发现并解决问题。2.1.2传输故障当ABIS口的传输（PCMB）发生瞬间中断或者存在较高误码率时，造成LAPD频繁断连，从而使正在通话的用户产生掉话，这种故障可以通过误码仪进行检测，发现产生的原因并进行传输线路的整改即可解决问题。2.1.3天馈故障天馈线原因的故障主要有两类：即由于两面天线俯仰角或方位角不同而产生的掉话和天馈线自身驻波比过大而产生掉话，前者在基站安装过程中每个定向小区如果为单极化天线，小区参数CCCH_CONF=0时，小区的SDCCH和BCCH采用NON_COMBINED方式，这样，该小区的BCCH和SDCCH就有可能从两面不同的天线发射出去，当两面天线的俯仰角或方位角不同时，就会造成两面天线的覆盖范围不同，这时用户可能收到BCCH信号，但产生呼叫时却因为无法占用SDCCH而掉话，或者用户可以收到SDCCH，但被指定为由另一面天线发射出的TCH时就会造成掉话。而后者是由于在基站安装开通后在使用过程中造成天馈线的损伤、进水、打折或接头接触不良等，均会降低发射功率和接收灵敏度，从而产生掉话。另外值得注意的是在天线安装过程中，同一小区的两面天线的水平隔离度一般应大于3米，否则会因为间距过小，导致分集接收效果差，从而产生掉话。2.1.4 BSC设备板故障在西门子的设备中：TCH（不含切换）掉话有9 种原因是，其中第八项为： Remote transcoder failure，在测量的原始文件中可找到每个小区由于哪种原因而产生的掉话，若是第八项原因是引起的掉话多，则是由于BSC所带TRAU的TRAC板故障所致。2.2切换原因 切换原因导致掉话主要有以下几种：1、手机在移动过程中，进入无线覆盖的盲区，请求切换不成功产生掉话。这种情况主要集中在一些地形复杂、很难形成连续覆盖的区域，如山区公路、铁路等；2、在基站进行分担话务负荷的切换时（如900M与1800M基站之间的切换），一些切换请求会因为切入小区的信号强度太弱（低于小区最低接入电平）而失败，即使切换成功也经常会因为信号强度太弱而掉话；3、一些小区由于邻小区都很忙，造成目标基站没有待切换的空闲信道，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；4、在进行不同位置区或不同MSC之间的切换时，切换数据不全或目的基站不具备切入条件，可能引起掉话；5、当基站越区覆盖，产生孤岛效应时，会由于周围小区没有相邻关系，导致用户始终保持在起呼的服务小区上，无论周围信号如何变化由于相邻关系的复杂性也不能正常切换直至掉话无法正常切换。2.3干扰原因无线干扰主要分为同、邻频干扰和外部干扰。2.3.1 同、邻频干扰当手机在服务小区中收到很强的同频或邻频干扰信号时，会引起误码率恶化，使手机无法准确解调邻近小区的BSIC码或不能正确接收移动台的测量报告。基站在通过SDCCH为手机分配话音信道后，由于无法解出临近小区的BSIC码而无法判断使用哪个小区的话音信道，从而产生掉话。由于频率资源有限，对于市区等基站分布密集的区域，合理的频率规划和覆盖控制是很重要的。2.3.2外部干扰外部干扰对系统掉话率的影响也是非常严重的，尤其是一些非法使用的无线电器件，可能对周边的同频段的无线信号产生严重的干扰，这种干扰一般情况下是突发性的，需要尽快的通过干扰测试仪进行排查解决。2.4系统参数原因2.4.1 小区接入参数引起的掉话在SIEMENS参数设计中，对于小区接入的参数为：rxlevmin，对于高话务地区可以适当提高此值，在逻辑上减少覆盖范围，防止产生阻塞，但是注意不能设置的过高，否则会在小区交界处造成盲区，引起掉话。2.4.2 切换参数引起的掉话由于切换可以使通话从一个小区转移至另一个小区，在SIEMENS系统中定义了六种切换判断算法，合理的设置切换容限和切换门限，可以很好的均衡话务和良好覆盖的连续性。根据切换产生的简单条件（QUALITY、RXLEVEL、DISTANCE、INTERFERENCE、POWERBUDGET）,我们可以通过调整切换门限值借以调整切换容限来均衡话务量，在切换调整中，HOMARGIN参数是比较重要的参数，如果设置不当对产生乒乓切换的现象，增加掉话的可能性。2.4.3 计数器参数引起的掉话 影响掉话的主要参数包括监测上行链路失败的参数link_fail、监测下行链路射频丢失的参数radio_link_timeout以及一些计时器参数如T100、T200、T3109等，如果这些参数设置不当，会引起较为严重的掉话。2.4.4小区跳频参数引起的掉话 当小区的跳频参数Maio设置存在问题时，会产生严重的序列错误掉话（sequence error）。2.5由于采用直放站而导致的掉话在一些偏远的山区，为了减少投资、扩大覆盖范围，普遍采用直放站直接放大信号，用光纤或微波进行传输，但由于地形、环境的影响，直放站往往安装在偏僻的小镇，周围多为山区、丘陵地形，另外一些工程质量原因，达不到指标要求，从而产生掉话。另外，由于传输引入困难，在一些市区也利用了无线直放站进行室内覆盖，而这些直放站一般都是对全频段的信号放大，容易造成对信号源的干扰导致掉话。2.6 A接口失败导致的掉话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。三、网络掉话的分析解决在实际的网络优化过程中，可通过CQT呼叫质量拨打测试、路测、无线场强测试等技术手段了解网络实际的运行情况及无线覆盖情况，通过对硬件进行校准和测试了解设备工作性能，在网管终端OMC_R上提取话务统计数据，通过分析得到系统运行指标如呼叫建立成功率、无线系统接通率、掉话率、切换成功率、SD或TCH射频丢失等数据，根据这些数据对网络进行综合分析，查找出掉话的原因，并根据实际情况进行处理。3.1网络设备故障3.1.1基站设备故障 由于PA或TPU工作不稳定或器件损坏导致基站发射功率降低，从而产生覆盖不足的现象而导致的掉话，可以通过基站场强测试或基站发射功率测试进行故障排查解决，例如我公司地下微蜂窝近期出现用户投诉，有脱网和掉话现象，通过话务统计并没有发现告警出现，而通过实地测试发现确实有用户投诉的现象，经过对该微蜂窝进行功率测试发现其输出功率明显降低，由额定功率2W降低到不足1W，经更换设备后，该地覆盖恢复正常，掉话现象减少。3.1.2传输故障对于传输故障引起的ABIS接口掉话，可以定期进行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。3.1.3天馈故障（1）对天线方位角或俯仰角不正确造成的掉话，需要从OMC_R中提取相关的统计数据（如SDCCH_RF_LOSS_RATE、TCH_RF_LOSS_RATE、CHAN_REQ_MS_FAIL、MA_FAIL_FROM_MS等），从中分析、发现故障原因，并结合现场的勘测和CQT测试来定位问题，及时调整天线方位角和俯仰角来降低掉话。（2）对天馈线自身驻波比过大而产生掉话，需要从OMC_R的CARRIER统计项PATH_BALANCE_MEAN发现问题（注：PATH_BALANCE_MEAN表示上下行链路平衡，其公式为PATH_BALANCE_MEAN110UPLINK_PATH_LOSS-DOWNLINK_PATH_LOSS，大多数情况下由于移动台比基站的发射功率小，所以该指标的理想值为105左右，一般可以将95115作为该指标的正常范围，偏大或偏小都表示接收或发射链路存在问题），然后利用天馈线测试仪对天馈线进行驻波比测试来判断故障原因和故障点，并及时排除故障。另外，对于天线的安装和使用，在此提出两点建议：首先，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。其次，目前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。3.1.4 BSC设备板故障前面已经提及，在西门子的设备中：TCH（不含切换）掉话有9 种原因是，其中第八项为： Remote transcoder failure，在测量的原始文件中可找到每个小区由于哪种原因而产生的掉话，若是第八项原因是引起的掉话多，可进一步观察BSC的LOG文件，NRFLTCH 18: Number of Lost Radio Links While Using a TCH(Fullrate / Halfrate)AP Connection Failure (68)71000021 050A 0014 0028 0307 0044 0000 0001 0000 0008 FFFF FFFF FFFF FFFF FFFFAP Connection Failure (68)71000021 00DD 0014 0028 0011 0011 0000 0003 0000 0008 FFFF FFFF FFFF FFFF FFFFAP Connection Failure (68)71000021 050B 0014 0028 0E1E 0044 0000 0002 0000 0008 FFFF FFFF FFFF FFFF FFFFAP Connection Failure (68)71000021 027A 0014 0028 FFFF 0025 0001 0000 0000 0008 FFFF FFFF FFFF FFFF FFFFAP Connection Failure (68)71000021 0135 0014 0028 041B 0017 0000 0005 0000 0008 FFFF FFFF FFFF FFFF FFFFAP Connection Failure (68)71000021 00D5 0014 0028 0817 0010 0000 0006 0000 0008 FFFF FFFF FFFF FFFF FFFF1st counter Error indication: T200 expired2nd counter Error indication:unsolicited DM response, multiple frame established state3rd counter Error indication: sequence error4th counter Connection failure: T_MSRFPCI expired5th counter Connection failure: Distance limit exceeded6th counter Connection failure: Handover access failure7th counter Connection failure: Radio link failure8th counter Connection failure: Remote transcoder failure9th counter Unspecified cause (all other causes)通过BSC的LOG文件可发现有如下告警：其中028是Remote Transcoding Failure，BSC在运行期间接收到了一个来自远端（TRAU）的告警，其意义为速率转换时发生了失败，产生该告警的主要原因应为硬件的问题。可通过对TRAC板的测试发现有问题的模块。下表是以锹厂3为例说明更换有问题的TRAC板前后掉话的对比。表3.1更换TRAC板前后掉话对比所属BSC测试TRAC前排除TRAC硬件故障后编码器错误引起的掉话TCH总掉话编码器错误引起的掉话TCH总掉话锹厂361211锹厂381501锹厂3612013.2切换掉话的分析和解决切换的原因主要有以下几类：a)上下行接收电平rx_level原因引起的切换；b）上下行接收质量rx_qual原因引起的切换；c）上下行干扰引起的切换；d）功率预算（pbgt）引起的切换；e)呼叫重建；f）话务原因引起的切换。根据OMC-R的话务统计和路测数据分析情况，检查是否是因小区间切换不成功造成的掉话。如果是，首先检查邻区关系数据是否正确，并对HOM、RXLEVMIN等切换参数进行核查，看这些参数设置是否合理，并根据网络的运行情况对参数进行调整，然后再进行实地测试，直到最佳为止。如果存在盲区，则应及时进行补点来改善覆盖，而由于高话务量引起的切换掉话，可通过扩容或在商业中心或高层建筑中增加微蜂窝来改善小区的通信环境，降低掉话率，提高网络的运行质量。相关案例分析1：切换掉话 案例小区：佳木斯农校2小区21861问题分析：在测试外环路农校附近时，由于佳东五百（JMS025）、火车站（JMS003）、三江食品厂（JMS012）均未做与农校2小区（21861）的相邻关系，导致不能向该小区正常切换，该路段下行接收质量较差，导致掉话。解决方法：增加相邻关系如下。30251、23041、20031、30121农校2小区（21861）。相关案例分析2：越区覆盖导致产生孤岛效应，从而因为没有可以切换的邻区而产生切换掉话。案例小区：佳木斯东风区政府3小区32141问题分析：东风区政府-3小区越区覆盖到港务局-1小区，且电平比较高，造成孤岛效应，无法正常切换。解决方法：下压东风区政府3小区下倾角2度，并添加下列相邻关系。东风区政府3小区（32141）40701（粮库）、21191（港务局）、13071（农垦大厦）3.3干扰掉话的分析和解决干扰问题主要是由于频率规划不当而造成部分基站的同、邻频干扰，覆盖不合理而造成的干扰，以及外界非法使用的无线电器件产生的干扰。干扰引起通话质量严重下降，掉话急剧上升，同时造成小区间无法正常切换。在OMC_R的统计指标中，受干扰的小区除掉话率高，呼叫建立成功率偏低外，其IN_INTRA_BSS_HO_RETURN也会明显偏高，邻小区因无法正确解调该小区的信息而导致切换失败，切换成功率严重下降，质量切换比例增加。以佳木斯地区的创业1小区为例,在存在干扰期间由于质量原因的切换比例如下：表3.2干扰期间质量切换比例所属BSC日期质量切换电平切换M_BHB16D2006/3/9_10.00.0073.40%0.71%M_BHB16D2006/3/10_10.00.0081.75%1.06%M_BHB16D2006/3/11_10.00.0084.29%1.00%首先，通过话务统计中的不同BAND值的干扰情况判断。一般在BAND2中的值大于20%（这个值越大，说明干扰越严重），可初步段定为存在外界干扰源。其次，通过上面的判断后，查看由于质量原因切换的比例是也相应的偏高，并且通过话务统计观察是否是小区的掉话突然增加切小区切入返回次数较高。通过以上两点基本可断定该小区存在干扰，然后就要对干扰源进行实地查找了。这项工作需要大量及耐心的细致查找，利用干扰测试仪器（YBT250）进行检查干扰源位置（具体查找干扰源的过程、技巧这里不再赘述）。在找到干扰源后，并排除后，掉话次数会明显的减少，质量切换比例明显降低。表3.3干扰排除后质量切换比例所属BSC日期质量切换电平切换M_BHB16D2006/3/21_10.00.0022.14%10.71%M_BHB16D2006/3/23_10.00.0015.29%10.00%M_BHB16D2006/3/24_10.00.009.86%10.56%创业基站干扰机干扰波形图3.4由于网络参数设