GSM網(wǎng)絡(luò)無線信道擁塞分析及解決思路

徐浩碩

摘 要 文章對GSM網(wǎng)絡(luò)信令信道SDCCH和業(yè)務(wù)信道TCH兩大類無線信道分配過程進行了詳細分析，結(jié)合呼叫建立的信令流程對兩種信道無線信道分配失敗的原因進行了探究，指出了可能造成信道分配失敗的各類原因，歸納總結(jié)出解決無線信道擁塞提高無線信道分配成功率的思路。

關(guān)鍵詞 GSM網(wǎng)絡(luò) 信令信道SDCCH 業(yè)務(wù)信道TCH 分配 擁塞

1 引言

信道擁塞是指用戶在通話建立過程中由于無可用信道或其他非正常原因造成的通話終止，是反應(yīng)網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量的一個重要因素，也是造成用戶投訴的一個重要原因。擁塞常常伴隨著無線信道分配成功率低，是考核網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量的一項重要指標；它能很直接的反映網(wǎng)絡(luò)的質(zhì)量，降低擁塞提升無線信道分配成功率是網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化中的一項重要的工作，文章結(jié)合信令流程就引起無線信道擁塞的各種原因進行分析，參考網(wǎng)優(yōu)過程中的一些經(jīng)驗總結(jié)出解決無線信道擁塞提升無線信道分配成功率的思路。

2 GSM無線信道擁塞分析

GSM無線信道主要包括信令信道SDCCH和業(yè)務(wù)信道TCH。

2.1 SDCCH信道分配分析

SDCCH信道又稱信令信道是雙向信道，點對點工作方式，該信道主要用于在網(wǎng)絡(luò)和MS間傳送呼叫接續(xù)、短信、位置更新、IMSI DETACH等所需信令。

SDCCH分配成功率（不含切換）=立即指配SDCCH分配成功次數(shù)/隨機接入SDCCH請求次數(shù)*100%

其中立即指配SDCCH分配成功次數(shù)定義為：統(tǒng)計BSC向BTS發(fā)送的"IMMEDIATE ASSIGN COMMAND"消息次數(shù)，相應(yīng)諾西計數(shù)器為SUIMASCA（1--6）。隨機接入SDCCH請求次數(shù)的統(tǒng)計點為：隨機接入過程中，統(tǒng)計BSC收到BTS發(fā)送“Channel Required”消息的次數(shù)，相應(yīng)計數(shù)器為NATTSDPE。

SDCCH占用成功率（不含切換）=呼叫建立SDCCH占用成功次數(shù)/立即指配SDCCH分配成功次數(shù)*100%

其中呼叫建立SDCCH占用成功次數(shù)定義為：統(tǒng)計呼叫建立過程中， BSC收到MS發(fā)送 “Establish Indication” 的消息的次數(shù)，相應(yīng)的計數(shù)器為ATIMASCA（1--6）。

SDCCH信道分配信令流程圖如下圖1所示：

MS通過隨機接入信道（RACH）向網(wǎng)絡(luò)發(fā)送信道請求消息CHANNEL REQUEST，并且啟動T3120（當收到BTS發(fā)來的IMMEDIATE ASSIGNMENT或IMMEDIATE ASSIGNMENT REJECT，則重新發(fā)送CHANNEL REQUEST，同時再次啟動T3120。若重復(fù)上述動作MAX-RETRAN+1次后仍不成功，則MS啟動T3126，等待一段時間并允許網(wǎng)絡(luò)放棄。T3126超時后仍未收到網(wǎng)絡(luò)應(yīng)答，MS放棄接入嘗試，進行小區(qū)重選）。BTS對MS發(fā)來的CHANNEL REQUEST進行成功解碼后，BTS對RACH指示的原因進行解析。如果接入原因正常，則BTS向BSC發(fā)送CHANNEL REQUIRED，BSC隨后會發(fā)送CHANNEL ACTIVAE，激活BTS側(cè)相應(yīng)資源。BTS準備好資源后，向BSC發(fā)送CHANNEL ACTIVE ACK，并激活相應(yīng)信道。BSC收到該消息后，向BTS發(fā)送IMMEDIATE ASSIGNCOMMAND，同時啟動T3101。BTS向MS發(fā)送IMMEDIATE ASSIGNMENT。MS收到后，停止T3120，轉(zhuǎn)換到網(wǎng)絡(luò)指配的SDCCH信道上來，將信道設(shè)置為信令模式，并且在該信道上發(fā)送SABM。BTS收到SABM后，向BSC發(fā)送ESTABLISH INDICATION，通知BSC指配完成（BSC停止T3101），接下來BTS向MS發(fā)送UA作為對SABM的回應(yīng)。

若BSC在收到BTS的CHANNEL REQUIRED消息后，發(fā)現(xiàn)沒有可用的資源，將向手機發(fā)送立即分配拒絕消息IMMEDIATE ASSIGNMENT REJECT，出現(xiàn)這種情況可能是：無可用無線資源、所測得手機TA值超出系統(tǒng)限制、信道激活無應(yīng)答等。當收到立即指配拒絕消息后，手機啟動T3122，在T3122規(guī)定的時間內(nèi)，不允許手機接入網(wǎng)絡(luò)，同時手機將進入空閑模式并監(jiān)聽尋呼信道的消息。到T3122超時后，手機才可以發(fā)新的CHANNEL REQUEST。

可見MS在接入網(wǎng)絡(luò)時會遇到SD擁塞、SD指配失敗、SD占用失敗等三種情況。

根據(jù)上述信令流程可知影響SD信道分配的因素主要有：

由于BSC或BTS沒有相關(guān)資源而造成的SDCCH擁塞影響SDCCH分配；

BTS下行鏈路故障，無法向MS發(fā)送IMMEDIATE ASSIGNMENT；

由于下行干擾，MS無法收到BTS下發(fā)的IMMEDIATE ASSIGNMENT；

MS已經(jīng)收到，但無法正確識別出IMMEDIATE ASSIGNMENT；

由于下行干擾，MS無法占用BSC所指配的SDCCH信道而沒有正確發(fā)出SABM；

由于上行干擾，BTS無法正確識別SABM；

由于傳輸誤碼，BTS無法將ESTABLISH INDICATION 發(fā)送至BSC。

2.2 TCH信道分配分析

TCH信道又稱業(yè)務(wù)信道，點對點方式傳播，用于傳送編碼后的話音或用戶數(shù)據(jù)。

TCH分配成功率（不含切換）=指配TCH分配成功次數(shù)/指配TCH請求次數(shù)*100%

其中指配TCH分配成功次數(shù)定義為：TCH指配過程中，統(tǒng)計BSC收到BTS發(fā)送"CHANNEL ACTIVATION ACK"消息次數(shù)，相應(yīng)諾西計數(shù)器為TASSSUCC（2+3）。指配TCH請求次數(shù)的統(tǒng)計點為：TCH指配過程中，統(tǒng)計BSC收到MSC發(fā)送的"ASSIGNMENT REQUEST"消息次數(shù)，相應(yīng)計數(shù)器為TASSATT（2+3）。

TCH占用成功率（不含切換）=呼叫建立TCH占用成功次數(shù)/指配TCH分配成功次數(shù)*100%

其中呼叫建立TCH占用成功次數(shù)定義為：TCH指配過程中，統(tǒng)計BSC向MSC發(fā)送"ASSIGNMENT COMPLETE"消息次數(shù)，相應(yīng)計數(shù)器為TASSSUCC（2+3）。

TCH信道分配信令流程圖如下圖二所示：

MS占用SDCCH信道成功后開始申請TCH信道，信令過程從收到MSC發(fā)來的ASSIGNMENT REQUEST消息開始至BSC返回ASSIGNMENT COMPLETE消息到MSC結(jié)束。在這個過程中主要涉及到TCH信道的信道占用、信道分配以及信道指配。

2.2.1 TCH信道占用失敗分析

BSC在接到MSC發(fā)來的ASSIGNMENT REQUEST消息后，在數(shù)據(jù)庫中對TCH信道資源進行查

詢。如存在空閑的TCH信道資源，就可以被成功占用，BSC會發(fā)出信道激活指令。如果沒有空閑信道資源則BSC向MSC反饋Assignment Failure， 失敗原因為No Radio Resource。

影響TCH信道占用失敗的可能原因有：

小區(qū)話務(wù)量高，超出負荷能力。

載頻或合路器等部件存在硬件故障導(dǎo)致設(shè)備可用率不足引起信道擁塞。

相鄰小區(qū)故障，不能有效分擔話務(wù)，造成本小區(qū)擁塞。

小區(qū)無線參數(shù)設(shè)置不合理，如CRO、最小接入電平等，導(dǎo)致周邊話務(wù)量流向該小區(qū)。

越區(qū)覆蓋導(dǎo)致覆蓋范圍過大。

2.2.2 TCH信道分配失敗分析

BSC在接到MSC發(fā)來的ASSIGNMENT REQUEST消息并申請信道資源成功后，向BTS發(fā)出Channel Activation（TCH）命令，BTS返回Channel Activation Negative，分配失敗。

影響TCH信道分配失敗的可能原因有：

基站傳輸故障（信令走ABIS接口），誤碼率高或傳輸閃斷。

設(shè)備硬件故障，如載頻等。

系統(tǒng)軟件版本存在Bug。

2.2.3 TCH信道指配失敗分析

BSC向MS發(fā)出Assignment Command命令后，要求MS指配到相應(yīng)的TCH信道，但沒有收到MS返回的Assignment Complete消息，TCH信道指配失敗。

影響TCH信道指配失敗的可能原因有：

較強的同、鄰頻干擾，因干擾造成高誤碼率導(dǎo)致指配失敗。另外若跳頻參數(shù)設(shè)置不合理，雖采用跳頻但HSN或MAIO設(shè)置不合理就可能導(dǎo)致小區(qū)內(nèi)或跳頻組相同的小區(qū)間頻率干擾較大，從而影響指配。

定時器T3107設(shè)置不合理。若T3107設(shè)置過小，就會使得網(wǎng)絡(luò)在未收到指配完成消息時就因T3107的超時而將信道提前釋放。

硬件故障。如載頻、合路器等或者板件的射頻連線錯誤。

A接口或Abis接口傳輸故障。傳輸誤碼率大會影響正常的信令交換。

直放站影響。直放站放大信號時同時也將底噪抬高，使得信號質(zhì)量下降導(dǎo)致掉話，也會影響TCH指配。

3 GSM無線信道擁塞解決思路

了解了各類無線信道分配失敗產(chǎn)生的原因就可以對癥下藥，分門別類有針對性的的去調(diào)整解決。

3.1 SD信道擁塞解決思路

3.1.1 排除掉網(wǎng)內(nèi)、外干擾

上、下行干擾很容易造成誤碼率高從而導(dǎo)致BTS和MS無法正確解碼對方發(fā)出的消息，影響了Um口二層鏈路建立導(dǎo)致SDCCH指配失敗。需要借助頻譜儀、掃頻儀等工具進行網(wǎng)外干擾排查同時通過路測或頻率規(guī)劃軟件找到網(wǎng)內(nèi)干擾頻點并消滅。

3.1.2 解決基站硬件故障以及傳輸線路故障

基站板件硬件故障或者天饋系統(tǒng)受損駐波比高都會造成SDCCH信道指配失敗，因此及時處理現(xiàn)網(wǎng)的硬件故障尤為重要。傳輸誤碼率高也是影響SDCCH指配的重要因素，需及時解決。

3.1.3 合理設(shè)置、優(yōu)化基站參數(shù)

T3101設(shè)置要合適，否則在網(wǎng)絡(luò)未完成正常的指配時就會超時，造成SDCCH指配失敗。

擴容SDCCH信道，或者打開動態(tài)SDCCH信道功能及時增加SDCCH信道或者打開動態(tài)SDCCH信道功能，使得TCH信道能在一定條件下轉(zhuǎn)化為SDCCH信道使用。

3.2 TCH信道擁塞解決思路

3.2.1 查看無線參數(shù)是否合理

檢查后臺參數(shù)數(shù)據(jù)庫，結(jié)合路測測試情況、話務(wù)統(tǒng)計結(jié)果等查看無線參數(shù)是否設(shè)置合理。如小區(qū)重選滯后、電平切換門限、質(zhì)量切換門限、切換余量以及小區(qū)切出觸發(fā)電平等設(shè)置是否合理，避免頻繁位置更新以及乒乓切換。

3.2.2 話務(wù)統(tǒng)計分析、話務(wù)均衡等

檢查相鄰小區(qū)的可用率以及工作情況，避免鄰小區(qū)不穩(wěn)定工作帶來的話務(wù)擁塞。同時積極通過調(diào)整參數(shù)、天線等進行話務(wù)量均衡工作甚至擴容載頻來減少擁塞。

（1）控制基站小區(qū)覆蓋范圍，避免越區(qū)覆蓋引起的擁塞。

（2）及時排查解決A接口、Abis接口等傳輸故障，避免因傳輸瞬斷或誤碼率高造成的指配失敗導(dǎo)致?lián)砣?/p>

（3）檢查天饋系統(tǒng)，測量駐波比，排查有無天饋接反、空分單極化天線的方位俯仰角等。

（4）網(wǎng)外、網(wǎng)內(nèi)干擾排查，及時排查處理小區(qū)所帶的直放站故障。

4 結(jié)束語

無線信道的分配成功率是衡量網(wǎng)絡(luò)接入性能的重要標志，信道擁塞與否，分配成功率的高低直接關(guān)系到無線系統(tǒng)接通率的好壞，對用戶感知影響巨大。通過對上述SDCCH信道以及TCH信道分配的信令流程的詳解有助于日常各類擁塞問題的解決，不斷提升用戶滿意度。