GSM系统掉话浅析

GSM系统掉话浅析
    摘要   本文介绍了GSM话音掉话产生的种类和原因，并给出了降低掉话率的若干措施。
    关键词  掉话  切换  天线
    1  前言
   掉话率在移动通信网中是一项非常重要的指标，掉话率的高低在一定程度上体现了移动
网通信质量的优劣。不同厂家的设备对该指标的计算方法与标准不尽相同，如NOKIA的GSM
系统，话音掉话率低于2%算是较好的；而MOTOROLA的GSM系统话音掉话率要低于0.8%才比较
理想。在这里，以NOKIA的GSM系统为例，对话音掉话作一简要分析。
    在进行话音掉话分析之前，先简要说明一下NOKIA的无线网络结构。在2+2+2以上配置
的BTS中，NOKIA系统经常配备两层无线网络：常规层（Regular layer）和超层（Super 
layer）IUO，IUO的硬件设备与发射功率和常规层没有什么区别，只是所用的频率不同而已，
系统通过定义C/I值来限定超层的有效覆盖范围，一般设定C/I<12dB时占用常规层，C/I>15
dB时占用超层。用户起呼时首先占用常规层，当C/I值达到15dB门限时，可切换到超层。超
层只和本站的常规层相互切换，不与邻站的超层或常规发生关系，所有越区切换都是通过常
规层之间来完成。常规层之间的切换由三个参数控制：一是功率预算（PBGT）；二是功率
电平；三是话音质量，有0-7级。
    2 掉话的种类和原因
    在GSM网中，话音掉话主要包括无线网络掉话、Abis接口掉话、A接口掉话、TC接口掉
话是无线网络的掉话。具体地说，在GSM网中，掉话产生的原因主要有以下几种：
    （1）无线射频话。这里不包括手机掉电、非正常关机造成的掉话，主要指受地貌、建
筑的影响，由于信号快衰落、信 号覆盖原因而引起的掉话。通常在楼内（室内）、基站信
号覆盖的边缘地带很容易造成这类掉话。
    （2）切换过程中的掉话。包括局间（MSC、BSC之间）切换、小区之间切换、常规层与
超层之间切换等引起的掉话。切换过程中的掉话在总的话音掉话中占有相当一部分比例。
无线小区间、常规层与超层间的切话掉话，除了与无线网络配置有关，很大一部分是由于
无线资源不足造成的。我们在分析网络性能报告时，经常发现高阻塞的站点，掉活率往往
也较高。因为在切换过程中，由于信道繁忙，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。
    （3）干扰掉话。由于现有的站点，特别是市区的站点越市越密，而频率资源非常有
限，因此在频率规划时会有一定难度，存在同频、邓频干扰的可能性，另一方面，天线设
计、安装的合理与否将直接影响网络性能。天线作为无线信号的最终发射部分，在移动通
信网中具有举足轻重的作用，其地位就像一套音响中的音箱一样。在CQT测试过程中，我
们曾遇到这种情况：在某一天线后向约150m处收到该天线-85dB的信号，这种信号在频率
规划时难以预料，因此它对网络造成的干扰较难控制。
    （4）AbiS掉话。这类掉话主要是传输质量引起的，如传输误码、滑码、帧丢失等。
    （5）A接口掉话。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！司信令配合、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。
3 掉话的解决
    针对网络中出现的各种话音掉话情况，在此提出几种解决方法：
   （1）从网络布局上考虑，应尽可能避免出现高阻塞的情况。在工程建设和网络优化过
程中，在选点布点时应注意站点不宜过高，尽可能避免在高山、高楼、高塔上布点。站点
过高一方面因覆盖范围太广，将直接引起本身的高阻塞、高掉话，另一方面不利于全网的
频率规划。在布点时，应分清哪些地方是要解决信号覆盖问题，哪些地方是要解决话务量
问题，并根据不同需求采取不同策略。在解决话务量的地方应考虑到要有足够的信道配置，
基站应便于扩容。在我们的网络中曾发现相当多的山区站点阻塞率都比较高，而这些站点
普遍为OMNI站（全向站，可配置一至多个载频），OMNI站在扩容时有很大的局限性，不利
于网络优化的开展，因此，要解决话务量的地方尽可能少用或不用OMNI站。根据我们的经
验，BTS每线话务量在0.3～O.4 Erl左右是一个比较理想的配备状态。
    （2）对天馈线进行检查。有的基站性能指标差，对主设备进行多次检查调整后仍无
明显改善，这时需要检查天馈线接头，债线损耗，天线的方位角、俯仰角，并在必要时做
些适当的调整，往往能立竿见影。有关天线的安装和使用，在此提出两点建议：
    ——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。据我们实际使用效果来看，网络
性能的改善是明显的。
    —一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。我市新建的DCS基站天线大都采用挂
墙式安装，我们还对部分GSM天线进行了改造，效果相当不错。
    （3）定期进行BTS13MHz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MSCBSC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ZM电缆的接头，可以减少许多Abis掉话。
    以上主要从硬件方面谈了几点降低掉话率的方法，在硬件调整的同时，结合进行BSC
参数的修改将能取得更理想的效果。对于不同的网络，各BSC参数的取值与标准不尽相同，
在某个网络中应用合理的参数，若照搬到另一个网络，可能就变得不合时宜，因此参数的
设置应因地制宜。而且参数的调整是一个动态的过程，应根据网络的变化不断做相应的调
整。这里重点列举几个与无线网络有关的参数：
    （1）小区重选滞后（Cell reselect bysterisys）。调整该参数将改变位置更新的
频次。如调大该数值会减少不必要的位置更新，减轻信令负荷。
    （2）位置更新的周期（Periodic location update）和loitering周期。缩短这两个
时间会减少 MTC（手机被叫）的建立失败，但可能造成信令负担加重，因此应根据网络实
际情况加以调整。
    （3）功率控制（Power control）参数。建议启用功率控制，如果有必要的话，个别
基站可以禁止使用功率控制，这样的话就会减少一些干扰。
    （4）切换参数HOPeriod PBGT。对此参数可根据情况做相应的修改，比如调大该参数，
将该参数由2s改为4s，可防止不必要的快速切换且可以降低切换失败率。
    （5）扇区接入参数
    —一载噪比的门限值（CNT），对于IUO吸收较差、空闲信道UL干扰较小的情况，此参
数可调整为0，调整到其它值则取决于干扰情况。其目的是提高IUO吸收率以及改善TCH拥
塞。
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