GSM无线网络掉话的分析建模与研究

爱卫生

付费下载自CNKI论文期刊网。发表于《广东通信技术》2011年09期。

已分享至论坛城通网盘，下载地址：http://www.ctdisk.com/file/9808736 。

【作者】 王田园；

【机构】 重庆邮电大学；

【摘要】 掉话率是网络优化中的一项重要指标,直接影响到移动用户对运营商的满意程度,也是对运营商服务质量考核的一项重要指标。文章主要分析GSM网络优化中的掉话问题,通过分析日常网络优化中掉话产生的原因(切换、干扰等)对各种掉话进行分析,然后提出解决方案,并结合实际案例素材对GSM无线网络掉话问题进行建模,以提供解决不同问题所需的方法,从而形成一套完善而系统的分析解决方案。

【关键词】 网络优化； 掉话； 切换； 干扰； 建模；

1    引言

当前在GSM网络运营中，网络质量指标主要从干扰、掉话、无线接通率、拥塞四个方面来衡量。掉话率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企业运营的质量和水平，是用户衡量移动网通信质量优劣的重要标志，也是当前用户投诉的热点，因此各个运营商都将掉话率作为一项重要的质量考核指标。

2    GSM掉话问题原因分析

所谓掉话，是指通话双方在通话期间由于某种原因而非正常终止通话，它是在语音信道占用后，在用户未同意的情况下由基站和移动台非正常释放业务信道。包括了用户侧和网络侧所有原因的掉话，表示了网络的可保持性及连续为用户服务的能力。

掉话产生的原因主要有以下几点：

（1）覆盖原因导致的掉话。主要有覆盖不足、孤岛效应、上下行功率不平衡三种情况，分别是由于存在覆盖盲区信号较弱、基站覆盖过密而导致越区覆盖和基站发射功率过大这几种原因引起。

（2）干扰原因导致的掉话。通过对网络实际运行情况及各种测试结果的分析，产生干扰的原因一般有：

① 同、邻频干扰。具体由以下几种情况引起：频率规划或频点选择不正确、由于特殊地理位置致使电波强烈反射、频率复用不当或频率复用的两个小区之间的距离不够、基站天线高度及俯仰角、方位角设计不合理、小区参数定义不当。

② 发射部分杂散辐射及接收部分杂散响应较大，从而造成对本信道和其他信道的干扰。

③ TA和实际不符，造成时隙上干扰，干扰严重时会引起掉话。

④ 设备本身的非线性以及设备故障引起的交调干扰。

⑤ 带内外的上下行干扰。

⑥ 直放站的使用。当系统中使用宽频直放站时，直放站不仅将所需基站的上下行信号放大，也会将干扰信号放大，从而引起信号质量的下降，因此应尽量避免使用宽频直放站。

（3）切换原因导致的掉话。一般由以下几种情况引起：越区切换参数定义不合理、忙时目标基站无切换信道、网络色码参数设置不当、信号强度太弱、网络存在漏覆盖区或盲区、信号强度滞后值设置不当、漏定义相邻小区、相邻小区数据定义中存在问题。

（4）天馈线原因导致的掉话。分为两副天线俯仰角或方位角不同、天馈线自身原因、两副天线之间的距离原因、施工人员将天馈线标签贴错导致小区间的天馈线接反这四种情况。

（5）硬件原因导致的掉话。当小区接收通路中部分硬件出现故障时，会引起用户不能正常接入，从而在呼叫建立过程中产生掉话。这些故障主要集中在载频本身以及一些射频接收器件上，载频单元、合路器、双T器、基站时钟板等这些硬件故障将会导致小区的接收、发射性能降低，严重时将会导致掉话的发生。

3    掉话的分析解决

在实际的网络优化工作中，可以利用CQT呼叫质量拨打测试、路测等技术手段了解网络实际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当前的工作性能，在网管终端上对各项参数、指标进行统计分析，综合定位故障产生的原因，并根据实际情况，制定出相应的解决方案。

3.1  覆盖的分析和解决

目前，解决室内覆盖问题的方法主要有以下几种：

(1)进行DT测试来确认覆盖不足的区域。对于孤站、山区基站等未形成连续覆盖的地方，可增加基站来形成连续覆盖；或是通过别的手段来提高基站的覆盖，如提高基站的最大发射功率，改变天线的方位角、倾角、挂高等；还应分析是否由于地形地势的原因导致的，如隧道、地铁入口、地下停车场等，可考虑用微蜂窝来解决覆盖；对于写字楼、宾馆等一些主要公共场所增强室内覆盖，还可考虑应用室内分布系统。

(2)弱覆盖及邻区错误问题也会导致出现高掉话，常常表现为有越区覆盖、孤岛效应、漏邻区等，不过此类问题一般会造成小区持续高掉话，可将值班期间的高掉话小区KPI与日常KPI进行对比，若变化不大，则需通过日常更深入的优化手段来进行排查解决。通过测试可以发现越区覆盖，再通过频率核查检查频率规划情况确认是否存在同、邻频干扰。

(3)出现因直放站造成上下行不平衡的情况，通过调整直放站的上下行增益来解决基站的上下行不平衡，还可以配合调整基站的发射功率来解决上下行不平衡问题。

3.2  干扰的分析和解决

通过网管上的统计报告、DT测试及CQT拨打测试、用户投诉等方式可以发现网络中存在的干扰情况，具体方法主要有以下几种：

(1)对基站、直放机等硬件进行检查，确保硬件部分工作正常。定期对BTS中COMBINER、TXGM、RXGD等收发信系统进行检查，减少杂散发射与响应，提高收发信系统的性能，减少干扰；定期对BTS的主时钟进行调整(频偏越小越好)，减少所用信道受其他信道的干扰，提高通信质量及系统指标。

( 2 )通过OMC-R网管及—些工具软件检查小区BCCH、BSIC、CI、LAC等参数的设置是否恰当，并根据实际情况进行调整。

(3)对于天线较高的小区适当调整BTS发射功率参数，以降低基站发射功率，减少对相邻基站的干扰；在保证小区边缘处移动台接入成功率的前提下，尽量减小移动台的接入电平，减少对相邻小区的干扰；可以通过多次CQT测试，根据测试结果修正设计值，以得到小区最佳的设置参数。

(4)选择语音间歇期间系统不传送信号的不连续发射(DTX)方式，降低对无线信道的干扰，使网络的平均通话质量得以改善。

(5)使用跳频技术。跳频使得发射载频以突发脉冲序列为基础进行跳变，从而可明显减低同频干扰和频率选择性衰落效应，达到干扰源分集和频率分集的效果；

(6)调整天线的方位角与俯仰角，使得无线网络覆盖合理，尽量减少覆盖交叠和覆盖盲区的现象，改善无线环境，减少无线干扰。

(7)使用动态功率控制(DPC)技术。功率动态控制使BTS对离其近的MS以较低的功率发射，只有离其较远的MS才以较高功率发射，这样，可以抑制高功率发射带来的信号之间相互干扰，提高通话质。

(8)上下行干扰

使用OMC—R操作指令查看是否存在上行干扰，也可使用“网管信息平台”查看是否存在上下行干扰。另外也可以结合切换统计中关于切换原因的统计进行判断，如果上下行质量切换所占比例较高时，则存在上下行干扰的隐患问题。

3.3  切换掉话的分析和解决

引起切换的原因主要有因接收电平(RX—LEVEL)或接收质量(RX_QUAL)引起的切换；因干扰引起的切换；因呼叫重建引起的切换；因话务原因引起的切换等。对于切换掉话，我们可以通过4步骤进行分析：现场扫频测试分析，询问网优人员从基站监控的MSC、BSC告警中获得网络不正常信息，对OMC的统计信息进行分析来发现不正常的原因，借助DT等测试来判断切换失败的原因。当掉话率高涉及到切换问题时，我们应抓住切换的原因及切换失败的原因作为突破点，然后对症下药，找出解决问题的办法。

①一般而言，由于切换是在小区及基站之间发生的，本小区的掉话有可能是因为其与相邻小区之间的切换设置不合理造成的，如果是这种原因应及时修改切换参数。

②对于因网络存在漏覆盖区或盲区而导致的切换掉话，在HANDOVER CONTROL参数检查无误的情况下，可以分析无线场强测试结果，看是否存在网络覆盖盲点。对存在盲点的小区可以调整天线高度、无线俯仰角，来避免覆盖盲点。在高楼密集的地区，可以适当降低该小区的允许接入最小电平，相对增大其覆盖范围，减少盲区。

③根据OMC—R的话务分析结果及越区切换测试情况，检查是否因越区切换不成功造成掉话。如是，则通过OMC—R对HO—MAGIN、L—RXLEV—DLH等参数进行核查，看这些数据是否设置，设置是否合理，并根据网络实际运行情况对切换参数进行调整，然后再进行实地拨打测试，直到通话达到最佳为止。

④对于因频率设置不合理而造成的掉话可根据实测情况适当修改小区的频率参数。

⑤对于那些由于话务量不均衡，造成因目标基站无切换信道而产生的掉话，解决的办法是进行话务量的调整。如通过调整天线下倾角、方位角等工程参数，控制小区的覆盖范围；或通过网络参数，如通过CRO引导MS驻留在其它较空闲的小区，通过层级优先级的设置引导通话中的MS切换到空闲小区；也可以采用负荷切换来均衡话务，或直接通过载频扩容来解决。

⑥检查允许的网络色码(NCC PERMITTED)参数设置是否正确，各小区是否已包含其中，根据实际情况进行更正修订。

⑦在确实由于话务量大而引起掉话故障的地区，以及在用户较集中的商业中心、高层建筑中，可以通过增加微蜂窝来改善该小区的通信环境， 降低掉话率，提高网络的运行质量。

3.4  天馈线的分析和解决

(1)对因天线方位角或俯仰角不正确而形成的掉话，首先应到基站现场进行观测，如不能发现问题可以通过对特定故障小区的手机拨打测试(CQT)或驱车测试(DT)并结合从OMC—R中得到的相关统计参数来发现故障原因，并及时调整天线方位角和俯仰角以降低掉话率。如果查出定向天线的反向信号泄露过强时，应及时更换天线。

(2)天馈线自身原因。对由于天馈线损坏或接头接触不良致使发射功率和收信灵敏度降低而产生的掉话，可利用SITE MASTER仪表，检测从COMBINER出去至天线的驻波比，如果VSWR大于正常值1.5，则从馈线到天线需要检查整修；如果VSWR小于1.5则说明发射部分正常。

3.5  硬件原因引起的掉话的分析和解决

对因硬件原因而产生的掉话，可通过OMC-R察看相关硬件的告警。如果OMC-R中无硬件告警信息，则可能是某个TRX或分集部分的故障所导致，此时分配失败率和上下行质量切换所占的比例肯定也会很高，则可以通过ABIS的监测软件，或关闭掉小区内其它载频，对怀疑有问题的载频进行拨打测试来发现故障点。一旦发现故障硬件后，应及时更换，如无备件，也应先闭掉故障板以免产生掉话现象影响网络进行质量。一般来说，当帧处理单元出现故障时，分配失败率和上下行质量切换都会比较严重；当接收部分出现故障时分配失败率和上行质量切换会较严重，当发射部分出现故障时分配失败率和下行质量切换会较严重。

4    基本实现模型

4.1  建模思想

4.2  模型实现

根据以上分析，可以构建硬件问题、天馈线问题、覆盖问题、干扰问题和切换问题造成的掉话问题的分析模型，分别如图2、3、4、5、6所示。

5    模型在掉话案例中的应用分析

某市DY6526A小区掉话突然增加，网络维护人员作为技术支援进行协助处理。首先观察话统报告：掉话忙时为15次左右/h，其他时段掉话无明显异常，只有3-4次/h。

经过以上建模分析，我们可以通过以下几个步骤排查问题：

（1）检查无线参数设置是否合理

该小区是突然出现忙时高掉话，由于没有做任何数据上的修改，此前小区的切换成功率正常，排除无线参数的原因。

（2）检查覆盖情况

通过DT测试、话统分析及进行频率核查，未发现弱覆盖及邻区错误问题，并且基站的上下行发射功率正常，排除覆盖的原因。

（3）对调馈线及天线

对基站A小区的馈线及天线进行对调，故障依旧，排除天线、馈线问题的可能性。

（4）观察上行干扰带有无异常

怀疑有外界干扰影响导致掉话，于是观察上行干扰带，无异常；因此，排除外界干扰因素。

（5）分析话统报告和NMS TRX基本测试报告

硬件故障导致掉话异常的可能性较大。硬件故障一般可以在载频信道的占用时间上体现出来，正常占用时长在15S以上，10S左右的属于不正常的情况。当话务不是很高的时候，第3块TRM占用次数很少，问题在话统报告中反映不出来。只有当话务升高时，第3块TRM上占用次数增多，问题才在话统报告中体现出来，这给发现和分析问题带来了一定的难度。话统报告如表1所示：

取NMS TRX基本测试报告，如表2暗影所示。发现其第3块载频占用异常，占用后话音质量差而且切换到其他小区，切换失败掉话。

（6）更换硬件

在对硬件进行更换后，NMS TRX基本测试报告如表2无暗影所示，可见各项指标恢复正常。

对于此类掉话问题的分析，需要观察多个时段的统计，特别是在忙时的统计报告。此前没有对该小区的数据进行修改，一般可以先对硬件进行检查。因为没有任何告警，所以可以通过对载频的占用时长来判断硬件是否有异常情况。

6    结束语

关于如何解决掉话问题，有许多行之有效的办法，我们只有通过对网络数据的研究分析，通过实地测试勘察，找出问题根源，才能对症下药，从而及时通过各种手段，包括话务分析、CQT、DT等来分析掉话的原因，通过调整参数、天线和增加基站(包括微蜂窝、直放站)来减少掉话，让网络发挥更大的作用，为通信业务发展提供有力的技术支持与网络支撑。

在实际的案例维护中，将分析问题，排查问题从而解决问题的全过程进行准确清晰的记录，从而形成一套完善而系统的分析解决方案，那么就能为同类问题的定为解决提供思路，使优化过程更为清晰明了，进而提高优化效率。

参考文献

1  彭中文.GSM系统掉话的原因分析和排除方法.电信工程技术与标准化, 2009，11：84-86

2  朱睿.王晓静.罗永庚.杨悦. GSM网络的掉话分析和解决方法.电信工程技术与标准化, 2008，2：50-53

3   高媛.GSM系统无线链路掉话分析和优化思路.电信快报, 2010, 6：25-27

4   艾忠民.李 丹.GSM无线系统掉话分析及解决方法, 2007，6：69-71

5   于莉.GSM网掉话及通话干扰的原因及解决办法.通信管理与技术, 2007，6：46-47

horizon3

主要从语音方面来讲的吧，与GPRS似乎没有多大关系。