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探討TD-SCDMA通信系統(tǒng)中掉話原因分析
引言
對(duì)于運(yùn)營(yíng)商來說，提高網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量是進(jìn)一步提升網(wǎng)絡(luò)競(jìng)爭(zhēng)力的前提和關(guān)鍵因素，而掉話問題是影響移動(dòng)用戶感知的重要因素。由于移動(dòng)通信系統(tǒng)受客觀環(huán)境的影響較大[1,2]，隨著外界環(huán)境的不斷變化以及系統(tǒng)擴(kuò)容，往往會(huì)產(chǎn)生很多新的問題，而掉話是無線網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)生問題最直接的體現(xiàn)。因此調(diào)整和優(yōu)化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，提高系統(tǒng)運(yùn)行效率，改善移動(dòng)通信系統(tǒng)的服務(wù)質(zhì)量是無線網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化的重要任務(wù)。
本文通過對(duì) TD-SCDMA 通信系統(tǒng)中信令以及無線參數(shù)的分析，提出了幾種掉話事件的定位方法，針對(duì)每一種情況給出了一些合理的優(yōu)化建議。
1 掉話的定義
掉話是指在分配了業(yè)務(wù)信道(TCH)后，由于某種原因，通信丟失或中斷[3]。掉話給用戶造成諸多不便，是用戶投訴的熱點(diǎn)。下面從兩方面給出對(duì)掉話問題的理解。
1.1 無線側(cè)對(duì)掉話問題的理解
從 UE 側(cè)記錄的空口信令上看，在通話過程（連接狀態(tài)下）中，如果空口的消息滿足以下三個(gè)條件的任何一個(gè)就視為掉話：
(1) 收到任何的廣播信道消息（即BCH 系統(tǒng)消息）。
(2) 收到無線資源釋放的消息且釋放的原因?yàn)榉钦?即RRC Release 原因值為NotNormal)。
(3) 收到呼叫控制斷開連接、呼叫控制釋放等消息，而且釋放的原因?yàn)榉钦?即CCDisconnect，CC Release Complete，CC Release 三條消息中的任何一條，原因值為Not NormalClearing 或者Not Normal，Unspecified)。
1.2 網(wǎng)絡(luò)側(cè)對(duì)掉話問題的理解
網(wǎng)優(yōu)工作重點(diǎn)關(guān)注UTRAN 側(cè)掉話，下面給出UTRAN 側(cè)對(duì)掉話的理解，主要有兩方面：
(1) 業(yè)務(wù)建立成功后，RNC 向CN 發(fā)送Iu Release Request 消息(信令面)；
(2) 業(yè)務(wù)建立成功后，RNC 向CN 發(fā)送RAB Release Request 消息(用戶面)。
話統(tǒng)分析指標(biāo)中的掉話率定義如下：
電路域掉話率 = 電路域掉話的RAB 數(shù)目/電路域RAB 指派建立成功的RAB 數(shù)目100%其中，電路域掉話的RAB 數(shù)目 = RNC 請(qǐng)求釋放的電路域RAB 數(shù)目+RNC 請(qǐng)求釋放的電路域Iu 連接對(duì)應(yīng)的RAB 數(shù)目。
分組域掉話率同理。
1.3 二者的區(qū)別與聯(lián)系
話統(tǒng)分析中的掉話僅從Iu 口角度進(jìn)行分析，即統(tǒng)計(jì)RNC 發(fā)送的Iu 及RAB 釋放消息的次數(shù)，而無線側(cè)對(duì)掉話問題的理解是從空口和NAS 層結(jié)合進(jìn)行分析，二者并不完全一致。比如對(duì)于同時(shí)進(jìn)行主被叫通話，無線側(cè)路測(cè)軟件記錄主被叫的空口消息(信令流程)，如果此時(shí)被叫出現(xiàn)異常發(fā)生掉話，那么對(duì)主叫進(jìn)行信令流程分析結(jié)果也是一次掉話，但從話統(tǒng)定義上看，這次主叫是沒有掉話指標(biāo)記錄的。在中國(guó)移動(dòng)實(shí)際路測(cè)統(tǒng)計(jì)工作中，通常以無線側(cè)路測(cè)掉話為準(zhǔn)。
2 常見的掉話原因及分析方法
2.1 弱覆蓋
在介紹弱覆蓋的定義之前我們先來認(rèn)識(shí)一下弱信號(hào)覆蓋：一般來說，在城市語音DT 中，接收?qǐng)鰪?qiáng)低于-90dBm，高速公路以及鐵路DT 中，接受場(chǎng)強(qiáng)低于-94dBm，就認(rèn)為是弱信號(hào)覆蓋。
中國(guó)移動(dòng)路測(cè)指標(biāo)中，各種覆蓋率的計(jì)算公式如下：
(1) 城市語音DT 覆蓋率：（≥-90dBm 的采樣點(diǎn)數(shù)）/總采樣點(diǎn)數(shù)×100％
(2) 高速、高鐵DT 覆蓋率：（≥-94dBm 測(cè)試路段里程數(shù)）/測(cè)試路段總里程數(shù)×100％
(3) PCCPCH 覆蓋率：采樣點(diǎn)（PCCPCH RSCP ≥-95dBm & C/I ≥-3dB）/總采樣點(diǎn)×100％通常情況下，當(dāng)覆蓋率低于某一數(shù)值(一般來說，網(wǎng)絡(luò)的覆蓋率應(yīng)達(dá)到95％以上)，我們就認(rèn)為該區(qū)域存在弱覆蓋現(xiàn)象，需要加以優(yōu)化調(diào)整。
常見的覆蓋問題主要有如下幾種情況：
鄰區(qū)缺失引起的弱覆蓋；參數(shù)設(shè)置不合理引起的弱覆蓋；缺少基站引起的弱覆蓋；越區(qū)覆蓋(過覆蓋)。
判斷方法：查看是否上下行信號(hào)過低，發(fā)起切換是的TA 值是否過大，掉話時(shí)電平值是否過低，切換時(shí)電平是否過低等等。
對(duì)于不同的覆蓋問題，有著不同的優(yōu)化方法：
(1) 對(duì)于由于鄰區(qū)缺失引起的弱覆蓋，應(yīng)添加合理的鄰區(qū)；
(2) 對(duì)于由于參數(shù)設(shè)置不合理引起的弱覆蓋（包括小區(qū)功率參數(shù)以及切換、重選參數(shù)），根據(jù)具體情況調(diào)整相關(guān)參數(shù)；
(3) 對(duì)于由于缺少基站的弱覆蓋，應(yīng)通過在合適地點(diǎn)新增基站以提升覆蓋；
(4) 對(duì)于由于越區(qū)覆蓋導(dǎo)致的覆蓋問題，應(yīng)通過調(diào)整問題小區(qū)天饋的方位角、俯仰角或者降低小區(qū)發(fā)射功率解決。
2.2 鄰區(qū)漏配
首先介紹鄰區(qū)的概念：鄰區(qū)是假設(shè)某一導(dǎo)頻為主頻時(shí)，考慮與其發(fā)生切換關(guān)系的主頻列表。鄰區(qū)漏配是指在地理位置相近并且容易發(fā)生切換的兩個(gè)小區(qū)之間未添加鄰區(qū)關(guān)系。鄰區(qū)規(guī)劃是3G 網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化工作中重要的一步，鄰區(qū)設(shè)置不合理會(huì)導(dǎo)致干擾加大、容量下降從而導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)性能的惡化。
一般來講，初期優(yōu)化過程掉話占大多數(shù)是由于鄰區(qū)漏配導(dǎo)致的，即忘記添加鄰區(qū)關(guān)系。鄰區(qū)漏配會(huì)增大切換過程中掉話的概率[4]。當(dāng)UE 從小區(qū)A 向小區(qū)B 移動(dòng)時(shí)，若小區(qū)A 與小區(qū)B 未配置鄰區(qū)，在移動(dòng)過程中，小區(qū)A 的信號(hào)逐漸減弱，小區(qū)B 的信號(hào)逐漸加強(qiáng)，但小區(qū)B 將不會(huì)進(jìn)入U(xiǎn)E 的鄰小區(qū)列表中，那么A、B 兩個(gè)小區(qū)之間的切換將無法進(jìn)行，從而產(chǎn)生掉話。同時(shí)，由于小區(qū)B 的信號(hào)較強(qiáng)，對(duì)小區(qū)A 產(chǎn)生很強(qiáng)的干擾，造成通話質(zhì)量較差。
檢查是否為鄰區(qū)漏配的方法：
(1) 觀察掉話前UE 記錄的服務(wù)小區(qū)C/I 信息和掃頻儀記錄的最優(yōu)小區(qū) C/I 信息，如果UE 記錄的服務(wù)小區(qū)C/I 很差，而掃頻儀記錄的最優(yōu)小區(qū)C/I 很好；繼續(xù)檢查掃頻儀記錄最優(yōu)小區(qū)CPI 是否出現(xiàn)在掉話前UE 同頻測(cè)量控制鄰區(qū)列表中，如果測(cè)量控制的鄰區(qū)列表中沒有掃頻儀記錄的最優(yōu)小區(qū)CPI，那么可以確認(rèn)是鄰區(qū)漏配。
(2) 在沒有掃頻儀數(shù)據(jù)的情況下，我們可以觀察掉話后UE 是否馬上重新接入，如果UE重新接入的小區(qū)和掉話時(shí)所在服務(wù)小區(qū)不一致，也可以懷疑是鄰區(qū)漏配的問題。
優(yōu)化方法：在出現(xiàn)該問題的小區(qū)之間增加鄰區(qū)關(guān)系。
2.3 切換問題
切換是指當(dāng)用戶在通話狀態(tài)下，為了保證一定的通話質(zhì)量，用戶從一個(gè)服務(wù)小區(qū)（載頻）轉(zhuǎn)換到另一個(gè)服務(wù)小區(qū)（載頻）的過程。切換導(dǎo)致掉話主要有如下幾種原因：
(1) 切換參數(shù)設(shè)置不合理[5]：當(dāng)兩個(gè)相交相鄰的小區(qū)信號(hào)電平都很低時(shí)，由于在參數(shù)上切換候選小區(qū)電平設(shè)置過低，切換門限設(shè)置太小，導(dǎo)致當(dāng)切換候選小區(qū)在某個(gè)時(shí)段電平稍微比服務(wù)小區(qū)電平高時(shí)便發(fā)起切換，在切換過后，該小區(qū)電平又迅速下降，在這種情況下，而沒有合適的切換小區(qū)導(dǎo)致掉話。
(2) 切換不及時(shí)：從信令流程上CS 業(yè)務(wù)表現(xiàn)為手機(jī)收不到激活集更新命令（物理信道重配置），PS 業(yè)務(wù)也有可能收不到激活集更新命令，也有可能在切換之前先發(fā)生TRB 復(fù)位。如果切換觸發(fā)事件上報(bào)不夠及時(shí)，將會(huì)導(dǎo)致切換不及時(shí)，從而導(dǎo)致切換失敗和通話質(zhì)量變差。
優(yōu)化方法：調(diào)整切換參數(shù)，比如修改切換門限值，調(diào)整切換遲滯量、減少切換延遲時(shí)間等。
(3) 乒乓切換：小區(qū)距離太近或小區(qū)覆蓋范圍太大，導(dǎo)致重疊覆蓋區(qū)內(nèi)的信號(hào)都相對(duì)較強(qiáng)，由于建筑物分布復(fù)雜或者地形起伏較大，小區(qū)信號(hào)起伏并不一致，從而導(dǎo)致UE 的乒乓切換。
乒乓切換主要有以下兩種現(xiàn)象：
(1) 主導(dǎo)小區(qū)變化快：2 個(gè)或者多個(gè)小區(qū)交替成為主導(dǎo)小區(qū)，主導(dǎo)小區(qū)具有較好的RSCP和C/I，但每個(gè)小區(qū)成為主導(dǎo)小區(qū)的時(shí)間很短；
(2) 無主導(dǎo)小區(qū)：存在多個(gè)小區(qū)，RSCP 正常而且相互之間差別不大，每個(gè)小區(qū)的C/I都很差。
優(yōu)化方法：
調(diào)整無線切換參數(shù)的優(yōu)化。雖然調(diào)整無線切換參數(shù)可以減少乒乓切換的程度，但是也會(huì)帶來切換不及時(shí)等其他問題，故要綜合考慮，且在修改參數(shù)后，要及時(shí)測(cè)試和統(tǒng)計(jì)跟蹤。
調(diào)整天饋參數(shù)（調(diào)整扇區(qū)天線下傾角、方位角或者天線掛高），必要時(shí)也可更換扇區(qū)天線主波束的賦形波束寬度，避免覆蓋范圍過大，但是必須注意不要出現(xiàn)服務(wù)盲區(qū)等新問題。
2.4 干擾問題
在 TD-SCDMA 網(wǎng)絡(luò)里干擾的來源主要有系統(tǒng)外干擾、導(dǎo)頻污染、擾碼規(guī)劃不合理等。
系統(tǒng)外干擾：
顧名思義，是指TD 系統(tǒng)外部的干擾源造成的上行鏈路質(zhì)量差(通常系統(tǒng)外干擾只影響上行)。常見的干擾源有廣播發(fā)射器諧波、微波傳輸系統(tǒng)以及非法微波發(fā)射器等[6]。
解決方法：定位干擾區(qū)域，去激活該區(qū)域周圍小區(qū)，用掃頻儀觀察該區(qū)域，查看是否有明顯的頻率信號(hào)出現(xiàn)，如果有，繼續(xù)在UE 端測(cè)試確認(rèn)是否能收到基站信號(hào)，如果沒有收到基站信號(hào)，則可以確定此處存在干擾源。
擾碼規(guī)劃不合理：
主要現(xiàn)象為同頻同擾碼基站覆蓋區(qū)域重疊，導(dǎo)致小區(qū)間的同頻干擾。
解決方法：進(jìn)行合理的擾碼規(guī)劃。
導(dǎo)頻污染：
一般情況下，當(dāng)服務(wù)小區(qū)PCCPCH RSCP 大于-95dBm，而C/I 小于-3dB 產(chǎn)生的掉話，基本上可以認(rèn)為是下行干擾的問題所導(dǎo)致（當(dāng)切換不及時(shí)的時(shí)候，也可能出現(xiàn)服務(wù)小區(qū)RSCP信號(hào)很好，C/I 很差的情況；但此時(shí)目標(biāo)小區(qū)的RSCP 和C/I 都很好）。下行的干擾通常是指導(dǎo)頻污染，當(dāng)某一地點(diǎn)存在過多的強(qiáng)導(dǎo)頻信號(hào)，但是卻沒有一個(gè)足夠強(qiáng)主導(dǎo)頻信號(hào)，即定義該地區(qū)存在導(dǎo)頻污染。用公式表示為：
(1) P_CCPCH_RSCP> -85dBm 的小區(qū)個(gè)數(shù)大于等于4 個(gè)；(2) P_CCPCH_RSCP(1st)-P_CCPCH_RSCP(4th)<= 6dB；當(dāng)以上兩個(gè)條件都滿足時(shí)，則稱該地區(qū)存在導(dǎo)頻污染。通常當(dāng)目標(biāo)小區(qū)綜合質(zhì)量較差時(shí)，如PCCPCH 的C/I 都在-3dB 左右波動(dòng)，容易出現(xiàn)切換失敗導(dǎo)致SRB 復(fù)位或TRB 復(fù)位，SRB復(fù)位引起的掉話表現(xiàn)為手機(jī)或者RNC 不能收到確認(rèn)模式傳送的信令，導(dǎo)致鏈接釋放；TRB復(fù)位主要在PS 業(yè)務(wù)上發(fā)生,一般可以通過確認(rèn)掉話發(fā)生時(shí)UE 發(fā)射功率或者下行碼發(fā)射功率情況來輔助確認(rèn)。
解決方法：在該區(qū)域產(chǎn)生一個(gè)足夠強(qiáng)的主導(dǎo)頻信號(hào)，具體可以通過調(diào)整天線下傾角、方位角增強(qiáng)主覆蓋小區(qū)的信號(hào)，通過壓下傾角、降功率、調(diào)整方位角的方式降低非主覆蓋小區(qū)的信號(hào)；也可以通過添加RRU，增強(qiáng)主小區(qū)信號(hào)。
2.5 其它異常
在排除了以上各種原因之后，其他掉話一般需要懷疑設(shè)備的問題，需要通過查看設(shè)備的日志，告警等進(jìn)一步來分析掉話原因。比如：NodeB 異常引起同步失敗，手機(jī)不上報(bào)1g 測(cè)量報(bào)告、測(cè)試手機(jī)異常死機(jī)導(dǎo)致掉話等等。
2.6 總結(jié)
綜上所述，遇到掉話時(shí)我們可以按照如下流程判斷：
(1)準(zhǔn)備數(shù)據(jù)，獲取掉話具體地理位置和時(shí)間，分析Scanner 主導(dǎo)小區(qū)信號(hào)變化；
(2)檢查主導(dǎo)小區(qū)信號(hào)是否穩(wěn)定，如果主導(dǎo)小區(qū)信號(hào)變化頻繁，很可能是乒乓切換問題；
(3)如果主導(dǎo)小區(qū)信號(hào)穩(wěn)定，查看Scanner 該最優(yōu)小區(qū)RSCP 和C/I 值；
(4)如果RSCP 和C/I 值都很差(RSCP<-90dBm，C/I<-3dB)，我們可以判斷是弱覆蓋問題；
(5)如果RSCP 值正常但C/I 值很差，則需要檢查是否為導(dǎo)頻干擾問題；
(6)如果RSCP 和C/I 值都正常，則需要比較UE 檢測(cè)到的服務(wù)小區(qū)與Scanner 最優(yōu)小區(qū)是否一致；
(7)如果UE 檢測(cè)到的服務(wù)小區(qū)與Scanner 最優(yōu)小區(qū)不一致，那么應(yīng)該檢查鄰區(qū)配置列表，看是否已配置鄰區(qū)，如果沒有配置鄰區(qū)，則判斷是鄰區(qū)漏配問題，否則，判斷是切換不及時(shí)所導(dǎo)致；
(8)如果UE 檢測(cè)到的服務(wù)小區(qū)與Scanner 最優(yōu)小區(qū)一致，則需檢查是否為上行干擾問題，如果不是，則歸為其他異常，需要檢查是否為硬件故障等等。
3 結(jié)論
掉話是各運(yùn)營(yíng)商之間網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量比較的最基本指標(biāo)。但它只是測(cè)試中最直接的現(xiàn)象，是網(wǎng)絡(luò)中出現(xiàn)某些問題的最終表現(xiàn)。掉話產(chǎn)生的原因是多方面的，主要為弱覆蓋、鄰區(qū)漏配、切換問題、干擾問題等導(dǎo)致的，當(dāng)然也有一些因?yàn)橛布蚍蔷W(wǎng)絡(luò)的原因?qū)е碌粼�。在�?shí)際路測(cè)以及網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化工作中，要根據(jù)具體現(xiàn)象查找原因，具體問題具體分析。而TD-SCDMA 作為一項(xiàng)新興的通信技術(shù)，其網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化技術(shù)仍在摸索中，出現(xiàn)掉話等網(wǎng)絡(luò)問題在所難免，這就需要工程人員在一次次的優(yōu)化過程中積累經(jīng)驗(yàn)不斷完善。本文給出了TD-SCDMA 網(wǎng)絡(luò)常見的掉話原因，并進(jìn)行了詳細(xì)地分析，從概念入手，描述了掉話事件產(chǎn)生的原因，以信令流程和無線參數(shù)為依據(jù)，給出了掉話原因的判斷方法，對(duì)幾種掉話問題提出了相應(yīng)的解決方案。本文對(duì)網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化人員以及路測(cè)軟件的開發(fā)人員有一定的參考價(jià)值。
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