关于通信掉话分析

 

首先对小区性能测量中 TCH 掉话统计点进行解释：

1. TCH 占用时无线链路断的次数（连接失败）

l 含义：在TCH作为业务信道被占用时，BTS发现TCH无线链路故障，向BSC发送CONNECTION FAILURE INDICATION消息，通知BSC因为无线链路连接失败，在空中接口发生掉话。
l 测量点：BSC收到来自统计小区下TCH的CONNECTION FAILURE INDICATION消息，并且消息中携带的原因值为除0X20－equipment failure，0X22-terrestrial channel failure之外的所有原因时，统计这个指标。

2. TCH 占用时无线链路断的次数（错误指示）

l 含义：在TCH作为业务信道被占用时，BTS因为TCH无线链路层连接异常（an abnormal case for a radio link layer connection）向BSC发送ERROR INDICATION消息，通知BSC因为无线链路错误，在空中接口发生掉话。参见GSM 0858。
l 测量点：BSC收到来自统计小区下TCH的ERROR INDICATION消息，统计这个指标。
在GSM网络运行中，掉话是用户投诉的热点，也是衡量无线网络质量的重要指标。本文分析了掉话问题产生的原因及其解决措施，并提供了典型的掉话案例。
一、掉话原因及其解决措施
1. 由于覆盖原因导致的掉话
【原因分析】
（1）不连续覆盖（盲区）
由孤站引起的掉话，由于在孤站边缘，信号强度弱质量差，无法切换到其它小区而掉话。
由于基站所覆盖的区域地形复杂（如山区公路）、地势起伏，无线传播环境复杂，信号受阻挡，覆盖不连续造成掉话。
（2）室内覆盖差
因为一些建筑物密集，信号传输衰耗大，加上建筑物墙体厚，穿透损耗大，室内电平低，使得在通话过程中掉话。
（3）孤岛
服务小区由于各种原因（如功率过大）形成孤岛，以至于移动台超出了它所定义的邻小区B的覆盖范围之外到达了小区C后还占用着原服务小区A的信号，而小区A又未定义邻小区C，此时移动台再根据原服务小区A提供的邻小区B进行切换时，就会因找不到合适的小区而导致掉话，如图1所示。

图1 覆盖过大导致的掉话
（4）覆盖过小
覆盖过小也有可能是由于某个小区的硬件设备出了问题，如天线受到阻挡或载频发生了故障（功放部分）。
【判断方法】
根据用户的投诉，了解覆盖不足的地区，再进行较大范围的路测，观察信号电平大小，切换是否正常，是否存在掉话等，还可借助OMC话统查看BSC整体掉话率，找出掉话率大的小区，及其它相关的话统，来辅助分析和判断。下面列举出了一些相关话统任务及统计项：
（1）功率控制性能测量：是否平均上下行信号强度过低；
（2）接收电平性能测量：接收电平低的次数所占比例过大；
（3）小区性能测量/小区间切换性能测量：发起切换时电平等级过低，平均接收电平过低；
（4）掉话性能测量：掉话时电平过低，掉话前TA值异常；
（5）定义邻近小区性能测量：手机上报的在小区相邻关系表里定义的邻近小区的统计，可以定位到哪个邻区的平均电平过低；
（6）未定义邻近小区性能测量：是否存在平均电平过高的未定义邻近小区；
（7）功率控制性能测量：MS与BTS的最大距离（TA值），连续多个时段超常。
【解决措施】
（1）查找覆盖不足的地区
进行路测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，可用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、大商场、地铁入口、地下停车场及洼地，一般来说，这些地方是较容易发生掉话的，可考虑用微蜂窝来解决覆盖。
（2）要保证室内通信的效果，必须使到达室外的信号足够强，如通过提高基站的最大发射功率，改变天线的方位角、倾角、挂高等，不能明显改善室内通话质量的，可考虑增加基站。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。
（3）对于漏作邻区关系的小区，补充邻区，减少无合适的小区切换而造成的掉话。可以通过减小该基站的倾角，来消除孤岛。
（4）排除硬件故障
进行路测，是否由于硬件故障，覆盖范围过小。如果某小区掉话率突然上升并且其它指标全部正常，则应该检查其相邻小区此时是否工作正常（可能出现下行链路发生故障，如TRX、分集单元及天线出现问题，若是上行链路故障，则会导致原小区切出失败率较高）。
2. 由于切换原因导致的掉话
【原因分析】
（1）参数设置不合理
如两个小区相交的区域信号电平都很低，在参数上切换候选小区电平设置过低，切换门限设置太小，当邻小区电平某一时段稍强于服务小区时，一些MS就会切入该邻小区，而在切入后不久，恰好该小区的信号减弱，而又没有合适的小区再发生切换时就会掉话。
（2）邻区不全
邻小区定义不全会导致移动台保持通话在现有的小区中，直至超出该小区覆盖边缘而不能切换到信号更强的小区而掉话。
（3）邻区中有同BCCH同BSIC的小区存在。
（4）话务拥塞
由于话务不均衡，造成因目标小区无话音信道可切入而导致切换失败，在重建也失败时产生掉话。
（5）BTS时钟失步，频偏超标，发生切换时失败而掉话。
（6）T3103计数器超时导致掉话
T3103在网络发出切换命令时启动，在收到切换完成时（INTRA BSC）或清除命令时（INTER BSC）停止，其用途是保持信道足够长的时间以便MS可以返回原信道和若MS丢失时用于释放信道。如果T3103设置太小，可能导致在切换时，MS无法返回原信道而造成掉话。
【判断方法】
通过话统指标的分析是否存在切换成功率低、切换失败但重建失败的次数多、掉话率高的小区。用话务统计来分析主要是什么原因引起的切换。如：上下行接收电平原因引起的切换；上下行接收质量原因引起的切换；功率预算（PBGT）引起的切换；呼叫定向重试；话务原因引起的切换。查看告警，观察是否有与BTS相关的时钟告警，BTS时钟运行状态是否处于正常运行状态，必要时校验基站时钟，排除时钟问题。进行路测，在路测中发现有无切换问题。在有问题的小区附近多次路测，从多方面发现与切换有关的掉话问题，通过切换的优化来减少掉话。下面列出了话统中应注意的指标：
（1）小区间切换性能测量：切换失败但重建也失败次数过多；
（2）小区间切换性能测量：切换次数过多，重建成功也多；
（3）未定义邻近小区性能测量：未定义邻区电平及测量报告个数超标；
（4）出小区切换性能测量：出小区成功率低（针对某小区），找出切向哪个邻小区的成功率低，进一步从目标小区查找原因；
（5）入小区切换成功率低，对方小区切换参数设置不合理，目标小区拥塞；
（6）TCH性能测量：切换次数与TCH呼叫占用成功次数不成比例，切换次数过多（切换/呼叫>3）。
【解决措施】
（1）检查影响切换的参数，例如：层级设置、各种切换门限、各种切换迟滞、切换统计时间、切换持续时间、切换候选小区最小接入电平等参数。
（2）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，或者直接通过载频扩容来解决。
（3）对时钟有问题的BTS进行时钟校准，解决好时钟同步问题。
3. 由于干扰原因导致的掉话
【原因分析】
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。这样会对网络中的通话造成干扰，使通话质量差，引起掉话。
【判断方法】
干扰可能是网外或网内的，存在于上行信号或下行信号中，我们可采用多种方法来定位干扰。
（1）从话统上分析，找出可能受到干扰的小区。
（2）结合用户投诉，在可能受干扰的地方进行通话路测，检查下行干扰。借助路测工具发现是否有接收信号电平强，但通话质量等级很差的地方。还可用测试手机锁频拨打测试，观察是否在某个频点上受到干扰。
（3）检查频率规划，是否存在规划不当的地方而出现同邻频干扰。
（4）对可能存在干扰的频点进行调整，看是否能避开或降低干扰。
（5）排除设备方面的原因造成的干扰。
（6）通过以上方法仍不能很好的排除干扰，可使用频谱仪进行扫频，找出干扰频点，进一步查出干扰源。
下面列举用于分析干扰的话统指标：
（1）分析话统中的干扰带观察上行干扰
如果有一个空闲信道出现在干扰带三、四、五中，一般就有干扰。若是网内干扰，一般都会随着话务量的增大而增大，通常情况下若是网外干扰，与话务量增加没有关系，这里还需要说明干扰带是基站载频信道在空闲状态下通过射频资源指示消息向BSC上报的，表明了MS所占用的无线信道的上行特性，也就是上行信号的干扰程度。若当前信道忙也难以上报资源指示消息，因此干扰带的统计也需要综合考虑话务量。
（2）接收电平性能测量
接收电平性能测量给出了电平与质量的矩阵关系，如果高电平低质量的次数过多，说明该载频板的频点有同频或邻频干扰或网外干扰。
（3）质量差切换比例
小区性能测量/小区间切换性能测量，或出小区切换性能测量中，统计了各种原因引起的出切换尝试次数，如果质量差引起的切换次数过多，说明有干扰，而且上行质量差切换多，说明有上行干扰，下行过多说明有下行干扰。
（4）接收质量性能测量：针对载频统计平均接收质量等级。
（5）掉话性能测量：记录了掉话时的平均电平与质量。
（6）切换失败但重建也失败次数过多：有可能是目标小区有干扰。
【解决措施】
（1）进行实际路测，检查干扰路段和信号质量分布，分析是那些小区信号的重迭覆盖引起的干扰。根据实际情况，通过调整相关小区的基站发射功率、天线倾角，或调整频点规划等避免干扰。
（2）使用不连续发射（DTX）、跳频技术、功率控制及分集技术
通过这些措施可降低系统噪声，提高系统抗干扰的水平。DTX分为上行DTX和下行DTX，可以减少发射的有效时间，从而降低系统的干扰电平。但DTX必须结合实际周围无线环境与相邻小区的关系进行调整。当手机接收信号不好时，使用DTX可能导致掉话。由于DTX下行功能的开启，手机建立通话后，用户在通话时基站发射功率增强，而在通话间隙，基站会降低发射功率，这样一方面可以降低对其它基站的干扰，但是另一方面，如果基站周围存在干扰，下行信号的不连续发射将使通话质量恶化，当基站降低发射功率时，在一些接收电平相对较低而干扰信号较强的地方就容易引起通话质量下降甚至发生掉话现象。
（3）解决由设备自身问题产生的干扰（如：载频板自激、天线互调干扰等）
（4）排除网外干扰
4. 由于天馈原因导致的掉话
【原因分析】
（1）由于工程方面的原因，小区天线的馈线接反，如两个小区间的发射天线接反，造成小区内上行信号比下行信号电平差很多，就会在距离基站较远处出现掉话、单通、电话难打等现象。
（2）对于采用单极化天线，一个小区有两副天线，天线俯仰角不同而产生的掉话。
定向小区有主集和分集两副天线时，该小区的BCCH和SDCCH就有可能分别从两副不同的天线发出。当两副天线的俯仰角不同时，就会造成两副天线的覆盖范围不同，即会出现用户能收到BCCH信号，但发起呼叫时却因无法占用另一天线发出的SDCCH而导致掉话。
（3）由于两副天线的方位角原因而产生的掉话
当两副天线的方位角不同时就会导致用户可以收到信令信道SDCCH，但一旦被指配到由另一副天线发射出的TCH时就会造成掉话。
（4）由于天馈线自身原因而产生的掉话
天馈线损伤、进水、打折、接头处接触不良均会降低发射功率和收信灵敏度，从而产生严重的掉话。可通过测驻波比来确认。
【问题定位和处理】
（1）检查是否有合路器、CDU、塔放、驻波比告警等。从远端维护查看BTS各单板是否正常。
（2）从话统中分析是否存在上下行不平衡。
（3）可通过OMC的Abis接口跟踪或使用信令分析仪跟踪相关的Abis接口，从测量报告中进一步观察上下行信号是否平衡。
（4）进行路测和拨打测试，路测时可注意服务小区的BCCH频点是否与规划的相一致，即小区的发射天线是否安装正确。
（5）有了远端的较充分地分析后，可再到基站现场检查和测试，检查天线方位角和俯仰角安装是否符合设计规范，馈线、跳线连接是否正确，有无接错。检查天馈接头是否接触良好，天馈线有无损伤。测试驻波比是否正常。排除天馈方面的原因。
（6）判断是否由基站部件的硬件故障导致上下行不平衡而掉话。对硬件设备问题，可更换怀疑有问题的部件，也可以通过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，也应先闭塞掉该故障板以免产生掉话现象影响网络运行质量。
下面列出了一些话统来分析上下行平衡：
（1）上下行平衡性测量：分析是否存在上下行不平衡。
（2）掉话性能测量：分析掉话时平均上下行电平和上下行质量。
（3）功率控制性能测量：分析上下行平均接收电平。
5. 由于传输原因导致的掉话
由于存在Abis接口、A接口链路，因传输质量不好，传输链路不稳定也会造成掉话。分析和解决方法如下：
（1）观察传输和单板告警，分析是否传输闪断或有故障单板。
（2）进行传输通道的检查，挂表测试误码率，检查2M接头，设备接地是否合理，通过保证稳定的传输质量来减少掉话。
（3）通过话统观察，是否是传输造成的掉话次数多。
l TCH性能测量：TCH占用时A接口失败次数异常；
l TCH性能测量：TCH可用率是否异常；
l TCH性能测量：地面链路断掉话的次数多。
6. 由于参数原因导致的掉话
重点检查与掉话密切相关的参数设置是否合理。
（1）无线链路失效计数器
该参数作用于下行，是MS用于决定在对SACCH的解码失败时，在什么时候断开呼叫。本参数设置过小，会增加因无线链路故障而造成的掉话。对于存在明显盲点的小区，或在移动过程中断话现象严重的地区建议将此参数适当增大，以便有恢复通话的机会。
改变无线链路失效计数器时还应注意：应同时改变相关的T3109定时器，T3109应足够大以确保MS能够检测到一次无线链路失败。例如：如果无线链路失效计数器取值为16（时间约接近8秒），此时T3109的取值应大于8秒（可以设置T3109为9秒或10秒）。
（2）SACCH复帧数
该参数作用于上行，用于BTS通知BSC无线链路连接失败。BSS侧根据上行链路SACCH上的误码率来判断无线链路失效。本参数设置过小，会增加因无线链路故障而造成的掉话。
（3）接入控制类参数设置不合理
如：MS最小接收信号等级、RACH最小接收电平、RACH忙门限、MS最小接收信号等级、RACH最小接收电平等。
（4）定时器T3101、T3107设置不合理。
定时器T3101在BSC向BTS发送信道激活（CHANNEL ACTIVATE）消息时启动，收到建立指示（ESTABLISH INDICATION）消息后停止。该定时器监控立即指配流程，必须大于L2建立尝试的最大时间，定时器超时将清除已分配的信道。
定时器T3107在BSC向BTS发送指配命令（ASSIGNMENT COMMAND）消息时启动，在收到BTS发出的指配完成（ASSIGNMENT COMPLETE）消息时，该定时器复位。其用途是保持信道足够长的时间以便MS可以返回原信道和若MS丢失时用于释放信道。该定时器必须大于“指配命令的最大传输时间＋2×尝试建立数据链路复帧模式的最大时间”。
如果定时器T3101和T3107设置太小，会导致系统没有足够的时间将指配完成的消息报告给BSC，而此时定时器已超时，从而导致掉话。
（5）T200、N200系列参数设置不合理。
T200定时器（Timer200）是Um接口数据链路层LAPDm中的一个重要的定时器，作用是防止数据链路层数据发送过程出现死锁。在GSM系统中，无线口的消息可以分为两种类型：需要对端确认的消息和不需要对端确认的消息。需要对端确认的消息是通过如下方式来保证的：在该消息发送时刻，启动一个定时器T200，如果过了一定的时间还没有收到对端对该消息的确认，那么重发该消息，同时再次启动该定时器；如果重发次数已经达到了允许发送的最大次数，那么不再试图发送任何消息，链路将会被释放，即本次通话掉话。在没有收到对端的响应时候允许最多重发的次数是N200。T200和N200有多种类型，各种不同的信道类型（TCH全速率、TCH半速率、SDCCH）和业务类型（信令、短消息）有不同的T200和N200。给定信道类型和业务类型有一对T200和N200。
为了减少掉话率需要在没有收到对方确认的时候尽可能早重发，即需要T200尽可能小；同时尽可能多的重发，即需要N200尽可能大。但T200不能太小，考虑到对端可能的延迟和发送时机有一个最小值。N200也不能无限制大，如果对方确认已经撤除链路了，再重发就没有意义。
根据实际的无线环境合理调整T200、N200可以有效降低掉话率。
二、掉话案例
1. 跳频频点碰撞导致掉话
【问题描述】
某站采用1×3射频跳频，扩容后，TCH信道分配失败率持续较高（原因是无线链路故障），同时并伴有较高的TCH掉话率和切入失败率，SDCCH掉话率正常。
【问题分析与解决】
由于分配失败率伴随着较高的掉话率和切入失败率，可以基本断定有两种可能性：1、在指配TCH信道时出现问题；2、该次通话所占用的频点或时隙有干扰或不稳定。SDCCH掉话率正常，因此基本断定携载BCCH频点的载波和BCCH频点出现干扰的可能性较小。相应非BCCH频点的载波和跳频频点出现干扰的可能性较大。
通过对设备硬件，天馈和传输稳定性的检查，未发现任何问题。 路测中发现，高电平、低质量的现象严重。实地拨测，通话中话音质量差。参数检查过程中发现新增载波的MAIO与另一个载波的MAIO值相同，导致跳频时频点发生碰撞而掉话。修改MAIO后掉话率恢复正常。
2. 孤岛效应导致掉话
【问题描述】
用户反映在某大楼五楼以上打电话时经常出现掉话现象。
【原因分析】
进行实地测试，现场存在掉话和杂音。从测试手机上可以看到出现掉话前手机总是处在一个非本地A基站的服务区内。
确认该小区为距此大楼大约3-4公里的B基站小区，由此断定这里所收到的B地区基站小区信号为某一遮挡物反射回来的信号，从而在此区域形成一个相当于孤岛的覆盖区。
查看数据配置。 在BSC数据配置中与B基站邻区关系只配置了A基站的第二小区，并没有配置第三小区。当手机在该区域用B基站的第二小区的信号时，A基站第三小区的信号又比较强，而B基站第二小区又与A基站的第三小区无邻区关系，因此无法进行切换。
由于B基站的第二小区的信号又是经过多次反射后的信号，当由于某种原因导致手机收到的B基站的信号突然变弱时，此时可能要发起紧急切换，但此时A基站的第二和第三小区对于B基站的第二小区来说又不是最好的侯选小区，因此就有可能切换到其他C基站，而此时手机又无法收到C基站的信号，于是产生掉话现象。
【问题解决】
修改BSC数据配置中BA1（BCCH）表、BA2（SACCH）表、小区相邻关系表中数据，把A基站的第三小区作为B基站第二小区的邻区，进一步进行网络工程参数的优化，消除孤岛效应。通过测试，基本解决掉话问题。
3. 优化切换参数减少掉话
【问题描述】
在A地到B地的路测过程中发现，在基站附近的山洞口，没有及时切换导致的掉话次数较多。
【问题分析与解决】
山洞就在基站附近，进入山洞后目标小区功率较好为-80dBm左右，但原服务小区信号迅速衰减到-100dBm之下，因为山洞外两个小区的下行功率都很好，触发不了切换，但是在进入山洞后原服务小区电平迅速下降，在统计时间还没到达之前，已经掉话。
优化调整切换参数以减少掉话：
(1) 在保证没有乒乓切换和导致话音断续过多的前提下，使PBGT切换较易发生，从而达到抗干扰和降低掉话率的目的；
(2) 合理设置紧急切换触发门限，在掉话之前及时触发紧急切换以减少掉话等。
具体修改参数见下表：

参数名称	修改前取值	修改后取值
PBGT切换统计时间	5	3
PBGT切换持续时间	4	2
PBGT切换门限	72	68
紧急切换上行质量门限	70	60
切换候选小区最小下行功率	10	15

4. 时钟问题导致掉话
【问题描述】
某地GSM1800的A区割接入网，B站点基站一小区建立通话后，切向共站址的GSM900小区，2到5秒后，在GSM900上掉话。掉话率很高。
【问题分析与解决】
测试中发现GSM900基站和GSM1800基站的时钟同步不好，当在GSM1800上建立通话准备向GSM900切换时，从路测数据看，FER陡然变到最大，而后逐渐减少直到消失，GSM900到GSM1800的切换有同样的现象。监测信令发现，掉话前几秒钟的通话是呼叫重建的过程，而测试手机显示已切换到GSM900小区。时钟不同步问题严重。后协同运营商、GSM900设备厂家共同测试并整改时钟，不正常的掉话现象消失。双频切换中，要求GSM900与GSM1800基站时钟严格同步。