GSM移动通信中切换及常见问题解决方案

GSM移动通信中切换及常见问题解决方案(图1、切换的定义及划分所谓切换，就是指当移动台在通话过程中从一个基站覆盖区移动到另一个基站覆盖区，或者由于外界干扰而造成通话质量下降时，必须改变原有的语音信道而转接到一条新的空闲语音信道上去，以继续保持通话的过程。切换根据手机和基站测出的上下行电平质量和TA值作为最基本的测量数据，根据切换判断算法和资源分配算法来决定是否应该切换和切向哪个小区。切换是移动通信系统中一项非常重要的技术，切换失败会导致通话失败，影响网络的运行质量。因此，切换成功率（包括切入和切出）是网络考核的一项重要指标，如何提高切换成功率、降低切换失败率是网络优化的重点工作之一。GSM移动通信系统中总体切换算法流程如图1所示。图1GSM移动通信系统中总体切换算法流程根据不同的切换判决触发条件，切换可以分为紧急切换、负荷切换等5类。（1）紧急切换。包括TA过大紧急切换、质量差（BQ）紧急切换、快速电平下降紧急切换、干扰切换。●TA过大切换条件：服务小区的TA大于等于紧急切换TA限制。●BQ切换条件：服务小区的上行链路质量在滤波器长度时间内平均值大于等于紧急切换上行链路质量限制；服务小区的下行链路质量在滤波器长度时间内平均值大于等于紧急切换下行链路质量限制。●快速电平下降切换在呼叫中电平突然下降时触发，触发条件：服务小区如果Value＞B（Value：一个与滤波器参数A1～A8相关的值，该值表示在一段时间内接收电平的变化趋势；B：滤波器参数）切换最后的MR6已经低于边缘切换门限，则发生切换，如图2所示。图2快速电平下降切换示意●干扰切换：也属于紧急切换，当接收电平大于一定值但传输质量又低于干扰切换质量门限时触发。（2）负荷切换。负荷切换触发要同时满足三个条件：系统信令流量小于允许负荷切换系统流量级别门限；需要切换的小区负荷高于负荷切换启动门限；接收切换的小区的负荷低于负荷切换接收门限。（3）正常切换。包括边缘切换、分层分级切换和PBGT切换。●边缘切换条件：服务小区已低于边缘切换门限；在边缘切换统计时间（如5s）内，服务小区电平持续低于边缘切换门限（如4s）。●分层分级切换：在不同层或同层不同优先级之间才有层间切换，同层同级之间没有层间切换。触发条件是邻小区电平值高于层间切换门限和磁滞之和，对服务小区电平值没有要求；邻区排在服务小区之前，且优先级比服务小区更高，邻区电平值大于等于层间切换门限和层间切换磁滞之和；满足P/N判决，如5s内有4s始终处于最好；边缘切换和层间切换只能选一个，它先判断是否触发边缘切换，再判断是否触发层间切换。●PBGT切换算法是基于路径损耗的切换。PBGT切换算法实时地寻找是否存在一个路径损耗更小并且满足一定系统要求的小区，并判断是否需要进行切换。不同层没有PBGT切换。PBGT切换至少带来了如下好处：解决了越区覆盖问题；减少了双频切换的次数；使话务引导和控制有更灵活的手段；始终能为用户提供当前最好的服务质量。PBGT和其他切换算法的最大区别在于它能以路径损耗而不是接收功率作为切换的触发条件。为了避免乒乓切换，PBGT只在同层同级的小区之间进行切换，邻近小区的路径损耗小于服务小区路径损耗一定的门限值。PBGT切换的触发准则：邻区排在服务小区之前，在一定的统计时间内满足P/N准则。（4）速度敏感性切换（快速移动切换）。在一定时间门限里达到快速移动小区实际个数时，认为是快速移动，就会切换到宏小区上去（第4层），并且对原有小区在惩罚时间里给予电平惩罚。（5）同心圆切换。可以实现外圆的广覆盖和内圆的频率紧密复用，能够提高系统容量和通话质量。可以根据手机下行接收电平、质量和TA值来区分内圆和外圆。同心圆切换的相关参数如下：●内外圆信号强度差异（dB）：内圆进行功率补偿的值。●接收电平门限（dBm）：与接收电平磁滞、TA门限、TA磁滞共同决定内外圆区域，必须大于边缘切换门限值。●接收电平磁滞（dB）：与接收电平门限、TA门限、TA磁滞共同决定内外圆区域。●TA门限：与接收电平门限、接收电平磁滞、TA磁滞共同决定内外圆区域，必须大于TA紧急切换门限值。●TA磁滞：与接收电平门限、接收电平磁滞、TA门限共同决定内外圆区域。●同心圆切换统计时间（s）：同心圆切换也需要满足P/N判决，建议取5s。●同心圆切换持续时间（s）：P/N判决持续时间，建议取4s。2、切换失败引起掉话的分析及解决方案切换失败引起掉话的原因虽然比较复杂，但只要能对整个切换过程有一个完整的、正确的认识，问题就不难解决了。一般，我们可以通过以下三个步骤进行分析：（1）从MSC、BSC告警中获得网络不正常的信息。在因相邻小区数据配置有误或邻区的BCCH、BCC（基站收发台色码）、LAC（位置区码）等设置不对而造成切换失败掉话时，都会在MSC及BSC中产生相应的告警。因此，可以应该经常查看MSC、BSC中的告警记录，找出问题存在的原因。（2）对OMC的统计信息进行分析来发现不正常的原因。基站切换失败偏高，有时在MSC及BSC中并无告警信息，这时可以通过对OMC中的数据进行分析来发现问题。通过对OMC中的数据进行分析，可以发现某些基站存在的隐性问题（如TRX、RTX等的隐性障碍，天线等硬件问题），从而找出问题之所在，达到网络优化的目的。（3）借助无线场强测试仪的测试来判断切换失败的原因。在一般情况下，应该对目标小区周边进行较大范围的测试，通过实地路测，可获得基站的覆盖情况及切换情况，从而得到某些OMC所不能提供的信息。在实测时，特别要把那些与目标小区有切换拓扑关系而拥塞率又较高的小区作为测试的重点，然后通过对测试结果的分析，判断切换失败的原因，从而找出解决问题的办法。当失败率高涉及到切换问题时，应抓住切换及切换失败的原因作为突破点，进而找出解决问题的办法。一般而言，由于切换是在小区及基站之间发生的，因此本小区的失败有可能是因为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，则应及时修改切换参数，同时需要检查小区周围是否有盲区存在；如果是由于网络存在漏覆盖区或盲区而导致的切换失败，则可以通过增加新基站或扩大原有基站的覆盖范围予以解决；对于因频率设置不合理而导致的切换失败，可根据实测情况适当修改小区的频率参数；对于那些由于话务量不均衡，使忙时因目标基站无空闲信道而产生的切换失败，可以根据实际话务量的情况，通过修改或增加基站配置或者扩大原有基站的覆盖范围等办法予以解决。3、结束语总之，GSM系统切换包含很多复杂的技术，本文从无线网络工程优化角度讨论了其中一些主要切换方式和一般切换失败问题的解决方案。正确理解这些知识将会有利于指导系统的优化设计，确立一个良好的无线网络结构，避免后期重复的优化调整，从而节约投资，降低网络运维成本，可在保证高质量的服务前提下，使网络的容量和性能得到最充分的发挥。GSM的切换过程GSM的切换过程GSM的切换过程所谓切换,就是指当移动台在通话过程中从一个基站覆盖区移动到另一个基站覆盖区,或者由于外界干扰而造成通话质量下降时,必须改变原有的话音信道而转接到一条新的空闲话音信道上去,以继续保持通话的过程.切换是移动通信系统中一项非常重要的技术,切换失败会导致掉话,影响网络的运行质量.因此,切换成功率(包括切入和切出)是我们网络考核的一项重要指标,如何提高切换成功率,降低切换掉话率是我们网络优化工作的重点之一.一,GSM的切换过程GSM系统采用的是移动台辅助切换方式,即由移动台监测判决,由交换中心控制完成,在切换过程中基站和移动台均参与切换过程.其切换过程如下:移动台在通话过程中,不断地向所在小区的基站报告本小区和相邻小区基站的无线电环境参数;本小区基站依据所接收的该移动用户无线电环境参数来判断是否应该进行越区切换,当满足越区切换条件时,基站便向移动台发出越区切换请求,同时将越区切换请求信息传送给MSC;MSC立即判断此新基站位置码是否属于本MSC辖区.此时有两种情况:若MSC确认新基站是属于本MSC辖区的基站,则通知VLR为其寻找一空闲信道(最佳或次最佳替换信道),然后将所找信道的信道号及IMSI经过本区的基站发送给移动台,移动台依据信道号的频率值将工作频率切换到新的频率点上,并进行环路核准,核准信息经MSC核准后,MSC通知基站释放原信道;若MSC发现新基站是属于非本MSC辖区的基站,MSC就将切换请求转送给新MSC,再由新MSC通知它的VLR为其寻找一空闲信道,然后将找到的基站站号,信道号及IMSI传送给原MSC,并经由原基站发送给移动台,然后进行移动台的核准和基站的释放过程.二,切换失败引起掉话的原因切换掉话主要包括局间(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外,还与无线资源的不足有关.具体地说有以下几点.1.越区切换参数定义不合理如:上行电平切换门限(L-RXLEV-ULH),下行电平切换门限(LRXLEV-DLH),切换余量(H0-MAGIN)以及切换功率控制参数如U-RXLEV-DLP,URXLEV-ULP,L-RXLEV-ULP,L-RQUAL-ULP等定义不合理,致使越区切换失败,产生掉话.2.信号强度滞后值设置不当有些小区,由于信号强度滞后值(SSHY)设置太小,小区基站没有足够的时间处理切换呼叫,造成许多呼叫在切换时丢失.(但若SSHY设置太大,又会引起许多不必要的切换).3.忙时目标基站无切换信道有一些小区,由于相邻小区都很繁忙,造成忙时目标基站无切换信道或在拓扑关系中漏定义切换条件(含BSC间切换和越局切换),致使手机用户在进行切换时无法占用相邻小区的空闲话音信道,此时BSC将对此进行呼叫重建,若主叫基站的信号此时不能满足最低工作门限或亦无空闲话音信道,则呼叫重建失败导致掉话.4.允许的网络色码(NCCPERMITTED)参数设置不当允许的网络色码参数定义了移动台需测量的小区的NCC码的集合,为手机切换提供可行的目标小区.如果该数据定义错误将引起越区切换不成功和小区重选失败,产生掉话.5.信号强度太弱当基站做分担话务量的切换时,有些切换请求会因切入小区的信号强度太弱而失败,有时即使切换成功,也会因信号强度太弱而掉话.因为我们在BSC中对手机用户的接收信号强度设有最低门限,当低于此门限值时,手机无法建立呼叫.6.网络存在漏覆盖区或盲区当移动台进入网络的漏覆盖区或信号强度盲区时,信号变得太弱而发出切换请求,切换不成功引起掉话.7.孤岛效应孤岛效应是基站覆盖性问题,当基站覆盖在大型水面或多山地区等特殊地形时,由于水面或山峰的反射,使基站在原覆盖范围不变的基础上,在很远处出现飞地,而与之有切换关系的相邻基站却因地形的阻挡覆盖不到,这样就造成飞地与相邻基站之间没有切换关系,飞地因此成为一个孤岛,当手机占用上飞地覆盖区的信号时,很容易因没有切换关系而引起掉话.三,切换掉话的分析及解决切换掉话虽然比较复杂,但我们只要能对整个切换过程有一个完整的,正确的认识,并能找出切换失败的原因,问题就不难解决了.一般说来,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