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探討TD-SCDMA通信系統中掉話(huà)原因分析
引言
對于運營(yíng)商來(lái)說(shuō)，提高網(wǎng)絡(luò )質(zhì)量是進(jìn)一步提升網(wǎng)絡(luò )競爭力的前提和關(guān)鍵因素，而掉話(huà)問(wèn)題是影響移動(dòng)用戶(hù)感知的重要因素。由于移動(dòng)通信系統受客觀(guān)環(huán)境的影響較大[1,2]，隨著(zhù)外界環(huán)境的不斷變化以及系統擴容，往往會(huì )產(chǎn)生很多新的問(wèn)題，而掉話(huà)是無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )產(chǎn)生問(wèn)題最直接的體現。因此調整和優(yōu)化系統結構，提高系統運行效率，改善移動(dòng)通信系統的服務(wù)質(zhì)量是無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )優(yōu)化的重要任務(wù)。
本文通過(guò)對 TD-SCDMA 通信系統中信令以及無(wú)線(xiàn)參數的分析，提出了幾種掉話(huà)事件的定位方法，針對每一種情況給出了一些合理的優(yōu)化建議。
1 掉話(huà)的定義
掉話(huà)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(huà)給用戶(hù)造成諸多不便，是用戶(hù)投訴的熱點(diǎn)。下面從兩方面給出對掉話(huà)問(wèn)題的理解。
1.1 無(wú)線(xiàn)側對掉話(huà)問(wèn)題的理解
從 UE 側記錄的空口信令上看，在通話(huà)過(guò)程（連接狀態(tài)下）中，如果空口的消息滿(mǎn)足以下三個(gè)條件的任何一個(gè)就視為掉話(huà)：
(1) 收到任何的廣播信道消息（即BCH 系統消息）。
(2) 收到無(wú)線(xiàn)資源釋放的消息且釋放的原因為非正常(即RRC Release 原因值為NotNormal)。
(3) 收到呼叫控制斷開(kāi)連接、呼叫控制釋放等消息，而且釋放的原因為非正常(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 )側對掉話(huà)問(wèn)題的理解
網(wǎng)優(yōu)工作重點(diǎn)關(guān)注UTRAN 側掉話(huà)，下面給出UTRAN 側對掉話(huà)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(hù)面)。
話(huà)統分析指標中的掉話(huà)率定義如下：
電路域掉話(huà)率 = 電路域掉話(huà)的RAB 數目/電路域RAB 指派建立成功的RAB 數目100%其中，電路域掉話(huà)的RAB 數目 = RNC 請求釋放的電路域RAB 數目+RNC 請求釋放的電路域Iu 連接對應的RAB 數目。
分組域掉話(huà)率同理。
1.3 二者的區別與聯(lián)系
話(huà)統分析中的掉話(huà)僅從Iu 口角度進(jìn)行分析，即統計RNC 發(fā)送的Iu 及RAB 釋放消息的次數，而無(wú)線(xiàn)側對掉話(huà)問(wèn)題的理解是從空口和NAS 層結合進(jìn)行分析，二者并不完全一致。比如對于同時(shí)進(jìn)行主被叫通話(huà)，無(wú)線(xiàn)側路測軟件記錄主被叫的空口消息(信令流程)，如果此時(shí)被叫出現異常發(fā)生掉話(huà)，那么對主叫進(jìn)行信令流程分析結果也是一次掉話(huà)，但從話(huà)統定義上看，這次主叫是沒(méi)有掉話(huà)指標記錄的。在中國移動(dòng)實(shí)際路測統計工作中，通常以無(wú)線(xiàn)側路測掉話(huà)為準。
2 常見(jiàn)的掉話(huà)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(lái)認識一下弱信號覆蓋：一般來(lái)說(shuō)，在城市語(yǔ)音DT 中，接收場(chǎng)強低于-90dBm，高速公路以及鐵路DT 中，接受場(chǎng)強低于-94dBm，就認為是弱信號覆蓋。
中國移動(dòng)路測指標中，各種覆蓋率的計算公式如下：
(1) 城市語(yǔ)音DT 覆蓋率：（≥-90dBm 的采樣點(diǎn)數）/總采樣點(diǎn)數×100％
(2) 高速、高鐵DT 覆蓋率：（≥-94dBm 測試路段里程數）/測試路段總里程數×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，當覆蓋率低于某一數值(一般來(lái)說(shuō)，網(wǎng)絡(luò )的覆蓋率應達到95％以上)，我們就認為該區域存在弱覆蓋現象，需要加以?xún)?yōu)化調整。
常見(jiàn)的覆蓋問(wèn)題主要有如下幾種情況：
鄰區缺失引起的弱覆蓋；參數設置不合理引起的弱覆蓋；缺少基站引起的弱覆蓋；越區覆蓋(過(guò)覆蓋)。
判斷方法：查看是否上下行信號過(guò)低，發(fā)起切換是的TA 值是否過(guò)大，掉話(huà)時(shí)電平值是否過(guò)低，切換時(shí)電平是否過(guò)低等等。
對于不同的覆蓋問(wèn)題，有著(zhù)不同的優(yōu)化方法：
(1) 對于由于鄰區缺失引起的弱覆蓋，應添加合理的鄰區；
(2) 對于由于參數設置不合理引起的弱覆蓋（包括小區功率參數以及切換、重選參數），根據具體情況調整相關(guān)參數；
(3) 對于由于缺少基站的弱覆蓋，應通過(guò)在合適地點(diǎn)新增基站以提升覆蓋；
(4) 對于由于越區覆蓋導致的覆蓋問(wèn)題，應通過(guò)調整問(wèn)題小區天饋的方位角、俯仰角或者降低小區發(fā)射功率解決。
2.2 鄰區漏配
首先介紹鄰區的概念：鄰區是假設某一導頻為主頻時(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)小區之間未添加鄰區關(guān)系。鄰區規劃是3G 網(wǎng)絡(luò )優(yōu)化工作中重要的一步，鄰區設置不合理會(huì )導致干擾加大、容量下降從而導致網(wǎng)絡(luò )性能的惡化。
一般來(lái)講，初期優(yōu)化過(guò)程掉話(huà)占大多數是由于鄰區漏配導致的，即忘記添加鄰區關(guān)系。鄰區漏配會(huì )增大切換過(guò)程中掉話(huà)的概率[4]。當UE 從小區A 向小區B 移動(dòng)時(shí)，若小區A 與小區B 未配置鄰區，在移動(dòng)過(guò)程中，小區A 的信號逐漸減弱，小區B 的信號逐漸加強，但小區B 將不會(huì )進(jìn)入UE 的鄰小區列表中，那么A、B 兩個(gè)小區之間的切換將無(wú)法進(jìn)行，從而產(chǎn)生掉話(huà)。同時(shí)，由于小區B 的信號較強，對小區A 產(chǎn)生很強的干擾，造成通話(huà)質(zhì)量較差。
檢查是否為鄰區漏配的方法：
(1) 觀(guān)察掉話(huà)前UE 記錄的服務(wù)小區C/I 信息和掃頻儀記錄的最優(yōu)小區 C/I 信息，如果UE 記錄的服務(wù)小區C/I 很差，而掃頻儀記錄的最優(yōu)小區C/I 很好；繼續檢查掃頻儀記錄最優(yōu)小區CPI 是否出現在掉話(huà)前UE 同頻測量控制鄰區列表中，如果測量控制的鄰區列表中沒(méi)有掃頻儀記錄的最優(yōu)小區CPI，那么可以確認是鄰區漏配。
(2) 在沒(méi)有掃頻儀數據的情況下，我們可以觀(guān)察掉話(huà)后UE 是否馬上重新接入，如果UE重新接入的小區和掉話(huà)時(shí)所在服務(wù)小區不一致，也可以懷疑是鄰區漏配的問(wèn)題。
優(yōu)化方法：在出現該問(wèn)題的小區之間增加鄰區關(guān)系。
2.3 切換問(wèn)題
切換是指當用戶(hù)在通話(huà)狀態(tài)下，為了保證一定的通話(huà)質(zhì)量，用戶(hù)從一個(gè)服務(wù)小區（載頻）轉換到另一個(gè)服務(wù)小區（載頻）的過(guò)程。切換導致掉話(huà)主要有如下幾種原因：
(1) 切換參數設置不合理[5]：當兩個(gè)相交相鄰的小區信號電平都很低時(shí)，由于在參數上切換候選小區電平設置過(guò)低，切換門(mén)限設置太小，導致當切換候選小區在某個(gè)時(shí)段電平稍微比服務(wù)小區電平高時(shí)便發(fā)起切換，在切換過(guò)后，該小區電平又迅速下降，在這種情況下，而沒(méi)有合適的切換小區導致掉話(huà)。
(2) 切換不及時(shí)：從信令流程上CS 業(yè)務(wù)表現為手機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 復位。如果切換觸發(fā)事件上報不夠及時(shí)，將會(huì )導致切換不及時(shí)，從而導致切換失敗和通話(huà)質(zhì)量變差。
優(yōu)化方法：調整切換參數，比如修改切換門(mén)限值，調整切換遲滯量、減少切換延遲時(shí)間等。
(3) 乒乓切換：小區距離太近或小區覆蓋范圍太大，導致重疊覆蓋區內的信號都相對較強，由于建筑物分布復雜或者地形起伏較大，小區信號起伏并不一致，從而導致UE 的乒乓切換。
乒乓切換主要有以下兩種現象：
(1) 主導小區變化快：2 個(gè)或者多個(gè)小區交替成為主導小區，主導小區具有較好的RSCP和C/I，但每個(gè)小區成為主導小區的時(shí)間很短；
(2) 無(wú)主導小區：存在多個(gè)小區，RSCP 正常而且相互之間差別不大，每個(gè)小區的C/I都很差。
優(yōu)化方法：
調整無(wú)線(xiàn)切換參數的優(yōu)化。雖然調整無(wú)線(xiàn)切換參數可以減少乒乓切換的程度，但是也會(huì )帶來(lái)切換不及時(shí)等其他問(wèn)題，故要綜合考慮，且在修改參數后，要及時(shí)測試和統計跟蹤。
調整天饋參數（調整扇區天線(xiàn)下傾角、方位角或者天線(xiàn)掛高），必要時(shí)也可更換扇區天線(xiàn)主波束的賦形波束寬度，避免覆蓋范圍過(guò)大，但是必須注意不要出現服務(wù)盲區等新問(wèn)題。
2.4 干擾問(wèn)題
在 TD-SCDMA 網(wǎng)絡(luò )里干擾的來(lái)源主要有系統外干擾、導頻污染、擾碼規劃不合理等。
系統外干擾：
顧名思義，是指TD 系統外部的干擾源造成的上行鏈路質(zhì)量差(通常系統外干擾只影響上行)。常見(jiàn)的干擾源有廣播發(fā)射器諧波、微波傳輸系統以及非法微波發(fā)射器等[6]。
解決方法：定位干擾區域，去激活該區域周?chē)^，用掃頻儀觀(guān)察該區域，查看是否有明顯的頻率信號出現，如果有，繼續在UE 端測試確認是否能收到基站信號，如果沒(méi)有收到基站信號，則可以確定此處存在干擾源。
擾碼規劃不合理：
主要現象為同頻同擾碼基站覆蓋區域重疊，導致小區間的同頻干擾。
解決方法：進(jìn)行合理的擾碼規劃。
導頻污染：
一般情況下，當服務(wù)小區PCCPCH RSCP 大于-95dBm，而C/I 小于-3dB 產(chǎn)生的掉話(huà)，基本上可以認為是下行干擾的問(wèn)題所導致（當切換不及時(shí)的時(shí)候，也可能出現服務(wù)小區RSCP信號很好，C/I 很差的情況；但此時(shí)目標小區的RSCP 和C/I 都很好）。下行的干擾通常是指導頻污染，當某一地點(diǎn)存在過(guò)多的強導頻信號，但是卻沒(méi)有一個(gè)足夠強主導頻信號，即定義該地區存在導頻污染。用公式表示為：
(1) P_CCPCH_RSCP> -85dBm 的小區個(gè)數大于等于4 個(gè)；(2) P_CCPCH_RSCP(1st)-P_CCPCH_RSCP(4th)<= 6dB；當以上兩個(gè)條件都滿(mǎn)足時(shí)，則稱(chēng)該地區存在導頻污染。通常當目標小區綜合質(zhì)量較差時(shí)，如PCCPCH 的C/I 都在-3dB 左右波動(dòng)，容易出現切換失敗導致SRB 復位或TRB 復位，SRB復位引起的掉話(huà)表現為手機或者RNC 不能收到確認模式傳送的信令，導致鏈接釋放；TRB復位主要在PS 業(yè)務(wù)上發(fā)生,一般可以通過(guò)確認掉話(huà)發(fā)生時(shí)UE 發(fā)射功率或者下行碼發(fā)射功率情況來(lái)輔助確認。
解決方法：在該區域產(chǎn)生一個(gè)足夠強的主導頻信號，具體可以通過(guò)調整天線(xiàn)下傾角、方位角增強主覆蓋小區的信號，通過(guò)壓下傾角、降功率、調整方位角的方式降低非主覆蓋小區的信號；也可以通過(guò)添加RRU，增強主小區信號。
2.5 其它異常
在排除了以上各種原因之后，其他掉話(huà)一般需要懷疑設備的問(wèn)題，需要通過(guò)查看設備的日志，告警等進(jìn)一步來(lái)分析掉話(huà)原因。比如：NodeB 異常引起同步失敗，手機不上報1g 測量報告、測試手機異常死機導致掉話(huà)等等。
2.6 總結
綜上所述，遇到掉話(huà)時(shí)我們可以按照如下流程判斷：
(1)準備數據，獲取掉話(huà)具體地理位置和時(shí)間，分析Scanner 主導小區信號變化；
(2)檢查主導小區信號是否穩定，如果主導小區信號變化頻繁，很可能是乒乓切換問(wèn)題；
(3)如果主導小區信號穩定，查看Scanner 該最優(yōu)小區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(wèn)題；
(5)如果RSCP 值正常但C/I 值很差，則需要檢查是否為導頻干擾問(wèn)題；
(6)如果RSCP 和C/I 值都正常，則需要比較UE 檢測到的服務(wù)小區與Scanner 最優(yōu)小區是否一致；
(7)如果UE 檢測到的服務(wù)小區與Scanner 最優(yōu)小區不一致，那么應該檢查鄰區配置列表，看是否已配置鄰區，如果沒(méi)有配置鄰區，則判斷是鄰區漏配問(wèn)題，否則，判斷是切換不及時(shí)所導致；
(8)如果UE 檢測到的服務(wù)小區與Scanner 最優(yōu)小區一致，則需檢查是否為上行干擾問(wèn)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 結論
掉話(huà)是各運營(yíng)商之間網(wǎng)絡(luò )質(zhì)量比較的最基本指標。但它只是測試中最直接的現象，是網(wǎng)絡(luò )中出現某些問(wèn)題的最終表現。掉話(huà)產(chǎn)生的原因是多方面的，主要為弱覆蓋、鄰區漏配、切換問(wèn)題、干擾問(wèn)題等導致的，當然也有一些因為硬件或非網(wǎng)絡(luò )的原因導致掉話(huà)。在實(shí)際路測以及網(wǎng)絡(luò )優(yōu)化工作中，要根據具體現象查找原因，具體問(wèn)題具體分析。而TD-SCDMA 作為一項新興的通信技術(shù)，其網(wǎng)絡(luò )優(yōu)化技術(shù)仍在摸索中，出現掉話(huà)等網(wǎng)絡(luò )問(wèn)題在所難免，這就需要工程人員在一次次的優(yōu)化過(guò)程中積累經(jīng)驗不斷完善。本文給出了TD-SCDMA 網(wǎng)絡(luò )常見(jiàn)的掉話(huà)原因，并進(jìn)行了詳細地分析，從概念入手，描述了掉話(huà)事件產(chǎn)生的原因，以信令流程和無(wú)線(xiàn)參數為依據，給出了掉話(huà)原因的判斷方法，對幾種掉話(huà)問(wèn)題提出了相應的解決方案。本文對網(wǎng)絡(luò )優(yōu)化人員以及路測軟件的開(kāi)發(fā)人員有一定的參考價(jià)值。
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[參考文獻]
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