GSM網絡無線信道擁塞分析及解決思路

徐浩碩

摘 要 文章對GSM網絡信令信道SDCCH和業務信道TCH兩大類無線信道分配過程進行了詳細分析，結合呼叫建立的信令流程對兩種信道無線信道分配失敗的原因進行了探究，指出了可能造成信道分配失敗的各類原因，歸納總結出解決無線信道擁塞提高無線信道分配成功率的思路。

關鍵詞 GSM網絡 信令信道SDCCH 業務信道TCH 分配 擁塞

1 引言

信道擁塞是指用戶在通話建立過程中由于無可用信道或其他非正常原因造成的通話終止，是反應網絡質量的一個重要因素，也是造成用戶投訴的一個重要原因。擁塞常常伴隨著無線信道分配成功率低，是考核網絡質量的一項重要指標；它能很直接的反映網絡的質量，降低擁塞提升無線信道分配成功率是網絡優化中的一項重要的工作，文章結合信令流程就引起無線信道擁塞的各種原因進行分析，參考網優過程中的一些經驗總結出解決無線信道擁塞提升無線信道分配成功率的思路。

2 GSM無線信道擁塞分析

GSM無線信道主要包括信令信道SDCCH和業務信道TCH。

2.1 SDCCH信道分配分析

SDCCH信道又稱信令信道是雙向信道，點對點工作方式，該信道主要用于在網絡和MS間傳送呼叫接續、短信、位置更新、IMSI DETACH等所需信令。

SDCCH分配成功率（不含切換）=立即指配SDCCH分配成功次數/隨機接入SDCCH請求次數*100%

其中立即指配SDCCH分配成功次數定義為：統計BSC向BTS發送的"IMMEDIATE ASSIGN COMMAND"消息次數，相應諾西計數器為SUIMASCA（1--6）。隨機接入SDCCH請求次數的統計點為：隨機接入過程中，統計BSC收到BTS發送“Channel Required”消息的次數，相應計數器為NATTSDPE。

SDCCH占用成功率（不含切換）=呼叫建立SDCCH占用成功次數/立即指配SDCCH分配成功次數*100%

其中呼叫建立SDCCH占用成功次數定義為：統計呼叫建立過程中， BSC收到MS發送 “Establish Indication” 的消息的次數，相應的計數器為ATIMASCA（1--6）。

SDCCH信道分配信令流程圖如下圖1所示：

MS通過隨機接入信道（RACH）向網絡發送信道請求消息CHANNEL REQUEST，并且啟動T3120（當收到BTS發來的IMMEDIATE ASSIGNMENT或IMMEDIATE ASSIGNMENT REJECT，則重新發送CHANNEL REQUEST，同時再次啟動T3120。若重復上述動作MAX-RETRAN+1次后仍不成功，則MS啟動T3126，等待一段時間并允許網絡放棄。T3126超時后仍未收到網絡應答，MS放棄接入嘗試，進行小區重選）。BTS對MS發來的CHANNEL REQUEST進行成功解碼后，BTS對RACH指示的原因進行解析。如果接入原因正常，則BTS向BSC發送CHANNEL REQUIRED，BSC隨后會發送CHANNEL ACTIVAE，激活BTS側相應資源。BTS準備好資源后，向BSC發送CHANNEL ACTIVE ACK，并激活相應信道。BSC收到該消息后，向BTS發送IMMEDIATE ASSIGNCOMMAND，同時啟動T3101。BTS向MS發送IMMEDIATE ASSIGNMENT。MS收到后，停止T3120，轉換到網絡指配的SDCCH信道上來，將信道設置為信令模式，并且在該信道上發送SABM。BTS收到SABM后，向BSC發送ESTABLISH INDICATION，通知BSC指配完成（BSC停止T3101），接下來BTS向MS發送UA作為對SABM的回應。

若BSC在收到BTS的CHANNEL REQUIRED消息后，發現沒有可用的資源，將向手機發送立即分配拒絕消息IMMEDIATE ASSIGNMENT REJECT，出現這種情況可能是：無可用無線資源、所測得手機TA值超出系統限制、信道激活無應答等。當收到立即指配拒絕消息后，手機啟動T3122，在T3122規定的時間內，不允許手機接入網絡，同時手機將進入空閑模式并監聽尋呼信道的消息。到T3122超時后，手機才可以發新的CHANNEL REQUEST。

可見MS在接入網絡時會遇到SD擁塞、SD指配失敗、SD占用失敗等三種情況。

根據上述信令流程可知影響SD信道分配的因素主要有：

由于BSC或BTS沒有相關資源而造成的SDCCH擁塞影響SDCCH分配；

BTS下行鏈路故障，無法向MS發送IMMEDIATE ASSIGNMENT；

由于下行干擾，MS無法收到BTS下發的IMMEDIATE ASSIGNMENT；

MS已經收到，但無法正確識別出IMMEDIATE ASSIGNMENT；

由于下行干擾，MS無法占用BSC所指配的SDCCH信道而沒有正確發出SABM；

由于上行干擾，BTS無法正確識別SABM；

由于傳輸誤碼，BTS無法將ESTABLISH INDICATION 發送至BSC。

2.2 TCH信道分配分析

TCH信道又稱業務信道，點對點方式傳播，用于傳送編碼后的話音或用戶數據。

TCH分配成功率（不含切換）=指配TCH分配成功次數/指配TCH請求次數*100%

其中指配TCH分配成功次數定義為：TCH指配過程中，統計BSC收到BTS發送"CHANNEL ACTIVATION ACK"消息次數，相應諾西計數器為TASSSUCC（2+3）。指配TCH請求次數的統計點為：TCH指配過程中，統計BSC收到MSC發送的"ASSIGNMENT REQUEST"消息次數，相應計數器為TASSATT（2+3）。

TCH占用成功率（不含切換）=呼叫建立TCH占用成功次數/指配TCH分配成功次數*100%

其中呼叫建立TCH占用成功次數定義為：TCH指配過程中，統計BSC向MSC發送"ASSIGNMENT COMPLETE"消息次數，相應計數器為TASSSUCC（2+3）。

TCH信道分配信令流程圖如下圖二所示：

MS占用SDCCH信道成功后開始申請TCH信道，信令過程從收到MSC發來的ASSIGNMENT REQUEST消息開始至BSC返回ASSIGNMENT COMPLETE消息到MSC結束。在這個過程中主要涉及到TCH信道的信道占用、信道分配以及信道指配。

2.2.1 TCH信道占用失敗分析

BSC在接到MSC發來的ASSIGNMENT REQUEST消息后，在數據庫中對TCH信道資源進行查

詢。如存在空閑的TCH信道資源，就可以被成功占用，BSC會發出信道激活指令。如果沒有空閑信道資源則BSC向MSC反饋Assignment Failure， 失敗原因為No Radio Resource。

影響TCH信道占用失敗的可能原因有：

小區話務量高，超出負荷能力。

載頻或合路器等部件存在硬件故障導致設備可用率不足引起信道擁塞。

相鄰小區故障，不能有效分擔話務，造成本小區擁塞。

小區無線參數設置不合理，如CRO、最小接入電平等，導致周邊話務量流向該小區。

越區覆蓋導致覆蓋范圍過大。

2.2.2 TCH信道分配失敗分析

BSC在接到MSC發來的ASSIGNMENT REQUEST消息并申請信道資源成功后，向BTS發出Channel Activation（TCH）命令，BTS返回Channel Activation Negative，分配失敗。

影響TCH信道分配失敗的可能原因有：

基站傳輸故障（信令走ABIS接口），誤碼率高或傳輸閃斷。

設備硬件故障，如載頻等。

系統軟件版本存在Bug。

2.2.3 TCH信道指配失敗分析

BSC向MS發出Assignment Command命令后，要求MS指配到相應的TCH信道，但沒有收到MS返回的Assignment Complete消息，TCH信道指配失敗。

影響TCH信道指配失敗的可能原因有：

較強的同、鄰頻干擾，因干擾造成高誤碼率導致指配失敗。另外若跳頻參數設置不合理，雖采用跳頻但HSN或MAIO設置不合理就可能導致小區內或跳頻組相同的小區間頻率干擾較大，從而影響指配。

定時器T3107設置不合理。若T3107設置過小，就會使得網絡在未收到指配完成消息時就因T3107的超時而將信道提前釋放。

硬件故障。如載頻、合路器等或者板件的射頻連線錯誤。

A接口或Abis接口傳輸故障。傳輸誤碼率大會影響正常的信令交換。

直放站影響。直放站放大信號時同時也將底噪抬高，使得信號質量下降導致掉話，也會影響TCH指配。

3 GSM無線信道擁塞解決思路

了解了各類無線信道分配失敗產生的原因就可以對癥下藥，分門別類有針對性的的去調整解決。

3.1 SD信道擁塞解決思路

3.1.1 排除掉網內、外干擾

上、下行干擾很容易造成誤碼率高從而導致BTS和MS無法正確解碼對方發出的消息，影響了Um口二層鏈路建立導致SDCCH指配失敗。需要借助頻譜儀、掃頻儀等工具進行網外干擾排查同時通過路測或頻率規劃軟件找到網內干擾頻點并消滅。

3.1.2 解決基站硬件故障以及傳輸線路故障

基站板件硬件故障或者天饋系統受損駐波比高都會造成SDCCH信道指配失敗，因此及時處理現網的硬件故障尤為重要。傳輸誤碼率高也是影響SDCCH指配的重要因素，需及時解決。

3.1.3 合理設置、優化基站參數

T3101設置要合適，否則在網絡未完成正常的指配時就會超時，造成SDCCH指配失敗。

擴容SDCCH信道，或者打開動態SDCCH信道功能及時增加SDCCH信道或者打開動態SDCCH信道功能，使得TCH信道能在一定條件下轉化為SDCCH信道使用。

3.2 TCH信道擁塞解決思路

3.2.1 查看無線參數是否合理

檢查后臺參數數據庫，結合路測測試情況、話務統計結果等查看無線參數是否設置合理。如小區重選滯后、電平切換門限、質量切換門限、切換余量以及小區切出觸發電平等設置是否合理，避免頻繁位置更新以及乒乓切換。

3.2.2 話務統計分析、話務均衡等

檢查相鄰小區的可用率以及工作情況，避免鄰小區不穩定工作帶來的話務擁塞。同時積極通過調整參數、天線等進行話務量均衡工作甚至擴容載頻來減少擁塞。

（1）控制基站小區覆蓋范圍，避免越區覆蓋引起的擁塞。

（2）及時排查解決A接口、Abis接口等傳輸故障，避免因傳輸瞬斷或誤碼率高造成的指配失敗導致擁塞。

（3）檢查天饋系統，測量駐波比，排查有無天饋接反、空分單極化天線的方位俯仰角等。

（4）網外、網內干擾排查，及時排查處理小區所帶的直放站故障。

4 結束語

無線信道的分配成功率是衡量網絡接入性能的重要標志，信道擁塞與否，分配成功率的高低直接關系到無線系統接通率的好壞，對用戶感知影響巨大。通過對上述SDCCH信道以及TCH信道分配的信令流程的詳解有助于日常各類擁塞問題的解決，不斷提升用戶滿意度。