TCH论文(无线射频通信论文).doc

1、“无线网络优化经验研究”之TCH 拥塞率高的分析处理第 1 页 共 39 页TCH 拥塞率高的分析处理目 录TCH 拥塞率高的分析处理 .1第一章：前言： .2第二章：信令流程 .31） 正常 TCH 分配信令流程 .32） TCH 分配拥塞信令流程（起呼、切换中） .43） TCH 分配拥塞信令流程分析说明 .5第三章：TCH 拥 塞率计算公式 .71） 含切换的 TCH 拥塞率公式 .72） 不含切换的 TCH 拥塞率公式 .7第四章：可能导致 TCH 拥塞率高的原因及其解决方法 .8一、 出现突发性话务量增加而且产生话务量时间相对集中 .81） 开启 TCH 排队功能，适当考虑增加排队时

2、长 .82） 开启 TCH 流量控制功能 .12二、 存在均衡覆盖和话务的可能 .121） 基站实际覆盖范围过大，收缩基站的实际覆盖 .122） 本小区话务量拥塞而临近基站相对较闲，疏导话务至邻区 .203） TCH 与 SDCCH 的拥塞率不均衡，调整二者资源配置 .294） 本基站的另外两个小区相对空闲，调整本基站的硬件配置 .29三、 邻区故障或参数设置错误导致手机不能正常切换至其他小区 .291） 主邻区受到强烈干扰导致手机不能正常解出邻区信息 .302） 邻区参数错误导致网络不能识别手机上报的邻区信息 .303） 本基站或主邻区的时钟失锁比较严重 .31四、 基站不能正常分配 TCH

3、 信道 .311） 硬件问题导致基站时隙退出服务从而降低小区的可用资源 .312） 基站传输闪断增加 TCH 分配失败次数 .323） SLEEPING CELL 现象引起 TCH 信道拥塞 .32五、 手机不能正常占用 TCH，导致手机重新申请 .321） 小区载频硬件问题 .332） 参数设置错误问题 .333） 存在频率干扰问题 .33六、 由于基站异常原因导致用户频繁申请资源 .34七、 基站容量不足且尝试了各种方法均未奏效时考虑加站或扩容 .34第五章：处理 TCH 拥塞率高的思路 .36第六章：结束语 .38“无线网络优化经验研究”之TCH 拥塞率高的分析处理第 2 页 共 39

4、页第一章：前言：我们在谈到网络拥塞时，常常是指信令信道拥塞以及话务信道拥塞。其中话务信道拥塞也就是我们常说的 TCH 信道拥塞，发生在用户在申请网络服务信令交互之后，一般进行用户的真正话音要由 TCH 信道承载，TCH 信道的分配也称指配过程。出现 TCH 信道拥塞是说：在指配过程中，如果网络没有可用的TCH 信道来分给手机，则系统计一次 TCH 分配失败。在本文中，笔者主要从出现 TCH 信道拥塞可能的原因入手，提出一些解决 TCH 信道拥塞的方法和思路，以供大家参考。“无线网络优化经验研究”之TCH 拥塞率高的分析处理第 3 页 共 39 页第二章：信令流程1） 正常 TCH 分配信令流程

5、MS L1 ABIS RRSM CRM SM SSM MTP/MSCSDCCH L2 SABM estabish indictionT3230 L3 (intial msg) CM service request stop T3101T303 UA ok_acc_proc(SDCCH) ms_access_by_type (1510) initial L3 informationCM Service request conn_req_to_mscSCCP connclassmark3(if needed)conn_refusedSDCCH setupidentity request (if M

6、SC need more MS information)identity responsecall proceeding (MSC have got enough information to setup the connection) call setupT310 facility (if MS have some supplementary services, such as call divert)assignmentrequestma_req_from_msc start MSC timer for initiate assignment maybe efr_req_from_msc

7、assignment, =30sstart assign_successfulassignment resourceassignment channelassignedalloc_tchphysical context request tch_usage .physical context confirmed busy_tchchannel activationchannel activation ack.SDCCH assignment commandstart T10ma_cmd_to_msexpire T10 release requestassignment failure clear

8、 request ma_fail_from_msstop T10 release requestFACCH L2 SABM clear requestUAassignment completed stop T10assignment successful stop assign_successfulconnectionrequiredconnection responsesuccess assignment completetotal_call stop MSC timer for ma_complete_to_msc assignment(total call+intracellHO)BSC

9、BTS“无线网络优化经验研究”之TCH 拥塞率高的分析处理第 4 页 共 39 页2） TCH 分配拥塞信令流程（起呼、切换中）（1） MOC：MS L1 ABIS RRSM CRM SM SSM MTP/MSCSDCCH L2 SABM estabish indictionT3230 L3 (intial msg) CM service request stop T3101T303 UA ok_acc_proc(SDCCH) ms_access_by_type (1510) initial L3 informationCM Service request conn_req_to_mscSCC

10、P connclassmark3(if needed)conn_refusedSDCCH setupidentity request (if MSC need more MS information)identity responsecall proceeding (MSC have got enough information to setup the connection) call setupT310 facility (if MS have some supplementary services, such as call divert)assignmentrequestma_req_

11、from_msc start MSC timer for initiate assignment maybe efr_req_from_mscassignment, =30sstart assign_successfulassignment resourcerequest UDT(reset circuit) expire MSC timer withoutresouce not available(DR not in operatin assignment complete orno queueing allowed or queue full and all TCHs busy)alloc

12、_tch_fail expire assign_successfulassignment failurema_cmd_to_ms_blkd assignment failureunsuccessful assignmentassignment failureforce queuestart T11assignment queuedqueuing indication expire T11 release requestclear requestassignment channel clr_req_to_mscassigned stop T11BSCBTS（2） Intra_BSS_HO：“无线

13、网络优化经验研究”之TCH 拥塞率高的分析处理第 5 页 共 39 页Handover BlockedRRSM(s) SSMho_rec receivedCRM(t) internal ho requestho resource not available OUT_INTRA_BSS_HO_PRI_BLKHO_FAIL_NO_RESOURCES ALLOC_TCH_FAIL（3） Inter_BSS_HO：MS RSS(s) RRSM(s) SSM(s) MSCho_rec ho_recreceived ho_required OUT_INTER_BSS_REQ_TO_MSCSSM(t) ho

14、 requestCRM(t)RRSM(t) ho request EFR_REQ_FROM_MSChandover resource not availbleHO_FAIL_NO_RESOURCESRSS(t) ALLOC_TCH_FAIL3） TCH 分配拥塞信令流程分析说明在 SDCCH 信令接续完成后，系统将向手机分配陆地电路和 TCH 信道。手机先向系统发 SETUP 消息，其中包含被叫号码即 B number 和所需业务等。MSC 收到 SETUP 消息后，要通过 VLR 发送出局呼叫消息（Send_Info_For_O/C_Call）,VLR 在收到该消息后，将根据其从 HLR 获

15、得的此主叫用户的信息，来分析被叫的号码即 HLRInquire（实际是依据 B 的号码分类向 B 归属的 HLR 查询 B 的信息）和主叫用户本身的能力（根据主叫用户被允许的业务种类，查看 A 用户是否支持本次呼叫，检查系统是否能接纳这此呼叫。若某些要求不能满足，系统则向主叫用户发出释放完成消息（Release Complete） ，此次呼叫建立就失败了；经过查询后，如果对 B 用户的HLRInquire 成功，且 A 用户具有此次呼叫的权限，VLR 则向 MSC 发完成呼叫能力查询消息（Complete Call） 。当 MSC 收到这个消息后，则向 MS 发出呼“无线网络优化经验研究”之T

16、CH 拥塞率高的分析处理第 6 页 共 39 页叫继续消息（Call Proceeding） ，表示主叫用户的呼叫请求已经通过了检查，呼叫处理正在进行当中。此后 MSC 将根据用户的业务请求，向 BSC 的 SSM 发出指配请求消息（Assignment Request） ，给用户的此次呼叫分配 TCH 话音信道。此消息中指明了所请求信道的类型等内容。SSM 收到 Assignment Request 后触发统计 ma_req_from_msc。BSC 的 SSM 在收到 MSC 的 TCH 信道请求后，通过 BTS 的 RRSM 向BTS 的 CRM 申请 TCH 信道分配。如果有可用的 T

17、CH 信道资源的话，CRM 会通知 RRSM 消息 assignment channel assigned，RRSM 收到后触发统计alloc_tch。RRSM 再向 BTS 的 Layer1 发出激活 TCH 信道消息（Channel Activation for TCH） 。如果 CRM 没有可用的 TCH 信道，则 CRM 触发统计alloc_tch_fail，并通知 RRSM 消息 resource not available，此时 RRSM 触发统计 ma_cmd_to_ms_blkd，再由 RRSM 向 MSC 返回分配失败的消息（Assignment Failure） 。如果系统

18、允许排队的话，则 CRM 通知 RRSM 消息force queue，RRSM 在启动 T11 的同时，向 MSC 发出排队指示的消息（Queuing Indication） ，如 T11 超时，则 RRSM 向 MSC 发出清除请求（Clear Request 消息） 。在 RRSM 收到 Layer1 回送的信道激活响应（ Channel Activation ACK）的消息后，就在 SDCCH 信道上通过指配消息（Assignment Command）通知手机分给其的 TCH 的情况，这个消息中包含：TCH 信道类别（话音/ 数据的指示），信道的速率和类别、话音解码算法、透明传输指示、分

19、配优先级以及 CIC 电路识别码。在发送指配消息的同时，RRSM 启动 T10。MS 收到系统发来的 Assignment Command 消息后，将就从 SDCCH 信道调整到所分的 TCH 信道上，再通过与 TCH 随路的 FACCH 信道向系统发出SABM 消息， BTS 的 Layer1 在收到该消息后，会向 RRSM 发 ESTABLISH INDICATION（建立指示消息） ，同时 Layer1 向手机回 UA 的证实消息。MS 收到 UA 后，通过 FACCH 向系统发出分配完成消息（Assignment Complete） ，如果因为其他原因导致手机不能占用 TCH 信道，手

20、机就向系统发出指配失败消息（Assignment Complete） 。如果在 T10 规定的时间内手机没有回送 Assignment Complete 消息，则系统将该 TCH 信道释放掉。在手机成功占上 TCH 后，BSS 将启动 SDCCH 的释放进程。 BTS 发出无线信道释放（RF Channel Release）消息，要求将以前占用的 SDCCH 信令信道资源释放掉，当 BTS 完成了信令信道的释放后，将发给 BSC 一条信道释放完成（RF Channel Release ACK）消息，BSC 收到此消息后就认为该信道已返回到空闲状态下，该资源可以用于分配给新的信道请求。“无线网络

21、优化经验研究”之TCH 拥塞率高的分析处理第 7 页 共 39 页第三章：TCH 拥塞率计算公式1） 含切换的 TCH 拥塞率公式TCH 拥塞率（含切换） （2002 中国移动集团公司公式）=忙时话音信道溢出总次数（含切换）100 / 忙时话音信道试呼总次数（含切换）( )alloc_tch_fail100 / alloc_tch+alloc_tch_fail( )2） 不含切换的 TCH 拥塞率公式TCH 拥塞率（不含切换） （2002 中国移动集团公司公式）=忙时话音信道溢出总次数（不含切换）100 / 忙时话音信道试呼总次数（不含切换）()ma_cmd_to_ms_blkd100 / m

22、a_req_from_msc()“无线网络优化经验研究”之TCH 拥塞率高的分析处理第 8 页 共 39 页第四章：可能导致 TCH 拥塞率高的原因及其解决方法当基站的 TCH 拥塞率指标出现拥塞后（拥塞率关注的程度要视网络性能发展的阶段而定） ，通常优化人员要提取与 TCH 信道分配过程有关的性能统计，并结合基站的配置参数、现场测试文件或 OMC 的 Call Trace 文件等，对基站拥塞的原因进行分析定位，并采取有效的解决方法予以处理。一、 出现突发性话务量增加而且产生话务量时间相对集中基站出现突发话务量一般是指：出现高话务量的小区在以往的统计记录中没有出现或极少出现这样高的话务量情况。

23、用户的服务需求比较集中一般指：相对以往的统计记录来说，小区出现比较明显的拥塞率高的现象，但小区的话务量没有明显的增加现象、基站的拥塞不是由硬件故障引起的、检查与 TCH 分配有关的其他性能指标均没有异常，在这种情况下，我们可以怀疑在这个时段基站覆盖范围内的用户有比较集中的网络服务需求。当系统出现突发性的话务量，而且用户的服务需求比较集中时，可以考虑采用以下的方法来缓解或解决：适当开启并调整 TCH 的排队功能；在合适的情况下开启 TCH 的流量控制功能以缓解 TCH 的突发拥塞。1） 开启 TCH 排队功能，适当考虑增加排队时长由于呼叫建立或切换接入的原因，需要指配某个 BTS 的 TCH 信

24、道，而该BTS 上所有的 TCH 均已被占用时，BSC 的无线资源管理程序有三种处理方式。其一是在系统使用定向重试（Directed Retry）功能且该 BTS 和相邻 BTS 将具有此能力时，BSC 采用定向重试方式直接将该呼叫指配到相关的其它小区（此处理不适用于切换接入的情况） ；其二是在系统不使用排队功能（Queuing）时，BSC 直接向 MSC 报告指配失败，从而使本次呼叫或切换尝试失败；第三种情况是系统采用排队功能，此时 BSC 将 MSC 的指配请求进行排队，一旦该 BTS中有 TCH 被释放，即处理队列中的指配请求。对于最后一种情况，BSS 系统需确定在队列中最多可以缓冲多少

25、次呼叫或切换接入请求，即参数“全速率信道最大队列长度” 。排队管理：在正常的呼叫建立过程中，系统先分配给 MS 一个专用信令信道 SDCCH用于呼叫建立进程的信令交互，之后系统要给 MS 分配话音信道 TCH，有可能发生当 MS 完成 SDCCH 上的信令交互后，系统没有可用的 TCH 来分给 MS，此时若开启了排队功能，则系统可将 MS 放在队列中，与其他等待 TCH 的 MS一起排队。这种功能在一定程度上可以缓解系统 TCH 拥塞，但一般在突发且时间相对集中的拥塞情况效果比较明显。“无线网络优化经验研究”之TCH 拥塞率高的分析处理第 9 页 共 39 页涉及的系统参数：queue_man

26、agment_information：BSS 小区级参数；定义了系统允许排队队列的最大长度。若此参数等于 0，则系统不允许 MS 进行排队。bss_map_t11：Site 级参数；MS 在队列中等待系统分配 TCH 的最大时长由bss_map_t11 来决定。这个参数的设置要与 MSC 的相应参数设置一致。系统启用排队功能时，会同时启动定时器 T11，在该定时器超时前，若有 TCH 被释放，则系统会将该 TCH 指配给队列中的这次呼叫，并清除该定时器。若到定时器超时时，依然没有可用的 TCH 资源，则系统将队列中的此次请求清除，并以指配失败的形式告知 MSC。Max_q_length_ful

27、l_rate_channel：BSS 小区级参数；定义了等待分配全速率 TCH的 MS 的队列的最大长度。Max_q_length_sdcch：BSS 小区级参数；决定了等待分配 SDCCH 信道的 MS 队列的最大长度。对于 channel request 系统不支持排队，但是对于 MSC 发起的SDCCH 切换中对 SDCCH 的申请可以进行排队，但一般情况下 MSC 不会发起SDCCH 切换。Priority assignment function：MSC 上定义的 BSC 级参数；此功能使得系统按照呼叫的类型来将排队等待资源的 MS 按优先级排队。此参数要置为“开” ，系统才能真正开启

28、 TCH 的排队功能。在一般情况下，开启 TCH 的排队可以在一定程度上缓解系统的拥塞，我们建议在网络参数的设置中将此功能打开。可以参考以下的参数设置：queue_managment_information2；bss_map_t1110000（ms）Max_q_length_full_rate_channel2；Max_q_length_sdcch0；Priority assignment function1；注意：queue_managment_information 的取值要大于 Max_q_length_full_rate_channel与 Max_q_length_sdcch 之和。在

29、北京移动的 GSM 网络中，开启 TCH 的排队已经是网络的基本配置要求。在话务的出现相对集中的地区，采用排队方式可以有效地提高系统的接通率，平滑局部地区的话务量，对缓解 TCH 信道拥塞，此功能效果比较明显。但在具体实施时，要估算用户能够容忍的等待时长，还要注意及时调整 MSC 的功能设置以及等待时长，来配合无线侧的排队等待。例如：队列长度过大常常会导致T10 的超时，而 T10 超时前，系统中有一定的资源会被占用，因此 T10 超时事件越多，系统的资源利用率越低。选择合适的队列长度对系统资源利用率有至关重要的影响。另外，并不是所有对系统资源的请求都是允许排队的，其中对于立即指派请求，BSC

30、 内切换， BSC 间切换是不许参加排队的，只有 TCH 资源请求（即TCH 指派请求和小区内部切换）允许给相应的请求分配那些在 T10 规定时间内被释放掉的 TCH 信道，如果排队长度或等候时间超出系统要求则该请求将被拒绝。“无线网络优化经验研究”之TCH 拥塞率高的分析处理第 10 页 共 39 页案例分析：1、通常在切换过程中涉及到的 TCH 信道请求，若目的小区没有资源，则 BSC 会向满足切换要求的邻区清单中的下一个小区申请 TCH 资源，这种由于切换引起的TCH 请求是不参加排队。当 MS 做主叫或被叫时申请 TCH 资源时可以参加排队，所以若 TCH 排队正常进行时，统计出来的

31、TCH 拥塞率中，含切换的拥塞率要高于不含切换的拥塞率。2001 年 6 月底，我们在分析全网的 TCH 拥塞率时，发现个别 MSC 上的 TCH 拥塞率中，含切换和不含切换的大小关系不正常，即表现出来的大小关系为：这些 MSC 的含切换的 TCH 拥塞率小于不含切换的 TCH 拥塞率。发现此现象后，我们发现这应该是由 TCH 没有正常工作引起的，因为若 MS 起呼和被叫参加 TCH 排队，而切换不参加 TCH 排队的话，不应该出现这种现象了。我们检查了 BSS 中涉及 TCH 排队的参数后，没有发现异常的情况，进而检查MSC 中的有关参数，发现 MSC 上的参数设置不正常。7 月 2 日，我

32、们修改了BSC23 所属的 MSC 上的参数后，BSC23 的不含切换 TCH 拥塞率得到很大改善。Time bss_name TCH 成功分配次数 TCH 分配失败次数 ma_req_from_msc ma_cmd_to_ms_blkd TCH_BLK TCH_BLK(noHO)06-25 bss23 90479 442 31634 321 0.49% 1.01%06-26 bss23 92343 677 32265 464 0.73% 1.44%06-27 bss23 89506 376 30368 309 0.42% 1.02%06-28 bss23 92756 360 31438 29

33、1 0.39% 0.93%06-29 bss23 93410 577 30632 349 0.61% 1.14%07-02 bss23 95631 343 32172 293 0.36% 0.91%07-03 bss23 98385 267 32989 22 0.27% 0.07%07-04 bss23 95227 386 30877 11 0.40% 0.04%07-05 bss23 98258 424 33746 15 0.43% 0.04%020000400006000080000100000120000Time 625 626 627 628 629 702 703 70401002003004005006007008009001000TCH成 功 分 配 次 数ma_req_from_mscTCH分 配 失 败 次 数ma_cmd_to_ms_blkd