GSM网络无线信道拥塞分析及解决思路

徐浩硕

摘 要 文章对GSM网络信令信道SDCCH和业务信道TCH两大类无线信道分配过程进行了详细分析，结合呼叫建立的信令流程对两种信道无线信道分配失败的原因进行了探究，指出了可能造成信道分配失败的各类原因，归纳总结出解决无线信道拥塞提高无线信道分配成功率的思路。

关键词 GSM网络 信令信道SDCCH 业务信道TCH 分配 拥塞

1 引言

信道拥塞是指用户在通话建立过程中由于无可用信道或其他非正常原因造成的通话终止，是反应网络质量的一个重要因素，也是造成用户投诉的一个重要原因。拥塞常常伴随着无线信道分配成功率低，是考核网络质量的一项重要指标；它能很直接的反映网络的质量，降低拥塞提升无线信道分配成功率是网络优化中的一项重要的工作，文章结合信令流程就引起无线信道拥塞的各种原因进行分析，参考网优过程中的一些经验总结出解决无线信道拥塞提升无线信道分配成功率的思路。

2 GSM无线信道拥塞分析

GSM无线信道主要包括信令信道SDCCH和业务信道TCH。

2.1 SDCCH信道分配分析

SDCCH信道又称信令信道是双向信道，点对点工作方式，该信道主要用于在网络和MS间传送呼叫接续、短信、位置更新、IMSI DETACH等所需信令。

SDCCH分配成功率（不含切换）=立即指配SDCCH分配成功次数/随机接入SDCCH请求次数*100%

其中立即指配SDCCH分配成功次数定义为：统计BSC向BTS发送的"IMMEDIATE ASSIGN COMMAND"消息次数，相应诺西计数器为SUIMASCA（1--6）。随机接入SDCCH请求次数的统计点为：随机接入过程中，统计BSC收到BTS发送“Channel Required”消息的次数，相应计数器为NATTSDPE。

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

其中呼叫建立SDCCH占用成功次数定义为：统计呼叫建立过程中， BSC收到MS发送 “Establish Indication” 的消息的次数，相应的计数器为ATIMASCA（1--6）。

SDCCH信道分配信令流程图如下图1所示：

MS通过随机接入信道（RACH）向网络发送信道请求消息CHANNEL REQUEST，并且启动T3120（当收到BTS发来的IMMEDIATE ASSIGNMENT或IMMEDIATE ASSIGNMENT REJECT，则重新发送CHANNEL REQUEST，同时再次启动T3120。若重复上述动作MAX-RETRAN+1次后仍不成功，则MS启动T3126，等待一段时间并允许网络放弃。T3126超时后仍未收到网络应答，MS放弃接入尝试，进行小区重选）。BTS对MS发来的CHANNEL REQUEST进行成功解码后，BTS对RACH指示的原因进行解析。如果接入原因正常，则BTS向BSC发送CHANNEL REQUIRED，BSC随后会发送CHANNEL ACTIVAE，激活BTS侧相应资源。BTS准备好资源后，向BSC发送CHANNEL ACTIVE ACK，并激活相应信道。BSC收到该消息后，向BTS发送IMMEDIATE ASSIGNCOMMAND，同时启动T3101。BTS向MS发送IMMEDIATE ASSIGNMENT。MS收到后，停止T3120，转换到网络指配的SDCCH信道上来，将信道设置为信令模式，并且在该信道上发送SABM。BTS收到SABM后，向BSC发送ESTABLISH INDICATION，通知BSC指配完成（BSC停止T3101），接下来BTS向MS发送UA作为对SABM的回应。

若BSC在收到BTS的CHANNEL REQUIRED消息后，发现没有可用的资源，将向手机发送立即分配拒绝消息IMMEDIATE ASSIGNMENT REJECT，出现这种情况可能是：无可用无线资源、所测得手机TA值超出系统限制、信道激活无应答等。当收到立即指配拒绝消息后，手机启动T3122，在T3122规定的时间内，不允许手机接入网络，同时手机将进入空闲模式并监听寻呼信道的消息。到T3122超时后，手机才可以发新的CHANNEL REQUEST。

可见MS在接入网络时会遇到SD拥塞、SD指配失败、SD占用失败等三种情况。

根据上述信令流程可知影响SD信道分配的因素主要有：

由于BSC或BTS没有相关资源而造成的SDCCH拥塞影响SDCCH分配；

BTS下行链路故障，无法向MS发送IMMEDIATE ASSIGNMENT；

由于下行干扰，MS无法收到BTS下发的IMMEDIATE ASSIGNMENT；

MS已经收到，但无法正确识别出IMMEDIATE ASSIGNMENT；

由于下行干扰，MS无法占用BSC所指配的SDCCH信道而没有正确发出SABM；

由于上行干扰，BTS无法正确识别SABM；

由于传输误码，BTS无法将ESTABLISH INDICATION 发送至BSC。

2.2 TCH信道分配分析

TCH信道又称业务信道，点对点方式传播，用于传送编码后的话音或用户数据。

TCH分配成功率（不含切换）=指配TCH分配成功次数/指配TCH请求次数*100%

其中指配TCH分配成功次数定义为：TCH指配过程中，统计BSC收到BTS发送"CHANNEL ACTIVATION ACK"消息次数，相应诺西计数器为TASSSUCC（2+3）。指配TCH请求次数的统计点为：TCH指配过程中，统计BSC收到MSC发送的"ASSIGNMENT REQUEST"消息次数，相应计数器为TASSATT（2+3）。

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

其中呼叫建立TCH占用成功次数定义为：TCH指配过程中，统计BSC向MSC发送"ASSIGNMENT COMPLETE"消息次数，相应计数器为TASSSUCC（2+3）。

TCH信道分配信令流程图如下图二所示：

MS占用SDCCH信道成功后开始申请TCH信道，信令过程从收到MSC发来的ASSIGNMENT REQUEST消息开始至BSC返回ASSIGNMENT COMPLETE消息到MSC结束。在这个过程中主要涉及到TCH信道的信道占用、信道分配以及信道指配。

2.2.1 TCH信道占用失败分析

BSC在接到MSC发来的ASSIGNMENT REQUEST消息后，在数据库中对TCH信道资源进行查

询。如存在空闲的TCH信道资源，就可以被成功占用，BSC会发出信道激活指令。如果没有空闲信道资源则BSC向MSC反馈Assignment Failure， 失败原因为No Radio Resource。

影响TCH信道占用失败的可能原因有：

小区话务量高，超出负荷能力。

载频或合路器等部件存在硬件故障导致设备可用率不足引起信道拥塞。

相邻小区故障，不能有效分担话务，造成本小区拥塞。

小区无线参数设置不合理，如CRO、最小接入电平等，导致周边话务量流向该小区。

越区覆盖导致覆盖范围过大。

2.2.2 TCH信道分配失败分析

BSC在接到MSC发来的ASSIGNMENT REQUEST消息并申请信道资源成功后，向BTS发出Channel Activation（TCH）命令，BTS返回Channel Activation Negative，分配失败。

影响TCH信道分配失败的可能原因有：

基站传输故障（信令走ABIS接口），误码率高或传输闪断。

设备硬件故障，如载频等。

系统软件版本存在Bug。

2.2.3 TCH信道指配失败分析

BSC向MS发出Assignment Command命令后，要求MS指配到相应的TCH信道，但没有收到MS返回的Assignment Complete消息，TCH信道指配失败。

影响TCH信道指配失败的可能原因有：

较强的同、邻频干扰，因干扰造成高误码率导致指配失败。另外若跳频参数设置不合理，虽采用跳频但HSN或MAIO设置不合理就可能导致小区内或跳频组相同的小区间频率干扰较大，从而影响指配。

定时器T3107设置不合理。若T3107设置过小，就会使得网络在未收到指配完成消息时就因T3107的超时而将信道提前释放。

硬件故障。如载频、合路器等或者板件的射频连线错误。

A接口或Abis接口传输故障。传输误码率大会影响正常的信令交换。

直放站影响。直放站放大信号时同时也将底噪抬高，使得信号质量下降导致掉话，也会影响TCH指配。

3 GSM无线信道拥塞解决思路

了解了各类无线信道分配失败产生的原因就可以对症下药，分门别类有针对性的的去调整解决。

3.1 SD信道拥塞解决思路

3.1.1 排除掉网内、外干扰

上、下行干扰很容易造成误码率高从而导致BTS和MS无法正确解码对方发出的消息，影响了Um口二层链路建立导致SDCCH指配失败。需要借助频谱仪、扫频仪等工具进行网外干扰排查同时通过路测或频率规划软件找到网内干扰频点并消灭。

3.1.2 解决基站硬件故障以及传输线路故障

基站板件硬件故障或者天馈系统受损驻波比高都会造成SDCCH信道指配失败，因此及时处理现网的硬件故障尤为重要。传输误码率高也是影响SDCCH指配的重要因素，需及时解决。

3.1.3 合理设置、优化基站参数

T3101设置要合适，否则在网络未完成正常的指配时就会超时，造成SDCCH指配失败。

扩容SDCCH信道，或者打开动态SDCCH信道功能及时增加SDCCH信道或者打开动态SDCCH信道功能，使得TCH信道能在一定条件下转化为SDCCH信道使用。

3.2 TCH信道拥塞解决思路

3.2.1 查看无线参数是否合理

检查后台参数数据库，结合路测测试情况、话务统计结果等查看无线参数是否设置合理。如小区重选滞后、电平切换门限、质量切换门限、切换余量以及小区切出触发电平等设置是否合理，避免频繁位置更新以及乒乓切换。

3.2.2 话务统计分析、话务均衡等

检查相邻小区的可用率以及工作情况，避免邻小区不稳定工作带来的话务拥塞。同时积极通过调整参数、天线等进行话务量均衡工作甚至扩容载频来减少拥塞。

（1）控制基站小区覆盖范围，避免越区覆盖引起的拥塞。

（2）及时排查解决A接口、Abis接口等传输故障，避免因传输瞬断或误码率高造成的指配失败导致拥塞。

（3）检查天馈系统，测量驻波比，排查有无天馈接反、空分单极化天线的方位俯仰角等。

（4）网外、网内干扰排查，及时排查处理小区所带的直放站故障。

4 结束语

无线信道的分配成功率是衡量网络接入性能的重要标志，信道拥塞与否，分配成功率的高低直接关系到无线系统接通率的好坏，对用户感知影响巨大。通过对上述SDCCH信道以及TCH信道分配的信令流程的详解有助于日常各类拥塞问题的解决，不断提升用户满意度。