GSM中切換種類,切換失敗的原因分析

1、GSM中切換種類，切換失敗的原因分析一、切換的定義及劃分所謂切換，就是指當(dāng)移動臺在通話過程中從一個基站覆蓋區(qū)移動到另一個基站覆蓋區(qū),或者由于外界干擾而造成通話質(zhì)量下降時，必須改變原有的語音信道而轉(zhuǎn)接到一條新的空閑語音信道上去，以繼續(xù)保持通話的過程。切換根據(jù) 手機(jī)和基站測出的上下行電平質(zhì)量和TA值作為最基本的測量數(shù)據(jù)， 根據(jù)切換判斷算法和資源赤I法來決定是否應(yīng)該切換和切向哪 個小區(qū)。切換是移動通信系統(tǒng)中一項非常重要的技術(shù),切換失敗會導(dǎo)致通話失敗， 影響網(wǎng)絡(luò)的運行質(zhì)量。因此，切換成功率（包括切入和切出）是網(wǎng)絡(luò)考核的一項重要指標(biāo)，如何提高 切換成功率、降低切換失敗率是網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化的重點工作之一。根據(jù)不同

2、的切換判決觸發(fā)條件，切換可以分為緊急切換、負(fù)荷切換等5類。（1）緊急切換。包括 TA過大緊急切換、質(zhì)量差（BQ）緊急切換、快速電平下降緊急 切換、干擾切換。 TA過大切換條件：服務(wù)小區(qū)的 TA大于等于緊急切換 TA限制。 BQ切換條件：服務(wù)小區(qū)的上行鏈路質(zhì)量在濾波器長度時間內(nèi)平均值大于等于緊急切 換上行鏈路質(zhì)量限制；服務(wù)小區(qū)的下行鏈路質(zhì)量在濾波器長度時間內(nèi)平均值大于等于緊急切 換下行鏈路質(zhì)量限制。快速電平下降切換在呼叫中電平突然下降時觸發(fā)，觸發(fā)條件：服務(wù)小區(qū)如果Value >B （Value :一個與濾波器參數(shù) A1A8相關(guān)的值，該值表示在一段時間內(nèi)接收電平的變化 趨勢；B:濾波器參數(shù)）

3、切換最后的MR6已經(jīng)低于邊緣切換門限，則發(fā)生切換。干擾切換：也屬于緊急切換，當(dāng)接收電平大于一定值但傳輸質(zhì)量又低于干擾切換質(zhì) 量門限時觸發(fā)。（2）負(fù)荷切換。負(fù)荷切換觸發(fā)要 同時滿足三個條件:系統(tǒng)信令流量小于允許負(fù)荷切換系統(tǒng)流量級別門限；需要切換的小區(qū)負(fù)荷高于負(fù)荷切換啟動門限；接收切換的小區(qū)的負(fù)荷低于負(fù)荷切換接收門限。（3） 正常切換。包括邊緣切換、分層分級切換和PBGT切換。邊緣切換條件：服務(wù)小區(qū)已低于邊緣切換門限；在邊緣切換統(tǒng)計時間（如 5 s）內(nèi)， 服務(wù)小區(qū)電平持續(xù)低于邊緣切換門限（如4s ）。分層分級切換：在不同層或同層不同優(yōu)先級之間才有層間切換，同層同級之間沒有層 間切換。觸發(fā)條件是鄰小

4、區(qū)電平值高于層間切換門限和磁滯之和，對服務(wù)小區(qū)電平值沒有要求；鄰區(qū)排在服務(wù)小區(qū)之前， 且優(yōu)先級比服務(wù)小區(qū)更高，鄰區(qū)電平值大于等于層間切換門限和層間切換磁滯之和；滿足 P/N判決，如5 s內(nèi)有4 s始終處于最好；邊緣切換和層間切 換只能選一個，它先判斷是否觸發(fā)邊緣切換，再判斷是否觸發(fā)層間切換。 PBGT切換算法是基于路徑損耗的切換。PBGT切換算法實時地尋找是否存在一個路徑損耗更小并且滿足一定系統(tǒng)要求的小區(qū)，并判斷是否需要進(jìn)行切換。不同層沒有PBGT切換。PBGT切換至少帶來了如下好處：解決了越區(qū)覆蓋問題；減少了雙頻切換的次數(shù)；使 話務(wù)引導(dǎo)和控制有更靈活的手段；始終能為用戶提供當(dāng)前最好的服務(wù)質(zhì)量

5、。 PBGT和其他切換算法的最大區(qū)別在于它能以路徑損耗而不是接收功率作為切換的觸發(fā)條件。為了避免乒乓切換，PBGT只在同層同級的小區(qū)之間進(jìn)行切換，鄰近小區(qū)的路徑損耗小于服務(wù)小區(qū)路徑損耗一定的門限值。PBGT切換的觸發(fā)準(zhǔn)則：鄰區(qū)排在服務(wù)小區(qū)之前， 在一定的統(tǒng)計時間內(nèi)滿 足P/N準(zhǔn)則。（4）速度敏感性切換（快速移動切換）。在一定時間門限里達(dá)到快速移動小區(qū)實際個數(shù)時，認(rèn)為是快速移動，就會切換到宏小區(qū)上去（第4層），并且對原有小區(qū)在懲罰時間里給予電平懲罰。（5）同心圓切換?？梢詫崿F(xiàn)外圓的廣覆蓋和內(nèi)圓的頻率緊密復(fù)用，能夠提高系統(tǒng)容量 和通話質(zhì)量?？梢愿鶕?jù)手機(jī)下行接收電平、質(zhì)量和TA值來區(qū)分內(nèi)圓和外圓。同

6、心圓切換的相關(guān)參數(shù)如下：內(nèi)外圓信號強(qiáng)度差異（dB）:內(nèi)圓進(jìn)行功率補(bǔ)償?shù)闹?。接收電平門限（dB m ）:與接收電平磁滯、 TA門限、TA磁滯共同決定內(nèi)外圓區(qū)域, 必須大于邊緣切換門限值。接收電平磁滯（dB）:與接收電平門限、TA門限、TA磁滯共同決定內(nèi)外圓區(qū)域。 TA門限：與接收電平門限、接收電平磁滯、TA磁滯共同決定內(nèi)外圓區(qū)域，必須大于TA緊急切換門限值。 TA磁滯：與接收電平門限、接收電平磁滯、TA門限共同決定內(nèi)外圓區(qū)域。同心圓切換統(tǒng)計時間（s）:同心圓切換也需要滿足P/N判決，建議取5 s。同心圓切換持續(xù)時間（s） : P/N判決持續(xù)時間，建議取 4 s。二、切換失敗的原因分析切換失敗引起

7、掉話的原因雖然比較復(fù)雜，但只要能對整個切換過程有一個完整的、正 確的認(rèn)識，問題就不難解決了。一般，我們可以通過以下三個步驟進(jìn)行分析：（1）從MSC、BSC告警中獲得網(wǎng)絡(luò)不正常的信息。在因相鄰小區(qū)數(shù)據(jù)配置有誤或鄰區(qū)的BCCH、BCC （基站收發(fā)臺色碼）、 LAC （位置區(qū)碼）等設(shè)置不對而造成切換失敗掉 話時，都會在 MSC及BSC中產(chǎn)生相應(yīng)的告警。因此，可以應(yīng)該經(jīng)常查看MSC、BSC中的告警記錄,找出問題存在的原因。（2）對OMC的統(tǒng)計信息進(jìn)行分析來發(fā)現(xiàn)不正常的原因?；厩袚Q失敗偏高，有時在MSC及BSC中并無告警信息，這時可以通過對 OMC中的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析來發(fā)現(xiàn)問題。 通過 對OMC中的數(shù)據(jù)進(jìn)

8、行分析，可以發(fā)現(xiàn)某些基站存在的隱性問題（如TRX、RTX等的隱性障礙，天線等硬件問題），從而找出問題之所在，達(dá)到網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化的目的。（3）借助無線場強(qiáng)測試儀的測試來判斷切換失敗的原因。在一般情況下，應(yīng)該對目標(biāo)小區(qū)周邊進(jìn)行較大范圍的測試，通過實地路測，可獲得基站的覆蓋情況及切換情況，從而得到某些OMC所不能提供的信息。在實測時，特別要把那些與目標(biāo)小區(qū)有切換拓?fù)潢P(guān)系而擁 塞率又較高的小區(qū)作為測試的重點，然后通過對測試結(jié)果的分析，判斷切換失敗的原因，從而找出解決問題的辦法。當(dāng)失敗率高涉及到切換問題時，應(yīng)抓住切換及切換失敗的原因作為突破點，進(jìn)而找出解決問題的辦法。一般而言，由于切換是在小區(qū)及基站之間發(fā)生的

9、，因此本小區(qū)的失敗有可能是因為與相鄰小區(qū)之間的切換設(shè)置不合理造成的。如果是這種原因，則應(yīng)及時修改切換參數(shù)，同時需要檢查小區(qū)周圍是否有盲區(qū)存在；如果是由于網(wǎng)絡(luò)存在漏覆蓋區(qū)或盲區(qū)而導(dǎo)致的切換失敗，則可以通過增加新基站或擴(kuò)大原有基站的覆蓋范圍予以解決；對于因頻率設(shè)置不合理而導(dǎo)致的切換失敗，可根據(jù)實測情況適當(dāng)修改小區(qū)的頻率參數(shù)；對于那些由于話務(wù)量不均衡，使忙時因目標(biāo)基站無空閑信道而產(chǎn)生的切換失敗，可以根據(jù)實際話務(wù)量的情況，通過修改或增加基站配置或者擴(kuò)大原有基站的覆蓋范圍等辦法予以解決。 下面從路測角度來分析日常工作中會遇到的切換失敗的現(xiàn)象，并分析造成各種 現(xiàn)象的原因以及相應(yīng)的處理辦法。總的來說，在遇到

10、切換失敗事件時首先應(yīng)該從 HO_FAILURE消息中查找切換失敗的原因解釋(Cause value )，有些切換失敗是可以直接查到切換失敗原 因的(可以詳查GSM規(guī)范)。但對丁有些Cause value ,如Cause valuelll(Protocol error , unspecified )、Cause value 3(Abnormal release ,timer expired )等就無法定位具體原因。對丁這些情況，我們就應(yīng)該再進(jìn)一步 的對信令流程、多種測量參成F計報告以及測試現(xiàn)場的環(huán)境等進(jìn)行綜合的分析， 從而進(jìn)一步確定切換失敗原因。下面的大部分篇幅的分析解決辦法都是基丁這些 無法定

11、位具體原因的 Cause value 。 、連續(xù)的切換失敗測試中我們有時會遇到這樣的情況：接連不斷的出現(xiàn)切換失敗，當(dāng)測試工程帥繼續(xù)驅(qū)車向前行駛時，就可能導(dǎo)致拖帶掉話。從系統(tǒng)下行發(fā)送的 Handover_Command消息中我們可以發(fā)現(xiàn)，目標(biāo)小區(qū)都是同一個小區(qū)(或同一個基站而不同小區(qū))。此種現(xiàn)象一般都和基站或傳輸設(shè)備的時鐘故障有關(guān)，但也有可能是同頻同BISC的小區(qū)造成的。 、單獨出現(xiàn)的切換失敗如上所述，面對連續(xù)的切換失敗時，我們的目標(biāo)比較明確，而且基本上都是與時 鐘等硬件有關(guān)，比較容易發(fā)現(xiàn)問題，也比較好解決。而實際工作中，卻存在著偶 爾單獨出現(xiàn)的切換失敗現(xiàn)象。出現(xiàn)這種現(xiàn)象的原因卻是多種多樣，我們

12、在這一節(jié)中將針對不同的現(xiàn)象分析不同的原因，值得注意的是，雖然大多數(shù)單獨出現(xiàn)的切換失敗現(xiàn)象很相似，但通過對信令的分析(時間、幀號、信令內(nèi)容等)，就會找 出切換失敗的具體原因。帶著這個思路我們來看下面的介紹。1)連續(xù)多個下行Physical Information ,超過系統(tǒng)設(shè)置造成失敗實例：馬家堡DCS1現(xiàn)象：從Handover_Command到系統(tǒng)下行發(fā)第一個 Physical Information 正常，因此軟件認(rèn)為切換成功，發(fā)送HO Complete消息。但1.05秒后又上行發(fā)送 HandoverFailure 消息。分析：首先看 Handover Failure 中的 Cause Va

13、lue=111(Protocol error,unspecified)無法證實具體失敗原因。隨后再對該地區(qū)的頻率規(guī)劃進(jìn)行了核查，未發(fā)現(xiàn)有頻率干擾。在OMC端也未發(fā)現(xiàn)傳輸和基站硬件的告警信息。但在 2層消息中我們可以看出，從 Handover Access后上行發(fā)送的SABM消息一直沒有得到UA_RSP消息的響應(yīng)，造成 LAPDm 信令重發(fā)T200X (N200 + 1)超時，致使切換失敗。Layer2&Layer3 信令流程如下FrameNO. UL/DL Layer Message Type Info in Message Time1 2364048 DL 2 I-CMD HO Co

14、mmand 14'48"10.942 2364049 DL 3 HO Command14'48"10.943 1946551 UL 2 RR-RSP14'48"10.804 1946555 UL 3 HO Access14'48"10.835 1946580 DL 3 Physical Info TA=1 14'48"10.946 1946580 UL 3 HO Complete14'48"10.947 1946582 UL 2 SABM-CMD14'48"10.958

15、 1946593 DL 3 Physical Info TA=1 14'48"11.009 1946606 DL 3 Physical Info TA=1 14'48"11.0610 1946619 DL 3 Physical_Info TA=1 14'48"11.1311 1946621 UL 2 SABM-CMD14'48"11.1312 1946632 DL 3 Physical_Info TA=1 14'48"11.1913 1946645 DL 3 Physical_Info TA=1 14&#

16、39;48"11.2514 1946658 DL 3 Physical_Info TA=1 14'48"11.3115 1946660 UL 2 SABM-CMD14'48"11.3216 1946671 DL 3 Physical_Info TA=1 14'48"11.3717 1946684 DL 3 Physical_Info TA=1 14'48"11.4318 1946697 DL 3 Physical_Info TA=1 14'48"11.4919 1946699 UL 2 SABM

17、-CMD14'48"11.5020 1946710 DL 3 Physical_Info TA=1 14'48"11.5521 1946723 DL 3 Physical_Info TA=1 14'48"11.6122 1946729 DL 3 System_Infor_614'48"11.6423 1946736 DL 3 Physical_Info TA=1 14'48"11.6724 1946738 UL 2 SABM-CMD14'48"11.6825 1946739 UL 3 M

18、R null 14'48"11.6826 1946749 DL 3 Physical Info TA=1 14'48"11.7327 1946762 DL 3 Physical Info TA=1 14'48"11.7928 1946775 DL 3 Physical Info TA=1 14'48"11.8529 1946777 UL 2 SABM-CMD14'48"11.8630 1946788 DL 3 Physical_Info TA=1 14'48"11.9131 194680

19、1 DL 3 Physical_Info TA=1 14'48"11.9732 2364314 UL 3 HO Failure14'48"11.9933 2364323 UL 2 SABM-CMD14'48"12.0434 2364347 DL 2 UA-RSP14'48"12.1535 2364349 UL 2 I-CMD HOFailure 14'48"12.16我們發(fā)現(xiàn)該小區(qū)的呼叫成功率和切換成功率均很低，懷疑為硬件有問題。在對硬件模塊和天線的駐波比等參數(shù)進(jìn)行檢測未發(fā)現(xiàn)問題后，經(jīng)過更換信道盤后該問題

20、解決。說明是CTU中某些功能模塊出現(xiàn)故障。該案例說明，在實際工作中的任何時候，我們都不能忽略硬件問題，尤其是在沒有發(fā)現(xiàn)硬件告警的情 況下，更需要通過超過常規(guī)手段的新辦法來發(fā)現(xiàn)硬件問題。這樣，除了能解決眼前的問題以外，還能為發(fā) 現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)深層次問題和發(fā)現(xiàn)問題的新思路積累經(jīng)驗。2）無下行 physical informationA.同站不同小區(qū)之間將 Synchronized Indicator 置為True;實例：北太平莊路口 DCS現(xiàn)象：測試工程師在北三環(huán)自西向東行駛，占用小區(qū) 31047，隨著繼續(xù)行駛，TA已經(jīng)達(dá)到3,這時服務(wù) 小區(qū)的覆蓋電平已經(jīng)降到 8xdBm , Quality 也達(dá)到4、5

21、級，但鄰區(qū)覆蓋電平并不高。后系統(tǒng)令手機(jī)向 同站的31048發(fā)出切換命令，但切換失敗。分析：首先先看 Handover failure中的CauseValue = 111。再分析信令流程：從 HO Access 到HO Complete之間無任何信令，原因是同站不同小區(qū)之間我們在鄰區(qū)設(shè)置時，將默認(rèn)同步值設(shè)為True ,因此，在切換時系統(tǒng)不會下行發(fā)送Physical Information，而手機(jī)在發(fā)送 HO Acces 后也不會等待下行消息，不會觸發(fā)T3124 o如下表：FrameNO. UL/DL Layer Message Type Info in Message Time1 1707367

22、 DL 2 I-CMD HO command 15'39"12.622 1707370 UL 2 RR-RSP15'39"12.643 1707372 DL 3 HO Command15'39"12.654 1707387 UL 3 HO Access15'39"12.715 1707391 UL 3 HO Complete15'39"12.736 1707396 UL 2 SABM-CMD15'39"12.767 1707435 UL 2 SABM-CMD15'39"

23、12.948 1707474 UL 2 SABM-CMD15'39"13.129 1707514 UL 2 SABM-CMD15'39"13.3010 1707544 DL 2 DM-RSP SAPI=3 15'39"13.4411 1707552 UL 2 SABM-CMD15'39"13.4812 1707593 UL 2 SABM-CMD15'39"13.6713 1707656 UL 3 HO Failure15'39"13.9614 1707663 UL 2 SABM-CMD1

24、5'39"13.9915 1707692 DL 2 UA-RSP15'39"14.1216 1707694 UL 2 I-CMD HOF 15'39"14.1317 1707718 DL 2 RR-RSP15'39"14.2418 1708634 DL 2 DM-RSP SAPI=3 15'39"18.476條SABM消息，等待接收但是為什么最后還是切換失敗了呢？仔細(xì)研究2層消息，手機(jī)連續(xù)發(fā)送UA-RSP的連接確認(rèn)消息，造成 Um接口的LAPDm 協(xié)議上的T200 X (N200 + 1 )超時是切換失敗

25、的原 因。經(jīng)過核查鄰區(qū)關(guān)系，我們發(fā)現(xiàn)小區(qū) 31047缺少東邊一些相鄰的鄰區(qū)，造成只能回切至自己本站的2小區(qū)的現(xiàn)象，但由于距離太遠(yuǎn)，已經(jīng)無法收到下行或上行的消息，造成了切換失敗 故障解決：加上適當(dāng)鄰區(qū)后該問題解決。我們在下面的注解中將剛才提到的有關(guān)同步/非同步切換所涉及到的計時器介紹一下：注：設(shè)置小區(qū)同步切換對切換流程的影響在鄰區(qū)關(guān)系設(shè)為 Non_Synchronized 時，手機(jī)在發(fā)送HO_Access 同時會啟動T3124 ,在這個計時器 期間未收到下行的 Physical Information，便認(rèn)為切換失??；收到 Physical Information 后T3124 自動停止，這時會

26、上行發(fā)送 Layer 2 SABM 消息，啟動LAPDm 的T200和N200 計時器，在T20OX ( N200 + 1)時間內(nèi)未收到下行的 UA-RSP的確認(rèn)消息就會發(fā)送切換失敗消息。、在鄰區(qū)關(guān)系設(shè)為 Synchronized 時，手機(jī)不會啟動T3124 計時器步驟，直接進(jìn)入Layer2計時器階段。B .小區(qū)之間將 Synchronized Indicator 置為 False;在收到手機(jī)上報的 HO_ACCESS 消息后，從理論上基站是應(yīng)該發(fā)出下行Physical Information 的，但造成手機(jī)端未收到或未正確解碼的原因有很多。這種情況下應(yīng)當(dāng)首先考慮硬件問題，比如信道盤、時鐘、傳

27、輸?shù)?。另外考慮是否有頻率干擾的問題，由于干擾造成的上下行消息不能正確接受的影響范圍很廣，產(chǎn)生 的原因也多種多樣，所以有時不能單單從GI分析軟件(GSM Investigator,Motorola開發(fā)的優(yōu)化工具)等方法中發(fā)現(xiàn)帶內(nèi)干擾，例如可能由于鄰區(qū)不全造成拖帶，從而造成與遠(yuǎn)處基站的干擾等等，這就要視具 體情況而定。3) 三層消息中出現(xiàn) HO_Complete后手機(jī)再上行發(fā)送 HO_Failure 消息實際上在GSM規(guī)范中沒有此類的規(guī)定，僅在用 TEMS測試中中發(fā)現(xiàn)此類現(xiàn)象。如果系統(tǒng)收到的手機(jī) 上報的切換失敗的消息后，會通知源小區(qū)進(jìn)行拆線，空出原信道，這樣手機(jī)切換失敗后就不能回到原信道，從而造成

28、切換掉話。但經(jīng)過大量 TEMS的路測文件的分析，并沒有出現(xiàn)上述的切換掉話現(xiàn)象，從這個角度 說，我們可以認(rèn)為這是軟件問題，實際上系統(tǒng)并沒有收到切換成功的消息。至于軟件問題的具體原因， Ericsson公司還沒有給出正面的答復(fù)。實際我們可以參照第一種情況連續(xù)多個下行Physical Information，超過系統(tǒng)設(shè)置造成失敗"的解決辦法。4) 其它可能出現(xiàn)的切換失敗現(xiàn)象除了以上所介紹的幾種常見的切換失敗的類型外，我們還可能遇到一些其它不常見的切換失敗，這些 都是GSM規(guī)范中定義的切換失敗類型，主要是系統(tǒng)設(shè)置出現(xiàn)問題，或手機(jī)不支持網(wǎng)絡(luò)設(shè)置所致。A. 超過目標(biāo)小區(qū)的最大服務(wù)距離，Cause

29、: " handover impossible, timing advance out of range（見 GSM 規(guī)范 04.08 ）在小區(qū)設(shè)置時，可以設(shè)置小區(qū)的最大服務(wù)距離，參數(shù)以TA為單位，最小可以設(shè)到 0。該參數(shù)的目的有兩個：1、控制小區(qū)用戶起呼的范圍，超過設(shè)置范圍的用戶將不能起呼；2、控制該小區(qū)的話務(wù)量，使得超過該小區(qū)設(shè)置范圍的用戶自動切出，另外阻止”超過改設(shè)置范圍的用戶切入。這樣在 Handover Failure 中的 Cause: "handover impossible, timing advance out of range"。在GSM規(guī)范中

30、規(guī)定在同步切換或預(yù)同步切換的時候，下行系統(tǒng)發(fā)送的HO_Command 消息中包含了目標(biāo)小區(qū)TA設(shè)置為多大，由于手機(jī)會以源小區(qū)的 TA為基準(zhǔn)向目標(biāo)小區(qū)接入，當(dāng)發(fā)現(xiàn)自己所用的TA值超過目標(biāo)小區(qū)的限制時，便會立即上行發(fā)送HO_Falure 消息，并且 Cause: "handover impossible, timingadvance out of range" 。B . Cause: " frequency not implemented （見 GSM 規(guī)范 04.08 ） 如果切換失敗原因為 Cause "frequency not implemented" 時，說明有以下兩種可能：一種是手機(jī)不能 調(diào)諧到HANDOVER COMMAND消息中所包含的頻率上，例如單頻手機(jī)不能切到其他頻