GSM移動(dòng)通信系統(tǒng)無(wú)線信道擁塞問(wèn)題研究

陶秋香

（江西省新余學(xué)院電氣與電子工程學(xué)院，江西 新余 338000）

1. 引言

近年來(lái)，GSM系統(tǒng)以標(biāo)準(zhǔn)化程度高、接口開(kāi)放的特點(diǎn)，大大推動(dòng)了國(guó)際漫游業(yè)務(wù)的開(kāi)展，體現(xiàn)了個(gè)人移動(dòng)性與終端移動(dòng)性的有機(jī)統(tǒng)一，受到用戶的廣泛歡迎。目前，GSM系統(tǒng)在全球范圍內(nèi)得到廣泛的應(yīng)用，占據(jù)全球移動(dòng)通信系統(tǒng)的大部分比重。在我國(guó)，GSM移動(dòng)通信已經(jīng)進(jìn)入穩(wěn)定發(fā)展時(shí)期，在GSM移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的初期，重要任務(wù)是進(jìn)行大面積的信號(hào)覆蓋，讓更多的手機(jī)接入到網(wǎng)絡(luò)中。隨著通信信號(hào)無(wú)縫覆蓋的完成，用戶對(duì)信號(hào)順暢提出了更高的要求，用戶是企業(yè)的寶貴資源，只有用戶滿意，市場(chǎng)才能獲得長(zhǎng)期穩(wěn)定的發(fā)展。隨著世界經(jīng)濟(jì)一體化進(jìn)程的加快，越來(lái)越多的國(guó)際通信運(yùn)營(yíng)商開(kāi)始進(jìn)入國(guó)內(nèi)市場(chǎng)，通信運(yùn)營(yíng)商之間的競(jìng)爭(zhēng)愈發(fā)激烈。而且由于移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)是動(dòng)態(tài)變化的，網(wǎng)絡(luò)負(fù)載經(jīng)常變化、網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)不斷更新，這就需要運(yùn)營(yíng)商對(duì)移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行不斷優(yōu)化，才能滿足不斷增長(zhǎng)的用戶需求。在GSM通信網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化的過(guò)程中，隨著移動(dòng)通信用戶的大幅攀升，國(guó)內(nèi)很多城市的GSM移動(dòng)通信系統(tǒng)出現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)堵塞的情況，有時(shí)用戶根本無(wú)法撥出電話，網(wǎng)絡(luò)擁塞直接影響用戶對(duì)網(wǎng)絡(luò)、對(duì)企業(yè)的滿意度和忠誠(chéng)度。對(duì)于運(yùn)營(yíng)商而言，話務(wù)量與企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益息息相關(guān)，由于無(wú)線信道擁塞，造成話務(wù)分布不均，有的通道資源緊張，有的通道資源過(guò)剩，這就需要運(yùn)營(yíng)商優(yōu)化資源配置，降低網(wǎng)絡(luò)堵塞，使網(wǎng)絡(luò)達(dá)到最佳的運(yùn)行狀態(tài)，獲得最佳經(jīng)濟(jì)效益，更重要的是減少擁塞會(huì)提高用戶對(duì)網(wǎng)絡(luò)的信心。

2. GSM移動(dòng)通信系統(tǒng)無(wú)線信道擁塞問(wèn)題與優(yōu)化措施

與固定電話相比，GSM移動(dòng)通信無(wú)線用戶的行為具有移動(dòng)性和不確定性，這就給運(yùn)營(yíng)商的資源配置帶來(lái)難題，從而引發(fā)信道堵塞，常見(jiàn)的問(wèn)題主要有以下幾點(diǎn)：

2.1 基站不能正常分配TCH信道

首先，當(dāng)基站出現(xiàn)硬件故障時(shí)，會(huì)導(dǎo)致基站不能正常分配TCH信道，出現(xiàn)信道堵塞的情況，不能提供正常的話務(wù)服務(wù)，例如出現(xiàn)基站高溫、誤碼或個(gè)別時(shí)隙退出服務(wù)等情況時(shí)，基站可以利用的TCH資源減少，在話務(wù)業(yè)務(wù)忙時(shí)出現(xiàn)堵塞。解決這個(gè)問(wèn)題的方法就是迅速排除基站的硬件故障問(wèn)題。其次，由于基站傳輸閃斷增加TCH分配失敗次數(shù)。當(dāng)基站至BSC間的傳輸出現(xiàn)閃斷故障時(shí)，會(huì)引起Abis接口上的信令交互失敗，出現(xiàn)TCH資源分配不合理的問(wèn)題，導(dǎo)致通信信道堵塞，當(dāng)出現(xiàn)這種問(wèn)題時(shí)，需要立即對(duì)傳輸線路進(jìn)行檢測(cè)和修復(fù)。

2.2 網(wǎng)絡(luò)話務(wù)量突發(fā)增加

首先，由于突發(fā)事件的發(fā)生或者節(jié)假日的帶來(lái)，會(huì)引發(fā)話務(wù)量的大量增加，例如在十一、五一和春節(jié)期間，或者重大會(huì)議、比賽的舉辦期間，話務(wù)量的增幅會(huì)達(dá)到平時(shí)的40%-50%左右，導(dǎo)致移動(dòng)通信信道出現(xiàn)堵塞，這屬于臨時(shí)性的堵塞，過(guò)一段時(shí)間就會(huì)恢復(fù)正常。但有些是屬于長(zhǎng)期性的話務(wù)增長(zhǎng)，例如在高校較多的城市，學(xué)生開(kāi)學(xué)到放假期間，會(huì)出現(xiàn)話務(wù)量的持續(xù)穩(wěn)定增長(zhǎng)。有的城市新建了大批小區(qū)，住戶入住后也會(huì)出現(xiàn)持續(xù)的話務(wù)量增長(zhǎng)。這些客戶都是移動(dòng)運(yùn)營(yíng)商的潛在用戶，因此解決通信堵塞問(wèn)題尤為重要。解決的方法有很多，最常見(jiàn)、最有效的方式就是進(jìn)行擴(kuò)容，在話務(wù)量增加的區(qū)域建設(shè)基站，這種方法可以很快地解決無(wú)線信道堵塞問(wèn)題，同時(shí)也可以增加企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益；針對(duì)一些話務(wù)分布不均勻的地區(qū)可以通過(guò)站型調(diào)整的方式來(lái)調(diào)節(jié)。由于話務(wù)分布不均與，有的小區(qū)話務(wù)資源有限、信道堵塞，有的小區(qū)資源閑置。這時(shí)可以通過(guò)對(duì)原有基站進(jìn)行站型調(diào)整，調(diào)整基站的載頻配置來(lái)更為合理地使用資源；第三種方法是改變基站天線設(shè)置。如果基站天線設(shè)置不合理，例如天線高度和仰角不合理，也會(huì)導(dǎo)致話務(wù)量分布不均勻和堵塞的問(wèn)題。通過(guò)對(duì)天線高度的設(shè)置可以優(yōu)化信號(hào)的覆蓋率，減少高話務(wù)小區(qū)的話務(wù)來(lái)達(dá)到減少同頻干擾、降低堵塞的目的。有時(shí)基站在調(diào)整天線高度上存在一定難題，這時(shí)可以通過(guò)改變仰角的方式實(shí)行優(yōu)化，這種方法精度高，而且不需要中斷基站的正常運(yùn)行。一般做法是，在低話務(wù)量的小區(qū)降低天線的仰角，這樣可以增加信號(hào)的覆蓋范圍，服務(wù)更多的用戶。同樣，如果天線傾角過(guò)大，會(huì)降低其覆蓋范圍，導(dǎo)致信號(hào)盲區(qū)的出現(xiàn)，也會(huì)引起同頻干擾。第四種方法是增加微蜂窩，微蜂窩是在宏蜂窩的基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的一門(mén)技術(shù)，主要用來(lái)吸收宏蜂窩的話務(wù)，在通信網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的初期主要是建設(shè)大型的宏蜂窩小區(qū)，來(lái)增加信號(hào)的覆蓋率。隨著用戶的增加，話務(wù)量開(kāi)始增加，小區(qū)信號(hào)中的盲點(diǎn)開(kāi)始出現(xiàn)，于是微蜂窩開(kāi)始出現(xiàn)，微蜂窩一般在2W左右，屬于小區(qū)中的小區(qū)，其覆蓋半徑大約為100m～1km，覆蓋范圍也比較小，用來(lái)消除宏蜂窩信號(hào)覆蓋中的盲點(diǎn)。一般用于車(chē)站、機(jī)場(chǎng)、酒店等話務(wù)量比較集中的地區(qū)，可滿足小區(qū)域質(zhì)量與容量?jī)煞矫娴囊?。第五種方法是開(kāi)啟TCH排隊(duì)功能。在正常的呼叫建立過(guò)程中，系統(tǒng)先分配給MS一個(gè)專(zhuān)用信令信道SDCCH用于呼叫建立進(jìn)程的信令交互，之后系統(tǒng)要給MS分配話音信道TCH，有可能發(fā)生當(dāng)MS完成SDCCH上的信令交互后，系統(tǒng)沒(méi)有可用的TCH來(lái)分給MS，此時(shí)若開(kāi)啟了排隊(duì)功能，則系統(tǒng)可將MS放在隊(duì)列中，與其他等待TCH的MS一起排隊(duì)。這種功能在一定程度上可以緩解系統(tǒng)TCH擁塞，一般在突發(fā)且時(shí)間相對(duì)集中的擁塞情況效果比較明顯。

2.3 手機(jī)不能正常占用TCH

在TCH指配完成后，手機(jī)會(huì)在指定的時(shí)間內(nèi)占用網(wǎng)絡(luò)TCH信道，但由于各種因素的影響，造成手機(jī)不能完成對(duì)TCH的占用，手機(jī)就會(huì)頻繁地申請(qǐng)網(wǎng)絡(luò)服務(wù)，從而引發(fā)通信網(wǎng)絡(luò)堵塞情形的發(fā)生，這種問(wèn)題產(chǎn)生的具體原因主要有以下幾點(diǎn)：一是信號(hào)覆蓋小區(qū)的載頻硬件出現(xiàn)問(wèn)題，在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)，由于單個(gè)載頻故障或收、發(fā)信通路上的硬件發(fā)生故障，導(dǎo)致手機(jī)無(wú)法占用TCH信道。在現(xiàn)場(chǎng)具體測(cè)試時(shí)，可以先將小區(qū)的信道盤(pán)挨個(gè)LOCK，然后仔細(xì)觀察每個(gè)TCH在被LOCK住后，小區(qū)性能統(tǒng)計(jì)ma fail from ms的值是否還很高。如果在閉掉某個(gè)TCH后，該值表現(xiàn)正常，那么就可以斷定故障出現(xiàn)在該載頻上，解決方法很簡(jiǎn)單，只需要將在載頻修復(fù)或者更換即可。其次，參數(shù)設(shè)置問(wèn)題。參數(shù)調(diào)整是指根據(jù)無(wú)線信道的特點(diǎn)和話務(wù)量的變化情況，通過(guò)調(diào)整網(wǎng)絡(luò)中的無(wú)線參數(shù)來(lái)提高通信網(wǎng)絡(luò)服務(wù)的過(guò)程。參數(shù)設(shè)置不當(dāng)會(huì)引起信道堵塞，通信運(yùn)營(yíng)商會(huì)通過(guò)大量參數(shù)來(lái)控制小區(qū)的信道資源配置和手機(jī)的尋呼接入等行為，參數(shù)的確定要根據(jù)手機(jī)占用TCH的時(shí)間和基站的信道擁塞情況來(lái)確定，任何事物都具有兩面性，參數(shù)的設(shè)置要考慮到對(duì)相鄰區(qū)域的影響，參數(shù)設(shè)置過(guò)小，就會(huì)引起手機(jī)不能正常接入TCH的問(wèn)題，如果參數(shù)設(shè)置過(guò)大，就會(huì)形成資源的閑置和浪費(fèi)。例如bssmap_t10：BSS中SITE級(jí)參數(shù)一般設(shè)置為3000(3秒)比較合適。最后，頻率干擾。如果基站存在嚴(yán)重的系統(tǒng)內(nèi)部或系統(tǒng)外部的干擾時(shí)，手機(jī)在進(jìn)行TCH的接續(xù)時(shí)，可能由于存在頻率的干擾而收不到系統(tǒng)發(fā)來(lái)的消息，最終造成手機(jī)無(wú)法占用系統(tǒng)為其所分配的TCH資源，造成系統(tǒng)資源的擁塞。要解決干擾問(wèn)題，首先要判斷干擾來(lái)自本系統(tǒng)內(nèi)，還是系統(tǒng)外的干擾，通過(guò)OMC統(tǒng)計(jì)觀察該站的空閑情況下的干擾統(tǒng)計(jì)IOI，如果24小時(shí)均很高，則干擾很可能來(lái)自系統(tǒng)外；如果IOI只是隨著網(wǎng)絡(luò)的話務(wù)量增長(zhǎng)而增值，則問(wèn)題很可能來(lái)自系統(tǒng)內(nèi)的頻率規(guī)劃。對(duì)于系統(tǒng)外的干擾，要具體查找干擾源，一般是電臺(tái)、電力設(shè)備、非法直放站等所造成；對(duì)于系統(tǒng)內(nèi)的干擾，則要檢查該站的頻率規(guī)劃是否存在問(wèn)題。

3. 結(jié)語(yǔ)

總之，隨著GSM移動(dòng)通信系統(tǒng)的發(fā)展，網(wǎng)絡(luò)容量與用戶需求之間的矛盾愈發(fā)突出。對(duì)于通信運(yùn)營(yíng)商而言，要不斷探索各種合理化的措施，來(lái)提高網(wǎng)絡(luò)資源的利用率，徹底解決無(wú)線網(wǎng)絡(luò)堵塞的難題，提高話務(wù)服務(wù)質(zhì)量，為消費(fèi)者提供更優(yōu)質(zhì)的服務(wù)。

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