GSM系统基站间话务量均衡.docx
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GSM系统基站间话务量均衡
GSM系统基站间话务量均衡
一.话务量均衡的目的—改善系统运行质量,提高系统得分排名。
拥塞率是评估GSM网络重要指标,并且直接影响系统的接通率,与掉话率也密切相关。
一个GSM系统中既有高拥塞率的基站,也有低拥塞率和无拥塞的基站,进行基站间的话务量均衡,降低高阻塞基站的拥塞率,同时降低系统拥塞率,提高无线接通率,可以有效地提高系统得分。
表一所示为评估GSM系统得分的内容。
No.
City
CallSetupSuccessRate
DroppedCalls
FiveMostBlockedCells
SystemSize
PercentageofDisabledChn
SystemBlocking
NumberofTotalCalls
Final
(%)
Score
(%)
Score
(%)
(%)
(%)
(%)
(%)
Avg(%)
Score
No.
Score
Chns
Score
(%)
Score
No.
Score
Grade
1
xxx
89.18
89
2.35
141
49.76
36.15
33.26
33.07
30.9
36.6
63
15416
154
8
-38
2.14
98
295K
59
81
2
xxx
88.86
89
1.74
179
48.1
39.19
36.41
28.6
22.9
35
65
12360
124
3
-15
5.18
95
152K
30
81
3
xxx
89.89
90
1.58
192
74.39
34.49
28.91
21.16
16.6
35.1
65
9136
91
1
-5
3.21
97
127K
25
79
4
xxx
88.98
89
2.02
159
88.6
79.16
78
73.07
72.9
78.4
22
16632
1660
4
-22
18.2
82
277K
55
79
5
xxx
91.5
92
1.89
168
14.64
7.86
7.41
7.09
6.43
8.69
91
4968
50
1
-4
1.26
99
116K
23
74
6
xxx
97.14
97
2.67
126
8.52
5.5
4.32
3.46
3.4
5.04
95
4712
47
7
-34
0.71
99
61K
12
63
7
xxx
78.68
79
3.27
106
77.26
77.14
64.73
61.78
58.4
67.9
32
8024
80
5
-23
18.3
82
117K
23
54
(表一:
GSM系统的得分评估项)
由上表可以看出,直接与拥塞率有关的评分内容有:
无线接通率(callsetupsuccessrate),五个拥塞率最高的小区(fivemostblolkedcells),系统拥塞率(sytemblock)。
此外,掉话率(dropcallrate)与拥塞率也密切相关。
GSM系统中RACH信道是一种ALOHA信道,一旦有呼叫需求,移动台立即在RACH上发出信道请求消息,而不管系统是否有可用的SDCCH,TCH。
ALOHA呼叫方式的特点是发起信道请求无需系统发出空闲指示,响应快,实现简单,但缺点是,当系统存在拥塞时,这种呼叫发式会迅速加重拥塞。
拥塞率与话务量并不是线性的正比关系。
换而言之,如果我们将严重拥塞A小区的一小部分话务量分担给相对空闲或拥塞率低的B小区,就可以大幅度降低A小区的拥塞率(尽管B小区的拥塞率可能会增大,但A,B小区的平均拥塞率得到降低)。
参见附件一
二.调整小区的有效覆盖范围均衡话务量
小区的边界
我们网络运行中经常提到的一个概念是-小区的覆盖范围。
那么小区的覆盖范围由什么决定?
小区的边界和覆盖范围是不是一回事?
实际上小区存在不同意义上的几个边界。
1。
移动台接入的边界-在这一范围内,本小区的C1/C2值最大,空闲模式下的移动台选择该小区,侦听该小区的广播,作为将来主被叫的接入小区。
2。
移动台功率预算切换的边界。
3。
发生强制切换的边界,基于以下原因发生移动台的强制切换:
上,下行信号质量(ul/dlrxqual);上,下行信号电平(ul/dlrxlev);时间提前量(TimingAdvance)。
当基站发射功率,天线高度,倾角,频率规划等因素确定后,此边界即确定。
正常情况下,大多数切换的原因是基于功率预算的切换。
应该发生在强制切换之前,所以,对话务量影响最大的切换边界应该是基于功率预算切换的边界。
见图1-小区边界及其简化模型
考虑到其他小区的移动台切换进本小区的因素,一个GSM小区的服务范围如图1所示。
小区选择边界的含义是:
以Rselect为半径,在此范围内的移动台都选择该小区建立通话。
切入边界的含义是:
来自其他小区的移动台,进入以RHO_in为半径的范围内切换至该小区。
切出边界的含义是:
移动台在该小区建立通话后,如果移动出以RHO_OUT为半径的范围,会切换至相邻的小区。
需要强调的是,这三个边界半径大小关系,并不是固定的,取决于各种参数关系。
调节Rselect/RHO_out/RHO_in,是我们进行话务量均衡的基础。
通过调整小区边界进行话务量均衡
减小rxlev_access_min可以扩大小区的服务范围,增加小区的话务量。
空闲模式下的移动台,选择C1/C2最大的小区,作为服务小区。
调整C1,就可以调整小区的话务量。
减小rxlev_access_min,则相应C1/C2增大。
小区选择半径Rseletion增大,侦听该小区广播的移动台数目增大,可以增加小区的话务量。
反之,增大rxlev_access_min,则可以减小小区的话务量,降低拥塞率。
C1=(A-Max.(B,0))
其中:
A=RXLEVAverage-P1
A对应下行信号质量,A值越大,表明下行信号越好.
P1=rxlev_access_min,决定了移动台接入系统的最小接收电平(rxlev_access_min),调整最小接收电平,可以调整SDCCH的业务量。
提高rxlev_access_min能够缩小允许移动台接入小区的区域,从而减少SDCCH的业务量。
当小区的SDCCH和TCH都出现拥塞时,可以考虑提高rxlev_access_min。
B=P2-MaxO/PPowerofMS
B对应上行信号质量,B值越大,表明上行信号越好。
P2=ms_txpwr_max_cch,决定允许移动台接入系统的最大发射功率
C1,C2,用于小区选择和重选
移动台在同一位置登记区发生BCCH重选时,目标小区C1必须大于源小区C1。
移动台在不同位置登记区发生BCCH重选时,目标小区C1必须大于源小区C1+cell_reselect_hysteresis。
C2是GSM系统可选功能,并且只适用Phase2的移动台。
C2=C1+cell_reselection_offset-temporary_offsetxH(forpenaltytime<31)
C2=C1-cell_reselection_offset(forpenaltytime=31)
其中:
T为邻小区进入移动台测量报告前六个小区的时间长度(用以减轻多径效应的影响)。
H由penaltytime和T决定:
如果penaltytime-T<0,H=0;如果penaltytime-T>0,H=1。
空闲模式下的移动台监测BA表中广播的邻小区,并保有最强的六个邻小区表。
移动台最少每5秒计算一次服务小区和邻小区的C2值。
如果邻小区位于不同位置登记区,则应将cell_reselection_hysteresis计算在内。
一个GSM小区有许多邻小区,rxlev_access_min是小区本身的参数,与其他小区没有直接关系。
所以,调整rxlev_access_min可以增加或减少本小区的话务量,但不能定向地在控制特定两个小区间进行均衡。
HO_MARGIN反映两个小区的相对关系,通过调整HO_MARGIN可以在特定的两个小区间调整话务量。
改变rxlev_access_min,对SDCCH业务量的影响更直接。
只有移动台在本小区建立通话,并保持在本小区,而不切换至相邻小区,才能够有效增加话务量。
如果小区选择半径Rseletion大于小区切出半径RHO_out,意味着移动台建立通话后,马上切换至相邻的小区,本小区的话务量并没有多少增加。
改变功率预算的切换门限,相应增大或减小小区的切出半径RHO_out或切入半径RHO_in,可以达到均衡话务量的目的。
例如将移动台由A小区切换至B小区的切换门限由Ho_margin=8增大到Ho_margin=15,即原来邻小区B的功率预算比源小区A大8dB,就触发切换。
现在必须满足邻小区B的功率预算比源小区大15dB,才触发由A到B的切换。
这样就等于扩大了小区A的服务范围,即通过增大RHO_out来增加话务量。
类似地,将移动台由B小区切换至A小区的切换门限由Ho_margin=8减小到Ho_margin=0,即原来邻小区B的功率预算比源小区A大8dB,就触发切换。
现在必须满足邻小区B的功率预算比源小区大0dB,就触发由A到B的切换。
这样就等于缩小了B小区的服务范围,扩大了小区A的服务范围,即通过增大RHO_in来增加A小区话务量。
功率预算
基站子系统根据移动台每个480ms的测量报告,评估服务小区和邻小区上下行链路哪一个更好,执行功率预算进程。
功率预算的结果影响移动台的切换和小区的覆盖。
PBGT(N)=源小区[MIN(ms_txpwr_max,P)-rxlev_dl-pwr_C_D]-邻小区[MIN(ms_txpwr,p)-rxlev_dl]
[MIN(ms_txpwr_max,P)]—接入该小区的移动台实际的最大发射功率。
P-移动台本身最大可以达到的发射功率(2Wor0.8W。
。
),与系统无关;ms_txpwr_max,系统允许移动台的最大发射功率。
(相关参数:
addcell:
max_tx_msforserverorinternalneighbor;addneigh:
ms_txpwr_maxforexternalneighbor)。
pwr_C_D=ms_tx_bts-ActualBTSoutputpower。
对源小区rxlev_dl是根据对TCH测量而来,对邻小区rxlev_dl的测量是根据邻小区BCCH得来,而通常BCCH的发射功率大于TCH,pwr_C_D用来补偿二者造成的差异,保证功率预算的正确。
PBGT(N)为正值时,表明选择邻小区将优于源小区(信号电平)。
触发基于功率预算的切换需满足条件PBGT(N)>ho_margin(可正可负)。
经简化后,可以认为PBGT(N)=邻小区RXLEV_BCCH-源小区RXLEV_BCCH=-ΔRXLEV_BCCH.
通过以上的讨论,我们知道,一个GSM小区的三个半径Rselect/RHO_out/RHO_in,是我们均衡话务量的基础。
改变每一个半径都可以调整话务量。
但是,Rselect/RHO_out/RHO_in必须满足一定的大小关系,才能保证有效地调整话务量,同时保证系统运行质量,不会带来切换次数过多,掉话增加等不利影响。
这个关系就是:
Rselect如果Rselect>RHO_out.则在此大量范围内的移动台建立通话后,马上切换至其他相邻小区。
减小HO_margin可以减小RHO_out,使部分话务量转移到其他小区,达到均衡话务量的目的。
但缺点是,引起过多的切换,增加了掉话的可能性。
。
以下我们分析如何保证RselectC1=(RXLEV_BCCH-P1)-Max((P2-MaxO/PPowerofMS),0),
一般设置相同的P2=ms_txpwr_max_cch,
移动台在A小区建立通话后,马上切换至B小区的条件是:
1.AC1-BC1=ΔRXLEV_BCCH-ΔP1=ΔRXLEV_BCCH-ΔRXLEV_ACCESS_MIN>0
2.PBGT(N)=-ΔRXLEV_BCCH>HO_MARGIN
所以:
AC1-BC1=HO_MARGIN+ΔRXLEV_ACCESS_MIN<0。
例1:
A小区-HO_MARGINA->B=-5,RXLEV_ACCESS_MIN=5(-105dbm)
B小区-HO_MARGINB->A=8,RXLEV_ACCESS_MIN=5(-105dbm)
对A小区:
ΔRXLEV_ACCESS_MIN+HO_MARGIN=(5-5)-5=-5<0
移动台在此位置建立通话后马上发生切换
例2:
A小区-HO_MARGINA->B=-5,RXLEV_ACCESS_MIN=15(-95dbm)
B小区-HO_MARGINB->A=8,RXLEV_ACCESS_MIN=5(-105dbm)
对A小区:
ΔRXLEV_ACCESS_MIN+HO_MARGIN=(15-5)-5=5>0
移动台在此位置建立通话后不会马上发生切换
例3:
A小区-HO_MARGINA->B=5,RXLEV_ACCESS_MIN=5(-105dbm)
B小区-HO_MARGINB->A=8,RXLEV_ACCESS_MIN=5(-105dbm)
对A小区:
ΔRXLEV_ACCESS_MIN+HO_MARGIN=(5-5)+5=5>0
移动台在此位置建立通话后不致马上发生切换
结论一:
我们在利用小区最小接入电平和切换门限(RXLEV_ACCESS_MIN和HO_MARGIN),来均衡小区间的话务量时,应当尽量满足条件:
ΔRXLEV_ACCESS_MINA-B+HO_MARGINA->B>0,
这样可以减少切换次数。
如果RHO_in>RHO_out,则移动台由其他相邻小区切换至本小区后,马上切换出去,甚至产生乒乓切换。
TCH话务量没有多少改变,但SDCCH的业务量增大了,切换次数增加了,增加了掉话的可能性。
有许多情况可能导致乒乓切换,其中一种情况就是不合理地设置负切换。
利用负切换可以用来均衡小区间的业务量。
如果切换门限设置不当,会引入乒乓切换。
例如小区A向小区B切换的HO_MARGINA->B=-15,当B的信号强度比A的信号强度小15dB时,就触发由A向B的切换。
B切换至A的HO_MARGINB->A=10。
当移动台满足10dB<(宏蜂窝RXVEL-微蜂窝RXLEV)<15dB,移动台同时满足由A向B切换,和由B向A切换的条件。
造成移动台严重的“乒乓切换”。
解决办法:
1.调整切换门限,满足条件:
HO_MARGINA->B+HO_MARGINB->A>0
2.增加Penalty值。
增加下次允许切换的时间。
如上例中,将切换门限修改为HO_MARGINA->B=-10,HO_MARGINB->A=15。
即可避免乒乓切换。
结论二:
为避免乒乓切换,调整切换门限进行话务量均衡时,必须满足条件:
HO_MARGINA->B+HO_MARGINB->A>0
综前所述,调整小区的有效覆盖范围均衡话务量的方法
1.调整允许接入的最小接收电平(Rxlev_Access_Min)可以调整小区话量。
增大高阻塞率小区的Rxlev_Access_Min,使C1和C2变小,缩小该小区的有效覆盖范围,从而减少话务量,达到话务量均衡。
注意不要使Rxlev_Access_Min大于20(-90dBm),人为在交界处造成盲区。
2.通过切换门限HO_MARGIN的大小可以调节话务量
增大高阻塞率小区的切入门限,减小向相邻较空闲小区切换的门限,可以非常有效地调节话务量,降低阻塞和由阻塞带来的掉话。
这一手段可以非常有效地调整,但是如果HO_MARGIN取值不合理,容易造成乒乓切换。
3.调整最小接收电平(Rxlev_Access_Min)和切换门限HO_MARGIN时,应满足:
ΔRXLEV_ACCESS_MINA-B+HO_MARGINA->B>0;
HO_MARGINA->B+HO_MARGINB->A>0
(A-server;B-neighbor)
4.既适合在拥塞小区和空闲小区间,也可以在高拥塞小区和低拥塞小区间进行话务量的均衡。
三.利用直接重试和拥塞缓解功能。
3.1直接重试(DirectedRetry)
当移动台被分配SDCCH后,但是当前小区已没有空闲TCH,此时,基站直接由SDCCH切换到相邻小区的TCH.为了提高速度,基站直接根据当前的一次测量报告计算PBGT来选择一个相邻小区的TCH来分配。
如果切换在两个BSC之间进行,则需要MSC来支持直接重试.
直接重试使移动台从发生拥塞的小区的SDCCH直接切换至相邻小区的TCH上。
即直接重试使部分位于小区选择半径Rselect的部分话务量直接分担到相邻小区,从而达到均衡话务量的目的。
见图XX。
参数Congest_ho_margin:
设置直接重试切换门限,应该比正常的切换门限(ho_margin_cell)低,使之更容易发生。
参数ho_exist_margin,定义了当发生拥塞时,需要切换出去那些话务量。
(0-disable;1-切换出去的通话数目等于指配队列中的试呼次数。
2-满足切换门限Congest_ho_margin的通话都切换出去。
)与直接重试有关的参数见附录。
图4示意小区A发生拥塞后,发生拥塞,MS2发生接入请求,MS2的话务量通过直接重试分担至邻小区B。
显然位于小区边缘的MS1比MS2更应该分担出去。
在非多层覆盖系统中,直接重试不能有选择地将RXLEV/RXQUAL较差的话务量分担出去,直接重试更适合多层覆盖系统中的微蜂窝层。
3.2拥塞缓解(congestionrelief)
当前小区的通话根据常规的PBGT算法切出到相邻空闲的小区去,以让出空闲的信道给新的试呼用户服务。
此时,移动台进行TCH-TCH的切换,不需要MSC来支持。
当小区出现拥塞时,拥塞缓解功能将最适合切换出去的通话,有选择地切换至邻小区,从而为新的呼叫释放TCH,达到均衡话务量的目的。
拥塞缓解也可根据TCH被占用的比例而激活。
参数Congest_ho_margin:
设置拥塞缓解切换门限,应该比正常的切换门限(ho_margin_cell)低,使之更容易发生。
参数ho_exist_margin,定义了当发生拥塞时,需要切换出去那些话务量。
(0-disable;1-切换出去的通话数目等于指配队列中的试呼次数。
2-满足拥塞缓解切换门限Congest_ho_margin的通话都切换出去。
)
直接重试功能和拥塞缓解功能既能各自独立应用,又可以一起应用,特别适合在拥塞小区和空闲小区间进行话务量的均衡。
拥塞缓解功能比直接重试功能的效果好。
四.利用小区接入优先级
小区禁止限制(CellBarQuality,CBQ)和小区接入禁止(Cell_Bar_Access_switch,CBA)共同决定了小区的优先级。
CBQ
CBA
小区选择优先级
小区重选状态
0
0
正常
正常
0
1
禁止
禁止
1
0
低
正常
1
1
低
禁止
在优化中,为使微蜂窝充分吸收其上层宏蜂窝的话务量,可将微蜂窝的优先级设为正常,宏蜂窝的优先级设为低。
这样不管其电平是否比宏蜂窝低,只要满足小区选择的门限,移动台将选择微蜂窝。
CBQ和CBA可以用来控制GSM900宏蜂窝间的话务量,GSM900宏蜂窝和微蜂窝间的话务量,也可以用来控制GSM900和GSM1800基站间的接入优先级,控制话务量。
五.GSM900和GSM1800小区间的话务量管理
与拥塞率,掉话率关系。
绍兴微蜂窝话务量均衡实例
3.话务量均衡的对象:
宏-宏,宏-微,微-微,宏1800-宏900,宏1800-微900
3、话务量均衡的手段
3.1
3.2
3.3
3.4directretry;congestionrelief
3.5实例绍兴、吉林
4.1
可通过系统资源的均衡提高系统接通率,降低阻塞率,减少掉话。
资源均衡的内容包括不同小区间的话务量均衡;小区信道的平衡配置,相互制约的参数之间的平衡;小区本身话务量和服务质量的平衡。
同小区间的话务量均衡
相邻小区间的话务量均衡通过:
1.通过切换门限HO_MARGIN的大小调节—增大高阻塞率小区的切入门限,减小向相邻较空闲小区切换的门限,可以非常有效地调节话务量,降低阻塞和由阻塞带来的掉话。
这一手段可以非常有效地调整话务量,但是如果HO_MARGIN取值不合理,容易造成乒乓切换,参见附录一。
2.调整小区接入优先级
小区禁止限制(CellBarQuality,CBQ)和小区接入禁止(CellBarAccess,CBA)共同决定了小区的小区的优先级
CBQ
CBA
小区选择优先级
小区重选状态
0
0
正常
正常
0
1
禁止
禁止
1
0
低
正常
1
1
低
正常
在优化中,为使微蜂窝充分吸收其上层宏蜂窝的话务量,可将微蜂窝的优先级设为正常,宏蜂窝的优先级设为低。
这样不管其电平是否比宏蜂窝低,只要满足小区选择的门限,移动台将选择微蜂窝。
3.调整允许接入的最小接收电平(Rxlev_Access_Min)
基站密度较高的地区可采用这一手段调整小区话务量。
增大高阻塞率小区的Rxlev_Access_Min,使C1和C2变小,缩小该小区的有效覆盖范围,从而减少话务量,达到话务量均衡。
注意不要使Rxlev_Access_Min大于21(-90dBm),人为在交界处造成盲区。
4.直接重试(DirectedRetry)
当移动台被分配SDCCH后,但是当