SDCCH接通率低原因分析一例

6.2 SDCCH接通率低原因分析一例 摘 要：本文根据实际工作中个别小区SDCCH接通率低的情况利用MPA7300及COMPASS软件对随机接入的信令流程进行具体分析及验证，确定同频同BSIC小区之间可能存在接入干扰的原因，并提出解决的方法。 关键词：干扰 信令 随机 接通率 1、 现象： 近一年多来，随着GSM扩容工程的不断进行，一批又一批的新建基站投入运行，市区基站频点的复用距离越来越短。我们在BSC的STS中发现SDCCH接通率有逐渐下降的趋势，约下降了3%。其中有几个小区的SDCCH接通率在55%--75%间。于是我选了较为典型的一个小区（厦岭路1）来具体分析。 2、 初步分析： 用MPA7300在小区厦岭路1的Abis接口录了近一小时的信令，通过COMPASS 软件处理后，在“OVERALL ANALYSIS REPORT”中看到有约500次的“TRX where assigned SDCCH are not used”,它直接造成了SDCCH接通失败。通过对照，发现其次数与BSC STS 中SDCCH分配不成功的数量相差不大，可见这是导致SDCCH接通率低的主要原因。其具体的信令过程如图一： 图一：TRX where assigned SDCCH are not used（厦岭路1）。 从图一的信令流程来看: BSC收到MS在RACH(Random Access Channel )发出的channel request消息后， 要求BTS激活一个SDCCH，BTS 激活信道并向BSC 确认，接着BSC通过BTS 在AGCH 上向MS发出Immediate Assignment消息，然后BTS在指定的SDCCH等了1.9秒都收不到MS的任何回应，于是BSC要求BTS释放刚才已激活的SDCCH。 进一步解码RACH上Channel Required消息的内容，见图二： 图二：厦岭路1收到的Channel Required消息的具体内容。 由上图可见，Access delay 为31（由BTS通过RANDOM ACCESS BURST计算出来的TA值，在即时分配时发送给MS，MS在接入专用信道时使用），似乎是MS在距离厦岭路基站17公里外的地方发来的。我对这500次的“TRX where assigned SDCCH are not used”信令流程进行抽查统计，发现其中Access delay值等于30或31的占90%以上，其余的基本在0与5间。观察该小区的测量报告在TA轴上的分布情况，见图三： 图三：厦岭路1的测量报告在TA轴上的分布图。 由图三可见，在TA=30或31处没有实际话务，可初步认为BTS收到的这种Channel Request 消息是干扰信号。在BSC限定MAXTA参数为28（28<30）后，再统计，该小区的SDCCH接通率由原来的55%左右上升到90%以上，在信令上分析，原来的“TRX where assigned SDCCH are not used”变成了“TRX where “Channel Required” get no “Immediate Assignment””,即BSC判断实际的TA值大于MAXTA，就拒绝分配SDCCH给MS，于是避免了SDCCH接入失败的发生。 3、 进一步分析： 厦岭路1的SDCCH的接通率恢复了正常，但问题仍然存在：因为在距离厦岭路基站17公里的区域没有与厦岭路1同BCCHNO且同BSIC的小区。究竟上述的“干扰信号”是什么设备在哪儿发射出来的呢？ 经过分析与思考，我怀疑“干扰信号”是处于陵海基站第一小区（与厦岭路1同BCCHNO和BSIC，距离厦岭路基站2.6公里）内的MS所发出的。为了验证，我用两台MPA7300信令仪同时录下厦岭路1和陵海1在Abis口的信令。 用COMPASS软件分析录得的上述两个小区的信令，可完全确定“干扰信号”确实是处于陵海1内的MS所发出的。理由是：在厦岭路1基本上所有的“干扰信号”（Channel Request且其中Access delay约为30）都有在陵海1录得的同一时间的Channel Request消息与之相对应，而且消息中的“Random access information”完全相同。另外，与之对应的陵海1的Channel Request消息都是正常信令流程中的消息。下面举一对相对应的消息解释。图四是厦岭路1收到“干扰信号”的一个信令流程（已将MAXTA设为28）。 图四：厦岭路1收到“干扰信号”的一个信令流程 在COMPASS上双击图四中的时间区域，解码Channel Required中的具体内容，MS发出的消息中的随机号码（Random access information）是09。下面再来看在陵海1录得的同一时间的一个正常信令流程，见图五： 图五：在陵海1录得的同一时间的一个正常信令流程 说明：由于录信令时，两台MPA7300信令仪的系统时间错开了一个小时零1秒，图四中CHNRQD的时间10：00：53.383和图六中CHNRQD的时间09：00：52.556实际上是”同一时间”。图五是处于陵海1附近的MS在陵海1做LOCATION UPDATE的信令过程，解码CHNRQD的具体内容，见图六： 图六：在陵海1同一时间的CHNRQD消息的具体内容 由图六可见，在陵海1同一时间录得的CHNRQD消息中，MS发出的消息的随机号码（Random access information）也是09，与在厦岭路1同一时间录得的随机号码完全相同，因此可以断定：在那个时间，厦岭路1与陵海1的BTS收到的是同一个MS发出的同一个消息。查看其它时间的消息，也能看到完全类似的现象。从图七还可看到，Access delay的值为0，可见这是距离陵海基站很近的MS所发出的。见图七的示意图。 图七：陵海1的上行信号对厦岭路1的干扰 由于MS实际选择的服务小区是陵海1，是以陵海1的同步信号为参考来同步的，所以厦岭路1的BTS收到锁定于陵海1的MS的Channel Request 消息时，它测得的Access delay值与MS和厦岭路基站间的距离没有关系。这就是Access delay值为30而厦岭路基站与陵海基站间的距离却只有2.6公里的原因。 4、 相关系统技术 下面谈谈GSM系统本身所具有的防止“重复接入”现象发生的机制。 我们知道，“Channel Request”消息是MS接入网络时发出的第一条消息，它在RACH中传送，为了使发送的BURST尽量短而不干扰到同一载波的下一个时隙，它所携带的内容非常少。它没有携带MS的IMSI号，只有5比特的Random Number（随机号码）和3比特的Establish Cause（建立原因码），见图八（图中数字为比特数）： RND EST BSIC 固定比特 信息 图八：Channel Request 中携带的信息 Channel Request 中的内容除了Random Number 和Establish Cause 外，还包含了固定比特与BSIC做“异或”计算得出的6比特的信息。BTS收到以上信息后，对此6比特信息与基站本身的BSIC再进行一次“异或”计算（A B B= A)，若计算结果不是预定的“固定比特”，则说明在MS参与“异或”计算的BSIC与在BTS参与“异或”计算的BSIC不同，BTS对此类Channel Request 消息不予理睬，因此它能防止同BCCHNO不同BSIC的小区间的信号干扰和错判。 由于不同的MS发出的Channel Request 消息都是图八所示的格式，不同MS间相区别靠的是Random Number，它是MS随机产生的号码，每次接入都不一样。BTS收到后，会在响应的Immediate Assignment消息中加入刚才收到的Random Number，以使MS能判断哪一个Immediate Assignment消息是属于自己的。Random Number的作用是区别同一小区内的不同MS，但如果两个同BCCHNO同BSIC的小区都收到同一MS的Channel Request 消息，并都响应Immediate Assignment消息（消息中都加入了正确的Random Number），此时MS怎样判断哪一个消息才是服务小区的呢？靠TDMA帧号。MS发出Channel Request 消息时，自己记下了当时的帧号（帧号没有发出），而BTS发出响应的Immediate Assignment消息时，会把接收到Channel Request 消息时的帧号加入其中，这样，MS收到Immediate Assignment消息后，把消息中的帧号与自己刚才记下的帧号相对照，则可判断是服务小区的响应还是干扰小区的响应（因为不同小区的帧号是互相独立的），如果判断为干扰小区的响应，则MS不予理睬，继续等待服务小区的响应，而被干扰小区就出现分配SDCCH后不被占用的现象，这就是上述的厦岭路1与陵海1间干扰的情况。 5、 几点说明 1、厦岭路与陵海基站都处于汕头市区，周围再没有与之同BCCHNO同BSIC的小区。所以厦岭路1收到的“干扰信号”基本上都来自陵海1，即都有在陵海1的相同时间的正常信号与之相对应。否则，应注意“干扰信号”很可能来自几个小区。 2、厦岭路与陵海基站间还有两个与之 同BCCHNO但不同BSIC的小区，它们与厦岭路的距离更近，却对厦岭路1没有产生明显的干扰，这从实践上证明了Channel Request 消息中“固定比特”屏蔽同BCCHNO不同BSIC的小区的干扰信号的作用。见图十（同频小区用椭圆圈起来）： 图九：厦岭路、陵海及周围同频小区的地理位置 3、由于MS发出Channel Request 消息时，它用最大功率发射（最大功率由参数MSTXPWR设定，一般设为2W），而且被干扰小区的RACH在没有当地MS接入时是空闲的，没有信号发射，不能淹没掉干扰，所以此干扰信号的强度只要高于BTS的接收机灵敏度就可能被收到并正确解码。随着扩容工程的进行，小区的同频复用距离越来越小，同BCCHNO同BSIC的小区的距离也在缩小，因此这种现象应该不同程度地存在于其它小区。 6、 解决办法 上述的这种干扰现象对GSM话音接通率和用户的感觉没有直接的影响，但它对网络的性能的影响有以下几点： 1、 干扰了小区的SDCCH的分配，造成了SDCCH资源的浪费。 2、这“干扰信号”增加了本地的正常接入信号被碰撞而不能被正确解码的概率，可能造成MS寻呼不应及切换不成功，将间接影响GSM话音接通率。 3、既然MS在接入时受到其它小区的上行干扰，那么MS在通话时上行信号也同样会受到干扰（因为是同BSIC，所以此干扰应给予重视），只不过程度没有在接入时那么严重。 下面谈解决的方法： 1、如果情况象上述的例子（干扰信号的Access delay值很大，在该处没有实际话务），可以用参数MAXTA屏蔽掉干扰信号。 2、更换干扰小区或被干扰小区的BSIC，利用Channel Request 消息中“固定比特”屏蔽掉干扰信号。频率规划时，最好使同BCCHNO同BSIC的小区间的距离都大于4公里。 3、调整被干扰小区的接收天线的方向或下倾角，降低受干扰的可能。 4、 改变干扰小区或被干扰小区的BCCHNO。 我运用以上的方法，提高了一些问题小区的SDCCH接通率，见下： 小区名 SDCCH接通率（%） 调整前 调整后 厦岭路1 58 93 南海1 67 97 西港3 83 97 联升2 81 96 二马路2 78 97 邮校1 81 87 广澳1 76 88 澳头 78 92 关华市3 72 95 参考目： [1] GSM SPECIFICATIONS 04.08 [2] GSM SPECIFICATIONS 05.02 [3] GSM ADVANCED SYSTEM TECHNIQUE 作者姓名:黄瑾新 职称:工程师 工作单位:汕头公司网络分析室 地址:汕头市全球通大厦20楼网络分析室（515041） 联系电话：0754-8922252 电子邮箱：huangjx@st.gmcc.net 5 3 33 6 8 6 8 6