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WCDMA网络掉话问题原因及解决方案分析

WCDMA网络掉话问题原因及解决方案分析
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WCDMA网络掉话问题原因及解决方案分析

一、概述WCDMA网络中,掉话是一种普遍存在的问题现象,而掉话率是反映网络质量优劣的重要指标之一,并会直接影响到用户的感受度,因此,消除掉话问题是日常优化工作的一项十分重要的内容,而只有充分了解产生掉话的原因并掌握掉话问题的解决方法,才能达到消除掉话的目的。本文将分别从掉话的相关定义、掉话原因以及解决方法等方面进行论述,并给出具体的典型案例的分析。

、掉话及掉话率的相关定义>掉话:在WCDMA网络中,当UE或网络侧接收到的信号质量逐渐交差,并且无法通过功率控制以及切换等手段改善信号质量时,UE与UTRAN之间的无线链路就会中断,即产生掉话现象。

从信令层面上来看,掉话即RNC向CN发送RABreleaserequest或Lureleaserequest指令并且释放原因为非正常释放‘¨。>掉话率:掉话率是WCDMA系统中一项关键的KPI统计指标,即掉话发生的次数(RAB非正常释放次数)与RAB正常释放次数的比值。需要指出的是,掉话分为主叫端掉话和被叫端掉话,无论是哪一端的掉话,均只被统计为一次掉话,因为当主一q端发生掉话时,被叫端的RNC并不会发送无线资源释放指令(非正常),对于被叫端掉话同样如此。另外,掉话又可分为核心网侧的掉话以及无线侧的掉话,本文则主要关注无线侧的掉话,即UTRAN侧的掉话。

三、掉话原因及解决方案分析在WCDMA系统中,掉话可以分为射频丢失掉话、切换过程中的掉话以及传输链路掉话三种类型,虽然WCDMA网络可提供的业务种类繁多,包括R99数据业务、HSPA业务、VC以及VP业务等,但无论是哪种业务下的掉话,都被包括在上面的三种掉话类型之中,并且对于不同业务下的掉话,其引发原因总体上也是没有差别的.下面的章节中,本文将针对每一种掉话类型,具体说明其发生原理以及引发掉话的原因,并提出相应的解决方案。

1、射频丢失掉话类型(无线链路故障掉话)射频丢失掉话即无线链路故障掉话,该类掉话是WCDMA系统中最主要也是最多见的一种掉话类型,因此,深刻了解该类掉话的消除手段是日常掉话优化工作的关键。

(1)、掉话原理描述射频丢失掉话分为上行链路失败和下行链路失败两个部分,其原理示意图如下图所示:CN圈3.1射频丢失掉话的原理≯ 下行链路失败:在WCDMA系统中,UE中包含定时器T313以及计数器N313,在业务开始时均被赋予一个初值,相关的参数值在PCCPCH信道的SIBl系统消息中进行广播,使得UE能够读取该参数值.当UE连续接收到N313个失步指示时,就启动T313定时器,一旦T313定时8l器超时,UE将停止发射机发射,此时即发生下行链路失败一次掉话。>上行链路失败:同下行链路失败掉话的原理类似,NodeB中包含定时器TRLfailure,当NodeB连续收到NOUTSYNCIND个失步指示时,就会启动TRLfailure定时器,在定时器超时后,NodeB开始触发无线链路失败过程,随后RNC将释放已分配的无线信道资源,并在发送给CN的RABReleaserequest信令中说明掉话的原因为无线链路故障掉话。根据射频丢失类型掉话的原理可知,该类掉话主要是TRB复位掉话,且大多数发生在数据业务中;另外,无论是上行链路失败还是下行链路失败,都

会停止向对端发送信息,从而造成失步,等待相关定时器超时后即出现掉话,在定位掉话是上行失步还是下行失步引发时,需要分析掉话前UE的发射功率以及实时监控下的下行码发射功率来区分。

(2)、掉话原因分析导致射频丢失掉话的原因多种多样,主要包括:

a、区域弱覆盖区域弱覆盖是引发射频丢失掉话的最常见的原因,当某区域的无线环境比较复杂时,比如拐角区域多或在墙体衰耗较大的室内,由于信号遮挡或衰减比较严重,相应的区域就变成了弱覆盖区域,此时信号失步情况增多,很容易出现掉话。

b、干扰问题在WCDMA系统中,若因PSC规划不合理导致距离较近的两个小区具有相同的下行主扰码(PSC)时,位于任一小区的覆盖范围内的UE将由于同频干扰而收到大量的下行失步指示消息,进而引发掉话。另外,在上行链路上,干扰主要来自于外部干扰源,同样会影响信令信息的正确解析,从而导致掉话。

c、导频污染导频污染是WCDMA系统中的常见问题,当出现导频污染时,由于激活集更新频繁,所以UE占用信道的变更也较频繁,乒乓切换现象明显,极易出现掉话;此外,导频污染意味着相关覆盖区域内下行干扰的加剧,进而会引发下行链路失败掉话.

d、无线参数设置不合理在WCDMA系统中,与射频丢失掉话相关的无线控制类参数数量繁多,当这些参数值设置不合理时,很容易引发掉话问题,具体分析如下:>导频信道(PCPICH)发射功率设置不合理:当该发射功率设置过小时,将会引发小区边缘区域或室内区域的信号电平或质量值过低,进而导致掉话.》UE侧或网络端的相关计数/定时器初值设置不合理:当相关计数/定时器的初值设置偏小时,如果信号出现短暂性恶化(类针尖效应),就82会很容易因计数器超时导致掉话;而当初值设置过大时,就会拖延掉话的发生,从而严重降低用户感受度,并造成无线资源利用率的下降。>功控参数设置不合理:当功率控制参数中的各个质量或电平触发门限设置不合理时,会导致UE在信号逐渐恶化时无法通过功率控制算法进行改善,进而产生掉话。

邻区关系配置不合理:当出现邻区漏配或邻区数据定义不正确时,将导致UE不能正确的执行切换过程,继而随着信号的持续恶化最终发生掉话。≯ 切换参数设置不合理:当切换参数中的小区偏移CIO值、Hysteresis滞后值以及事件触发问隔TimetoTrigger值设置不合理时,将会使得UE在信号质量逐渐变差的情况下不能及时快速的实施切换来改善信号质量或引发乒乓切换,从而引发掉话。此外,在需要触发异频或异系统切换以防止掉话发生的环境下,如果开启压缩模式的相关参数设置不合理,就会导致压缩模式启动过迟而使得UE不能及时的进行异频或异系统测量,进而因没有及时触发切换事件而产生掉话【4】.

e、设备硬件故障如果由于设备模块故障出现输出功率过低或无法正确进行信号的接收、解析时,掉话将问题随之出现。需要指出的是,当LIE或UTRAN设备出现信令消息发射异常时,可能会引发RNC对掉话数量做出错误的统计,此时使用终端的用户不会感受到掉话现象,受影响的只是由RNC统计的掉话率指标.

f’天馈系统问是当小区内天线下倾角和方位角设置不合理时,会导致越区覆盖或弱覆盖问题,继而引发孤岛效应、同下行主扰码干扰、导频污染等,另外,天馈线的驻波比问题也是导致失步指示消患增多进而出现掉话的原因之一.

(3)、解决方案论述针对上述引发掉话的各种原因,下面的章节中将具体论述减少射频丢失类型掉话的几种主要的解决方案:

a、天馈系统调整天馈系统调整主要是指对小区内的天线下倾角以及方位角进行调整,并注意消除天馈线的驻波比异常.首先,对于因复杂的无线环境而导致的区域弱覆盖问题,如拐角区域、封闭室内区域等,天馈调’整是一个有效的解决办法:在实际的网络中,由于拐角区域的地理地物对无线信号有明显的遮挡作用,所以此类区83域多处在两个小区覆盖区域的交界处,并n由于遮挡严重,信号会出现较快的衰落,因而当UE移动到此处时,虽然应该买施小区切换,但由于相关两个小区的信号质量均变化较快,故切换事件或功率控制流程往往不能被及时触发,从而很容易产生掉话。通过将天线的下倾角和方向角调整到一个合适的位置,可以使其中一个小区的覆盖范围越过拐角区域,从而能够消除拐角区域的信号遮挡阴影,保证信号不会出现突然的衰落,并能够保证切换事件在UE到达拐角区域之前就被触发,使得执行切换的时间比较充裕。其次,天馈调整对于消除导频污染也是一种直接的解决方法:导频污染是指在UE的使用地点。存在多个小区的导频信道电平(PCPICHRSCP)较高且彼此将相差不大的情况,具体描述可采用下面的公式【51:·PCPICHRSCP>.85dB的小区个数>4个;●PCPICH—RSCP(1st)一PCCPCH_RSCP(4th)<6dB。当上述两个条件都满足时,即可判断为导频污染。当出现导频污染时,既会造成严重的下行干扰,使得相关小区的Ec/Io均较差,也会因为没有主服务小区使得乒乓切换现象突出,这些问题都将引发较多的掉话,此时,可以根据实际情况调整其中一个小区的天线下倾角及方位角,使该小区在干扰位置成为主服务小区,也可以通过调整其他几个小区的天线参数,减小导频信号到达UE使用区域的强度,从而减少电平值相近的导频个数。如果条件干扰来自一个基站的两个扇区,则可以考虑进行扇区合并。可以说,天馈调整是解决掉话问题的最常用的手段,其效果也是最直接、有效,但可调整的内容却比较有限,此外,天馈系统的调整需要综合考虑调整后整个小区的使用效果,在解决一个问题的同时要注意不引入新的问题。在允许多次调整天线的时候,可以根据经验并结合实际路测结果及KPI指标值来进行调整。

b、邻区雨配核查如果UE的业务使用地点存在主服务小区邻区的漏配问题,当UE移动到主服务小区与漏配邻区的边缘区域时,就会无法正常的实施切换过程,继而随着无线信号的持续恶化而产生掉话,因而,通过邻区漏配核查找出被漏配的小区,就能够有效的解决由于缺少切换关系而出现的掉话。邻区漏配包括同频邻区漏配和异频邻区漏配,在WCDMA系统中,漏配邻区的核查有如下两种方法,其中异频邻区漏配只能使用第一种核查方法:/通过DT测试分析:观察掉话发生邻近时刻DT测试结果中记录的BestServerEc/

Io信息,如果路测结果中记录的Best—Server—Ec/Io很好,就去检查Best—Server—Ec/lo对应的小区扰码是否出现在掉

话邻近时刻同频测量控制命令的邻区列表中。如果同频测量控制的邻区列表中没有该扰码,那么可以确认是邻区漏配./通过MR数据分析:根据WCDMA系统中UE检测集的更新算法,当不在被核查小区邻区列表中的某小区信号电平或质量测量值优于设定门限时,该小区将进入UE检测集,通过分析上报测量报告中的检测集信息,进而统计出某小区进入UE检测集的次数,若进入次数达到一定数值,则可以判定该小区是被核查小区的漏配邻区。

c、无线参数调整

1)、小区偏置(CIO)以及迟滞值(Hysteresis)调整根据切换事件判断算法,适当增加小区偏置值(CIO)或减小迟滞值(Hysteresis),将有利于lA事件的触发,进而引发相应的软切换,使得合适的目标小区能够较快的加入到UE的激活集中,因此,通过这两个参数的调整,能够在无线信号较差的区域尽早且及时的实施切换,从而保证UE接收到的信号质量维持良好,预防掉话的出现。同样,当主服务小区出现针尖效应时,如果上述两个参数设置不合理,会导致服务小区过快的退出激活集或发生最好小区变更,此时,如果新的主服务小区的信号快速衰落,则退出激活集的原主服务小区就可能因为UE无法解析切换命令而无法从新进入激活集,并最终导致掉话,因此,根据判决算法,适当增加CIO值或减小Hysteresis值就能够有利于阻碍lB或lD等事件的发生,继而防止主服务小区在出现针尖效应时过快的退出激活集或发生最好小区变更.可见,对于小区偏置(CIO)以及迟滞值(Hysteresis)的设定,应该具体情况、具体分析,进行均衡性的调整。2)、TimetoTrigger参数调整TimetoTrigger参数是指从无线信号质量满足上报事件(event)的判决条件到向网络上报该事件的时间间隔,在该时间间隔内,如果出现测量值不再满足判决条件,则事件不会被上报给网络.对于无线信号质量波动较多的区域,适当增加该参数值,.能够尽量保证在信号比较稳定的情况下再上报相应的事件,进而实施切换,从而可以减少乒乓切换发生的可能性,继而减少掉话的数量;但如果该参数值设置过大,则不能保证实施切换的及时性和快速性,同样会增加掉话发生的概率。3)、导菝发射功率(PCPICHPower)调整下行无线链路中的伴随信令信道功率是通过对导频发射功率进行偏移得到,而伴随信令信道的功率与能否正确解析该信道上的消息患患相关,因此,适当增加导频发射功率,能够增加小区边缘区域及室内区域的伴随信令信道功率,从而有利于正确解析信道上的消息,减少掉话问题。对于导频污染问题,调整导频发射功率也是一种有效的解决方案,根据实际情况,适当增加目的主服务小区的导频发射功率,减小其余强导频小区的导频发射功率,就可以到达85消除或缓解导频污染的目的。但是,如果导频发射功率过大,业务信道分配到的功率就会过小,会使得用户的感受度有所下降。

4)、UE相关计数/定时器初值调整当UE的使用地点出现下行信号的针尖效应(即信号突然减小后很快恢复)时,如果UE中的T313或N313的初值设置较小,掉话就很容易在信号回到正常值之前发生,因此,适当增加计数器的初值,就能够防止掉话过快的发生,使得UE能够坚持到信号恢复正常;但是,如果相关定时/计数器初值设置过大,就会拖延掉话的发生,从而严重降低用户感受度,并造成无线资源利用率的下降。

5)、业务信患最大重发次数调整该参数出现在数据业务中(Ps域),当无线环境中存在较严重的干扰时,如果业务信息最大重传次数设置偏小,业务信息就很难成功的被UE接收【51,此时需要适当增加信息的最大重传次数,以增强抗干扰的能力。

2、切换过程中的掉话

(1)、掉话原理描述圈3.2切换过程中的掉话原理切换过程中的掉话是一种SRB复位掉话,可分为同一RNC下小区切换过程中的掉话以及RNC问小区切换过程中的掉话,下面的论述中文章将以同一RNC下小区切换过程中的

掉话为例进行相关分析,RNC问小区切换过程中的掉话则完全类似.如上图所示,当UE在源小区收到ActivesetUpdatet主要是指lD事件)或PysicalchannelReconfiguration(异频硬切换)消息后,既没有成功响应切换命令切换至目标小区或将目标小区添加进激活集,也没有返回原小区信道或经由激活集内的其他任一小区向RNC发送相应的Failure消息,此时UE已与网络脱离联系,随着RNC中相关控制定时墨的超时,RNC就会通知相关网元释放占用的信道资源,并在发送CN的RABReleaserequest信令中说明掉话的原因为切换过程中的掉话f21131。通过上述原理分析可知,切换过程中的掉话必定是发生在切换过程开始实施之后的,并且,如果UE在相关定时器前已经回到原信道或通过激活集中的其他小区发送回了failure消息,此时虽然发生了切换失败但不再统计为一次掉话,因此切换失败不等于切换掉话。需要特另0注意的是,切换失败UE虽然回到了原信道,但由于此时无线信号质量已很差(否则也不会触发切换),随后很有可能会出现无线链路故障掉话。可以说,切换掉话是在切换过程中出现的掉话,其前提是RNC没有收到失败信息或者成功信息并且相关计时器到时,如果RNC收到了其中一种信息,其后再出现的掉话就不再属于切换掉话。

(2)、掉话原因分析相比上面的射频丢失掉话,导致切换过程中掉话的原因相对较少,主要包括:a、干扰问题在下行链路上,当参与切换的源小区或目的小区与邻近的其他小区存在同下行主扰码(DL—PSC)的情况时,就会导致同频信号干扰,进而影响UE对切换相关命令的解析以及对新信道资源的占用,并会阻碍UE在不能正常响应切换时回到原信道,从而很容易造成相关定时器超时继而产生掉话。另外,如果在上行链路存在来自于外部的干扰源,同样会因相同的原因影响相关切换信令信息的正确解析,从而导致掉话。b、无线参数设置不合理对于切换过程中的掉话,不合理的无线参数设置也是重要原因之一,其中最主要的一项参数就是相关定时器的初始设置值,由于其他参数对该类掉话的影响十分有限,故本文中不在分析。在切换过程中,如果相关定时器初值设置过小,则预留给UE和网络端执行切换流程的时限较短,因此,相关定时器很可能在UE向RNC发送切换完成信令(activesetupdatecomplete)或失败消息(HOfailure)之前就已超时,并统计为一次掉话.e、设备硬件故障同射频丢失掉话一样,如果在切换过程中,基站设备模块出现故障进而导致目的小区输出功率过低或无法正确进行信号的接收、解析,也会引发切换过程中的掉话.

(3)’解决方案论述针对上述引发掉话的各种原因,在下面的章节中将对消除切换过程中掉话的几种主要解决方案做出具体的分析:

a,邻区DL_PSC棱查及干扰豫查找对参与切换的源小区和目标小区分别进行邻区DL—PSC核查,能够有效的排除它们与87邻近小区出现同下行主扰码的情况,继而消除了无线信号的同频干扰问题,避免出现UE无法正确解析切换相关信令信息的情形,使得切换过程可以顺利的实施,从而有利于消除因相关定时器超时引发的切换过程中的掉话。对于外部干扰源的查找,现场扫频是一种最直接有效的手段,通过对查找出的外部干扰源进行消除,将能够减少出现切换过程中掉话的可能性。

b、无线参数调整对于切换过程中的掉话,所涉及的无线参数调整主要是指相关定时器的初值调整,根据上面的掉话原因可知,当定时器初值设置偏小或切

换地点整体信号质量不理想时,该类掉话很容易发生,因此,可以适当增加定时器初值设置,从而使得切换过程具有更加充裕的执行时间,减少UE返回的回应消息来不及发送的概率,进而降低切换过程中掉话的出现的可能性。

3、传输链路掉话传输链路(Lub接口)掉话是WCDMA系统中的一种常见掉话,但其定义及引发原因均比较简单,因而针对该类掉话的解决方案也是比较直接的。

(1)、掉话相关定义当Lub接I:3上的传输链路中断时,当前正在进行的无线业务通话过程即会中断,此时即产生了一次传输链路掉话,其统计点为RNC收到了传输链路断连的信令消息。

(2)、掉话原因及解决方案分析根据一般经验,引发传输链路掉话的原因绝大部分是与设备及线路状态相关的,具体如下:a、Lub接I:1传输线路问题:当Lub接121上的El线路或者FE链路出现中断或传输不稳定(时断时续)时,会引发传输链路掉话。b、NodeB侧硬件故障:常见的NodeB侧的硬件故障包括传输接口接触不良、时钟与控制处理板(CC板)故障等,当出现上述故障时,就会产生传输链路掉话。c、RNC饲硬件故障:同NodeB侧的故障类似,RNC侧的硬件故障也包括传输链路(El或FE)接头与RNC传输处理板接触不良、RAU处理板故障等,此类故障同样会导致传输链路掉话。通过上述的传输链路掉话原因可知,故障排查即是解决该类掉话的最有效的办法,具体来说包括:≯ 检查传输板接1:3是否存在接触不良问题≯ 排查NodeB中CC板卡及Fs板卡是否存在告警≯ 排查RNC中的RAU等板卡是否存在告警信息

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