GSM網(wǎng)絡TCH擁塞率產(chǎn)生原理及解決方案
一、TCH擁塞率定義
1、TCH擁塞率計算公式
TCH擁塞率有兩種定義，一種是包括切換因素所產(chǎn)生的TCH擁塞率，一種是不包括切換因素所產(chǎn)生的TCH擁塞率。其定義公式如下:
TCH擁塞率(包括切換)
=TCH占用失敗次數(shù)(包括切換) / TCH占用請求次數(shù)(包括切換)*100%
=(TCH呼叫占用失敗次數(shù)+極早指配的TCH占用失敗次數(shù)+BSC內(nèi)入小區(qū)切換TCH占用失敗次數(shù)(由于擁塞)+BSC間入小區(qū)切換TCH占用失敗次數(shù)(由于擁塞)) / (TCH呼叫占用請求次數(shù)+極早指配的TCH占用請求次數(shù)+ BSC內(nèi)入小區(qū)切換TCH占用請求次數(shù)+BSC間入小區(qū)切換TCH占用請求次數(shù))
TCH擁塞率(不包括切換)
=TCH占用失敗次數(shù)（不包括切換）/TCH占用請求次數(shù)不包括切換*100%
=(TCH呼叫占用失敗次數(shù)+極早指配的TCH占用失敗次數(shù)) / (TCH呼叫占用請求次數(shù)+極早指配的TCH占用請求次數(shù)) * 100%
2 、指標統(tǒng)計點分析
TCH擁塞率不論是包括切換還是不包括切換，都要涉及到TCH占用失敗和占用請求的概念。它們的統(tǒng)計點分析如下:
其中TCH占用請求次數(shù)(包括切換)是指所有占用SDCCH后對TCH的試呼次數(shù)。在主叫和被叫試圖建立通話時，統(tǒng)計點為分配請求消息“Assignment Request”； 在及早分配時指派TCH信道用做SDCCH的情況，統(tǒng)計點為分配請求消息“ChannelRequest”； 在各種切換時統(tǒng)計點為切換請求消息“Handover request”。
TCH占用失敗次數(shù)(包括切換)是指所有占用SDCCH后對TCH的呼叫失敗次數(shù)。在主叫和被叫占用SDCCH后試圖建立TCH失敗時，統(tǒng)計點為分配失敗消息“Assignment Failure)”；在及早分配時指派TCH信道用做SDCCH時，統(tǒng)計點為立即分配失敗消息“Immediate Assignment Reject”； 在各種切換時統(tǒng)計點為切換失敗消息“Handover Required Reject”。
TCH占用請求次數(shù)（不包括切換）是指所有占用SDCCH后對TCH的試呼次數(shù)。在主叫和被叫試圖建立通話時統(tǒng)計點為分配請求消息“Assignment Request ”；在及早分配時指派TCH信道用做SDCCH的情況，統(tǒng)計點為分配請求消息“Channel Request”； 不包括各種切換情況。
TCH占用失敗次數(shù)（不包括切換）是指所有占用SDCCH后對TCH的呼叫失敗次數(shù)。在主叫和被叫占用SDCCH后試圖建立TCH失敗時統(tǒng)計點為分配失敗消息“Assignment Failure”；在及早分配時指派TCH信道用做
SDCCH時，統(tǒng)計點為立即支配失敗消息“Immediate Assignment Reject”；
不包括各種切換情況。
二、TCH擁塞形成原因及解決建議
1 網(wǎng)絡容量及話務分布
1.1 話務的均衡性
我們都知道一個移動網(wǎng)絡的無線話務容量決定于網(wǎng)絡中基站/小區(qū)的數(shù)量、各小區(qū)的無線信道配置數(shù)量以及各小區(qū)的覆蓋范圍。從目前移動網(wǎng)絡的建設中來看，網(wǎng)絡整體的理論無線容量并非是產(chǎn)生話音信道擁塞的主要原因。產(chǎn)生TCH擁塞的主要原因是因為在網(wǎng)絡建成之后，基站/小區(qū)的位置是死的，各小區(qū)的無線信道配置及覆蓋范圍也定下來了。但是網(wǎng)絡在其中各位置上提供的無線容量是與實際的用戶分布（即容量需求）是有偏差的，這樣會在實際用戶量較大的小區(qū)出現(xiàn)TCH擁塞現(xiàn)象。另外隨著該地區(qū)城市建設及社會經(jīng)濟的發(fā)展，原來建網(wǎng)時所考察的用戶分布密度又會有所變化，這樣也會在部分地方出現(xiàn)TCH的擁塞這類情況。在實際的網(wǎng)絡優(yōu)化中是經(jīng)常遇到的問題。
解決此類問題一般有兩個途徑：第一是從根本上解決及通過詳細的網(wǎng)絡評估，找出TCH擁塞的小區(qū)，并依據(jù)擁塞的嚴重程度給出一個詳細的網(wǎng)絡擴容方案，即通過擴容進行解決。當然這是相對的根本上，隨著城市建設和社會經(jīng)濟的進一步發(fā)展，又會出現(xiàn)新的TCH擁塞，又必須進行新的擴容。這本身也是各運營商隨著用戶不斷增長而隨之進行不斷建設的正常現(xiàn)象；第二是通過網(wǎng)絡優(yōu)化，在即定的網(wǎng)絡整體配置中，總能有相對比較空閑的小區(qū)。那么通過空閑小區(qū)和繁忙小區(qū)之間載頻的相互調(diào)配，也可以對TCH擁塞率進行緩解。另外在這種方法中往往打開直接重試、負荷切換來進行配合，以使TCH擁塞率能盡可能地得到緩解。從運營商的角度來看，每一塊載頻都意味著投資，因此在一個即定的網(wǎng)絡中通過載頻的調(diào)配，到達網(wǎng)絡容量的充分利用，又達到網(wǎng)絡優(yōu)化的目的，是一舉兩得的事情。但是第二種方法是有限度的。若實際的用戶容量無論在總量上還是在分布上都很逼近網(wǎng)絡的配置容量，則必須進行擴容。
1.2 話務分布環(huán)境
這種情況往往是在網(wǎng)絡規(guī)劃時基站選址不當所產(chǎn)生的。
前面提到了TCH擁塞率的概念，它是由TCH占用失敗次數(shù)除以TCH占用請求次數(shù)。因此當無線信號不好時經(jīng)常會出現(xiàn)TCH信道占用不上，即會出現(xiàn)TCH擁塞。需要注意的是這類擁塞并非是TCH信道真的沒有資源可以分配了，而是由于無線接口的原因使TCH信道占用不上產(chǎn)生擁塞。例如在基站覆蓋的邊緣區(qū)域，有用戶群村鎮(zhèn)存在。由于在這個區(qū)域內(nèi)，手機所接收到的信號已經(jīng)非常微弱，同樣手機上行的信號也很微弱。因此在這里手機發(fā)起呼叫，很容易產(chǎn)生TCH占用失敗的情況，從而造成TCH擁塞。應當指出的是，此時系統(tǒng)的TCH資源卻有可能是很充足的。
解決這類問題需要調(diào)整天線的方位角或下傾角，并將基站的靜態(tài)發(fā)射功率開到最大，總之需要增強該區(qū)域的信號強度。另外BSC參數(shù)中可適當降低RACH忙門限，來使手機占用TCH信道時盡可能成功，從而減小TCH擁塞率。若這些方法都不能起到根本作用則需要在該用戶群的近處增加基站。
2 設備安裝及故障
2.1 天饋安裝及故障
在基站的天饋安裝及配置中，有多種情況將會導致TCH占用失敗。
1） CDU/SCU配置導致TCH占用失敗
例如在一個4載頻的小區(qū)中我們通常會使用CDU+SCU的合路配置方式，經(jīng)常是BCCH所在的TRX通過CDU上天線，其他TRX通過SCU進行合路，然后再通過CDU上天線。這樣BCCH所經(jīng)過的通道和非BCCH所經(jīng)過的通道合路損耗就有較大的差別，所以非BCCH所在的信道發(fā)射的功率比BCCH所在的信道要小。在手機發(fā)起呼叫時（特別是在離基站較遠的時候），若系統(tǒng)給手機指配了非BCCH所在TRX上的TCH信道，則由于它的發(fā)射功率很低，就很容易造成TCH信道占用失敗。
解決該問題有兩種方法一是在配置時BCCH所在的TRX放在經(jīng)過SCU的通道上，這樣它的發(fā)射功率相對較小，不會出現(xiàn)指配非BCCH所在TRX上的TCH信道時出現(xiàn)失敗。二是改善配置，不采用SCU的合路方式，對于此例可采用雙CDU的配置方式，使各TRX所在通道的損耗相同這樣也可以避免由于各載頻發(fā)射功率的不同而產(chǎn)生TCH占用失敗。當然，從性能上來說后者比較好，因為CDU的損耗小于SCU的損耗。所以后者配置下的覆蓋距離要比前者好。但是后者的配置成本較高。
2） 天饋安裝不當導致TCH占用失敗
這方面典型的案例有：
小區(qū)天線接反，小區(qū)的發(fā)射天線和接收天線接反，這樣信號的上下行通道將會產(chǎn)生比較嚴重的不平衡現(xiàn)象。若用戶在發(fā)射天線所指向的一方，則接收天線背向用戶。手機在呼叫過程中收到了系統(tǒng)下發(fā)的TCH指配命令，由于接收天線背向增益很小，這時手機的上行信號的電平和質(zhì)量很差，導致TCH占用失敗，產(chǎn)生擁塞。
解決該問題我們需要進行路測或者使用信令分析儀對上下行信號的電平和質(zhì)量進行分析。重點看是否有不平衡的現(xiàn)象。找到后進行針對性解決。
小區(qū)采用單極化天線時，小區(qū)內(nèi)主集天線和分集天線的方位角和下傾角安裝不一致或兩根天線的分集或隔離間距不夠，都會產(chǎn)生信號上下行不一致的現(xiàn)象，從而造成TCH占用失敗較多。
這些問題的解決方法與上面的思路相同。對于使用雙極化天線的小區(qū)則不會存在此類問題。
3）天饋故障導致TCH占用失敗
天饋線由于損傷進水，接頭松動等現(xiàn)象可能會產(chǎn)生天饋線駐波比增大，導致實際發(fā)射功率和接收靈敏度下降，這樣也比較容易出現(xiàn)TCH信道占用失敗，產(chǎn)生TCH擁塞。
這些問題需要仔細檢查天饋各環(huán)節(jié)如塔放、功放、合路器饋線等器件是否有駐波告警。另外一個很粗略但是很簡便的方法是在基站腳下用測試手機測試一下基站的實際發(fā)射信號，若信號強度在-30到-50dBm左右則屬正常，太小則可能存在問題。
2.2 板件故障
板件故障中最為典型的就是載頻板故障，板件故障所產(chǎn)生的TCH占用失敗與小區(qū)天饋安裝或故障所產(chǎn)生的TCH占用失敗有一個明顯的區(qū)別。即前者導致的現(xiàn)象往往是小區(qū)內(nèi)的信道可用率會變差，而后者的信道可用率不會有影響。
此類問題解決比較容易，可使用信令分析儀對TCH擁塞率較高的小區(qū)進行Abis口的消息跟蹤，使用信令分析儀的濾波器功能列出Assignment Failure消息。對于TCH占用失敗的原因值為設備故障的消息使用Call trace功能將這條消息所在的整個消息流程都列出來，然后找到對應的Assignment Command消息，打開我們就可以找到出現(xiàn)故障的載頻板的載頻號或MAIO（對于跳頻而言）。這樣就可以將問題定位到載頻，通過更換載頻或暫時閉塞該載頻來解決故障。
2.3 傳輸及時鐘問題
基站的時鐘一般都是鎖定在上級時鐘上的，但是由于多種客觀原因或人為誤操作，會出現(xiàn)A接口PCM失步、LAPD閃斷、基站時鐘自由振蕩等傳輸問題或基站的時鐘問題。這時若手機在TCH信道時就會出現(xiàn)占用失敗，導致TCH擁塞率高的現(xiàn)象。
這類問題要觀察維護臺告警信息和基站時鐘狀態(tài)，確認是傳輸或時鐘問題。然后正確設置基站時鐘狀態(tài)，并和相關部門聯(lián)系恢復傳輸故障來解決問題。
3 干擾原因
3.1 網(wǎng)外干擾
在現(xiàn)場開局中經(jīng)，常會遇到網(wǎng)外的非法頻點發(fā)射功率對我們的網(wǎng)絡產(chǎn)生了頻點干擾。它往往是不僅僅影響TCH占用成功率，而且會影響掉話率切換成功率等其他重要網(wǎng)絡指標。若系統(tǒng)為一個呼叫指配TCH信道時，恰好該信道受到了外界的干擾。則很容易造成指配失敗，產(chǎn)生TCH擁塞。
對于外界干擾，我們可以在話統(tǒng)中的干擾帶中看到干擾帶四、五中有較大數(shù)值。但這只是上行的干擾，因此僅能作為參考。徹底解決外界干擾一般需要通過當?shù)責o委來協(xié)調(diào)。在技術上需要關閉受到干擾的頻點，使用頻譜分析儀和高增益定向天線來搜索干擾源的方位。關閉干擾源來解決。網(wǎng)外的干擾分析是一個較復雜的話題限于篇幅不在此展開。
3.2 頻率計劃不當
現(xiàn)在實際的網(wǎng)絡中，由于頻率資源是有限的，必然會進行頻率的復用，以滿足網(wǎng)絡容量的需求。從這個角度上來說，網(wǎng)絡的質(zhì)量和容量是一對矛盾。若頻率計劃做的不當，在網(wǎng)內(nèi)有些地方就不能滿足同、鄰頻載干比的要求，產(chǎn)生同鄰頻的干擾。這個同鄰頻干擾產(chǎn)生的效果與外界的干擾是一樣的，也產(chǎn)生TCH占用失敗，造成TCH擁塞率
分析和解決頻率計劃不當所產(chǎn)生的干擾相對比較簡單。由于網(wǎng)內(nèi)的頻點上下行都是成對出現(xiàn)的，所以話統(tǒng)的干擾帶這時可以作為我們的依據(jù)。首先我們可以查看話統(tǒng)中的干擾帶，找出那些干擾帶四和干擾帶五數(shù)值較大的小區(qū)。然后拿出頻率計劃和基站的拓撲圖進行核對。找出那些距離較近、方向相對、而且配有同頻或鄰頻的小區(qū)重新調(diào)整頻率計劃，解決干擾。但是需要注意的是，有時頻率計劃沒有問題，但是由于在天線安裝的時候?qū)⑻炀�安裝反了，就可能使原本沒有問題的頻率計劃產(chǎn)生了干擾。這時對照頻率計劃拓撲圖就無法找出答案。因此，對于那些干擾帶四、五數(shù)值較高的小區(qū)，我們還應該進行大量的路測，從實際的信號分布情況找出是否有干擾，有針對性地調(diào)整天線或頻率計劃。
4 話務統(tǒng)計問題
由于各廠家對于各話統(tǒng)指標的計算都是依據(jù)自己所定義的計數(shù)器，因此在對于話統(tǒng)各項目的理解上是可能存在差異的。話務統(tǒng)計問題造成TCH擁塞率高一般隱藏比較深。在實際開局中是很難以發(fā)現(xiàn)，在有些設備廠家早期版本的BSC中由于對于TCH信道擁塞率的計算中，對于分子TCH占用失敗的統(tǒng)計實際上并沒有按照消息中收到“Assignment Failure” 消息來統(tǒng)計，而是對于系統(tǒng)下發(fā)“Assignment Command ”命令后，凡沒有收到“Assignment Complete ”消息的呼叫均記為一次TCH占用失敗。這其中就產(chǎn)生了統(tǒng)計上的誤差，使得BSC話統(tǒng)中的TCH擁塞率比實際上的TCH擁塞率要高。
這個問題比較復雜，因為一個網(wǎng)絡中有很多小區(qū)，有TCH擁塞現(xiàn)象的小區(qū)也會比較多，而在各小區(qū)中形成TCH擁塞率的主力原因是各不相同的。有的屬于話務量太大，產(chǎn)生正常的擁塞，有些是屬于無線鏈路層失�。óa(chǎn)生原因有前面所說的各種可能性），但是其中就有些屬于統(tǒng)計上的差異。典型的情形是在各個小區(qū)中，若手機在剛一發(fā)起呼叫就立即掛斷，就有可能在手機上報“Disconnect”消息后，又收到系統(tǒng)下發(fā)的“Assignment Command ”消息，這時手機會上報“Status ”消息，原因值為消息類型不匹配。而MSC收到該消息后按照協(xié)議即對本次呼叫進行了清除，這時在消息流程中既不會產(chǎn)生“Assignment Complete”， 也不會產(chǎn)生“Assignment Failure ”。這時在早期版本的BSC中就會記一次TCH占用失敗，由于在一個比較大的GSM網(wǎng)絡中，此類現(xiàn)象還是比較多的，這樣整個TCH擁塞率就會比實際的高。那么修正BSC關于TCH占用失敗的記數(shù)點，使其只對“Assingment Failure ”消息記為TCH占用失敗，以符合移動總公司2001年GSM系統(tǒng)的指標解釋，該問題即得到解決。
三、相關概念總結(jié)
1、 TCH占用失敗的概念及TCH指配種類
在TCH擁塞率的計算公式中，不論包含切換與否，都有TCH占用失敗與占用請求的概念。在這里有一個容易引起理解偏差的概念，即占用失敗。我們說TCH擁塞率，很容易使人聯(lián)想起TCH信道的遇忙擁塞，即信道擁塞就是和TCH信道占用時的遇全忙次數(shù)是相等的。實際上不是如此，TCH擁塞率決定于TCH占用失敗次數(shù)，而非TCH占用遇全忙次數(shù)。這兩個概念是不同的，所謂占用遇全忙次數(shù)是指在TCH占用請求時，無TCH信道可用，則記一次TCH占用遇全忙。而TCH占用失敗的原因則很多，總之它強調(diào)的是占用TCH信道時失敗，但此時TCH信道可能并不全忙。因此我們有必要強調(diào)一下TCH占用失敗的概念（以不含切換為例）：是指所有占用SDCCH信道后對TCH信道的呼叫溢出次數(shù)，溢出包括主叫和被叫占用SDCCH后試圖建立TCH失敗的情況，包括非常早分配時指配TCH信道用做SDCCH的情況，不包括各種切換情況。
系統(tǒng)對TCH信道的指配方式有以下幾種：
及早指配TCH ，也稱立即指配TCH信道，就是在呼叫請求時當SDCCH無可用資源時立即指配TCH信道。但是必須在BSC數(shù)管臺上將“立即指配TCH信道”設為“是”。
早指配TCH信道，即就是正常的指配TCH信道，是在一個呼叫成功地占用SDCCH信道后，系統(tǒng)為它指配TCH信道。之所以稱之為早指配是相對于晚指配而言的，因為它是發(fā)生在振鈴“Alerting ”消息之前。
晚指配TCH信道，也是一個呼叫在成功占用SDCCH信道后，系統(tǒng)為它指配TCH信道。但它是發(fā)生在振鈴“Alerting ”消息之后因此稱之為晚指配。
2 直接重試
當系統(tǒng)為一個呼叫指配TCH信道時，卻無TCH信道可用，則會采用切換的流程，切換到鄰小區(qū)。稱之為直接重試。相應地在BSC數(shù)管臺中要將“允許直接重試設”為“是”。直接重試是對無線網(wǎng)絡局部地區(qū)異常話務高峰的一種應急措施，在一定程度上避免了小區(qū)中無TCH信道導致呼叫失敗。
我們注意詳細觀察BSC話統(tǒng)可能會發(fā)現(xiàn)有些小區(qū)的TCH占用遇全忙次數(shù)大于TCH占用失敗次數(shù)，其原因就在于該小區(qū)打開了直接重試。這樣當TCH全忙時有一個呼叫，將會記一次TCH占用遇全忙，但是由于它直接重試成功，所以并沒有TCH占用失敗。因此TCH占用失敗次數(shù)會小于TCH占用遇全忙次數(shù)。
實際上，在基站的開局過程中，遇到的TCH擁塞問題的案例很多，解決問題的方法也多種多樣，關鍵是每次遇到問題時，我們不要盲目加以處理，要根據(jù)已有的理論知識和積累的經(jīng)驗科學地分析，直到找到問題的解決方法，加以解決。