摘要：文章對TD-SCDMA主叫接入信令流程進行了分析，根據無線接通率與RRC連接建立成功率的關系，總結了提高呼叫成功率的主要方法，分析了由弱覆蓋以及位置更新、同頻干擾、拐彎效應導致未接通的實際案例，并提出相應的優化建議。同時文章根據切換流程和切換參數，對于常見的切換失敗的原因進行了系統總結，分析了2/3G切換、切換懲罰時間、鄰區漏配等幾個因素引起的切換失敗案例，并給出了相應的優化建議。
關鍵詞：接入優化 位置更新 切換優化 鄰區漏配
中圖分類號：TN915.5 文獻標識碼：A
TD-SCDMA access and handover optimization performance analysis
Ren Zhiyong
(Department of Communication Engineering,Chongqing College of Electronic Engineering, Chongqing 401331,China)
Abstract: The article has carried on the analysis to the TD-SCDMA calling access signaling processes. According to the relation of successful rate of calling access of radio system and the RRC connection establishment, Some methods have been summarized to improve the calling success rates. Call failure caused by weak coverage and location update、the same frequency interference、turning effect was analyzed and the corresponding optimized proposal was put forward. Simultaneously taking into account handover processes and parameters, the factors for the handover failure was summed up. Handover failure caused by the 2/3G handover、the handover penalty time、Leakage with adjacent areas was analyzed and the corresponding optimized proposal was put forward.
Key words: Access Optimization, Location Update, Handover Optimization, Leakage with Adjacent Areas
1 TD-SCDMA呼叫接入性能分析
主叫接入信令主要分為幾個階段：RRC連接建立—>直傳信令－>通過RAB建立業務。對一個主叫過程來說，如果之前UE沒有建立RRC連接，則先建立RRC連接，再通過初始直傳，建立傳輸NAS消息的信令連接，最后建立RAB。RRC連接是UE與UTRAN的RRC協議層之間建立的一種雙向點到點的連接，在UE與UTRAN之間傳輸無線網絡信令[1]。UE處于空閑模式下，當UE的非接入層要求建立信令連接時，UE將發起RRC建立請求。Iu口信令流程是在UE與UTRAN之間的RRC連接建立成功后，UE發起的。Iu信令連接建立了UE與CN之間的信令通路，主要傳輸UE與CN之間非接入層信令。在UTRAN中，非接入層信令是通過上下行直接傳輸信令透明傳輸的，RNC不做任何處理。UE發送到CN的消息，通過上行直傳（Uplink Direct Transfer）發送到RNC，RNC將其轉化為直傳消息（Direct Transfer）發送到CN，CN發送到UE的消息，通過直傳消息發送到RNC，RNC將其轉化為下行直傳消息發送到UE。RAB是指用戶面的承載，用于UE和CN之間傳送語音、數據及多媒體業務，UE首先完成RRC建立，才能建立RAB[2]。RAB的建立是由CN發起，UTRAN執行的一個過程。RAB建立完成后，進行上行和下行的直接傳輸過程，振鈴后，摘機進行通話。
無線接通率是考核移動網絡質量的一個重要指標，無線接通率=RAB建立成功率*RRC連接建立成功率（業務相關），就目前情況來看影響無線接通率的因素主要是RRC連接成功率。RRC 建立流程[3]主要有以下幾步：
（1） UE 在RACH 上發RRC CONNECTION REQ；
（2） RNC 接收到RRC CONNECTION REQ后，配置L2 資源并和NodeB 建立IUB 接口上的RL 鏈路；
（3） RNC 向UE 發RRC CONNECTION SETUP；
（4） UE 回復RRC CONNECTION SETUP COMPLETE。
統計RRC 接通率的起始點是RNC 收到RRC CONNECTION REQ，終止點是RNC 收到RRC CONNECTION SETUP COMPLETE。因此影響RRC接通率的RRC 建立失敗，主要是后面三步沒有成功而導致的。要保證用戶順利接通，首先要保證用戶所在位置的PCCPCH RSCP和CI值達到小區系統能正確解調門限（即上行同步與隨機接入能夠成功），其次要保證服務小區的無線信道資源充足。在目前TD-SCDMA網絡情況下，用戶較少，容量一般都是充足的。因此，接入失敗一般是由于覆蓋不佳或干擾因素引起的。此時，提高呼叫成功率的主要方法包括：
（1）通過天線下傾角、方位角等RF工程參數的調整提高覆蓋性能；
（2）調整基站的無線資源分配方式；
（3）調整基站上行導頻信道的期望接收功率；
（4）調整允許手機接入試探的最大次數和步長；
（5）做網絡規劃時，避免出現鄰區間同頻同擾碼的情況。
2 接入優化實例分析
案例1 弱覆蓋以及位置更新造成的起呼失敗
問題描述：測試車輛行駛到某區域附近時，由于被叫測試手機位置更新，導致無法應答使得主叫未接通。被叫測試手機在完成位置更新以及RRC連接后被叫手機在較低電平（-106dBm左右）無法完成RAB連接建立，導致主叫手機起呼失敗。問題分析：從測試數據中發現主叫測試手機在以較低電平（-100dBm左右）發起呼叫，在完成RRC和RAB連接后發生切換，但此時被叫手機在完成位置更新后接收電平始終處于一個比較低的值（-108dBm左右），無法完成RAB連接造成主叫未接通。被叫測試手機也在完成尋呼響應后，建立RRC連接，在行駛的過程中完成位置更新后接收電平RSCP陡降10dBm左右，造成無線鏈路環境惡化，無法完成RAB連接，導致被叫無法接通。優化建議：初步判定是由于弱覆蓋以及位置更新造成的起呼失敗，需要RF或功率調整進行優化解決。
案例2 同頻干擾導致接入失敗
問題分析：從測試數據中發現主叫手機在覆蓋邊緣開始發起呼叫，由于在鄰區存有同頻干擾，切換不及時，導致主叫在C/I比較差（-12dB左右）的地方進行起呼，發起RRC建立請求，但是發了三次過后沒有RNC無應答，導致RRC建立失敗，造成未接通。優化建議：調整參數值減少同頻干擾。在效果不明顯的情況下進行RF或功率調整優化解決。
案例3 拐彎效應導致未接通
問題描述：當主叫手機在較低電平（-96dBm左右）起呼時，發起RRC建立請求，但是發了三次過后沒有應答，導致RRC建立失敗，造成未接通。原因分析：主叫測試手機在起呼前電平已較差，通過一個拐彎效應后電平又下降了幾個dB，導致主叫手機在電平很差的情況下發起RRC請求無果，此時的C/I在-10dB左右，初步確定是弱覆蓋導致的起呼失敗，通過起呼位置來看，剛好在拐角處導致的未接通。優化建議：需要RF或功率調整進行解決。
3 TD-SCDMA切換性能分析
切換成功率也是無線網絡的一個重要考核指標，切換成功率的高低將會嚴重影響用戶的感知，因此提升切換成功率對我們也是一項非常重要的工作。UE移動過程中，服務小區信號越來越差，鄰小區信號越來越強，當滿足切換條件時，將觸發切換流程。切換流程通常包括以下幾個步驟：測量報告->測量終止->資源重配置->測量打開。一般情況下的切換過程包括了四個步驟：
(1) RNC給UE下發測量控制；
(2) UE進行測量，滿足要求后上報測量報告；
(3) RNC根據測量報告，結合算法策略，進行切換判決；
(4) 切換執行。
在步驟2中，要求UE具有測量能力，3GPP規定在UTRAN的控制下，UE對監測小區進行測量后，獲得該小區的信號測量值，測量值包括了：PCCPCH RSCP（同頻、異頻）、路徑損耗（同頻）、時隙ISCP（同頻）、GSM Carrier RSSI（系統間）等。測量控制測量值符合條件后便觸發該事件，UE在測量報告中上報該事件。3GPP 提供了豐富的事件列表，UTRAN 可以選擇某些報告事件作為切換依據[4]。對于常見的切換失敗可以從以下幾個方面考慮：
1）源小區下行干擾嚴重導致切換失敗引起掉話：在切換過程中，如果原小區下行干擾嚴重，有可能會導致原小區無法有效接收到UE上報的測量報告，從而不進行切換。如果切換觸發事件上報不夠及時，將會導致切換不夠及時，從而導致切換失敗和掉話的可能性。
2）無線參數設置不合理或參數設置錯誤導致切換失�。耗壳跋到y的切換主要觸發事件有1G（頻內最佳小區變化，觸發頻內切換）和2A（頻間最佳小區變化，觸發頻間切換）事件。
3）同頻同擾碼小區越區覆蓋導致越區孤島切換失�。涸诃h境比較復雜時，由于較近小區的信號阻擋產生一定損耗，而其他小區可能會從建筑物夾縫中透露出來，形成較強越區孤島。由于該區域的小區和該越區小區之間不會互配置鄰小區，在干擾沒有嚴重到導致下行失步時，UE將不會選擇到該小區上。但在服務小區信號較弱時，UE很可能會重選到該越區孤島上。當在該小區上通話后，將會導致無法切換從而掉話的現象。
4）目標鄰小區負荷過高導致切換失敗引起掉話：當目標鄰小區的負荷過高時，切換將無法完成。
5）目標小區上行同步失敗導致切換失敗引起掉話：目標小區上行UPPCH干擾嚴重，或者同時有其他UE 的上行同步碰撞，導致和目標小區的上行同步失敗。
4 切換優化實例分析
案例1 2/3G切換失敗
現象描述：當測試車輛行駛到某區域附近時，被叫手機成功切向G網，但主叫手機占用到室內站點微TD站的信號沒有切至G網導致掉話。原因分析：從測試數據看到被叫手機在切到GSM網絡后，主叫手機本應該切向GSM時先對2A事件進行檢測，恰好2A事件又滿足，就切向了室內站微TD站點，因為主干道上接受到室內的信號比較弱，RSCP和C/I均較差，并且周圍沒有更好的T網信號可以切出，雖然此時主叫手機檢測到GSM網絡的信號，但是在信令里面看到在掉話前，手機沒有上報3A消息只上報了2A消息，手機在無法切至GSM網絡的情況下掉話。優化建議：檢查掉話點距離TD微站有多遠，是不是存在信號外泄；降低TD微站的PCCPCH發射功率；調整主叫所在區域的3A門限，使其早點切向GSM網絡。
案例2 切換懲罰時間設置過大導致切換不及時
現象描述：在路測中，發現有切換不及時現象。具體表現為：從A小區切換到B小區后，UE發現A小區的信號強度又高于B小區，并滿足了切換條件，于是上報了測量報告，但RNC收到此測量報告后沒有判決切換（即下發物理信道重配置消息），導致UE在較長時間內無法切換回A小區，而一直占用信號強度相對較差的B小區，造成業務質量下降。原因分析：在信號復雜的區域，幾個小區的信號強度差不多并交替變強，這時會發生乒乓切換問題。因此，為了避免過多的乒乓切換可能引起的掉話及用戶感受差的問題，在網絡中，一般會設置一個切換懲罰時間。切換懲罰時間于RNC成功收到UE上報的上一次切換成功（AàB）的“物理信道重配置”消息開始計時。當UE檢測到已切出的原服務小區（A）的信號強度高于當前服務小區（B）且滿足切換條件后，UE會上報測量報告，RNC在進行判決時會首先考量懲罰時間，若懲罰時間已過，則按照正常流程進行判決，否則判決為不滿足，不會下發“物理信道重配置”消息。優化建議：合理調整切換懲罰時間，使UE能及時的切換到信號質量最好的小區，保證業務的質量，同時又要避免出現“乒乓“切換。
案例3 鄰區漏配
現象描述：在某城市DT測試時，發現在A站T2小區和B站T2小區之間存在多次切換失敗問題，并且位置點固定。多次長呼測試均未找出失敗原因，每次都是物理信道重配失敗。UE掛機后，UE重選至C站的T1小區，并且C站T1的信號較強。原因分析：由于A站T2小區沒有同C站T1小區配置鄰區關系，在A站T2小區邊緣UE就發起向B站T2的切換，UE在收到A站T2下發的無理信道重配置消息，同B站T2進行上下同步，但是由于C站T1對B站T2的下行是一個較強的干擾，導致UE不能與B站T2進行上行同步。調整方案：配置A站T2與C站T1之間的雙向鄰區。優化效果：鄰區配置完成后，通過現場的多次測試，沒有發現A站T2同B站T2之間的切換失敗，切換關系改為A站T2和C站T1之間的切換。
5 結論
無線接通率和切換成功率是無線網絡的兩個重要考核指標，對于起呼階段接入不成功和通話過程中由于切換失敗導致掉話的現象在網優過程中應重點關注。因此，結合實際的工程案例，總結提高呼叫成功率的主要方法和分析導致切換失敗的原因顯得非常重要。引起接入和切換失敗的原因可能是多方面的，在進行區域覆蓋優化時，要注意優化方法綜合使用。有時候需要對幾個方面都要進行調整，由于一個內容的調整導致相應的其它內容也要調整，這些要在實際的問題中進行綜合考慮。
參考資料：
[1] 3GPP TS 25.331, Radio Resource Control (RRC); Protocol Specification[S].
[2] 3GPP TR 25.993, Typical Examples of Radio Access Bearers (RABs) and Radio Bearers (RBs) Supported by Universal Terrestrial Radio Access (UTRA) [S].
[3] 李世鶴. TD-SCDMA第三代移動通信系統標準[M]. 北京：人民郵電出版社，2003年.
[4] 朱東照等. TD-SCDMA無線網絡規劃設計與優化[M].第二版，北京：人民郵電出版社，2008年8月.
作者簡介:
任志勇（1971-），男，四川廣安人，重慶電子工程職業學院通信工程系講師，碩士研究生，從事移動通信技術專業課程的教學工作，主要研究方向為第三代移動通信網絡規劃與優化，自適應均衡技術。
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