張純偉 劉濤

    1、切換的定義及劃分

    所謂切換，就是指當移動臺在通話過程中從一個基站覆蓋區移動到另一個基站覆蓋區，或者由于外界干擾而造成通話質量下降時，必須改變原有的語音信道而轉接到一條新的空閑語音信道上去，以繼續保持通話的過程。

    切換根據手機和基站測出的上下行電平質量和TA值作為最基本的測量數據，根據切換判定算法和資源分配算法來決定是否應該切換和切向哪個小區。切換是移動通信系統中一項非常重要的技術，切換失敗會導致通話失敗，影響網絡的運行質量。因此，切換成功率（包括切入和切出）是網絡考核的一項重要指標，如何提高切換成功率、降低切換失敗率是網絡優化的重點工作之一。

    GSM移動通信系統中總體切換算法流程如圖1所示。

    圖1 GSM移動通信系統中總體切換算法流程

    根據不同的切換判決觸發條件，切換可以分為緊急切換、負荷切換等5類。

    （1）緊急切換。包括TA過大緊急切換、質量差（BQ）緊急切換、快速電平下降緊急切換、干擾切換。

    ●TA過大切換條件：服務小區的TA大于等于緊急切換TA限制。

    ●BQ切換條件：服務小區的上行鏈路質量在濾波器長度時間內平均值大于等于緊急切換上行鏈路質量限制；服務小區的下行鏈路質量在濾波器長度時間內平均值大于等于緊急切換下行鏈路質量限制。

    ●快速電平下降切換在呼叫中電平忽然下降時觸發，觸發條件：服務小區假如Value＞B（Value：一個與濾波器參數A1～A8相關的值，該值表示在一段時間內接收電平的變化趨勢；B：濾波器參數）切換最后的MR6已經低于邊緣切換門限，則發生切換，如圖2所示。

    圖2 快速電平下降切換示意

    ●干擾切換：也屬于緊急切換，當接收電平大于一定值但傳輸質量又低于干擾切換質量門限時觸發。

    （2）負荷切換。負荷切換觸發要同時滿足三個條件：系統信令流量小于答應負荷切換系統流量級別門限；需要切換的小區負荷高于負荷切換啟動門限；接收切換的小區的負荷低于負荷切換接收門限。

    （3）正常切換。包括邊緣切換、分層分級切換和PBGT切換。

    ●邊緣切換條件：服務小區已低于邊緣切換門限；在邊緣切換統計時間（如5s）內，服務小區電平持續低于邊緣切換門限（如4s）。

    ●分層分級切換：在不同層或同層不同優先級之間才有層間切換，同層同級之間沒有層間切換。觸發條件是鄰小區電平值高于層間切換門限和磁滯之和，對服務小區電平值沒有要求；鄰區排在服務小區之前，且優先級比服務小區更高，鄰區電平值大于等于層間切換門限和層間切換磁滯之和；滿足P/N判決，如5s內有4s始終處于最好；邊緣切換和層間切換只能選一個，它先判定是否觸發邊緣切換，再判定是否觸發層間切換。

    ●PBGT切換算法是基于路徑損耗的切換。PBGT切換算法實時地尋找是否存在一個路徑損耗更小并且滿足一定系統要求的小區，并判定是否需要進行切換。不同層沒有PBGT切換。PBGT切換至少帶來了如下好處：解決了越區覆蓋問題；減少了雙頻切換的次數；使話務引導和控制有更靈活的手段；始終能為用戶提供當前最好的服務質量。PBGT和其他切換算法的最大區別在于它能以路徑損耗而不是接收功率作為切換的觸發條件。為了避免乒乓切換，PBGT只在同層同級的小區之間進行切換，鄰近小區的路徑損耗小于服務小區路徑損耗一定的門限值。PBGT切換的觸發準則：鄰區排在服務小區之前，在一定的統計時間內滿足P/N準則。

    （4）速度敏感性切換（快速移動切換）。在一定時間門限里達到快速移動小區實際個數時，認為是快速移動，就會切換到宏小區上去（第4層），并且對原有小區在懲罰時間里給予電平懲罰。

    （5）同心圓切換。可以實現外圓的廣覆蓋和內圓的頻率緊密復用，能夠提高系統容量和通話質量。可以根據手機下行接收電平、質量和TA值來區分內圓和外圓。

    同心圓切換的相關參數如下：

    ●內外圓信號強度差異（dB）：內圓進行功率補償的值。

    ●接收電平門限（dBm）：與接收電平磁滯、TA門限、TA磁滯共同決定內外圓區域，必須大于邊緣切換門限值。

    ●接收電平磁滯（dB）：與接收電平門限、TA門限、TA磁滯共同決定內外圓區域。

    ●TA門限：與接收電平門限、接收電平磁滯、TA磁滯共同決定內外圓區域，必須大于TA緊急切換門限值。

    ●TA磁滯：與接收電平門限、接收電平磁滯、TA門限共同決定內外圓區域。

    ●同心圓切換統計時間（s）：同心圓切換也需要滿足P/N判決，建議取5s。

    ●同心圓切換持續時間（s）：P/N判決持續時間，建議取4s。

    2、切換失敗引起掉話的分析及解決方案

    切換失敗引起掉話的原因雖然比較復雜，但只要能對整個切換過程有一個完整的、正確的熟悉，問題就不難解決了。一般，我們可以通過以下三個步驟進行分析：

    （1）從MSC、BSC告警中獲得網絡不正常的信息。在因相鄰小區數據配置有誤或鄰區的BCCH、BCC（基站收發臺色碼）、LAC（位置區碼）等設置不對而造成切換失敗掉話時，都會在MSC及BSC中產生相應的告警。因此，可以應該經常查看MSC、BSC中的告警記錄，找出問題存在的原因。

    （2）對OMC的統計信息進行分析來發現不正常的原因。基站切換失敗偏高，有時在MSC及BSC中并無告警信息，這時可以通過對OMC中的數據進行分析來發現問題。通過對OMC中的數據進行分析，可以發現某些基站存在的隱性問題（如TRX、RTX等的隱性障礙，天線等硬件問題），從而找出問題之所在，達到網絡優化的目的。

    （3）借助無線場強測試儀的測試來判定切換失敗的原因。在一般情況下，應該對目標小區周邊進行較大范圍的測試，通過實地路測，可獲得基站的覆蓋情況及切換情況，從而得到某些OMC所不能提供的信息。在實測時，非凡要把那些與目標小區有切換拓撲關系而擁塞率又較高的小區作為測試的重點，然后通過對測試結果的分析，判定切換失敗的原因，從而找出解決問題的辦法。

    當失敗率高涉及到切換問題時，應抓住切換及切換失敗的原因作為突破點，進而找出解決問題的辦法。一般而言，由于切換是在小區及基站之間發生的，因此本小區的失敗有可能是因為與相鄰小區之間的切換設置不合理造成的。假如是這種原因，則應及時修改切換參數，同時需要檢查小區四周是否有盲區存在；假如是由于網絡存在漏覆蓋區或盲區而導致的切換失敗，則可以通過增加新基站或擴大原有基站的覆蓋范圍予以解決；對于因頻率設置不合理而導致的切換失敗，可根據實測情況適當修改小區的頻率參數；對于那些由于話務量不均衡，使忙時因目標基站無空閑信道而產生的切換失敗，可以根據實際話務量的情況，通過修改或增加基站配置或者擴大原有基站的覆蓋范圍等辦法予以解決。

    3、結束語

    總之，GSM系統切換包含很多復雜的技術，本文從無線網絡工程優化角度討論了其中一些主要切換方式和一般切換失敗問題的解決方案。正確理解這些知識將會有利于指導系統的優化設計，確立一個良好的無線網絡結構，避免后期重復的優化調整，從而節約投資，降低網絡運維成本，可在保證高質量的服務前提下，使網絡的容量和性能得到最充分的發揮。（寧一編輯）