GSM无线网络优化流程华为TCH拥塞分析.docx

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GSM无线网络优化流程华为TCH拥塞分析

GSM无线网络优化-TCH拥塞分析

（华为分册）

四川移动网管中心

技术支持中心

2010年9月28日

2010-07-27

版本号：

1.0.0

TCH拥塞率的概念和定义

第1章、概述

在GSM的网络优化中，TCH拥塞率是衡量一个网络运行质量的一项非常重要的指标，它体现了一个移动网络的接入性能，并且对无线接通率、切换成功率、最坏小区比等网络指标都有着重要的影响。

本文对TCH拥塞率的不同定义方法和优化策略进行了介绍。

由于不同友商和客户在KPI指标理解上的差异，导致TCH拥塞率在不同友商和客户之间存在细微差别。

本文对现有的几种主要的TCH拥塞率定义进行了区分，并为国内很多项目涉及到的KPI指标澄清、指标承诺提供参考。

另外针对不同原因引起的TCH拥塞问题，简要的给出了优化的思路和方法，对现场工作具有一定的指导意义。

本文的叙述基于GSMBSCV300R002C13版本。

第2章、TCH拥塞率的概念和定义

1、定义

TCH拥塞率是一个反映申请TCH时遇到无空闲TCH可分配的次数占TCH占用请求次数的百分比指标，如果TCH拥塞率指标较高，将导致网络的服务质量下降，需要通过扩容优化等手段进行改善。

2、推荐公式

TCH拥塞率主要通过话统结果获得，其推荐的公式为：

TCH占用遇全忙次数/TCH占用请求次数，其中BSC32和BSC6000的定义描述如下：

1．BSC32定义：

TCH拥塞率（占用遇全忙）＝（TCH占用遇全忙次数/TCH占用请求次数（所有的））×100％；

2．BSC6000定义：

TCH拥塞率（占用遇全忙）=（TCH占用请求次数（信令信道）＋TCH呼叫占用请求次数（业务信道）＋TCH切换占用请求次数（业务信道）－∑（小区内所有载频）信道分配成功次数（TCH）/（TCH占用请求次数（信令信道）＋TCH呼叫占用请求次数（业务信道）＋TCH切换占用请求次数（业务信道））×100％

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注：

BSC6000有BSC整体级TCH拥塞率指标，其公式为：

BSC整体TCH拥塞率=（（BSC整体TCH占用遇全忙次数（信令信道）+BSC整体TCH呼叫占用遇全忙次数（业务信道）+BSC整体TCH切换占用遇全忙次数（业务信道））/（BSC整体TCH占用请求次数（信令信道）+BSC整体TCH呼叫占用请求次数（业务信道）+BSC整体TCH切换占用请求次数（业务信道）））*100%

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第3章、TCH拥塞率的影响因素

1、话务负荷

网络容量不够或网络在其中各位置上提供的无线容量是与实际的话务分布产生偏差，这样会在实际用户量较大的小区出现TCH拥塞现象。

通过话统小区TCH性能测量任务，检查TCH拥塞率是否因遇全忙拥塞。

若真正是由于话务量过大导致，预测其真正话务量，看是否能通过其他小区分担话务。

如果超出优化调整能力建议运营商扩容。

对于话务均衡采取的调整措施可能不符合无线路径损耗最小的原则。

常用的方法有调整覆盖范围，调整接入门限、CRO和切换门限，打开负荷切换。

2、硬件原因

载频等硬件故障或传输问题可能导致TCH信道占用失败，从而引起拥塞。

其判断方法如下：

1.查看告警信息：

传输告警、单板通信告警、CDU驻波比告警、时钟告警等信息来确认是否有设备故障。

2.查询目标小区【TRX完好率】、【TCH可用率】和【TCH呼叫信道激活（NACK）】/【TCH呼叫信道激活（TIMEOUT）】等指标来确认是否有设备故障；

3.查询【TCH占用时A接口失败次数】和【TCH占用时地面链路断的次数】来分析是否有地面链路设备的故障。

4.上行通道损坏或性能下降会造成移动台驻留该小区而无法接入，从而造成较多的占用失败导致的拥塞。

【入小区切换性能测量】会发现有较多的向这个小区的切换失败。

通过【接收电平性能测量】或【接收质量性能测量】任务查询小区内的每个TRX状态，查询同一TRX上下行测量报告数是否异常来确定是与哪一个载频相关。

另外某些情况可能出现载频发生故障但告警台无故障提示，这类问题的解决可使用信令分析仪对TCH拥塞率较高的小区进行Abis口的消息跟踪，通过对信令进行分析，

定位到故障载频。

在定位到故障载频之后，可以通过更换载频或暂时闭塞该载频来解决故障。

3、覆盖原因

基站天馈安装发生错误、配置不当多种情况会导致覆盖问题，引起TCH占用失败：

1）天馈安装不当导致TCH占用失败

小区天线接反，小区的发射天线和接收天线接反，这样信号的上下行通道将会产生较为严重的不平衡现象。

2）天馈故障导致TCH占用失败

天馈线由于损伤、进水、接头松动等现象，可能会引起天馈驻波比增大，导致实际发射功率和接收灵敏度下降，这样也比较容易出现TCH信道占用失败，产生TCH拥塞。

3）CDU/SCU配置导致TCH占用失败

由于基站配置的原因，导致BCCH所经过的通道和非BCCH所经过的通道合路损耗有较大的差别，所以非BCCH所在的信道发射的功率比BCCH所在的信道要小。

在手机发起呼叫时（特别是在离基站较远的时候），若系统给手机指配了非BCCH所在TRX上的TCH信道，则由于它的发射功率很低，就很容易造成TCH信道占用失败。

4）覆盖过大造成的拥塞。

4、干扰原因

TCH拥塞率可能与干扰有关，此时该小区的干扰掉话也会相应很高，SDCCH拥塞率也会很高，随机接入性能测量中的RACH可能存在拥塞，立即指配成功率下降。

1、网外干扰

网外的非法频点发射功率对网络产生了频点干扰。

若系统为一个呼叫指配TCH信道时，恰好该信道受到了外界的干扰，则很容易造成指配失败，产生TCH拥塞。

2、网内干扰

若频率计划做的不当，在网内有些地方就不能满足同、邻频载干比的要求，产生同邻频的干扰，从而导致TCH占用失败，造成TCH拥塞。

1）硬件故障干扰：

对于由硬件设备问题导致的干扰，其特点是：

干扰信号强度大，持续时间长。

若是互调导致的干扰，还会和话务量有明显的关系，可以在话务量小时，通过基站维护台发送空闲BURST验证。

2）网内干扰：

主要是由于频率规划不当、者频率复用过于紧密以及越区覆盖等原因所引起的同频干扰或邻频干扰。

网内干扰一般随话务量的增大而增大。

3）详细的干扰问题排查定位请参见《G-干扰问题处理指导书-20050311-A-1.0》。

5、频繁切换

频繁的切换也可能造成TCH信道的拥塞。

查询切换次数和呼叫占用成功次数，看其比例是否合适；查询切入和切出的比例，看是否切换不合理导致某小区的拥塞。

6、数据配置

小区开通半速率、同心圆时，参数设置不当可能会导致拥塞；开启GPRS业务时，由于语音信道和数据业务信道划分的不合理，会导致TCH拥塞。

另外电路池号设置错误，也会导致TCH信道拥塞。

第4章、TCH拥塞率分析流程和优化方法

当处理TCH拥塞率问题时候，由于问题的处理存在较大范围，我们对此类问题的定位建议按照先易后难的处理原则，先检查硬件到软件，先定位为普遍问题还是个别问题，由此思路进行问题排查，流程如下：

1、话务均衡

现象和原因：

一、普通小区：

无线话务容量决定于网络中基站/小区的数量、各小区的无线信道配置数量以及各小区的覆盖范围等。

现在信道的主要原因受限与网络设计容量，当网络初期基站/小区一旦确定，各小区的无线信道配置及覆盖范围已经固定。

但是网络在其中各位置上提供的无线容量是与实际的用户分布（即容量需求）是有一定偏

差，实际用户量较大的小区会出现TCH拥塞现象。

随着该地区城市建设及社会经济的发展，原来建网时所考察的用户分布密度又会有所变化，这样也会在部分地方出现TCH的拥塞。

解决方法：

解决此类问题一般有两个途径。

第一是从根本上解决，及通过详细的网络评估，找出TCH拥塞的小区，并依据拥塞的严重程度给出一个详细的网络扩容方案，即通过扩容进行解决。

当然这是相对的根本上，随着城市建设和社会经济的进一步发展，又会出现新的TCH拥塞，又必须进行新的扩容。

这本身也是各运营商随着用户不断增长而随之进行不断建设的正常现象。

第二是通过网络优化，在即定的网络整体配置中，总能有相对比较空闲的小区。

那么通过空闲小区和繁忙小区之间载频的相互调配，也可以对TCH拥塞率进行缓解。

另外在这种方法中往往打开直接重试、负荷切换、小区话务均衡等功能来进行配合，以使TCH拥塞率能尽可能地得到缓解。

从运营商的角度来看，每一块载频都意味着投资。

因此，在一个即定的网络中，通过载频的调配，到达网络容量的充分利用，又达到网络优化的目的，是一举两得的事情。

但是第二种方法是有限度的，若实际的用户容量无论在总量上还是在分布上都很逼近网络的配置容量，则必须进行扩容。

2、硬件故障

2.1、板件故障

板件故障中最为典型的就是载频板故障。

板件故障所产生的TCH占用失败与小区天馈安装或故障所产生的TCH占用失败有一个明显的区别。

即前者导致的现象往往是小区内的信道可用率会变差，而后者的信道可用率不会有影响。

此类问题解决比较容易，可使用信令分析仪对TCH拥塞率较高的小区进行Abis口的消息跟踪，使用信令分析仪的滤波器功能列出AssignmentFailure消息，对于TCH占用失败的原因值为设备故障的消息。

使用Calltrace功能将这条消息所在的整个消息流程都列出来，然后找到对应的AssignmentCommand消息，打开我们就可以找到出现故障的载频板的载频号或MAIO（对于跳频而言）。

这样就可以将问题定位到载频，通过更换载频或暂时闭塞该载频来解决故障。

2.2、传输及时钟问题

基站的时钟一般都是锁定在上级时钟上的，但是由于多种客观原因或人为误操作，会出现A接口PCM失步、LAPD闪断、基站时钟自由振荡等传输问题或基站的时钟问题。

这时若手机在TCH信道时就会出现占用失败，导致TCH拥塞率高的现象。

这类问题，要观察维护台告警信息和基站时钟状态，确认是传输或时钟问题。

然后正确设置基站时钟状态并和相关部门联系恢复传输故障来解决问题。

3、覆盖问题

在基站的天馈安装及配置中，有多种情况将会导致TCH占用失败。

3.1、CDU/SCU配置导致TCH占用失败

例如，在一个4载频的小区中，我们通常会使用CDU+SCU的合路配置方式，经常是BCCH所在的TRX通过CDU上天线，其他TRX通过SCU进行合路，然后再通过CDU上天线。

这样BCCH所经过的通道和非BCCH所经过的通道合路损耗就有较大的差别，所以非BCCH所在的信道发射的功率比BCCH所在的信道要小。

在手机发起呼叫时（特别是在离基站较远的时候），若系统给手机指配了非BCCH所在TRX上的TCH信道，则由于它的发射功率很低，就很容易造成TCH信道占用失败。

解决该问题有两种方法，一是在配置时BCCH所在的TRX放在经过SCU的通道上，这样它的发射功率相对较小，不会出现指配非BCCH所在TRX上的TCH信道时出现失败。

二是改善配置，不采用SCU的合路方式，对于此例可采用双CDU的配置方式，使各TRX所在通道的损耗相同，这样也可以避免由于各载频发射功率的不同而产生TCH占用失败。

当然，从性能上来说，后者比较好，因为CDU的损耗小于SCU的损耗。

所以后者配置下的覆盖距离要比前者好。

但是后者的配置成本较高。

3.2、天馈安装不当导致TCH占用失败

例如小区天线接反，小区的发射天线和接收天线接反，这样信号的上下行通道将会产生比较严重的不平衡现象。

若用户在发射天线所指向的一方，则接收天线背向用户。

手机在呼叫过程中收到了系统下发的TCH指配命令，由于接收天线背向增益很小，这时手机的上行信号的电平和质量很差，导致TCH占用失败，产生拥塞。

解决该问题，我们需要进行路测或者使用信令分析仪对上下行信号的电平和质量进行分析，重点看是否有不平衡的现象。

找到后进行针对性解决。

小区采用单极化天线时，小区内主集天线和分集天线的方位角和下倾角安装不一致，或两根天线的分集或隔离间距不够，都会产生信号上下行不一致的现象，从而造成TCH占用失败较多。

这些问题的解决方法与上面的思路相同。

对于使用双极化天线的小区则不会存在此类问题。

3.3、天馈故障导致TCH占用失败

天馈线由于损伤、进水、接头松动等现象，可能会产生天馈线驻波比增大，导致实际发射功率和接收灵敏度下降，这样也比较容易出现TCH信道占用失败，产生TCH拥塞。

这些问题需要仔细检查天馈各环节如塔放、功放、合路器、馈线等器件是否有驻波告警。

另外一个很粗略但是很简便的方法是在基站脚下用测试手机测试一下基站的实际发射信号，若信号强度在

-30到-50dBm左右则属正常，太小则可能存在问题。

天馈系统存在问题，在话统中一般表现为小区的掉话率和切换失败率较高，上下行质量相差较大或上下行质量均较差，可通过查看相关话统检查是否可能存在天馈问题,相关话统如下表所示:

小区级

载频级

【呼叫相关测量】->【KPI指标测量】->

无线切换成功率

【呼叫相关测量】->【BSC间出小区切换测量】->

BSC间出小区切换请求次数（上行信号强度）

BSC间出小区切换请求次数（下行信号强度）

【测量报告相关测量】->

【测量报告接收质量测量】

【测量报告相关测量】->

【测量报告上下行平衡测量】

查看话统结果如果仍没有具体定位问题，则需要远端基站检查和实地拨测，方法如下：

1、近端维护，查看是否存在异常告警，并及时处理。

2、检查上下行天馈支路是否存在硬件问题，如接头松动、天线是否接反、半刚性电缆连接错误、背板连线松动等

3、同一地点用测试手机拨测：

Ø每载频每信道进行拨测，检查是否存在个别时隙、单板无法指配的情况

Ø检查每块载频下行电平是否接近，对于电平明显异常的载频板，可通过更换单板、上下行天馈系统，分段查找异常的原因。

Ø注意：

对于使用跳频小区，则需要事先用命令行参数将该小区改为非跳频，便于近端拨测。

4、通过网络优化软件ANT-PLOT进行路测，检查是否存在切换关系异常、下行干扰，从中找到拥塞率问题的切入点。

5、使用频谱仪查找干扰源

6、观察是否基站覆盖地形复杂

4）覆盖过大造成的拥塞。

查询功控平均电平和掉话时的平均电平和TA来分析其TA值和接收电平的关系，并结合路测判断其覆盖范围。

查询邻小区TCH可用率确认是否邻小区故障造成本小区拥塞。

通过上下行平衡性能测量判断是否下行大于上行造成移动台无法正常占用TCH。

4、干扰原因

4.1、网外干扰

在现场开局中，经常会遇到网外的非法频点发射功率对我们的网络产生了频点干扰。

它往往是不仅仅影响TCH占用成功率，而且会影响掉话率、切换成功率等其他重要网络指标。

若系统为一个呼叫指配TCH信道时，恰好该信道受到了外界的干扰，则很容易造成指配失败，产生TCH拥塞。

对于外界干扰，我们可以在话统中的干扰带中看到干扰带四、五中有较大数值。

但这只是上行的干扰，因此仅能作为参考。

彻底解决外界干扰，一般需要通过当地无委来协调。

在技术上需要关闭受到干扰的频点，使用频谱分析仪和高增益定向天线来搜索干扰源的方位。

关闭干扰源来解决。

网外的干扰分析是一个较复杂的话题，限于篇幅，不在此展开。

4.2、频率计划不当

现在实际的网络中，由于频率资源是有限的，必然会进行频率的复用，以满足网络容量的需求。

从这个角度上来说，网络的质量和容量是一对矛盾。

若频率计划做的不当，在网内有些地方就不能满足同、邻频载干比的要求，产生同邻频的干扰。

这个同邻频干扰产生的效果与外界的干扰是一样的，也产生TCH占用失败，造成TCH拥塞率。

分析和解决频率计划不当所产生的干扰相对比较简单。

由于网内的频点上下行都是成对出现的，所以话统的干扰带这时可以作为我们的依据。

首先我们可以查看话统中的干扰带，找出那些干扰带四和干扰带五数值较大的小区。

然后拿出频率计划和基站的拓扑图进行核对。

找出那些距离较近、方向相对、而且配有同频或邻频的小区，重新调整频率计划，解决干扰。

但是需要注意的是，有时频率计划没有问题，但是由于在天线安装的时候将天线安装反了，就可能使原本没有问题的频率计划产生了干扰。

这时对照频率计划拓扑图就无法找出答案。

因此，对于那些干扰带四、五数值较高的小区，我们还应该进行大量的路测，从实际的信号分布情况找出是否有干扰，有针对性地调整天线或频率计划。

5、参数问题

参数设置

参数设置问题导致TCH拥塞一般原因较多，由于涉及参数较多，不同参数给网络带来的参数也不同，一般情况下影响TCH拥塞率率会分为全网和局部小区，如果是全网的现象，需要区别对待，因为影响面较广，而且现场面临的压力也较大，建议碰到此类问题，先对问题做一个简单的判断，排除重要参数的设置无误，再检查相对影响较弱的参数进行排查。

5.1、信道分配类参数

【TCH话务忙门限】

在华为信道分配II代算法中，当前信道占用率达到或超过此参数设置值时，BSC为双速率呼叫优先分配半速率信道，否则为双速率呼叫优先分配全速率信道，此参数影响全半信道的分配，如果拥塞率较高，可以把此参数适当调低，优先分配半速率信道，缓解信道紧张，但带来的负面影响是语音质量的下降，例如MOS分测试会收到影响。

【TCH话务内（外）圆忙门限】

在同心圆小区，BSC为MS分配内圆信道时，如果内圆信道占用率高于此参数设置值，则分配半速率信道；否则分配全速率信道。

此参数影响同上TCH话务忙门限，对缓解信道紧张有很大作用，但是带来的负面影响也是会影响到语音质量

【固定ABis优选半速率负荷门限】

此参数用于控制静态Abis资源负荷门限，静态Abis资源负荷低于静态Abis负荷门限时，信道分配时优选全速率，否则需根据动态Abis资源的负荷情况来确定优选全半速信道。

【FlexAbis优选半速率负荷门限】

静态Abis资源负荷高于静态Abis负荷门限时，如果当动态Abis资源的负荷大于此参数值，优先分配半速率信道；否则优先分配全速率信道

【均衡信道话务分布允许】

如果此参数设置为“是”，华为信道分配II代算法随机选择信道遍历的起始范围；否则将上次所分配信道的下一个信道作为信道遍历的起点。

一般选择“是”，保证随机选择信道的起始位置，保证信道负荷平衡分担。

5.2、呼叫控制类参数

【指配时小区负荷判断允许（BSC6000产品）】

如果参数“指配时小区负荷判断允许”开关打开，在指配过程中，如果小区支持直接重试并且当前小区负荷大于等于小区直接重试禁止门限，则接下来走直接重试流程。

【直接重试负荷接收门限（BSC6000）】

此参数用于直接重试调整候选目标小区。

直接重试选择目标小区时，负荷小于等于“直接重试负荷接收门限”的小区才会被选为候选目标小区。

取值太大，负荷较高的小区也会被选为候选目标小区，使得切换的意义不大；取值太小，候选目标小区很难选择。

【立即指配允许】

此参数设置为“是”表示在BSC处理接入请求时，当无可用的SDCCH时，可以立即指配TCH信道；设置为“否”表示只能分配SDCCH信道，当采用此参数时，有助于缓解拥塞造成的无法指配。

【负荷切换允许】

此参数表示是否进行话务量负荷分担的切换。

负荷分担可以降低因小区拥塞而导致的信道指配失败率，使业务在各小区的分布更为均匀，降低小区拥塞率，从而提高网络性能。

负荷切换只实现在同一BSC内或同层小区中的TCH信道之间切换。

负荷切换主要适合于无线网络局部地区异常话务高峰的应急措施，不应该作为解决话务拥塞的主要手段；如果一个网络的局部地区频繁发生负荷切换，就应该考虑对基站扇区载频配置和网络布局进行调整。

【分级负荷切换周期及步长参数】

当小区负荷大于等于“负荷切换启动门限”时，以该小区为服务小区的所有呼叫会在同一时间发出切换请求，这样会导致处理器负荷的突然增长。

在某些情况下该小区会发生拥塞从而导致掉话。

因此BSC采用分级负荷切换算法以控制一级切换的用户数量。

此参数表示每一级切换所需要的时间。

在分级负荷切换中，负荷切换带从“下行链路边缘切换门限”开始，每隔一个“分级负荷切换周期”，切换带上限增加一个“分级负荷切换步长”。

以此类推，进行逐级切换，最终把当前服务小区的接收电平在（下行链路边缘切换门限，下行链路边缘切换门限+负荷切换带宽）范围内所有呼叫都切换出去。

“分级负荷切换步长”必须小于“负荷切换带宽”。

0～63对应-110～-47dBm。

【直接重试功能和小区直接重试禁止门限（BSC6000）】

如果“指配时小区负荷判断允许”被设置为“是”，在指配过程中，如果小区支持直接重试并且当前小区负荷大于等于“小区直接重试禁止门限”，则将通过直接重试流程为MS分配信道。

此参数直接影响是小区掉话率，但是间接缓解了源小区的TCH信道的接入，对缓解TCH拥塞率有一定作用。

【AMR呼叫优先分配半速率开关】

此参数表示BSC根据MSC允许的信道类型和小区当前的业务信道占用率，确定是否优先分配半速率信道。

当MSC允许的信道类型为“全或半”（即，非只选TCHF或只选TCHH信道类型），且“AMR呼叫优先分配半速率开关”设置为“是”时，如果小区的业务信道占用率大于AMR呼叫优先分配半速率小区负荷门限，则将呼叫的信道分配请求变换成“TCHF或TCHH，TCHH优先”；否则（小区的业务信道占用率不大于AMR呼叫优先分配半速率小区负荷门限）将呼叫的信道分配请求变换成“TCHF或TCHH，TCHF优先”。

5.3、切换类参数：

【PBGT切换门限】

当与邻区发生切换时，如果参数设置不合理，会导致应该切换出本小区的话务不能及时切出，或切入，造成小区话务分布不均，导致拥塞。

【边缘切换相关参数】

如果“上行链路边缘切换门限”、“下行链路边缘切换门限”设置过低，“小区间切换磁滞”过大或“边缘切换统计时间”和“边缘切换持续时间”设置过长，会导致在电平恶化时，不能及时进行边缘切换，导致拥塞。

如果需优化TCH拥塞率，可修改这些边缘切换相关参数，使边缘切换能及时发生。

【质量差切换相关参数】

如果紧急切换上（下）行链路质量限制（分非AMR、AMRFR和AMRHR）设置过大、“质量差切换带”设置过小或“小区间切换磁滞”设置过大，会导致在质量恶化时，不能及时进行质量差切换，导致掉话。

如果需优化TCH拥塞率，可修改这些质量差切换相关参数，使质量差切换能及时发生。

【干扰切换相关参数】

如果非AMRFR语音业务干扰切换质量门限1~12设置过大或“AMR干扰切换质量偏移”设置过大，会导致在出现较强干扰时，不能及时进行干扰切换，导致拥塞。

如果需优化TCH拥塞率，可修改这些干扰切换相关参数，使干扰切换能及时发生，缓解拥塞。

但质量门限也不宜设置过小，否则会导致其它原因切换次数大幅增加，影响切换成功率。

【从TCHF切向TCHH的门限/从TCHH切向TCHF的门限】

对于AMR呼叫，如果当前占用半速率信道且在一定时间内，RQI（RadioQualityIndication）无线资源质量指示始终低于配置的该门限，则触发小区内全半信道的切换。

该参数与“小区内全-半切换统计时间（秒）”和“小区内全-半切换持续时间（秒）”配合使用。

5.4、小区基本参数

【最小接入信号电平】

此参数表示MS接入BSS系统时要求的最小接收信号电平。

如果该参数设置过小，会导致部分低电平用户接入网络，容易导致拥塞。

如果需优化拥塞率，可适当增大此参数，但会对呼叫建立成功率和话务量等指标带来影响。

【RACH最小接受电平】

此参数表示BTS判断MS随机接入的电平门限值，如果该参数设置过小，会导致部分低电平用户接入网络，容易导致拥塞。

如果需优化拥塞率，可适当增大此参数，但