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话务均衡
GSM系统基站间话务量均衡
一．话务量均衡的目的—改善系统运行质量，提高系统得分排名。
拥塞率是评估GSM网络重要指标，并且直接影响系统的接通率，与掉话率也密切相关。
一个GSM系统中既有高拥塞率的基站，也有低拥塞率和无拥塞的基站，进行基站间的话务量均衡，降低高阻塞基站的拥塞率，同时降低系统拥塞率，提高无线接通率，可以有效地提高系统得分。
表一所示为评估GSM系统得分的内容。
CallSetupSuccessRate
DroppedCalls
FiveMostBlockedCells
SystemSize
PercentageofDisabledChn
SystemBlocking
NumberofTotalCalls
Final
（%）
Score
（%）
Score
（%）
（%）
（%）
（%）
（%）
Avg（%）
Score
No.
Score
Chns
Score
（%）
Score
No.
Score
Grade
89.18
89
2.35
141
49.76
36.15
33.26
33.07
30.9
36.6
63
15416
154
8
-38
2.14
98
295K
59
81
88.86
89
1.74
179
48.1
39.19
36.41
28.6
22.9
35
65
12360
124
3
-15
5.18
95
152K
30
81
89.89
90
1.58
192
74.39
34.49
28.91
21.16
16.6
35.1
65
9136
91
1
-5
3.21
97
127K
25
79
88.98
89
2.02
159
88.6
79.16
78
73.07
72.9
78.4
22
16632
1660
4
-22
18.2
82
277K
55
79
91.5
92
1.89
168
14.64
7.86
7.41
7.09
6.43
8.69
91
4968
50
1
-4
1.26
99
116K
23
74
97.14
97
2.67
126
8.52
5.5
4.32
3.46
3.4
5.04
95
4712
47
7
-34
0.71
99
61K
12
63
78.68
79
3.27
106
77.26
77.14
64.73
61.78
58.4
67.9
32
8024
80
5
-23
18.3
82
117K
23
54
（表一：
GSM系统的得分评估项）
由上表可以看出，直接与拥塞率有关的评分内容有：
无线接通率（callsetupsuccessrate）,五个拥塞率最高的小区（fivemostblockedcells）,系统拥塞率（systemblock）。
此外，掉话率（dropcallrate）与拥塞率也密切相关。
GSM系统中RACH信道是一种ALOHA信道，一旦有呼叫需求，移动台立即在RACH上发出信道请求消息，而不管系统是否有可用的SDCCH，TCH。
ALOHA呼叫方式的特点是发起信道请求无需系统发出空闲指示，响应快，实现简单，但缺点是，当系统存在拥塞时，这种呼叫发式会迅速加重拥塞。
拥塞率与话务量并不是线性的正比关系。
换而言之，如果我们将严重拥塞A小区的一小部分话务量分担给相对空闲或拥塞率低的B小区，就可以大幅度降低A小区的拥塞率（尽管B小区的拥塞率可能会增大，但A，B小区的平均拥塞率得到降低）。
参见附件一
调整基站天线高度，天线倾角，基站发射功率等等，都可以调整GSM基站的话务量，但是这些方法会改变系统的载干比C/I，可能会带来较多负面作用，本文讨论通过修改小区参数进行话务量均衡的方法。
二．调整小区的有效覆盖范围均衡话务量
2.1小区的边界
实际上小区存在不同意义上的几个边界。
1。
移动台接入的边界－在这一范围内，本小区的C1/C2值最大,空闲模式下的移动台选择该小区，侦听该小区的广播，作为将来主被叫的接入小区。
2。
移动台功率预算切换的边界。
3。
发生强制切换的边界，基于以下原因发生移动台的强制切换：
上，下行信号质量（ul/dlrxqual）;上，下行信号电平（ul/dlrxlev）；时间提前量（TimingAdvance）。
当基站发射功率，天线高度，倾角，频率规划等因素确定后，此边界即确定。
正常情况下，大多数切换的原因是基于功率预算的切换。
应该发生在强制切换之前，所以，对话务量影响最大的切换边界应该是基于功率预算切换的边界。
考虑到其他小区的移动台切换进本小区的因素，一个GSM小区的服务范围如图1所示。
小区选择边界的含义是：
以Rselect为半径，在此范围内的移动台都选择该小区建立通话。
切入边界的含义是：
来自其他小区的移动台，进入以RHO_in为半径的范围内切换至该小区。
切出边界的含义是：
移动台在该小区建立通话后，如果移动出以RHO_OUT为半径的范围，会切换至相邻的小区。
需要强调的是，这三个边界半径大小关系，并不是固定的，取决于各种参数关系。
调节Rselect/RHO_out/RHO_in，是我们进行话务量均衡的基础。
2.2通过调整小区边界进行话务量均衡
减小rxlev_access_min可以扩大小区的服务范围，增加小区的话务量。
空闲模式下的移动台，选择C1/C2最大的小区，作为服务小区。
调整C1，就可以调整小区的话务量。
减小rxlev_access_min，则相应C1/C2增大。
小区选择半径Rseletion增大，侦听该小区广播的移动台数目增大，可以增加小区的话务量。
反之，增大rxlev_access_min，则可以减小小区的话务量，降低拥塞率。
C1=（A-Max.（B,0））
其中：
A=RXLEVAverage-P1
A对应下行信号质量,A值越大,表明下行信号越好.
P1=rxlev_access_min,决定了移动台接入系统的最小接收电平（rxlev_access_min）,调整最小接收电平,可以调整SDCCH的业务量。
提高rxlev_access_min能够缩小允许移动台接入小区的区域，从而减少SDCCH的业务量。
当小区的SDCCH和TCH都出现拥塞时，可以考虑提高rxlev_access_min。
B=P2-MaxO/PPowerofMS
B对应上行信号质量，B值越大，表明上行信号越好。
P2=ms_txpwr_max_cch,决定允许移动台接入系统的最大发射功率
C1,C2，用于小区选择和重选
移动台在同一位置登记区发生BCCH重选时，目标小区C1必须大于源小区C1。
移动台在不同位置登记区发生BCCH重选时，目标小区C1必须大于源小区C1＋cell_reselect_hysteresis。
C2是GSM系统可选功能，并且只适用Phase2的移动台。
C2=C1+cell_reselection_offset-temporary_offsetxH（forpenaltytime<31）
C2=C1-cell_reselection_offset（forpenaltytime=31）
其中：
T为邻小区进入移动台测量报告前六个小区的时间长度（用以减轻多径效应的影响）。
H由penaltytime和T决定：
如果penaltytime-T<0，H＝0；如果penaltytime-T>0，H＝1。
空闲模式下的移动台监测BA表中广播的邻小区，并保有最强的六个邻小区表。
移动台最少每5秒计算一次服务小区和邻小区的C2值。
如果邻小区位于不同位置登记区，则应将cell_reselection_hysteresis计算在内。
一个GSM小区有许多邻小区，rxlev_access_min是小区本身的参数，与其他小区没有直接关系。
所以，调整rxlev_access_min可以增加或减少本小区的话务量，但不能定向地在控制特定两个小区间进行均衡。
HO_MARGIN反映两个小区的相对关系，通过调整HO_MARGIN可以在特定的两个小区间调整话务量。
改变rxlev_access_min，对SDCCH业务量的影响更直接。
只有移动台在本小区建立通话，并保持在本小区，而不切换至相邻小区，才能够有效增加话务量。
如果小区选择半径Rseletion大于小区切出半径RHO_out,意味着移动台建立通话后，马上切换至相邻的小区，切换次数增加了，本小区的话务量并没有多少增加。
改变功率预算的切换门限，相应增大或减小小区的切出半径RHO_out或切入半径RHO_in，可以达到均衡话务量的目的。
例如将移动台由A小区切换至B小区的切换门限由Ho_margin=8增大到Ho_margin=15，即原来邻小区B的功率预算比源小区A大8dB，就触发切换。
现在必须满足邻小区B的功率预算比源小区大15dB,才触发由A到B的切换。
这样就等于扩大了小区A的服务范围，即通过增大RHO_out来增加话务量。
类似地，将移动台由B小区切换至A小区的切换门限由Ho_margin=8减小到Ho_margin=0，即原来邻小区B的功率预算比源小区A大8dB，就触发切换。
现在必须满足邻小区B的功率预算比源小区大0dB,就触发由A到B的切换。
这样就等于缩小了B小区的服务范围，扩大了小区A的服务范围，即通过增大RHO_in来增加A小区话务量。
功率预算
基站子系统根据移动台每个480ms的测量报告，评估服务小区和邻小区上下行链路哪一个更好，执行功率预算进程。
功率预算的结果影响移动台的切换和小区的覆盖。
PBGT（N）=源小区[MIN（ms_txpwr_max,P）-rxlev_dl-pwr_C_D]-邻小区[MIN（ms_txpwr,p）-rxlev_dl]
[MIN（ms_txpwr_max,P）]—接入该小区的移动台实际的最大发射功率。
P-移动台本身最大可以达到的发射功率（2Wor0.8W。
。
），与系统无关；ms_txpwr_max,系统允许移动台的最大发射功率。
（相关参数：
addcell:
max_tx_msforserverorinternalneighbor;addneigh:
ms_txpwr_maxforexternalneighbor）。
pwr_C_D=ms_tx_bts-ActualBTSoutputpower。
对源小区rxlev_dl是根据对TCH测量而来，对邻小区rxlev_dl的测量是根据邻小区BCCH得来，而通常BCCH的发射功率大于TCH，pwr_C_D用来补偿二者造成的差异，保证功率预算的正确。
PBGT（N）为正值时，表明选择邻小区将优于源小区（信号电平）。
触发基于功率预算的切换需满足条件PBGT（N）>ho_margin（可正可负）。
经简化后，可以认为PBGT（N）＝邻小区RXLEV_BCCH-源小区RXLEV_BCCH＝－ΔRXLEV_BCCH.
通过以上的讨论，我们知道，一个GSM小区的三个半径Rselect/RHO_out/RHO_in，是我们均衡话务量的基础。
改变每一个半径都可以调整话务量。
但是，Rselect/RHO_out/RHO_in必须满足一定的大小关系，才能保证有效地调整话务量，同时保证系统运行质量，不会带来切换次数过多，掉话增加等不利影响。
这个关系就是：
Rselect如果Rselect>RHO_out.则在此大量范围内的移动台建立通话后，马上切换至其他相邻小区。
减小HO_margin可以减小RHO_out，使部分话务量转移到其他小区，达到均衡话务量的目的。
但缺点是，引起过多的切换，增加了掉话的可能性。
以下我们分析如何保证RselectC1=（RXLEV_BCCH-P1）-Max（（P2-MaxO/PPowerofMS）,0）,
一般设置相同的P2=ms_txpwr_max_cch，
移动台在A小区建立通话，并马上切换至B小区的条件是：
1.AC1-BC1=ΔRXLEV_BCCH-ΔP1=ΔRXLEV_BCCH-ΔRXLEV_ACCESS_MIN>0
2.PBGT（N）=－ΔRXLEV_BCCH>HO_MARGIN
所以：
BC1-AC1＝HO_MARGIN+ΔRXLEV_ACCESS_MIN<0。
例1：
A小区－HO_MARGINA->B=-5,RXLEV_ACCESS_MIN=5（-105dbm）
B小区－HO_MARGINB->A=8,RXLEV_ACCESS_MIN=5（-105dbm）
对A小区：
ΔRXLEV_ACCESS_MIN+HO_MARGIN＝（5－5）－5＝-5<0
移动台在此位置建立通话后马上发生切换
例2：
A小区－HO_MARGINA->B=-5,RXLEV_ACCESS_MIN=15（-95dbm）
B小区－HO_MARGINB->A=8,RXLEV_ACCESS_MIN=5（-105dbm）
对A小区：
ΔRXLEV_ACCESS_MIN+HO_MARGIN＝（15－5）－5＝5>0
移动台在此位置建立通话后不会马上发生切换
例3：
A小区－HO_MARGINA->B=5,RXLEV_ACCESS_MIN=5（-105dbm）
B小区－HO_MARGINB->A=8,RXLEV_ACCESS_MIN=5（-105dbm）
对A小区：
ΔRXLEV_ACCESS_MIN＋HO_MARGIN＝（5－5）+5＝5>0
移动台在此位置建立通话后不致马上发生切换
结论一：
我们在利用小区最小接入电平和切换门限（RXLEV_ACCESS_MIN和HO_MARGIN），来均衡小区间的话务量时，尽量满足条件：
ΔRXLEV_ACCESS_MINA-B＋HO_MARGINA->B>0,
这样可以避免过多的切换次数。
如果RHO_in>RHO_out,则移动台由其他相邻小区切换至本小区后，马上切换出去，甚至产生乒乓切换。
TCH话务量没有多少改变，但切换次数增加了，增加了掉话的可能性。
有许多情况可能导致乒乓切换，其中一种情况就是不合理地设置负切换。
利用负切换可以用来均衡小区间的业务量。
如果切换门限设置不当，会引入乒乓切换。
例如小区A向小区B切换的HO_MARGINA->B=-15，当B的信号强度比A的信号强度小15dB时，就触发由A向B的切换。
B切换至A的HO_MARGINB->A=10。
当移动台满足10dB<（RXVEL_小区A–RXLEV_小区B）<15dB，移动台同时满足由A向B切换,和由B向A切换的条件。
造成移动台严重的“乒乓切换”。
解决办法：
1.调整切换门限，满足条件：
HO_MARGINA->B+HO_MARGINB->A>0
2.增加Penalty值。
增加下次允许切换的时间。
如上例中，将切换门限修改为HO_MARGINA->B＝－10，HO_MARGINB->A＝15。
即可避免乒乓切换。
结论二：
为避免乒乓切换，调整切换门限进行话务量均衡时，必须满足条件：
HO_MARGINA->B+HO_MARGINB->A>0
2.3小结
综前所述，调整小区的有效覆盖范围均衡话务量的方法
1．调整允许接入的最小接收电平（Rxlev_Access_Min）可以调整小区话量。
增大高阻塞率小区的Rxlev_Access_Min，使C1和C2变小，缩小该小区的有效覆盖范围，从而减少话务量。
反之则增加话务量。
从而达到话务量均衡的目的
注意不要使Rxlev_Access_Min大于20（－90dBm）,人为在交界处造成盲区。
2.通过切换门限HO_MARGIN的大小可以调节话务量
增大高阻塞率小区的切入门限,减小向相邻较空闲小区切换的门限,可以非常有效地调节话务量,降低阻塞和由阻塞带来的掉话。
这一手段可以非常有效地调整，但是如果HO_MARGIN取值不合理，容易造成乒乓切换。
3.调整最小接收电平（Rxlev_Access_Min）和切换门限HO_MARGIN时，应满足：
HO_MARGINA->B+HO_MARGINB->A>0
ΔRXLEV_ACCESS_MINA－B＋HO_MARGINA－>B>0;（optional）
（A-server;B-neighbor）
4．既适合在拥塞小区和空闲小区间，也可以在高拥塞小区和低拥塞小区间进行话务量的均衡。
利用直接重试和拥塞缓解功能。
3.1直接重试（DirectedRetry）
当移动台被分配SDCCH后,但是当前小区已没有空闲TCH，此时，基站直接由SDCCH切换到相邻小区的TCH.为了提高速度，基站直接根据当前的一次测量报告计算PBGT来选择一个相邻小区的TCH来分配。
如果切换在两个BSC之间进行，则需要MSC来支持直接重试.
直接重试使移动台从发生拥塞的小区的SDCCH直接切换至相邻小区的TCH上。
即直接重试使部分位于小区选择半径Rselect的部分话务量直接分担到相邻小区，从而达到均衡话务量的目的。
见图5。
参数Congest_ho_margin:
设置直接重试切换门限，应该比正常的切换门限（ho_margin_cell）低,使之更容易发生。
参数ho_exist_congest，定义了当发生拥塞时，需要切换出去那些话务量。
（0－disable;1-切换出去的通话数目等于指配队列中的试呼次数。
2－满足切换门限Congest_ho_margin的通话都切换出去。
）与直接重试有关的参数见附录二。
小区A
小区B
图4示意小区A发生拥塞后，MS2发生接入请求，MS2的话务量通过直接重试分担至邻小区B。
显然位于小区边缘的MS1比MS2更应该分担出去。
在非多层覆盖系统中，直接重试不能有选择地将RXLEV/RXQUAL较差的话务量分担出去，直接重试更适合多层覆盖系统中的微蜂窝层。
3．2拥塞缓解（congestionrelief）
当前小区的通话根据常规的PBGT算法切出到相邻空闲的小区去,以让出空闲的信道给新的试呼用户服务。
此时，移动台进行TCH-TCH的切换,不需要MSC来支持。
当小区出现拥塞时，拥塞缓解功能将最适合切换出去的通话，有选择地切换至邻小区，从而为新的呼叫释放TCH，达到均衡话务量的目的。
拥塞缓解也可根据TCH被占用的比例而激活。
参数Congest_ho_margin:
设置拥塞缓解切换门限，必须小于正常的切换门限（ho_margin_cell），使之更容易发生。
如果Congest_ho_margin>ho_margin_cell，则拥塞缓解功能不能发挥作用。
参数ho_exist_congest，定义了当发生拥塞时，需要切换出去那些话务量。
（0－disable;1-切换出去的通话数目等于指配队列中的试呼次数。
2－满足拥塞缓解切换门限Congest_ho_margin的通话都切换出去。
）
与拥塞缓解有关的参数见附件二
直接重试功能和拥塞缓解功能适合多层覆盖系统，在非多层覆盖系统中效果受到一定限制。
直接重试功能和拥塞缓解功能既能各自独立应用，又可以一起应用，特别适合在拥塞小区和空闲小区间进行话务量的均衡。
拥塞缓解功能比直接重试功能的效果好。
四．利用小区接入优先级进行话务管理
小区禁止限制（CellBarQualify,CBQ）和小区接入禁止（Cell_Bar_Access_switch,CBA）共同决定了小区的优先级。
实际上是否允许移动台接入小区是由CBA和CBQ共同决定的，参见下表。
CBQ
CBA
小区选择优先级
小区重选状态
0
0
正常
正常
0
1
禁止
禁止
1
0
低
正常
1
1
低
正常
假设图7中的覆盖情况，图中每个园表示一个小区。
小区A拥塞率很高，而其他相邻小区空闲。
如果采用降低基站发射功率的方法均衡话务量，会引起小区A干扰增加，甚至人为制造出覆盖盲区。
为使周围小区充分吸收小区A的话务量，可将其他小区优先级设为正常，小区A的优先级设为低。
这样只有当相邻小区的C1<0时，才会选择小区A。
应当注意：
CBQ仅影响小区选择，而对小区重选不起作用。
CBQ和CBA可以用来控制GSM900宏蜂窝间的话务量，GSM900宏蜂窝和微蜂窝间的话务量，也可以用来控制GSM900和GSM1800基站间的接入优先级，控制话务量。
例如将GSM900基站的CBQ＝1，CBA＝0；GSM1800基站的CBQ＝0，CBA＝0，则空闲模式下的移动台优先选择GSM1800基站小区。
五．GSM900和GSM1800小区间的话务量管理
在双频网中，由于900M和1800M无线传播模式的差异，必然会出现GSM900和GSM1800信号强度交替占优的情况，即时而GSM900信号强于GSM1800，时而GSM1800信号强于GSM900，如果只用功率预算的算法会导致很多频段间的切换次数。
双频移动台测量报告（报告6个最强的相邻小区）提供四种不同报告方法。
7种频段优先模式（BPM）
TCH分配
切换
连续监测
1.由于正常的无线资源的原因，切换到最强的相邻小区（缺省）.
2.如果优先频段可用，TCH分配到优先频段
√
3.无线资源的切换或为了缓解阻塞的切换，切换至优先频段
√
4.TCH分配和呼叫切换至优先频段结合在一起（1和2结合）
√
√
5.BSS连续监测MS报告的相邻小区，一旦优先频段可用，就切换到优先频段.
√
6.TCH分配,切换和连续监测结合在一起（1,2,和4结合）.
√
√
√
7.功能和5相同，但是只有在小区变得阻塞时才发挥作用.
√
√
√
双频网络的话务量管理的基本手段：
1．控制空闲模式下移动台的小区选择。
.通过GSM900和GSM1800小区设置不同的小区重选偏置（Cell_reselect_offset，CRO），调整不同小区C2的大小。
从而通过控制小区选择，达到话务管理的目的。
.利用CBQ和CBA，控制小区选择，进行话务管理。
2．对专用模式下移动台的切换控制。
摩托罗拉的双频网支持7种频段优先模式，进行话务量的管理。
六．附件
6.1附件一：
某系统高拥塞区域的部分基站话务量均衡前后数据对比
话务量均衡的结果是在总话务量增加的前提下，不仅降低了拥塞率，而且运行质量得以提高。
Cell
Dropped
TCH
USAGE
Total
Date
ID
SiteName
Call%
BLK%
（Erlangs）
Calls
01_26
10981
B6S20:
5098:
Zhongqu
1.89
4.17
8.69
909
01_26
10941
B6S24:
5094:
dongsheng
0.88
2.43
8.79
241
01_26
10871
B6s31:
dongs
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