掉话率与定时器分析报告V2.0.0

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1、网络质量竞赛试点项目关键指标与定时器分析报告（ GSM&TD掉话率部分）指标体系组版本号：网络质量竞赛试点项目组目录1GSM 掉话率与定时器分析 .31.1GSM 指标现状分析 .31.1.1网管数据分析 .51.1.2路测数据分析 .51.1.3信令数据分析 .61.1.4小结 .61.2GSM 掉话率与 RLT 定时器 .61.2.1用户感知与定时器 .61.2.1.1数据采集 .71.2.1.2数据分析 .71.2.1.3定时器设置分析 .71.2.2掉话率与定时器 .71.2.2.1数据采集 .81.2.2.2数据分析 .91.2.2.3定时器设置分析 .111.2.3无线环境与定时器

2、 .111.2.3.1数据采集 .121.2.3.2数据分析 .121.2.3.3定时器设置分析 .141.2.4GSM 基本机制与定时器 .141.2.4.1数据采集 .141.2.4.2数据分析 .141.2.4.3定时器设置分析 .161.2.5测量报告与定时器 .171.2.5.1数据采集 .171.2.5.2数据分析 .171.2.5.3定时器设置分析 .18T305 与 T308 设置的问题 .181.2.6.1数据采集 .191.2.6.2数据分析 .191.2.6.3定时器设置分析 .191.2.7小结 .211.3GSM 定时器设置方案 .221.3.1GSM 现网主要设备的

3、定时器设置情况 .221.3.2GSM 网络定时器设置建议方案 .222TD 掉话率与定时器分析 .232.1目前 TD 掉话率指标公式分析 .232.1.1TD 语音应答掉话率 .232.1.2TD 语音无线掉话率 .262.1.3TD 语音话务掉话比 .262.1.4TD 路测语音掉话率计算 .262.2TD 掉话相关定时器设置分析.272.2.1下行同步分析 .272.2.1.1N313 .272.2.1.2T313 .282.2.1.3N315 .292.2.1.4小结 .292.2.2上行同步分析 .292.2.2.1OUTSYNC .292.2.2.2INSYNC.302.2.2.

4、3RLFAIL .302.2.2.4小结 .312.2.3无线链路超时时长 .312.3TD 掉话率主要定时器设置方案.323编制历史 .341 GSM掉话率与定时器分析1.1GSM指标现状分析具体信令流程如下：从上图可以不同的统计手段，对掉话有不同的理解，获得的结果影响掉话率的主要定时器（列表和时序图）定时器试点前试点期间试点期间说明默认值（NSN）（ MOTO ）名称T200F160780280ms166ms越大掉话率越好N20034343434越大掉话率越好RLT20 个 SACCH642020越大掉话率越好T30530s210s/越小掉话率越好T30830s15s/越小掉话率越好T91

5、0415s2015 或 20s-越大掉话率越好T310912s1515s14.4s越大掉话率越好TNT315s1515s/越大掉话率越好试点期间，GSM 的无线链路超时定时器RLT 由 64 个 SACCH 帧改为 20 个帧，北京 GSM网络的掉话率由0.62%升至 1.55%。（数值引自韩斌杰PPT 报告）网管数据分析掉话率的定义掉话率忙时话音信道掉话总次数/忙时系统应答总次数100话音信道掉话次数：是指在指配话音信道完成（即Assignment Complete）后由于各种原因导致的掉话。统计的为无线侧的“Clear Request”。系统应答次数：是指该地区交换机接受的各种用户的话音应

6、答总次数。统计的为出局的“ connect+ANM+ANC”消息。其中， 交换机发出的“ Connect ”消息，是指当移动用户做主叫时通话应答的次数； 交换机发出的“ ANM”、“ ANC”消息，为入局呼叫，通话应答的次数。路测数据分析掉话率的定义掉话率 =掉话率（主叫掉话+被叫掉话） /（主叫接通 +被叫接通） 100当一次试呼开始后出现了Connect，Connect Acknowledge 消息中的任何一条就计数为一次接通；DisconnectChannel Release释放。 只有当两条消息都未出现而由专用模式转为空闲模式时，才计为一次掉话 （如通话时间不足规定时长，出现释放，要求

7、通过层3 信令解码判断原因） ；信令数据分析掉话率的定义掉话率 =掉话次数 / 应答次数 100%掉话次数：是指在 Connect 消息到 Charging_End_Time （ NSN设备内部消息，无直接对应的A口消息，大致在 SCCP RLSD消息处）间，如 Clear Code 不为 0则计为一次掉话。应答次数：指Connect 消息的总数。注：TRAFFICA统计的掉话率无法与无线侧统计完全对应，其更加类似于接通后通话异常中止的比例。小结掉话率测试时间诺西区摩托区网管组7月9日至 13日，六忙时1.51%1.54%掉话率路测组12日 -24日，每天 7 小时掉话点少，0.76%掉话点多

8、， 0.76%掉话率信令组18日 -20日，六忙时2.32%2.32%掉话率其中，网管组采用现行的考核公式即系统应答掉话率；信令组掉话率的定义与应答掉话率（应答数取出局或入局的Connect 消息）定义较为接近，实测数据也基本相同。从上表可以看出，三种方法统计的掉话率，差异非常大。信令统计的掉话率最大，网管统计的掉话率次之，路测统计的掉话率最小。这种现象符合三种方法对掉话率的不同定义，从信令流程图可以看出，信令统计法涵盖的信令过程最长，网管统计法次之，路测统计法最短。从使用的角度来看，信令统计法更倾向于客户感知，网管统计法更方便用于考核，路测统计法通常用于优化。1.2GSM掉话率与RLT 定时

9、器用户感知与定时器通过实际测量用户可以容忍通话质量恶化的平均时间， 以此来确定客户感知与定时器间的关系。即，无线链路超时定时器（ RLT ）应略大于多数客户可容忍的时间，以保证正常通话的进行。 该值设置偏小，则网络先于用户中断通信，但同时也需要考虑通话的连续性，如设置过小， 频繁中断对客户感知也很不利；该值设置偏大，则用户先于网络中断通信，此时用户需要容忍超出其心理预期时长的质差语音，会加重用户网络负面的印象，不利于用户感知。数据采集通过对用户进行拨测，人为制造通话质量恶化的现象，记录另一方用户在预先不知情的情况下，可以容忍的时间。具体方法如下：1112 110293847 65拨打人员计时人

10、员被侧对象数据分析从目前的情况来看，多数用户可接受的质差语音持续时间为8-10 秒。定时器设置分析根据以上的分析，无线链路超时定时器（取值不应小于 20 个 SACCH （ 9.6 秒）。RLT ）应略大于多数客户可容忍的时间，RLT掉话率与定时器选定一个话务较为密集的区域，验证在同一个区域、同一个时段下，不同率的变化关系。 做掉话率与RLT 的关系曲线， 看看曲线中是否可能存在拐点。的合适取值。RLT 与掉话该拐点为RLT数据采集数据采集区域MOTO 设备取 BSS119，位于海淀区的五环和六环之间西北方位。NSN 设备取 R4905，位于朝阳区的五环和六环之间正东方位。数据采集步骤A 、修

11、改该 BSC 下所有基站的RLT 取值，从64 到 4 顺序遍历；B、试验从8 月 10 日至 8 月 13 日持续 4 天，每天8 点至 12 点为参数试验时段，每个时段进行一个RLT 步长的调整，由于调整时间较快，忽略参数调整过程对指标的影响。C、每调整一个RLT 值，网络运行一个小时，提取该时段的掉话率。注：无线掉话率（不含切换）=话音信道掉话次数/话音信道占用次数(不含切换 )1）“话音信道掉话次数”取2071；2）话音信道占用次数(不含切换 )统计 BSC 收到的“ Assignment Complete ”消息。数据采集计划日期时间RLT 取值参数调整时间8月10日8点9点648月

12、 9 日下班前完成8月10日9点10点608月 10日 9点8月10日10点11点568月 10日 10点8月10日11点12点528月 10日 11点8月11日8点9点488月 10 日下班前完成8月11日9点10点448月 11日 9点8月11日10点11点408月 11日 10点8月11日11点12点368月 11日 11点8月12日8点9点328月 11 日下班前完成8月12日9点10点288月 12日 9点8月12日10点11点248月 12日 10点8月12日11点12点208月 12日 11点8月13日8点9点168月 12 日下班前完成8月13日9点10点128月 13日 9

13、点8月13日10点11点88月 13日 10点8月13日11点12点48月 13日 11点8月13日12点以后208月 13日 12点数据分析由于定时器T305 和 T308 作用于MSC ，修改难度较大，且实验区域必须扩大到一个MSC 的覆盖范围内。为简化实验，本实验是在保持T305=10s 、 T308=5s 不变的情况下，尽量保持相同环境的情况下，单独考察一个BSC下 RLT 与掉话率的变化关系。RLT 取值时间诺西掉话率摩托掉话率420100810083.01%13.84%820100810092.27%7.49%1220100810101.65%4.57%1620100810111.

14、42%3.48%2020100811081.48%3.89%2420100811091.44%3.79%2820100811101.34%3.27%3220100811111.28%3.01%3620100812081.16%2.95%4020100812091.14%2.50%4420100812101.06%2.67%4820100812111.12%1.98%5220100813080.99%2.48%5620100813091.12%2.51%6020100813101.06%2.40%6420100813111.23%2.43%注： RLT 的取值范围4-64，变化步长为4。实验结果

15、如下：RLT与掉话率关系图（ NSN）4.00%3.50%） 3.00% % 2.50%（率 2.00% 话 1.50%掉 1.00% 0.50%0.00%NSN无线掉话率CMCC无线掉话率4 取值RLT与掉话率关系图（ MOTO）16.00%14.00%） 12.00% % 10.00%（率 8.00%话 6.00%掉4.00%2.00%0.00%MOTO无线掉话率CMCC无线掉话率4 取值上述图中出现了两个拐点，第一个拐点出现在RLT=16 个 SACCH 处，第二个拐点出现在 RLT=40 个 SACCH 处。1）第一阶段RLT 较小时，这个阶段主要是网络行为，网络通常先于用户中断通信，

16、掉话率受RLT 的影响显著，随着RLT 增加，掉话率迅速下降；2）第二阶段 这个阶段网络和用户共同作用，用户行为可以对通信过程产生影响，当通信质量下降，用户会先于网络中断通信，随着RLT 的增加，掉话率平缓下降，这个阶段的掉话率基本上与RLT 成负线性关系。3）第三阶段RLT较大时，这个阶段主要是用户行为，掉话率趋于稳定。注：工作日8 点到 12 点的用户行为有较大的不同。8 点时在上班的路上，移动性强，掉话率往往稍高；9 点和 10 点是办公的主要时段，话务高，且集中在室内；11 点是午饭时间，有突发的集体行为。定时器设置分析根据以上的分析， 可以看到曲线中明显的拐点位于 16 个和 40

17、个 SACCH 处，表明有些用户在语音质量恶化超过 8 秒以后会选择主动挂断通话，而绝少有用户能容忍 20 秒以上。因此 RLT 的取值应当在 16-40 个 SACCH 之间，取中值 28 个 SACCH 可以兼顾二者的需要。需要说明的是，拐点值与T305和T308也有一定的关系，随着RLT的加大，T305和T308相对于RLT要小，致掉话率也偏小。一般的，随着T305 和T308 的加大，拐点值也将加大。为避免T305和T308对实验结果的干扰，最好是设置一个较大的T305和T308（如取 128 秒）进行实验。无线环境与定时器无线电波在空间传播时，由于气候，环境，距离、地物等各种因素的影

18、响，接收到的信号幅度和相位是随机起伏变化的， 无线终端在测量中应当能够过滤快衰落的影响， 保证测量结果的稳定性；同时无线链路应当能够抵抗慢衰落，保证通信的连续性。其中，自由空间的传播损耗: Los (dB)=32.44+20lgd(km)+20lgf(MHz)下面主要分析慢衰落和快衰落对GSM 无线参数设置的影响。数据采集采集空闲态下，GSM 基站 BCCH 载波的发射功率，具体要求如下：1） 采用测试终端，通过锁BCCH 频点，锁定在建国门附近的5115 小区上做测试；2） 车速保持在30-60km/h ；3） 采集量要少于2 个小时的数据；4） 尽量正对着天线覆盖方向，做拉远测试。数据分析

19、北京现场实测情况电平随距离变化情况0-101477953 1429 1905 2381 2857 3333 3809 4285 4761 5237 5713 6189 6665 7141-20-30）m-40Bd（ -50平-60电-70-80-90-100采样点数（个）从上图可以看出一个慢衰落的采样点数大概为4696 个。克服慢衰落由于移动台的不断运动，电波传播路径地形地貌是不断变化的，因而局部中值也是不断变化的 这种变化所造成的衰落比多径效应引起的快衰落要慢得多，称为慢衰落。 慢衰落的场强中值服从对数正态分布，且与位置/地点相关，根据以上的分析慢衰落的周期约为4696 4.8=22.54

20、秒， RLT 设置为半个周期时长 11.27s 以上，有助于保持链路的稳定，避免由于过多的通信中断影响客户的感知。克服快衰落在建筑物密集的城市环境中，各种地物使得无线设备的发射机和接收机之间没有直射路径，电磁波经过反射折射散射等多条路径传播到达接收机后，总信号的强度服从瑞利分布。快衰落的特性与移动台的速度和工作频率有关，变化范围可达40dB，平均速度2v/ （ Hz ）。李氏采样定律是李建业博士于1985 年 2 月发表的关于无线信号采样的著名论文。论文通过严格的数学推导和精密的论证得出了场强采样的具体方法，即信号快衰落满足瑞利分布的条件下， 在 40 个波长（对于 GSM900 为 13.2

21、 米）的取样区间长度内抽取36 50 个样本，表示成局部均值，可获得在90 %置信度下的样本均值估计量，其偏差小于1 dB。GSM 终端每 4.8ms 可以测量1 个频点上的1 个邻区，每 100 160ms 完成一次当前服务小区全部邻区的测量（取决于邻区配置数量），每 4.8ms 从终端物理层向RRC 层上报一次测量数据。从上述分析可知，L1完成一次有统计意义的测量需要4.8*50=240ms ，因此L2的T200不应小于240ms，鉴于目前的GSM设备中N200一般都固定为34，所以作用于L3的RLT不应小于 T200 （ N200+1 ） =8.4s。定时器设置分析根据以上的分析，慢衰落

22、的波长大概为300 米，基本机制与定时器无线链路应当得以持续并保证各种通信的基本操作有时间完成，只有这样 GSM 的各种通信机制才能得到充分发挥。以切换为例，一次完整的切换操作包括测量、存储、过滤、候选、排序、判决、执行、返回等多个子动作，通过对这些子动作做深入分析，得到一个完整切换所需的时间，并要求 RLT 不小于一个完整的切换用时。数据采集根据北京现网的参数设置来推算。数据分析一次完整的切换操作，包括测量、 判决和执行三个大阶段，可进一步细分为测量、存储、过滤、候选、排序、判决、执行、返回等多个子动作。如下图。1-4 个SACCH相邻小区测量服务小区测量1-4 个Window测量结果预处测

23、量结果预处理理记录邻小区测触发切换量结果产生候选小区列表候选小区评估信道激活 T9103/ 排序发起切换请求 T3124信道非同步占用 T3105新信道分配切换执行 T3107切换执行切换失败保护时间连续切换保护时间1）测量阶段用时UE 每一个 SACCH （ 480ms）上报一个MR （ Measurement Report ），根据BMA参数的设置在BTS上做平均（为减小Abis 口的负荷），然后将平均结果报告给BSC。如 BMA=2 ，测量阶段的用时为0.96 秒。2）判决阶段用时A ）触发切换， BSC 根据滑动窗口大小、Nx和Px设置对测量值进行处理，判断是否触发某种切换，切换类型可

24、以是门限型切换、紧急切换或周期性切换；B）列出候选小区，根据公式1 或公式 2，对邻小区进行过滤找出符合条件的邻小区；C）对候选小区排序，根据优先级（受负荷和C/I 影响）和电平强度，对邻小区进行排序，逐一尝试切换。如滑动窗口设为6 个值，则测量阶段的用时为5.76 秒。3）执行过程MSBTS2BSCBTS1MSMSCMeasurement Reports From MS (1)Channel ACT (2)Channel ACT ACK(3)Handover CMD(4)(5)Handover AccessHandover Detect)(6)PHY INFO (7)SABM(8)EST I

25、ND (9)UA(10)Handover Complete (11)Handover Performed(12)A）BSC 先通知 BTS 准备好信道T9103；2）BSC 下发 HO_CMD 通知 UE 开始切换； 3）UE尝试在新BTS 下做非同步切换中的信道占用过程T3124和T3105F；4）完成新信道占用后， UE向BSC回送HO_CMPL消息。一般情况下，这个过程可以在1 秒时间内完成。4）切换后A ）如切换失败，为避免过快再次发起切换请求，设定了一个切换保护定时器 MIU ；B）为避免在一个会话过程中，发生过多切换，影响话音质量，网络也设定了一个切换保护定时器 MIH 。根据目前

26、北京现网的设置值MIU=3 秒， MIH=5 秒。综上所述，完成一次完整的切换动作，需要5.76+1+3=9.76 秒。定时器设置分析根据以上分析， 从 UE 对下行链路的电平做第一个测量开始，并将该测量结果用于切换的执行，一个完整的切换需要用时9.76 秒。 RLT 的设置 RLT 必须要能保证两至三次切换挽救得以执行，方能使得GSM 的机制得以发挥。也就是说RLT 必须大于5.76+1+3+1=10.76秒。测量报告与定时器RLT 是通过监测SACCH 信道来确定无线链路的变化情况。如上行SACCH 解码失败1次，此参数减1；如上行 SACCH 解码成功1 次，此参数加2，当 RLT 定时

27、器减到设置值以下后， BSC 断开呼叫连接。本节通过在Abis 口挂表采集L1 的测量报告， 通过统计连续丢失2 个 SACCH 帧的测量中断次数与呼叫次数，来确定无线链路与客户通信行为间的关系。注： 1）一般情况下，GSM的测量报告是相当稳定的，数据表明通过“总采样点数0.48/3600”计算得的话务量是实际话务量的95%左右，说明很少有测量报告丢失。2）如果有连续两个报告丢失，说明无线链路已经很差了，此时往往是遇到了深度衰落，致连续多个SACCH 无法被解码。数据采集分析数据来源：某移动一个连续片区，共计43 小区， 230 个 TRX ；分析时段：采集晚忙时19:50 至 21:10 大

28、概一个小时的数据；话务：分析时段内总共呼叫57918 次，总共产生测量报告1402840 条。数据分析我们定义连续丢失2 个帧（ 960ms）以上为一次测量中断。总共统计到12236次中断行为，这些中断涉及到8103 次呼叫。由于没有相应在A 口挂表，无法统计到由于质差造成的用户主动挂断。 下面我们仅统计发生质差的情况下，用户坚持通话， 链路恢复后通话得以持续，考察在不同的质差时间内链路可以恢复的比例。链路质差持续时间与恢复的比例关系图10095） 90%（ 85例比 80的 75复恢 70可 65路链605550时间（ s）上图说明了在所有没有挂断的质差通话中（含网络不挂断和用户不挂断），在

29、15 秒以内可以恢复超过99%的链路。也就是说，试图通过设置更大的RLT值来挽救链路没有现实意义。定时器设置分析从上面的分析可以看出，RLT 设置为 15 秒，即可恢复99%以上的无线链路， 过大的 RLT除了浪费网络资源外，对挽救链路没有实际意义（即：发生质差后，要么用户无法忍受主动选择挂断； 要么用户坚持通话，网络来恢复链路，保证通话的连续性） 。考虑到测量中断前，实际上用户已经经历了语音质差，故而建议RLT 要略大一些，以16 秒为宜。与 T308 设置的问题从目前的网管统计法定义的掉话率可以看出，该掉话实际上是统计“用户被掉话” 的次数，而由于无线信道恶化，用户无法容忍并主动挂机而形成的“用户主动掉话”的次数没有做统计，因此获得的掉话率数值偏低，不能反映实际网络的运行情况。下面将分析T305和T308是如何影响掉话率统计，并指出增大T305 和T308取值，掉话率将有所提高，但能更客观地反映实际网络运行性能。数据采集在 A 口挂接中创仪表，采集BSSMAP 层的信令，以下具体数据由信令组提供。数据分析全网释放时长统计以下数据是对正常呼叫释放的统计（不包含T305/308 超时），从 Disconnect 至 Releasecomplete 之间的时延为