寻呼成功率的分析及优化v4

浙江温州移动GSM 无线网络优化咨询服务

网络寻呼成功率的分析及优化

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2007.08

诺基亚西门子网络温州移动项目组

郑竣吉 & 刘燕杰

浙江移动温州分公司网优中心

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目 录

1. 概述 _______________________________________________________________________________ 3 2. 寻呼的基本信令流程 ___________________________________________________________________ 3 3. 影响寻呼成功率的因素 _________________________________________________________________ 4 3.1 位置区域规划 ________________________________________________________________________ 4 3.2 网络寻呼策略 ________________________________________________________________________ 5 3.2.1 呼叫重传 ______________________________________________________________________ 5 3.2.2 减少不必要的寻呼 _______________________________________________________________ 6 3.2.3 现网PER参数设置建议 ___________________________________________________________ 7 3.2.4 MS进行位置更新同时作MTC ______________________________________________________ 7 3.3 寻呼容量受限 ________________________________________________________________________ 8 3.3.1 信道配置 ______________________________________________________________________ 8 3.3.2 寻呼块结构 ____________________________________________________________________ 9 3.3.3 寻呼组_______________________________________________________________________ 10 3.3.4 寻呼的排队及抛弃 ______________________________________________________________ 11 3.3.5 现网寻呼最大容量计算___________________________________________________________ 11 3.4 SDCCH信道指配失败及拥塞 ___________________________________________________________ 13 3.5 网元负荷导致 _______________________________________________________________________ 13 3.6 无线覆盖质量导致____________________________________________________________________ 14 3.7 移动用户因素 _______________________________________________________________________ 14 4. 结束语 ____________________________________________________________________________ 14 5. 附件 ______________________________________________________________________________ 15 5.1 MSC寻呼参数设置 ___________________________________________________________________ 15 5.2 BSC寻呼相关参数统计 ________________________________________________________________ 15

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1. 概述

致力于提高网络质量，从而保持用户的忠诚度和争取更高的市场份额是中国移动目前面

临的重要课题。无论是GSM移动通信系统还是未来将要采用的3G甚至4G技术，移动用户的呼入业务都是建立在先通过无线寻呼寻找到移动用户，再分配所需的网络资源之上的。

就目前而言，寻呼成功率也是一项重要的网络质量指标。而且，这项指标还直接影响来话接通率和短信接收成功率等其它网络质量指标的优劣。因此，保持和提高寻呼成功率是网络优化部门的一个工作重点。

因此，分析影响寻呼成功率的因素并进行相应的网络优化，使网络达到最佳运行状态并获得最佳效益是本文将要进一步探讨的。

2. 寻呼的基本信令流程

寻呼的过程，即MSC通过寻呼寻找到移动用户的通信过程，只有在查找到移动用户后，

MSC才能进行下一步的呼叫接续工作。在GSM移动通信系统中，寻呼基本信令流程如图1所示。

VLR MSC 1 UDT Paging BSC 2 Paging Command BTS MS PAGING PART 3 Paging Request Channel Required 5 7 Channel Request ( RACH ) 4 RADIO ACCESS PART 6 8 Channel Activation Channel Activation Ack. Immediate Assigment Command. 9 Immediate Assigment ( AGCH ). PagingResponse(SDCCH) CR (Paging Responset) 12 Process Access Request 11 SABM Paging Response(SDCCH) Establish Indication 10 13 UA (SDCCH) ESTABLISHMENT PART 图1：无线寻呼信令流程

从图1可知，从MSC发出寻呼消息到移动用户响应，包括以下步骤： ?

当MSC从VLR中获得MS当前所处的位置区域后，将向包含这一位置区域小

区的所有BSC发出寻呼消息（PAGING）；

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? BSC收到寻呼消息后，向该BSC下属于此位置区域的所有小区发出寻呼命令

消息（PAGING COMMAND）；

?

当基站收到寻呼命令后，将在无线信道的该IMSI所在寻呼组的寻呼子信道

上发出寻呼请求消息（PAGING REQUEST），该消息中携带有被寻呼用户的IMSI或者TMSI号码；

?

MS在接收到寻呼请求消息后，通过随机接入信道（RACH）请求分配独立控制

信道（SDCCH）；

?

BSC收到BTS发送的信道分配请求消息，发送信道激活消息（CHANNEL

ACTIVATION），指派相应信道；

? ACK）；

?

BSC则在确认基站激活了所需的SDCCH信道后，在接入许可信道（AGCH）通BTS响应信道激活消息，发送信道激活响应消息（CHANNEL ACTIVATION

过立即指配消息（IMMEDIATE ASSIGMENT）将该SDCCH信道指配给移动台；

? ?

移动台则使用该SDCCH信道发送寻呼响应消息（PAGING_RESPONSE）至BTS； BTS将寻呼相应消息转发给BSC，并发送建立标示消息（ESTABISH

INDICATION）；

?

BSC将寻呼相应消息转发给MSC，完成一次成功的无线寻呼。

3. 影响寻呼成功率的因素

3.1 位置区域规划

位置区域（LAC）是由一些小区组成，在这些小区中，广播同样的寻呼信息。在位置区域服务区的上一级，为MSC服务区。一般来说位置区域的范围小于MSC服务区，主要因为大的位置区域必须处理过多的寻呼负荷。位置区域的边界也由位置更新的负荷决定，过小的位置区域会占用边界小区更多的SDCCH资源。

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通过分析统计结果，我们可以得到有关寻呼的信息，比如位置区域内有多少次寻呼，第一次有多少，第二次有多少，有什么问题。但是这并不表示通过统计次数就可以判断寻呼负荷是低，中等或是太高。因此我们要建立一个既定范围的最大寻呼能力的衡量标准。

MSC Paging：寻呼消息由MSC发向此MSC下的所有BSC；

LAC Paging：寻呼消息由MSC发向包含移动台所登记的LAC小区的所有BSC；

对BSC收到的每个寻呼消息来说，寻呼指令信息(Paging Command Message)会被送往移动台所登记的位置区内所有小区。位置区内小区数从几十个到上百个不等，这就意味着一个发给BSC的寻呼消息会引起大量的由BSC下发的出局寻呼命令。

BTS要广播所有的寻呼，通过CCCH上的PCH中发送。如果位置区范围过大会导致过高寻呼负荷，造成寻呼拥塞及由于空中接口容量不够引起的寻呼丢失。当然，较小的位置区范围能减少BTS寻呼负荷，但是小的位置区也意味着存在更多的位置区边界小区。每当移动台穿越位置区边界时会产生位置更新，而位置更新会影响信令信道的负荷，因此我们也要考虑SDCCH的配置。

所以，我们在理论上对位置区规划时，需要对寻呼容量及小区的SDCCH的合理配置进行评估。

3.2 网络寻呼策略 3.2.1 呼叫重传机制

如果VLR知道移动台的位置区，第一次寻呼是一个本地寻呼。本地寻呼只在移动台所登记的LAC内广播。如果寻呼不成功(移动台没有响应)，MSC会进行第二次寻呼，第二次寻呼可以是LAC Paging也可以是MSC Paging。MSC Paging会在移动台登记的位置区所在的MSC中的所有小区广播。

参数REPAGING ATTEMPTS（AT）对应了重发次数；

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目前温州网络参数MFR的最大设置为6，表示移动台属于一个特定的寻呼组每6个复帧周期重复一次。那么这个寻呼组的寻呼周期大致为1.4s＝6*235.4ms。

MFRMS、AGBLK和寻呼组数量的关系是： 组合BCCH/SDCCH小区：寻呼组数量=(3-AG)*MRF 非组合BCCH/SDCCH小区：寻呼组数量=(9-AG)*MFR

3.3.4 寻呼的排队及抛弃

寻呼指令会在一个队列中等待(一个队列对应一个寻呼组)。当寻呼块空闲时发送寻呼指令。太多的寻呼指令会增加等待的时间，也会导致平均寻呼回应时间的增长。当队列站满，BTS将抛弃后到的寻呼信息，向BSC上报寻呼删除消息（PAGING DELETE）。

而且，如果寻呼在队列中等待太长的时间，则会由于MSC在规定的时间内(由计时器REPAGING INTERVALS（INT）决定，温州目前设置为3000 MSEC)没有收到寻呼响应而丢失。

如果每寻呼组的传输间隔(通过参数MFR设定，目前温州的最大间隔为1.4s)过长就有寻呼指令被拖延发送的时间过长的危险。

如果寻呼组中没有对应移动台的寻呼消息，会传送空寻呼。

3.3.5 现网寻呼最大容量计算

寻呼是在BCCH(BroadcastControChannel)的0时隙上进行的，其中的PCH用来向移动台传送寻呼请求信息。BCCH的0时隙在逻辑上被分为复帧结构，每个复帧的发送时间为235.4ms。

由于目前温州BCCH信道类型均采用了非组合BCCH/SDCCH，则一秒钟最多可以发送的寻呼块的数量为：

AG=1：8 / 0.2354=33.98 Paging block/second AG=2：7 / 0.2354=29.74 Paging block/second

由于目前温州第一次寻呼采用TMSI方式，即每个寻呼块可以容纳4个TMSI信息，每小时BTS能处理的最大寻呼指令数量为：（AG=2）

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4×3600×29.74＝428207 Paging message / hour

但是这些都是不现实的，由于寻呼重传机制，通常IMSI的比率在10％左右，特殊情况下更高，且并非每个CCCH块均填充4个TMSI信息，加上BTS的Paging Group机制，如果MFR设置为5，寻呼负荷超过160K Message / 小时就可能出现大面积寻呼删除；

通过话务报告统计发现，目前温州网络寻呼次数最高的LAC区域为每小时8万多次，小于BTS最大容纳寻呼容量的安全门限。

通过对小区寻呼信道的检查，说明目前温州网络小区寻呼信道不存在明显拥塞，而且完全能够容纳更多的无线寻呼。

3.3.6 参数AG定义建议

PCH和AGCH共享下行CCCH，且AG消息和Paging消息存在争抢机制，在PCH空闲的情况下，允许AG消息占用PCH发送，AG消息和Paging消息在发送到空口之前都会排队，如果空口资源充足，都可以顺畅发送，如果空口资源不足时，根据参数AG定义，优先级不同；

当AG=0，AGCH优先PCH占用；当AG<>0，PCH优先AGCH占用； 因此AG的容量是动态的。

我们首先计算固定AG每小时的理论最多传输量：

每小时传输复帧为：3600s / 0.2354s ＝ 15293.12个复帧 当AG=1时：1 * 15293.12 =15293 AGCH/s 当AG=2时：2 * 15293.12 =30586 AGCH/s

由于AGCH主要用于网络分配一个专用信道给用户，以完成后续的信令流程，比如识别、鉴权、呼叫建立等，所以可以根据SDCCH的容量估算参数AG的定义；

例如，如温州网络8月15日10:00，接入请求最多的小区是20772，SDCCH_SEIZ_ATT达到31404次，我们认为至少需要31404个AGCH。

根据计算每复帧占用AGCH的次数为：31404 / 3600 * 0.2354 = 2.053个AGCH；

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小区的参数AG定义为1，小于定义最小值，但由于小区的Paging MSG Send较小，仅为40k Paging Msg / Hour，所以未出现AG拥塞问题，但如果小区的Paging信息增加，在空中接口出现AG消息和Paging消息争抢，就容易出现AGCH拥塞，所以建议根据AGCH信道的最小配置调整参数AG的定义；

3.4 SDCCH信道指配失败及拥塞

通过无线寻呼信令流程的分析，我们可以知道在移动台收到寻呼请求消息后，会要求BSC指配SDCCH信道，BSC根据该小区SDCCH信道的占用情况要求BTS完成SDCCH信道激活，并占用该信道发送寻呼响应消息。此时，如果BSC指配SDCCH信道失败或者BTS中SDCCH信道拥塞，都会导致无线寻呼失败，影响网络寻呼成功率；

目前温州网络中SDCCH分配失败率及拥塞率均保持一个较低的水平，但伴随G14工程的开展，温州网络增加了大量位置区域，由于位置区域的减小，移动用户将进行更多的位置更新，增加信令信道使用，所以需要关注位于位置区域边缘小区的SDCCH信道使用；

当基站出现故障，通常会产生大量的SDCCH分配失败及SDCCH拥塞，会严重影响网络寻呼成功率，所以及时排除基站硬件故障，保证基站的各模块正常工作，这是提高寻呼成功率的基础。

通过道路测试、用户投诉以及话务统计都是发现基站是否正常工作的很好的方法。

3.5 网元负荷导致

由于网络的寻呼流程涉及多个网元，MSC、BSC、BTS等，当个别网元负荷出现问题时，也会影响到网络寻呼成功率，如当A接口或Abis接口存在拥塞时，均会导致信令信道拥塞，就可能造成寻呼消息丢失，直接影响寻呼成功率；

所以需要监控网络网元的负荷，避免由于网络网元负荷过高，影响网络的寻呼成功率； 伴随温州G14工程的进行，网络增加了大量网元，所以目前温州网络各网络网元负荷均较低，具有较大的冗余度；

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3.6 无线覆盖质量导致

恶劣的无线环境也是造成寻呼失败的主要原因，如： ? ? ?

移动台处于覆盖盲区； 移动台处于强干扰环境； 服务小区的上下行链路不均衡；

此时，MSC发出的寻呼消息就如石沉大海，得不到寻呼响应。由于无线寻呼过程中，MSC只知道移动台所处的位置区，并不知道移动台具体在哪一个小区下面，因此仅通过无线寻呼的信令流程无法判断哪一个小区存在覆盖盲区或者干扰严重。这种情况在无线寻呼“黑洞”中最为常见，但也最难进行相应的优化工作，依靠大量的路测（DT）和拨打测试（CQT）也仅仅只能保证重点区域和路段的无线网络覆盖。

由于无线寻呼过程中移动用户位置的不确定性，使我们很难找到被寻呼的用户的具体位置。但是通过A接口寻呼消息中对相同IMSI的其它信令流程进行关联，可以估计出存在“黑洞”的小区。例如，我们发现一个寻呼消息没有寻呼响应，则在此条寻呼消息前后某段时间内进行信令流程的关联，用户可能在某个小区进行了主叫、位置更新、短消息发送等操作。在一个合理的时间段内，可以估计移动用户仍在此小区内由于无线覆盖等原因导致寻呼无响应。通过对这些小区中存在上述情况的次数进行排序，次数越多，则表明该小区存在“黑洞”可能性越大。

3.7 移动用户因素

目前市场中，手机品牌很多，各类手机的质量存在差异，会存在部分手机由于接收灵敏度或其它质量问题，在覆盖边缘区域或特殊区域内会出现无法相应寻呼的情况，影响到网络寻呼成功率；

4. 结束语

通过对影响寻呼成功率原因的分析，我们发现虽然影响寻呼成功率的原因很多，但只要

我们根据实际情况，合理配置信道资源，及时发现覆盖盲区，并进行合理优化，就可以改善网络寻呼成功率，长期、持续、有效的提高移动通信网络的通信质量，为用户提供更加先进、优质、高效、满意的服务。

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5. 附件

5.1 MSC寻呼参数设置

5.2 BSC寻呼相关参数统计

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本文来源：https://www.bwwdw.com/article/34dd.html