阿朗CDMA尋呼信道瘦身增效優(yōu)化

黃飛泉，何欣燊

（1.中國(guó)電信股份有限公司廣東分公司無(wú)線網(wǎng)絡(luò)中心 廣州 510610；2.中國(guó)電信股份有限公司廣東分公司無(wú)線網(wǎng)絡(luò)中心江門(mén)中心 江門(mén) 529030）

1 引言

CDMA系統(tǒng)中尋呼信道速率包括9 600 bit/s和4 800 bit/s兩種，其中9 600 bit/s可以提供更大的容量。目前廣東省CDMA設(shè)備包括阿朗、中興通訊和華為技術(shù)3個(gè)廠商，都采用9 600 bit/s尋呼信道速率，但是閑時(shí)阿朗尋呼信道占用率達(dá)到40%以上，明顯高于中興通訊和華為技術(shù)。3個(gè)廠商的對(duì)比如圖1所示。

圖1 阿朗、中興通訊和華為技術(shù)閑時(shí)尋呼信道占用率

為解決阿朗尋呼負(fù)荷偏高的問(wèn)題，提升尋呼信道資源利用率，必須清楚尋呼信道承載的消息、尋呼信道占用率計(jì)算方法以及各廠商之間的差異性。

2 尋呼信道承載的消息

尋呼信道占用率一般定義為尋呼信道承載的各類(lèi)消息占用率之和，在尋呼信道承載的消息主要包括開(kāi)銷(xiāo)消息、GPM（general paging message,通用尋呼消息）、SCI（syncapusle indicator）比特、短GPM、信道指配和命令消息以及短消息。

2.1 開(kāi)銷(xiāo)消息

開(kāi)銷(xiāo)消息也叫總體消息，一般包括NLM、CCLM、ESPM、SPM和APM 5種，協(xié)議要求1.28 s至少發(fā)送一次。其中各消息長(zhǎng)度如下。

·NLM：長(zhǎng)度為65+12×Na+(0～7)，其中Na為鄰區(qū)的個(gè)數(shù)，0～7用于補(bǔ)足8位。

·CCLM：長(zhǎng)度為61+11×Nc+(0～7)，其中Nc為載波的個(gè)數(shù)，0～7用于補(bǔ)足8位。

·ESPM：168 bit。

·SPM：272 bit。

·APM：184 bit。

開(kāi)銷(xiāo)消息占用率=開(kāi)銷(xiāo)消息長(zhǎng)度/（尋呼信道速率×開(kāi)銷(xiāo)消息發(fā)送周期）

2.2 GPM

GPM用來(lái)尋呼手機(jī)，在不同的服務(wù)選項(xiàng)下取值不同，有112 bit和128 bit兩種。在現(xiàn)網(wǎng)中：

GPM消息占用率=（本LAC內(nèi)忙時(shí)尋呼請(qǐng)求數(shù)×GPM長(zhǎng)度）/（尋呼信道速率×3 600）

2.3 SCI比特

尋呼信道被劃分成80 ms尋呼時(shí)隙，每時(shí)隙由8個(gè)半幀組成，每半幀10 ms。每半幀都以同步體標(biāo)志SCI比特開(kāi)始，位長(zhǎng)1 bit，發(fā)送頻率為1/10 ms=100次/s。SCI比特占用率=100×1/9 600=1.04%。

2.4 短GPM

短GPM，即DONE消息，是一個(gè)空的通用尋呼消息，長(zhǎng)度72 bit，表示該時(shí)隙的所有消息發(fā)送完畢。手機(jī)收到該消息后就可以從所監(jiān)聽(tīng)的時(shí)隙逃離，回到空閑狀態(tài)，其作用就是讓手機(jī)保留更多的功率，提高待機(jī)時(shí)間。

2.5 信道指配和命令消息

信道指配消息（即CAM消息或ECAM消息）和命令消息（order message）主要用于基站與手機(jī)在呼叫期間的信息交互，以完成呼叫建立，一般只在某個(gè)小區(qū)上發(fā)送。信道指配和命令消息占用率與小區(qū)BHCA有關(guān)，但變化幅度不大，一般不超過(guò)3%。

2.6 短消息

短消息包括上行和下行兩種，其中上行短消息一般對(duì)整個(gè)LAC的尋呼信道占用比例很小，可以不考慮。下行短消息一般分如下3種情況考慮。

·直接在尋呼信道發(fā)送：短消息占用率=（本LAC忙時(shí)短消息數(shù)量×短消息長(zhǎng)度）/(尋呼信道速率×3 600)。

·尋呼定位后在尋呼信道發(fā)送。

·尋呼定位后在業(yè)務(wù)信道發(fā)送。

尋呼定位階段對(duì)于尋呼信道占用率的貢獻(xiàn)計(jì)算在GPM部分；定位后短消息只在響應(yīng)扇區(qū)發(fā)送，占比很小，可以不予考慮。

3 尋呼信道占用率

3.1 中興通訊設(shè)備

尋呼信道占用率=開(kāi)銷(xiāo)消息占用率+GPM占用率+短消息占用率+信道指配和命令消息占用率＋SCI比特占用率＋短GPM占用率

中興通訊系統(tǒng)中開(kāi)銷(xiāo)消息包括NLM、CCLM、ESPM、SPM和APM 5種，發(fā)送周期0.96 s。此外，在統(tǒng)計(jì)短GPM占用率時(shí)，假設(shè)每80 ms發(fā)送一條短GPM，則：

短GPM占用率=72/（9 600×0.08）=9.375%

3.2 華為技術(shù)設(shè)備

尋呼信道占用率=開(kāi)銷(xiāo)消息占用率+GPM占用率+短消息占用率+信道指配和命令占用率

華為技術(shù)系統(tǒng)中開(kāi)銷(xiāo)消息包括NLM、CCLM、ESPM、SPM和APM 5種，發(fā)送周期1.2 s。此外，由于SCI比特占用率是恒定的，只有1.04%；而短GPM是在系統(tǒng)沒(méi)有別的消息要發(fā)時(shí)才發(fā)送的，因此華為技術(shù)在計(jì)算尋呼信道占用率時(shí)沒(méi)有考慮SCI比特和短GPM占用率。

3.3 阿朗設(shè)備

尋呼信道占用率=開(kāi)銷(xiāo)消息占用率+GPM占用率+短消息占用率+信道指配和命令消息占用率＋SCI比特占用率＋短GPM占用率

阿朗系統(tǒng)中開(kāi)銷(xiāo)消息除了NLM、CCLM、ESPM、SPM和APM 5種，增加GNLM和ECCLM 2種，開(kāi)銷(xiāo)消息發(fā)送周期默認(rèn)0.56 s。

·ECCLM：80 bit。

·GNLM：其長(zhǎng)度與鄰區(qū)數(shù)量、發(fā)送字段相關(guān)。阿朗GNLM長(zhǎng)度為80+15×Na+(0～7)，其中Na為鄰區(qū)的個(gè)數(shù)，0～7用于補(bǔ)足8位。

3.4 差異性對(duì)比

GPM消息、短消息、信道指配和命令消息對(duì)于尋呼信道占用情況各廠商并無(wú)明顯區(qū)別，通過(guò)上述分析發(fā)現(xiàn)閑時(shí)尋呼信道占用率差別主要體現(xiàn)在以下3個(gè)方面。

·開(kāi)銷(xiāo)消息發(fā)送內(nèi)容不同：阿朗發(fā)送ECCLM和GNLM，中興通訊和華為技術(shù)則不發(fā)送。

·開(kāi)銷(xiāo)消息發(fā)送周期不同：中興通訊0.96 s、華為技術(shù)1.2 s、阿朗0.56 s。

·SCI比特和短GPM占用率統(tǒng)計(jì)方式不同：華為技術(shù)不統(tǒng)計(jì)SCI和短GPM占用率。

假設(shè)當(dāng)前CDMA網(wǎng)絡(luò)單載波，配置20條鄰區(qū)，閑時(shí)3個(gè)廠商GPM、短消息、信道指配和命令消息對(duì)于尋呼信道占用率在5%，則：

NLM＋CCLM＋ESPM＋SPM＋APM＝312＋288＋168＋272＋184=1 224 bit

ECCLM＋GNLM=80＋384=464 bit

那么，3個(gè)廠商尋呼信道占用率計(jì)算結(jié)果見(jiàn)表1。

表1 閑時(shí)阿朗、中興通訊和華為技術(shù)尋呼信道占用率

表1與3個(gè)廠商閑時(shí)尋呼信道占用率情況基本吻合，可以看出：

·華為技術(shù)尋呼信道占用率最低，與中興通訊相比主要差異在于未統(tǒng)計(jì)SCI和短GPM占用率；

·阿朗尋呼信道占用率最高，主要原因是開(kāi)銷(xiāo)消息中增加了ECCLM和GNLM，而且開(kāi)銷(xiāo)消息發(fā)送周期僅0.56 s，明顯偏短。

4 尋呼信道瘦身增效方法

通過(guò)上述分析，為提升阿朗尋呼信道利用率，可以從開(kāi)銷(xiāo)消息入手進(jìn)行尋呼信道瘦身增效優(yōu)化。首先進(jìn)行開(kāi)銷(xiāo)消息發(fā)送周期優(yōu)化，其次進(jìn)行開(kāi)銷(xiāo)消息發(fā)送內(nèi)容優(yōu)化。

4.1 延長(zhǎng)開(kāi)銷(xiāo)消息發(fā)送周期

阿朗通過(guò)CEQFACE表pgch_oh_rate參數(shù)可以控制開(kāi)銷(xiāo)消息發(fā)送周期，該參數(shù)可以設(shè)置為7、9或11。系統(tǒng)默認(rèn)值7，表示7個(gè)尋呼時(shí)隙，即0.08×7=0.56 s。若由7調(diào)整為11，即0.88 s，開(kāi)銷(xiāo)消息占用率可預(yù)計(jì)下降10%左右。

4.2 優(yōu)化開(kāi)銷(xiāo)消息發(fā)送內(nèi)容

在Bandclass 0中，可以通過(guò)SPM控制不發(fā)送GNLM和ECCLM：

·將GEN_NGBR_LST字段設(shè)置為0，表示不發(fā)送GNLM；

·將EXT_CHAN_LST字段設(shè)置為0，表示不發(fā)送ECCLM。

目前華為技術(shù)和中興通訊都不發(fā)送GNLM和ECCLM，阿朗當(dāng)前未提供該消息發(fā)送控制策略。經(jīng)過(guò)分析，阿朗具備GNLM消息壓縮功能。由于NLM與GNLM存在相同字段NGHBR_PN和NGHBR_CONFIG，造成尋呼信道容量浪費(fèi)?？赏ㄟ^(guò)CELL2表pg_chnl_ctrl參數(shù)控制GNLM是否發(fā)送NGHBR_CONFIG和NGHBR_PN。pg_chnl_ctrl默認(rèn)設(shè) 置為off，則GNLM不壓縮；設(shè)置為on，則不發(fā) 送NGHBR_CONFIG和NGHBR_PN。

開(kāi)啟GNLM壓縮功能，尋呼信道占用率預(yù)計(jì)可下降2%～4.5%，鄰區(qū)越多，下降越顯著。以20條鄰區(qū)計(jì)算，可節(jié)省240 bit，若發(fā)送周期0.56 s，則尋呼信道占用率可下降：

5 應(yīng)用效果

5.1 局部試點(diǎn)

選取一個(gè)基站作為試點(diǎn)，延長(zhǎng)開(kāi)銷(xiāo)消息發(fā)送周期后，全天尋呼信道占用率平均下降10%；在此基礎(chǔ)上開(kāi)啟GNLM消息壓縮功能后，尋呼信道占用率平均又下降3.4%。試點(diǎn)基站尋呼信道占用率變化情況如圖2所示。

5.2 全網(wǎng)推廣

在實(shí)施延長(zhǎng)開(kāi)銷(xiāo)消息發(fā)送周期和開(kāi)啟GNLM壓縮功能兩種優(yōu)化方案后，全網(wǎng)周忙時(shí)尋呼信道平均占用率下降了12.74%，而且呼建成功率和掉話率都保持良好，如圖3所示。

圖2 試點(diǎn)基站尋呼信道占用率變化情況

圖3 全網(wǎng)尋呼信道占用率優(yōu)化效果評(píng)估

5.3 效益分析

假設(shè)某網(wǎng)絡(luò)尋呼信道速率為9 600 bit/s，系統(tǒng)開(kāi)銷(xiāo)消息總長(zhǎng)度為928 bit；網(wǎng)絡(luò)中未開(kāi)啟GPM合并功能，每條GPM長(zhǎng)度為128 bit。若開(kāi)銷(xiāo)消息發(fā)送周期0.56 s，則每秒支持尋呼條數(shù)為：

若開(kāi)銷(xiāo)消息發(fā)送周期優(yōu)化為0.88 s，則每秒支持尋呼條數(shù)為：

經(jīng)過(guò)開(kāi)銷(xiāo)消息發(fā)送周期優(yōu)化，單個(gè)LAC每小時(shí)可多承載（66.76-62.05）×3 600=16 956條短信。若考慮GNLM壓縮以及GPM合并功能，每小時(shí)可承載的短信會(huì)更多。

6 結(jié)束語(yǔ)

在降低尋呼信道負(fù)荷方面除了通過(guò)LAC裂分、載頻擴(kuò)容和增加尋呼信道等傳統(tǒng)的手段，本文通過(guò)深入分析異系統(tǒng)特性，發(fā)現(xiàn)華為技術(shù)、中興通訊和阿朗尋呼信道占用率差異所在，并為阿朗制定了針對(duì)開(kāi)銷(xiāo)消息發(fā)送周期和發(fā)送內(nèi)容的優(yōu)化手段，快速降低尋呼信道負(fù)荷，有效提高網(wǎng)絡(luò)短信發(fā)送能力，可以更好地支撐市場(chǎng)業(yè)務(wù)發(fā)展。

1 3GPP2 C.S0005-0.Upper Layer(Layer 3)Signaling Standard for cdma2000 Spread Spectrum Systems Release 0（Version 3.0）,2000

2 Kyoung I K.劉曉宇，CDMA系統(tǒng)設(shè)計(jì)與優(yōu)化.杜志敏譯.北京：人民郵電出版社,2000