移動核心網(wǎng)交換側(cè)網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化方案設(shè)計

丁中華

（西安長河通訊有限責任公司，陜西西安710075）

自從1987年我國引入第一套移動通信設(shè)備以來，經(jīng)過二十多年的發(fā)展，我國移動通信用戶飛速增長，截止2012年底，我國移動通信用戶增加到11億。移動通信網(wǎng)絡(luò)幾乎覆蓋了內(nèi)地所有縣市。目前我國已經(jīng)擁有世界上最大的移動通信網(wǎng)絡(luò)，90%以上的本地話路總量為移動電話。語音業(yè)務(wù)是移動網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)的基礎(chǔ)，移動運營商也對語音業(yè)務(wù)給予了足夠的重視。

在運營過程中，核心網(wǎng)中有大量的、不同廠家生產(chǎn)的網(wǎng)元設(shè)備，由于數(shù)據(jù)配置和兼容性的問題，導致核心網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用過程中往往存在尋呼不到、通話有雜音、掉話率高等問題，這都需要對移動核心網(wǎng)進行有效、合理的優(yōu)化。本文主要針對移動通信網(wǎng)絡(luò)中的尋呼問題進行分析，并對尋呼優(yōu)化方案進行研究。

1 尋呼覆蓋影響因素分析

在移動通信網(wǎng)絡(luò)中，尋呼是否成功主要是看MSC中是否收到了PAGIN RESPONSE消息，在實際運營過程中，無線網(wǎng)絡(luò)覆蓋質(zhì)量優(yōu)劣、LAC區(qū)劃分不合理、網(wǎng)元參數(shù)設(shè)置有誤、信令流程發(fā)生異常等因素都可能導致MSC無法成功收到PAGING RESPONSE消息?？偟膩碚f尋呼不成功的影響因素包括如下幾個方面。

1.1 信令流程異常

通過對尋呼過程的分析，在整個流程中發(fā)生尋呼信令異常的影響因素主要包括：

（1）位置更新沖突

當移動終端更新位置區(qū)域時，無法正常監(jiān)聽到尋呼消息；

（2）小區(qū)重選沖突

當移動終端重選小區(qū)時，無法正常監(jiān)聽到尋呼消息；

（3）數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)沖突

當被叫MS處于分組傳輸狀態(tài)下時，MS不會監(jiān)聽CCCCH的尋呼消息，因此MS不會響應(yīng)尋呼消息。

1.2 網(wǎng)絡(luò)覆蓋影響

尋呼失敗的原因多種多樣，當用戶處于干擾嚴重或者覆蓋范圍弱的區(qū)域時，被叫移動終端無法收到或者無法恢復(fù)尋呼響應(yīng)，導致尋呼失敗。網(wǎng)絡(luò)覆蓋的問題可以分為長期性弱覆蓋和暫時性弱覆蓋兩種，其中長期性弱覆蓋主要是用戶長期處于無線覆蓋弱的區(qū)域，導致尋呼失敗；暫時性弱覆蓋是用戶處在無線覆蓋強的區(qū)域，但是由于干擾等原因，導致暫時性尋呼失敗。

1.3 網(wǎng)元參數(shù)設(shè)置不合理

通過對尋呼流程的分析，導致尋呼失敗的參數(shù)主要包括：

（1）位置更新時間長

在交換側(cè)設(shè)定了隱含關(guān)鍵時間（Detach Time）參數(shù)，在這個時間段內(nèi)，如果MSC沒有收到移動終端的位置更新信號，即認為該移動終端與MSC失去了聯(lián)系，因此會暫時將該移動終端設(shè)置為隱性關(guān)機。在隱性關(guān)機的持續(xù)時間內(nèi)，如果有用戶對該移動終端進行尋呼，會導致尋呼失敗，通過合理設(shè)置周期性位置更新時間長度和隱性關(guān)機的延續(xù)時間長度，可以有效地優(yōu)化這方面原因?qū)ず羰〉挠绊憽?/p>

（2）核心網(wǎng)尋呼策略的影響

移動核心網(wǎng)尋呼策略包括尋呼次數(shù)和尋呼間隔兩個參數(shù)，調(diào)整尋呼次數(shù)和尋呼間隔長度，即延長和增加嘗試尋呼的時間和次數(shù)，可以實現(xiàn)尋呼優(yōu)化。

（3）位置更新與尋呼沖突

如果在移動核心網(wǎng)側(cè)設(shè)置為尋呼與位置更新流程分開處理時，會導致UE在進行位置更新的過程中，不對尋呼進行監(jiān)聽，因此如果用戶正在進行位置更新的同時被尋呼，由于尋呼沒有被監(jiān)聽，導致尋呼不成功。

2 尋呼優(yōu)化方案設(shè)計

2.1 尋呼優(yōu)化方案概述

在傳統(tǒng)的移動核心網(wǎng)優(yōu)化過程中，一般都是通過對路測數(shù)據(jù)或者網(wǎng)管數(shù)據(jù)的分析來定位相應(yīng)的原因，實現(xiàn)尋呼優(yōu)化，這種優(yōu)化方式需要大量的人力、物力資源，而且優(yōu)化方式比較單一。而通過對尋呼信令的分析，可以對核心網(wǎng)中的尋呼信令進行檢測和分析，通過實時采集用戶數(shù)據(jù)和控制信令，來進行告警信息的定位，最后得到整個網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)元性能、整體運行狀態(tài)和相關(guān)通信業(yè)務(wù)的運行質(zhì)量。

從分析信令的角度來進行移動核心網(wǎng)的質(zhì)量優(yōu)化，有助于降低移動核心網(wǎng)的運營成本、提高網(wǎng)絡(luò)接通率、提高網(wǎng)絡(luò)穩(wěn)定性、增加通信業(yè)務(wù)收入、增加用戶忠誠度。

通過對網(wǎng)絡(luò)中的信令監(jiān)控，可以對尋呼覆蓋問題進行深入分析和優(yōu)化，從而達到改善尋呼覆蓋問題、降低優(yōu)化成本的目的。

2.2 尋呼優(yōu)化流程設(shè)計

尋呼優(yōu)化流程包括尋呼流程分析、網(wǎng)絡(luò)信息收集、尋呼優(yōu)化目的確定、信令跟蹤定位以及參數(shù)優(yōu)化和優(yōu)化驗證等主要部分。

（1）網(wǎng)絡(luò)信息收集和分析

網(wǎng)絡(luò)信息收集是指通過對話務(wù)統(tǒng)計、網(wǎng)元參數(shù)配置現(xiàn)狀、設(shè)備告警信息記錄、歷史優(yōu)化記錄和用戶投訴等信息的收集，對移動核心網(wǎng)的運行情況進行監(jiān)控。

（2）確定優(yōu)化目標

確定優(yōu)化方案的目標，并且設(shè)定優(yōu)化問題的KPI指標。通過對尋呼流程的分析，將尋呼優(yōu)化的目標點定位為提高路由區(qū)尋呼成功率和提高位置區(qū)尋呼成功率。

（3）定位尋呼問題

尋呼問題可以分成如下幾個方面：

①尋呼消息沒有成功下發(fā)。這種情況最有可能導致尋呼丟失，在話務(wù)量較高的時間段內(nèi)，可以通過查看“位置區(qū)域?qū)ず舫晒β省焙汀奥酚蓞^(qū)尋呼成功率”兩個指標，如果話務(wù)統(tǒng)計中這兩個指標的成功率都較低，則表明尋呼問題比較嚴重，如果這兩個指標在任何時間段內(nèi)的分布都比較均勻，就可以再考慮其它原因。

②UE未接收到尋呼信息，或者收到的尋呼信息錯誤。在尋呼消息成功下發(fā)之后，如果只是被叫出現(xiàn)呼叫失敗問題，則有可能是PICH和PIC的匹配過低，如果主叫和被叫都出現(xiàn)問題，則可能是覆蓋盲區(qū)，或者弱覆蓋問題。UE端呼叫失敗時的接入失敗問題，在本文中不做過多討論。

（4）參數(shù)優(yōu)化

根據(jù)所定位的尋呼覆蓋問題，對相關(guān)的網(wǎng)元參數(shù)進行定性、定量分析，并根據(jù)分析的結(jié)果，從尋呼次數(shù)、尋呼間隔、是否使用全局尋呼等方面制定尋呼優(yōu)化策略。

（5）優(yōu)化驗證

通過話務(wù)統(tǒng)計、告警信息、用戶投訴、撥測等方式分析方案的優(yōu)化效果。

3 尋呼優(yōu)化具體案例分析

根據(jù)前面所述的尋呼優(yōu)化流程，以具體的案例對尋呼優(yōu)化進行分析。

3.1 問題分析

國內(nèi)某縣級市人口260萬，移動通信網(wǎng)絡(luò)采用愛立信公司的CME20設(shè)備，其主要參數(shù)如下：

（1）頻段：下行935～954 MHz，上行為890～909 MHz

（2）頻點間隔：200 k Hz

（3）接入方式：TDMA

（4）調(diào)制方式：GMSK

（5）信道分配：每載頻分為8個時隙，每個時隙速率為22.8 kbit／s，總徐律為270 kbit／s

根據(jù)該市移動通信網(wǎng)絡(luò)交換機MSC1的話務(wù)統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示，自移動資費調(diào)整以后，該市移動網(wǎng)絡(luò)與尋呼成功率緊密相關(guān)的“用戶不在服務(wù)器”的比例明顯增加。如圖2所示。

圖1 網(wǎng)絡(luò)尋呼總次數(shù)

從圖1可以看出，在資費降低之后，市區(qū)內(nèi)的移動尋呼量迅速增長，同時用戶尋呼失敗的比例也增長到4%左右，尋呼失敗率明顯上升。

呼叫失敗主要與網(wǎng)絡(luò)尋呼資源受限、無線質(zhì)量差、SDCCH信道擁塞等原因相關(guān)。但是通過對移動核心網(wǎng)絡(luò)運行的分析可以看出，尋呼失敗率快速上升是在資費調(diào)整之后發(fā)生的，因此與網(wǎng)絡(luò)覆蓋情況無關(guān)，同時通過對SDCCH記錄的分析，沒有發(fā)現(xiàn)SDCCH信道大量擁塞的情況，因此，主要從拓展尋呼資源角度來進行尋呼優(yōu)化。

3.2 具體優(yōu)化方案

通過以上的分析可以看出，MSC1的尋呼量較大，空中接口的尋呼負荷較高（平均在70%左右，高于ERICSSON建議的50%），對尋呼成功率的影響較大。為此，主要通過使用TMSi尋呼方式替代I MSI尋呼方式，降低空中接口尋呼負荷，已達到尋呼優(yōu)化的目的。

降低空中接口尋呼負荷的方法主要有降低尋呼量和提高空中接口尋呼能力兩種方法。其中降低尋呼負荷涉及到基站的改變，而提高空中尋呼接口的尋呼能力可以通過核心網(wǎng)交換側(cè)的參數(shù)調(diào)整。采用TMSI尋呼方式來提高空中接口的尋呼能力，IMSI能同時尋呼2個號碼，而TMSI可以同時尋呼4個號碼，從而降低空中接口的尋呼負荷。

提高空中接口尋呼能力的參數(shù)修改指令如下所示：

參數(shù)修改前后，交換機的尋呼成功率和尋呼負荷對比如表1所示。

表1 參數(shù)修改前后的尋呼成功率對比

如表1所示，通過移動核心網(wǎng)交換側(cè)的參數(shù)調(diào)整，雖然調(diào)整之后圣誕節(jié)的尋呼率明顯增長，但是由于提高了空中尋呼能力，使得尋呼成功率顯著提高。

4 結(jié)束語

隨著移動網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的不斷發(fā)展，以及移動用戶的飛速增長，移動網(wǎng)環(huán)境和網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)日益復(fù)雜。網(wǎng)絡(luò)運營商也意識到了為用戶提供優(yōu)質(zhì)、高效網(wǎng)絡(luò)服務(wù)對提高企業(yè)競爭力的影響。因此，對移動網(wǎng)絡(luò)進行調(diào)整優(yōu)化，從而提高用戶體驗對于企業(yè)的發(fā)展尤為重要。

［1］ 彭木根，王文博.TD-SCDMA移動通信系統(tǒng)［M］.北京：機械工業(yè)出版，2009.

［2］ 吳偉陵，牛 凱.移動通信原理（第二版）［M］.北京：電子工業(yè)出版社，2009.

［3］ 張傳福，彭 燦.WCDMA移動通信網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃設(shè)計與優(yōu)化［M］.北京：人民郵電出版社，2007.