移動核心網交換側網絡優化方案設計

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備以來，經過二十多年的發展，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。移動通信網絡幾乎覆蓋了內地所有縣市。目前我國已經擁有世界上最大的移動通信網絡，90%以上的本地話路總量為移動電話。語音業務是移動網絡業務的基礎，移動運營商也對語音業務給予了足夠的重視。

在運營過程中，核心網中有大量的、不同廠家生產的網元設備，由于數據配置和兼容性的問題，導致核心網絡應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進行有效、合理的優化。本文主要針對移動通信網絡中的尋呼問題進行分析，并對尋呼優化方案進行研究。

1 尋呼覆蓋影響因素分析

在移動通信網絡中，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，無線網絡覆蓋質量優劣、LAC區劃分不合理、網元參數設置有誤、信令流程發生異常等因素都可能導致MSC無法成功收到PAGING RESPONSE消息。總的來說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域時，無法正常監聽到尋呼消息；

（2）小區重選沖突

當移動終端重選小區時，無法正常監聽到尋呼消息；

（3）數據業務沖突

當被叫MS處于分組傳輸狀態下時，MS不會監聽CCCCH的尋呼消息，因此MS不會響應尋呼消息。

1.2 網絡覆蓋影響

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域時，被叫移動終端無法收到或者無法恢復尋呼響應，導致尋呼失敗。網絡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域，但是由于干擾等原因，導致暫時性尋呼失敗。

1.3 網元參數設置不合理

通過對尋呼流程的分析，導致尋呼失敗的參數主要包括：

（1）位置更新時間長

在交換側設定了隱含關鍵時間（Detach Time）參數，在這個時間段內，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失去了聯系，因此會暫時將該移動終端設置為隱性關機。在隱性關機的持續時間內，如果有用戶對該移動終端進行尋呼，會導致尋呼失敗，通過合理設置周期性位置更新時間長度和隱性關機的延續時間長度，可以有效地優化這方面原因對尋呼失敗的影響。

（2）核心網尋呼策略的影響

移動核心網尋呼策略包括尋呼次數和尋呼間隔兩個參數，調整尋呼次數和尋呼間隔長度，即延長和增加嘗試尋呼的時間和次數，可以實現尋呼優化。

（3）位置更新與尋呼沖突

如果在移動核心網側設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，由于尋呼沒有被監聽，導致尋呼不成功。

2 尋呼優化方案設計

2.1 尋呼優化方案概述

在傳統的移動核心網優化過程中，一般都是通過對路測數據或者網管數據的分析來定位相應的原因，實現尋呼優化，這種優化方式需要大量的人力、物力資源，而且優化方式比較單一。而通過對尋呼信令的分析，可以對核心網中的尋呼信令進行檢測和分析，通過實時采集用戶數據和控制信令，來進行告警信息的定位，最后得到整個網絡的網元性能、整體運行狀態和相關通信業務的運行質量。

從分析信令的角度來進行移動核心網的質量優化，有助于降低移動核心網的運營成本、提高網絡接通率、提高網絡穩定性、增加通信業務收入、增加用戶忠誠度。

通過對網絡中的信令監控，可以對尋呼覆蓋問題進行深入分析和優化，從而達到改善尋呼覆蓋問題、降低優化成本的目的。

2.2 尋呼優化流程設計

尋呼優化流程包括尋呼流程分析、網絡信息收集、尋呼優化目的確定、信令跟蹤定位以及參數優化和優化驗證等主要部分。

（1）網絡信息收集和分析

網絡信息收集是指通過對話務統計、網元參數配置現狀、設備告警信息記錄、歷史優化記錄和用戶投訴等信息的收集，對移動核心網的運行情況進行監控。

（2）確定優化目標

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

（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。這種情況最有可能導致尋呼丟失，在話務量較高的時間段內，可以通過查看“位置區域尋呼成功率”和“路由區尋呼成功率”兩個指標，如果話務統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之后，如果只是被叫出現呼叫失敗問題，則有可能是PICH和PIC的匹配過低，如果主叫和被叫都出現問題，則可能是覆蓋盲區，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）參數優化

根據所定位的尋呼覆蓋問題，對相關的網元參數進行定性、定量分析，并根據分析的結果，從尋呼次數、尋呼間隔、是否使用全局尋呼等方面制定尋呼優化策略。

（5）優化驗證

通過話務統計、告警信息、用戶投訴、撥測等方式分析方案的優化效果。

3 尋呼優化具體案例分析

根據前面所述的尋呼優化流程，以具體的案例對尋呼優化進行分析。

3.1 問題分析

國內某縣級市人口260萬，移動通信網絡采用愛立信公司的CME20設備，其主要參數如下：

（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

根據該市移動通信網絡交換機MSC1的話務統計數據顯示，自移動資費調整以后，該市移動網絡與尋呼成功率緊密相關的“用戶不在服務器”的比例明顯增加。如圖2所示。

圖1 網絡尋呼總次數

從圖1可以看出，在資費降低之后，市區內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。

呼叫失敗主要與網絡尋呼資源受限、無線質量差、SDCCH信道擁塞等原因相關。但是通過對移動核心網絡運行的分析可以看出，尋呼失敗率快速上升是在資費調整之后發生的，因此與網絡覆蓋情況無關，同時通過對SDCCH記錄的分析，沒有發現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化。

3.2 具體優化方案

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交換側的參數調整。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修改指令如下所示：

參數修改前后，交換機的尋呼成功率和尋呼負荷對比如表1所示。

表1 參數修改前后的尋呼成功率對比

如表1所示，通過移動核心網交換側的參數調整，雖然調整之后圣誕節的尋呼率明顯增長，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 結束語

隨著移動網絡技術的不斷發展，以及移動用戶的飛速增長，移動網環境和網絡結構日益復雜。網絡運營商也意識到了為用戶提供優質、高效網絡服務對提高企業競爭力的影響。因此，對移動網絡進行調整優化，從而提高用戶體驗對于企業的發展尤為重要。

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

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

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