吉首CDMA网络边界小区寻呼问题的研究﹡

张 敏

（①湖南邮电职业技术学院，湖南 长沙 410015；②华中科技大学，湖北 武汉 430074）

0 引言

1 边界小区的寻呼问题

吉首市位于湖南省西部，武陵山脉东麓，湘、鄂、渝、黔四省市边区中心，是贵阳－重庆－宜昌－长沙－柳州500公里半径内的城市网络中心点。吉首市市区有封河和酉水两河环绕，河面开阔，中洪山和乾山两山相抱，是典型的丘陵地形，地势起伏急剧且高度落差在400米左右，形成了复杂而独特的地理环境。独特的地形地貌造成了吉首市的CDMA网络交叉覆盖严重，交换机交界地区手机登记频繁等问题。

1.1 边界小区

一个小区是否可以确定为边界小区，可以从三个方面考虑：手机跨交换区的小区软切换(SBSLOG)统计结果偏高；小区内手机发生位置登记的数量,OMMTX3值较高；通过CELLPLAN得到的地理环境信号的覆盖比较差。而吉首市地处四省边界，地形复杂，诸多小区满足覆盖差、SBSLOG较大、OMMTX3偏高的情况，故可以确定为边界小区。

1.2 边界小区寻呼成功率不高

湘西一带多为丘陵地形，特别是吉首，地形地貌较为复杂。在吉首市的CDMA网络中，交换业务区的交界地区信号有较为严重的交叉覆盖，造成手机登记频繁。由此带来两个负面的问题：一方面由于手机频繁进行位置登记，导致手机登记失败率增加，造成网络寻呼成功率不高，手机经常性丢失寻呼；另一个方面是在于交换机，因为手机登记和位置更新的大量增加，造成交换机信令负荷激增。

2 延迟登记功能对边界小区寻呼率的影响

2.1 延迟登记功能

所谓延迟登记功能就是为了避免处于两个交换机（MSC）间边界区域内的手机频繁登记，设置一个计时器，当手机从MSC-A登记到MSC-B后，就必须等待计时器计时结束才允许重新登记回 MSC-A，这样就可以有效的缓解边界小区的乒乓切换，减少切换后的位置登记，降低交换机信令负荷。目前，网络采用的是不能实现延迟登记功能[1]的基于参数（SID,NID）的登记方式。

2.2 延迟登记功能会增加寻呼失败率

因为边界区域的交换区重叠交叉覆盖较多，网络信号变化较快。如果边界小区的手机已经离开了最后登记的交换区，但控制延迟登记的计时器设置的时间周期还没有结束，手机不会做新的位置登记，仍处于空闲状态。这时，如有人拨打该手机，就会丢失寻呼，无法接通。因此，延迟登记功能虽然可以减少信令负荷，但是却会增加寻呼失败的概率。

3 开启BCP功能解决边界小区寻呼问题

3.1 BCP功能

网络将边界小区的寻呼信息在手机最后登记的交换机和边界的相邻交换机上同时发送，从而增加边界小区的寻呼成功率，这就是边界小区寻呼 BCP（Border Cell Paging）功能。

3.2 ZONEBASE登记（ZBR）

手机的登记方式有两种：其一是基于参数（SID,NID）登记，其二是基于位置区的登记方式，即 ZONEBASE登记。与 ZONEBASE登记相关的有TZONES、 REGZONE、 ZONETMR、 PARAREG4 个参数。

1）TZONES，ZBR的功能开关参数。为0表示功能关闭，为1表示功能开启，为N表示手机可以记录的ZONE区的数量为N。

2）PARAREG，基于参数登记的功能开关参数。当TZONES为非零时， PARAREG应设FALSE。

3）REGZONE定义了每个基站所属的ZONE区，同一个交换区或BSC下的基站REGZONE值可以定义得不一样。

4）只有当 ZBR的功能开启（TZONES>1）时，ZONETMR参数才有意义。ZONETMR定义的是：当发生交换区的改变后，手机会进行位置登记，那么手机回到原交换区后需要等待多久的延迟时间才能进行登记。不同ZONETMR设置所对应的时间见表1所示。

表1 不同ZONETMR设置所对应的时间

3.3 BCP的工作原理

（1）开通ZBR与延迟登记功能的情况

在ZBR及延迟登记功能均开通的情况下，当已经开机的手机用户从MSC-A进入MSC-B后，手机会马上在 MSC-B上作登记，同时手机会把 MSC-A和MSC-B的ZONE区号登记存储。如果在ZONETMR参数时间到期之前，手机又回到MSC-A区域，这时是不会发生新位置登记的。这时，如果有其他用户呼叫该手机，如果按传统的寻呼（paging）方法，网络就仅仅只在MSC-B下进行寻呼；所以，当第一次寻呼失败后，如果是开通了二次寻呼的话，就会在MSC-B下再发一次寻呼；因为实际上手机又回到MSC-A区域，所以最终的结果只能是寻呼失败。

（2）开通BCP功能的情况

如果在此基础上加开通 BCP功能，情况就不同了。网络的一次寻呼仍旧在MSC-B下进行；但是，当寻呼响应时间超过 ISPAGE2[2]时，会触发二次寻呼，如果手机最后登记的小区是边界小区，那么在第二次寻呼时就会启动 BCP的处理流程即在 MSC-A和MSC-B上同时发送寻呼，保证寻呼成功率。MSC-A中的寻呼消息来自于MSC-B发送的ISPAGE2消息。

因为只有手机最后登记的小区是边界小区，才能触发MSC-B向MSC-A发送ISPAGE2消息[3]。所以，如果手机最后登记的小区是非边界小区，即使是开通了BCP功能，那还是会按正常的二次寻呼流程进行处理。

3.4 BCP寻呼类型

BCP功能按照寻呼方式的不同，可以支持Double Page、Repage和Page三种寻呼方式[4]。寻呼为Repage方式时信息增加量是最小的，所以采用Repage方式实现BCP功能[5]效果最好。

1）Double Page方式。这种方式的两次寻呼都是在两个交换区下同时进行的。第一次寻呼的范围是两个交换区，而第二次寻呼的范围还是两个交换区。

2）RePage方式。这种方式的两次寻呼范围是不同的。第一次寻呼是在手机最后登记所在的交换区范围进行，而第二次寻呼是在两个交换区的范围下同时进行。

3）Page方式。这种方式的两次寻呼范围与RePage方式相反。第一次寻呼的范围是在两个交换区下进行，而第二次寻呼的范围则仅在手机最后登记的交换区下。

4 运用 BCP功能解决边界小区寻呼问题的应用案例

湘西吉首一带地形地貌复杂，在开通BCP功能的情况下，当手机最后登记或通话行为发生的位置正好处在交换边界区域时，如果采用RePage方式，则一次寻呼失败后，就会在两个交换区下同时进行二次寻呼。

4.1 设置具有BCP功能的边界小区

应该将哪些小区设置成具有BCP功能的小区？首先确定在吉首有多少边界小区；然后统计在吉首MSC-A和 MSC-B交换区间的这些边界小区的重选登记数量占全部各种登记数量的比例；最后根据比例的大小来确定哪些边界小区应该设置成具有BCP功能的小区。具体设置分为以下两种情况。

1）跨吉首MSC-A和MSC-B的边界小区重选登记数量占该边界小区全部登记量的 10%以上的小区，应该同时开启ZBR延迟登记功能和BCP功能。

2）重选登记数量占该边界小区全部登记量的3%以上的小区可以根据后续跨局 E1链路的负荷分析和BCP功能的使用效果，设置为仅具BCP功能的小区，这些小区具有跨局二次寻呼功能。

4.2 吉首BCP功能的验证

在吉首MSC-A和MSC-B区之间根据实际情况开通了BCP功能，开通前后各项性能统计对比发生了较大变化，取得了很好的效果。

1）首先通过统计ISETIVOG和IPG2IVOG，可以观测到BCP的寻呼响应，BCP开通成功。统计发现：BSC1上BCP的寻呼响应比例为15%左右， BSC3上BCP的寻呼响应比例为22%左右。

2）然后，统计交换机CPU负荷、系统负荷和到HLR的LINK负荷，发现有明显下降，位置更新请求次数也明显降低，来话接通率和系统接通率有一定改善，开启BCP功能降低了交换机的负荷。

3）边界小区的登记和寻呼负荷的变化情况统计，表2所示的边界小区寻呼信道和接入信道的占有率。统计发现：BSC1和 BSC3均是接入信道的负荷在下降，寻呼信道的负荷几乎保持不变。

表2 功能开启前后边界小区寻呼信道和接入信道的占有率

4）从呼叫成功率的统计上可以看出，开启BCP功能可以增加0.5%～0.6%的寻呼成功率。

因此，吉首市的CDMA网络在几乎没有改变寻呼信道负荷的情况下，既达到了降低交换机负荷的目的又提升了寻呼成功率，开启BCP功能的效果很好。

5 结语

通过在地形地貌特殊的吉首实际启用BCP功能，分析了BCP功能对CDMA网络的影响，得到结论：边界小区开启BCP功能既能够提高边界小区的寻呼成功率，同时还能降低交换机信令负荷。但在实际操作过程中还有以下值得关注的问题。

1）ZONETMR参数的大小基本上决定了登记信令的数量。但实际操作时需注意到：如果ZONETMR参数过大，跨局寻呼的数量就会增加，就会增加全网的寻呼信令负荷[6]。

2）边界区域不能过大或过小，合适最好。如果边界小区设置过小，就会导致中心小区过覆盖严重，会出现寻呼不到的情况；如果设置边界小区过大，寻呼的信令负荷就会增加。

3）连接交换机之间的中继链路是供 ISPAGE2消息建立起来后供跨局寻呼通话时采用的。因此，边界的跨局寻呼通话数量必须在可控制、可接受的范围内，否则会因为链路拥塞而造成寻呼失败率上升[7]。

[1] 袁平,王敏.CDMA网络寻呼成功率优化思路与方法[J].电信技术,2006(06):48-50.

[2] 张勇,宋风华,刘北阳.CDMA网络交换机边界寻呼成功率的优化[J].电信科学, 2006(01):51-53.

[3] 张勇,丁磊.CDMA网络交换机边界寻呼成功率的优化策略[J].移动通信, 2005(11):45-48.

[4] 黄景廉,张椿玲,张亮.CDMA 系统中移动台呼叫过程的信令研究[J].通信技术,2011,44(04):79-81.

[5] 陈森.ISPaging实施过程中的若干问题探讨[J].电信快报,2004(12):13-15.

[6] 张宁.寻呼信道负荷过高的问题研究[J].移动通信,2011(11):48-51.

[7] 范波勇,张治元.CDMA综合关口局信令组网方案的应用[J].通信技术,2012,45(09):67-75.