移动核心网交换侧网络优化方案设计

2015-03-15丁中华

通信电源技术 2015年1期

丁中华

（西安长河通讯有限责任公司，陕西西安710075）

自从1987年我国引入第一套移动通信设备以来，经过二十多年的发展，我国移动通信用户飞速增长，截止2012年底，我国移动通信用户增加到11亿。移动通信网络几乎覆盖了内地所有县市。目前我国已经拥有世界上最大的移动通信网络，90%以上的本地话路总量为移动电话。语音业务是移动网络业务的基础，移动运营商也对语音业务给予了足够的重视。

在运营过程中，核心网中有大量的、不同厂家生产的网元设备，由于数据配置和兼容性的问题，导致核心网络应用过程中往往存在寻呼不到、通话有杂音、掉话率高等问题，这都需要对移动核心网进行有效、合理的优化。本文主要针对移动通信网络中的寻呼问题进行分析，并对寻呼优化方案进行研究。

1 寻呼覆盖影响因素分析

在移动通信网络中，寻呼是否成功主要是看MSC中是否收到了PAGIN RESPONSE消息，在实际运营过程中，无线网络覆盖质量优劣、LAC区划分不合理、网元参数设置有误、信令流程发生异常等因素都可能导致MSC无法成功收到PAGING RESPONSE消息。总的来说寻呼不成功的影响因素包括如下几个方面。

1.1 信令流程异常

通过对寻呼过程的分析，在整个流程中发生寻呼信令异常的影响因素主要包括：

（1）位置更新冲突

当移动终端更新位置区域时，无法正常监听到寻呼消息；

（2）小区重选冲突

当移动终端重选小区时，无法正常监听到寻呼消息；

（3）数据业务冲突

当被叫MS处于分组传输状态下时，MS不会监听CCCCH的寻呼消息，因此MS不会响应寻呼消息。

1.2 网络覆盖影响

寻呼失败的原因多种多样，当用户处于干扰严重或者覆盖范围弱的区域时，被叫移动终端无法收到或者无法恢复寻呼响应，导致寻呼失败。网络覆盖的问题可以分为长期性弱覆盖和暂时性弱覆盖两种，其中长期性弱覆盖主要是用户长期处于无线覆盖弱的区域，导致寻呼失败；暂时性弱覆盖是用户处在无线覆盖强的区域，但是由于干扰等原因，导致暂时性寻呼失败。

1.3 网元参数设置不合理

通过对寻呼流程的分析，导致寻呼失败的参数主要包括：

（1）位置更新时间长

在交换侧设定了隐含关键时间（Detach Time）参数，在这个时间段内，如果MSC没有收到移动终端的位置更新信号，即认为该移动终端与MSC失去了联系，因此会暂时将该移动终端设置为隐性关机。在隐性关机的持续时间内，如果有用户对该移动终端进行寻呼，会导致寻呼失败，通过合理设置周期性位置更新时间长度和隐性关机的延续时间长度，可以有效地优化这方面原因对寻呼失败的影响。

（2）核心网寻呼策略的影响

移动核心网寻呼策略包括寻呼次数和寻呼间隔两个参数，调整寻呼次数和寻呼间隔长度，即延长和增加尝试寻呼的时间和次数，可以实现寻呼优化。

（3）位置更新与寻呼冲突

如果在移动核心网侧设置为寻呼与位置更新流程分开处理时，会导致UE在进行位置更新的过程中，不对寻呼进行监听，因此如果用户正在进行位置更新的同时被寻呼，由于寻呼没有被监听，导致寻呼不成功。

2 寻呼优化方案设计

2.1 寻呼优化方案概述

在传统的移动核心网优化过程中，一般都是通过对路测数据或者网管数据的分析来定位相应的原因，实现寻呼优化，这种优化方式需要大量的人力、物力资源，而且优化方式比较单一。而通过对寻呼信令的分析，可以对核心网中的寻呼信令进行检测和分析，通过实时采集用户数据和控制信令，来进行告警信息的定位，最后得到整个网络的网元性能、整体运行状态和相关通信业务的运行质量。

从分析信令的角度来进行移动核心网的质量优化，有助于降低移动核心网的运营成本、提高网络接通率、提高网络稳定性、增加通信业务收入、增加用户忠诚度。

通过对网络中的信令监控，可以对寻呼覆盖问题进行深入分析和优化，从而达到改善寻呼覆盖问题、降低优化成本的目的。

2.2 寻呼优化流程设计

寻呼优化流程包括寻呼流程分析、网络信息收集、寻呼优化目的确定、信令跟踪定位以及参数优化和优化验证等主要部分。

（1）网络信息收集和分析

网络信息收集是指通过对话务统计、网元参数配置现状、设备告警信息记录、历史优化记录和用户投诉等信息的收集，对移动核心网的运行情况进行监控。

（2）确定优化目标

确定优化方案的目标，并且设定优化问题的KPI指标。通过对寻呼流程的分析，将寻呼优化的目标点定位为提高路由区寻呼成功率和提高位置区寻呼成功率。

（3）定位寻呼问题

寻呼问题可以分成如下几个方面：

①寻呼消息没有成功下发。这种情况最有可能导致寻呼丢失，在话务量较高的时间段内，可以通过查看“位置区域寻呼成功率”和“路由区寻呼成功率”两个指标，如果话务统计中这两个指标的成功率都较低，则表明寻呼问题比较严重，如果这两个指标在任何时间段内的分布都比较均匀，就可以再考虑其它原因。

②UE未接收到寻呼信息，或者收到的寻呼信息错误。在寻呼消息成功下发之后，如果只是被叫出现呼叫失败问题，则有可能是PICH和PIC的匹配过低，如果主叫和被叫都出现问题，则可能是覆盖盲区，或者弱覆盖问题。UE端呼叫失败时的接入失败问题，在本文中不做过多讨论。

（4）参数优化

根据所定位的寻呼覆盖问题，对相关的网元参数进行定性、定量分析，并根据分析的结果，从寻呼次数、寻呼间隔、是否使用全局寻呼等方面制定寻呼优化策略。

（5）优化验证

通过话务统计、告警信息、用户投诉、拨测等方式分析方案的优化效果。

3 寻呼优化具体案例分析

根据前面所述的寻呼优化流程，以具体的案例对寻呼优化进行分析。

3.1 问题分析

国内某县级市人口260万，移动通信网络采用爱立信公司的CME20设备，其主要参数如下：

（1）频段：下行935～954 MHz，上行为890～909 MHz

（2）频点间隔：200 k Hz

（3）接入方式：TDMA

（4）调制方式：GMSK

（5）信道分配：每载频分为8个时隙，每个时隙速率为22.8 kbit／s，总徐律为270 kbit／s

根据该市移动通信网络交换机MSC1的话务统计数据显示，自移动资费调整以后，该市移动网络与寻呼成功率紧密相关的“用户不在服务器”的比例明显增加。如图2所示。

图1 网络寻呼总次数

从图1可以看出，在资费降低之后，市区内的移动寻呼量迅速增长，同时用户寻呼失败的比例也增长到4%左右，寻呼失败率明显上升。

呼叫失败主要与网络寻呼资源受限、无线质量差、SDCCH信道拥塞等原因相关。但是通过对移动核心网络运行的分析可以看出，寻呼失败率快速上升是在资费调整之后发生的，因此与网络覆盖情况无关，同时通过对SDCCH记录的分析，没有发现SDCCH信道大量拥塞的情况，因此，主要从拓展寻呼资源角度来进行寻呼优化。

3.2 具体优化方案

通过以上的分析可以看出，MSC1的寻呼量较大，空中接口的寻呼负荷较高（平均在70%左右，高于ERICSSON建议的50%），对寻呼成功率的影响较大。为此，主要通过使用TMSi寻呼方式替代I MSI寻呼方式，降低空中接口寻呼负荷，已达到寻呼优化的目的。

降低空中接口寻呼负荷的方法主要有降低寻呼量和提高空中接口寻呼能力两种方法。其中降低寻呼负荷涉及到基站的改变，而提高空中寻呼接口的寻呼能力可以通过核心网交换侧的参数调整。采用TMSI寻呼方式来提高空中接口的寻呼能力，IMSI能同时寻呼2个号码，而TMSI可以同时寻呼4个号码，从而降低空中接口的寻呼负荷。

提高空中接口寻呼能力的参数修改指令如下所示：