CDMA寻呼成功率的优化的几种方法

CDMA寻呼指标优化的几种方法

【摘要】：对导致寻呼失败的一些具体因素进行深入地分析，结合福建联通优化实例，从网络结构优化、寻呼增益设置、接入参数与寻呼周期配合等6方面阐述了提高寻呼指标的方法和经验。

【关键词】：寻呼成功率CDMA 寻呼增益LAC边界接入参数

1．引言

寻呼成功率是衡量网络质量的重要指标之一，也是我们网络优化人员比较头痛的地方：寻呼指标的统计是由交换机设备MSC来完成的，它是以寻呼区LAC或者MSC为单位进行统计的，然而，寻呼指标的好坏更多的是由无线系统所决定。因此很多无线优化人员对寻呼指标的优化无从下手。本文结合福建联通寻呼指标的优化实例阐述我们在提高寻呼成功率方面的一些经验和方法，供大家参考。文章主要从以下六方面展开对寻呼指标优化的阐述：

①、优化接入参数与寻呼时长设置的配合问题

②、修改寻呼增益参数来挽救弱信号区域的寻呼失败

③、优化网络结构：通过合理地划分LAC区边界、优化边界参数来减少LAC交界区的

寻呼失败事件

④、缩短周期性位置更新以及隐式关机时长，减少向离开服务区或者手机掉电的用户

发送寻呼请求消息导致寻呼失败的事件

⑤、通过改善无线环境、解决导频污染区域来优化寻呼指标

⑥、启用IS_PAGING功能提高MSC交界区的寻呼成功率

2．方法一：优化接入参数与寻呼周期的设置

假设：目前网络参数设置如表2-1：

表2-1 参数设置表

根据以上设置，如果手机MS发送完2个序列的所有12个Probe，则需要花11.5秒，计算方法如下：

①、One Probe

（4+PAM_SZ+MAX_CAP_SZ）= 10 Frame = 200msec

②、TA(Ack Response Timeout )

( 80×(2 + ACC_TMO) = 560msec

③、RT ( Probe Backoff )

(1 + PROBE_BKOFF) = 1Slot = 200msec

④、RS (Sequence Backoff)

(1 + BACKOFF) = 2Slot = 400ms

⑤、Mobile Station 的 Maximum Access Time

12 ( Probe + TA ) + 10RT + RS

= 12 ( 200 + 560 ) + 10 * 200 + 400

= 11520msec = 11.52sec

如图2-1：MS最大的寻呼响应接入时长为11.52 秒，而交换机等待寻呼响应时长T3113=8秒，这就有可能出现时间重叠：手机还处在对第1次寻呼响应的接入过程——接入试探还没发送完，MSC就下发2次寻呼，此时手机是无法对2次寻呼做出响应的。本来MSC 采用2次Paging的模式就是为了给无线环境比较差的手机多1次机会，从而提高寻呼成功率。然而，出现了上述时间冲突，2次寻呼就不能发挥作用了。

图2-1 第2次Paging下发与第1次Paging response接入试探时间冲突图

那么，如何解决图2-1中1次寻呼响应与2次寻呼的时间冲突呢？我们提出了下面两种解决方法：

①、增大寻呼响应等待时长T3113——从8秒改至12秒，该方法会影响用户感受，

不可取。因为如果两次寻呼都失败的话，主叫方要等到25秒才能收到“您拨打的电话暂时无法接通”的录音通知，这样会使用户很反感，所以该方法不可取。

②、优化接入参数：减少接入探针的个数NUM_STEP，增大探针功率递增步长

PWR_STEP，同时减小2个探针发送的时间间隔ACC_TMO，这样就达到减小了手机最大接入时长的目的，同时又没有减小手机MS发送接入探针的最大功率，因为如图2-2修改前后PWR_STEP*NUM_STEP值不变，都等于15。接下来我们算一下，接入参数修改后手机最大接入时长：

⑴、TA(Ack Response Timeout

= 80×(2 + ACC_TMO) = 400msec

⑵、最大接入时长=8( Probe + TA ) + 6RT + RS

= 8 * ( 200 + 400 ) + 6 * 200 + 400

= 6400msec

= 6.4sec

图2-2 接入试探修改

通过如图2-2中的接入参数修改后，手机最大的接入时长从原来的11.52秒减少至6.4秒，就不会再出现“1次寻呼响应与2次寻呼的时间冲突”了，如图2-3：2次寻呼下发的时间已经落到了2个接入试探序列之后。这样的话，手机在1次寻呼响应失败的情况下仍然能够对2次寻呼做出响应，充分利用了2次寻呼的机会，有利于提高寻呼成功率。

当然，只有手机MS处在弱信号或者导频污染等无线环境比较差的区域才会出现2次寻呼的情况，图2-2的接入参数修改才能发挥作用。因此，对于此类接入参数我们没有必要进行全网修改，只要考虑修改那些覆盖半径远的或者导频污染区域的基站就可以了。

图2-3 第1次寻呼响应与2次寻呼不出现时间冲突图

3.方法二：增大寻呼增益

3.1 原理分析

从手机终端的角度看，寻呼失败存在两种情况：

①.手机没有收到寻呼消息GPM。

②.手机收到了寻呼消息GPM，但基站收不到手机发送的寻呼响应消息Paging_response。假设

a、前反向无线链路平衡

b、导频信道、寻呼信道的覆盖半径一样

那么，手机接收不到前向寻呼消息比基站接收不到手机发送的寻呼响应消息的概率大。因为手机回寻呼响应时可以发送多个探针，发送多个探针就意味着增大发射功率，无形中就扩大了反向覆盖半径，因此基站就容易收到寻呼响应消息了；然而，寻呼增益一旦设置好，BTS下发寻呼消息的信号强度就定死了。也就是说接入信道的覆盖半径比寻呼信道大，然而手机在接入信道的发射功率是依据导频信号的强度来计算的。

所以，一旦导频信道与寻呼信道的覆盖半径一样且前反向链路平衡的话，接入信道的覆盖半径就会大于寻呼信道的覆盖半径，因此手机接收不到前向寻呼消息的概率比基站接收不到手机发送的寻呼响应消息的概率大。基于上述因素的考虑，我们建议对那些覆盖边界话务

量较大的基站扇区进行参数修改：在导频增益不变的情况下适当增加其寻呼增益，使寻呼覆盖半径略大于导频覆盖半径（如图3.1），从而实现接入信道与寻呼信道的覆盖半径一样，有助于提高覆盖边界的寻呼成功率。

图3.1导频、寻呼及接入信道的覆盖半径

3.2 例1：厦门寻呼增益参数修改实例

根据上述分析，我们对厦门的话务统计进行分析：把“位置在7km以外的呼叫次数”占“整个扇区呼叫次数”比率大于10％的扇区过滤出来，一共有86个小区，也就是说在这些小区中处在导频覆盖边界的用户比较多。我们把这些小区的寻呼增益都相应地增大，如表3-1:

寻呼增益参数在5月11日实施修改，我们提取修改前后的统计数据，考虑到5.1节假日期间话务模型特殊，因此选择4月26日～28日、5月12日～14日共六天的统计数据（全天统计数据）进行分析。由于现在没有统计扇区寻呼成功率的方法，我们通过统计扇区被叫成功率来间接反映寻呼成功率指标，理论上这两者是成正比的。表3-2是修改寻呼增益前后被叫呼叫建立成功率的的情况，从表中不难看出寻呼增益修改前后语音被叫成功率整整提升了一个百分点，而且基本上每天提高的幅度差不多，相对比较均衡。因此可以得出如下结论：增大这些远距离覆盖基站的寻呼增益对寻呼成功率指标有着明显的改善效果。

表3-2 寻呼增益修改前后指标变化

寻呼信道使用的功率——增加了基站的开销功率。所以所要进行寻呼增益修改的扇区的话务量不能太大，才能避免不必要的拥塞或功率溢出现象。

4．方法三：优化寻呼区边界

4.1 寻呼区边界容易导致寻呼失败的原理分析

当移动台处在2个寻呼区信号重叠区域，由于无线信号的不稳定性，手机在2个LAC 区中来回进行位置更新，这样就会出现系统中登记的手机所在寻呼区与实际不符的情况，导致寻呼失败。

情况1：Total_Zone＝2，Zone_Timer＝1分钟，如图4.1:

①、状态1：手机位于寻呼区A中（登记在A寻呼区），并开始向寻呼区B移动;

②、状态2：手机进入寻呼区域B，触发Zone_Based 登记，系统此时将手机登记在区

域B，同时A所对应的Zone_Timer开始启动;

③、状态3：在A所对应的Zone_Timer超时前，手机重新回到寻呼区域A。

在状态3，由于A仍在Zone_List中，不会引发登记消息，系统仍然将手机登记B中。如果此时系统下发寻呼消息，将在寻呼区B中下发，而此时手机在寻呼区域

图4.1 手机在2个寻呼区之间登记

情况2：Total_Zone＝1

TOTAL_ZONES设置为1，即当手机MS一捕获到不同LAC区基站信号时就发出登记消息，然而即使MS能够及时地进行位置更新，仍然会有寻呼失败的情况。

如图4.2：

状态1——A时刻：手机MS做被叫，交换机MSC查询到MS登记在LAC1（MSC将在LAC1中向MS发起寻呼）；

状态2——B时刻：移动台接收到相应的寻呼消息。

然而，状态1——“MSC查询到MS登记的寻呼区LAC1并准备下发寻呼消息”至状态2——“手机接收到寻呼消息”会有一定的时间差，在这段时间差内手机又登记到LAC2，将会导致本次寻呼失败，这就是LAC交界区寻呼失败比率高的另一原因。产生状态1至状态2之间时间差的主要因素——时隙寻呼等待时间：尽管系统查到MS所登记的寻呼区，但在时隙寻呼模式下，系统需要等到MS对应的时隙才下发寻呼消息：当SCI （MAX_SLOT_CYCLE_INDEX）＝0、1、2时，等待对应时隙下发的最大延时分别为 1.28秒、2.56秒、5.12秒。

图4.2 寻呼消息下发通路

情况3

同一MSC下的2个LAC区，在LAC交界区，尽管2次寻呼在2个LAC同时下发寻呼请求，仍然会出现寻呼失败的情况

MS处在LAC交界区，一旦2个LAC的信号强度相当，势必导致MS频繁地位置更新，而MS在进行位置更新的同时是无法对寻呼消息进行响应的。手机在同一时刻，只能处于一种呼叫子状态，不可能即进行位置更新，又进行寻呼响应。因此尽管MSC在2个寻呼区同时发送Paging request消息，但只要此时MS处于位置更新状态，就会导致寻呼失败。

4.2寻呼区边界的优化原则

通过上述对MS处在寻呼交界区可能产生寻呼失败事件的分析，我们可以得出以下结论：只要处在寻呼交界区（即LAC交界区），在该区域中2个寻呼区信号相差不大的情况下，寻呼失败事件都是难以避免的，只能通过修改登记参数等手段在一定程度上减少寻呼失败事件。因此，寻呼边界区的划分是否合理是非常重要的，为此我们建议按照以下原则调整寻呼区边界，从而提高寻呼成功率：避免使2个寻呼的交界区处在密集居民区或者人流量大的区域，最好能够有山体等天然屏障作为寻呼区的边界，同时注意：

①、寻呼区域边界尽量选择移动用户少的地方；

②、避免寻呼区域边界邻近城市主干道平行设置；

③、尽量减少寻呼区域边界穿越城市主干道的次数。

4.3 合并寻呼区

既然寻呼边界区域很难避免寻呼失败事件，我们也可以采用逆向思维方式：在某些网络中我们不妨考虑合并LAC。因为在网络规划时，我们划分LAC都是按照设计容量来考虑的。

然而，在实际运营网络中负荷并不大，对于这种网络我们就可以考虑合并LAC区的方法来提高寻呼成功率。下面我举个实例说明：

4.3.1 例2：厦门CDMA网络合并LAC区

①、厦门CDMA网络的LAC划分情况

厦门CDMA网络只有1个交换机MSC，划分为2个LAC区，如图4.3厦门LAC分布图：岛内所有基站组成LAC513，岛外基站则组成LAC514，两个LAC区之间以海为分界线隔开。从图4.3中可以看出厦门地区山很少，就两个LAC区而言，以海为边界线还是比较合理的。但是这两个LAC区交界区域太大，厦门岛内有一半的海岸线处于LAC区边界，并且海面对信号的损耗很小，必然导致岛内、岛外海岸线附近存在一定范围的信号重叠区域，从而影响厦门的寻呼指标。如下表4-1是LAC区边界区域一些基站扇区的位置更新次数统计表，从表中不难看出这些扇区的跨区位置更新次数很多，说明处在寻呼边界区的用户频繁地进行位置更新，这必将导致相当数量的寻呼失败。因此，我们考虑对厦门CDMA网络的2个LAC区进行合并。那么，要合并LAC区就要充分考虑BSS系统的寻呼负荷、A接口的信令负荷。

表4-1 跨区位置更新数量的扇区统计表

图4.3厦门LAC分布图

②、厦门CDMA网络的寻呼负荷以及A接口信令负荷情况

寻呼负荷方面：

理论计算结合三星厂家的试验结果：在1个寻呼信道中，只要100ms内所发的GPM消息不超过7个，就既不会错过SLOT，也不会丢寻呼消息GPM。也就是说，对于三星无线设备，只要一个小时内的寻呼消息个数不超过（1000/100）*7*3600=25.2万个（前提寻呼消息均匀分布于各事件段），就不会有寻呼负荷问题。我门提取厦门CDMA网络10天忙时的寻呼请求次数，最大值不到3.1万次。如果合并LAC区无线寻呼负荷也就只有：寻呼负荷＝3.1/25.2=12.3%

因此从无线寻呼负荷方面考虑，即使厦门话务量翻倍寻呼负荷也只不过25％。根本就不会出现寻呼负荷不足的现象。

A接口信令负荷

A接口电路的信令负荷只要每线小于0.2ERL就不会存在负荷问题。我们提取厦门1周忙时A接口信令负荷如表4-2：从表中很容易看出，信令负荷最忙的BSC与0.2ERL相比：0.2/0.0081=24.7倍。A接口信令负荷目前还非常小，合并LAC区时根本不可能出现负荷不足的情况。

表4-2 厦门各BSC的A接口信令负荷

③、厦门CDMA网络合并LAC区前后指标的变化情况

我们在确认了寻呼负荷以及A接口信令负荷没问题的前提下，实施了厦门合并LAC区方案。合并LAC区后寻呼成功率指标提升了0.2~0.3个百分点，还是有一定效果的。

5．方法四：隐式关机、周期性位置更新时长的优化

5.1 参数解释

Reg_period cbsc侧的周期性登记时长

该参数是BSC通过UM 空中接口寻呼信道的System Parameters Message 消息告知手机，要求手机进行周期性登记的时间长度。周期性登记时长越短，手机进行周期性登记越频繁。周期性登记时长=(2^(reg_prd/4)) * 0.08

D_DET_TIME MSC 的隐式关机时长

该参数控制交换机周期性把一定时间内不进行任何登记的用户的VLR 数据置为DETTACH状态。当这些DETTACH 用户作被叫时，交换机不会下发寻呼请求消息，而是直接放录音通知“你所拨打的用户已关机”。缩短该时长会减少交换机的寻呼请求次数，同时降低一些用户寻呼不到的可能性。

5.2隐式关机时长的参数修改（福建龙岩联通分公司）

缩短隐式关机时长:MSC会把离开服务区或者手机掉电等原因长时间不进行登记的用户置为DETTACHED状态，故VLR里显示为ATTAHED 状态的用户（开机用户数）会有一定的减少，从而减少交换机一些不必要的寻呼请求次数，提高寻呼成功率指标。而通常BSC位置更新时长设置得不到隐式关机时长的一半，这样可以保证MSC在隐式关机计时器超时之前，手机有2次周期登记的机会，避免把正常开机用户置为关机状态。

根据上述理论分析，我们对龙岩隐式关机及周期性登记时长2个参数进行修改：隐式关机时长： 120分钟——> 50分钟

周期性登记时长：43.7分钟——> 21.8分钟 (Reg_period从60改至56)隐式关机、周期性登记参数修改后，龙岩分公司寻呼成功率指标提升了1个多百分点,具体如表5-1：

6．方法五：提高网络覆盖、解决导频污

寻呼响应是一个接入过程，当手机处在无线环境比较差的区域（如导频污染区域），接入成功率就会比较低。因此，无线环境差——导频污染区域会影响寻呼成功率指标。一方面我们通过加强工程建设、增加基站开销信道功率等方法来改善弱覆盖区域的覆盖来提高寻呼指标；另一方面我们要开展市区、城区覆盖控制，解决导频污染问题，减少强信号区域的接入失败，提高寻呼指标。诸如覆盖控制、邻小区优化等改善城区无线环境的工作是网络优化人员最经常使用的优化方法，在此我就不再举例说明了。

7．方法六：启用ISPAGING功能

ISPAGING（IntersystemPaging）是ANSI-41对原寻呼功能的一种增强。主要解决由于用户在边界区域频繁登记，造成用户登记和被叫流程相互交错而导致寻呼失败的问题。

其基本工作原理为：当MSC向手机最后注册的寻呼登记区发送寻呼消息失败时，ISPAGING功能允许业务提供者在多个MSC边界区域（Border Area）定义一系列的边界小区，并在相邻MSC的边界区域再次寻呼该手机。

相比常规的寻呼方法，ISPAGING既可提高MSC边界区域的寻呼成功率，又可减少对系统寻呼信道的占用。需要注意的是，目前并非所有厂商设备都能够提供该功能。

寻呼成功率的高低与用户对网络质量的评价息息相关。提高寻呼成功率也是联通网优人往昔、今日和未来努力的一个重要方向。以上所述几种方法是我们在日常网络优化过程中积累的一些经验和方法，希望能给优化同仁提供一些的参考作用。

参考文献

1．杨大成/等编著《cdma2000技术》北京邮电大学出版社出版2000年11月

2．Jhong Sam Lee Leonard https://www.360docs.net/doc/b09434637.html,ler 著许希斌周世东赵明李刚译《CDMA系统工程手册》人民邮电出版社。

3．Kyoung I1 Kim，《CDMA系统设计优化》，人民邮电出版社于2000年12月出版。