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CDMA网络交换机边界寻呼成功率的优化策略中国联通北京分公司移动网络技术维护部网优室张勇丁磊摘要：首先分析了GSM和CDMA在交换机边界注册机制的区别，接着得出了解决CDMA交换机边界频繁兵乓注册的Total_Zone方式，然后针对Total_Zone方式存在的解决交换机边界寻呼成功率低，给出了ISPaging解决方法，并根据北京C网实际情况，提出了按照实际边界小区与寻呼信道负荷来决定交换机边界实施ISPaging的优化策略和实施方案，论述了ISPaging对网络资源和性能指标的影响，综合评价了实施ISPaging存在的优点和不足。关键字：CDMA、交换机边界、注册机制、寻呼成功率、ISPaging、寻呼信道负荷一、引言：北京CDMA网络经过目标网的建设和深入细致的网络优化，各项网络指标得到了明显改善，用户感知度和满意度大幅提升，经过第三方的对比测试，北京CDMA网络质量已经超过竞争对手，CDMA网络品牌发挥优势。然而，北京CDMA网络复杂，共有9个交换机，在密集市区MSC边界较多，三环和二环等主要交通路段，存在多个交换机重叠边界。同时，北京存在异型厂家设备，逻辑上这些异型厂家的设备归属于同一个交换机，然后由于网络建设的需要，这些设备物理上分布在不同的交换机中，因此存在大量的离散式交换机边界。这些繁多的交换机边界严重影响了寻呼成功率，如图1所示，北京CDMA网络的性能指标中，只有寻呼成功率PGSR没有达到满分，成为影响用户感知度、网络质量和KPI指标的瓶颈，因此寻呼成功率需要深入提高。2005-5KPIperformance98.50%94.00%94.00%93.00%160minutes93.30%92.69%94.00%98.97%285minutes0.00%50.00%100.00%150.00%200.00%250.00%300.00%CSSRPPPCRPGSRSCRTDCRTargetActualPerformanceActualPerformance二、影响CDMA网络交换机边界寻呼成功率原因分析1、GSM与CDMA在MSC边界注册区域的区别1）GSM在MSC边界注册区域GSM是频率复用的,相邻小区间的频率是不同的。在空闲模式下，GSM手机从一个小区向相邻小区移动时,选择相邻小区为主导扇区的主要依据为：根据相邻小区的BCCH信号电平Rxlev来判别。因为相邻小区的BCCH频率一般是不同的,但可能是相邻的,邻频Rxlev在高6dB时才会产生干扰。所以在空闲模式的MSC边界处，GSM手机从一个MSC的小区向另一个MSC移动时,通常要求目标MSC小区的BCCH信号电平Rxlev比源MSC小区的BCCH信号电平Rxlev高6dB时（该参数可以设置，一般设置为6dB左右），手机才会选择新的MSC小区，这样才会在新MSC进行申请注册。GSM网络如此方式存在两个好处：6dB的保护门限保证在注册前目标小区对源小区没有干扰；6dB的保护门限大量减少了MSC边界的乒乓注册；2）CDMA在MSC边界注册区域CDAM是码分复用，不同小区的频率是一样的。在空闲模式下，CDMA手机从一个小区向相邻小区移动时,选择相邻小区为主导扇区的主要依据为：根据相邻小区Pn的EcIo来判别。由于在小区边界上各载波上的Io是相同的，因此主要是根据相邻小区PN的信号强度Ec（相当于GSMBCCH的Rxlev）来判别。一般判别为相邻小区Pn的EcIo高于源小区3dB（该参数固化在手机里，无法修改），即相邻小区的Ec要高于源小区的Ec3dB时，CDMA手机就会选择新的小区。所以在CDMA网络MSC边界处，CDMA手机从一个MSC的小区向另一个MSC移动时，当目标MSC小区Pn的EcIo比源MSC小区Pn的EcIo高3dB时（即目标MSC小区的信号电平Ec高3dB），手机就会选择新的MSC小区，这样就会在新MSC进行申请注册。CDMA使用3dB的门限，而GSM使用6dB的门限的原因为：CDMA不同小区的频率是相同的，为了降低各个小区间的相互干扰特别是上行干扰，应使得CDMA手机及早选择合适的主导扇区，所以使用较小的保护门限3dB。然而，3dB的保护门限带来了MSC边界乒乓注册的问题，如下图所示。3dB6dB源小区目标小区在MSC边界移动时CDMA手机更容易发生注册。因为无线信号的衰落变化，CDMA在MSC边界即使不动也更容易发生乒乓注册。所以说乒乓注册是CDMA在MSC边界的一个重要问题，曾经在系统中扑获到一个手机在MSC边界1分钟内发生了25次注册的情况。2、解决C网MSC边界乒乓注册的Total_Zone注册机制CDMA网络在MSC边界存在乒乓注册的问题，而乒乓注册将带来以下问题：MSC/VLR/HLR的容量大幅度降低，一般注册次数增加一倍，MSC/VLR/HLR的容量会下降30%左右，各个厂家可能有所不一样。BSC的容量会轻微降低，但ACH的负荷将会成倍增长，导致手机接入系统困难，降低接入成功率和呼叫建立成功率。MSC边界的手机可能处于频繁注册状态，导致手机无法被叫。为了解决CDMA手机在MSC边界的乒乓注册问题，CDMA引入了Total_Zone和Zone_Time的概念。这两个概念是GSM系统所没有的。一般一个MSC可以分成一个或几个Zone,目前一般是一个MSC一个Zone。在手机里存有Zone的存储器，能够存储多个Zone的信息。现在Total_Zone一般设置为2，也就是在手机的Zone存储器里能够存储2个Zone的信息，Zone_Time一般为1分钟，也就是手机存储器里Zone的信息有效时间1分钟。如果手机选择了一个新的MSC（肯定是一个新Zone），如果其存储器里有这个Zone的信息，手机将不注册，在新的Zone的Zone_Time过期后再注册，这样来减少乒乓注册。如下图所示：1．假设手机在MSC边界开机后注册在MSC1里即Zone1里，同时在手机存储Zone1的信息2．当无线信号发生衰落，MSC2即Zone2的信号比Zone1的信号强，手机会立即向MSC2注册。同时在手机存储Zone2的信息3．因为无线信号的衰落时刻都在发生，Zone1的信号可能又会比Zone2的信号强,手机就又回到MSC1，但是如果Zone1的Zone_Timer的计数器没有过期，手机不会立即注册，（但是此时手机开始听MSC1的消息，而它却注册在MSC2里，若此时手机作被叫，将在MSC2发生寻呼，而手机却在听MSC1的寻呼消息，因此将会产生寻呼失败）等Zone1的Zone_Timer完成才注册。4．如果在Zone1的Zone_Timer没有过期内，手机因为无线信号的衰落的原因，又可能回到MSC2，手机同样也不注册。这种Total_Zone的注册机制避免了CDMA网络交换机边界的乒乓注册。北京CDMA网络把Total_Zone从1设置为2后，注册次数减小了3/4。3、C网交换机边界注册机制Total_Zone方式存在不足：为了解决CDMA手机在MSC边界的乒乓注册问题，CDMA引入了Total_Zone和Zone_Time的概念。但同时也带了MSC边界的寻呼问题。如上面所说的第三步里：手机开始听MSC1的消息，但是它是注册在MSC2里。如果这时有人寻呼该手机，该手机将无法接通，直到其在在MSC1注册后或回到MSC2才能被寻呼到。过去在MSC边界测试发现MSC边界的寻呼成功率只有65%左右。MS交换机1Zone1交换机2Zone2MSCell1Cell2三、基于ISPaging2的CDMA交换机边界寻呼优化措施CDMA网络交换机边界的Total_Zone注册机制使得交换机边界的寻呼成功率大幅降低，为了解决MSC边界的寻呼问题，首先对交换机边界的小区进行合理化归属调整，减少越区覆盖，控制好无线环境，降低MSC边界乒乓切换次数，减少MSC边界乒乓注册和提高寻呼成功率；同时，在上述无线控制基础上，针对MSC边界的Total_Zone注册机制带来的MSC边界寻呼成功率低问题，CDMA采用特有的边界寻呼机制ISPaging方法，保证手机在MSC边界的可靠寻呼。利用上图说明：1．如果手机是注册在MSC1的Cell1里，而Cell1是MSC2的border_Cell2．此时有人寻呼手机，就会形成在MSC1和MSC2同时寻呼该手机。根据北京CDMA网络的实际情况，拟定选用ISPAGING2的方案，原因在于：1．不改变现有的呼叫流程，不涉及到与全国其它交换机的配合问题，可以与EarlyRingTone和CRBT（交换机方式炫铃）等功能配合使用；2．采用ISPaging2(以下简称ISP2)，可以在一定程度上缩短呼叫接续时长。ISPaging2的流程如下(HLR路由查询等流程略)为了有效的实施ISPaging2功能分别选取了MSC7与MSC5单个边界开通ISPaging2作为测试阶段和MSC7周围所有交换机边界均开通ISPaging2功能的实施阶段，通过优化分析得出了实施ISPaging2的优化策略和综合评估指标。1、测试阶段MSC7与MSC5单个边界开通ISP2的综合评估1）交换侧测试效果评估ISP2功能开启后，组织详细的各种基本业务、补充业务、计费测试，确保了该业务开启对现有的网络没有影响。先后添加76个小区数据，通过测试分析，删除了23个小区数据，后期对MSC7、ServerdMSCISPAGE2Ispage2BorderMSCBSCBSCPAGING_REQPAGING_REQPAGING_RESPISSETUPIssettupalertMS_AnswerISANSWERIsanswer通话建立NO_RespMSC5边界进行了优化调整。（1）对寻呼成功率的影响从统计数据上，MSC7的寻呼成功率指标没有变化。原因分析：贝尔交换机在开发ISP2功能时，没有考虑相应寻呼成功率指标统计公司的变化，故对系统统计出的寻呼成功率仍为原统计点。以下为寻呼成功率的统计公式：寻呼成功率=pagingresponse/pagingrequest。（pagingrequest不包括二次寻呼次数）贝尔交换机将ISP2计入二次寻呼次数中（二次寻呼的比例由原来的8%上升到14%），而ISP2的寻呼响应没有计入公式的分子。同时贝尔交换机没有提供关于ISP2功能相关信令消息的counter值。为了解ISP2所带来的效果，主要通过在MSC5、7之间挂信令仪，收集数据进行统计分析比较。在寻呼成功率的分析上，将ISP2寻呼响应计入公式的分子。其中5月16日到5月20日的9：00-11：00二个小时的信令仪统计数据。表一：MSC5到MSC7方向统计分析MSC5-MSC7方向(2_hours)5月16日5月17日5月18日5月19日5月20日Ispaging_MSG96037923875792677982Issetup(borderMSC7_reponse)727798859857705Ispaging的成功率7.57%10.07%9.81%9.25%8.83%原寻呼成功率92.61%91.79%91.96%92.72%92.36%修改后的寻呼成功率93.19%92.45%92.65%93.42%92.95%增涨0.59%0.66%0.69%0.70%0.59%从指标中可以看出，5月16日对边界小区进行优化后，MSC5的Ispaging2的寻呼成功比例有1%-2的提升。表二：MSC7到MSC5方向统计分析MSC7-MSC5方向(2_hours)5月16日5月17日5月18日5月19日5月20日Ispaging120251003810473111419995Issetup(borderMSC5_reponse)8188598391003857Ispaging的成功率6.80%8.56%8.01%9.00%8.57%原寻呼成功率92.42%91.80%92.19%92.31%92.20%修改后的寻呼成功率93.44%92.88%93.02%93.54%93.26%增涨1.02%1.08%0.83%1