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华为WCDMA高培——寻呼问题分析


华为技术有限公司 Huawei Technologies Co. Ltd.

产品版本 V100R001 产品名称: WCDMA RNP

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WCDMA RNO 寻呼问题 分析指导书
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WCDMA RNO 寻呼问题分析指导书

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2003-12-16

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目 录
1概述............................................................................................................................................................ 8 2寻呼问题分析过程.................................................................................................................................... 9 2.1 问题分析流程....................................................................................................................................... 9 2.2 网络信息收集..................................................................................................................................... 10 2.2.1 话统 .............................................................................................................................................. 10 2.2.2 告警 .............................................................................................................................................. 12 2.2.3 用户投诉 ...................................................................................................................................... 13 2.2.4 网络规划优化历史记录 .............................................................................................................. 13 2.2.5 无线参数配置 .............................................................................................................................. 14 2.3 确定优化目标..................................................................................................................................... 14 2.4 寻呼问题定位..................................................................................................................................... 14 2.4.1 确定基本定位方向 ...................................................................................................................... 14 2.4.2 寻呼丢失直接原因 ...................................................................................................................... 15 2.4.3 寻呼丢失原因深入分析 .............................................................................................................. 15 2.4.4 其它原因分析 .............................................................................................................................. 16 2.5 寻呼问题优化..................................................................................................................................... 16 2.6 优化验证............................................................................................................................................. 16 3寻呼典型问题分析.................................................................................................................................. 16 3.1 寻呼区域规划过大............................................................................................................................. 16 3.1.1 问题分析 ...................................................................................................................................... 16 3.1.2 优化措施 ...................................................................................................................................... 18 3.2 CN寻呼重发次数和时间间隔设置不合理........................................................................................ 18 3.2.1 问题分析 ...................................................................................................................................... 18 3.2.2 优化措施 ...................................................................................................................................... 19 3.3 UTRAN寻呼重发次数和时间间隔设置不合理 ............................................................................... 19 3.3.1 问题分析 ...................................................................................................................................... 19 3.3.2 优化措施 ...................................................................................................................................... 19 3.4 CN使用了全网寻呼 ........................................................................................................................... 19 3.4.1 问题分析 ...................................................................................................................................... 19 3.4.2 优化措施 ...................................................................................................................................... 19 3.5 DRX寻呼周期系数设置不合理......................................................................................................... 20 3.5.1 问题分析 ...................................................................................................................................... 20 3.5.2 优化措施 ...................................................................................................................................... 21 3.6 NP值设置不合理 ................................................................................................................................ 21 3.6.1 问题分析 ...................................................................................................................................... 21 3.6.2 优化措施 ...................................................................................................................................... 21 3.7 CN寻呼使用的UE标识 ...................................................................................................................... 22 3.7.1 问题分析 ...................................................................................................................................... 22 3.7.2 优化措施 ...................................................................................................................................... 22 3.8 UTRAN应激活IMSI ATTACH和DETACH功能 ............................................................................. 22 3.8.1 问题分析 ...................................................................................................................................... 22 3.8.2 优化措施 ...................................................................................................................................... 23 3.9 寻呼类信道功率配比过低 ................................................................................................................. 23 3.9.1 问题分析 ...................................................................................................................................... 23 3.9.2 优化措施 ...................................................................................................................................... 23 3.10 存在覆盖盲区 .............................................................................................................................. 24 3.10.1 问题分析................................................................................................................................ 24
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3.10.2 优化措施................................................................................................................................ 24 3.11 手机性能问题 .............................................................................................................................. 24 3.11.1 问题分析................................................................................................................................ 24 3.11.2 优化措施................................................................................................................................ 24 4遗留问题.................................................................................................................................................. 24

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图目录
图 1 图 2 图 3 典型UE被叫流程 ........................................................................................................................... 9 寻呼问题分析流程 ...................................................................................................................... 10 系统消息1解析 ............................................................................................................................ 23

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表目录
表1 表2 表3 表4 表5 表6 RNC寻呼话统指标 ...................................................................................................................... 11 UMSC寻呼话统指标 ................................................................................................................... 12 SGSN寻呼话统指标 .................................................................................................................... 12 用户投诉信息表 .......................................................................................................................... 13 CN ID使用IMSI时寻呼区域计算结果表 ................................................................................... 17 IMSI ATTACH和DETACH标识................................................................................................. 22

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关键词:寻呼、寻呼区域、寻呼重发 摘 要:本文首先阐述了寻呼问题解决的一般流程,然后针对寻呼过程可能会出现的典型问题进行 详细分析并给出其优化措施。 缩略语清单: Abbreviations 缩略语 DRX LA PCH PI PICH RA RAN RNC RNO WCDMA Full spelling 英文全名 Discontinuous Reception Location Area Paging Channel Paging Indication Page Indication Channel Route Area Radio Access Network Radio Network Controller Radio Network Optimization Chinese explanation 中文解释 非连续接收 位置区 寻呼信道 寻呼指示 寻呼指示信道 路由区 无线接入网络 无线网络控制器 无线网络优化

Wideband Code Division Multiple Access 宽带码分复用

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1 概述
如果网络侧需要主动联系处于空闲模式、CELL_PCH 或者URA_PCH状态的UE, 就要发起寻呼流程,寻呼是网络联系UE的重要途径。和其它流程相比较,寻呼流程在无 线网络中表现出频率高、流量大、突发性强等特点,寻呼性能关系到整个无线网络的性 能。所以研究寻呼问题对无线网络性能具有很强的现实意义。 从UE接收寻呼消息的角度来看,寻呼消息分为PAGING TYPE1和PAGING TYPE2, 由UTRAN决定发送给UE的寻呼类型。PAGING TYPE1是通过PCCH逻辑信道来寻呼处 在IDLE,CELL_PCH,URA_PCH状态的UE。PAGING TYPE2是通过DCCH来寻呼处在 CELL_FACH,CELL_DCH状态的UE。PAGING TYPE1是本文讨论的重点,PAGING TYPE2可以作为普通的RRC信令处理,本文不作讨论。 网络侧会在以下情况下发起寻呼: 9 UE被叫:为了建立一次呼叫,核心网(CN)通过Iu接口向UTRAN发送寻呼消 息,UTRAN则将CN寻呼消息通过Uu接口上的寻呼过程发送给UE,使得被寻 呼的UE发起与CN的信令连接建立过程。 9 小区系统消息更新:当系统消息发生改变时,UTRAN为了通知处在空闲模式、 CELL_PCH和URA_PCH状态下的UE进行系统消息更新会触发寻呼过程, 以使 UE读取更新后的系统信息。对于处在CELL_FACH状态的UE,为了通知它进 行相应的系统更新需要通过BCCH发送SYSTEM INFORMATION CHANGE INDICATION消息(由于V1.2版本不支持该消息,所以对CELL_FACH状态的 UE不做处理)。 9 UE状态迁移:为了触发处于CELL_PCH,URA_PCH状态下的UE进行状态迁 移(比如迁移到CELL_FACH状态),UTRAN会进行一次寻呼流程,作为对 该寻呼的一种应答形式,UE会相应的发起一次小区更新或URA更新。 一个典型的由寻呼引起的被叫流程如图 1 所示: CN发寻呼消息给UTRAN, UTRAN 收到寻呼消息后计算出寻呼时刻并获取目标小区, 在寻呼时刻到来时将寻呼消息在空口 下发。UE寻呼成功的标志是CN收到UE的寻呼响应消息,整个过程包括寻呼下发和UE 接入等过程,UE接入过程不是本文讨论的范围,请参考接入过程指导书。寻呼过程中 可能会存在种种问题导致目标UE不能正确收到寻呼消息,如在网络群发短消息和全文 寻呼时, 不合理的寻呼策略会使得寻呼信道拥塞从而造成寻呼消息大量丢失, 严重情形 下还会造成系统长期过载, 寻呼信道功率配比过低造成寻呼成功率低。 本文将对这些导 致寻呼异常的问题进行深入讨论,并给出其解决方法。

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UE NAS
RR_PAING_IND RR_EST_R EQ (PAGING RESPONSE)

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NSS
paging RANAP paging

UE AS

MSC
RANAP

RRC连接建立过程
INITIAL_DIRECT_TRANSFER AUTHENTICATION AUTHENTICATION RR_SECURITY_CONTROL_REQ (IK CK) REQUEST RESPONSE (PAGING RESPONSE)

加密模式控制
SETUP CALL CONFIRM

RAB 建立过程
ALERT CONNECT CONNECT ACKNOW LEDGE

图 1 典型UE被叫流程 本文结构的基本结构如下: 1、概述:简单介绍寻呼发起的时机、寻呼流程、寻呼常见问题等,引出全文; 2、寻呼问题分析过程:论述寻呼问题的分析流程,如何逐步深入分析寻呼问题, 每一步需要做的具体工作。 3、寻呼典型问题分析:分析影响寻呼常见的典型问题,包括问题的现象,原理和 优化方法。 4、遗留问题:本文暂时无法解决的问题。

2 寻呼问题分析过程 2.1 问题分析流程
寻呼问题分析流程如图 2 所示,和网络问题一般分析方法类似,寻呼问题分析步 骤大体分为四个步骤,各个步骤的主要工作是: 网络信息收集: 收集网络与寻呼相关话统、 告警、 用户投诉、 网络规划和优化记录、 网络参数配置等信息; 确定优化目标:确定寻呼问题优化的KPI指标; 寻呼问题定位:定位导致寻呼问题的原因;

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WCDMA RNO 寻呼问题分析指导书 寻呼问题优化:根据定位结果采用相应的优化调整措施;

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优化验证:验证优化后的KPI指标是否达到要求以及其它寻呼相关信息是否正常。
网络信息收集

确定优化目标

寻呼问题定位

寻呼问题优化

优化验证

NO 是否达到优化目标? YES END

图 2 寻呼问题分析流程

2.2 网络信息收集
网络信息收集是寻呼问题分析的第一步, 优化人员要获取待优化网络中与寻呼相关 的话统、用户投诉、告警、网络规划优化历史记录、无线参数配置等等信息,为后续进 一步的深入分析做准备。

2.2.1 话统
寻呼相关的话统指标可以根据不同的寻呼区域分别在RNC、UMSC、SGSN话统台 上观测,RNC话统对应一个RNC区域,UMSC话统对应一个位置区,SGSN话统对应一 个路由区。在实际话统分析过程中以分析CN的话统为主,并把RNC和CN的话统数据结 合起来分析。 如果话统台上没有寻呼相关的话统任务运行, 需要联系局方人员创建寻呼 话统任务。下面在我司寻呼话统实现的基础上分别讨论RNC、UMSC、SGSN与寻呼相 关的话统。 RNC的话统情况如表1 所示,需要关注CN_PAGE_IDLE_UE_SUCC_RATE(CN发 起的寻呼空闲状态UE的寻呼成功率)和UTRAN_PAGE1_SUCC_RATE(UTRAN发起

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寻呼类型1的寻呼成功率),这两个指标基本表征了RNC对应寻呼区域的寻呼成功率。 CN_PAGE_IDLE_UE_SUCC_RATE 从 CN 的 角 度 考 察 了 寻 呼 的 成 功 率 , UTRAN_PAGE1_SUCC_RATE除了包含CN寻呼情况外,还包含UTRAN系统消息更新 和UE状态迁移两种情况(这时UE的寻呼响应消息是小区更新)。这两个指标可以用来 分析一个RNC区域的寻呼性能,一个RNC区域一般包括一个或多个位置区。 表1 话统指标名称 CN_PAGE_REQ CN_PAGE_IDLE_UE_REQ CN_PAGE_IDLE_UE_SUCC RNC寻呼话统指标

话统指标含义 统计IU接口寻呼的次数 统计IU接口寻呼空闲用 户的次数

UTRAN_PAGE1_REQ

UTRAN_PAGE1_SUCC

CN_PAGE_IDLE_UE_SUCC_R ATE

话统指标标准测量点 收到CN发起的PAGING消息 收到CN发起的PAGING消息, 且被寻呼 的UE当前为空闲态 收到UE的RRC连接请求消息,且请求 统计寻呼空闲用户成功 原 因 为 被 叫 类 原 因 , 如 “Terminating 的次数 Conversational Call” 统 计 由 UTRAN 侧 发 起 的PAGING TYPE 1消息 由UTRAN侧发起PAGING TYPE 1消息 的次数 统 计 由 UTRAN 侧 发 起 PAGING TYPE 1消息, UTRAN侧收到UE的寻呼响应类消息 收到UE成功响应的次数 是计算指标,由计算公式 统计CN发起的寻呼空闲 [CN_PAGE_IDLE_UE_SUCC]/ [CN_PAGE_IDLE_UE_REQ]得到 状态UE的寻呼成功率 是计算指标,由计算公式 [UTRAN_PAGE1_SUCC]/[UTRAN_PA GE1_REQ]得到

UTRAN_PAGE1_SUCC_RATE

统 计 UTRAN 发 起 寻 呼 类型1的寻呼成功率

UMSC寻呼相关话统指标都是基于一个位置区的,如表2 所示。一般情况下,位置 区不会跨RNC、BSC配置,可以统计一个位置区的寻呼成功率、第一次寻呼成功率、非 第一次寻呼成功率。 位置区的寻呼成功率关注一个位置区的寻呼状况, 并不关心寻呼重 发次数, 而第一次寻呼成功率、 非第一次寻呼成功率关注寻呼重发次数对寻呼成功率的 影响。

位置区寻呼成功率 =

第一次发寻呼次数-下 发寻呼无响应消息数 第一次发寻呼次数

第一次寻呼响应次数 第一次寻呼成功率 = 第一次发寻呼次数 非第一次寻呼成功率 = 接口重复发寻呼次数 接口重复寻呼响应次数

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WCDMA RNO 寻呼问题分析指导书 表2 话统指标名称 第一次发寻呼次数 第一次寻呼响应次数 接口重复发寻呼次数 接口重复寻呼响应次数 Iu接口第一次发寻呼次数 Iu接口重复发寻呼次数 下发寻呼无响应次数 UMSC寻呼话统指标

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话统指标含义 MSC 第一次发 Paging Req 的 次数 MSC 第 一 次 发 Paging 消 息 后,成功收到响应次数 MSC 不是第一次发 Paging的 次数 MSC 非 第 一 次 发 PAGING 消 息后,成功收到响应次数 Iu接口第一次发Paging次数 Iu 接口非第一次发 Paging 的 次数 未 收 到 寻 呼 响 应 (PAGING RESPONSE)消息次数

话统指标标准测量点 MSC 向 RNC/BSC 发 PAGING 消息 时统计 第一次 Paging消息发出后,MSC 收到 被叫发的 PAGING RESPONSE消息时 统计 MSC 向 RNC/BSC 发PAGING 消息 时统计 非第一次 PAGING 消息发出后,MSC 收到 PAGING RESPONSE 消息时统 计 MSC向RNC发Paging消息时统计 MSC 向 RNC 非第一次发 Paging 消 息时统计 寻呼定时器超期统计

SGSN寻呼相关话统指标都是基于一个路由区的,如表3 所示,可以得到某路由区 的寻呼成功率。

路由区寻呼成功率=

RA分组寻呼请求次数- RA分组寻呼失败次数 RA分组寻呼请求次数
SGSN寻呼话统指标 话统指标标准测量点 SGSN 发 送 Iu 接 口 寻 呼 请 求 消 息 (PAGING),消息中的CN Domain为 PS 重发寻呼消息次数达到最大值

表3 话统指标名称

话统指标含义 这项测量提供了在特定路由区中 每个RA分组寻呼请求 下发分组寻呼请求的次数,不包 次数 括重发的消息。 每个RA分组寻呼失败 这项测量提供了在特定路由区中 次数 分组寻呼失败的次数

在话统分析过程中,要重点关注“位置区寻呼成功率”和“路由区寻呼成功率”, 这 是 衡 量 寻 呼 性 能 的 注 意 KPI 指 标 。 RNC 的 寻 呼 话 统 指 标 CN_PAGE_IDLE_UE_SUCC_RATE 和UTRAN_PAGE1_SUCC_RATE 可以 作 为分 析参 考。

2.2.2 告警
按照目前我司的实现,CN和寻呼相关的告警只有“RNC过载”,当CN接收到RNC 的过载消息引发此告警。RNC为保证系统运行的稳定性,避免突发的消息风暴对系统 的冲击,对包括寻呼在内的某些处理频率很高的消息进行了流控。当RNC收到CN的寻

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呼消息后,判断系统如果处于寻呼流控状态,就会丢弃寻呼消息,并记录下寻呼消息丢 失的个数。如果寻呼丢失比例达到一定的门限,RNC就会向CN发Overload消息,CN就 会控制消息发送流量按照一定的步长减少。如果在一定的时间内没有收到Overload消 息,IU的消息流量会逐步增长直至恢复正常。 RNC目前寻呼相关的告警是“流量控制告警”,当RNC处于寻呼流控状态下寻呼 消息会无条件丢失。 当单板子系统的CPU占用率或者单板子系统的消息包占用率超过门 限时系统切换到流控状态, 并会产生流量控制告警。 当系统从流控状态恢复正常工作状 态时,会产生流量控制恢复告警。但是发生“流量控制告警”不一定会丢寻呼,因为 RNC对不同的流控对象(寻呼、串口打印、消息跟踪等)有不同的流控门限,只要有 流控发生就会告警,但是只有寻呼流控发生才会丢寻呼。

2.2.3 用户投诉
如果寻呼消息丢失导致手机不能做被叫, 主叫用户会听到系统提示音 “用户不在服 务区” 可以从局方1860客服中心了解用户投诉情况或直接联系投诉人了解不在服务区 。 发生情况,要重点关注手机被叫失败的情况,需要收集的信息如表4 所示但不限于这些 内容【5】: 表4 时间 投诉用户 姓名 投诉用户 号码 用户投诉信息表 被叫手机 类型 投诉地点 是否经常 发生 过程描述

被叫用户 号码

整理投诉信息寻找规律观察是否存在下属情况: 9 是否白天忙时和夜里闲时都发生。 如果寻呼失败在话务高峰, 重点分析寻呼拥 塞的情形,如果不是在话务高峰,要分析其它因素; 9 9 是否被叫手机类型相同。可能存在手机自身问题; 是否投诉地点集中。可能是因为信号覆盖问题;

找到投诉的规律能加快问题解决的速度。

2.2.4 网络规划优化历史记录
获取网络规划报告,重点关注寻呼区域(位置区、路由区)的划分。网络规划报告 获取方式: 如果是网络开通前的优化, 则规划报告可以从负责此项目的规划经理处获得。 如果是开通后网络的优化, 则规划报告一般可从客户处获得。 以上规划报告应包括网络 所经历各次扩容的规划报告。

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对于开通后网络, 可能在本次优化之前已经经历了优化过程。 在本次优化开始之前 应获得各次优化历史记录, 了解各次网络调整过程及遗留问题。 应重点关注是否存在覆 盖空洞、系统过载、寻呼丢失、寻呼信道功率配比低等方面的优化记录。

2.2.5 无线参数配置
和寻呼相关的参数如下,优化前要注意收集: 9 9 9
9

CN寻呼重发次数、寻呼时间间隔; UTRAN寻呼重发次数、寻呼时间间隔; DRX寻呼周期系数k(DRX寻呼周期 = 2k); 一个PICH帧包含的寻呼指示数目NP; PICH、PCH信道功率配比; CN是否使用全局寻呼; CN寻呼使用的UE ID(是IMSI还是TMSI、PTMSI)

9 9 9

2.3 确定优化目标
“位置区寻呼成功率”和“路由区寻呼成功率”这两个KPI指标要达到优化要求, 建议寻呼成功率达到86%以上【3】。

2.4 寻呼问题定位 2.4.1 确定基本定位方向
寻呼问题优化目的是保证寻呼的KPI指标, UE能否成功回寻呼响应直接关系到寻呼 的KPI指标。从这个角度上看,寻呼问题大体上可以分为三个方向: 9 寻呼消息根本没有在空口下发。 如果寻呼消息根本没有在空口下发, 最大的可 能是寻呼丢失,寻呼丢失是寻呼过程中最常见的问题,也是本文分析的重点。 寻呼丢失的具体分析见2.4.2和2.4.3两部分。当然寻呼没有发出也有可能是IUB 口传输故障或其它设备故障,这个问题查看告警就能知道,这里不作赘述。 9 寻呼消息下发了,UE没有收到或者是收到错误的寻呼消息。按照用户投诉的 情况具体区分,如果只是UE作被叫有问题(语音提示“用户不在服务区”), 可能是PICH和PCH的功率配比过低或手机性能有问题;如果UE主叫被叫都有 问题,可能该区域存在信号覆盖盲区。

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UE收到寻呼后回寻呼响应失败。 如图 1 所示, 这个问题属于接入失败的问题, 解决方法参考《WCDMA RNP 接入过程问题分析指导书》。

在寻呼问题定位过程中, 可以通过分析寻呼话统、 告警和用户投诉来确定是哪种情 况。寻呼丢失一般发生在话务量高的时间段,查看CN的话统“位置区寻呼成功率”和 “路由区寻呼成功率”,如果这两个指标总是在话务量高的时间段表现得比较低(低于 86%),用户投诉也是集中在这一时间段,则说明寻呼丢失较严重,需要重点分析寻呼 丢失的情况。同时查看CN是否有RNC过载告警、RNC是否有流控告警,如果有这些告 警存在说明寻呼丢失的可能性很大。 如果这两个指标低的事件在时间上近似均匀分布, 用户投诉具有地域性, 就要检查 除“寻呼丢失”外的原因了:寻呼信道配比、信号覆盖、手机性能等。 进一步分析寻呼问题需要到现场进行拨测分析, 时间选择在话务量高的时间段, 地 点选择用户投诉集中的区域,拨测过程中可以在CN和RNC的维护台上跟踪寻呼消息的 下发和UE回寻呼响应的过程。

2.4.2 寻呼丢失直接原因
寻呼在以下情况下会丢失: 1、 RNC系统处于寻呼流控状态。因为寻呼消息发送频率高,RNC对寻呼进行 了流控,当RNC检查到CPU占有率或者消息队列占有率达到预先设置的门 限时就会触发寻呼流控,在寻呼流控状态下寻呼消息无条件丢弃。 2、 PCH容量限制。以PCH目前的编码方式,一个TTI只能传输240bits,如果使 用IMSI寻呼, 同一寻呼时刻只能寻呼3个UE; 如果使用TMSI和PTMSI寻呼, 同一寻呼时刻只能寻呼5个UE【2】。如果在同一寻呼时刻寻呼UE的个数 超过系统的处理能力,就会造成寻呼丢失。 3、 其它原因:如IUB口传输故障和设备故障等,这类故障发生几率小,可以 从告警台看出。

2.4.3 寻呼丢失原因深入分析
导致寻呼丢失的直接原因时系统过载、 寻呼信道过载等, 进一步地深入分析其原因 是CN和RNC使用了不适当的寻呼策略,具体分析见如下链接: 9 9 寻呼区域规划过大 CN寻呼重发次数和时间间隔设置不合理

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WCDMA RNO 寻呼问题分析指导书 9 9 9 9 9 UTRAN寻呼重发次数和时间间隔设置不合理 CN使用了全网寻呼 DRX寻呼周期系统设置不合理 NP值设置不合理 CN使用的UE标识不合理

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2.4.4 其它原因分析
9 9 9 寻呼类信道功率配比过低 存在覆盖盲区 手机性能问题

2.5 寻呼问题优化
寻呼问题优化方法针对各个专题在第3节有详细描述。

2.6 优化验证
在对网络实施了优化调整后,需要验证优化的结果。常用的验证方式有:运行并查 看寻呼相关话统、查看是否有寻呼告警、收集用户投诉信息、实地作手机被叫拨测等。 9 话统:主要查看“位置区寻呼成功率”和“路由区寻呼成功率”是否达到事先 确定的优化目标86%; 9 9 9 告警:查看CN是否有“RNC过载”告警,RNC是否有流控告警; 用户投诉:在一段时间内是否有用户被叫投诉; 拨测:选择话务高峰期和用户投诉地测试手机被叫成功率,拨测不需要接通, 电话只需要听回铃音或提示音即可。

3 寻呼典型问题分析 3.1 寻呼区域规划过大 3.1.1 问题分析
CN通常在一个寻呼区域(位置区或者路由区)对目标UE进行寻呼,这种寻呼又称 作本局寻呼。对CS域业务来说,CN使用位置区来识别和寻呼UE。协议中,位置区被定

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义为移动终端在不更新VLR的情况下可以自由移动的区域。 一个位置区可以涵盖一个或 几个小区。对PS域业务来说,CN使用routing area来识别和寻呼UE。RA定义为在特定操 作模式下,移动终端不需要更新SGSN的情况下可以自由移动的区域。一个RA可以包含 一个或几个小区。路由区和位置区的关系采用了GSM中定义的关系,即:路由区可以 和位置区的大小相等,或者只是某个位置区的子集。 如果寻呼区域规划过大, 网络寻呼移动台的同一寻呼消息会在许多小区中发送, 会 导致寻呼信道负荷过重,同时增加Iub接口上的信令流量。如果小区的寻呼信道在一段 时间内负荷过重,会导致寻呼该小区UE的寻呼消息被丢掉,造成在服务区内的开机用 户不能被寻呼到(用户不在服务区)问题。 反之,如果寻呼区域规划过小,那么会造成用户在移动过程进行频繁的位置更新, 从而增加系统的信令流量。对于建网初期,PS业务寻呼需求不大,此时RA不需要刻意 划分的过小,可按照n=1来规划。随着网络的不断演进,PS业务的需求不断增多,这 时候可适当减小RA的大小。当然,RA过小也会导致用户在移动过程中寻呼区域更新的 事件增多而导致网络侧信令开销变大, 同时也需要考虑到频繁的位置更新会影响手机的 待机时间。 寻呼区域的最大值由寻呼信道容量决定。寻呼区域容量的估算方法见【2】,引用 【2】典型环境下的寻呼混合容量如表5 :

Erlanλ PeH g rDRXCy cleLengthInN RA
n 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 Mmix 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3

表5

CN ID使用IMSI时寻呼区域计算结果表

RA 1.738624042 1.741614489 1.74665366 1.744911078 1.745096566 1.745372494 1.745680526 1.745680526 1.746014764 1.746024614 0.002592996 0.003616996 0.004640996 0.005664996 0.006688996 0.007712996 0.008736996 0.009760996 0.010784996 0.011808996 133 95 74 61 51 44 39 35 32 29

LA 133 190 222 244 255 264 273 280 288 290

表中各个字段的含义: n是位置区大小和路由区大小的比例,LA=nRA; Mmix是PCH每个TTI能够寻呼UE的个数;

λ H 表示在一个DRX cycle length周期内的一条特定寻呼块可支持的话务量;

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Erlang PerDRXCycleLengthInN RA 标识一个路由区内单个DRX cycle length周期内的一条特
定寻呼块可支持的话务量。 以n=2为例,LA=190表示一个位置区有190个小区。如果网络实际位置区大小超过 190,需要对位置区进行分裂。 GSM的网优经验建议各本地网位置区容量超过300载频同时忙时寻呼量超过5万条/ 小时的位置区进行分裂。

3.1.2 优化措施
对网络容量或寻呼量大于一定门限的位置区进行位置区分裂, 可以有效降低寻呼消 息流量。

3.2 CN寻呼重发次数和时间间隔设置不合理 3.2.1 问题分析
CN为保证寻呼成功率,会在IU接口重发寻呼消息,CN寻呼重发次数和时间间隔是 可以配置的。由于寻呼是针对位置区发起的,寻呼重发会造成寻呼量的增加,特别是在 空中接口公共下行信道拥塞的情况下, 寻呼重发造成寻呼量成倍增加, 大大浪费下行信 道资源。CN的寻呼重发配置应该和UTRAN协调起来。 CN的寻呼重发是为防止第一次寻呼手机未正常响应而再次发起寻呼,提高寻呼成 功率和接通率。但是GSM网上数据表明,重发寻呼的成功率比较低,特别是二次及二 次以上重发,对寻呼成功率和接通率的贡献很小。经验数据表明:一般第一次寻呼成功 率接近86%,重复寻呼成功率1.8%,其中重发寻呼成功大部分为二次寻呼成功,三次寻 呼成功的次数按递减的规律计算,其寻呼成功率估计在0.2%以下,第三次寻呼(第二 次重发)对寻呼成功率的影响很小【6】。WCDMA的寻呼机制和GSM基本类似,从网 上统计数据可以看出,CN寻呼次数多对寻呼成功率的贡献很小,相反增加了系统负荷。 CN的寻呼时间间隔不宜过短。 CN通过IU接口发寻呼消息给RNC, RNC根据寻呼消 息带的IMSI计算出寻呼时刻,并安排在最近一个寻呼周期对应的寻呼时刻下发。目前 我司的RNC也采用了寻呼重发机制,缺省是重发1次,重发时间间隔是一个寻呼周期。 从上述分析来看, RNC从收到CN的寻呼到下发到空口的最大时间间隔是一个寻呼周期, 在RNC重发1次的情况下, CN的寻呼时间间隔要大于两个寻呼周期为宜。我司实现的寻 呼周期是2.56s, 如果CN的寻呼时间间隔大于2.56s小于5.12, 在CN重发寻呼到来时, RNC 还没有完成寻呼的重发,RNC处理的结果是在紧接着的下一个寻呼周期安排寻呼,这 样实际上只发了3个寻呼消息, 没有达到预计的4个寻呼消息, 造成了寻呼消息在无形中 丢失。

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3.2.2 优化措施
CN的寻呼重发配置应该和UTRAN互相配合。在UTRAN寻呼重发1次的情况下,建 议CN配置重发1次(总共发2次),重发时间间隔大于两个寻呼周期,如果寻呼周期为 2.56s,建议CN寻呼重发时间间隔是5s,配置为5s考虑到Iu/Iub流控时寻呼的丢失【4】。 减少寻呼重发次数同时增大寻呼时间间隔, 整体寻呼无响应的时间基本保持不变, 不会 影响MSC寻呼无响应时上报语音提示的时间间隔。 CN寻呼时间间隔和重发次数可以通过软参进行配置。

3.3 UTRAN寻呼重发次数和时间间隔设置不合理 3.3.1 问题分析
为了减少Iu口寻呼消息流量,增加UE接收到寻呼消息的可能性,UTRAN可以重复 发送寻呼消息。UTRAN寻呼重发配置要与CN寻呼重发相配合。 由于寻呼总是在固定的寻呼时刻(一个寻呼周期内)下发,UTRAN寻呼时间间隔 为一个寻呼周期的整数倍,一般为一个寻呼周期,所以可以通过调整DRC寻呼周期系 数k来调整UTRAN的寻呼重发时间间隔。 UTRAN寻呼重发次数不宜过大,否则加上Iu口寻呼重发,UU口寻呼信道负荷会剧 增。另外,目前UTRAN在MACC层实现,MACC不识别具体的RRC消息,即使UE回了 寻呼响应消息,MACC还会继续重发寻呼。UTRAN寻呼重发次数过大就会造成不必要 的系统开销和UU口消息流量。

3.3.2 优化措施
寻呼重发次数保持目前的缺省配置比较合理。也可以在RNC的维护台上使用MML 命令SET WFMRCFGDATA对寻呼消息重发次数进行调整。

3.4 CN使用了全网寻呼 3.4.1 问题分析
出于提高来话接通率的考虑,CN侧一般可配置全网寻呼。这种寻呼方式的最大特 点是寻呼跨越了位置区的概念,针对全CN下挂的所有的UTRAN发起。这种情况下的寻 呼流量更大,特别是当CN下挂多个位置区的时候,容易导致容量较小的位置区出现过 载,并且长时间无法恢复。

3.4.2 优化措施

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CN应该避免采用全局寻呼。根据GSM网上应用经验,CN的全网寻呼是造成容量较 小的位置区出现过载的重要原因;而且CN全局寻呼对提高长途来话接通率贡献不大。 CN的全局寻呼仅在VLR记录UE位置区错误的情况有用,而这种情况极少发生,而 且一旦发生,则表示系统出现重大故障;CN全局寻呼也不能发挥作用【6】。

3.5 DRX寻呼周期系数设置不合理 3.5.1 问题分析
当UE处在IDLE和PCH状态时,为了减少功率的消耗UE会利用不连续接收技术 Discontinuous Reception (DRX) 根据协议TS25.304, 。 寻呼周期长度 (DRX cycle length) = MAX K, (2 PBP) 其中: 。 K为DRX cycle length coefficient, PBP为寻呼块周期 (Paging Block Periodicity) PBP只应用于TDD模式, , 对FDD来说PBP = 1, 所以: DRX cycle length = 2K。 UE的DRX寻呼周期系数有三个来源:系统消息、CN的寻呼消息、UTRAN的UU口 信令,并且CS、PS的处理方式也不一样。 对于PS域,DRX寻呼周期系数由UE和SGSN通过NAS层消息(attach过程)协商, 不管UE处于IDLE或者是连接状态都以协商数据为准, 如果协商失败则使用CS域的寻呼 系数。 对于CS域,如果UE在IDLE状态下,DRX寻呼周期系数使用系统消息、CN的寻呼 消息中的最小值。如果UE在连接状态,DRX寻呼周期系数使用系统消息、CN的寻呼消 息、UTRAN的UU口信令中的最小值。 DRX寻呼周期系数K的设置要考虑以下因素: 1. DRX寻呼周期系数K决定了DRX周期长度,K值越大,DRX周期就越长,UE 功耗会降低,但是也带来了UE寻呼周期变长,也就是UE寻呼响应时间变长。 如果K值过小,寻呼周期变小,UE处理寻呼开销和功耗都会增加。协议值给 出范围2~12,目前我司取值8,寻呼周期为2.56秒。 2. 以PCH目前的编码方式,一个TTI只能传输240bits,如果使用IMSI寻呼,同一 寻呼时刻只能寻呼3个UE;如果使用TMSI寻呼,同一寻呼时刻只能寻呼5个 UE。如果在同一寻呼时刻寻呼UE的个数超过系统的处理能力,就会造成寻呼 丢失,造成呼损的情况。如果K值设置过小,寻呼周期变短,计算出来UE的 寻呼时刻相同的概率增大,寻呼丢失的概率也相应增大。

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由于UTRAN寻呼重发时间间隔是一个寻呼周期,所以DRX寻呼周期系数K的 设置也要考虑到UTRAN寻呼重发时间间隔,要和CN寻呼重发情况配合设置。

3.5.2 优化措施
K值下限的设置要考虑到节省UE功耗和减小UE寻呼时刻相同的概率, K值上限的 设置要考虑到UTRAN寻呼重发时间间隔。在实际设置过程中,K值一般设置位于2~12 中间的值,如5、6、7、8,寻呼周期分别对应320ms、640ms、1280ms、2560ms。假设 CN寻呼重发次数为1(总共发送两次寻呼),间隔为2s,那么UTRAN重发次数和间隔 应该如何设置呢?大致说来,应该遵从如下规律: 1、如果UTRAN重发次数为0次(UTRAN不重发),UTRAN的DRX周期应小于CN 重发间隔(2s),即此时的K值应该设置为7或8(1.28s,2.56s)比较合适,设置为8主要 是考虑Iu/IuB寻呼流控时寻呼的丢失【4】; 2、 如果UTRAN重发次数为1, UTRAN的DRX周期应小于CN重发间隔的一半 (1s) , 即此时的K值应该设置为6或7(0.64,1.28s)比较合适,设置为7主要是考虑Iu/IuB寻呼流 控时寻呼的丢失;(推荐配置)

3.6 NP值设置不合理 3.6.1 问题分析
Np是寻呼指示信道PICH在一帧中下发的PI寻呼指示数,取值范围在(18,36,72, 144),该参数在系统消息5中通过Number of PI per frame指示。UE会在确定的寻呼时机 接收PICH帧,然后找到对应的PI指示位(第q个PI指示),只有相应的PI指示位有效, UE才会去解调对应的S-CCPCH帧。

Np q = PI + ((18 × (SFN + SFN / 8 + SFN / 64 + SFN / 512)) mod144 ) × mod Np 144

其中PI = DRX index mod NP = (IMSI div 8192) mod NP,SFN就是UE的寻呼时刻。 Np在实际网络中的意义:该参数将所有的IMSI分成了Np组,每一个组中所有的 IMSI使用同一个PI。Np的值对网络的影响:Np的值设置过小,则每组中对应的UE数目 较多,对每个IMSI而言,PI指示出现的概率增大,被唤醒的次数越多,对节省UE功耗 不利;Np值设置过大,则每组中对应的IMSI数目较少,对每个IMSI而言,PI指示出现 的概率也较小,被唤醒的次数也较少,但Np越大,每个PI对应的bit数目减少,对UE的 PICH解调性能要求越高。

3.6.2 优化措施

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Np取值范围在(18,36,72,144),要根据当前网络的用户数(用户话务量)的 多少确定,一般用户多Np取值大一些,用户少Np取值小一些。实际网络中可以取中间 值36或72。

3.7 CN寻呼使用的UE标识 3.7.1 问题分析
网络可以在同一寻呼时刻使用寻呼类型1消息同时在空口寻呼多个UE, 由于PCH容 量的限制, UE的个数和寻呼消息中使用的UE标识密切相关, 也就是说UE标识影响了寻 呼信道的容量。相对于CN发起寻呼的情况,UTRAN发起寻呼的概率要小得多,这里只 考虑CN发起寻呼的情况: UE处于IDLE状态,CN使用IMSI进行寻呼,在同一寻呼时刻只能寻呼3个UE; UE处于IDLE状态,CN使用TMSI或者PTMSI进行寻呼,在同一寻呼时刻只能寻呼5 个UE; UE处于CELL_PCH或URA_PCH状态, 不管CN使用什么寻呼标识, UTRAN转换UE 标识为U-RNTI进行寻呼,在同一寻呼时刻只能寻呼5个UE【2】。 从上述分析可以看 出,CN使用UE临时标识TMSI和PTMSI可以增加PCH的容量。

3.7.2 优化措施
CN优化使用UE临时标识TMSI和PTMSI进行寻呼,可以通过软参进行调整。

3.8 UTRAN应激活IMSI ATTACH和DETACH功能 3.8.1 问题分析
当UE开机注册成功后,MSC/VLR置用户状态为ATTACH状态。IMSI DETACH即移 动用户关机,MS发起DETACH的流程,MSC/VLR置用户状态为IMSI分离,该流程一般 不通知HLR。 在DETACH状态下, 若该MS被拨打, CN会将用户关机情况直接通知主叫方, 省略了向UE发无用的寻呼。 如图 3 所示,UE通过接收系统消息1确定能否使用IMSI ATTACH和DETACH过程。 Gsm MAP IE有两个octer组成, 第一个octer是T3212, 第二个octer的bit1是ATT标识, “0” 表示网络不允许UE使用IMSI ATTACH和DETACH过程,“1”表示允许【1】。图 3 中 配置的是“0a 01”表示T3212是60分钟,允许UE使用IMSI ATTACH和DETACH过程。 在实际网络运行时,UTRAN应该激活IMSI ATTACH和DETACH功能。 表6 IMSI ATTACH和DETACH标识

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8 7 6 5 T3212 Spare ATT 4 3 2 1

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octet 1 octet 2

图 3 系统消息1解析

3.8.2 优化措施
在RNC维护台上使用MML命令LST CNDOMAIN和MOD CNDOMAIN查看和修改 IMSI附着分离允许指示。

3.9 寻呼类信道功率配比过低 3.9.1 问题分析
现象上表现为用户投诉集中在某些区域,并且有UE作被叫存在“用户不在服务区” 问题,UE作主叫正常,在UE后台可以看到寻呼解码失败的打印信息,就寻呼类信道功 率配比过低的问题了。 寻呼类信道包括PICH和PCH。如果PICH功率过低会导致UE解析PI指示错误。把PI 值为“0”解析成“1”会产生虚警浪费UE的功率,把PI值为“1”解析成“0”UE就会 错过寻呼造成呼损。如果PCH功率过低,UE对寻呼消息会解码失败。 目前基线功率配比:PICH是-3dB,PCH是-2dB,都是相对于导频信道的功率。

3.9.2 优化措施

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适 当 提 高 PICH 和 PCH 的 功 率 配 比 。 在 RNC 维 护 台 上 使 用 MML 命 令 LST CHPWROFFSET、 MOD PICHPWROFFSET分别查看和修改PICH的功率, LST SCCPCH、 MOD SCCPCH分别查看和修改PCH的功率。

3.10 存在覆盖盲区 3.10.1 问题分析
现象表现为用户投诉集中在某些区域,UE作被叫主叫都不成功,UE面板上显示信 号强度低,用路测设备测试导频信号的RSCP和ECvsIO都低于UE正常接入需要的指标, 可以确定该地区存在覆盖盲区。

3.10.2 优化措施
进行覆盖优化,具体优化措施参考相关指导书。

3.11 手机性能问题 3.11.1 问题分析
用户的手机可能来自各个不同的生产厂商,手机的接收性能和解调性能也不相同, GSM网上经验表明一些寻呼问题最后定位到手机存在问题。 可以整理分析用户投诉资 料,如果被叫手机属于同一类型,则可能手机存在问题。

3.11.2 优化措施
用不同厂商的手机进行被叫验证, 如果有条件可以进一步测试手机接收性能和解调 性能参数进行对比,具体包括测试在同一地点手机接收导频信号的RSCP和ECvsIO,了 解手机的业务解调门限等。

4 遗留问题
目前主要存在以下遗留问题: 1、CN和UTRAN寻呼重发次数和时间间隔关系比较复杂,在给定PCH容量、寻呼 成功率、寻呼丢失率情况下,如何给出最优的寻呼重发策略需要进行仿真分析。 2、位置区分裂的上限和位置区的业务模型和话务模型密切相关,目前可以使用寻 呼区域规划工具给出其理论值。由于3G业务模型和话务模型十分复杂,寻呼区域规划 工具的前提条件和实际差距有多大, 究竟理论值和实际值符合程度如何, 这些问题还需 要进一步理论研究和在实际网络优化工作中积累经验。

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参考资料清单: [1] 3GPP R1999 25_series,2002/09 [2] 苗家澍,WCDMA RNP 寻呼区域规划指导书,2003/03 [3] 陈琦,董岩,周鑫杰,职波,WCDMA RNP 网优方法软课题研究报告,2003/08 [4] 张家义,WCDMA寻呼策略专题研究,2003/12 [5] 李鹏,用户不在服务区指导书,2001/11 [6] 华为GSM寻呼攻关资料,2003/06 [7] 焦安强,WCDMA RNP 专题技术研究 关键信令过程分析 寻呼过程,2003/11

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